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Verfahren zur Überführung von in Bleierzen enthaltenem Blei und anderen
Metallen in lösliche Salze Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Überführung
von in Bleierzen enthaltenem Blei und anderen Metallen in lösliche Salze durch gleichzeitige
sulfatisierende und chlorierende Röstung unter Verwendung zur Chlorierung des Gesamtbleigehaltes
der Erze unzureichender Mengen an Alkali- oder Erdalkalimetallchloriden und anschließendes
Auslaugen des Röstproduktes zunächst mit starker Säure und sodann mit einer Salzlösung,
wobei die Röstung in Gegenwart geringer Mengen von Calciumsulfat durchgeführt wird.
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Die bekannten Röstverfahren von Bleierzen, welche als Vorstufe für
eine Weiterbehandlung durch Lösung oder mittels sonstiger nasser Verfahren anzusehen
sind, lassen sich im wesentlichen auf zwei Grundverfahren zurückführen, und zwar
die sulfatisierende und die chlorierende Röstung. Die erstgenannte hat den Nachteil,
daß die Umwandlung des sulfidischen Erzes äußerst langsam vor sich geht, sehr schwierige
Betriebsbedingungen erfordert und darüber hinaus in allen Fällen unvollkommen bleibt.
Das zweitgenannte Röstverfahren erfordert, wenn es vollständig verlaufen soll, große
Überschüsse an Alkali- oder Erdalkalichloriden, wodurch die Selbstkosten derart
gesteigert sind, daß die Verfahren unwirtschaftlich werden. Außerdem erfordern diese
Verfahren auch hohe Temperaturen, und zwar mindestens Rotglut, und veranlassen dadurch
weitgehende Verflüchtigungen an Schwermetallchloriden, insbesondere Blei. Vor allem
aber führt keiner dieser Röstprozesse die im Erz enthaltenen Metalle vollkommen
in lösliche Salze über. Wenn man die Röstung oder Temperaturüberhöhung zu weit treibt,
gelangt man zu Oxyden, mitunter sogar bis zu Metallen, und muß in allen Fällen erhebliche
Verluste durch Verflüchtigung von Sulfaten oder Chloriden in Kauf nehmen.
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Es wurde nun gefunden, daß man unter Vermeidung dieser Nachteile in
einem erheblich abgekürzten Verfahren Blei und andere in Bleierzen enthaltene Metalle
in lösliche Salze überführen kann, wenn man derart vorgeht, daß man bei einer gleichzeitigen
sulfatisierenden und chlorierenden Röstung unter Verwendung von zur Chlorierung-
des Gesamtbleigehaltes der Erze unzureichenden Mengen Alkali- oder Erdalkalimetallchloriden
die Röstung in Gegenwart geringer Mengen
von Calciumsulfat durchführt
und hierauf ein Auslaugen des Röstproduktes zunächst mit starker Säure und sodann
mit einer Salzlösung vornimmt.
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Es ist bekannt, bei sulfatisierender Röstung von bleihaltigen Erzen
in Gegenwart von Alkalichloriden zu arbeiten, und zwar derart, daß die bleihaltigen
Erze unter nur teilweiser katalytischer Wirkung von Natriumchlorid und unter Einführung
von Wasserdampf sulfatisierend geröstet werden, worauf sie mit Natriumchloridlauge
ausgelaugt werden. Dabei ist es von Bedeutung, daß die einzelnen zur Umsetzung kommenden
Produkte immer in der gleichen Richtung den Ofen durchlaufen. Außerdem wird bei
diesem bekannten Verfahren bei verhältnismäßig hohen Temperaturen der Röstprozeß
zur Ausführung gebracht und erst im späteren Verlauf auf die für das Verfahren nach
der Erfindung angewendeten Temperaturen von etwa 470 bis 48o° und herunter bis etwa
45o° gesenkt. Vor allem aber bewirkt der gemäß der Erfindung von vornherein vorgesehene
Zusatz geringer Mengen von Calciumsulfat zum Röstgut, daß der Prozeß gegenüber diesem
bekannten Verfahren in bedeutend kürzerer Zeit vonstatten geht, abgesehen von den
weiteren Vorteilen, daß die Reaktionen zwischen Gasen und mineralischen Stoffen
hierbei in beliebiger Art durchgeführt werden können, wodurch eine wesentliche Vereinfachung
bedingt ist, daß weder die Zugabe besonderer Schwefelmengen noch die von Sauerstoffüberträgern".welche
die Bildung von Schwefelsäureanhy drid begünstigen sollen, wie bei jenem Verfahren
gefordert wird, und schließlich die Einleitung von Wasserdampf zur Bildung von Salzsäure
und zur Einleitung weiterer Reaktionen entbehrlich wird, da die zu Beginn des Verfahrens
zugegebene Menge Chlorid für den ganzen Verlauf des Prozesses genügt.
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Der wesentliche Fortschritt des neuen Verfahrens gegenüber den bekannten
Verfahren ergibt sich aus der nachstehenden Gegenüberstellung.
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Beispiel r Als Ausgangsmaterial wurden zwei Tonnen Bleiglanz mit 3o
°/o Bleigehalt verwendet. Diese wurden ohne Calciumsulfatzusatz 2o Stunden lang
bei einer Temperatur von 700° geröstet und wiesen nach der Röstung einen Gehalt
von 4 % an nicht umgewandeltem Schwefel auf.
