EP0045531A1 - Verfahren zum kontinuierlichen direkten Schmelzen von metallischem Blei aus sulfidischen Bleikonzentraten - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen direkten Schmelzen von metallischem Blei aus sulfidischen Bleikonzentraten Download PDF

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EP0045531A1
EP0045531A1 EP81200502A EP81200502A EP0045531A1 EP 0045531 A1 EP0045531 A1 EP 0045531A1 EP 81200502 A EP81200502 A EP 81200502A EP 81200502 A EP81200502 A EP 81200502A EP 0045531 A1 EP0045531 A1 EP 0045531A1
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EP
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lead
phase
reactor
slag
zone
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EP81200502A
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Werner Dr. Ing. Schwartz
Peter Dr. Ing. Fischer
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GEA Group AG
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Metallgesellschaft AG
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/06—Refining
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B13/00—Obtaining lead
    • C22B13/06—Refining
    • C22B13/08—Separating metals from lead by precipitating, e.g. Parkes process

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous direct melting of metallic lead from sulfur-containing lead materials in an elongated, lying reactor, wherein a melt from a slag phase and a lead phase is maintained in the reactor, the loading on one side of the reactor into a melting zone while maintaining a such oxidation potential is charged to the melt that metallic lead and slag are formed, on the other side of the reactor reducing substances are introduced into the slag phase in a reduction zone, and low-lead slag and metallic lead are drawn off from their phases.
  • DE-OS 28 07 964 discloses such a process for the continuous conversion of lead sulfide concentrates into a liquid lead phase and a slag phase in an elongated, lying reactor, under a gas atmosphere containing zones of SO2, with sulfidic lead concentrates and additives being charged onto the melt , the lead phase and a non-ferrous metal-poor slag phase are discharged at the opposite end of the reactor and the phases in countercurrent to one another in essentially continuously layered streams flow to the outlet ends, at least a portion of the oxygen is blown into the melt from below through a plurality of independently controlled nozzles distributed over the length of the oxidation zone of the reactor, the solid feed through a plurality of independently controlled and over a considerable length of the reactor-fed feeders is gradually charged into the reactor, the gradient of melt oxygen activity is adjusted by choosing the local addition and control of the amounts of oxygen and solid material introduced so that it is at a maximum for the production of lead at its outlet end progressively decreases in the reduction zone to a
  • a direct lead melting process is known from US Pat. No. 3,6E3,207, in which the slag phase and lead phase in the Direct current is passed through the reactor, the slag at one end of the reactor and the lead in a central zone is withdrawn from the reactor.
  • a direct lead smelting process is known from "Engineering Mining Journal” April 1978, pages 88 to 91, 118, in which the fine-grained concentrate is ignited in a vertical shaft in the presence of oxygen and is roasted, melted and partially reduced to metallic lead in the suspended state.
  • a hearth furnace is arranged under the shaft, from which the melt enters under a partition into an electric resistance-heated hearth space. There is a reduction of non-ferrous metal oxides to liquid lead and the removal of slag and lead.
  • the stripped lead contains the entire bismuth.
  • Bismuth is on the one hand a contamination that has to be removed from the end product (fine lead) at high costs, and on the other hand it is a by-product that has a commercial value.
  • a large part of the production of refined lead can be sold with bi contents of 100 ppm and more. With certain varieties, however, 70 ppm Bi and less must not be exceeded.
  • the refining costs required for separating the bismuth are more than offset by the commercial value of this metal, but the costs exceed the proceeds for bi-poor raw materials.
  • Many lead smelters therefore separate their bi-rich and bi-poor raw materials and process them separately for each campaign. This leads to many difficulties in the smelting and refining operations, including loss of interest, especially when concentrates rich in precious metals have to be stacked over a long period of time.
  • the object of the invention is to collect the lead bismuth content in the feed in the smallest possible amount of lead in a continuous, one-step direct lead melting process.
