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Verfahren zur Gewinnung vorilüchtigungsfäliiger Metalle und Metallverbindungen als
Metallrauch aus Erzen, metallhaltigen Produkten und Rückständen aller Art.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung verflüchtigungsfähiger Metalle und Metallverbindungen aus Erzen, metallhaltigen Produkten und Rückständen aller Art in Form von Metallrauch. Unter Meta]lrauch wird in vorliegendem Falle ein staubförmiges Niedersehlagsprodukt, das im wesentlichen aus Metalloxyd oder einem Gemisch von Metalloxyden besteht, verstanden ; daneben können darin Metallstab und oxydische oder andere Verbindungen der Metalle, wie z. B. Sulfate, Sulfite, Oxychloride, gelegentlich als Nebenbestandteile auch andere Chlor-und Schwefeberbindungen, ver- schiedene Salze u. dgl. enthalten sein. Es gibt grosse Mengen von Erzen und Produkten, die. wie z.
B. arme Galmei-und Blendeerze, Messing-, Hartzink-und Räumaschen und Gekrätze, infolge ihres geringen Zinkgehaltes oder ihrer Nebenbestandteile, vor allem Eisen, Kupfer usw., oder durch die Art ihrer Vermengung oder Verwachsung mit andern Bestandteilen sich technisch. oder wirtschaftlich durch die bisher üblichen Verfahren nicht oder nur schwer anreichern lassen oder sich zur unmittelbaren Erzeugung, z. B. von Zinkmetall, nicht eignen, so dass eine Zwischengewinnung des Zinks in einer leichter gewinnbaren Form, z. B. als Oxyd oder andere oxydische Verbindung, angestrebt werden muss. Es gibt aber auch Eisenerze, wie Raseneisenerze oder Kiesabbrände, die z. B. infolge eines Zinkgehaltes minderwertig sind. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei andern, z.
B. Pb-oder Sn-oder Cd-oder As oder Sb-oder Bi-haltigen Erzen bzw. bei vielen Mischerzen, Rückständen od. dgl.
Im folgenden sollen von den bereits bekannten Verfahren diejenigen näher betrachtet werden, bei denen das Gut wie bei dem den Erfindungsgegenstand bildenden Verfahren zusammen mit Reduktionsstoff in einen bewegten Ofen kontinuierlich aufgegeben, dem Ofen entlang bewegt und reduziert wird und die dabei flüchtig gewordenen Stoffe oxydiert und aufgefangen werden.
Ein solches Verfahren ist z. B. das Verfahren von Dedolph. Es betrifft ein kontinuierliches Schmelzverfahren zur Gewinnung von Blei oder Zink oder beider Metalle aus ihren Erzen bzw. ihren Schlacken : bei dem das mit Brennstoff vermengt Beschickungsgut kontinuierlich in einen Drehofen aufgegeben wird. Die Erwärmung des Gemisches auf die erforderliche Temperatur soll durch direkte Beheizung der Beschickung mit einer oxydierenden Flamme erfolgen, so dass bei diesem bekannten Verfahren, wie in der deutschen Patentschrift Nr. 252195 ausdrücklich hervorgehoben wird, folgerichtig auf eine Schmelzung der Beschickung hingearbeitet wird. Die Reduktion und Verdampfung der Metalle sollen durch diese Erhitzung der Beschickung auf hohe Temperatur erreicht werden. Die Reaktion selbst wird dabei auf eine verhältnismässig kurze Zone zusammengedrängt.
Ausser durch diese kurze Reaktionszone wird die Reduktionswirkung noch durch das Schmelzen der Beschickung gestört, da die Reduktionsstoffe aus der geschmolzenen Masse heraustreten und dann nur noch oberflächlich wirken können. Hieraus ergibt sich insbesondere bei Verarbeitung armer Erze ein wirtschaftlich ungünstiger Betrieb sowie eine nicht genügende Ausbeute der zu gewinnenden Metalle.
