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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Behandeln
von Werkblei.
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Für die Raffination
von Bleischmelzen zur Entfernung von Zinn, Arsen und Antimon und
zur möglichen
Schlussraffination zur Entfernung der Alkali- und Erdalkalirestgehalte
sind bereits verschiedene Verfahren bekannt.
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Das
Harris-Verfahren arbeitet mit Ätznatron und
Salpeter als Oxidationsmittel. Mit einer Pumpe wird die zu raffinierende
Bleischmelze in einen Zwischenbehälter umgepumpt, wobei die abgeschiedenen
Oxide in einer Salzschlacke anfallen. Die Schlacke muss anschließend aufwendig
weiterverarbeitet werden.
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Bei
dem Flammofen-Verfahren wird mit eingeblasener Luft oxidiert. Die
dabei entstehenden hohen Abstrichmengen mit niedrigen Antimongehalten müssen kostspielig
aufgearbeitet werden.
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Ein
anderes, in der
DE
33 27 796 C1 beschriebenes Raffinationsverfahren arbeitet
mittels mit Sauerstoff angereicherter Luft im Schmelzkessel. Die
Raffinationsgeschwindigkeit wird bei dem dort beschriebenen Verfahren
durch die Bleitemperatur von 650°C
im Kessel begrenzt. Für
die Schlackenbildung wird Ätznatron
in kleinen Mengen zugegeben.
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Höhere Arbeitstemperaturen
und der Verzicht auf Ätznatron
sind nach einem Raffinationsverfahren gemäß der
DE 38 31 898 C1 möglich. Bei
dem dort beschriebenen Verfahren wird Sauerstoff mit einer in das
Bleibad eintauchenden Lanze unter hohem Druck in einem auf ein anteiliges
Volumen, bezogen auf den Schmelzkessel, eingeengten turbulenten Strom
flüssigen
Bleis eingeleitet. Das mit Sauerstoff innig vermischte Blei tritt
zur Beruhigung in ein größeres Volumen
ein, in welchem die Oxide aufschwimmen und abgestrichen werden.
Der turbulente Bleistrom wird zum einen durch den starken Sauerstoffstrom
aus der Lanze und zum anderen durch eine Bleipumpe erzeugt, die
das Blei in ein Reaktionsrohr fördert.
Das Reaktionsrohr ist in einem zweiten Zylinder größeren Volumens
angeordnet, aus dem die Oxide abgezogen werden. Das Blei fließt durch
eine am Boden befindliche Auslassöffnung ab.
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Um
den dabei auftretenden Verschleiß der Gasdüsen zu verringern wird in der
DE 43 22 782 A1 vorgeschlagen,
dass der Sauerstoff-Austrittsbereich einer Gasdüse zum Einblasen von Sauerstoff
in schmelzflüssiges
Blei von einem Schutzgas umhüllt wird.
Das Schutzgas, bevorzugt Stickstoff (N
2),
Kohlendioxid (CO
2) oder Argon (Ar), wird
dabei über
eine separate Schutzgaszuführung
in ein die eigentliche Sauerstoffdüse umgebendes Außenrohr
eingeleitet. Dadurch wird vor der Gasdüse ein bleifreier Hohlraum
gebildet und somit der Reaktionsort vom Austritt der Gasdüse in das
Bad der Bleischmelze verlagert. Der Kontakt zwischen schmelzflüssigem Blei und
Gasdüse
wird durch die gleichzeitige Ausbildung eines mindestens den Austrittsbereich
umgebenden Schutzgaspolsters vermieden. Hinzu kommt, dass die Gasdüse von außen durch
das inerte Schutzgas gekühlt
wird. Zusätzlich
verbessert wird die Oxidation durch das mit hoher Geschwindigkeit,
vorzugsweise Schallgeschwindigkeit, in die Bleischmelze eingeblasene
inerte Gas, weil hierdurch die turbulente Durchmischung von Bleischmelze
und Sauerstoff erhöht wird.
