-
Verfahren zur Aufarbeitung von bei der Raffination von Metallen anfallenden
pulverförmigen sulfidischen oder oxydischen Zwischenerzeugnissen Beim Raffinieren
von Blei, Zinn, Blei-Zinn-Legierungen und anderen ebenso niedrig oder höher schmelzenden
Metallen und Metallegierungen ist es bekannt, daß diese in geschmolzenem Zustande
mit Luftsauerstoff, Schwefel und anderen geeigneten Stoffen behandelt werden mit
dem Erfolge, daß die aus dem Metall oder der Metallegierung zu entfernenden Stoffe
sich in Pulverform auf der Oberfläche des Metalls abscheiden.
-
Beim Entfernen dieser pulverförmigen Stoffe von der Oberfläche der
Metallbäder mittels Werkzeuge, wie Siebkellen, Rechen oder ähnliche Vorrichtungen,'
durch Abschöpfen oder Abziehen, läßt ;es sich nicht vermeiden, daß beträchtliche
Mengen des zu raffinierenden Metalls mit den pulverförmigen Stoffen zusammen entfernt
werden, also einerseits dem Metallbade verlorengehen und andererseits den abzuschöpfenden
Stoff verdünnen und aus diesem durch kostspielige Schmelzverfahren wiedergewonnen
werden müssen.
-
Ein Beispiel hierfür bietet das bekannte Verfahren der Entfernung
von Kupfer aus kupferhaltigem Blei mittels Schwefels. Elementarer Schwefel wird
bei einer Temperatur von etwa 35o° C in das Bleibad eingerührt. Infolge seiner Verwandtschaft
zum Kupfer bildet sich Kupfersulfid, welches an die Oberfläche des Bleibades steigt
und von hier mit Siebkellen abgeschöpft wird. Trotzdem Kupfersulfid theoretisch
66,6 % Kupfer enthält, gelingt es nicht, einen Abhub mit mehr als etwa 14'[o Kupfer
zu erhalten, sofern man Werkblei zu behandeln hat, und etwa 28 % Kupfer bei kupferreicherem
Blei. Wenn dieses zum Teil auch dadurch bedingt ist, daß zusammen mit dem Kupfer
gewisse Mengen Blei geschwefelt werden, so wird der Kupfergehalt weiter noch dadurch
heruntergesetzt, daß sich in dem schwarzen Abhub noch wesentliche Mengen metallisches
Blei in mehr oder minder kleinen Tropfen befinden. Die gleiche Erscheinung wird
beobachtet beim Entkupfern von antimonhaltigem Blei (Hartblei), aber auch beim Entfernen
von Zinn und Arsen durch Aufblasen von Luft auf das geschmolzene, erhitzte Blei.
Pulverförmige Stoffe dieser Art, sowohl oxydischer als auch sulfidischer Natur,
enthalten stets gewisse Mengen metallisches Blei, die nach dem Abkühlen wohl zu
einem Teil durch Absieben entfernt werden können, besonders wenn es sich um Tropfen
größeren Umfanges handelt. Nicht aber gelingt es, das in feiner oder feinster Verteilung
vorhandene Blei mittels Siebe zu entfernen.
-
-E§ wurde nun gefunden, daß, wenn man derartige. Stoffe einer
Windbehandlung unterwirft, es hierdurch möglich ist, noch eine weitere Menge metallisches
Blei aus den pulverförmigen Stoffen zu entfernen.
-
In einem älteren Verfahren ist bereits einmal vorgeschlagen worden,
Metallteilchen aus Metalloxyd auszuscheiden dadurch, daß das
Gemisch
unter einem Druck gemahlen wird, welcher ausreicht, um das Metalloxyd in Mehl zu
verwandeln, während die Metallteilchen unverändert erhalten bleiben. Das Mahlgut
wird dann einem Luftstrom- ausgesetzt, welcher den Staub von den Metallteilchen
wegbläst. Nach diesem bekannten Verfahren sollen hauptsächlich Gemische behandelt
werden, welche beirrt Einschmelzen von Metallen, im besonderen von Leichtmetallen,
als Krätze abgeschöpft werden. Für Metallgießereien ist diese Arbeit von weittragender
Bedeutung, weil metallische Bestandteile, welche im ausgemahlenen Kugelmühlenstaub
verbleiben, der Gießerei verlorengehen und von Hüttenwerken, welche diese Kugelmühlenstäube
erwerben, entweder gar nicht oder nur in minderem Maße bewertet wurden. Im Kugelmühlenstaub
von Leichtmetallschmelzen enthaltene metallische Anteile gehen überhaupt verloren,
während metallische Anteile im Staub von Schwermetallschmelzen nur als Erzbestandteile
von den Hüttenwerken- bewertet werden. Auf den Hüttenwerken selbst sind bisher solche
Kugelmühlenstäube, die erhebliche Bestandteile von nicht oxydierten, feinen Metallteilchen
enthalten, niemals vor der Verhüttung ausgesondert worden, geschweige denn haben
Hüttenwerke mit eigenen Zwischenerzeugnissen eine Windaufbereitung vorgenommen.
Für die Hüttenwerke liegt also eine solche Behandlung ihrer Zwischenerzeugnisse
durch Luftströme in keiner Weise nahe, weil sie von alters her gewohnt waren, die
bei ihren Raffinierverfahren anfallenden staubförmigen Erzeugnisse zusammen mit
den metallischen Bestandteilen in Hochöfen oder Flammöfen einzuschmelzen, da durch
.dieses Schmelzen ja an sich kein unmittelbarer Verlust an Metallen eintrat.
