-
Verfahren zumVerarbeiten von Bleisulfat und bleisulfathaltigem Gut
Infolge der Einführung der modernen Metallve:rfiüchtigungsproz.esse und Laugeverfahrenentstehen
als Zwischenprodukte größere Mengen von Bleisulfat und bleisudfathaltigem Gut, die
bislang noch in recht unvollkommener Weise mit normalen Schwefelbleierzen zusammen
verarbeitet werden.
-
Die bei den Verflüchtigungsverfahren anfallenden bleiischen Flugstäube
sind zum Teil reines Bleisulfat und Gemische von Bleisulfat und Bleioxyden, bei
denen im allgemeinen ersteres vorwiegt, zum Teil Gemische von Bleisulfat und Zinkoxyd.
Infolge ihrer Entstehung durch Verflüchtigung liegen diese Stoffe in staubförmiger
und trokkener Form vor, so daß die Weterverarbieituing mit Schwierigkeiten verbunden
ist. Als Produkte der Laugeproz-esse beim Aufaxbeyten von komplexen Blei-Zink-Erzen,
beispielsweise durch Zinkelektrolyse, treten feuchte Blei,sulfats@chlämme .auf,
die zinkfrei sein oder auch mehr oder weniger Zinksulfat enthalten können. Erwähnt
seien auch die Bleikammerschlämme von der Schwefelsäurefabrikation, deren zur Verarbeitung
kommende Mengen gegenüber den erstgenannten- neuerdings aber zurücktreten.
-
Die Verarbeitung des bleisulfathaltigen Gutes kann entweder im Flammofen
oder im Schachtofen geschehen. Im Flammofen können die bleisulfathaltigen Ausgangsstoffe
unter Zuschlag von Reduktionskoks oder Bleisulfiden ähnlich wie bei der Rös;treaktionsärbeit
oder unter Zuschlag von Reduktionskoks und eisenhaltigen Zuschlägen, entsprechend
der .alten Niederschlagsarbeit auf metallisches Blei verschmolzen werden. Die Reaktiansarbeit
ist mit Schwierigkeiten verbunden, da das jeweils notwendige Verhältnis von Bleisulfid
zu Bleisulfat schwer festzustellen ist; die reine Niederschlagsarbeit erfordert
verhältnismäßig hohe Eis:enzuschlagskositen. Bei beiden Verfahren tritt außerdem
infolge der Feinkörnigkeit der Beschickung die Gefahr von Metallverlusten durch
Verflüchtigung sowie der Bildung von unerwünschten Zwischenprodukten, wie Bleistein,
auf.
-
Die Verarbeitung des bleisulfathaltigen Gutes im Schachtofen kann
in :der Weise erfolgen, daß man das angenäßt@e Material zusammen mit der übrigen
bleiischen Beschickung oder für sich allein mit Rücklaufschlacke auf Blei: herunterschmilzt,
wobei das Bleisulfat durch Eisen oder Kieselsäure zerlegt werden. soll. Die Nachteile
dieser Verarbetungsweise sind in geringerer Ofenleistung, :der Gefahr höherer Flugstaub.verluste
und vermehrter Steinbildung -zu erblicken.
-
Die gebräuchlichste Arbeitsweise ist zur Zeit wohl die, d.aß man das
bleis.ulfathaltige
Gut vor dem Verschmelzen im Schachtofen einer
teilweisen Entschweflung und Sinterung auf einem Sinterapparat oder im Drehrohrofen
unterwirft, "wobei durch Zuschlag von Kieselsäure in Form von Sand öder sonstigeiX:
'Zuschlägen die Zerlegung des Bleisulfats iiis Bleisilicat und Schwefelsäure bewirkt
wird, während beim darauffolgenden Schmelzen im Schachtofen das Bleioxyd aus dem
Bleisilicat durch Eisenoxydul oder Kalk wieder frei .gemacht wird. Die Vorbehandlung
des bleisulfathaltigen Materials in .den Sinterapparaten ist jedoch mit beträchtlichen
Kosten verbunden, außerdem wird das Bleisulfat im allgemeinen nur sehr unvollkommen
zerlegt. Wegen dieser unvollkommenen Verarbeitungsweise wird das Bleisulfat nicht
für sich allein, sondern nur vermischt mit anderen Bleierzen versintert und verschmolzen.
-
Die vorliegende Erfindung benutzt ebenfalls die bekannteReaktion der
Zerlegung des Bleisulfats durch Kieselsäure (etwa nach der Formel a PbS O4 + Si02
= a PbO, Si02 + a S 03 und die daranschließende Zerlegung des gebildeten Bleisilicats
durch Eisenoxydul oder Kalk. Aber während bisher die Zersetzung des Bleisulfats
und die Bildung von Bleisilicat im Sinterröstofen, -die Zerlegung des Bleisilicats
und die anschließende Reduktion des Bleioxydes im Schachtofen vorgenommen wurde,
wird erfindungsgemäß das Gut in ge-
schmolzene, Kieselsäure enthaltende Schlack
e eingetragen unter Zusatz von eisen- oderkalkhaltigen Zuschlägen und Reduktionsmitteln.
Die Kieselsäure wird nicht wie bisher als Sand oder fester kieselsäurehaltiger Zuschlag
zur Reaktion gebracht, sondern als flüssiger Bestandteil der kieselsäurehaltigen
geschmolzenen Schlacke. Das hat den Vorteil, daß das Bleisulfat sehr weitgehend
zerlegt wird bei gutem Bleiausbringen und geringem Steinanfall, daß ferner die Reaktion
sehr schnell verläuft und daß schließlich durch das sofortige Einwickeln des staubförmigen
bleisulfathaltigen Gutes durch die flüssige Schlacke Flugstaubverlüste vermieden
werden.