  • the oxidation potential in the melt is set in the melting zone so that the sulfur content of the lead phase is 0.05 to 2% by weight, and the bi-rich primary lead obtained in this zone is drawn off separately, and the B i-poor secondary lead occurring in the reduction zone is also drawn off separately.
  • Sulfidic, sulfatic and oxidic lead materials with sulfides or sulfates are suitable as lead materials containing sulfur. If the material is charged onto the melt in the solid state, the melting zone lies in the melt itself. Then the oxidation potential in the melt is adjusted by introducing oxygen so that it forms metallic lead and slag is sufficient, and that the required sulfur content is achieved in the lead phase.
  • the oxidation potential is already set in the floating zone so that the required sulfur content of the lead phase is achieved after settling in the melt. If there is a combined melting in the suspended state and in the melt, the oxidation potentials are coordinated accordingly.
  • the oxidation potential results from the stoichiometric ratio of oxidizing agents - such as oxygen, metal sulfates, metal oxides - to oxidizable components - such as sulfide sulfur, possibly added fuels - the sum of which is such that the partial oxidation required to achieve the required sulfur content in the lead phase he follows.
  • the amount of primary lead drawn off is kept as small as possible, but so large that the major part of the lead bismuth is contained in the primary lead.
  • the primary lead contains only small amounts of tin, arsenic and antimony, while the secondary lead contains the main part of the leading Sn, As and Sb.
  • a preferred embodiment consists in that when using lead materials with a lead content above 55% by weight, the sulfur content of the lead phase in the melting zone is set to 0.1 to 0.4% by weight. As a result, a good collection of bismuth in a relatively small amount of primary lead is achieved with richer lead materials.
  • a preferred embodiment consists in the fact that when using lead materials with a lead content between 55 and 40% by weight, the sulfur content of the lead phase in the melting zone is between 0.3 and 1.0% by weight. is set. This results in a good collection of bismuth in a relatively small amount of primary lead in poorer lead materials.
  • a preferred embodiment is that when using lead materials with a lead content below 40% by weight, the sulfur content of the lead phase in the melting zone is set to 0.8 to 2.0% by weight. As a result, a good collection of bismuth in a relatively small amount of primary lead can be achieved even with very poor lead materials.
  • a preferred embodiment consists in that the slag phase and lead phase are passed in countercurrent through the reactor, the primary lead is drawn off at the end of the reactor delimiting the melting zone, and the secondary lead is attached behind one at the other end of the melting zone on the bottom of the reactor and into the Slag phase protruding weir is withdrawn.
  • a method according to DE-OS 28 07 964 and DE-AS 24 17 978 described at the outset is particularly suitable for carrying out the method according to the invention if a separate removal of primary and secondary lead is made possible by a weir.
  • the bottom of the reactor can be inclined so that both primary lead and secondary lead flow in the direction of the melting zone. Then the secondary lead on the weir is drawn off.
  • the bottom of the reactor can also be inclined so that only the primary lead flows to the end of the melting zone and the secondary lead flows to the other end and is drawn off there.
  • One embodiment is that where the tapping of the primary lead is arranged a narrow zone into which no feed is charged and in which sulfur is removed from the lead by oxidation. In this Zone a particularly precise adjustment of the sulfur content of the lead phase can be achieved, so that it is possible to collect a large part of the bismuth in a particularly relatively small amount of primary lead drawn off.
  • the feed 1 is charged to the slag phase 3 in the melting zone 2.
  • Oxygen 4 is passed from below into the lead phase 5 and from there flows further through the slag phase 3.
  • the primary lead is drawn off from the melting zone on the end wall.
  • the slag flows over the weir 7 into the reduction zone 8.
  • There coal dust is blown in as a reducing agent 9 from below.
  • the low-lead slag is withdrawn from the slag stitch 11.
  • the exhaust gas 12 is discharged through the end wall of the melting zone 2.
  • the secondary lead 10 is drawn off in front of the weir 7 and in FIG. 2 on the front side of the reduction zone 8.
  • pelletized lead concentrates were melted with flying dust and additives.
