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Verfahren zur Sulfatisierung der in Erzen oder Hüttenprodukten enthaltenen
Nichteisenmetalle Es ist bekannt, die in Erzen oder Hüttenprodukten, 'z. B. Pyriten
oder Kiesabbränden, enthaltenen Nichteisenmetalle, wie Zink, Cadmium, Kupfer, Blei,
durch oxydierendes Erhitzen in Gegenwart von Schwefeltriöxyd enthaltenden oder bildenden
Stoffen in Sulfate umzuwandeln. Als Schwefeltrioxyd enthaltende oder bildende Stoffe
wurden dabei außer festen und gasförmigen Stoffen auch schon stark oxydierend wirkende
Flüssigkeiten, wie Schwefelsäure, Lösungen leicht zersetzlicher Sulfate oder Nitratlösungen,
z. B. Lösungen von Eisensulfaten oder- Gemische dieser Flüssigkeiten, verwendet,
die dem Gut :entweder vor seiner Einführung in den Ofen oder erst im Ofen selbst
zugesetzt wurden.
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Führt man Schwefeltrioxyd enthaltende oder bildende Flüssigkeiten
an einer geeigneten Stelle durch den Mäntel in einen für Sulfatisierungszwecke vielfach
benutzten Drehrohrofen ein, so kann es in manchen Fällen vorkommen, daß bei der
Einwirkung der Flüssigkeiten auf das erhitzte, zu sulfatisierende Gut sich Ansätze
oder Klumpen bilden.
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Um dies zu vermeiden, wird nach der Erfindung die Schwefeltrioxyd
enthaltende oder bildende Flüssigkeit in Mischung mit einem als Träger wirkenden
festen Stoff; der für sich nicht in der gleichen Weise wirkt, in den Drehrohrofen
eingebracht. Es hat sich gezeigt, daß hierbei die Mischung des die Sulfatisierung
bewirkenden Stoffes-mit dem bereits im Ofen befindlichen erhitzten Gut sehr innig
wird und ohne jede Störung sich vollzieht. Das wiederum hat zur Folge, daß der Sulfatisierungsvorgang
sehr vollständig verläuft und z. B. bei der nachfolgenden Laugung die Ausbeute an
Nichteisenmetallen noch wesentlich erhöht wird.
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Dem Verfahren gemäß der Erfindung können z. B. Pyrite, Mischerze oder
Kiesabbrände oder Stoffe ähnlicher Zusammensetzung unterworfen werden. Sulfidische
.Erze werden zunächst im Drehrohrofen abgeröstet, und es erfolgt die Einführung
der erfindungsgemäß als Sulfatisierungsmittel wirkenden Stoffe an einer Stelle des
Ofens, wo die Abröstung ganz oder zum größten Teil beendet ist. Oxydisches Gut wird
im Drehrohrofen zunächst erhitzt, und es wird die Einführungsstelle für das Sulfatisierungsmittel
dort vorgesehen, wo das Gut die Sulfatisierungstemperatur- etwa erreicht oder auch
schon überschritten hat. Enthält das oxydische Gut noch mehr oder weniger große
. Mengen Schwefel, wie Kiesabbrände, so ist es zweckmäßig, vor der Sulfatisierung
eine Totröstung im Drehrohrofen vorzunehmen. Wird das Gut vor Eintritt in die Sulfatisierungszone
des Drehrohrofens auf höhere als Sulfatisierungstemperatur gebracht, so entsteht
daraus der Vorteil, daß schon an der Einführungssteile
durch Mischung
des kälteren, erfindungsgemäß benutzten Sulfatisierungsmittels mit dem heißen Gut
die jeweils gewünschte Sulfatisierungstemperatur eingestellt werden kann.
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Die Einführung des Sulfatisierungsmittels erfolgt zweckmäßig durch
ein Rohr, das durch den Mantel so weit in den Drehrohrofen hineinragt, daß seine
Mündung vom Gut im Drehrohrofen nicht überdeckt werden kann. Es können natürlich
auch mehrere Einführungsrohre vorgesehen werden, die dann in geeigneter Weise auf
die Länge und den Umfang der Sulfatisierungszone verteilt sein können.
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Als Träger für .die Schwefeltrioxyd enthaltenden oder bildenden Flüssigkeiten
kann z. B. getrocknetes oder sulfatisierend- oder totgeröstetes Gut verwendet werden,
oder es wird geröstetes Gut benutzt, aus dem die Nichteisenmetalle z. B.
-durch Laugerei vorher entfernt worden sind. In diesem Falle gelingt es,
auch noch den größten Teil des durch Laugerei nicht aus dem Gut entfernten Restes
der Nichteisenmetalle bei der Sulfatisierung aufzuschließen. Natürlich können auch
noch andere Stoffe als Träger verwendet werden, die gleiche oder ähnliche Zusammensetzung
wie das Röstgut bzw. die Abbrände haben.
