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Verfahren zur Gewinnung von Zink aus zinkhaltigen Erzen durch Schmelzen
mit einem festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel im Lichtbogenofen Die Erfindung
bezieht sich auf die Gewinnung von Zink aus zinkhaltigem Erz und insbesondere auf
das Ausschmelzen eines solchen Erzes im Lichtbogenofen.
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Das Verschmelzen von Zink im Elektroofen bietet mancherlei Vorteile
einschließlich Einfachheit der Einsatzaufbereitung und des Ofenbetriebes im Vergleich
zu den gegenwärtig üblichen Zinkverhüttungsverfahren. Es haben bisher zahllose Vorschläge
für das Schmelzen von Zinkerzen im Elektroofen vorgelegen, wobei ein trockener Einsatz
des Erzes und Reduktionsmittels unter damit verbundenem Freiwerden metallischenZinkdampfes
niedergeschmolzen wird, jedoch ist ein solcher Betrieb niemals zur technischen Durchführung
gelangt. Es wurde bei Ausführung der früheren Vorschläge auch in kleinerem Maßstab
die Erfahrung gemacht, daß die so erzeugten zinkdampfführenden Gase nicht verdichtet
werden konnten, ohne daß eine übermäßige Menge des blauen Pulvers oder Zinkstaubes
oder beides anfiel, und daß der Schmelzvorgang selbst durch eine niedrige Zinkausscheidung
aus dem Einsatz und nicht kontinuierlichen Betrieb gekennzeichnet war.
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Erfindungsgemäß ist nun festgestellt worden, daß es möglich ist, oxydische
oder oxydierte Zinkerze in technischem Maßstab in einem elektrischen Lichtbogenofen
zu schmelzen, wobei metallischer Zinkdampf entsteht, der überwiegend zu massivem
Zinkmetall kondensiert werden kann. Es hat sich
ergeben, daß dieses
Ergebnis nur durch Regulierung einer Kombination von Schmelzbedingungen zu erreichen
ist. Diese Schmelzbedingungen beruhen auf einer wichtigen Beziehung zwischen der
Zusammensetzung der Beschickung und auf der Art und Weise, in der das Schmelzen
durchgeführt wird. Eine Steuerung dieser Bedingungen ermöglicht das Schmelzen eines
Zinkerzes mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel in einem elektrischen Lichtbogenofen
mit der sich ergebenden Bildung einer im wesentlichen zinkfreien Schlacke und eines
metallischen Zinkdampfes, der überwiegend zu massivem Zinkmetall verdichtet werden
kann. Das vorliegende Schmelzverfahren umfaßt die Bildung eines Eisenoxydgeh.alts
in der Beschickung, der ausreicht, um nach einer teilweisen Reduktion mindestens
1,5 Gewichtsprozent Eisenoxyd (als Fe gerechnet) in der bei dem Schmelzvorgang entstehenden
Schlacke und eine Masse unter dem Schlackenkörper liegenden geschmolzenen Eisens
zu erzeugen, ferner umfaßt das Verfahren die Abstimmung der Menge des Reduktionsmittels
auf die Eisenoxyd- und andere leicht reduzierbare Metalloxydbestandteile des Einsatzes,
um praktisch eine vollständige Reduktion der übrigen Metalloxydbestandteile zu bewirken,
während nur ein so großer Teil des Eisenoxydanteils des Einsatzes reduziert wird,
daß in der Schlacke mindestens 1,5, jedoch nicht mehr als etwa 6 Gewichtsprozent
Eisenoxyd (als Fe gerechnet) verbleiben, Erzeugung der Schmelzwärme für diese Reduktion
innerhalb des Ofens durch einen in Berührung mit der geschmolzenen Schlackenmasse
stehenden elektrischen Lichtbogen und Durdhführung der Reduktion in einer Schmelzzone
über der Masse geschmolzener Schlacke und außerhalb direkter Berührung mit dem Heizlichtbogen,
wodurch das Schmelzen des Einsatzes bei einer Temperatur von nicht über 145o° C
bewirkt wird.
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Das Schmelzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist auf beliebige
zinkhaltige Erze anwendbar, ob sie nun in oxydiertem Zustand natürlich vorkommen
oder durch Rösten von Zinkblende erhalten werden. Es wurden mit Erfolg solche Erzproben
erschmolzen, die in bezug auf ihren Zinkgehalt von einem Extrem zum anderen variierten.
Es wurden z. B. folgende Erze oder Erzmischungen erschmolzen und metallischer Zinkdampf
mit Ausbeuten von über 85% daraus kondensiert: Kalziniertes Sterling-Hill-Erz mit
20% Zinkgehalt, eine Mischung von gesintertem Buchans-River- und New-Calumet-Erz
zusammen mit kalziniertem Sterling-Hill-Rohzinkerz mit einem resultierenden Zinkgehalt
von 30%, eine gesinterte Mischung von Buchans River, New Calument und grünen Erzrückständen
mit 6o % Zink und eine Mischung von im Flammofen gerösteten Avalos, Paragsha und
grünen Erzrückständen mit einem Analysenergebnis von 67,5'/o Zink.
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Beim Schmelzen der vorerwähnten Erze enthielt die aus dem Ofen abgelassene
Schlacke nur o,i bis 0,8% Zink. Der Rest des Zinkgehalts jeder Charge wurde aus
dieser als metallischer Zinkdampf ausgeschieden und gewonnen. Das im Erz vorhandene
Blei und Kadmium wurde bis zu 97 bis 981/o ausgeschieden und in den Zinkdampf übergeführt.
Nur o,o2 bis o,i5% Eisen wurden in dem kondensierten Zinkmetall festgestellt, wenn
dieses gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung erzeugt wurde, wobei die
Eisenmenge im Zink von dem Eisengehalt in der Schlacke abhing. Praktisch die ganze
im Erz vorhandene Kupfermenge wird reduziert und im Eisenprodukt des Schmelzvorganges
konzentriert. Ein größerer Teil des Silbergehalts und praktisch des ganzen Goldgehalts
im Erzeinsatz erscheint im Eisenprodukt, während der Rest des Silbers im kondensierten
Zinkmetall auftritt. Ist Mangan im Erz vorhanden, wie dies im Fall des Sterling-Hill-Erzes
zutrifft, verbleibt das meiste Mangan in der Sehlacke, und der Rest erscheint im
Eisen. Dementsprechend werden mit Ausnahme des Mangans, wenn dieses Element in dem
gemäß der Erfindung erschmolzenen Zinkerz gegenwärtig ist, alle wertvollen Bestandteile
des Erzes entweder im kondensierten Zinkmetall oder im geschmolzenen Roheisen zurückgewonnen.