  • the pellets had the following composition:
  • the pellets were melted in such a way that the reactor was heated to a temperature of 950 ° C. with the aid of the burner, passed technically pure oxygen at a rate of 150 m 3 / h (NPT) through the nozzles and pellets through the charging openings were charged into the reactor in a time quantity which varied between 1.9 and 2.1 t / h.
  • NPT 150 m 3 / h
  • the lead formed contained 96% of the preceding Bi, while only minor amounts of the three other metals were taken up by the lead.
  • the slag contained 40% of the lead in the pellets and had the following concentrations of the metals in question:
  • the temperature of the melt rose to 985 ° C , while the lead phase contained only 0.18% S.
  • the amount of metal formed corresponded to 10% of the lead leading in the pellets.
  • the lead located under the slag as the bottom phase was selectively drawn off through a tap hole at the level of the reactor base, while the slag was left in the reactor.
  • the nozzles were then replaced by coal dust injectors.
  • the slag temperature was then slowly raised to a final value of 1150 C with the help of the burner, while at the same time a mixture of coal dust and carrier gas was blown into the slag bath in a metered amount.
  • the slag obtained in equilibrium with this lead phase had a Pb content of 23.9% and a Bi content of 0.002%.
  • the advantages of the invention are that in the case of single-stage, direct lead melting processes, the lead bismuth can be accumulated in a simple manner to a large extent in a relatively small amount of primary lead.

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Abstract

In einem länglichen, liegenden Reaktor wird eine Schmelze aus einer Schlackenphase (3) und einer Bleiphase (5) aufrechtgehalten, die Beschickung (1) auf einer Seite des Reaktors in eine Einschmelzzone (2) unter Einhaltung eines solchen Oxidationspotentials auf die Schmelze chargiert, daß metallisches Blei und Schlacke entstehen, auf der anderen Seite des Reaktors werden in eine Reduktionszone (8) reduzierende Stoffe in die Schlackenphase eingebracht. Zur Sammlung des Wismut-Vorlaufes in einer möglichst geringen Menge an Werkblei wird in der Einschmelzzone das Oxidationspotential in der Schmelze so eingestellt, daß der Schwefelgehalt der Bleiphase 0,05 bis 2 Gew.-% beträgt, das in dieser Zone anfallende Bi-reiche Primärblei separat abgezogen und das in der Reduktionszone anfallende Bi-arme Sekundärblei (10) ebenfalls separat abgezogen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen direkten Schmelzen von metallischem Blei aus schwefelhaltigen Bleimaterialien in einem länglichen, liegenden Reaktor, wobei in dem Reaktor eine Schmelze aus einer Schlackenphase und einer Bleiphase aufrechtgehalten wird, die Beschickung auf einer Seite des Reaktors in eine Einschmelzzone unter Einhaltung eines solchen Oxidationspotentials auf die Schmelze chargiert wird, daß metallisches Blei und Schlacke entstehen, auf der anderen Seite des Reaktors in eine Reduktionszone reduzierende Stoffe in die Schlackenphase eingebracht werden, und bleiarme Schlacke und metallisches Blei aus ihren Phasen abgezogen werden.
