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Verfahren zum Aufschließen von Chromerzen Beim oxydierenden Aufschluß
von Chromerzen durch alkalische Röstung soll dem Luftsauerstott als Reaktionspartner
während des ganzen Reaktionsverlaufs ein ungehinderter Zutritt zum Aufschlußgut
möglich sein. Es werden daher zu der Erz-Soda-Mischung bedeutende Mengen von Auflockerungsmitteln,
wie Kalk. Dolomit, Abfallschlamm aus der Laugerei des Chromatsinters, zugegeben,
welche als toter Ballast bei dem Aufschluß Wärme verbrauchen und bei der Laugerei
und Filtration die Arbeit erschweren. Man hat deshalb vorgeschlagen, mit dem Chromeisenstein
gleichzeitig Bauxit aufzuschließen und neben Chromat Tonerde zu gewinnen, wobei
im Anfang des Prozesses der Bauxit, später das gebildete Natriumaluminat die Rolle
des Magerungsmittels übernimmt.
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Andrerseits ist es bekannt, natürliche und künstliche Alkali-Aluminium-Silicate
zum Zwecke der \titzbarinachting des in ihnen enthaltenen Alkalis und der Tonerde
mit Kalk auf thermischem `Fege unter Bildung von Natriumaluminat aufzuschließen.
Diese Verfahren sind aber mit dem Nachteil behaftet, daß das Alkali bei der Weiterverarbeitung
des Glühproduktes in Form von verdünnten Lösttngen erhalten wird, deren Eindampfung
hohe Kosten verursacht. Wird die Laugung des Sinters. um dieseln Übelstand abzuhelfen,
in konzentrierterer Lösung vorgenommen, so fällt die erzeugte Tonerde mit unzuträglich
hohem Kieselsäuregehalt an.
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Erfindungsgemäß lassen sich nun Chromerze überraschend gut im Gemisch
mit Alkali-Aluminium-Silicaten und Erdalkali-Carbonaten, -Hydroxyden oder -Oxyden,
insbesondere Kalkstein, aufschließen. Dieses Vorgehen wird durch
folgende
unerwartete Ergebnisse begünstigt: Es entsteht bei besterAusnutzung des Alkalis
ein außerordentlich weicher und lockerer Sinter bei verhältnismäßig kurzer Aufschlußdauer.
Er enthält das Chromoxyd des Erzes mit guter Ausbeute in Form von Chromat und sowohl
die Tonerde des Doppelsilicats wie die des Chromerzes als Aluminat. Der Alkalibedarf
des Doppelaufschlusses ist verhältnismäßig gering. In manchen Fällen läßt sich die
gesamte benötigte Alkalimenge durch das Doppelsilicat allein decken, bei der Verwendung
von besonders alkalireichen Doppelsilicaten sogar Alkalicarbonat beim Eindampfen
der Laugen gewinnen. Hierin unterscheidet sich derkombinierteChromerz-Alkali-Aluminium-Doppelsilicat-Aufschluß
grundsätzlich von dem eingangs besprochenen Verfahren, bei dem der Zuschlagstoff
(Bauxit) nicht nur kein Alkali für den Prozeß mitbringt, sondern in Verbindung mit
dem Chromerz eine Sodamenge beansprucht, die für die Bildung von Natriumchromat,
Natriumaluminat und Natriumferrit ausreicht.
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Die Ausführung des Verfahrens gestaltet sich in großen Zügen folgendermaßen:
Chromeisenstein einerseits, Nephelin oder Leucit und Kalkstein anderseits werden
fein vermahlen und innig miteinander vermischt. Der Kalksteinzuschlag wird zweckmäßig
so bemessen, daß die vorhandenen sauren Komponenten S102, T102, Fe203, A1203 abgesättigt
werden, insbesondere ein gut laugbares Calciumaluminat entstehen kann. Für einen
praktisch vollständigen Aufschluß genügt es im allgemeinen, das Aufschlußgut 1l/2
bis 2 Stunden bei einer Temperatur von etwa io5o bis ii5o° zu halten.
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Statt Nephelin oder Leucit lassen sich auch Gesteine als Zuschlagstoffe
benutzen, die solche Alkali-Aluminium-Silicat-Mineralien enthalten, -so z. B. Phonolith.
Wenn Wert darauf gelegt wird, einen an Chromat nicht zu armen Sinter zu erhalten,
empfiehlt es sich, nur einen Teil des benötigten Alkalis als Doppelsilicat, den
Rest in Form von Soda zuzusetzen.
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Besonders vorteilhaft gestaltet sich der Einsatz von Alkali-Aluminium-Doppelsilicaten
in Form von Alkali und Tonerde enthaltenden Nebenprodukten, wie sie beispielsweise
bei der Herstellung von Tonerde nach den alkalischen Bauxit-Aufschlußverfahren anfallen.
So lassen sich sowohl das bei der Entkieselung von Aluminatlaugen entstehende Natrium-Aluminium-Doppelsilicat
wie die eisenoxydreichen Rückstände (Rotschlämme) für den Aufschluß benutzen. Beide
Abfallstoffe belasten bekanntlich die Tonerdegewinnung in Sonderheit beim Einsatz
kieselsäurereicher Bauxite in empfindlicher `''eise dadurch, daß sie durch Bildung
der erwähnten Doppelsilicate sowohl Tonerde wie Alkali binden. Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren können also auch Abfallstoffe, für die bisher trotz vielfacher Bemühungen
keine wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeit gegeben war, einer nutzbringenden Verwendung
zugeführt werden.