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Oxydische Zinkerze enthalten im allgemeinen Zink, Kadmium, Blei, Kupfer,
Silber und Eisen, hauptsächlich in Form von Oxyden, die durch kohlenstoffhaltiges
Material bei Temperaturen von i ioo bis i4od° C leicht reduzierbar sind, sowie Oxyden
von Kalzium, Magnesium und Silizium, die man unter diesen Bedingungen nicht ohne
weiteres reduzieren kann. Schmelztemperaturen von iioo bis 140o° C sind leicht in
einem Elektroofen zu erzielen. Um jedoch gemäß der üblichen Schmelzofentechnik den
gesamten Einsatz auf Schmelztemperatur innerhalb dieses Bereiches im Elektroofen
zu bringen, ist es für einen derartigen Vorgang kennzeichnend, daß ein wesentlicher
Teil des Einsatzes auf eine merklich höhere Temperatur erwärmt wird. Es wurde gefunden,
daß, wenn ein Teil eines aus der Reduktion oxydischen Zinkerzes herrührenden Einsatzes
auf eine Temperatur von wesentlich über 145ö° C erwärmt wird, ein oder mehrere der
Gangbestandteile, wie Kalziumoxyd, Magnesiumoxyd und Kieselsäure, die Neigung haben,
sich entweder direkt oder indirekt oder auf beide Arten zu verflüchtigen. Kalzium-
und Magnesiumoxyd sowie Kieselsäure können für sich direkt in Form von Oxyden oder
indirekt in Form der Metalle selbst durch Reduktion der Oxyde zu Metallen verflüchtigt
werden, worauf die verflüchtigten Metalle durch Kohlenoxyd und Kohlendioxyd in der
Ofenatmosphäre reoxydiert werden. Einer Verflüchtigung dieser Gangbestandteile in
der Nähe des Lichtbogens folgt die Erstarrung der Dämpfe in einem kühleren Teil
des Ofens, und die erstarrten Materialien erscheinen in der Ofenatmosphäre in Form
von staubähnlichen Partikelchen. Diese Teilchen scheinen die Bildung von physikalischem
und chemischem blauem Pulver zu fördern, wenn die zinkdampfführenden Schmelzgase
so weit gekühlt werden, daß eine Verdichtung des Zinks bewirkt wird. Weiter wurde
gefunden, daß, wenn ein Teil des unreduzierten Einsatzes auf
eine
Temperatur von wesentlich über 145ö° C erhitzt wird, anscheinend eine Verflüchtigung
eines Teils der im Einsatz vorhandenen leicht reduzierbaren Metalloxyde stattfindet.
Diese verflüchtigten Metalloxyde scheinen in der Ofenatmosphäre durch Berührung
mit Kohlenoxyd reduziert zu werden, wobei sich das reduzierte Metall und Kohlendioxyd
bildet und letzteres ein starkes Oxydationsmittel für Zinkdampf darstellt. Der Beweis
für die vorstehende Erklärung läßt sich insoweit nachdrücklich unterstützen, als
die Entwicklung von wesentlich über 145o° C liegenden Temperaturen im urgeschmolzenen
Einsatz von dem Vorhandensein eines ungewöhnlich großen Prozentsatzes von Metallen,
wie Eisen und Kupfer, sowie von oxydiertem Zinkdampf in Form von Zinkstaub und beträchtlichen
Mengen der Gangbestandteile des Einsatzes im Zinkverdichter begleitet ist.
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Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß Schmelztemperaturen von nicht
über 1450° C in einem zinkhaltigen Einsatz in einem Elektroofen erreicht werden
können, wenn der Einsatz im wesentlichen durch Strahlung aus dem Lichtbogen und
durch Berührung mit der Masse heißer Schlacke erwärmt wird, die im Verlauf des Schmelzbetriebes
erzeugt wird und eine Temperatur von i45ö° C, als Abstichtemperatur der Schlacke
gemessen, nicht überschreiten darf. So wurde festgestellt, daß eine zinkhaltige
Charge wirksam erschmolzen werden kann, während sie in Form einer losen Masse von
einzelnen Teilchen und ohne direkte Berührung mit dem Heizlichtbogen auf der Schlackenoberfläche
schwimmt, die bei Temperaturen von mindestens etwa i ioö° C flüssig gehalten wird.
Das Schmelzen scheint im wesentlichen in einer Zone unmittelbar über der Schlackenoberfläehe
stattzufinden, und zwar zum Teil im Zwischenbereich zwischen der Schlacke und dem
Einsatz und zum Teil in der unmittelbar darüberliegenden Schlackenmasse. Der Schmelzvorgang
ist endothermisch, und demzufolge hat der frische Einsatz eine starke Neigung zur
Absorption von Wärme aus dem Lichtbogen und aus der Schlackenoberfläche, und zwar
durch Berührung als auch unter den idealen Strahlungsbedingungen eines praktisch
vollkommen schwarzen Körpers. Diese endothermische Absorption von Wärme aus der
Schlacke und dem Lichtbogen dient zur Regulierung der Temperatur der Schlacke und
des urgeschmolzenen Einsatzes und ermöglicht die Aufrechterhaltung von Schmelzbedingungen,
bei denen die Temperatur die Maximaltemperatur von 145o° C der Schlacke nicht überschreitet.
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Im Verlauf dieses Schmelzvorganges werden die Zink-, Kadmium-, Blei-,
Kupfer- und Silberoxyde unter den angegebenen Temperaturbedingungen ohne weiteres
reduziert. Es wurde jedoch festgestellt, daß im Vergleich zu den übrigen leicht
reduzierbaren Bestandteilen des Zinkerzes Eisenoxyd bei Temperaturen von nicht über
145o° C etwas schwieriger zu reduzieren ist, so daß etwas Eisenoxyd urreduziert
bleibt. Die Gegenwart von urreduziertem Eisenoxyd in der Schlacke ist dementsprechend
mit einer im wesentlichen vollständigen Ausscheidung der übrigen leicht reduzierbaren
Oxyde aus dem verschlackten Einsatz nicht vereinbar. Tatsächlich hat sich ergeben,
daß die Gegenwart derartigen rückständigen Eisenoxyds in der Schlacke als Maßstab
für den vollständigen Verbrauch von Reduktionskohlenstoff im Verlauf des Schmelzvorganges
dienen kann. Der Kohlenstoff fördert, wenn man ihn in die Masse geschmolzener Schlacke
in merklicher Menge eindringen läßt, die Reduktion und Verflüchtigung der Gangbestandteile
aus der Schlacke in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens. Das Fehlen einer derart
schädlichen Menge freien Kohlenstoffes in der Schlacke wird durch das Vorhandensein
einer kleinen, aber bestimmten Menge urreduzierten Eisenoxyds in der Schlacke gewährleistet.