  • Aus der DE-OS 28 07 964 ist ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Konvertierung von Bleisulfidkonzentraten in eine flüssige Bleiphase und eine Schlackenphase in einem länglichen, liegenden Reaktor, unter einer zonenweise S02-enthaltenden Gasatmosphäre bekannt, wobei sulfidische Bleikonzentrate und Zuschläge auf die Schmelze chargiert werden, die Bleiphase und eine NE-metallarme Schlackenphase am entgegengesetzten Ende des Reaktors ausgetragen und die Phasen im Gegenstrom zueinander in im wesentlichen kontinuierlich schichtförmigen Strömen zu den Auslaßenden fließen, mindestens ein Teil des Sauerstoffs durch eine Mehrzahl von unabhängig voneinander gesteuerten und über die Länge der Oxidationszone des Reaktors verteilten Düsen in die Schmelze von unten eingeblasen wird, die feste Beschickung durch eine Mehrzahl von unabhängig voneinander gesteuerten und über eine beträchtliche Länge des Reaktors verteilten Beschickungsvorrichtungen stufenweise in den Reaktor chargiert wird, der Gradient der Sauerstoffaktivität in der Schmelze durch Wahl der örtlichen Zugabe und Steuerung der Mengen des eingeführten Sauerstoffs und festen Materials so eingestellt wird, daß er von einem Maximum für die Erzeugung von Blei an dessen Auslaßende in fortschreitender Folge in der Reduktionszone bis zu einem Minimum für die Erzeugung von NE-metallarmer Schlackenphase an deren Auslaßende abnimmt, mit dem Sauerstoff gasförmige und/oder flüssige Schutzmedien in gesteuerten Mengen zum Schutz der Düsen und der umgebenden Auskleidung und zur Hilfe für die Steuerung der Prozeßtemperatur in die Schmelze eingeblasen wird, die in die Schmelze eingeblasenen Gasmengen so geregelt werden, daß eine für einen guten Stoffaustausch ausreichende Turbulenz im Bad entsteht, ohne daß die schichtförmige Strömung der Phasen und der Gradient der Sauerstoffaktivität im wesentlichen gestört wird, und die Gasatmosphäre im Reaktor im Gegenstrom zu der Strömungsrichtung der Schlackenphase geführt und das Abgas am Auslaßende der NE-metallreichen Phase aus dem Reaktor abgezogen wird.
  • Aus der DE-AS 24 17 978 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem die Gasatcosphäre im Gleichstrom zu der Schlakkenphase geführt wird.
  • Aus der US-PS 3 6E3 207 ist ein direktes Bleischmelzverfahren bekannt, bei dem Schlackenphase und Bleiphase im Gleichstrom durch den Reaktor geführt werden, die Schlacke an einem Ende des Reaktors und das Blei in einer mittleren Zone aus dem Reaktor abgezogen wird.
  • Aus "Engineering Mining Journal" April 1978, Seiten 88 bis 91, 118 ist ein direktes Bleischmelzverfahren bekannt, bei dem das feinkörnige Konzentrat in einem vertikalen Schacht in Gegenwart von Sauerstoff gezündet und im Schwebezustand abgeröstet, geschmolzen und teilweise zu metallischem Blei reduziert wird. Unter dem Schacht ist ein Herdofen angeordnet, aus dem die Schmelze unter einer Trennwand in einen elektrowiderstandsbeheizten Herdraum eintritt. Dort erfolgt eine Reduktion von NE-Metalloxiden zu flüssigem Blei und der Abzug von Schlacke und Blei.
  • Bei diesen bekannten direkten Bleischmelzverfahren enthält das abgezogene Werkblei das gesamte Wismut. Wismut ist einerseits eine Verunreinigung, die mit hohen Kosten aus Endprodukt (Feinblei) entfernt werden muß, andererseits ein Nebenprodukt, das einen Handelswert besitzt. Ein großer Teil der Produktion an raffiniertem Blei kann mit Bi-Gehalten von 100 ppm und mehr verkauft werden. Bei bestimmten Sorten jedoch dürfen 70 ppm Bi und weniger nicht überschritten werden. Bei Bi-reichen Bleikonzentraten werden in der Regel die zur Abscheidung des Wismuts nötigen Raffinierkosten durch den Handelswert dieses Metalls mehr als ausgeglichen, bei Bi-armen Rohstoffen überschreiten jedoch die Kosten den Erlös. Viele Bleihütten trennen deshalb ihre Bi-reichen und Bi-armen Rohstoffe und arbeiten sie getrennt kampagnenweise auf. Dies führt zu vielerlei Erschwernissen im Hütten- und Raffinierbetrieb, unter anderem auch Zinsverlusten, vor allem wenn edelmetallreiche Konzentrate über längere Zeit gestapelt werden müssen.