Die Nachteile des Dedolph-Verfahrens will ein anderes bekanntes Verfahren vermeiden, indem mit reduzierender statt mit oxydierender Flamme gearbeitet und die dem Prozess keinen Vorteil bringende Schmelzung vermieden werden soll. In den Abgasen der verwendeten reduzierenden Flamme ist neben
Stickstoff hauptsächlich Kohlenoxyd und nur wenig Kohlendioxyd enthalten. Da die Verbrennung von
Kohlenstoff zu Kohlenoxyd mit viel geringerer Wärmetönung verläuft als zu Dioxyd, steigt der erforderliche Brennstoffaufwand des Prozesses ganz erheblich, wodurch das Verfahren unwirtschaftlich wird. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, dass sich auch hier die eigentliche Reaktionsarbeit auf eine verhältnismässig kurze Zone zusammendrängt.
Es ist nun gelungen, gegenüber den bekannten Verfahren einen andern Weg zu finden, der, wie zahlreiche Versuche bewiesen haben, geeignet ist, die Betriebskosten erheblich zu vermindern und dabei ein weit höheres, ja praktisch nahezu vollkommenes Ausbringen der verfliichtigungsfähigen Metalle zu ermöglichen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass der erforderliehe Wärmebedarf des Prozesses ganz oder zum grössten Teil durch unmittelbar über der Beschickung erfolgende Verbrennung der aus der Beschickung in die Ofengase übergehenden Stoffe gedeckt wird, so dass der Prozess wärmetechnisch im wesentlichen sich selbst trägt, wobei aber eine Schmelzung dort, wo sie nachteilig wirkt, also besonders in der Hauptreaktionszone, vermieden wird. Ausserhalb dieser Zone kommt es im'allgemeinen auf eine.
Vermeidung der Schmelzung nicht an. Die zur Verfügung stehende Wärme wird dadurch nicht, wie bei den bekannten Verfahren, auf eine kurze Zone konzentriert, vielmehr erfolgt die Austreibung in einer langen Zone allmählich bei einer niedrigeren, die Schmelzung verhindernden Temperatur. Es ist dabei von Fall zu Fall zu entscheiden, inwieweit man durch die unten erwähnten Massnahmen zur Regelung
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nebenbei, wie an sieh bekannt, eine Gattierung der Beschickung, z. B. durch Zuschlag von Kalkstein, Sand usw. oder Änderung der Kohlenstoffzugabe, erfolgen. Derartige Zuschläge kommen z. B. auch dann in Frage, wenn das vorliegende Verfahren zur Verarbeitung armer Schwefelerze angewendet wird.
Bei der Verarbeitung von zinkhaltigem Gut ergibt die Reaktion nach dem deutschen Chemiker- kalender 1924. Seite 197, 198, 204, theoretisch etwa :
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also einen Wärmegewinn von 97'7 Kal., der letzten Endes sich aus der Oxydation der theoretischen Reduktionskohlenstoffmenge zu ('02 durch den zugeführten Luftsauerstoff ergibt, da der Energieverbrauch bei der Reduktion von festem ZnO zu dampfförmigem Zn durch die Energieabgabe bei der Oxydation von Zn zu letzten Endes festem ZnO theoretisch gedeckt wird.
Vielfache Versuche haben bestätigt, dass, entsprechend den theoretischen Formeln, in der Hauptreaktionszone der Wärmeverbrauch für die Reduktion und Verdampfung des reduzierten Metalls im Innern der sich umwälzenden Schichte durch die im gleichen Ofenquerschnitt erfolgende Wärmeerzeugung gedeckt werden kann, da durch Verbrennung der Gase und Dämpfe ausserhalb der Gutschichte sogar mehr Wärme entsteht, als in dieser Zone verbraucht wird. Durch die weitgehende Austreibung wächst auch die Menge der ausgetriebenen Metalldämpfe und infolgedessen die durch deren Verbrennung ent-
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des Materials auf Reaktionstemperatur, dadurch zur Beschleunigung der Vorwärmung sowie ferner zur
Deckung von unvermeidlichen Wärmeverlusten verwendet werden.
Die Höhe des Wärmeüberschusses in der Reaktionszone hängt natürlich von der Zusammensetzung der Beschickung, insbesondere von der
Menge und Art der Metalle bzw. Metallverbindungen ab.