So hat sich ergeben, daß, wenn das in den Elektroofen gegebene Zinkerz von einer
ausreichenden Menge Eisenoxyd, bezogen auf den Gehalt an Kohlenstoff und anderen
leicht reduzierbaren Metallen, im Erz begleitet ist, um durch seine teilweise Reduktion
metallisches Eisen zu bilden und mindestens 4511/9 Eisenoxyd urreduziert zu lassen,
gerechnet als Gewichtsprozente Eisen (Fe) der Schlackenzusammensetzung, in der es
sich auflöst, praktisch der gesamte Zinkbestandteil des Erzes ohne Steigerung der
Temperatur des Schmelzeinsatzes über 450' C hinaus und ohne schädliche Mengen staubbildenden
Bestandteile, die die Verdichtung des Zinkdampfes zu überwiegend massivem Zinkmetall
verhindern, reduziert werden kann. Gleichzeitig wurde die Erfahrung gemacht, daß,
wenn der gesamte Zinkgehalt des Erzes reduziert worden ist, praktisch das gesamte
im Erz vorhandene Kadmium, Blei, Kupfer und Silber ebenfalls reduziert wurde.
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Neben der Mindestmenge Eisenoxyd, das in der gemäß der Erfindung erzeugten
Schlacke vorhanden sein muß, besteht eine Höchstmenge Eisenoxyd, das in der Schlacke
verbleiben darf, wenn zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden sollen. Wie vorstehend
angegeben, sammelt sich die in der Schmelzzone gebildete Schlacke in einer relativ
großen Masse, und diese Schlackenmasse wird direkt durch den Lichtbogen erwärmt.
Es wurde festgestellt, daß, wenn diese Schlackenmasse merklich mehr als etwa 6 %
Eisenoxyd (als Fe gerechnet) enthält, metallisches Eisen in den Ofengasen als Ergebnis
der Reduktion und Verflüchtigung von Eisenoxyd in der Nähe des elektrischen Lichtbogens
erscheint, und diese Umwandlung des Eisenoxyds in metallisches Eisen ist von der
Bildung von Kohlenoxyd begleitet. Dieses Ergebnis wird durch die Beobachtung klar
erwiesen, daß, wenn der Eisenoxydgehalt der Schlacke (als Fe gerechnet) wesentlich
über 6 Gewichtsprozente hinausgeht, eine übermäßig große Menge metallischen Eisens
im Zinkmetallkondensat erscheint. Die Gegenwart einer relativ großen Menge Eisens
im Zinkmetallkondensat ist jedoch unerwünscht, weil sie zu Komplikationen bei dem
nachfolgenden Raffinieren des Zinks führt.
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Die obere Grenze von etwa 6 1/o Eisenoxyd in der Schlacke ist aus
einem ganz anderen Grund ebenfalls
von Bedeutung. Die Erzeugung
metallischen Eisens gemäß der Erfindung ,erfordert eine weitere Regulierung der
in der Schlacke verbleibenden Menge urireduzierten Eisenoxyds. Durch Reduktion des
Eisenoxyds gebildetes metallisches Eisen ist genügend aufnahmefähig für Kohlenstoff,
da es in der Schmelzzone erzeugt wird, wobei eine so große Kohlenstoffmenge in der
Schmelzzone vorherrscht, daß das Eisen bei Temperaturen von etwa ii5o bis 145ö°
C geschmolzen wird. Das metallische Eisen, das schwerer als die Schlacke ist, sinkt
auf den Boden des Ofens und sammelt sich dort. Soweit die Schmelzwärme gemäß der
Erfindung dem Ofen mittels des Lichtbogens zugeführt wird, ist die im unteren Teil
des Ofens unter der Schlackenschicht vorherrschende Temperatur im allgemeinen etwas
niedriger als diejenige der Schlacke selbst. Um einen durchgehenden Ofenbetrieb
zu ermöglichen, muß das metallische Eisen in einem abstichfähigen geschmolzenen
Zustand gehalten werden, während der Schmelzvorgang bei einer Temperatur von nicht
über 1450° C vor sich geht. Das Eisen hat einen Schmelzpunkt von unter 145o° C,
wenn es mindestens 1,5 bis 2% Kohlenstoff enthält, und wenn die darüberliegende
S chlacke nicht übermäßig oxydisch ist, wird das Eisen durch das im Einsatz vorhandene
kohlenstoffhaltige Material bis zu diesem notwendigen Ausmaß selbsttätig aufgekohlt.
Es wurde festgestellt, daß Schlacken mit einem Gehalt von mehr als etwa 6% Eisenoxyd
(als Fe gerechnet) so oxydisch sind, daß eine Aufkohlung des Eisens in erforderlichem
Maß verhindert wird. Beim anderen Extrem enthält das Eisen etwa 4% Kohlenstoff und
wird bei einer Temperatur von etwa ii5o°'C geschmolzen, wenn die Schlacke Eisenoxyd
bis zu einem Ausmaß von nur i,5 % (als Fe gerechnet) Eisenoxyd enthält. Dementsprechend
wird durch richtige Abstimmung der Einsatzbestandteile gemäß obiger Beschreibung
zur Erzeugung einer Schlacke mit nicht nur mindestens i,5 % Eisen in Form von Eisenoxyd
und nicht mehr als 6% Eisen in Form von Eisenoxyd die Erzeugung geschmolzenen Eisens
gewährleistet, während eine Schmelztemperatur von nicht über 145o° C aufrechterhalten
wird.
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Es ist also zu ersehen, daß die Abstimmung der Schlackenzusammensetzung
zur praktisch vollkommenen Reduktion des Zinkbestandteils des Erzes und zur Erzeugung
einer geschmolzenen Schlacke mit mindestens 1,5 und höchstens 6% Eisenoxyd (als
Fe gerechnet) zur Bildung eines metallischen Zinkdampfes wesentlich ist, der überwiegend
zu massivem Zinkmetall kondensiert werden soll. Die Aufrechterhaltung von mindestens
i,5 % Eisenoxyd in der Schlacke verhindert mit Sicherheit eine Überhitzung des Einsatzes
und der Schlacke in solchem Grade, daß die gangbildenden Bestandteile des Erzes
oder ein Teil der leicht reduzierbaren Metalloxyde im Einsatz verflüchtigt werden,
wodurch schließlich die Erzeugung von Kohlendioxyd in der Ofenatmosphäre verursacht
wird, wo es den Zinkdampf oxydieren kann, der dann Zinkstaub bildet. Die Aufrechterhaltung
einer oberen Grenze von etwa 6% Eisenoxyd in der Schlacke ermöglicht die Erzeugung
eines abstichfähigen Eisenproduktes, während das Schmelzen des Zinkerzes bei einer
Temperatur von nicht über 145ö° C erfolgt, und gewährleistet ferner einen ausreichend
niedrigen Eisenoxydgehalt in der dem Heizlichtbogen ausgesetzten geschmolzenen Schlackenmasse,
um die Verflüchtigung einer solchen Menge Eisens aus der Schlacke zu verhindern,
wodurch das kondensierte Zinkmetall in einem schädlichen Ausmaß verunreinigt würde.
