DEM0002163MA - Verfahren zur Raffination von Metallen, insbesondere von Blei - Google Patents

Description

Verfahren zur Raffination von Metallen, insbesondere von Blei

Das aus sulfidischen Srzen gewonnene Werkblei muss von den in ihm als Verunreinigungen enthaltenen Premdmetallen befreit werden, was duroh bekannte Raffinationsverfahren geschieht. Diese Verfahren beruhen in der Hauptsache auf der Oxydation der im Blei vorhandenen, unerwünschten Metallbestandteile, die nur am MetalIbadspiegeI, also an der G·renzfläche Flüssigkeit/Gas erfolgen kann. Diese fläche wird ständig mit oxydierendem oder reduzierendem Gas angeblasen , wobei man es in der Hand hat, mehr oder wüniger Luft in den Verbrennungsraum hineinzugeben, um die Verbrennung in der gewünschten Weise vorzunehmen. Je nach den Temperaturen des FlammofenB oxydieren sich die am wenigsten edlen Metalle. Bei der Behandlung wird deshalb mit der oxydierenden Flamme zunächst das Zinn und erst bei höheren Temperaturen das Antimon oxydiert. Hält man die Temperaturen einigermaßen konstant, so lässt siOh erreichen, dass ein entweder Zinn oder Antimon enthaltendes Produkt gewonnen wird. Unter Umständen können auch sehr unangenehme Mischprodukte entstehen. Das gewonnene Oxyd schwimmt auf und die Reaktion kommt infolge der Ausbildung einer Sperrschicht langsam zum Stehen. Deshalb muss von Zeit zu Zeit der

der sogenannte Abstrich abgezogen Werden₉ Dies geschieht mit langen Stangen, mit welchen das Material in die Nähe einer Ofenöffnung gestossen und durch diese mit Kratzern herausgezogen wird.

Die Durchführung dieses Verfahrens im flammofen nimmt oft 48 Stunden und mehr Zeit in Anspruch, wodurch die Ausnutzung der gesamten Anlage stark beeinträchtigt wird, weil die Höhe des Durchsatzes der Raf f inier anlage durch die am langsamsten arbeitende Vorrichtung bestimmt wird» Gemäss dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren gelingt es nun, diese Kachteile zu beseitigen.

Die Reaktionsgeschwindigkeit wird durch den reaktionskinetisch langsamsten Vorgang gesteuert, also durch die Diffusioη MTyleli-g^ die Diffusionsgeschwindig-

keit des Sauerstoffs zum Bad spiegel; denn nur wenn weiteres Zinn, Antimon und Sauerstoff an die Oberfläche des Bades dringen, ist es möglich, dass das im Blei gelöste Antimon und Zinn erneut mit dem Sauerstoff des oxydierenden Gasgemisches reagiert.

Diese Verhältnisse liegen beim Blei besonders ungünstig, weil bei dem sehr hohen spezifischen Gewicht des Bleie im Verhältnis zu den Metallosyden diese das Bestreben haben, aufzuschwimmen. Dadurch bildet sich s±öa sehr schnell eine Sperrschicht, welche die im Blei enthaltenen, zu oxydierenden metallischen Beimengungen von den oxydierenden Gasen absohliesst, wodurch die Reaktion zum Erliegen kommt. Infolgedessen

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t-c seither so lange unterbrochen werden, bis der Abstrich von der Badoberfläche entfernt ist.

In einem von oben beheizten Bleibad bildet sich nämlich

ein Wärmegefälle aus; Aie Temperatur des Bades nimmt nach unten zu ab. Die oberen Schichten sind die spezifisch leichteren und die Schwere der einzelnen Schichten nimmt nach unten etwa proportional zu. Dies hat für die Reaktionsgeschwindigkeit nachteilige Folgen, weil die Konvejtionsströmung im Innern des Bleibades sehr gering ist. Infolgedessen ist die Naohf ör de rung des zinn- und antimonhaltigen Bleis sehr beschränkt und behindert, bzw. erfOlpt lediglich durch Diffusion, Das Dichtegefälle im Bad verhindert die Kachf örderung des im Blei gelösten Sn und Sb_i wodurch eine Verarmung der oberen Schicht an Sb- und Sn-Inhalt entsteht und sich eine Diffusionssperrschicht bildet.