Sollte sich z. B. zur Deckung von Strahlungsverlusten, zur Erhöhung der normalerweise am Aus- tragende des Ofens herrschenden Temperatur oder aus andern Gründen ein restlicher Wärmebedarf erforderlich machen, so kann man diesen aus andern Quellen decken, z. B. dadurch, dass man zeitweilig einen Überschuss an Reduktionsstoff beigibt und davon soviel verbrennt wie erforderlich ist, indem man, wie dies an sich bei hüttenmännischen Prozessen üblich ist, die Menge der Verbrennungsluft regelt. Im übrigen ist die Menge des zuzumischenden Reduktionsstoffes so zu bemessen, dass sie mindestens zur
Reduktion der Metallverbindungen ausreicht. Dagegen steht es natürlich frei, einen beliebigen Überschuss davon der Beschickung zuzufügen, z. B. um die Beschickung mager zu machen.
Die Begrenzung der zuzumischenden Menge des Reduktionsstoffes nach oben ergibt sich von selbst im praktischen Betrieb ; für die Erfindung kommt diese Begrenzung nach oben nur für diejenige Menge, die-im wesentlichen mittelbar-zur Verbrennung gelangt, in Frage. Man wird natürlich nicht oder nicht wesentlich über den praktischen Gesamtwärmebedarf hinausgehen. Ohne aber am Wesen der Erfindung etwas zu ändern, kann man z. B. die gewünschte Gleichmässigkeit der Temperatur gegen das Ende der Reaktionszone zu, falls z. B. die ärmer werdende Beschickung durch ihre Oxydation nicht mehr genügend Wärme liefernde
Stoffe entwickeln sollte, oder zur Ausgleichung von Betriebsschwankungen, auch durch eine andere Wärmequelle, d. h. direkte oder indirekte Hilfsheizung, erhalten.
Letztere Art der Beschaffung eines restlichen Wärmebedarfes kann z. B. auch in Frage kommen, wenn aus irgendwelchen Gründen eine höhere Enderhitzung der normalerweise krümeligen oder körnigen Rückstände, z. B. zwecks Sinterung, erforderlich wird. Immer aber wird die Anwendung einer solchen zusätzlichen Wärme nur den Charakter einer Regelung des Ofenganges haben.
Ausser der Regelung des Ofenganges durch Zufuhr einer etwa erforderlichen Zusatzwärme sind natürlich noch andere Regelungsmöglichkeiten vorhanden. Ausser der bekannten Regelung der Luftzufuhr kann in Verbindung mit der Regelung der Brennstoffzngabe eine richtige Bemessung der Schichthöhe erfolgen, damit im Innern der Beschickung reduzierende Bedingungen herrschen und die an der Ober- fläche der Schichte stets erwärmten Gut-und Brennstoffpartikelchen bei Einbettung in das Innere der
Schichte vor Oxydation geschützt sind.
Auch Wälz-und Fortbewegungsgeschwindigkeit des Gutes sind
Regelungsmöglichkeiten des Ofenganges, wie auch letzten Endes die Abmessungen des Drehofens, Länge und Durchmesser und ihr Verhältnis zueinander eine Rolle spielen ; so kann in einem langen Drehofen, wie er in der Zementindustrie üblich ist, eine allmähliche, aber darum sehr vollkommene Verflüchtigung der Metallverbindungen in langer Reaktionszone erreicht werden.
Es seien nun in folgendem einige praktische Ausführungs-und Anwendungsbeispiele des vor- liegenden Verfahrens genannt :
Es wurden im Grossbetrieb arme Galmeierze (10-30% Zn-Gehalt) mit weniger als 25% Re- duktionsstoff (Abfallkoks) nach dem vorliegenden Verfahren ohne Hilfsheizung praktisch vollkommen, d. h. mit einer Verflüchtigungsziffer von 90-98% entzinkt. Im Rückstand war das vorhandene Eisen je nach dem Reduktionsgrade in Form magnetischer Eisenverbindungen bzw. als metallisches Eisen ent- halten.
Es ist ein besonderer Vorteil des den Erfindungsgegenstand bildenden Verfahrens, dass bei Vorhanden- sein von eisenhaltigem Gut die Reduktion durch Erhöhung der Reduktionsmittelmenge so weit getrieben
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werden kann, dass neben der Gewinnung des Zinks usw. eine Überführung der eisenhaltigen Bestandteile in eine magnetische Form möglich ist, so dass die eisenhaltigen Bestandteile dann aus dem Rückstand durch Weiterverarbeitung auf einfachem Wege, z. B. magnetische Aufbereitung, gewonnen werden können.
