PL14506B1 - Sposób otrzymywania metali bezposrednio z rud. - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób otrzymywania w postaci ro¬ dzimej metali bezposrednio z rud bez po¬ trzeby stosowania przeciaglych i niewy¬ godnych procesów hutniczych. Dalszym przedmiotem wynalazku jest sposób prze¬ róbki rud bitumicznych i bezposredniego otrzymywania metali rodzimych z tych rud zapomoca prostych srodków, przyczem produkty, otrzymywane przy rozkladzie bi¬ tumu, zostaja skutecznie zuzytkowane.Dalej z rud siarczkowych zapomoca pro¬ stej obróbki cieplnej otrzymuje sie w po¬ dobny sposób produkty, zawierajace me¬ tale w postaci rodzimej, z których metale te mozna otrzymywac zapomoca sortowa¬ nia albo lugowania.Rudy niedajace sie bez dalszych zabie¬ gów przerabiac metodami hutniczemi wzbo¬ gaca sie wielokrotnie sposobem przyrza¬ dzania w celu otrzymania produktów, da¬ jacych sie ekonomicznie przerabiac sposo¬ bami hutniczemi.Jako sposoby przyrzadzania stosuje sie przytem miedzy innemi sortowanie gra¬ witacyjne, sortowanie (wzbogacanie) za¬ pomoca splawiania oraiz w!zibogacanie ma¬ gnetyczne.Jednakze przygotowanie temi sposo¬ bami pewnych rud bitumicznych jest nie¬ mozliwe, poniewaz miedzy innemi prze¬ szkadza temu zawartosc bitumu. Tego ro¬ dzaju rudy poddawano dotychczas, prze¬ waznie bez uprzedniego przygotowywania, procesowi hutniczemu. Taki sposób poste¬ powania jest jednak bardzo kosztowny,poniewaz zuzywa sie przytem duze ilosci paliwa, skutkiem czego proces taki, nawet przy bardzo wysoko wartosciowych ru¬ dach, mozna zakwestjonowac pod wzgle¬ dem gospodarczosci.Nie brakowalo prób, dazacych do po¬ konania powyzszych trudnosci Propono¬ wano, np. w celu ulatwienia dalszego przy¬ gotowania obrabianego materjalu, usuwa¬ nie bitumu z takich rud zapomoca obróbki cieplnej i zuzytkowanie go. Wedlug daw¬ niejszego sposobu ta obróbka cieplna od¬ bywala sie w obecnosci powietrza, przy- czem czesc bitumu, przeznaczonego do u- suniecia, ulegala spalaniu. Pominawszy fakt, ze przy tego rodzaju postepowaniu cenny bitum czesciowo sie spalal, a cze¬ sciowo ulegal uszkodzeniu, obróbka cieplna w obecnosci tlenu szkodliwie dzialala rów¬ niez na wolny od bitumu produkt rudowy, a zwlaszcza obnizala równomiernosc pro¬ duktu bardzo wazna dla pózniejszego przygotowania.W przeciwienstwie do tego, przedmio¬ tem niniejszego wynalazku jest sposób o- trzymywania metali z rud, miedzy innemi równiez z rud bitumicznych wymienionego typu, polegajacy na tern, ze obróbka ciepl¬ na odbywa sie zupelnie bez dostepu po¬ wietrza. Dzieki takiej obróbce bez doste¬ pu powietrza, skladniki szkodliwe dla przygotowywania zostaja przeprowadzone w postac nieszkodliwa. Okazalo sie, ze produkty wydestylowane przytem w po¬ staci gazów albo mazi, wzglednie olejów, daja sie ekonomicznie zuzytkowac w zwy¬ kly sposób.Obróbke cieplna mozna prowadzic w taki sposób, ze, zachowujac zwykla tempe¬ rature wytlewania (suchej destylacji), u- suwa sie jedynie bitum, zas skladniki ru¬ dy, obecne przewaznie jako siarczki, po¬ zostaja zupelnie niezmienione albo traca bardzo niewiele siarki. Tak ogrzewany materjal mozna w wielu przypadkach przerabiac dalej znanemi sposobami przy¬ gotowywania. W przypadkach, gdzie ta¬ kiemu przygotowaniu przeszkadza bardzo duze rozdrobnienie rudy kruszcodajnej, przygotowywanie odbywa sie wedlug po¬ nizej opisanego sposobu.Dobierajac odpowiednio wielkosc ziaren urobku (Haufwerk), czas trwania oraz temperature ogrzewania, mozna przytem równiez tak rozlozyc zawarte w zaladowa¬ nej rudzie zwiazki metali, np. siarczki metali, zeby uwolnic z nich metale calko¬ wicie albo w przewaznej ilosci. Przytem, zgodnie z wynalazkiem, nalezy temperatu¬ re ogrzewania drobno i mialko-ziarnistego materjalu przed calkowitem wydestylowa- niem (wytleniem) podniesc do powyzej 600°C.Mozna przytem rozmaite metale wzgled¬ nie zwiazki metali otrzymywac osobno. 