Eeben der Diffusionssperrschicht bildet sich die Osydsperrschicht. Beide Vorgänge wirken zusammen und bringen die Reaktion schnell zum Erliegen. Der sich bildende Abstrich muss immer wieder mit Stangen entfernt werden. Solange der Abstrich nur hauchdünn ist, kann man wohl annehmen, dass Sauerstoff durch ihn hindurcMiffundiert * Sob aid er aber eine gewisse Mächtigkeit hat, ist die Absperrung des Sauerstoffs vollständig.

Um nun die durch das Abziehen der Abstriche verursachten Betriebsunterbrechungen und die hierdurch, sowie durch die Diffusions*, und Oxydsperrsohioht bedingte starke Ter zöge rung der Durchführung des Raffinationsverfahrens zu vermeiden, wird erfindungsgemäss eine Anordnung zur ständigen Entfernung des Abstriches und der Diffusionssperrschicht getroffen.

Die Ausführung des Verfahrens kann beispielsweise so erfolgen, dass an der der Feuerung gegenüberliegenden Ofenseite

ein wärmeisolierter Bottich, ζ .E. ein Bleibottich₉ aufgestellt ist, in welchen die obere Schioht des geschmolzenen Bleis aus dem Flammofen mitsamt der Oxydechieht abfliegst» Aus der in das Ble ige fass gelangenden oberen Sohioht soh'wimmt der aus den Oxyden des Sb und Sn bestehende Abstrich wegen seines geringeren spezifischen Gewichtes auf, während das reine Blei vom Boden des Bottichs mittels einer Bleipumpe in den Flammofen wieder zurückbefördert wird.

Hierdurch wird die Sperrsohicht dem System in ununterbrochener folge entzogen und Immer wieder eine neue metallische Oberfläche der Oxydation ausgesetzt,

TJm die Relativgeschwindigkeit der Gasströmung gegenüber der Flüssigkeitsströmung zur Erzielung einer höchstmöglichen Oxydationsgesohwindigkeit zu vergrössern, erfolgt der Ablauf der Oberschicht zweckmässig an der Feuereeite des Flammofens Im Gegenstrom.

Bei Ausführung des Verfahrens unter Verwendung bereite vorhandener Flammofen kann dieses geschehen, indem an der der Feuerseite des Ofens gegenüberliegenden Ofenseite eine Anordnung getroffen wird, mit welcher der Baisplegel ständig abgepumpt oder abgelassen werden kann? Hierdurch entsteht eine laufende strömung von der Feuexseifce zu der dem feuer gegenüberliegenden Seite. Das Biel wird in einen am Ende des Ofens stehenden Bottich gepumpt oder aus einer Düse in Form einer StaubsaugerdSse von Badbreite in denselben abgelassen und kehrt dann durch eine Bleipumpe in den Flammofen zurück.

B₁ ei der Langsamkeit der Reaktion gelingt es unter Aus-

nutzung der Oberflächenverhältnisse, den sich auf dem Ofen-Badapiegel ausbildenden oxydischen Schleier abzulassen, um auf diese Weise die Sperrschicht ständig zu beseitigen. Ist das Sammelgef äss gross genug» so kann man den sich hierin anreichernden, dem Bad ständig entzogenen AbstriGh ausserhalb desselben an einer der Wärmeausstrahlung nicht ausgesetzten Stelle abziehen, was mit Rücksicht auf die sonst ausserordentlich anstrengende Arbeit sehr wünschenswert ist.