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Die Eisenoxydmenge, die im Ofeneinsatz vorhanden sein müßte, kann
nicht mit analytischer Sicherheit angegeben werden. Wie oben betont, muß der Eisenoxydgehalt
des Einsatzes mindestens ausreichen, um nach seiner teilweisen Reduktion mindestens
1,5% Eisen (Fe) in der Schlacke in Form von Eisenoxyd zu bilden. Im allgemeinen
muß der Eisenoxydgenalt des Einsatzes etwa 2 bis 3'/o seines metallhaltigen Teils
Eisen betragen (auschließlich des Gewichtes des Reduktionsmittels und etwaigen fremden
Flußmittels). Es können also oxydische Zinkerze mit mindestens 2 bis 3% Eisen (Fe)
wirksam gemäß der Erfindung erschmolzen werden, ohne den Zuschlag zusätzlicher Eisenoxydmengen
zu erfordern. Zinkerze mit weniger als 21/o Eisen sind durch eine Zuschlagsmenge
Eisen aus irgendeiner passenden Quelle zu ergänzen. Es besteht keine kritische obere
Grenze für die Eisenoxydmenge, die in dem gemäß der Erfindung erschmolzenenEinsatzenthalten
sein kann. Die einzig in Frage kommenden Grenzen werden durch die Wirtschaftlichkeit
diktiert, insofern, als das Schmelzen einer übermäßigen Menge Eisenoxyds zuviel
elektrische Kraft und Reduktionsmittel verbraucht.
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Die zur Durchführung der Erfindung brauchbaren Reduktionsmittel sind
jene festen kohlenstoffhaltigen Materialien, wie sie gewöhnlich bei metallurgischen
Schmelzvorgängen verwendet werden. Es können also Kohle und Koks mit besonderem
Vorteil und vorzugsweise in der Form von Partikelchen von bis zu 12,5 mm Durchmesser
bis zur Form von Kohlenstaub Verwendung finden. Die bei Ausführung der Erfindung
benutzten kohlenstoffhaltigen Materialien müssen praktisch vollständige Reduktion
des Zinkoxyds des Erzes bewirken und gleichzeitig die Beimengungen leicht reduzierbarer
Blei-, Kadmium-, Kupfer- und Silberoxyde sowie eine solche Menge des Eisenoxydgehalts
des Einsatzes reduzieren, daß in der Schlacke mindestens 1,5% Eisen in Form von
Eisenoxyd verbleiben. Die Regulierung des Kohlenstoffgehalts im Einsatz kann durch
gelegentliche Analyse der Schlacke erfolgen, wobei der richtige Ko'hlenstoffanteil
des Einsatzes durch die Gegenwart von mindestens 1,5 % und nicht mehr als 6 % Eisen
in Form von Eisenoxyd in der Schlacke angezeigt wird.
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Im Verlauf -der durchgeführten Versuchs:arb.eiten hat man such bemüht,
den elektrischen Schmeilzofen durch,diegewöhnlichen Verffaihren des offenen Li.chtbogen,s.
und der Schl,ackennvitdie@rstand@she@izung zu
heizen. Keines dieser
Verfahren eignete sich zur Erzeugung :des gewünschten Zinkd@ampfproidiulctes, das
ztt massivem metalfischem Zink konde@ns:iert werden könnte, ohne daß gleichzeitig
übermäßige Zinkstaubmen;,gen auftreten. Direkte Beheizung des frischen Einssatzes
mit offenem Lichtbogen bis zur Erwärmung des Einslatzes auf Schmelztem:pera:tur
verursachte;, so übermäßige .lokale Überhitzung in Ader Nähe dies Lichtbogens, daß
übergroße Zinkstauibmenbgen entstanden. Es wurde dann versucht, den Ofen hauptsächlich
mittels .Scihl.a:ckenwiderstandshei,zun.g auf Temperatur zu bringen, und zu diesem
Zweck wurde der Schmelzbetrieb in der -Weise durchgeführt, daß eine verhältnismäßig
:dicke Schlackenschicht entstand und die Elektroden genügend weit in die Schlacke
eingetaucht blielben, um einen stetigen Heizstrom zu erzeugen, der fast völliges
Fehlen einer Lichtboigenbil@dung anzeigte. Man hat fesitgestelilt, daß das Schmelzen
des frischen Einsatzes an der Oberfläche ,der Schilacke im Vergleich zur Wärmleau.fnahlme
ider Schlacke mittels Schlackenwiderstand,sheiizu.n:g in solchem Grade Wärme abisorbierte,
,diaß die Oberfläche der Schlackenschicht gekühlt wurde. Als diese Abkühlung stattfand,
nahm der Widerstand der relativ kühlen Schlacke zu und veranlaßte den Strom, nur
den untersten, relativ heißen Teil der Schlackenschicht auf einem Weg zu durchließen,
der die geschmolzene Eisenschicht umfaßte. Daraufhin erstarrte die Schlackenschicht
bald, und es wurde praktisch unmäglieh, irgendwelchen weiter zu-gegebenen Einsatz
zu schmelzen.