Als weiteres Beispiel sei die Verarbeitung von Muffelrückständen erwähnt, die neben den Metallen (z. B. Zn und Pb) noch beispielsweise 30% unausgebrannten Kohlenstoff enthalten. Da dieser grösstenteils in graphitischer Form vorliegt, kann es zweckmässig sein, zur Aufrechterhaltung des Prozesses entweder weiteren Brennstoff zuzumischen, vorgewärmte Luft zuzuführen oder durch eine Hilfsheizung die Wärmezufuhr zu regeln oder die Verbrennung des zugeführten Brennstoffes begünstigende Zusätze zu verwenden.
So wurden beispielsweise bei einer Räumasche von 15% Zn und 30% C in den Rückständen Zinkgehalte von O'l bis 0'3% erreicht, wobei entsprechend den örtlichen Verhältnissen eine diskontinuierliche Hilfsheizung am Auslaufende des Ofens in Form einer Kohlenstaubflamme verwendet wurde, die trotz eines
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benötigte.
Ferner wurden im Dauerbetrieb Messingaschen mit 20% Zn und 18% Cu, mit etwa 15% Koksklein als Brennstoff gemischt, dem Wälzprozess unterworfen und bei normalem Betrieb ohne Zusatzflamme entzinkt.
Während im allgemeinen der Reduktionsrückstand in mehr oder weniger fein-bzw. grobgesintertem Zustand ausgetragen wird, kann man z. B. bei Verarbeitung von Messingaschen, Räumaschen oder Gekrätz diese nach Verdampfung des Zinks agglomerieren und den Rückstand, der auch gefrittet oder geschmolzen sein kann, unmittelbar in einem Schmelzofen, z. B. Schachtofen, verhütten. Man erreicht hiebei, gegebenenfalls unter Zusatz beliebiger Zusehläge, z. B. Pyrite, im Koksschaehtofen ein gutes Kupferausbringen und kann gleichzeitig dadurch, dass man die Sehachtofengase in Verbindung mit Frischluft durch den Trommelofen führt, etwa noch verflüchtigtes Restzink mitgewinnen sowie die Wärme dieser Gase ausnutzen.
Wenn bei Verhüttung von Gekrätzen und Aschen die Gewinnung der Oxyde der flüchtigen Metalle allein die Verarbeitung gemäss der Erfindung nicht lohnend erscheinen lässt, kann diese aber wirtschaftlich sein, wenn solche Materialien Kupfer oder andere verwertbare nicht flüchtige Metalle enthalten ; durch entsprechende Bemessung der den Schmelzpunkt heraufsetzenden Zuschläge kann mit dem vorliegenden Verfahren eine so weitgehende Entfernung der flüchtigen Metalle erreicht werden, dass bei der darauf folgenden Raffination des Rückstandes die Metalle, wie z. B. Cu, ohne dass eine Zwischenraffination erforderlich ist, in handelsüblicher Reinheit erhalten werden. Unter Fortfall der Zwischenraffination, z.
B. aes Sehwarzkupfers, erfolgt die durch Verdampfung der leichtflüchtigen Metalle bewirkte Hauptreinigung ehe das Kupfer als solches aus dem Gut herausgeschmolzen wird. Bei dieser Hauptreinigung befindet sich die Masse des Gutes in pulverförmigem oder gefrittetem, aber nicht in sehmelzflüssigem Zustand. Als Zuschlagsmaterialien kommen vor allem Sehlackenbildner, wie z. B. Sand, Kalkstein, stark eisenhaltiges Gut u. a., in Frage.
Es ist noch ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens, dass minderwertige bituminöse Brennstoffe, wie Staubkohle oder Rohbraunkohle, verwendet werden können. Solehe Brennstoffe entwickeln bekanntlich schon bei mittleren Temperaturen, also bald nach dem Aufgeben, flüchtige Kohlenwasserstoffe, die mit den Abgasen den Ofen ïerlassen. Sie können unmittelbar hinter dem Ofen verbrannt werden, wodurch erreicht wird, dass die Metalloxyde des Gasstromes nochmals durchgeglüht und auf diese Weise, z. B. für Farbzwecke, verbessert werden.