Gegen Ende der Reaktion wird das Schutzgas auch als Mischgas eingesetzt,
das dem Sauerstoff zugesetzt wird. Dadurch wird der Sauerstoffeintrag dem
sinkenden Antimonangebot in der Schmelze angepasst und eine zu starke
Oxidation von Blei vermieden.
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Nachteilig
bei diesem Verfahren ist der recht hohe Anteil an nicht zur Reaktion
eingesetztem Sauerstoff, der die Schmelze ungenutzt durchströmt. Die Reaktion
läuft daher
nur langsam ab. Eine Beschleunigung muss mit einem hohen Verbrauch
von Sauerstoff erkauft werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, eine Möglichkeit
zur Entfernung von Antimon, Arsen und Zinn aus Werkblei mit Hilfe
eines gasförmigen
Oxidationsmittels zu schaffen, bei dem die Effizienz bei der Durchführung der
Reaktion gegenüber
den Verfahren nach dem Stand der Technik gesteigert ist.
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Gelöst ist diese
Aufgabe durch eine Vorrichtung den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
8.
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Erfindungsgemäß ist eine
Vorrichtung zur Entfernung von Zinn, Antimon und Arsen aus Werkblei,
die mit einem Reaktionskessel zur Aufnahme eines Bades aus flüssigem Werkblei
und einem Gaszuführungssystem
zum Einleiten eines gasförmigen Oxidationsmittels
in den Reaktionskessel ausgerüstet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaszuführungssystem eine im Bodenbereich
des Reaktionskessels angeordnete Eintragseinrichtung zum Einperlen
des Oxidationsmittels umfasst. Der Reaktionskessel kann dabei bevorzugt
baulich getrennt von einem das Bleibad aufnehmenden Blei- bzw. Raffinationskessel
in oder neben diesem installiert sein, wobei jeweils eine Strömungsverbindung
zwischen beiden besteht, die eine kontinuierliche oder chargenweise
Behandlung des Bleis aus dem Bleikessel ermöglicht.
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Im
Gegensatz zu Gaseintragssystemen nach dem Stande der Technik, bei
dem das Oxidationsmittel durch eine Lanze mit hohem Druck und hoher
Strömungsgeschwindigkeit
von oben in das Bleibad eingetragen wird, werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
aus den Zuführungskanälen der
im Bodenbereich des Reaktionskessels angeordneten Eintragseinrichtung
Gasblasen eingeperlt, die das gesamte Bleibad von unten nach oben
mit möglichst
geringer Geschwindigkeit durchqueren. Die große Oberfläche der Gasblasen sowie die
lange Aufenthaltsdauer der Gasblasen im Bad sorgen für eine sehr
effektive Oxidation der im Blei enthaltenen Fremdmetalle.
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Als
Eintragseinrichtung kann dabei jede Apparatur zum Einsatz kommen,
mittels der es gelingt, ein gasförmiges
Oxidationsmittel in Form möglichst kleiner
und möglichst
breit im Bleibad verteilter Gasblasen einzutragen, und die gegenüber den
Temperaturen des schmelzflüssigen
Bleis beständig
ist. Bevorzugt ist dabei eine im Boden des Reaktionskessels angeordnete
Eintragseinrichtung, die ein großflächiges Einperlen des Oxidationsmittels
in das Bleibad erlaubt. Beispielsweise kann die Eintragseinrichtung
eine Anordnung aus metallischen, keramischen und/oder mit einer
hitze- und korrosionsbeständigen
Beschichtung versehenen Düsen
umfassen, etwa in Form nebeneinander angeordneter Röhren, die
im Bodenbereich des Reaktionskessels angeordnet und mit einer Quelle
für das
Oxidationsmittel strömungsverbunden
sind.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jedoch umfasst
die Eintragseinrichtung einen Spülstein
aus einem gasdurchlässigen
Material. Spülsteine
zum Einperlen von Gasen in metallurgische Schmelzen sind an sich
bekannt, wurden bislang jedoch noch nicht zur Behandlung von Werkblei
eingesetzt. Derartige Spülsteine
bestehen aus einem gasdurchlässigen
und hitzebeständigen Material
wie beispielsweise Keramik. Eine Vielzahl feiner, sich durch den
Block des Spülsteins
hindurch erstreckender Kanäle
ermöglicht
das Einperlen des Oxidationsmittels in Form feiner Gasblasen. Eine Übersicht über verschiedene
Bauformen von Spülsteinen
und deren Anwendungen findet sich beispielsweise in der
WO 92/04473 A1 .