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Es wurde jedoch gefunden, :d:aß zinkhaltige Erze in zufriedenätellender
Weise -in einem elektrischen Lichtbogenofen erschmolzen werden können, wenn das
gemäß obiger Erläuterung Halbgestimmte Einsatzgut außerhalb. direkter Rerührunig
mit :dem Heizlichtbogen geschmolzen wird. Die Schmelzwärme wird dem Einsatz gemäß
vorliegender Erfindung mittels der im Ofen aufrechterhaltenen geschmolzenen Schlackenmasse
und durch Strahlung vom Lichtbogen auf glas Einsatz@gu.t mitgeteilt. Obwohl also,
,der Heizlichtbogen in direkter Berührung mit der geschmolzenen Schlackenmasse steh
t und die so. erzeugte, Wärme. auf der Sehla-cl(#enobe:rfläehe auf das darüberliieglenide
trockene Einsatzgut Übertragen wird, wird,das Einsatzgut selbst nicht durch dmrekte
Berührung mit dem Heizlichtbogen erwärmt. Die Reduktion der leicht reduzierbaren
Metalloxyde findet also iin tüner Sdhmlelzzone über der Masse geschmolzener Schlacke
statt, wobei die im Verlauf dieser Reduktion gebildete ,Schlacke abwärts fließt
und in die Hauptschlacken:masse übergeht. Es ist zu bemerken, daß dieses Schmelzverfahren
eine im wesentlichen vollständige Ausscheidung :der reduzierbaren hietalloxvde au,s
,dem Einsatz während der Zeit gewährleistet, Inder der Einsatz im gewinnbare Metallprodukte
und geschmolzene Schlacke umgewandelt wird. Die sii@ch so .anhäufende Schilacke
ist tim wesentlichen frei vorn leicht reid@uz,ierb ,aren Oxyden (auisigenommen die
vorerwähnte Menge Ei,se:noxyde)"ehe lsie, in unmittelbare Berührung mlit dem Heizlichtbogen
kommt. Es wurde festgestellt,
| daß dieses Schmelzverfahren geeignet und not- |
| wendig ist für die Erzeugung metallischer, zink- |
| dampfführender Schmelzgase in -einem Elektroofen, |
| die iin. weit größerem Maße zu mnassivem Zinkmetull |
| als zu Zinkstaub, kondensiert werden können. |
| Im Verlaulf ,dies Schmelzvorganges wird der |
| größte Teildes Eiisenibestandtei:ls des Erzes zu me- |
| tallischem Eisen reduziert, :das etwaiges Kupfer und |
| einen: wesentlichen Teil vorhandener Silber- und |
| Goil:dbeimengungen im Erz aufnimmt. Ferner wird |
| praktisch ,der gesamte Zinkbesitandteil des Erzes als |
| metallischer 7,i,nkd,amgf ausgeschieden, der die Blei- |
| und. Kadmiumbe.standteile des Erzes .sowie den Rest |
| etwa im Erz vorhandenen Silbers mit sich führt. |
| Demzufolge verlbleiben -nu.r Gangbestandteile in der |
| Schlacke, :die durch :die: begrenzte Menge Eiisenoxyds |
| ergänzt werden, die zweakmäßigerweise gemäß der |
| Erfindung in der,Sch :lacke belassen wird. Die Gang- |
| bestand'teille bestehen. im Full .der .meisten zinkhalti- |
| gen Erze vorwiegend,als Kailiziiumoxyd und Kiesel- |
| säure unid,siilrnd im allgemeinen von verhältnismäßig |
| kleinen Mengen Magnesium- und Alumi.niiumoxyd |
| begleitet, die durdi die Gegenwart ähnlicher G:ang- |
| bestandterisle im der Köhlenasehe vermehrt werden. |
| Die Mengen dieser ,sch'lacken!büldenden Bestandteile |
| sind so zu. regeln, daß :eine Schlacke erzeugt wird, |
| die genügend Dünnflüssigkeit au.f"vei,sit,,um dias Ab- |
| setzen gesrhmolzernen. Ei@serns :durch sie hindurch |
| mindestens nadi Maßgabe der Erzeugung dies Eisens |
| in der Schmelzzone innerhalb ider normalen. Be- |
| triebstemp,eir,atur von: etwa z roo bis 1d.50° C zu er- |
| möglichen. Einte Sch:l:adcen!düninflüs.s.igke-i.t dieser |
| Art erleichtert die Verteilung der am Lichtbogen |
| erzeugten Wärme durch die Schlacke-. Die so, ent- |
| s'tehende gleilchmläßige Schlackentemperatur trägt in |
| großem Maße zur ci@n r-anidf@rc@ien Durchführbarkeit |
| des Verfahrens beii-. |
| Das Schmelzen :des trockenen Einsatzes .in einer |
| Zone über der geschmolzenen Schlackenmasse und |
| außerhalb direkter Berührung mit dem heizenden |
| Lichtbogen erfordert die Beschickung des Ofens |
| durch Einlässe oberhalb der Sch.Lacke:nischicht und |
| ahseits dier Elektroden. Zweckmäßigerweillse erfolgt |
| d:ie Beschickung d:urich,die Ofendecke in der Nähe |
| der O,fen:semtenwände, wobei das Einsatzgut unter |
| Berücksichtigung seines Schüttwinkels -und der |
| Ofenform so einaaefülhrt wird., idaß es leinen ein- und |
| ,abwärts gleitenden Wall von Einsatzgut bildet, der |
| an ider Oberfläche der Schlackenmlas:se und außer- |
| halbdirekter Berührung mit :dem zwiischen jeder |
| Elektrode :und der Schlackenmasse: gebildeten Licht- |
| Nachdem sich ein .derartiger Wall von |
| Einsatzgut gebildet .hat, gleisten d;ie fortlaufend |
| durch !diie Ofendecke eingeführten Mengen daran |
| herunter und werden auf :der Oberfläche der ge- |
| schm,olzenen Schlackenmasse verteilt. Das Einsatz- |
| gutauf ider O'b@-rsesite, ,di,e-s,e-r Anhäufung wird; durch |
| Strahlung auis ,denn Lichtbogen und ebenslo@ durch |
| ,die diarauf von der Schlacke Übertragene Hitze er- |
| wärmt. Eine allgemeine übeirbitz.unig der Schlücke |
| ,durch die |
| wird weitgehend durch die |
| Wä!rm@eialb,so.rp,ti,om ,diurch ,dies redlu,zieribiare Material |
| der in Be:rühru.ng :mit Ader Schlacke befindlichen |
| C'hange vermieden. Diese Wänmeaibisoir#).tion führt |
| zur Kühlung der Schlackenoberfläche und schafft |
| dadurch einen temperatusrregornxlierenden Puffer, der |
| sdie Entwicklung einer Se hmellztemperabur von |
| wesentlich über i45ö° C in der Schlacke ver- |
| hindert. |
| Das einzige, Erfordernis. für die physikalische |
| Form,des bei. Ausführung edier Erfindung verwende- |
| ten Einsatzgutes isst, daß es. lotse und trocken ist. |
| Locker beideutet, daß das E!iins!atzg tut nicht in massi- |
| ver Form, also, beispielsweise in Form großer ge- |
| sinterter Blöcke od. dib ., eingeführt werden darf. |
| Das Einisatzgut ruß !so ,locker sein, daß es frei über |
