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Verfahren zur sulfatisierenclen Röstung von zinkhaltigen Erzen Die
Überführung zinkhaltiger sulfidischer Erze (Mischerze) in Oxyde und Sulfate für
die Zwecke der Sulfatlaugung und Sulfatelektrolyse stößt auf mancherlei Schwierigkeiten.
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Einmal muß die Überführung bei Temperaturen bis zu 700° bewerkstelligt
werden, da die Erze bei höheren Temperaturen sintern, weil ihnen meist Bleiglanz
oder ein ähnlich leicht schmelzendes Erz beigemengt ist. Auch entstehen bei höheren
Temperaturen die stets schädlichen schwer löslichen Zinkferrite, die ungelöst das
Zinkausbringen verringern, gelöst aber durch ihren Eisengehalt die Lauge verunreinigen.
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Sodann muß .das Erz bei diesen Temperaturen sulfidisch totgeröstet
werden. Einmal, weil sulfidisch nicht totgeröstetes Erz immer Zinkverlust und ein
erschwertes Aufarbeiten der Laugerückstände bedeutet, sodann, weil nur bei sulfi:discher
Totröstung das Eisen völlig zu unlöslichem Ferrioxyd oxydiert. Hierauf aber kann
nicht verzichtet werden, soll die Filterung der Lauge ohne Störungen vonstatten
gehen.
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Schließlich muß das Erz so abgeröstet werden, daß im Röstgut neben
Oxyd genau die Menge Sulfat anfällt, die benötigt wird zur Deckung der Schwefelsäureverluste,
die bei der als Umlaufverfahren arbeitenden Sulfatlaugung und Sulfatelektrolyse
entstehen.
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Ein Verfahren, das diesen Erfordernissen gleichermaßen gerecht wird,
fehlt bislang. Abwegig ist der Vorschlag, Mischerze in einem Trommelöfen im Gleichstrom
mit Luft abzurösten, weil keinerlei Möglichkeit besteht, die Röstvorgänge in einem
solchen Ofen so zu beeinflussen und in die Hand zu bekommen, daß neben Oxyd Sulfat
eben in der benötigten Menge anfällt.
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Irrig ist auch der Gedanke, in Nachahmung der Vorgänge bei der Haufenröstung,
Mischerze in einem Schachtofen abzurösten, weil in einem Schachtofen eine ausreichende
Überwachung der Röstvorgänge, insbesondere der im Ofen herrschenden thermischen
Verhältnisse, praktisch nicht durchführbar ist.
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Schließlich ist angeregt worden, den Röstprozeß zweistufig zu gestalten,
derart, daß das Erz in einer ersten Stufe bei geringer Luftzufuhr hohen Temperaturen
und in einer zweiten Stufe bei Zufuhr überschüssiger Luft niederen Temperaturen
ausgesetzt wird. Zum Ziele führt auch dieser Weg nicht, weil Mischerze hohen Temperaturen
überhaupt nicht ausgesetzt werden dürfen.
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Soweit Mischerze heute in Großbetrieben verarbeitet werden, röstet
man sie ausnahmslos im Wedgeofen unter Anwendung überschüssiger Luft ab. Der Grund
hierfür ist, weil zur Zeit der Erstellung dieser Betriebe eine für Mischerze geeignetere
Röstvorrichtung nicht zur Verfügung stand. Die unzureichenden, mit der Wedgetype
erzielten Röstergebnisse sind hinreichend bekannt. Sie röstet Mischerze weder bei
Temperaturen bis zu
700° sulfidisch tot, noch gestattet sie die
Sulfatbildung maßgeblich zu beeinflussen. Auch eignen sich die hierbei anfallenden
rund i ojo SO, enthaltenden Röstgase schlecht für die Schwefelsäureherstellung.
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Eine brauchbare Vorrichtung, um die beiriz-Rösten von Mischerzen auftretenden
Schwierigkeiten zu meistern, stellen allein die nach dem Gegenstromprinzip Erz/Luft
arbeitenden durchgreifend röstenden Öfen dar. Ausgestattet mit niederen Röstkammern
sowie einer Kaltluftzufuhr in die Zonen der Hauptentschwefelung und einer Warmluftzufuhr
in die Zonen der Endröstung, gewährleisten diese Ofen die S. S.-Totröstung bei Temperaturen
bis zu 700°. Bei ihrer Verwendung ist daher nur mehr für die Einhaltung dieser Temperaturen
sowie dafür zu sorgen, daß neben Oxyd Sulfat in der benötigten Menge anfällt.