Der Ofen wird, wie üblich, vor Beginn der eigentlichen Arbeit vorerhitzt, z. B. durch eine Hilfsheizung, die dann auch erforderlichenfalls zeitweise zur Deckung eines restlichen Wärmebedarfes verwendet werden kann.
Sollte im Aufgabegut bereits an sich genügend Brennstoff vorhanden sein, so kommt natürlich eine besondere Zumischung von Brennstoff entweder gar nicht oder nur insoweit in Frage, als es für den betreffenden Ausführungsfall erforderlich erscheint.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung verflüchtigungsfähiger Metalle und Metallverbindungen als Metall rauch aus Erzen, metallhaltigen Produkten und Rückständen aller Art, bei dem das Gut zusammen mit Reduktionsstoff, der bereits im Gut enthalten oder ihm zugesetzt sein kann, in einen bewegten Ofen kontinuierlich aufgegeben, dem Ofen entlang bewegt und reduziert wird und die dabei flüchtig gewordenen Stoffe oxydiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der erforderliche Wärmebedarf des Verflüchtigungs- prozesses bei Vermeidung des Schmelzens in der Hauptreaktionszone ganz oder zum grössten Teil durch unmittelbar über der Beschickung erfolgende Verbrennung der aus der Beschickung in die Ofengase übergehenden Stoffe gedeckt wira,
so dass der Prozess wärmetechnisch im wesentlichen sich selbst trägt und nur erforderlichenfalls durch Zufuhr von Wärme aus einer andern Quelle ergänzt wird.
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Process for the extraction of volatile metals and metal compounds as
Metal smoke from ores, metal-containing products and residues of all kinds.
The invention relates to a method for obtaining volatilizable metals and metal compounds from ores, metal-containing products and residues of all kinds in the form of metal smoke. In the present case, metal smoke is understood to mean a dust-like deposit product which essentially consists of metal oxide or a mixture of metal oxides; in addition, metal rod and oxidic or other compounds of the metals, such as. B. sulfates, sulfites, oxychlorides, occasionally as secondary components also other chlorine and sulfur bonds, various salts and the like. Like. Be included. There are large quantities of ores and products that. such as
B. poor calamine and blinder ores, brass, hard zinc and clearing ashes and dross, due to their low zinc content or their secondary components, especially iron, copper, etc., or by the way they are mixed or fused with other components technically. or can not be enriched economically or only with difficulty by the previously customary processes or can be used for direct production, e.g. B. of zinc metal, not suitable, so that an intermediate recovery of the zinc in a more easily recoverable form, z. B. as an oxide or other oxidic compound must be sought. But there are also iron ores, such as lawn iron ores or gravel burns, which z. B. are inferior due to zinc content. The situation is similar with others, e.g.
B. Pb- or Sn- or Cd- or As or Sb- or Bi-containing ores or with many mixed ores, residues or the like.
In the following, of the already known methods, those are to be considered in more detail, in which the material is continuously fed into a moving furnace together with reducing agent, as in the method forming the subject of the invention, is moved along the furnace and reduced and the substances that have become volatile are oxidized and collected will.
Such a method is e.g. B. the method of Dedolph. It concerns a continuous smelting process for the extraction of lead or zinc or both metals from their ores or their slag: in which the feed material mixed with fuel is continuously fed into a rotary kiln. The mixture is heated to the required temperature by direct heating of the charge with an oxidizing flame, so that in this known method, as is expressly emphasized in German Patent No. 252195, the aim is to melt the charge. The reduction and evaporation of the metals are said to be achieved by this heating of the charge to a high temperature. The reaction itself is compressed into a relatively short zone.
Apart from this short reaction zone, the reducing effect is also disturbed by the melting of the charge, since the reducing substances emerge from the molten mass and can then only act on the surface. This results in an economically unfavorable operation and an insufficient yield of the metals to be extracted, particularly when processing poor ores.