| die |
| des gebildeten Walles. und auf die |
| Oberfläche der rSahlacken-sdhiicht gleitet. Die; Voir- |
| sahniift, .daß das Einsatzgut trocken sein ruß, be- |
| .de.utet, daß es mischt in ,geschmolzenem Zustand zu- |
| gesetzt werden idlarf. Eis isst eiin kennzelehnendies |
| Merkmal des Sahmelzverfahirens nach ,der Erfin- |
| dung, idaß das Einsatzgurt auf ,der Oberfläche der |
| :heißen, flüssigen Ofenschlacke, ersühmiolzen. wird, |
| und .dieser Bedingung kann nur entsipuroahen werden, |
| wenn ,der Einssatz in ,der vorerwähnten ,losen, trocke- |
| nen Form in den Ofen gegeben wird. |
| Der Feinheitsgrad, Idas Erzbestanidteiil-s des Ein- |
| -satzes ist nicht ausschlaggebend.. Eis wunde bei- |
| spiels:vveise der Ofen gemäß edier Erfindung mit |
| einem flammo,fengerästeten Erz beschickt, von -dem |
| 6,6% .auf Zoo mvesh (Tyler Standard, 32 Öffnun- |
| gen pro- Quadratzentimeter Siebfläche), 4,40/0, auf |
| 325 mesh (5a Öffnungen pro Quadratzenitimeter |
| Siebfläche) ,zunücQ,2ge ,haIten wurden und 89% feiner |
| als 325 mesh (52 Öffnungen pro Qu!adr!atzentinnieter |
| Siebfläche) warfen. Es wurde auch Ziin!keriz er- |
| schmolzen, ,dessen Teilchen 12,6, mim Durehmesseir |
| aufwiesen. Rohvinkerz wunde ebenfalls mit Erfolg |
| ers:chmiol,zen, wobei die E.rztei'lchem. 4,35 mm und |
| weniger Durchmesser hatten.- Ausgenommen, wegen |
| der S.tauiblbmldung beisteht .keine kritische untere |
| Grenze für die Größe irgendeines der Einsiatz- |
| pairtikelclhen. |
| Es Thai sich ergeben, daß die Kondensation, ge- |
| messen nach dem Verhältnis: der erzielten Menge |
| :g eschmolizemen Zinkmetalls zu der Menge, des in den |
| Ofen gegebenen Zinks, beträchtlich durch Vor- |
| wärmen ,des Ofeminsatzes. verbessert werden kann. |
| Diese Voiriwärmuinig hat keinen. .merklichen. Esnfluß |
| auf den, Schmelzvorgang ran sich, ausgenommen die |
| Verringerung des zum Schmelzen erforder!liahen |
| Kraftbedarfes. Die Ve!ribesserunsgder |
| durch Vorwärmen des Ofeneinsatzes ,scheint ein |
| Ergebnis der Regulierung der Ofeengastemperatur |
| zu iseiin. Wenn einte ,.kalte Charige: in den Ofen ein- |
| @geführ-t wird-, werden die-- un, dem..entstehenden . Wall |
| aufsteigenden Schmelzg ase: idurah,diese, relativ kühlere |
| Charge gekühlt. Kohlenoxyd, ,der Vorherrschende, |
| nicht kondensierbare Bestandteil der Ofenatmo- |
| Sphäre, ist dadür ,bekannt, idaß es biet Temperaturen |
| vom: 9oo biss zood° C in ausgedehntem Maße zu |
| Kohlend!ioxyd und Kohlenstoff dissoszikert wiird. Es |
| scheint also, idiaß die koh:lenoxydhailtigen Schmelz- |
| gase, die in Berührung mit einem relativ kühlen |
| Ofeneinsatz entstehen, ,auf jenen Temperaturbereich |
| ;abgekühlt werden, .innenlvarlb welchem das Kohlen- |
| oxyd: zur Diiissioziiatilon neigt. Die, sich ergebende |
| Erzeugung von Kohlenctioxyd verursacht eine |
| unmittelbare Oxydation von i Zinkdampf, der nm |
| Kondensator als, Zinkstaub erscheint. Es wurde je- |
| doch festgestellt, daß die Vorwärmung d4es Einsatzes |
| auf eine Temperatur von mindestens 5oo° C zur Zeit |
| seiner Einführung in den Ofen -es möglich macht, |
| dass Einsatzgut in Gegenwart der entstehenden |
| Sehmelogase, zu erwärmen, ohne diese Gase so. weit |
| abizukühlein, idaß ihre Temperatur ruf dien kohlen- |
| oxyddss.soizii;i,erenden Temperatuxberei,ch oider !auf |
| ,eine Temperatur sinkt, bei welcher bereits in der |
| Ofenatmoisphäre vorhandenes Kohlendioxyd den |
| Zinkdampf oxydiert. |
| Eine noch stärkere Vorwärmung des Einsatz- |
| gutes, d. h. !auf eine Temperatur von mindestens |
| 8ooi° C, verringert Iden Koh lendiixyd"-1,halit der |
| Ofengases noch ,zusätzlich weiter. Kupferoxyd und |
| Ferrioxyd;im Ofeneinsatz :werden durch Berührung |
| mit Kohlenoxyd in -der Ofenatmosphäre reduziert, |
| ,während Idas I#',oihlienoixyd in Kohlendioxyd, ver- |
| wandelt wird. Wenn jedoch Idas Kupferoxyd unrd |
| Ferrioxyd vo!r :ihrer Einführung in den Ofen |
| wenden können, erzeugen ihre Reduktions- |
| produlcte (Kuprooxyd oder Kupfermetall und Eisen- |
| oxydul) keine schädlichen Mengen Kohlendioxyd, |
| wenn: sie beim rSühimelzvongang dem Kohlenoxyd |
| ausigesetzt ,werden-. So- hat sieh ergeben, daß durch, |
| VorwÜrmen des Erz-K ohle-Einsiatzes auf eine |
| Temperatur von mindestens 8oo"" C die vorerwähnte |
| Vomreduktion miit den dami.t verbundenen Vorteii!len |
| bei sder Kondensation von Zinkdumpf aus. den |
| Sohmelzg.asen verwendet werden kann. Um diesen |
| Vorteil voll aus!zumutzen., müßte der vorgewärmte |
| Einslatz mit einem Minimum an Kühlung, die zur |
| R.eoxyd!ation des. Kupfers und Eisens führen würde, |
| in den S chmelizoifen g ebracht werden. |
| Auch: hat eis siidh gezeigt, daß, wenn fremdes |
| Kalziumoxyd vor der Vorwärmung mit den Einsatz- |
| bestandteiilen gemischt wird, der Vorwärmvorgang, |
| der eine Verbrennung eines Teils des im Einsatz |
| vorhandenem Kohlenstoffes bewinikt, zur Bildung |
| von Kohlendioxyd neigt, ;welsches seinerseits, den |
| K:alkb,estandtevlides,.Emzes.ilzarb,oni!siiert. Diese Karbo- |
| nisierung des Kalziumoxyds führt in den Ofen eine |
| leicht verfügbiare Queillie von Kohlendioxyd eiin, |
| w elche, wiiie obren betont, möglich zu vermeiden ist. |
| Dementsprechend! halt es, siieh Tals vorteilhaft er- |
| wiesen, dem ,der Vorwärmiung unterworfenen Ein- |
| satz kein fremdes Kalziumoxyd als Flußmittelzu- |
| sehlag zuzusetzen. |
| Die Kondensation der gemäß der Erfindung |
| erzeugten zinkdampfführenden Sdhmelzgase isst bei |
| hoher Ausbeute leicht zazi erreichen. Obwohl der |
| Zinkdampf rin stationären Kondensatoren mit |
| Wämmeriegu!1,ierunig rund -iabileitunig, wie sie rin der |
| USA.-Patentschrift 1873861 von Bunce be- |