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Statt eines Drehrohrofens können zwei hintereinandergeschaltete Drehrohröfen
verwendet werden z. B. in der Weise, daß in dem ersten die Erhitzung bzw. Röstung
des Gutes und in dem zweiten die Sulfatisierung erfolgt. Das Gut wird möglichst
ohne Wärmeverluste aus dem einen in den andern Ofen übergeführt, und es kann die
Zuführung der sulfatisierend wirkenden Mittel an der Eintrittsstelle in den zweiten
Ofen oder zweckmäßiger uqch durch Öffnungen im Mantel des vordersten Teils des zweiten
Ofens erfolgen. Werden zwei Öfen benutzt, so kann für die Erhitzung auch ein anderer
Ofen, z. B. ein Etagenofen, verwendet werden. Die Sulfatisierung ist indessen, nur
im Drehrohrofen möglich, da es nur in derartigen Vorrichtungen gelingt, die gewünschten
Sulfatisierungstemperaturen genau einzuhalten und die Eisensulfate praktisch restlos
zu zersetzen, wenn diese bei der nachfolgenden Behandlung unerwünscht sind.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können als Schwefeltrioxyd enthaltende
oder bildende Stoffe z. B. Schwefelsäure, Sulfat-oder Nitratlösungen oder Mischungen
derartiger Lösungen verwendet werden.
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In den erfindungsgemäß benutzten Drehrohröfen können Gut und Gase
im Gleich-Strom oder Gegenstrom zueinander geführt werden. Es ist auch möglich,
in einem Teil des Ofens Gleichstromführung und im andern Teil desselben Gegenstromführung
anzuwenden z. B. dadurch, daß an beiden Ofenköpfen Gase aus dem Ofen abgezogen werden.
Zweckmäßig ist es in allen Fällen, die für das Verfahren erforderliche Wärme z.
B. in Form von Heizgasen dem Drehrohrofen an verschiedenen auf seine Länge und seinen
Umfang verteilten Stellen zuzuführen z. B. in der Weise, daß eine größere Anzahl
von Brennern im Ofenmantel in der angegebenen Weise vorgesehen werden, von denen
jeder einzelne für sich regulierbar bzw. ausschaltbar ist.
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Ist im Verfahren gemäß der Erfindung die Zufuhr von Röstluft oder
anderen, z. B. schwefeldioxydhaltigen Gasen in den Ofen notwendig, so kann diese
in der gleichen Weise und mit ähnlichen Mitteln wie die der Heizgase geschehen.
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Durch eine derartige Verteilung z. B. der Röstluft hat man es in der
Hand, vor oder während der Sulfatisierung noch einen Teil des im Gut enthaltenen
Sulfidschwefels zur Sulfatbildung auszunutzen und so an Sulfatisierungsmittel zu
sparen.
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Natürlich können auch noch Brenner oder Luftzuführungen in den Ofenköpfen
vorgesehen werden. Zur weiteren Temperaturregelung kann es zweckmäßig sein, einen
Teil der aus dem Ofen abströmenden Gase am unteren Ende des Ofens an einer oder
mehreren geeigneten Stellen durch den Mantel in den Ofen wiedereinzuführQn. Auch
eine Ausnutzung des Schwefeldioxyd- bzw. -trioxydgehalts der Ofenabgase für die
Sulfatisierung kann auf diese Weise erreicht werden. Beispiel Für die Durchführung
.des Verfahrens wurde ein Drehrohrofen von 14m Länge und I,4 m Durchmesser
verwendet, Dieser Ofen ist durch io Gasbrenner heizbar, die auf seine Länge und
seinen Umfang ziemlich gleichmäßig verteilt sind. Als Ausgangsgut wurde ein Kiesabbrand
mit 9,10/0 Zink und 5 O/Q Sulfidschwefelverwendet. Innerhalb 24 Stunden, wurden
6 t dieses Kiesabbrandes durch die Aufgabevorrichtung in den Ofen eingeführt. Gleichzeitig
wurden innerhalb derselben Zeit etwa. in der Mitte des Ofens durch ein Einführungsrohr
5 t totgerösteter> Kiesabbrand zugegeben, die vorher mit iaoo 16o °iger Schwefelsäure
angeteigt worden waren. Die Beheizung des Ofens war so eingestellt, daß der Abbrand
im ersten Teil des Ofens bei Temperaturen, die bis auf 85o 4 C anstiegen, totgeröstet
wurde. Dort, wo das Gemisch von Schwefelsäure und totgeröstetem Abbrand in den Ofen
eißgeschleust wurde, sank die Arbeitstemperatur auf etwa 6oo ° C. Das Aemisch aus
Gut und Sulfatisierungsmittel durchwanderte bei einer Temperatur von 65o' C die
Sulfatisierungszone. Es ergab sich ein Röstgut, in dem etwa 95 a/0 des vorgelaufenen
Zinks in i°Jaiger Schwefelsäure
löslich war. Die Zersetzung des
Eisensulfats kann dabei durch geeignete Einstellung der Temperatur in bestimmten
Teilen der Sulfatisierungszone nach Bedarf geregelt werden.