DE683052C - Verfahren zum Raffinieren von Metallen und Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Raffinieren von Metallen und Legierungen Das Raffinieren von Metallen oder Legierungen, d. h. das Abtrennen eines oder mehrerer Bestandteile derselben, geschieht vorzugsweise dadurch, daB die weniger edlen Metalle oder Bestandteile oxydiert und in Form einer Schlacke abgesondert werden. Man bedient sich hierzu Flammöfen, Drehöfen, Konvertoren und ähnlicher Vorrichtungen, in denen Luft auf, in oder durch das Metallgemisch (Bad) geblasen wird. Es ist auch vorgeschlagen worden, den Sauerstoff in Form von Oxyden edlerer Metalle zuzuführen, die ihren Sauerstoff an die weniger edlen Metalle abgeben. Ferner ist vorgeschlagen, diese sauerstoffabgebenden Oxyde in Form eines Futters auf die Innenwand eines Ofens aufzutragen, wonach dieses Futter mit dem Metallbade in Reaktion treten soll. Bei verunreinigtem Blei soll in einem Drehofen Bleioxyd erzeugt werden und dieses auf das Bleibad raffinierend einwirken.
• Bei allen diesen Verfahren erhält man nun bestenfalls eine oxydische Raffinierschlacke, welche mehrere Metalloxyde enthält, nämlich die der oxydierten Metalle neben denjenigen der zur Oxydation verwendeten Metalloxyde, da sich nach allgemeinen Regeln ein Gleich= gewicht zwischen den geschmolzenen Metallen und auf ihnen schwimmenden geschmolzenen Oxyden einstellt. So bilden sich beim Raffinieren von Blei Bleistannate, Bleiarseniate, Bleiantimoniate, beim Raffinieren von Kupfer Kupferferrite, Kupfernickelite usw., beim Raffinieren von Eisen Eisenman@ganate, Eisenmolybdate, Eisenvanadinate usw., beim Radfinieren von Nickel Nickelferrite usw.
• Bei der Aufarbeitung dieser oxydischen Raffinierschlacken, Bessemer- oder Verblaseschlacken durch Reduktion zu Metall erhält man also immer wieder Metallgemische, welche eine immer neue Zerlegung erfordern, ohne daB jemals eine völlige Trennung möglich ist. Es braucht nur an die Notwendigkeit, eine Blei-:Zinn-Legierung in Blei und Zinn öder eine Blei-Antimon-Legierung in Blei und Antimon zu zerlegen, gedacht zu werden. Es ist zwar ein Verfahren bekannt, bei welchem Blei durch eine Salpeter enthaltende Sodaschmelze h indurdhgepumpt wird und die Legierungsbestandteile des Bleies, wie Zinn, Arsen, Antimon, oxydiert und an Natriumoxyd gebunden, frei von Bleioxyd, abgeschieden werden. Bei diesem Verfahren kann aber der Pumpvorrichtung wegen nur eine niedrige Temperatur angewendet werden, bei welcher die Trennung nur. langsam vor sich geht. Auf höher schmelzende Metalle, wie z. B. Kupfer, Nickel, Eisen usw., kann dieses Verfahren überhaupt nicht angewendet werden, weil für diese geschmolzenen Metalle keine Pumpen gebaut werden können.
• Es soll nun ein Verfahren beschrieben werden, nach welchem sich unter Anwendung eines bekannten Drehschmelzofens die oben bezeichneten und ähnlichen Metallgemische raffinieren und in ihre Einzelbestandteile zerlegen lassen, ohne, daß man einer Pumpe zur Metallbewegung bedarf. Natürlich Icönne@h. auch Oxydgemische der zu trennenden Me-' Lalle oder auch Sulfide in das. Verfahren ei'l'=:. bezogen werden, soweit sie dem Ziel des Ver= fahrens nützlich sind, mittels Gleichgewichtseinstellung zwischen Metall und Oxydschmelze die einzelnen Metalle herzustellen.
• Als Beispiel sei die Trennung von Blei und Antimon beschrieben. Es ist bekannt, daß aus einer Legierung der beiden Metalle das Antimon mit Bleioxyd herausoxy diert werden kann. Es wird hierbei aber nicht Antimonoxyd, sondern ein Bleioxydantimoniat erhalten, das, wenn es reduziert wird, eine neue Legierung von nicht über 6o % Antimon, bei mindestens q0°1, Blei, ergeben würde.. Es ist nun weiter bekannt, da.ß bei Anwesenheit einer gegenüber Bleioxyd stärkeren Base die entsprechenden Verbindungen mit dieser entstehen.
• Das neue Verfahren besteht nun darin, daß in um 36o° drehbaren Flammöfen mit Innenheizung sauerstoffabgebende Stoffe in Mischung mit Alkali- oder Erdalkaliverbindungen auf der Ofenwandung aufgebracht werden und durch entsprechendes Erhitzen diese Ofenwandung mit dem zu raffinierenden bzw. zu trennenden Metallgemisch in Reaktion gebracht wird. Auf die erwähnte Bleiantimonlegierung angewendet, erhält man nach Aufbringen eines Gemisches von Bleioxyd und Soda auf die Ofenwandung aus dem über diese Wand gleitenden Bleiantimon metallisches, Blei und eine Schmelze von Natriumantimo-niat.