-
Hierin soll nach dem Verfahren. gemäß Erfindung eine Änderung eintreten
und ein Fortschritt dadurch herbeigeführt werden, daß die ofenerwähnten Erzeugnisse
in metallische und nichtmetallische Bestandteile getrennt werden, welche jede für
sich nach verschiedenen Verfahren aufgearbeitet werden können. Denn es liegt unzweifelhaft
ein Fortschritt darin, daß die metallischen Bestandteile nur einem einfachen Umschmelzen
unterworfen zu werden brauchen, während nur die nichtmetallischen Bestandteile dem
reduzierenden Schmelzen zu unterwerfen sind. Eine solche Maßnahme ist von besonderem
Wert, wenn es sich um Stoffe handelt, welche mehrere Metalle zugleich enthalten.
Ein solcher Fall liegt z. B. vor beim Entfernen von Zinn aus edelmetallhaltigem
Blei durch das übliche Aufblasen von Luft. Die Edelmetalle bleiben hierbei unter
allen Umständen im Blei gelöst. Wenn also der Zinnabstrich Edelmetalle enthält,
so können diese nur in der Form darin enthalten sein, daß der Zinnabstrich mit feinsten
Tröpfchen metallischen Bleies durchsetzt ist. Da der Zinnabstrich aber auf eine
Zinn-Blei-Legierung verarbeitet wird, würden die hierin enthaltenen Edelmetalle
verlorengehen. Die Raffination wird nun dadurch wesentlich günstiger gestaltet,
wenn durch eine strömende oder prallende, jedenfalls Aufwirbelung des Pulverförmigen
hervorrufende Windbehandlung die metallischen Bleitröpchen und damit die Edelmetalle
aus dem Abstrich ausgesondert werden. Das ausgesonderte Metall kehrt entweder unmittelbar
zum Metallbad zurück oder wird später zu diesem zurückgeführt. Auf diese Weise gelang
es z. B., einen Metallstaub mit o,155o °/a Silber, o,oo19 °/o Gold und einen nichtmetallischen
Staub mit o,o58o %
Silber, 0,0004 1o Gold zu erhalten.
-
In einem anderen Falle gelang es, aus einem Schwefelkupfer, welches
etwa 26,7 °f, Kupfer enthielt, einen Metallstaub zu erhalten, welcher so gut wie
aus reinem Blei bestand, und ein sulfidisches Erzeugnis, welches rund 40
%
Kupfer enthielt. Die Menge des Metallstaubes betrug 33,3; °/o des Gewichtes
und die Menge des sulfidischen Erzeugnisses 66,6 °1o. Es war also gelungen, so gut
wie ein Drittel des Gewichtes des Abhubes in Form von metallischem Blei aus dem
Abhub zu entfernen und den Kupfergehalt des Abhubes von 26,7 °/o auf 40 °/o zu steigern.
In anderen Fällen gelang es, aus einem pulverförmigen Stoff mit 12 % Kupfer
diesen Kupfergehalt auf 35 °/o Cu anzureichern und aus einem Staub mit 1S °J, Cu
auf 4a % Cu.
-
Der wesentliche Vorteil in diesem Anwendungsfalle besteht darin, daß
die beiden Metalle Blei und Kupfer möglichst vollständig mechanisch voneinander
geschieden werden, da die Trennung auf dem Schmelzwege sehr verwickelt ist und zu
immer neuen Zwischenprodukten führt.
-
Das Verfahren, welches ausgeübt werden soll, besteht also darin, daß
die zu raffinierenden Metalle bzw. Metallegierungen zunächst einer einfachen Behandlung
mit Luft, Schwefel oder sonstigen Reinigungsstoffen unterworfen werden, wonach dann
die in der Hauptsache pulverförmigen Erzeugnisse mittels eines Luftstrahles von
den aufgenommenen schwereren Bestandteilen getrennt werden. Die ausgeschiedenen
schwereren Bestandteile können entweder unmittelbar in das Metallbad zurückgegeben
werden oder für sich eingeschmolzen und einem besonderen Reinigungsverfahren unterworfen
werden. Die- Ausscheidung der Verunreinigungen kann auch stufenweise erfolgen.
Die
Trennung mittels Luftstrahles kann im kalten, aber auch im heißen Zustande vorgenommen
werden. Bei dem Arbeiten mit einfachen Vorrichtungen, wie Kesseln, bereitet es auch
keine Schwierigkeiten, die nichtmetallischen Stäube während des Reinigungsverfahrens
oder unmittelbar im Anschluß an dieses aus -der Vorrichtung mittels Luftstrahles
zu entfernen.
-
Der Vorteil der Behandlung mit Luftströmen im heißen Zustand,, unmittelbar
im Anschluß an die Raffination, liegt darin, daß die Oxydteilchen in diesem heißen
Zustande eine viel größere Beweglichkeit haben. Die spezifische Wärme und damit
der Wärmeinhalt der oxydischen Bestandteile ist größer als bei den metallischen
Bestandteilen, auch ist ihre Wärmeleitfähigkeit schlechter, so daß alle diese physikalischen
Unterschiede in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden können. Eine besondere Ausnutzung
der Vorteile der Aufarbeitung im heißen Zustande wird dadurch ermöglicht, daß diese
Trennung auf dem heißen Metallbade selbst durch Herstellung eines geringen Unterdruckes
mittels Einsaugen eines Luftstrahles, Aufwirbelung der pulverförmigen Oxyde und
Absaugen der aufgewirbelten oxydischen Bestandteile aus dem unter schwachem Unterdruck
befindlichen Luftraum oberhalb des Metallbades vorgenommen wird. Als Beispiele sind
vornehmlich solche aus der Blei- und Zinnverarbeitung genannt worden. Die Arbeitsweise
ist aber in gleicher Weise auch möglich für andere Metalle, wie Zink, Aluminium
und ähnliche Metalle, sowie die Entfernung von Eisen aus Zink mittels Schwefels.