0- trzymane produkty przygotowania moga byc tak czyste, ze zwykle stosowany pro¬ ces hutniczy calkowicie albo w przewaz¬ nej czesci staje sie zbyteczny, a potrzebne jest tylko przetopienie otrzymanego mial¬ kiego materjalu, róznych zawartych w ru¬ dzie metali, na uzywane w handlu sztaby, albo potrzebne jest tylko przetopienie ra¬ finujace.Przyklad. Mansfeldzki lupek miedzio¬ wy rozdrabnia sie do wielkosci ziaren od 3 do 4 mm i poddaje sie suchej destylacji (wytlewaniu) w obrotowym piecu desty¬ lacyjnym w temperaturze wzrastajacej powoli do 600°—700°C. Wywiazane gazy odprowadza sie przez przewody rurowe przylaczone do pieca. Weglowodory ciekle zbiera sie w odbieralniku. Po kilkogodzin- nym czasie destylacji, zaleznym od ilosci ladunku, usuwa sie urobek z pieca po o- stygnieciu. Dzieki procesowi wytlewania miedz, zawarta w lupku miedziowym w postaci siarczków, zostaje przeprowadzo¬ na w postac rodzima, widoczna w wytlo- nym materjale w postaci cienkich nitek.Takze inne metale, zawarte w lupku mie¬ dzianym, zwlaszcza srebro i zelazo, zosta- - 2 -AhSOC ja ze zwiazków siarkowych przeprowa¬ dzone w postac rodzima. Obecna uprzed¬ nio jako Wysacz olowiowy ruda olowiana zostaje przeprowadzona w tlenek, zas za¬ warta w lupku miedziowym ruda cynkowa pozostaje niezmieniona, jako siarczek w u- robku* Ten urobek miele sie na mialki pyl i.na stolach szybko wstrzasanych otrzy¬ muje si« metale, wzglednie tlenki metali, albo siarczki oddzielnie w postaci czystej takt ze mozna je kazdy oddzielnie malym kosztem przetapiac na produkty handlowe.To przygotowanie na stolach szybko wstrzasanych mozliwe jest dlatego, ze uprzednio mikroskopijne drobne czastki rudy zostaly polaczone na grubsze nitki, kulki, platki i t. d.Droga doswiadczen stwierdzono, ze wydajnosc metali rodzimych mozna przy¬ spieszyc i zwiekszyc przez dodatek pew¬ nych katalizatorów. Odpowiednim katali¬ zatorem okazal sie gips, który, np. w po- staci mialko rozdrobnionej, mozna doda¬ wac do urobku w ilosci wynoszacej okolo 1 do 2%. Dalsze doswiadczenia wykazaly, ze katalizator ten równiez przy ladunku w postaci pylu lub grubszej, jakie stosowano zgodnie z dotychczasowem doswiadcze¬ niem, dzialal korzystnie i powodowal cal¬ kowita przemiane zwiazków metali na metale rodzime* Do dalszej przeróbki metali, wzgled¬ nie tloaików metali, otrzymanych sposobem niniejszym, korzystna okazala sie elektro¬ liza. Otrzymane metale sa bowiem prze¬ waznie tak czyste, ze elektroliza wymaga bardzo malo energji elektrycznej.Próoz tego, mozna produkt wzbogace¬ nia otrzymany na stole bezposrednio bez uprzedniego stapiania na plyty anodowe poddawac elektrolizie. W tym celu w zna¬ ny sposób kapiele elektrolityczne podzie¬ lone sa cienkiemi porowatemi plytami z glinki albo porcelany tak, iz tworza sie komory sluzace do pomieszczenia przygo¬ towanego materialu przeznaczonego do e- lektrolizy, których wewnetrzna szerokosc miedzy dwiema plytami glinkowemi wyno¬ si okolo 8 do 10 cm. Do skrzynek tych wsypuje sie przygotowany proszek metali i wprowadza sie anode. Podklady katodo¬ we zawiesza sie w przestrzeniach posred¬ nich miedzy komorami napelnionemi pro¬ szkiem metalu. Urzadzenie kapieli oraz sklad lugu mozna dobrac