• Die Herstellung des der Raffination dienenden falschen Futters im Drehofen hat sich naturgemäß .den zu trennenden Metallen anzupassen. Beim Raffinieren von Kupfer wird man beispielsweise ein Gemisch von Kupferoxyd und Soda oder Kupferoxyd-Soda-Calciumoxyd oder Kupferoxyd-Calciumoxyd-Eisenoxyd anwenden. Bezüglich der Herstellung dieses Futters auf dem inneren Ofenmantel muß ein weiter Spielraum zur Anpassung an die besonderen Verhältnisse der einzelnen Metalle gelassen werden.
• Bei dem erwähnten Beispiel einer Blei-Antimon-Legierung kann man zur Oxydation an Stelle von Bleioxyd auch ein Gemisch von Bleioxyd und Antimonoxyd nehmen, z. B. Antimonabstrich,wie er bei der gewöhnlichen Bleiraffination entsteht. In einem solchen Falle wäre ein Gemenge von Abstrich und Soda auf die Ofenwand aufzubringen. Dieses Gemenge kann aber auch im Drehofen selbst erzeugt werden, nämlich dadurch, daß Antimonblei, sinngemäß Zinnblei, Kupferlegierungen (Bronzen), Nickel- und Eisenlegierungen, anfangs einem einfachen Raffinieren im Drehofen unterworfen wird und sodann das Zuschlagsmittel in das gebildete '-'iXydbad eingetragen wird, worauf dann düz'ch Abkühlen oder Ansteifen die Oxyd-:--s=chmelze auf dem inneren Ofenfutter zum Anhaften gebracht wird. Durch Einführen weiteren Antimonbleies in den Drehofen würde dann der Bleioxydanteil des zuerst gebildeten Abstriches mit dem neu eingeführten Antimon zur Umsetzung gebracht. Diese Arbeitsweise wird so lange durchgeführt, bis auf der einen Seite antimonarmes Blei und auf der anderen nur noch Natriumantimoniat sich im Ofen befindet. Letzteres kann nach Abstechen des Bleies ebenfalls ausgeschmolzen werden oder im Ofen selbst nach Einführung von reduzierenden Stoffen in metallisches Antimon, bei Zinn-Blei-Gemisch in Zinn usw., übergeführt werden. Zur Regelung der Schmelzbarkeitsverhältnisse können auch Salze, Ätzalkalien und sonstige den Schmelzpunkt herab- oder heraufsetzende Stoffe zugesetzt werden.
• Um reinere Antimon-, Zinn- oder sonst abgeschiedene Stoffe zu erhalten, kann es dienlich sein, einen Unterschuß von Bleioxyd oder sonstigen Oxydationsmitteln zu verwenden, was zur Folge haben würde, daß das zurückgebliebene Blei oder sonstige Metall nicht restlos frei von dem abzuschei.denden Blei sein würde. Dieser Fehler könnte durch ein nachfolgendes Raffinierverfahren gewöhnlicher Art aber leicht behoben werden. Ihm steht der große Vorteil gegenüber, daß die oxydierten Stoffe um so höherwertig sein «.erden.
• Auch Kupfer-, Nickel- und Eisenlegie= rungen sind auf die beschriebene Art zu behandeln. Vom Kupfer ist häufig Zinn, Blei, Zink, Nickel abzuscheiden, vom Nickel ist Kobalt, Eisen oder Chrom abzuscheiden, vom Eisen möglicherweise Mangan, Vanadium, Molybdän usw.
• Da die Metalle einerseits und die Oxyde anderseits die verschiedensten Schmelztemperaturen haben, wird man diesen Temperaturen entsprechend Soda, Calciumoxyd, Bariumoxyd; Magnesiumoxyd, Eisenoxyd, aber auch Gemische von ihnen zum Haften an der Ofenwand und zur Bindung der neu entstehenden Oxyde anwenden.
• Der Vorzug dieses Raffinier- und Zerlegungsverfahrens besteht darin, daß auch Schwefel, der so häufige Begleiter der Metalle, in günstiger Weise entfernt wird. Bei den bisher bekannten Verfahren der Entschwefelung mittels Alkalien mußten sich stets Schwierigkeiten ergeben, dadurch, daß diese zerstörend auf die Ofenwände einwirkten. Anderseits konnten diese Raffiniermittel auch nicht in teigigem Zustand angewendet werden, da sie, nur auf der Metalloberfläche schwimmend, eine zu geringe Berührung mit dem zu raffinierenden Metall hatten. Erst dadurch, daß es mit Hilfe des Drehofens möglich ist, neben dem Oxydationsmittel auch die für die völlige Zerlegung notwendigen Mittel aus der Futterfläche heraus zur Wirksamkeit zu bringen, wird man bisher unwirtschaftlich erschienene Metallzerlegungen durchführen können, wie z. B. die Trennung von Lötzinnabfällen oder von Mischzinn im Blei und Zinn, von Bronzeabfällen in Kupfer und Zinn, von Eisennickel u. a.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Raffinieren von Metallen und Legierungen auf schmelzflüssigem Wege in um 36o° drehbaren Flammöfen mit Innenheizung, auf deren Ofenwandung sauerstoffabgebende Stoffe aufgebracht worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß diesen Stoffen Alkali- oder Erdalkaliverbindungen zugemischtwerden, welche das durch Umsetzung mit dem Metallbad . gebildete Metalloxyd aufnehmen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bindung bestimmten alkali- oder erdalkalihaltigen Stoffe in eine durch Vorraffinieren hergestellte Raffinierschlacke eingetragen und in Mischung mit dieser durch Drehen des Ofens auf die Ofenwand aufgetragen werden..
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anfänglich gebildete, Oxyde des zu raffinierenden Metalles enthaltende Schlacke so lange mit unreinen Metallgemischen in Berührung gebracht wird, bis sie praktisch frei von diesen Oxyden ist.