-
Mit besonderem Vorteil. kann das neue Verfahren benutzt werden, um
Blei und Zink aus zinkhaltigem Bleisulfat getrennt zu gewinnen. Beim Eintragen des
Gutes in die flüssige Schlacke reichert sich die Schlacke mit Zink an. Nachdem das
bei der Reduktion entstandene metallische Blei abgestochen ist, kann das Zink in
bekannter Weise, z. B. durch Einleiten reduzierender Mittel in die flüssige Schlacke,
gewonnen werden.
-
Besonders zweckmäßig ist es; das Verfahren in einem drehbaren Flammofen,
durchzuführen, in dem die Schlacke ständig verbleibt. Es ist lediglich erforderlich,
die verbrauchte Kieselsäure zu ersetzen. Zur näheren Erläuterung es Verfahrens mögen
folgende Beispiele dienen: Verarb:eitung von bleisulfat-#altigem Gut, das kein oder
w enig Zink enthält.
-
Am Ende einer Charge steht in einem schwenkbaren Schmelztrommelofen
.en Schlakkenbad von etwa 3 t Gewicht mit der Zusa.mmensetzung einer kieselsäurereichen
Bleischlacke (z. B. 3 5 Si O@ 3 5 Fe0 15 Ca0). Auf diese gut flüssige Schlacke
wird die Beschickung, z. B. i ooo kg Bleisulfat, 5o bis 7o kg Koksgrus und eine
nach dem Bleisul£atgehalt der Beschickung und dem Eisengehalt des Eisenzuschlages
zu berechnende Menge Eisenzuschlag, z. B. r oo kg Schweißschlacke, gegeben. Durch
Schwenken öder Drehen .der Trommel wird bewirkt, daß die einzelnen Bleisulfatteilchen
,durch die flüssige Schlacke umhüllt werden. Es tritt sofgrt eine sehr heftige,
fast explosionsartige Reaktion zwischen .der Schlacke und dem Bleisulfat ein; letzteres
wird zerlegt unter Bildung von S O3 bzw. S 02, die mit den Gasen :entweichen. Das
durch die Einführung von kalter Beschickung teigig gewordene Gemenge wird durch
dile Kohlenstaubflamme unter Drehen der Trommel wieder - dünnflüssig gemacht, wobei
anfänglich von der Schlacke noch nicht gut .eingewickelte und zerlegte Bleisulfatteilchen
@ durch Berührung mit der Schlacke weiter von Schwefeloxyden befreit werden. Das
entstandene Bleisilicat wird durch Eisenoxydül, das sich aus dem Eisenzuschlag durch
Reduktion gebildet hat, in Bleioxyd umgewandelt und dieses Bleioxyd durch den Koksgrus
zu metallischem Blei reduziert, das sich unterhalb der Schlacke auf dem Boden der
Trommel sammelt und in bestimmten Zwischenräumen durch einen besonderen Bleistich
abgestochen wird, ohne daß die Beheizung des Ofens unterbrochen zu werden braucht.
Die .dünnflüssige Schlacke bleibt im' Ofen und dient zum weiteren Einwickeln und
Zerlegen von neu beschicktem Bleisulfat. Das ganze Verfahren bis zur Erzeugung des
metallischen Bleis ist in weniger als i Stunde beendet. Bei reinem bleisulfathaltigern
Gut tritt so gut wie keine Veränderung der Schlacke ein, so daß sie dauernd im Ofen
bleiben und zur Zerlegung des Bleisulfats 'verwendet werden kann. Da der zur Zelegung
des Bleisulfats notwendige Kieselsäuregehalt der Schlack e allmählich verbraucht
wird, so wird eine entsprechende Menge jeder Charge zugegeben, und zwar entweder
in Form von Sand oder kieselsäurehaltigen Zuschlägen. Zum Beispiel sind solche Zuschläge
zweckmäßig, die gleichzeitig Kieselsäure und Eisen enthalten wie die Schweißschlacke.
Wenn
auch die kieselsäurehaltigen Zuschläge mit dem Bleisulfat in
den Ofen gegeben werden, so findet die Zerlegung des Bleisulfats, die zum größten
Teil in wenigen Minuten erfolgt, durch die flüssige Schlacke und nicht durch die
noch ungeschmolzene Kieselsäure statt; die neu eingetragene Kieselsäure wirkt erst,
wenn sie du=rch die Schlacke aufgelöst ist.
-
b) Verarbeitung von zinkhaltig-em Bleisulfat.
-
Die Verarbeitung erfolgt wie oben. Das miteingeb@rachte Zink wird
von der Schlacke aufgenommen; diese reichert sich allmählich im Zinkgehalt an und
muß nach einer bestimmten Zahl von Chargen vom Zink biefreit werden, da sie sonst
zu strengflüssig wird. Sie kann am einfachsten, nachdem das Blei restlos abgestochen
ist, durch Einleiten von reduzierenden Mitteln, z. B. Kohlenstaub, in bekannter
Weise entzinkt werden. Nach erfolgter Entzinkung ist die Schlacke wieder reaktionsfähig,
so daß weiteres bleiswlfathaltiges Gut verarbeitet werden kann, ohne daß die Schlacke
den Ofen verlassen hat. Kommt eine derartige Schlackenecntzinkung nicht in Frage,
so mu.ß die Schlacke, die entzinkt werden soll, abgestochen und zerkleinert werden.
Die Entzinkung kann im gleichen Trommelofen in bekannter Weise erfolgen, was den.
Vorteil hat, daß die entzinkte Schlacke