Dabei werden insbesondere folgende Typen von Spülsteinen unterschieden, die
auch im Rahmen der Erfindung einsetzbar sind: Fugenspüler, Spüler mit
ungerichteter Porosität
und Spüler
mit gerichteter Porosität.
Je nach Aufbau des Spülsteins
gelingt die Ausbildung von Gasblasen verschiedener Größe, Gestalt
sowie unterschiedlicher Bahnbewegung beim Aufstieg im Bleibad.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Reaktionskessel
die Form eines im Wesentlichen aufrecht stehenden Zylinders aufweist
und sich die Eintragseinrichtung über einen wesentlichen Teil
der Grundfläche
des Reaktionskessels erstreckt. Die Eintragseinrichtung kann dabei auch
praktisch die gesamte Grundfläche
einnehmen. Der flächige
Eintrag des Oxidationsmittels führt
dazu, dass ein besonders großes
Volumen des Bleibades mit Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird.
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Vorteilhafterweise
ist der Reaktionskessel mit wenigstens einer Zuleitung und mit wenigstens
einer Ausleitung für
schmelzflüssiges
Blei ausgerüstet, wodurch
eine kontinuierliche Betriebsführung
des Reaktionskessels ermöglicht
wird.
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Eine
abermals bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor,
die wenigstens eine Zuleitung und die wenigstens eine Ausleitung
vertikal voneinander beabstandet anzuordnen. Dadurch ist es möglich, im
Reaktionskessel eine gerichtete bzw. sich drehende, aufwärts- bzw.
abwärtsgerichtete Strömung des
Werkbleis im Gleichstrom oder Gegenstrom zum Gaseintrag herzustellen.
Damit wird die angestrebte Reaktion weiter begünstigt; bei Gegenströmung führt der Konzentrationsunterschied der
Gasblasen und des Bleibades zu einer höheren Raffinationstiefe, bei
gleichgerichteter Strömung
wird die Kontaktdauer des Bleis an der Oberfläche der Gasblasen verlängert.
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Zweckmäßigerweise
sind im Reaktionskessel und/oder in den die Zuleitungen und oder
Ableitungen Temperiereinrichtungen zum Heizen bzw. Kühlen des
schmelzflüssigen
Bleis vorgesehen, die während
der Dauer der Behandlung des Bleis eine gleich bleibende Temperatur
im Bleibad bzw. -kessel gewährleisten.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Entfernung
von Zinn, Antimon und Arsen aus Werkblei gelöst, bei dem in einem Reaktionskessel
ein Bleibad aus flüssigem
Werkblei mit einem gasförmigen
Oxidationsmittel in Kontakt gebracht wird, im Werkblei enthaltene
metallische Verunreinigungen mit dem Oxidationsmittel reagieren und
die Reaktionsprodukte anschließend
entfernt werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Oxidationsmittel
mittels einer im Bodenbereich des Reaktionskessels angeordneten
Eintragseinrichtung in Form von Gasblasen in das Bleibad eingeperlt wird.
Die Zuführung
des Oxidationsmittels in Form möglichst
vieler und möglichst
kleiner Gasblasen, die breit im Volumen des Bleibades verteilt sind
und möglichst
langsam aufsteigen, erhöht
die Effizienz der Reaktion gegenüber
Verfahren nach dem Stande der Technik, bei denen das Oxidationsmittel
mitteln Lanzen in das Bleibad eingetragen wird.