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Beispie12 Menge und Art des verwendeten Ausgangsmaterials entsprechen
den im Beispiel z benutzten. Die Röstung wurde jedoch unter Zusatz von 6o kg Calciumsulfat
ausgeführt und dauerte 1.2 Stunden. Die Röstungstemperatur wurde auf 48o° gesenkt.
An nicht umgewandeltem Schwefel wurden nach der Röstung nur z °;o gefunden.
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Aus diesen Beispielen ergibt sich eindeutig, daß das Verfahren nach
der Erfindung in erheblich kürzerer Zeit zum Erfolge führt und damit insbesondere
durch große Brennstoffersparnis und Ersparnis an teurer Handarbeit den bekannten
Verfahren gegenüber wesentlich vorteilhafter ist.
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In Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird im einzelnen
derart vorgegangen, daß zunächst das Erz in Gegenwart einer einmal zugegebenen geringen
Menge Calciumsulfat und einer Menge von Alkali-oder Erdalkalichlorid, welche erheblich
geringer ist als die zur Chlorierung des gesamten Bleianteils erforderliche Menge,»
der Röstung unterworfen wird. Das Erz gibt außerordentlich schnell schweflige Säure
ab und setzt sich in ein Gemisch von Chlorid und Sulfat um. Alkali- bzw. Erdalkalichlorid
dürfte bei diesem Vorgang sich lediglich auf die Rolle eines Katalysators beschränken.
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Die Durchführung der Röstung kann in einem der bekannten Röstöfen,
z. B. einem sog. Wedge-Ofen, oder einem anderen unter Luftzutritt vorgenommen werden
und erfordert nur sehr mäßige Temperaturen. Die Reaktion verläuft wesentlich vollkommener
und erheblich schneller als bei der einfachen sulfatisierenden Röstung, und dies
trotz des Zusatzes einer geringen Menge an Chlorid. Darüber hinaus vermeidet man
praktisch jede Bildung von Oxyd, was man bei der sulfatisierenden Röstung unter
keinen Umständen ausschließen kann.
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Im Anschluß an diese Röstung, durch welche man ein Produkt erhält,
welches im wesentlichen aus Sulfaten und Chloriden besteht, behandelt man das Röstgut
mit geringen Mengen einer starken Säure, wobei man diese Menge lediglich nach dem
Anteil des durch die Röstung nicht umgesetzten Sulfides berechnet.
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Im Falle der Anwendung von Schwefelsäure werden noch Reste von Bleisulfid
oder sonstiger unumgewandelter Sulfide und Spuren von Oxyden in Sulfate umgesetzt.
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Die löslichen Sulfate, wie Zinksulfat oder Kupfersulfat, können leicht
durch Auslaugung abgetrennt werden und die erhaltenen Laugen in bekannter Weise
weiterverarbeitet werden.
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In gleicher Weise kann man jedoch auch die Behandlung der gerösteten
Masse, welche noch geringere Spuren an Sulfiden enthält, mit Chlorwasserstoffsäure
vornehmen. Durch anschließendes Auslaugen der zurückbleibenden Masse des gerösteten
Minerals mit Salzlauge
erhält man das gesamte Blei und Silber in
Form löslicher Chloride, was bei den bisher bekannten Röstverfahren nicht möglich
war. Das so gewonnene Bleichlorid kann in Kristallform gebracht werden oder in bekannter
Weise auf metallisches Blei oder Bleiverbindungen verarbeitet werden.
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Ausführungsbeispiel ioookg Erz, welche in Form von Sulfiden 3oo kg
Blei und i5o kg Zink sowie 400 9 Silber und i5oo g Kupfer enthalten, werden gleichmäßig
auf eine Feinheit von etwa zoo Maschen vermahlen. Hierauf wird das Erz mit mindestens
8o kg Natriumchlorid und 2o kg Calciumsulfat vermischt und das Ganze in einer oxydierenden
Atmosphäre unter langsamer Steigerung der Temperatur auf q.6o bis ¢9o° C der Röstung
unterworfen. Die Reaktion tritt, sobald diese Temperatur erreicht ist, augenblicklich
ein. Das geröstete Erz wird hierauf mit 5oo 1 Wasser, welches 151 Schwefelsäure
von etwa 53 bis 55' Be enthält, gewaschen. Durch diese Auswaschung wird die
Überführung der unlöslichen Salze in lösliche Salze vollkommen, und die Gesamtheit
des Zinks, Kupfers und der anderen löslichen Metalle kann .durch Auslaugung und
Filtration abgeschieden werden.
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Das zurückbleibende mineralische Röstgut, welches besonders Blei enthält,
wird hierauf mit q. m3 einer Lauge, welche mindestens 250 g Natriumchlorid
auf den Liter und im ganzen 61 H Cl in handelsüblicher Konzentration (22° Be) enthält,
ausgelaugt, wobei man die Temperatur der Lösung auf etwa 85 bis ioo° C hält. Nach
Verlauf von etwa Stunde sind das gesamte Blei, Silber und die anderen Begleitmetalle
in Lösung gegangen. In der warmen Lösung fällt man vor der Filtration Eisen, Aluminium,
Silicium und Mangan in bekannter' Weise, hierauf filtriert man die Lösung in der
Wärme und läßt Blei in Form des Chlorids auskristallisieren. Man erhält bei den
angegebenen Verhältnissen etwa 225 bis 23o kg Bleichlorid. Silber kann' man in den
Mutterlaugen, z. B. mit Hilfe . von Bleischwamm, ausfällen. Die Mutterlaugen, welche
noch Blei enthalten, können wieder für die Lösung des bleihaltigen Röstgutes, wie
oben beschrieben, Verwendung finden.