odpowiednio do warunków, stosowanych zwykle przy uzy¬ ciu plyt anodowych. Dalsza przeróbka mulu anodowego na zawarte w nim je¬ szcze, dajace sie zuzytkowac skladniki, zwlaszcza na metale szlachetne, moze sie odbywac równiez znanym sposobem. Kwas siarkowy potrzebny clo ltugu mozna otrzy¬ mywac z dwutlenku siaiki, zawartego w gazach destylacyjnych.Otrzymywanie miedzi elektrolitycznej bezpodrediyio z materjaln obrabianego wy¬ konywa sie droga specjalna, jesli przygo¬ towanie wydestylowanego materjalu nie jest przeprowadzone*, az do calkowitej czy¬ stosci poszczególnych skladników. Przytem niektóre metale moga byc jeszcze ze soba zmieszane lub jeden albo kilka z nich mo¬ ga zawierac zloza. Skutkiem tego mozna otrzymywac elektrolitycznie jeden z kilku zmieszanych ze soba proszków metalo¬ wych, a nastepnie przez stapianie otrzy¬ mywac pozostale, albo tez mozna poszcze¬ gólne metale otrzymywac kolejno zapomo- ca elektrolizy.Przy przeróbce mansfeldzkiego lupku miedzianego, sposobem wedlug wyna¬ lazku, otrzymywano z kazdej tosmy lupku o zawartosci 3% miedzi i 10% bitumu — 80 do 100 ms gazu o wartosci cieplnej oko¬ lo 4000 WE na kazdy metr'. Wydajnosc o- leju, wzglednie mazi, wynosila okolo 1%.Do elektrolizy miedzi potrzebne sa ilosci elektrycznosci, które bez trudu daje sie o- trzymywac jedynie z nadmiaru gazu. Te ilosci gazu wystarczylyby równiez do sto¬ pienia proszku miedzianego z nastepuja- cem potem zuzhijaoem, wzglednie rafom- — 3 —jacem przetapianiem, zas nadmiar gazu, który mozna uzyc do innych celów, bylby znacznie mniejszy/Prócz tego otrzymywa¬ loby sie potem tylko miedz rafinowa¬ na, zamiast cenniejszej elektrolitycznej.Wreszcie otrzymywanie metali szlachet¬ nych w procesie elektrolitycznym jest prostsze i tansze.Wynalazek niniejszy ma dalej na celu ulepszenie tych sposobów tak, zeby, po¬ slugujac sie niemi, mozna bylo rozkladac w podobny sposób równiez i rudy siarcz¬ kowe. A mianowicie zapomoca dokladnych prób stwierdzono, ze równiez rudy siarcz¬ kowe zapomoca obróbki cieplnej mozna rozkladac bezposrednio na metale, podda¬ jac je, z dodatkiem nosników weglowodo¬ rów, procesowi wytlewania. Przytem ruda, pod dzialaniem weglowodorów i pozosta¬ lych skladników, tworzacych sie z nosni¬ ków weglowodorów podczas ogrzewania bez dostepu powietrza, rozklada sie tak, ze zwiazki metali zlewaja sie na ziarna me¬ tali rodzimych. Doswiadczenia wykazaly, ze do tych czynnych pozostalych skladni¬ ków mozna zaliczyc miedzy imnemi siar¬ czany (gips, siarczan zelaza i t. d.), a tak¬ ze wapno.Wykonywanie sposobu wedlug wyna¬ lazku opisano ponizej, a mianowicie po¬ czatkowo przeznaczona do obróbki rude siarczkowa miesza sie z bardzo drobno zmielonym bardzo bogatym w gaz albo bi¬ tumicznym weglem (weglem kamiennym lub brunatnym) albo ze zwyklemi materja- lami, tworzacemi przy ogrzaniu weglowo¬ dory, do których to materjalów nalezy za¬ liczyc równiez oleje mineralne i inne.Ziarna rudy, w przeciwienstwie do doda¬ nych wytwarzaczów weglowodorów, moga nie byc specjalnie male; jednak otrzymuje sie grubsze ziarna metalu, gdy ziarna rudy sa wieksze. Dalej do rudy dodaje sie drob¬ no zmielonego siarczanu zelaza i ewen¬ tualnie nieco wapna, i dobrze sie miesza.Dalej okazalo sie korzystnem brykietowa- nie bardzo drobno ziarnistej mieszaniny, a nastepnie rozdrabnianie brykietów do wiel¬ kosci ziaren od 5 do 10 cm i obrabianie ich w wyzej podany sposób. Jesli tak obro¬ biony uprzednio urobek ogrzewac powoli az do temperatur, lezacych znacznie poni¬ zej temperatury redukcji (przy siarczkach miedzi