| schrieben sind,, wirksam kondensiert werden kann, |
| wird ,dies mit besonderem Vorteil rin einem Konden- |
| sator jener Bauart bewirkt, worin der Zinkdampf in |
| inniige Berührung mit einer verhältnism,äßiig großen, |
| frisch |
| Fläche geschmolzenen Zinks |
| gebracht wird. Ein solcher Kondensator ist in jener |
| Bauart verwirklicht, worin die zinkdampfführenden |
| Gase durch einen Regen geschmolzenen Zinks ge- |
| leitet werden, Idas kräftig durch eine enge Verdiich- |
| tungsizone geschleudert wird, wie in: den USA.- |
| Patentschriften 2 457 544 über :2 457 551, 2 494
551 |
| und 2 494 552 ibaschrieben eist. Diese letztere Zin'k- |
| kondens-atorbauart ist imstandee, den gesamten. in |
| den Schmelzgasen enthaltenen Zinkdampf aus,zu- |
| achefiiden und zu geschmolzenem Metall zu reduzie- |
| ren, mit Ausnahme jener |
| die dem |
| Dampfdruck von geschmolzenem Zink bei der |
| Temperatur ider Kondensatorabgase entspricht. |
| Beim Schmelzen von Zinkerzen in einem eleik- |
| trischen Ofen. gemäß. der Erfindung kann die |
| Temperatur der kohlenoxydhaltigen Ofengase den |
| Bereich durchlaufen, worin dias Kohlenoxyd merk- |
| lich zur Dissoziation iin Kohlendioxyd und Kohlen- |
| stoff neigt. Das Kohlendioxyd, das ein kräftiges |
| Oxydationsmittel für Zinkdampf ist, neigt zur |
| Bildung vonMfi.neralioxydtoerliruistun!gen und blauem |
| Pulver. Wenn jedoch eine festste!llibare Menge |
| nas#zierenidenKohlenstoffes iin.den Ofengasen suispen- |
| diert ist, kann in diesen vorhandenes Kohlendioxyd |
| praktisch vollständig beseitigt werden. Eine der- |
| artige S.uispenis,ion naszierernden Kohlenstoffes in der |
| Ofenatmosphäre läßit isich !durch Einleitung einer |
| Meinaeei.neis spaltbaren Kohle@nwasserstoffeis in diese |
| Atmosphäre-- erzielen, so, dfaß, wenn -er bei der vor- |
| herrschenden Ofenatmosphärentemperatur gespalten |
| wird, er in natärlieher Lage darin eine Wolke gibt. |
| Die Kohlenistoffpartikelchen, di ebei ihrem Schweben |
| durch die Ofengase nasziieren und weißglühend sind, |
| scheinen deutlich die Reduktion des Kohlendioxyd- |
| gehalts dieser Gase zu bewirken. |
| Der spaltbare Kohlenwasserstoff mu.ß in die |
| Ofenatmosphäre eingeleitet werden, d iamit er sich in |
| dieser spultet, und nicht in die Scbimelzzone, wo er |
| überwiegend beim Schmelzvorgang verbraucht |
| würde. Der spaltbare Kdhlenwasserstoff kann bei- |
| spielsweise in Form flüssigen Heizöls, Petroleums, |
| Gasöls od. dgl. eingeleitet werden. indem man ihn |
| in,dieOfenatmospfhäre tropfen läßt. Ein beständiges, |
| spalthares iGas, \Niie Erdgas, Azetylen od. dgl., kann |
| auch durch ein Rohr fin das Inntore, der Ofenatmo- |
| sphäre eingeleitet werden. Besonders wirksame |
| Ergebnisse wurden erzielt durch Einführung des |
| spaltbaren Kohlenwasserstoffes in scheinbar fester |
| Form, wie der flüchtige Bestandteil der Steinkohle. |
| Wenn ein Tend der als Re@duktiomsmiitted für den |
| Schmielzvorgang verwendeten Steinkohle oder Koks |
| durch die Äquivuilenitmenge Steinkohle auf Grund |
| ihres festen Kohlenstoffgehalts ersetzt wird, wird |
| .der flüchtige Beistandtenl dieser Steinkohle, die dem |
| .auf der geschmolzenen Sch!lackenschilcht-schwimmen- |
| de@n Einsatzgut be'gemischt ist, schnell in die Ofen- |
| atmosphäre freigesetzt, ohnemerklichbeim Schmelz- |
| vorgang verbraucht zu werden. Die Menge dies für |
| diesen Zweck verwendeten spaltharen Kohden- |
| lvasserstoffes .ist leicht entscheidend, da der Kohlen- |
| dioxydgehalt der Ofengase fortschreitend durch zu- |
| nehmende Mengen darin eingeleiteter spaltbarer |
| Kohlenwasserstoffe vermindert wird. |
| Das Schmelzverfahren gemäß der Erfindung wird |
| durch folgendes Ausifüfhrun gsibeispiiel erläutert: |
| Das Schmelzern erfolgte 2n einem dreiphasigen |
| 1500-kW-Schmelzofen üblicher Konstruktion, der |
| mit drei 25,4 cm-.Graphitelektroden ausgestattet |
| war, die in gerader Linie auf Fassungen in 83,9 cm |
| Abstand angeordnet waren. Zwei Abstichöffnungen |
| waren (eine- 35,5 am über der anderen) für den ge- |
| trennten. Abstich des geschmalzenen Eisens und der |
| geschmolzenen Schlacke, vorgesehen. Das Ofen- |
| gewölbe war mit dreizehn B.eschickungs,öffnungen |
| in der Nähe oder Seiitenwän de versehen. Das Ofen- |
| gewölbe. (Gasfang) war ferner mit einem Sch.melz- |
| gasiawstri;tt versedlen, der dürch eine Vorlage von |
| 38,1 X 45,7 cm Querschnitt mit einem Spritz- |
| koniden@si2tor in, Verbindung stand, der im wesent- |
| lichen gemäß der USA.-Patentschrift 2 494 55I von |
| Handwerk und M ah 1 e r konstruiert war. Der |
| Kondensiator ilag dem Ofen so, nahe, daß unter den |
| nachstehend erwähnten Ofenibetriiebisbeddngungen |
| die. Ofengase bei einer Temperatur von rooo bis |
| ro5o°' C .in den Kondensator gelangten. |
| Der Ofeneinsatz, der in einem ölbefeuerten |
| Brennoffen vorgewärmt wurde, war ein gemischter |
| Erzsinter mit folgernder Analyse: |
| Zn ....... 6q.,70/0 Cu, Ag, Au . . - |
| Fe ........ 4,7% CaO ........ 2,50/0 |
| Pb . .. ... . . 1,4% S:'02 ....... 2,6% |
| Cd . . . . . . . . o,18 % |
| Der Ofen, der bereits auf Normaltemperatur ge- |
| bracht war, wurde während eines Zeitraums von |
| vier Tagen unter Schmelzbedingungen betrieben, |
| wie sie sich aus folgenden täglichen D:u.rchschm!i:tts- |
| betriebs,ziffern ergeben |
| Neuer Erzeinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,521
kg |
| Rüclkgeführte-s blaues Pulver . . . . . . . . . 1,049 kg |
| Anthrazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1,473 kg |
| Steinkohle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 0,193 kg |
| Kalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 0,204 kg |
| Einsatzgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14440 kg |
| Neubeschicktes Erz . . . . . . . . . . , _ 5,652 kg |
| Rückgeführtes Zink (Zink, Blei und Kad- |
| invium) ials blaues Pulver (Zinkstaub) o,839 kg |
| Gesamtmenge Zink, Blei, Kadim'fum im |
| Einsatz ......................... 6,491 kg |
| Geslamrtmenge Eisen ,nm Erzeinsatz .... 0,40o kg |
| 6,891 kg |
| Kondensierter Metallguß , . . .. . 5,175 kg |
| Zink im erzeugten ;blauen Pulver (Zink- |
| atau!b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 1,049 kg |
| 6,224 kg |
| Ausbeute an Zink, Blei, Kadmi,unn im Konidensiat |
Kondensierter Metaillguß uufGrund des Zink-, Blei-, Kadmiumgehalts des neu zugegebenen
Erzes
| Gasfangtemperatur ... . .. . . .. . 1:250 b'i's 130ö°
C |
| Schlackentemperatur . . . . . . . . . 135o'bis I450° C |
| Elektrodensp@annung . . . . . . . . . . . . . . 123
V |
| Leistungsianfnahune . . . . . . . . . . . . . . i8,ooo kWh |
| LOi,stungsaufnahme pro, Kilogramm |
| neues Erz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,12 kWh |
| Leistungsaufnahme pro, Kiilo@gramm |
| Zn, Pb-, Cd und Fe im neuen Eriz . . . . 2,98 kWh |
| Leistungsaufnahme pro. Kilogramm |
| kondenisiierte@r Metallguß und redu- |
| ziertes Fe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,241cWh |
| Leistungsaufnahme pro Kilogramm |
| kondensierter Metallguß _ . . . . . . . . 3,48 kWh |
| Sehl.ackemianalysen: |
| Zn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 0,4 bis. 0,8'/0 |
| Fe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I, I W!S 2,5 '/0 |
| Ph ............................ 0,03'/0 |
| Gd ............................ O,OI'/o |
| Cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 'im Erz nicht vorhanden |
| Ag ................... - - - - |
| Au ................... - - - - |
Geschätzte Ausscheidung auf Grund der Schlackenan'alysen.undgeschätzten Schlackengewichte:
| Zn ................................. 99,9% |
| Fe ................................. 92,5'/o |
| Pb ................................. 99,6'/o |
| Cd ....................... .. .. ... 99,6% |
| Cu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . im Erz nicht vorhanden |
| Ag ................... - - - . - |
| Au.................... - - - - |
| Währenddes gesiamten vorhergehenden Betrielbeis |
| wurde der Ofen ideriart mit dem Einsatzgut be- |
| schickt, daß @dieses einen gleitenden Wall innerhalb |
| des Ofens ibildete, jedoch ein offenes. Schlacken'biad |
| von etwa 137,25 cm Breite und r83 bis 213 am Länge |
| in zentraler Lage ;in der Nähe der Elektroden frei |
| ließ. Ein Teil des Einsatzgutes :schi'en auf der Ober- |
| seite des Einisiatzrwailles durch strahlende Wärme |
| aus :lern Lichtbogen geschmolzen zu werden, der |
| zwischen jeder Elektrode und dem Sc hlatkenkörpier |
| gebildet wurde, jedoch die Hauptschmelzzone schien |
| in dem Teil der Einsatzauifischüttung in der Nähe |
| des offenen Sumpfes geschmoilzener Schlacke zu |
| liegen. Diie Schlacke selbst war flüssig genug, um |
| leichtes. Absetzen des geschmolzenem. Eisens zu |
| ermöglichen, das sich in der Sdhmel@z.zone bildete |
| und ,beiim Abstich bei einer Temperatur von 1350 |
| bis. 145ö° flüssig war. Vom Einsatzgut selbst kam |
| praktisch nichts rindirekte Berührung mit den Heiz- |
| lichtbögen. Das Zink wurde in geschmolzenem |
| massivem Zustand zusammen mit dem größten Teil |
| des. ursprünglich im Erz vorhandenen Bleis und |
| Kadmiums gewonnen. Das gewonnene Zink war ge- |
| nügend eisenarm, so daü lwine Schwierigkeiten mit |
| Schlackenanhäufung im Zylinder auftraten. Die |
| Ausscheidung von. Zink, Blei und Kadmium war so |
| hoch, wie man es nur wünschen konnte, die Eisen- |
| ausscheidung jedoch. etwas niedriger, was .aber der |
| Absicht entsprach. Kupfer-, Siiliber- und Goldaus- |
| [Scheidungen hahen:sich.beai Ofengängen mit anderen |
| diese Bes-tmdtefle enthaltenden Erzen als ebenso. zu- |
| friedensteldend eiv iesen. Es betrugen z. B. bei einem |
| ähnlichen Vorgang unter Verwendung eines ge- |
| sinterten Erzes mit 56,6'/o Zn, 16,o 11/o Fe, o,28'/0 Pb, |
| 0,15'/o Cd; 1,9o/11 Cu, 73,7 9/t Silber und 0,28 g/t |
| Gold,die Ausscheidungen aus der Schlacke: 99,7°/' |
| des Zinks, 98,6'/o des Bleis., 99,20/' des Kadmiums, |
| 98,7'/a des Kupfers, 99,5'/o des Silbers und das ge- |
| s,amte Gold. |
| Es isst ,als;' raus. vorstehendem zu ersehen, daß .die |
| Erfindung ein wirtschaftlich wertvolles Verfahren |
| zum Schmelzen. zinkhaltiger Erze in einem e@lektri- |
| .schen Schmelzofen d iars;tellt. D.as Verfahren er- |
| fordert keine andere a:ls die normale elektrische |
| Ofeniaus@rüstung für :den Sdhmelizvorgang und er- |
| zeugt nicht nur Zimlcm-atall, sondern auch ein Roh- |
| eisen, dkebeide als Sammler für iwertvolle Neben- |
| metalle Milden, die lacht mit gewöhnlichen Mitteln |
| zurückgenvonnen werden können. Unter norma'len |
| Betriebsbe(Iingunge'n rin einem Schmelzofen gewöhn- |
| l4chen, Maßeitahs echeint jeder Grund dafür zu be- |
| stehen, eine Ausbeute von 96 bis 9711/o des Zink- |
| beistmdtei@lis des. Erzes in Form kondensierten ge- |
| schmolzenen Zinks mit nur solchen Beimengungen |
| zu erwarten, die jetzt mit den genvöhnlüchen Reikti- |
| fikationsmethoden au-sihnen ausgeschieden werden |
| können. Eine praktisch vod.lständige Ausbeute des |
| Blei-, Kadmium-, Kupfer-, Sidiber- und Goldgehalts |
| des Zinkerzes l.äß.t sich gemäß vorliegender Erfin- |
| dung verwirklichen, wobei Blei, K.adnniurn und ein |
| Teil des Siiibbe!rs aufs -dem konden ierten metallischen |
| Zink und Kupfer sowie der restliche Teil des Smlbers |
| und Goldes ,aus dem Eisen in einem Kupferkonverter |
| od. dgl. ausgezogen werdien können. . |