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Die
Aufenthaltsdauer der Gasblasen im Bleibad wird weiter dadurch erhöht, dass
die Gasblasen beim Aufstieg durch das Bad aus flüssigem Werkblei eine zickzackförmige oder
helikale Bahn beschreiben. Um eine möglichst große Oberfläche für die Reaktion zur Verfügung zu
haben, ist es vorteilhaft, wenn die Gasblasen eine ungefähr halbkugelförmige oder
elliptische Form aufweisen. Die Größe und Form der eingetragenen
Gasblasen, sowie die von den Gasblasen beschriebene Bahn (im Folgenden
als „Blasenparameter" bezeichnet) werden maßgeblich
durch das Eintragsystem und durch die Reinheit und die geometrischen
Eigenschaften des Bleibads bestimmt. Dabei kann empirisch oder durch Simulationsrechnungen
bestimmt werden, welches Eintragssystem beim Einsatz im jeweiligen
Bleibad zu welchen Blasenparametern führt. Somit kann das für den jeweiligen
Einsatz geeignete Eintragssystem vor einer Behandlung bestimmt und
in den Reaktionskessel eingebaut werden.
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Um
eine möglichst
lange Aufenthaltsdauer der Gasblasen im Bleibad zu gewährleisten
ist es zweckmäßig, dass
die Gasblasen beim Austritt aus der Eintragseinrichtung im Durchschnitt
ein Volumen von weniger als 500 mm3, vorzugsweise
weniger als 0,5 mm3 aufweisen.
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Besonders
vorteilhaft erweist sich der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
im kontinuierlichen Betrieb, also bei kontinuierlicher Zufuhr von Werkblei
bei gleichzeitiger Entnahme von behandeltem Werkblei. Bei dieser
Verfahrensführung
wird im Reaktionskessel ein bestimmter, gegenüber dem unbehandelten Werkblei
reduzierter Gehalt an Zinn, Antimon und/oder Arsen vorgegeben und
die Zufuhr/Abfuhr des Bleis und/oder die Menge und/oder Zusammensetzung
des Oxidationsmittels auf diese Parameter hin geregelt.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
das flüssige
Werkblei im Gegenstrom oder Gleichstrom zum aufsteigenden Oxidationsmittel
durch den Reaktionskessel geführt
wird. Ebenfalls vorteilhaft ist eine aufwärts- oder abwärts gerichtete
helikale Führung
des flüssigen
Werkbleis. Die Herstellung einer entsprechend gerichteten Strömung im
Werkblei kann dabei mittels geeigneter im Reaktionskessel selbst
angeordneter Pumpen, Rührwerken
o. dergl. erfolgen oder durch eine kontinuierliche Zuführung von
flüssigem
Werkblei von außen
und einer geeigneten Anordnung von einer oder mehreren in den Reaktionskessel
einmündenden
Zu- und Ausleitungen für
das flüssige
Werkblei.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht dabei eine
dem Reaktionskessel einschließende
Kreislaufführung
des Werkbleis vor. Durch die Kreislaufführung wird das Werkblei so
lange mit dem Oxidationsmittel in Kontakt gebracht, bis der Gehalt
an Zinn, Antimon und Arsen einen bestimmten zuvor gewählten Grenzwert
unterschreitet. Eine solche Kreislaufführung kann auch mit einer kontinuierlichen
Zuführung
von Werkblei kombiniert werden, wobei ein fester Wert für den Gehalt
an Zinn, Antimon und/oder Arsen als während des kontinuierlichen
Betriebs einzuhaltende Zielgröße definiert wird.
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Um
den Verfahrensablauf weiter zu optimieren, wird das dem Reaktionskessel
zugeführten
Blei und/oder die Menge und/oder die Zusammensetzung des dem Reaktionskessel
zugeführte
Oxidationsmittel geregelt. Die Regelung erfolgt zweckmäßigerweise
in Abhängigkeit
vorgegebener Werte bestimmter Reaktionsparameter, wie beispielsweise
der Temperatur im Reaktionskessel oder der Gehalte an Zinn, Arsen,
und/oder Antimon im Bleibad oder dem Sauerstoffgehalt im Oxidationsmittel.