Die Erfindung beruht auf der Nutzbarmachung des durch das Temperaturgefälle bedingten Dichtigkeitsgefälles, Läuft ständig eine etwa 5 bis 10 mm mächtige Bleischicht in einer Geschwindigkeit aus dem Bad ab, welche keine wesentlichen Turbulenzen erzeugt, so muss die ob „re Bleisehicbt, in der Sn und Sb verarmt ist und die fiber ihr liegende oxydische Schicht, ziemlich quantitativ ablaufen, lässt man den Ablauf nicht zu schnell vor sich gehen, so gleitet hierbei die obere, weniger dichte und spezifisch leichtere Bleischicht mit der Osydhsut zusammen von dem übrigen Bad ab* Hinzu kommt, dass durch die Oberflächenverhältaisse, insbesondere durch die feste Osythaut, Bedingungen geschaffen werden, die die Oberflächenspannung erhöhen, wodurch sich die Oxydhaut und mit ihr die Sb— und S n-arme, unter ihr liegende Bleiscliicht vom Bad he runt erso hieb t.

Mit diesem Terfalxren ist nicht nur eine sehr erhebliche Beschleunigung des laffinationsvorganges zu erzielen, sondern es besteht auch die Möglichkeit d.er Beschickong des Raffinierofens mit erheblich grosseren Mengen an Metall, ?/eil noch das Passungsvermögen des Ablaufbottichs hinzutritt. Die Durchsätze

lassen sich infolg ede seen mit dein gleichen Aufwand an Brennstoffen und Arbeitskraft bedeutend steigern.

Bin weiterer Vorteil der Iirfindunf besteht darin, dass die Metalloxydabstriche bei diesem Verfahren in besondere reiner Porni anfallen und ihnen bei weitem nicht so viel metallisches Blei anhaftet, wie es sonst normalerweise bei Met al loxydabstr ic hen der Fall Xst_f Bas Verfahren bietet also den Vorteil der Gewinnung reinerer Metalloxydabstriche, die nur geringe LIengen metallischen Bleis enthalten. Hierdurch wird verhindert, dass dem ÜLetallumlauf in der Anlage laufend grössere Mengen Blei entzogen werden, deren nachträgliche Wiedergewinnung aus den Metalloxydabstrichen sc -wierig und mit sehr erheblichen Kosten verbunden 1st.

Das beschriebene Verfahren eipnefc sich nicht nur zur Gewinnung von reinem Blei, sondern kann auch auf alle anderen Metalle zur Anwendung kommen, die unter Bildung einer Oxydhaut oder dergleichen raffiniert werden.

Claims (1)

1. JBr-L/Bu, Hamburg, den 12•Junl 1950

   Aktenzeichen* 1 2165/VIa / #Qa

   Anmelder: Fa_irSetallwerke Unterweser Akti enge seil schaft, j?riediäch-AugU3t~lfiitte »Post Sordenhaii

   Yertreter;Patentanwilte !^»Äriedrich Vollmor, Dr,Paul Lewino_t Iiamburg 1, Gl ο ckengie s s ..-rwall 1

   1, TerfaiiTen sur SaffinatEta τοη Hetallen_f insbesondere von jäiei, dadurch gekteiaseiclmet» dass die sich "bei der iJurchfohrung der Kaiflnation durch Oxydation oder Reduktion auf dem Jaetallbadspiegel ausbildenden üp err schicht en in ständiger Xolge entfernt »erden»

   2« Yerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ob arc schicht des geschmolzenen Metalls, Zi _tB_t des Jileis₇ laitsamt der Oaydschicht in einem neben dem Flammofen angeordneten BeheLlte^ClleBet, wo der Abstrich auf« schwixnmt und das reine Metall_t z.b» das Bleiyabgeaogen und in den flammofen srurückgefordert wird»

   5· Verfahren nach Aagrpmeli 1, dadurch, gekemaeichnet^ dass der sich auf dem Gfen-Uadspiegel ausbildende osydlsch© Schleier in Form dünner Oacydhäute abgelassen wird»