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Im Hinblick auf die Bildung eines Restschlammes von einer gewünschten
Zusammensetzung, z. B. für eine Verwendung in der Zementfabrikation, kann es vorteilhaft
sein, verschiedene Doppelsilicate miteinander gemischt anzuwenden.
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Die bei den Aufschlüssen entstehenden Sinter werden in bekannter Weise
mit alkalisch reagierenden Lösungen, wie verdünnter Sodalösung, ausgelaugt und liefern
dabei eine Chromat-Aluminat-Lauge, aus der sich zunächst die Tonerde mit Kohlensäure
fällen läßt, während die Chromatlauge nach Eindampfen auf Natrium- und Kaliumbichromat
verarbeitet werden kann. Der Dampfbedarf des letzteren Vorgangs rechtfertigt sich
leicht im Hinblick auf die Gewinnung der wertvollen Chromate. Gleichzeitig läßt
sich das für die Chromatbildung nicht in Anspruch genommene Alkali hierbei in gleichfalls
bekannter Weise als Carbonat zum großen Teil wiedergewinnen.
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Die stets alkaliarmen kalkreichen Restschlämme, die bei der Laugung
zurückbleiben, lassen sich, sofern sie eisenoxydarm sind, unmittelbar oder nach
Hinzufügen geeigneter Stoffe, wie z. B. Kalkstein oder Ton, in bekannter Weise für
die Herstellung von Zement verwenden, wobei ein in ihnen enthaltener Rest von unaufgeschlossenem
Chromerz diesen Zementen geschätzte Sondereigenschaften verleiht. Sind sie eisenoxydreich,
so lassen sie sich als Zuschlagstoffe für die Herstellung von Spezialzementen, wie
Erzzement, benutzen. Außerdem können. die eisenoxydreichen Restschlämme einer Verhüttung
zugeführt werden. Wenn sie auch nicht besonders reich an Eisen sind, so sind sie
doch wegen ihrer Alkaliarmut hierfür besser geeignet als der alkalireiche Rotschlamm,
zumal sie überdies den erforderlichen Kalkzuschlag bereits enthalten.
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Für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mögen
folgende Ausführungsbeispiele dienen. Beispiele i. Ein Reaktionsgemisch, bestehend
aus ioo kg Chromeisenstein mit 42,0 % Cr203, 8,3 % S'021 15,4 % Fe 0, 15,o o/o A12
03, 14,1 % Mg O, i,8 % Ca0, 2,8% Glühverlust, 18o kg Phonolith mit 47,9 % Si 02,i8,2
% A1203, 4,3o % Fe203, 8,57 0/0 Ca O, 8,15 % Na. O, 4,50 % K2 O, 7,65 % Glühverlust,
42o kg Kalkstein (98%ig) und 49,5 kg Soda (97 o/oig), wird in oxydierender Atmosphäre
in einem Drehrohrofen aufgeschlossen. Der Ofen ist in seinen Abmessungen so gehalten,
daß für das Material eine Gesamterhitzüngsdauer von etwa 21/z Stunden und eine Verweilzeit
in der Reaktionszone bei io8o bis ii5o° von etwa 1l/2 Stunden gewährleistet ist.
Dabei entstehen rund 54o kg eines bräunlichgrünen Sinters, dessen analytische Auswertung
ergibt, daß die Chromatausbeute 97 o/oig, die Tonerdeausbeute 85%ig ist, wobei auf
40,8 kg lösliches Cr. 03 40,6 kg lösliches M203 kommen. Nach der in bekannter
Weise durchgeführten Laugung verbleibt ein Restschlamm, der geglüht folgende Zusammensetzung
hat: 24,7 % Si 02, 6,99 % Fe. 0., 1,84% A1203, 0,300/0 Cr. O., 62,3% Ca O, 3,600/0
Mg0, 0,24% Alkali als Na20 berechnet.
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2. Eine Ofencharge, bestehend aus ioo kg Chromeisenstein
mit
44,7 % Cr203, 8,3 % Si 021 14,7 0/0 A1203, 145 kg getrocknetem Rotschlamm (von nassem
alkalischem Aufschluß eines Si02-reichen Bauxits), der bei io5° getrocknet 11,40/0
S'021 33,81/o Fe203, 4,3% Ti 02, 23,0% A1203 und 12,9% Na20 enthält, 22o kg Kalkstein
(98%ig) und 56,4 kg Soda (97%ig), wird, wie in Beispiel i beschrieben, behandelt.
Es entsteht ein Sinter von dunkeloli-,-grüner Farbe, der das Chromoxyd mit 43,o
kg löslichem Cr203 zu 96 % und die Tonerde mit 37,7 kg löslichem A1203 zu 75 % in
einer in verdünnter Sodalösung löslichen Form enthält.
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3. ioo kg Chromeisenstein mit 45,0 % Cr203, 9,3 0/0 Si 02, 7,3 % A1203,
28o kg Nephelin mit 42,8 % Si 02, 3o,2 % Al, 0" 14,3 % Na, 0, 6,8 0/0 K, O, 3,7
% Ca O, 52o kg Kalkstein (98 %ig) «-erden gemäß Beispiel i aufgeschlossen und ergeben
einen lebhaft hellgrün gefärbten Sinter. Bei der Laugung mit verdünnter Sodalösung
gehen 40,9 kg Cr203 entsprechend einer Ausbeute von 9i % und 77,1 kg A1203 entsprechend
einer 84%igen Tonerdeausbeute in Lösung.