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Im
Folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung näher
erläutert
werden. Die einzige Zeichnung (1) zeigt
schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Behandeln von Werkblei.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst einen ungefähr zylinderförmigen Reaktionskessel 2 zur
Aufnahme eines Bleibades 3 aus schmelzflüssigem Werkblei.
Im Reaktionskessel 2 erfolgt eine Reaktion von im Bleibad 3 enthaltenen
metallischen Verunreinigungen, insbesondere Zinn, Antimon und Arsen,
mit einem gasförmigen
Oxidationsmittel. Die bei der Reaktion entstehenden Reaktionsprodukte
führen
zur Ausbildung von Krätze,
die sich an der Oberfläche des
Bleibades 3 als so genannter „Abstrich" ansammelt. Die Zufuhr von flüssigem Werkblei
zum Reaktionskessel 2 erfolgt über eine Zuleitung 4,
die im unteren Bereich des Reaktionskessel 2 seitlich in
diesen einmündet.
Im Ausführungsbeispiel
nach 1 ist nur eine einzelne Zuleitung 4 gezeigt,
es ist jedoch auch vorstellbar, mehrere Zuleitungen vorzusehen, die
beispielsweise in regelmäßigen Winkelabständen in
der Seitenwand des Reaktionskessels 2 angeordnet sind.
Auch kann die Zuleitung bzw. können
die Zuleitungen derart angeordnet sein, dass das flüssige Werkblei
mit einer tangentialen Strömungskomponente
in den Reaktionskessel 2 eingebracht wird, um eine kreis-
oder schraubenförmige
Strömung
im Innern des Reaktionskessels 2 zu ermöglichen. Das flüssige Werkblei
wird aus einem Bleikessel 5 mittels einer in der Zuleitung 4 angeordneten
Bleipumpe 7 herangeführt.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann sich der Bleikessel 5 auch
oberhalb des Reaktionskessels 2 befinden, sodass die Zuführung des
Werkbleis auch ohne Fremdenergie durch die eigene Schwerkraft erfolgen
kann. In der Zuleitung 4 ist des Weiteren eine Heizeinrichtung 8 angeordnet,
mittels der das Werkblei auf eine vorgegebene Temperatur erwärmbar ist.
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Vertikal
beabstandet von der Zuleitung 4 ist eine Ausleitung 11 vorgesehen,
die zugleich die Füllhöhe 10 des
Bleibades 3 bestimmt. Durch die Ausleitung 11 wird
sowohl behandeltes, also von Antimon, Arsen und Zinn zumindest teilweise
befreites Werkblei, als auch an der Oberfläche des Bleibades treibende
Krätze
abgeführt.
Die Krätze
wird optional mittels einer an sich bekannten Trenneinrichtung 12 abgeschöpft und
abgeführt.
Das behandelte Werkblei gelangt anschließend durch eigene Schwerkraft und/oder
mittels einer Fördereinrichtung 14 zum
Bleikessel 5 zurück,
von wo es entweder in einer Kreislaufführung wieder in den Reaktionskessel 2 gepumpt oder
einem weiteren Behandlungsschritt zugeführt wird, wie beispielsweise
der Entfernung von Edelmetallen, Zink oder Wismut. In der Ausleitung 11 ist
ferner eine Kühleinrichtung 16 vorgesehen,
in der das Werkblei, das aufgrund der im Reaktionskessel 2 ablaufenden
exothermen Oxidationsreaktion erwärmt ist, auf einen vorgegebenen
Temperaturwert abgekühlt
werden kann, sofern die Temperaturunterschiede dies erfordern.
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Im
unteren Bereich des Reaktionskessels 2 ist eine Zufuhreinrichtung 18 für ein Oxidationsmittel bzw.