  • Es ist auch bekannt, sulfidische Bleierze nach dem Röst-Reaktionsverfahren zweistufig zu metallischem Blei zu verarbeiten. Dabei wird in der ersten Stufe ein Teil des Bleigehaltes in Form von metallischem Primärblei neben einer Pb-reichen Schlacke erzeugt. Die Pb-reiche Schlacke wird abgestochen und in die zweite Stufe eingesetzt, wo unter reduzierenden Bedingungen das metallische Sekundärblei neben einer Pb-armen Schlacke erzeugt wird. Das Primärblei der ersten Stufe enthält den überwiegenden Teil des vorlaufenden Wismuts. Das Sekundärblei ist entsprechend Bi-arm (DE-PS 589 738, DE-PS 590 505, DE-OS 27 39 963). Diese Verfahren eignen sich jedoch nicht für die eingangs beschriebenen kontinuierlichen, einstufigen, direkten Bleischmelzverfahren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem kontinuierlichen, einstufigen direkten Bleischmelzverfahren den in der Beschickung vorlaufenden Gehalt an Wismut in einer möglichst geringen Menge an Werkblei zu sammeln.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in der Einschmelzzone das Oxidationspotential in der Schmelze so eingestellt wird, daß der Schwefelgehalt der Bleiphase 0,05 bis 2 Gew.-% beträgt, das in dieser Zone anfallende Bi-reiche Primärblei separat abgezogen wird, und das in der Reduktionszone anfallende Bi-arme Sekundärblei ebenfalls separat abgezogen wird. Als schwefelhaltige Bleimaterialien kommen sulfidische, sulfatische und oxidische Bleimaterialien mit Sulfiden oder Sulfaten in Frage. Wenn das Material im festen Zustand auf die Schmelze chargiert wird, liegt die Einschmelzzone in der Schmelze selbst. Dann wird das Oxidationspotential in der Schmelze durch Einbringen von Sauerstoff so eingestellt, daß es zur Bildung von metallischem Blei und Schlacke ausreicht, und daß der geforderte Schwefelgehalt in der Bleiphase erzielt wird. Wenn das Material bereits in einer Einschmelzzone im Schwebezustand über der Schmelze am Boden des Reaktors reagiert und eingeschmolzen wird, dann wird das Oxidationspotential bereits in der Schwebezone so eingestellt, daß der geforderte Schwefelgehalt der Bleiphase nach dem Absetzen in der Schmelze erzielt wird. Wenn ein kombiniertes Einschmelzen im Schwebezustand und in der Schmelze erfolgt, werden die Oxidationspotentiale entsprechend aufeinander abgestimmt. Das Oxidationspotential ergibt sich aus dem stöchiometrischen Verhältnis von Oxidationsmitteln - wie Sauerstoff, Metallsulfaten, Metalloxiden - zu oxidierbaren Bestandteilen - wie Sulfidschwefel, evtl. zugesetzten Brennstoffen -, deren Summe so bemessen wird, daß die erforderliche partielle Oxidation zur Erzielung des geforderten Schwefelgehaltes in der Bleiphase erfolgt. Die Menge des abgezogenen Primärbleis wird möglichst klein gehalten, jedoch so groß, daß der überwiegende Teil des Vorlaufs an Wismut in dem Primärblei enthalten ist. Im Primärblei sind nur geringe Gehalte an Zinn, Arsen und Antimon, während das Sekundärblei den Hauptteil des vorlaufenden Sn, As und Sb enthält.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt über 55 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,1 bis 0,4 Gew.-% eingestellt wird. Dadurch wird bei reicheren Bleimaterialien eine gute Sammlung des Wismuts in einer relativ geringen Menge an Primärblei erzielt.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt zwischen 55 und 40 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,3 bis 1,0 Gew.-% eingestellt wird. Dadurch wird bei ärmeren Bleimaterialien eine gute Sammlung des Wismuts in einer relativ geringen Menge an Primärblei erzielt.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt unter 40 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,8 bis 2,0 Gew.-% eingestellt wird. Dadurch kann auch bei sehr armen Bleimaterialien eine gute Sammlung des Wismuts in einer relativ geringen Menge an Primärblei erzielt werden.
  • Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß Schlackenphase und Bleiphase im Gegenstrom durch den Reaktor geführt werden, das Primärblei an der die Einschmelzzone begrenzenden Stirnseite des Reaktors abgezogen wird, und das Sekundärblei hinter einem am anderen Ende der Einschmelzzone auf der Sohle des Reaktors angebrachten und in die Schlackenphase hineinragenden Wehr abgezogen wird. Ein Verfahren gemäß der eingangs geschilderten DE-OS 28 07 964 und DE-AS 24 17 978 ist besonders für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, wenn durch ein Wehr ein getrennter Abzug von Primär- und Sekundärblei ermöglicht wird. Der Boden des Reaktors kann dabei so geneigt sein, daß sowohl Primärblei als auch Sekundärblei in Richtung Einschmelzzone fließen. Dann wird das Sekundärblei am Wehr abgezogen. Der Boden des Reaktors kann aber auch so geneigt sein, daß nur das Primärblei zur Stirnseite der Einschmelzzone fließt und das Sekundärblei zur anderen Stirnseite fließt und dort abgezogen wird.
  • Eine Ausgestaltung besteht darin, daß wor dem Abstich des Primärbleis eine schmale Zone angeordnet ist, in die keine Beschickung chargiert wird und in der durch Oxidation Schwefel aus dem Blei entfernt wird. In dieser Zone kann eine besonders genaue Einstellung des Schwefelgehaltes der Bleiphase erzielt werden, so daß dadurch die Sammlung eines großen Teiles des Wismuts in einer besonders relativ kleinen Menge an abgezogenem Primärblei möglich ist.
  • Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt durch einen Reaktor mit Gegenstromführung von Schlacken- und Bleiphase, bei dem das Sekundärblei vor einem Wehr abgezogen wird;
    • Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt, bei dem das Sekundärblei an der Stirnwand der Reduktionszone abgezogen wird.
  • Die Beschickung 1 wird in der Einschmelzzone 2 auf die Schlackenphase 3 chargiert. Von unten wird Sauerstoff 4 in die Bleiphase 5 geleitet und strömt von dort weiter durch die Schlackenphase 3. Das Primärblei wird aus der Einschmelzzone an der Stirnwand abgezogen. Die Schlacke fließt über das Wehr 7 in die Reduktionszone 8. Dort wird Kohlenstaub als Reduktionsmittel 9 von unten eingeblasen. Die bleiarme Schlacke wird aus dem Schlackenstich 11 abgezogen. Das Abgas 12 wird durch die Stirnwand der Einschmelzzone 2 abgeführt. In Fig. 1 wird das Sekundärblei 10 vor dem Wehr 7 abgezogen und in Fig. 2 an der Stirnseite der Reduktionszone 8.
    • Beispiele
  • In einem feuerfest ausgemauerten, drehbar gelagerten Reaktor von der Form eines liegenden Zylinders mit 4,5 m lichter Länge und 1,20 m lichtem Durchmesser, der auf der vorderen Stirnseite mit einem Brenner und Abstichöffnungen, an der hinteren Stirnseite mit einer Abgasöffnung, im oberen Teil des Mantels mit Chargieröffnungen und im unteren Teil des Mantels mit vertikal aufwärts gerichteten Düsen ausgerüstet war, wurden mit Flugstaub und Zuschlagstoffen pelletierte Bleikonzentrate verschmolzen.
  • Die Pellets hatten folgende Zusammensetzung:
    Figure imgb0001
  • Das Einschmelzen der Pellets erfolgte in der Weise, daß der Reaktor mit Hilfe des Brenners auf eine Temperatur von 950 C aufgeheizt wurde, durch die Düsen technisch reiner Sauerstoff in einer zeitlichen Menge von 150 m3/h (NPT) geleitet und durch die Chargieröffnungen Pellets in einer zeitlichen Menge, die zwischen 1,9 und 2,1 t/h variierte, in den Reaktor chargiert wurden.