miedzy 1300 a 1500°C), np. do 700°C, to siarczki metali po kilku godzi¬ nach rozkladaja sie na metale rodzime, podczas gdy siarka uchodzi w postaci siarkowodoru, organicznych zwiazków siar¬ kowych, kwiatu siarkowego oraz dwutlen¬ ku siarki, wraz z weglowodorami i innemi gazami. Dodatek siarczanu zelaza dziala przytem katalitycznie, przyczem dodatek wapna nie jest bezwarunkowo konieczny.Zamiast siarczanu zelaza mozna równiez dodawac inne nosniki tlenu, nip. gips albo zelaziak czerwony, chocby dlatego, ze ma- terjaly te zawarte sa w rudzie. Potrzebne- weglowodory mozna równiez wprowadzac do pieca w postaci gazów. Nastepnie moz¬ na poslugiwac sie nizszemi temperaturami, zas odpowiedniemi wtedy gazami sa: gaz swietlny, gaz z koksowni, gaz powietrzny, acetylen gazowy i podobne. Sposób ten na¬ daje sie do wszelkich siarczków bez wzgle¬ du na to, czy sie przerabia siarczki proste czy mieszane (rudy zlozone i t. d.), a takze do innych zwiazków, np. rud arsenowych.Poszczególne metale mozna z nich wy¬ dzielac zapomoca przygotowania grawita¬ cyjnego zapomoca splawiania lub lugowa¬ nia, o ile nie odprowadza sie ich w postaci lotnej z gazami, przyczem osadzaja sie one na drodze odprowadzania gazu przy dostatecznem ochlodzeniu. Wytworzone zelazo metaliczne mozna równiez otrzy¬ mywac zapomoca przygotowania magne¬ tycznego. Stanowi ono produkt bardzo czysty, zdatny do otrzymywania zwla¬ szcza wysoko wartosciowych stali. Sposób niniejszy nadaje sie specjalnie do rud u- bogich, które z powodu miilalkosci rudy me- talonosnej trudno daja sie przygotowac — 4 —bez takiej obróbki wstepnej, jednakze spo¬ sób ten jest równiez odpowiedni w zasto¬ sowaniu do rud bogatych. Gazy, otrzyma¬ ne wspólnie przy uzyciu wegla i t. d., moz¬ na zpowrotem uzywac do opalania pieców tak, iz w ten sposób proces staje sie znacz¬ nie tanszy. W porównaniu ze znanemi sposobami zaleta nowego sposobu polega na tern, ze stosuja sie tu temperatury o- grzewania nieprzekraczajace znacznie tem¬ peratur wlasciwej destylacji (wytlewania) nisko-temperaturowej i lezace znacznie ponizej normalnych temperatur redukcji i, ze doprowadzone albo tworzace sie z we¬ gla i t. d. weglowodory nie spalaja sie, lecz moga byc w przewaznej czesci zuzyte zno¬ wu jako wysokowartosciowe gazy palne.Przyklad. Piryt miedziany z duza ilo¬ scia zloza krzemionkowego i wapiennego, zawierajacy okolo 7% miedzi, rozdrobnio¬ no do wielkosci ziaren okolo 1 mm i zmie¬ szano dokladnie z 10 czesciami wagowemi drdbno zmielonego bitumicznego wegla brunatnego oraz z 1 czescia wagowa drob¬ no zmielonego siarczanu zelaza na 100 cze¬ sci rudy. Mieszanine ogrzewano powoli do temperatury 600—700°C przez kilka go¬ dzin w cylindrycznym piecu elektrycznym oporowym. Z tak obrobionego urobku moz¬ na bylo otrzymac zawartosc zelaza w po¬ staci zelaza metalicznego w ziarnach o srednicy od 0,1 do 0,5 mm droga przygo¬ towania magnetycznego, a zawartosc mie¬ dzi w postaci ziaren miedzi rodzimej ta¬ kiej samej wielkosci, zapomoca przygoto¬ wania na stole wstrzasanym. PL

Claims (25)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania metali z rud, znamienny tern, ze rude poddaje sie po¬ czatkowo obróbce cieplnej w obecnosci weglowodorów bez dostepu powietrza, a nastepnie stale pozostalosci tej obróbki przygotowuje sie (sortuje).
2. 2. Sposób otrzymywania metali z rud bitumicznych, w którym bitum odpedza sie zapomoca obróbki cieplnej, a pozostala, wolna od bitumu rude przygotowuje sie, znamienny tern, ze obróbka cieplna odby¬ wa sie zupelnie bez dostepu powietrza.