Kühlgas
vorgesehen. Die Zufuhreinrichtung 18 umfasst eine Eintragsvorrichtung 19,
bei der es sich im Ausführungsbeispiel
um einen Spülstein
handelt, die sich im Wesentlichen über die gesamte Bodenfläche des
Reaktionskessels 2 erstreckt, sowie eine mit der Eintragsvorrichtung 19 wirkverbundene
Oxidationsmittel-Zuleitung 20. Der Spülstein ist beispielsweise aus
einem porösen,
keramischen Material gefertigt. Aufgrund der Porosität des Materials
erstrecken sich durch den gesamten Körper des Spülsteins hindurch gasdurchlässige Mikrokanäle, durch
die das Oxidationsmittel aus der Oxidationsmittel-Zuleitung 20 in
das Bleibad einströmt.
Die Oxidationsmittel-Zuleitung 20 ist mit Gaszuleitungen 21, 22 strömungsverbunden, über die
Sauerstoff (Gaszuleitung 21) oder ein inertes Gas (Gaszuleitung 22),
beispielsweise Stickstoff, aus entsprechenden, hier nicht gezeigten
Druckbehältern
in die Oxidationsmittel-Zuleitung 20 eingespeist werden
kann. Werden die entsprechenden Gase im Druckbehälter unter hohem Druck gespeichert,
ist in den Zuleitungen 21, 22 ein hier ebenfalls
nicht gezeigtes Reduzierventil zur Einstellung des Drucks auf beispielsweise
5 bar vorgesehen.
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Beim
Betrieb der Vorrichtung 1 wird schmelzflüssiges Werkblei
aus dem Bleikessel 5 über
die Zuleitung 4 herangeführt und dabei in der Heizeinrichtung 8 auf
die gewünschte
Reaktionstemperatur von beispielsweise 700–750°C gebracht. Eine solche Vorwärmung ist
freilich nicht zwingend erforderlich, da aufgrund der im Reaktionskessel 2 ablaufenden exothermen
Reaktion die Temperatur auch selbsttätig erreicht wird. Der Reaktionskessel 2 wird
bis zur Füllhöhe 10 mit
schmelzflüssigem
Werkblei befüllt. Bei
weiterer Zuführung
von Werkblei aus dem Bleikessel 5 läuft das Werkblei über die
Ausleitung 11 ab, wodurch im Reaktionskessel 2 eine
aufwärts
gerichtete Strömung
erzeugt wird. Es ist dabei auch möglich, über den Strom des zu- bzw.
abgeführten
Werkbleis die Temperatur und/oder die Konzentration von Zinn, Antimon
und/oder Arsen im Bleibad 3 zu regeln.
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Durch
die Oxidationsmittel-Zuleitung 20 wird ein Oxidationsmittel
beispielsweise mit einem Druck von 5 bar herangeführt. Bei
dem Oxidationsmittel handelt es sich beispielsweise um Sauerstoff,
Luft oder eine ein Gemisch aus Sauerstoff und einem inerten Gas,
beispielsweise Stickstoff. Die Zusammensetzung des Oxidationsmittel
bleibt während
der Behandlungsdauer gleich oder wird den Erfordernissen der im
Reaktionskessel 2 ablaufenden Reaktion angepasst. Zu diesem
Zweck kann die Zufuhr von Sauerstoff und/oder Stickstoff über hier
nicht gezeigte Ventile in den Gaszuleitungen 21, 22 eingestellt
und beispielsweise in Abhängigkeit
von gemessenen Parametern, wie etwa der Zinn-Antimon- und/oder Arsenkonzentration
im Bleibad 3 oder der Temperatur des Bleibades 3,
geregelt werden. Insbesondere kann durch Zufuhr von Inertgas aus
der Gaszuleitung 22 eine Kühlung des Bleibades 3 erfolgen,
falls dies erforderlich ist. Das Oxidationsmittel durchdringt den Spülstein 19 und
perlt an dessen dem Bleibad 3 zugewandten Seite in das
Bleibad 3 in Form kleiner Gasblasen 23 ein. Beim
Aufstieg der Gasblasen reagiert das Oxidationsmittel an der Oberfläche der
Gasblasen 23 mit im Bleibad 3 befindlichem Fremdmetallen.