  • 1. In einem ersten Versuch wurde bei abgeschaltetem Brenner eine zeitliche Pelletmenge von genau 2,1 t/h in den Reaktor chargiert, in dem sich eine Temperatur von 950 C einstellte. Durch partielle Oxidation des Bleisulfids entstand unter diesen Bedingungen metallisches Blei mit einem S-Gehalt von 0,42 % und in einer Menge, die 44 % des in den Pellets vorlaufenden Bleiinhaltes entsprach. Die Metalle Sn, Bi, Sb und As verteilten sich wie folgt:
    Figure imgb0002
  • Ersichtlich enthielt also das gebildete Blei 96 % des vorlaufenden Bi, während nur untergeordnete Mengen der drei anderen Metalle vom Blei aufgenommen wurden.
  • Die Schlacke enthielt 40 % des in den Pellets vorlaufenden Bleis und wies folgende Konzentrationen der in Betracht kommenden Metalle auf:
    Figure imgb0003
  • In einem zweiten Versuch wurde bei abgeschaltetem Brenner und einer zeitlichen Sauerstoffzufuhr von 150 m3/h (NPT) die zeitliche Pelletmenge auf 2-,0 t/h verringert. Infolge der hierdurch bewirkten verstärkten Oxidation des Bleisulfids zu Bleioxid stieg die Temperatur der Schmelze auf 965. C an. Der S-Gehalt des gebildeten Bleis, dessen Menge nunmehr nur noch 30 % des in den Pellets vorlaufenden Bleis entsprach, sank auf 0,27 % ab. Die Metalle Sn, Bi, Sb und As verteilten sich wie folgt:
    Figure imgb0004
  • Ersichtlich wurde also durch die Anhebung des Oxidationspotentials der Schmelze auf Werte, die einem S-Gehalt des Bleis von 0,27 % entsprachen, die Verteilung der Metalle mit Ausnahme des Bi nicht erheblich verändert.
  • Gegenüber dem Beispiel 1 wurde jedoch eine 1,5-fache Anreicherung des Bi in der Bleiphase erzielt.
  • 3. In einem dritten Versuch wurde bei gegenüber dem zweiten Versuch ansonsten unveränderten Bedingungen die zeitliche Pelletmenge erneut um 0,1 t/h auf 1,9 t/h verringert.
  • Dabei stieg die Temperatur der Schmelze auf 985 °C an, während die Bleiphase nur noch 0,18 % S enthielt.
  • Die Menge des gebildeten Metalls entsprach 10 % des in den Pellets vorlaufenden Bleis.
  • Die Metalle Sn, Bi, Sb und As verteilten sich wie folgt:
    Figure imgb0005
  • Ersichtlich wurde also durch die Anhebung des Oxidationspotentials der Schmelze auf Werte, die einem S-Gehalt des Bleis von 0,18 % entsprachen, die Verteilung der Metalle mit Ausnahme des Bi wiederum nicht erheblich verändert. Zwar geht das Ausbringen an Bi in der Bleiphase gegenüber den Werten des Beispiels 1 um 11 % zurück, doch wird eine mehr als 4-fache Anreicherung erzielt.
  • 4. In einem vierten Versuch wurde die Schlacke des ersten Versuchs, die nur 2,3 % des in den Pellets vorlaufenden Bi, aber den überwiegenden Teil des As, Sb und Sn enthielt, einer reduzierenden Behandlung unterzogen.
  • Dazu wurde das unter der Schlacke als Bodenphase befindliche Blei durch ein in Höhe der Reaktorsohle angebrachtes Stichloch selektiv abgezogen, während die Schlacke im Reaktor belassen wurde. Anschließend wurden die Düsen durch Kohlestaubinjektoren ausgetauscht. Danach wurde die Schlackentemperatur mit Hilfe des Brenners langsam auf einen Endwert von 1150 C angehoben, während gleichzeitig ein Gemisch aus Kohlestaub und Trägergas in dosierter Menge in das Schlackenbad eingeblasen wurde.