Another known method aims to avoid the disadvantages of the Dedolph process by working with a reducing instead of an oxidizing flame and avoiding melting, which does not bring the process any advantage. In the exhaust gases the reducing flame used is next
Nitrogen contain mainly carbon dioxide and little carbon dioxide. Since the burning of
Carbon converts to carbon oxide with much less heat release than to dioxide, the required fuel consumption of the process increases quite considerably, which makes the process uneconomical. Another disadvantage of this process is that here too the actual reaction work is concentrated in a relatively short zone.
We have now succeeded in finding a different way compared to the known processes, which, as numerous experiments have shown, is suitable for considerably reducing the operating costs and at the same time enables a much higher, practically almost complete, extraction of the volatilizable metals. The features of the invention are that the necessary heat demand of the process is covered entirely or for the most part by combustion of the substances transferred from the charge into the furnace gases immediately above the charge, so that the process is essentially self-sustaining in terms of heat melting where it has a disadvantageous effect, ie especially in the main reaction zone, is avoided. Outside this zone, there is generally one.
Avoiding melting does not occur. As a result, the available heat is not concentrated in a short zone, as in the known processes, but rather the expulsion in a long zone takes place gradually at a lower temperature which prevents melting. It must be decided on a case-by-case basis to what extent one can use the measures mentioned below to regulate
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incidentally, as is well known, a charge type, e.g. B. by adding limestone, sand, etc. or changing the addition of carbon. Such surcharges come z. B. is also in question when the present process is used to process low-sulfur ores.
When processing zinc-containing material, the reaction results from the German chemists' calendar 1924. Pages 197, 198, 204, theoretically about:
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That is, a heat gain of 97.7 calories, which ultimately results from the oxidation of the theoretical amount of reducing carbon to ('02 by the supplied atmospheric oxygen, since the energy consumption in the reduction of solid ZnO to vaporous Zn is due to the energy given off in the oxidation of Zn Ultimately, solid ZnO is theoretically covered.
Multiple experiments have confirmed that, according to the theoretical formulas, the heat consumption in the main reaction zone for the reduction and evaporation of the reduced metal inside the circulating layer can be covered by the heat generated in the same furnace cross-section, since the gases and vapors are burned outside the good layer even generates more heat than is consumed in this zone. As a result of the extensive expulsion, the amount of expelled metal vapors also increases and, as a result, the
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of the material to reaction temperature, thereby accelerating the preheating and also for
Can be used to cover unavoidable heat losses.
The amount of excess heat in the reaction zone depends of course on the composition of the feed, in particular on the
Amount and type of metals or metal compounds.
Should z. B. to cover radiation losses, to increase the temperature normally prevailing at the discharge end of the furnace or for other reasons require a remaining heat requirement. This can be covered from other sources, e.g. B. by adding an excess of reducing agent temporarily and burning as much of it as is necessary by regulating the amount of combustion air, as is usual in metallurgical processes. In addition, the amount of the reducing substance to be added is to be measured so that it is at least for
Reduction of the metal compounds is sufficient. On the other hand, it is of course free to add any excess of it to the charge, e.g. B. to make the load lean.
The upper limit of the amount of reducing substance to be admixed arises automatically in practical operation; for the invention, this upper limit is only possible for that amount which - essentially indirectly - is incinerated. Of course, one will not go beyond the practical total heat requirement, or not significantly. But without changing anything in the essence of the invention, you can z. B. the desired uniformity of temperature towards the end of the reaction zone, if z. B. the poorer loading no longer deliver enough heat due to their oxidation
Should develop substances, or to compensate for fluctuations in operation, also through another heat source, i. H. direct or indirect auxiliary heating.
The latter type of procurement of a remaining heat requirement can, for. B. also come into question if for any reason a higher final heating of the normally crumbly or granular residues, z. B. for the purpose of sintering, is required. However, the application of such additional heat will only have the character of regulating the furnace cycle.
In addition to regulating the oven passage by supplying any additional heat that may be required, there are of course other control options. In addition to the known regulation of the air supply, in connection with the regulation of the fuel supply, the layer height can be correctly dimensioned so that reducing conditions prevail in the interior of the feed and the material and fuel particles, which are always heated on the surface of the layer, are embedded in the interior of the layer
Layers are protected from oxidation.
Also rolling and moving speed of the goods are
Control options for the kiln, and ultimately the dimensions of the rotary kiln, length and diameter and their relationship to one another play a role; Thus, in a long rotary kiln, as is customary in the cement industry, a gradual, but therefore very complete, volatilization of the metal compounds in a long reaction zone can be achieved.