Bei einer Temperatur von 700°C–750°C erfolgt eine
Oxidation mit den Metallen Zinn, Arsen und Antimon. Zur Begünstigung
der Reaktion ist eine möglichst
große
Reaktionsoberfläche,
also eine möglichst
große
Zahl kleiner und „deformierter" (d.h. nicht kugelförmiger),
Gasblasen 23 und eine möglichst lange
Aufenthaltsdauer der Gasblasen 23 im Bleibad 3 hilfreich;
idealerweise weisen die Gasblasen 23 eine ellipsoide Blasenform
und einem Durchmesser von weniger als 5 mm auf und steigen im Bleibad 3 in zickzackförmiger oder
helikaler Bahn auf. Form, Größe und Bahnbewegung
der Gasblasen 23 werden insbesondere vom eingesetzten Spülstein bestimmt, der
zu diesem Zweck entsprechend ausgewählt wird. Die zur Aufwärtsbewegung
der Gasblasen 23 gleichgerichtete Strömung des Werkbleis im Bleibad 23 verlängert dabei
die Kontaktdauer der Reaktionspartner miteinander und begünstigt dadurch
die Reaktion. Die oxidierten Metalle sammeln sich in Form von Krätze an der
Oberfläche
des Bleibades 3 an und werden an der Trenneinrichtung 12 abgeschöpft oder dem
Bleikessel 5 zugeführt.
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Das
nicht umgesetzte Oxidationsmittel sowie ggf. dem Oxidationsmittel
beigemischte Inertgase werden in einem Gasraum 24 gesammelt
und über eine
Gasableitung 25 oder die Ausleitung 11 abgeführt. Dieses
Gas steht anschließend
für eine
weitere Verwertung zur Verfügung
und kann beispielsweise auch wieder in die Oxidationsmittel-Zuleitung 20 eingespeist
werden.
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Mittels
der Bleipumpe 7 und der Fördereinrichtung 14 kann
das dem Bleikessel 5 entnommene Werkblei so lange umgewälzt werden,
bis vorgegebene Grenzwerte der Konzentration von Zinn, Antimon und/oder
Arsen erreicht ist. Durch fortgesetzte Zufuhr von unbehandeltem
Werkblei und entsprechend laufender Entnahme von behandeltem Werkblei
wird ein kontinuierlicher Betrieb erreicht, wobei im Reaktionskessel
beispielsweise Gehalte von 0,02–0,05
Mass-% Sb und/oder 0,003 Vol-% As aufrechterhalten werden.
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Mit
der Erfindung wird ein gegenüber
dem Stand der Technik verbessertes Raffinationsverfahren für Werkblei
bereitgestellt. Insbesondere wird der bei der Raffination von Werkblei übliche Verfahrensschritt
zur Entfernung von Zinn, Antimon und Arsen aus dem Blei wesentlich
beschleunigt; die Krätzebildung
wird reduziert und damit die Bleiverschlackung verringert.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Reaktionskessel
- 3
- Bleibad
- 4
- Zuleitung
- 5
- Bleikessel
- 6
- –
- 7
- Bleipumpe
- 8
- Heizeinrichtung
- 9
- –
- 10
- Füllhöhe
- 11
- Ausleitung
- 12
- Trenneinrichtung
- 13
- –
- 14
- Fördereinrichtung
- 15
- –
- 16
- Kühleinrichtung
- 17
- –
- 18
- Zufuhreinrichtung
für Oxidationsmittel
- 19
- Eintragseinrichtung
- 20
- Oxidationsmittel-Zuleitung
- 21
- Gaszuleitung
O2
- 22
- Gaszuleitung
für Inertgas
bzw. Kühlgas
- 23
- Gasblasen
- 24
- Gasraum
- 25
- Gasableitung