3. 3. Sposób wedlug zactrz. 1, znamien¬ ny tern, ze obróbke cieplna dokonywa sie w zwyklej temperaturze prazenia.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tern, ze pozostalosc po obróbce cieplnej przygotowuje sie wedlug metod kdloidalno-technicznych.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1—2, w którym metale calkowicie albo czesciowo uwalnia sie od zwiazków metalowych w rudzie, znamienny tern, ze przed trakto¬ waniem cieplnem rude miele sie na drobne ziarna, a nastepnie ogrzewa ja sie powoli do temperatury ponad 600°C.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—-2, zna¬ mienny tern, ze temperatura traktowania cieplnego lezy nieco powyzej normalnej niskiej temperatury destylacji (wytlewa¬ nia), a znacznie ponizej normalnej tempe¬ ratury redukcji rud, przyczem metale zo¬ staja wydzielone ze zwiazków, które moga byc wtedy otrzymane przez oczyszczenie.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tern, ze produkt obróbki cieplnej miele sie na pyl, przyctzem metale, tlenki metali albo siarczki metali w stanie czy¬ stym otrzymuje sie zapomoca przygotowa¬ nia na stolach szybko wstrzasanych.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1—2, zna¬ mienny tern, ze obróbke cieplna rudy pro¬ wadzi sie w obecnosci katalizatora, np. gipsu.
9. 9. Sposób wedlug zastrz, 8, znamien¬ ny tern, ze produkt, traktowany zapomoca ogrzewania i przygotowany, obrabia sie bezposrednio dalej zapomoca elektrolizy.
10. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, zna¬ mienny tern, ze sproszkowany koncentrat wsypuje sie luzno do komór anodowych, oddzielonych w odpowiednich miejscach w kapieli elektrolitycznej. — 5 —
11. 11. Sposób wykonania procesu we¬ dlug zastrz. 9, w przypadku, gdy koncen¬ trat sklada sie z proszków metalowych, po¬ mieszanych ze soba albo ze zlozem, zna¬ mienny tern, ze rozmaite metale otrzymuje sie kolejno, zappmoca kolejnych elektroli¬ tycznych procesów czastkowych.
12. 12. Sposób wykonania procesu wedlug zastrz. 9, znamienny tern, ze jeden z róz¬ nych skladników koncentratu mieszanego otrzymuje sie, na drodze elektrolitycznej, zas inne skladniki — zapomoca przetapia¬ nia.
13. 13. Sposób wedlug zastrz. 1, w za¬ stosowaniu, zwlaszcza do rud siarczko¬ wych, znamienny tern, ze rude surowa miesza sie dokladnie z materjalami, zawie- rajacemi weglowodory (np. z weglem) i o- grzewa sie w piecu do temperatury, tylko nieznacznie przekraczajacej normalna tem¬ perature destylacji (wytlewania) nisko¬ temperaturowej, a lezaca znacznie ponizej normalnej temperatury redukcji, przy- czem zwiazki metali w rudzie tak sie roz¬ klada, ze czyste metale z ladunku mozna otrzymac droga wzbogacania, lugowania lub innemi znanemi sposobami.
14. 14. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze do mieszaniny rudy suro¬ wej z materjalami, zawierajacemi weglo¬ wodory, dodaje sie nosnika tlenu, np. siarczanu zelaza, jako katalizatora.
15. 15. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze zamiast wegla stosuje sie weglowodory gazowe.
16. 16. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze zamiast wegla stosuje sie oleje mineralne albo inne.
17. 17. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze jako katalizator stosuje sie gips.
18. 18. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze jako katalizator stosuje sie tlenek zelaza.
19. 19. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze do przerabianego materja- lu dodaje sie koksu.
20. 20. Sfposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tera, ze materjal, przeznaczony do przeróbki, uprzednio sie brykietuje.
21. 21. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze skladniki metaliczne, od¬ pedzone podczas obróbki cieplnej, odzy¬ skuje sie zpowrotem z gazów odlotowych.
22. 22. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze metal po obróbce cieplnej poddaje sie przygotowaniu droga spla¬ wiania.
23. 23. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze metal po obróbce cieplnej poddaje sie wzbogacaniu magnetycznemu w celu wydzielenia zelaza.
24. 24. Sposób wedlug zastrz. 13, zna¬ mienny tem, ze metal po obróbce cieplnej poddaje sie procesowi lugowania.
25. 25. Sposób wedlug zastrz. 1—23, zna¬ mienny tem, ze weglowodory odzyskuje sie i stosuje ponownie. Carl G oet z. Zastepca: Inz. M. Broknian, rzecznik patentowy. / Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL