NO135428B - - Google Patents

Description

Ved utlutning av røstede sinkmalmer vil de i svovel-syre uløselige bestanddeler adskilles som slam eller filter-kake. Ved de nyeste hydrometallurgiske metoder, f.eks. jaro-sittprosesser, kan innhold av bly og sølv skilles ut-i et eget bly/sølvresidu, mens malmens jerninnhold for største del skilles ut i form av en jarosittfelling. Disse to restmaterialer kan f.eks. ha følgende typiske og .omtrentlige sammensetning, avhengig av malmens beskaffenhet.

Bly-sølv-residuet kan smeltes sammen med andre blyråstoffer i f.eks. blysjaktovner, men da residuet som blyholdig materiale er et relativt lavverdig blyråstoff, er det ikke særlig ettertraktet som råstoff i konkurranse med mere høyverdige blykonsentrater.

De hydrometallurgiske utlutningsprosesser resulterer i en høy ekstraksjon av metallene sink, kobber og kadmium. Således kan f.eks. sinkinnholdet i det jernholdige restmateriale ligge på fra 1 til 5% sink. Dette er derfor et avfalls-stoff som må gjøres til gjenstand for lagring i spesielle deponi. Med den senere tids utvikling på miljøvernområdet er deponeringen belagt med betydelige omkostninger, og kan tildels støte på praktiske vanskeligheter å få gjennomført.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å underkaste de nevnte restmaterialer hver for seg eller i blanding uten fore-gående separasjon termisk behandling, hvorved de omformes til miljøvennlige faste stoffer, samtidig med at deres innhold av svovel, bly, sølv, sink og kadmium kan gjenvinnes.

Oppfinnelsen vedrører således en fremgangsmåte til termisk behandling av lutningsresidu fra hydrometallurgisk sinkfremstilling, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at restmateriale f.eks. av typen jarositt alene, bly/sølvresidu alene eller begge restmaterialer i blanding tilføres en reaktor hvor det finnes en flytende slagg av justert sammensetning, og der oppvarmes under ikke reduserende betingelser ved sådanne oksygenpartialtrykk av blyoksyd ikke dannes, hvoretter det smeltede materiale reduseres ved tilsats av reduksjonsmiddel i en sådan mengde at bly i sølv og sink utreduseres, men at reduksjon av jernoksyder til metallisk jern unngås. Sink avdrives i metallisk form, og svovel som SC^-gass. Jernoksyd og bergartsinnholdet i restmaterialet forslagges.

I henhold til oppfinnelsen mates det jernholdige residu, f.eks. jarositt-residu alene, bly/sølv-residu alene eller jarosittresiduet og bly/sølv-residu i blanding inn i en termisk reaktor hvor temperaturen holdes på 1200-1350°C, og hvor det finnes et flytende slaggbad. Smeltevarmen tilføres -fortrinnsvis ved at elektrisk strøm sendes gjennom slaggbadet med neddyppede grafittelektroder. Residuet kan innføres i fuktig tilstand eller det kan være tørket på forhånd. Ved en gradvis varmeoverføring fra slaggen til residuet vil først avspaltes eventuelt vann, derpå NH-j, SOg, SO-^ og 02- Samtidig tilføres luft hvorved tilstedeværende sulfater spaltes, og svovel utskilles fortrinnsvis som S02 og herved forhindres i å reagere med blyet og jernet til sulfider.

De enkelte residupartikler synker etter hvert ned mot overflaten av den smeltede slagg.- Avhengig av residuets innhold av slaggdannende komponenter foretas en regulering av slaggens sammensetning ved tilsats av mineralstoffer som f.eks. kvarts, kalk, dolomitt. En egnet sammensetning av slaggen kan være f.eks. ca. ^ 5% FeO, ca. 30% Si02, ca. 20%

CaO + MgO.

Ved smeltingen utløses sølv, bly og sinkinnholdet fra residuene som oksyder. Koks tilføres samtidig som reduksjonsmiddel og reduserer tilstedeværende sølv-, blyoksyder i slaggen til metallisk bly og sølv som synker mot bunnen av ovnen, mens koksen oksyderes til CO og C02.

Sinkoksydene vil også for en stor del reduseres

til metallisk sink' som følger gassen, hvor den ved luftover-skudd vil oksydere til ZnO. For å hindre at blyet skal for-dampe sammen med sinken holdes temperaturen i smeiten lavt, fortrinnsvis ikke høyere enn 1300°C.

Avgassen som kan holde ca. 5% S02, renses for med-revet støv, sinkoksyd, eventuelt blyoksyd og andre flyktige oksyder som f.eks. mindre mengder arsen, antimon etc. i et renseanlegg. De rensede avgasser kan deretter gå f.eks. til svovelsyreproduksj on.

Reaktoren som benyttes kan være en langstrakt ovn der restmaterialet tilføres i ovnens ene ende hvor det spaltes og smelter og siden flyter med slaggen mot ovnens andre ende der reduksjonsmidlet tilføres.