  • Durch diese Maßnahme wurde der nur in einem langgestreckten Reaktor mögliche räumlich getrennte, aber gleichzeitige Ablauf von Oxidation und Reduktion durch einen zeitlich getrennten Ablauf auf gleichem Raum simuliert.
  • Es wurden folgende schmelzflüssigen Produkte erhalten:
    • Metallisches Blei, in dem sich die in Betracht kommenden Metalle wie folgt verteilten:
      Figure imgb0006
  • Schlacke mit folgenden Metallgehalten (in %)
    Figure imgb0007
  • Man sieht, daß nur ein geringer Teil des in den Pellets enthaltenen Bi, jedoch der überwiegende Teil des Sn, Sb und As in der sekundären Bleiphase gesammelt wurde.
  • 5. In einem fünften Versuch wurde ein bleiarmes Konzentrat mit Flugstaub und Zuschlägen so pelletiert, daß Pellets folgender Zusammensetzung entstanden:
    Figure imgb0008
  • Bei der partiellen Oxidation dieses Materials bildete sich metallisches Blei nur unter Einhaltung eines solchen Oxidationspotentials, das einem S-Gehalt der Bleiphase von 1,6 % entsprach.
  • Wiederum wurden 91 % des in den Pellets vorlaufenden Bi in der Bleiphase gesammelt, die einen Bi-Gehalt von 0,26 % erreichte.
  • Die im Gleichgewicht mit dieser Bleiphase erhaltene Schlacke wies einen Pb-Gehalt von 23,9 % und einen Bi-Gehalt von 0,002 % auf.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß bei einstufigen, direkten Bleischmelzverfahren der Vorlauf an Wismut zu einem großen Teil in einer relativ geringen Menge an Primärblei in einfacher Weise angesammelt werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum kontinuierlichen direkten Schmelzen von metallischem Blei aus schwefelhaltigen Bleimaterialien in einem länglichen, liegenden Reaktor, wobei in dem Reaktor eine Schmelze aus einer Schlackenphase und einer Bleiphase aufrechtgehalten wird, die Beschikkung auf einer Seite des Reaktors in eine Einschmelzzone unter Einhaltung eines solchen Oxidationspotentials auf die Schmelze chargiert wird, daß metallisches Blei und Schlacke entstehen, auf der anderen Seite des Reaktors in eine Reduktionszone reduzierende Stoffe in die Schlackenphase eingebracht werden, und bleiarme Schlacke und metallisches Blei aus ihren Phasen abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einschmelzzone das Oxidationspotential in der Schmelze so eingestellt wird, daß der Schwefelgehalt der Bleiphase 0,05 bis 2 Gew.-% beträgt, das in dieser Zone anfallende Bi-reiche Primärblei separat abgezogen wird, und das in der Reduktionszone anfallende Bi-arme Sekundärblei ebenfalls separat abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt über 55 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,1 bis 0,4 Gew.-% eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt zwischen 55 und 40 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,3 bis 1,0 Gew.-% eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz von Bleimaterialien mit einem Bleigehalt unter 40 Gew.-% der Schwefelgehalt der Bleiphase in der Einschmelzzone auf 0,8 bis 2,0 Gew.-% eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schlackenphase und Bleiphase im Gegenstrom durch den Reaktor geführt werden, das Primärblei an der die Einschmelzzone begrenzenden Stirnseite des Reaktors abgezogen wird, und das Sekundärblei hinter einem am anderen Ende der Einschmelzzone auf der Sohle des Reaktors angebrachten und in die Schlackenphase hineinragenden Wehr abgezogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abstich des Primärbleis eine schmale Zone angeordnet ist, in die keine Beschickung chargiert wird und in der durch Oxidation Schwefel aus dem Blei entfernt wird.
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