Some practical examples of implementation and application of the present method are mentioned below:
In large-scale operations, poor calamine ore (10-30% Zn content) with less than 25% reducing material (waste coke) were practically completely produced using the present process without auxiliary heating. H. de-zincified with a volatilization rate of 90-98%. Depending on the degree of reduction, the iron present was contained in the residue in the form of magnetic iron compounds or as metallic iron.
It is a particular advantage of the method forming the subject matter of the invention that, when iron-containing material is present, the reduction is carried so far by increasing the amount of reducing agent
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it can be that in addition to the extraction of the zinc, etc., a transfer of the iron-containing components into a magnetic form is possible so that the iron-containing components can then be easily removed from the residue by further processing, e.g. B. magnetic processing can be obtained.
Another example is the processing of muffle residues which, in addition to metals (e.g. Zn and Pb), also contain, for example, 30% unburned carbon. Since this is mostly in graphitic form, it can be useful to either add more fuel to maintain the process, to supply preheated air or to regulate the heat supply by means of an auxiliary heater or to use additives that favor the combustion of the supplied fuel.
For example, with a clearing ash of 15% Zn and 30% C in the residues, zinc contents of 0.1 to 0.3% were achieved, whereby, depending on the local conditions, a discontinuous auxiliary heating was used at the outlet end of the furnace in the form of a pulverized coal flame one
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needed.
Furthermore, brass ashes with 20% Zn and 18% Cu, mixed with about 15% coke as fuel, were subjected to the rolling process and de-zincified during normal operation without an additional flame.
While the reduction residue is generally more or less fine or. is discharged in a coarsely sintered state, you can z. B. when processing brass ashes, clearing ashes or dross these agglomerate after evaporation of the zinc and the residue, which can also be fritted or melted, directly in a melting furnace, z. B. shaft furnace, smelt. One achieves hiebei, optionally with the addition of any additions such. B. Pyrite, a good copper yield in the coke oven and at the same time, by leading the furnace gases in conjunction with fresh air through the drum furnace, any remaining zinc that has still been volatilized and utilize the heat of these gases.
If, in the smelting of dross and ashes, the extraction of the oxides of the volatile metals alone does not make the processing according to the invention appear worthwhile, this can, however, be economical if such materials contain copper or other usable non-volatile metals; By appropriately dimensioning the surcharges that raise the melting point, the present process can be used to remove the volatile metals to such an extent that the metals, such as e.g. B. Cu, without the need for intermediate refining, can be obtained in commercial purity. With the omission of the intermediate refining, z.
B. aes black copper, the main cleaning effected by evaporation of the volatile metals takes place before the copper as such is melted out of the good. During this main cleaning, the bulk of the goods is in powder or fritted, but not in a molten state. Optical lacquer formers, such as. B. sand, limestone, strongly ferrous goods u. a., in question.
Another particular advantage of the present method is that inferior bituminous fuels, such as pulverized coal or raw lignite, can be used. It is well known that brine fuels develop volatile hydrocarbons even at medium temperatures, i.e. soon after they have been given up, which leave the furnace behind with the exhaust gases. They can be burned immediately behind the furnace, which means that the metal oxides in the gas stream are once again annealed and in this way, e.g. B. for color purposes can be improved.
As usual, the oven is preheated before the actual work begins, e.g. B. by an auxiliary heater, which can then also be used temporarily to cover the remaining heat demand if necessary.
If there is already enough fuel in the feed material, a special admixture of fuel is either not possible at all or only insofar as it appears to be necessary for the case in question.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the extraction of volatilizable metals and metal compounds as metal smoke from ores, metal-containing products and residues of all kinds, in which the material is continuously fed into a moving furnace, the furnace, together with reducing agent that may already be contained in the material or that may be added to it is moved along and reduced and the substances that have become volatile in the process are oxidized, characterized in that the required heat requirement of the volatilization process, while avoiding melting in the main reaction zone, is wholly or largely due to the combustion of the from the charge in the directly above the charge Substances passing over from furnace gases are covered,
so that the process is essentially self-sufficient in terms of heat technology and is only supplemented if necessary by supplying heat from another source.