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Da Mischerze durchweg leicht und infolgedessen rasch rösten, dürfte
die Zufuhr von Kaltluft in die Zonen der Hauptentschwefelung allein zur Einhaltung
der geforderten Temperaturgrenze regelmäßig nicht ausreichen. Diesem Notstand kann
in der Weise begegnet werden, daß man den röstenden Erzhaufen durch besondere Vorkehrungen
ebensoviel Wärme entzieht, daß besagte Temperaturgrenze nicht überschritten wird.
Dies mag durch den Einbau kühlbarer Röstherde, luftgekühlter Rührarme oder sonstwie
geschehen.
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Hinsichtlich der Regelung der Sulfatbildung wäre im Einzelfall zu
prüfen, ob nicht schon durch eine entsprechend geregelte Zufuhr von Luft das vorgefaßte
Röstziel sich erreichen läßt, da durch Zufuhr von viel Luft bekanntlich geringhaltige
Gase und infolge davon geringe Mengen Sulfat, durch Drosselung der Luftzufuhr hingegen
hochhaltige Gase und infolge davon größere Mengen Sulfat sich bilden. Wenn nicht,
ist anderweitig für den Anfall der gewünschten Menge Sulfat Sorge zu tragen, z.
B. durch den sinngemäßen Einsatz der Röstgase neben oder an Stelle von Luft. Voraussetzung
hierfür ist lediglich, daß man den Ofen mit einer Einrichtung versieht, die den
Zonen der Hauptentschwefelung kalte und den Zonen ,der Endröstung warme Röstgase
neben oder an Stelle von Kalt- und Warmluft zuzuführen gestattet.
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Eine für die Praxis brauchbare Lösung der Aufgabe, die eingangs verzeichneten
Schwierigkeiten zu meistern, stellt aber auch dieser Weg augenscheinlich nicht dar.
An ihm ist vor allem zu bemängeln, daß er die Erreichung des vorgefaßten Röstzieles
nicht durchweg sicherstellt. Sodann, daß die Ofenführung, soll dieses Ziel laufend
erreicht werden, ein zu hohes Maß an Sorgfalt fordert. Beide Mängel werden durch
die vorliegende Erfindung beseitigt. Der ihr zugrunde liegende Gedanke ist, das
Erz nicht in einem Arbeitsgang, sondern in zwei Stufen so abzurösten, daß dasselbe
in der ersten Stufe ganz oder teilweise in grobkörniger Form zur Röstung gelangt
und nach entsprechender Zerkleineruzig, gegebenenfalls unter Zumischung von `frischem
Feinerz, in einer zweiten Stufe vollständig vom Sulfidschwefel befreit wird. Hierfür
kommt nur ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitender durchgreifendröstender Ofen
in Betracht, der .die S. S.-Totröstung sichert.
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Die Vorteile dieser Abröstung in Stufen liegen auf der Hand. Temperaturen
unter 7oo° lassen sich mühelos erreichen. Einmal, weil in der ersten Stufe Groberz
geröstet wird, das bekanntlich langsam röstet, eine verhältnismäßig große wärmeabgebendeOberfläche
besitzt und locker liegt, so daß die Erzhaufen von den kühlenden Röstgasen genügend
stark durchflutet werden, um Überhitzungen zu vermeiden, sodann, weil in der zweiten
Stüfe der S. S.-Gehalt des Ofengutes so gering ist, daß schädlich wirkende Temperaturen
sich von selbst ausschließen.
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Hinzu kommt, daß diese Art von Abröstung sich auch für die Reglung
der Sulfatbildung bestens eignet, weil der Anfall von Sulfat sich bekanntlich verschieden
gestaltet, je nachdem man das im Röstgange dem Ofen grobkörnig zugegebene Erz nur
an- oder aber mehr oder weniger fertigröstet. Es fällt nämlich wenig Sulfat an,
falls man grobkörniges Erz nur anröstet, dagegen um so mehr Sulfat, je mehr man
das grobkörnige Erz fertigröstet. Damit aber ist für den hier in Frage stehenden
Zweck die mengenmäßig geregelte Sulfatbildung ohne jede Inanspruchnahme der Röstgase
für die Regel gesichert.
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Dies hindert nicht, unter bestimmten Voraussetzungen auch bei der
Stufenröstung auf die Röstgase für die Zwecke der Sulfatbildung zurückzugreifen,
und zwar dann, wenn schwefelreiche Erze, die wenig Zink und ausreichend Kontaktsubstanz
enthalten, abzurösten sind. Denn in derart gelagerten Fällen läßt sich bei geschlossenem
Einsatz sämtlicher die Sulfatbildung fördernder Maßnahmen, d. h. bei zweckentsprechend
durchgeführter Stufenröstung und weitgehender Verwendung von Röstgasen an Stelle
von Luft, die Totalsulfatisierung des Zinks erzwingen. Totalsulfatisiertes Zink
aber bedeutet ein neutrales und rasches Laugen sowie eine wesentlich vereinfachte
Laugenreinigung.