Oppfinnelsen belyses nærmere i etterfølgende eksempler.

I eksempel 1 vises reduserende smelting av en blanding av bly/sølv-residu og jarosittfelling. I eksempel 2 vises det samme for et annet blandingsforhold. I eksempel 3 vises reduserende smelting av en blanding av bly/sølv-residu og en oksydisk jernfelling. I eksempel k vises reduserende smelting av et residu fra nøytral lutning. Samtlige eksempler gjelder smelting utført i en elektroovn med tre søderberg-elektroder. Ovnens lengde var 14 m og bredden k m i eksempel 1 og 3» mens lengden var 8 m og bredden 2,5 m i eksempel 2 og 4.

Mellom første og andre elektrode ble tilført oven-nevnte smeltemateriale samt slagg, kvarts og jordalkalioksyder. Koks ble tilført mellom andre og tredje elektrode. Slagg av-tappes i ovnens bortre ende. Den tredje elektrode er da de-finert å ligge nærmest ovnens bortre ende. Avgassene tas ut i ovnens fremre ende. Eksemplene er ikke begrensende, pro-sessvariablene kan overføres til andre ovnstyper uten at for-løpet endres vesentlig.

Eksempel 1.

Ved forsøket ble elektroovnen tilført 9350 kg h ^

av en blanding av bly/sølv-residu og jarosittfelling. Bland-ingen inneholdt 90 kgh ^ slagg med lavt FeO-innhold, 380 kgh 1

kvarts og 440 kgh"<1> koks. Ovnen ble tilført 3000 Nm\_1 luft. fordelt på flere punkter langs ovnen. Fra ovnen ble tatt ut

"5-1 -1

5700 Nm^h avgass og med den 820 kgh støv, 800 kg slagg og 440 kgh<-1>. Effekten var 8400 kW. Resultatet fremgår av følgende analyseresultat.

Analyser:

Avgass analy.se j.

Eksempel 2.

Ved dette forsøk ble elektroovnen tilført '2120' kg<h><1> bly/sølvresidu, 1060 kgh-1 jarosittfelling og 30 kg vann med disse restmaterialer. Dessuten ble tilført 190 kgh"<1 >brent dolomitt, 190 kgh<-1> koks og 1950 Nm\-1 luft. Fra ovnen ble tatt ut 3050 Nm^h 1 avgass sammen med 360 kgh<-1>

støv, 1490 kgh<-1> slagg og 270 kgh-1 råbly. Effekten var 2750 kW. Resultatet fremgår av følgende analyseresultat.

Avgas sanaly.se i

Eksempel 3-

Ved dette forsøk ble ovnen tilført 6300 kgh av en blanding av bly/sølv-residu og oksydisk jernfelling og og 60 kgh <1> vann med dette restmateriale. Dessuten ble tilført 600 kgh <1> brent kalk, 600 kgh"<1> brent dolomitt og 2900 Nm<3>h<_1> luft. Fra ovnen ble tatt ut 3700 Nm<3> avgass sammen med 750 kgh støv, 6800 kgh"<1> slagg og 310 kgh<-1 >råbly. Effekten var 5600 kW. Resultatet fremgår av følg-ende analyseresultat. AvgassanalYse^

Eksempel 4.

Ved dette forsøk ble eiektroovnen tilført 2000 kgh-1 av lutnirigsresidu fra svakt sur luting av røstegods. Vanninn-holdet i residuet var 20 kgh 1. Dessuten ble tilført 3^0 kgh 1 koks og 500 Nnrh luft. ' Fra ovnen ble tatt ut 800 Nnrh avgass sammen med 560 kgh 1 støv, 1300 kgh 1 slagg og 80 kgh 1 råbly. Effekten var 800 kW. Resultatet fremgår av følgende analyseresultat.

Avgassanalyse:

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til å behandle restmaterialer fra hydrometallurgisk sinkfremstilling, bestående av lutningsresidu og/eller jernholdige fellinger utfelt fra lutningsoppløs-ningen, som inneholder sink, bly og mindre mengder kobber, edel-metaller og forurensninger i hovedsak i form av sulfider, sulfater, oksyder og ferritter, karakterisert ved at restmaterialet tilføres en reaktor, hvor det finnes en slagg med hovedkomponentene: 40 - 50% FeO, 27 - 33% Si02 og 18 - 22$ CaO + MgO, og der oppvarmes til en temperatur mellom 1200 og 1350°C under ikke reduserende betingelser ved sådanne oksygenpartialtrykk at blyoksyd ikke dannes, hvoretter det smeltede materialet reduseres ved tilsats av reduksjonsmiddel i en sådan mengde at bly, sølv og sink utreduseres, men at reduksjon av jernoksyder til metallisk jern unngås, at sink avdrives i elementær form og at jernoksyd og bergartsinnholdet i restmaterialet forslagges.