DE1262309B - Verfahren zur Aufarbeitung zinkhaltiger Pyrite - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufarbeitung zinkhaltiger Pyrite Zur Aufarbeitung zinkhaltiger Pyrite sind verschiedene Verfahren bekannt. Ein solch bekanntes Verfahren, das sogenannte »Stürzelberger«-Verfahren, besteht im wesentlichen darin, den normalen Kiesabbrand mit dem ganzen Gehalt an Gangart und Zink zwar in einem einzigen Ofen, aber einem zweistufigen Verfahren bei verschiedenen Temperaturhöhen in einer ersten Verfahrensstufe zu entzinken und den Abbrand in einer anschließenden Verfahrensstufe zu flüssigem Roheisen aufzuarbeiten. Dieses Verfahren ergibt ein recht gutes Zinkausbringen von 80 bis 85 % und ein gutes Roheisen, hat aber den Nachteil, daß es infolge der zu seiner Durchführung notwendigen hohen Temperaturen und des starken Angriffes des flüssigen Roheisens auf die Ausmauerung des Ofens sehr teuer ist. Eine Gewinnung von nichtgeschmolzenem Schwammeisen ist nach diesem Verfahren nicht möglich, weil das erzeugte Eisen zu sehr durch die Gangart verunreinigt wäre.
• Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, aus dem unabgerösteten Pyrit zunächst den Hauptteil des Zinksulfides durch Flotation abzutrennen. Dabei wird das Zinksulfid aufschwimmen gelassen und der Pyrit zusammen mit der Gangart, hauptsächlich Kieselsäure, gedrückt. Auf diese Weise ist es möglich, einen Abbrand zu erzeugen, der genügend zinkarm ist, um an die Eisenhütten abgesetzt zu werden. Eine direkte Verarbeitung zu Schwammeisen ist aber auch mit diesem Produkt nicht möglich, weil sein Gehalt an Gangart, vor allem Kieselsäure, zu hoch ist. Ein weiteres bekanntes Verfahren, das zwar nicht für die Aufarbeitung von zinkhaltigen Pyritabbränden angewendet wird, aber theoretisch dafür anwendbar zu sein scheint, ist das sogenannte Wälzverfahren. Es besteht im wesentlichen darin, zink- und kohlenstoffhaltige Räumaschen einem Drehrohrofen aufzugeben, in dem das Zink verflüchtigt wird, wobei gleichzeitig Eisenhippen gebildet werden. Dieses Verfahren ist aber praktisch nur als Zinkgewinnungsverfahren und nicht zur gleichzeitigen Gewinnung von Eisen bestimmt und anwendbar, weil das erzeugte Eisen einen zu hohen Gehalt an Verunreinigungen, vor allem Silikaten, haben würde.
• Andererseits ist ein Verfahren zur Herstellung von Schwammeisen aus feinkörnigen Pyritabbränden bekannt (deutsche Auslegeschrift 1101465), das im wesentlichen darin besteht, die Abbrände zunächst in einer Kugelmühle auf den zur Bildung von Formkörpern erforderlichen Feinheitsgrad, z. B.
• 40 Maschen/em2, aufzumahlen und unter Befeuchtung durch einen Abrollvorgang zu kugeligen Formkörpern (»Pellets«) zu verformen, welche anschließend getrocknet und gegebenenfalls hartgebrannt werden. Die getrockneten bzw. hartgebrannten Pellets werden anschließend zusammen mit einem festen Brennstoff, z. B. Feinkohle und gegebenenfalls weiteren Zuschlägen, die den Schwefel des Brennstoffes binden, einem Drehrohrofen aufgegeben, in dem sie bei Temperaturen unterhalb des Erweichungspunktes der Charge durch den gemischten festen Brennstoff bzw. das aus ihm entwickelte CO zu Schwammeisen reduziert werden.
• Der Einsatz zinkhaltiger Pyritabbrände ist allerdings in diesem Zusammenhang nicht vorgesehen. Dagegen ist es in anderem Zusammenhang bekannt (deutsche Auslegeschrift 1069 167), Erze und Abfallstoffe, die neben Eisen verflüchtigungsfähige Metalle, wie Zink und Blei enthalten, im Hochofen zu Roheisen einzuschmelzen und den anfallenden Lichtstaub, der neben Eisen die verflüchtigungsfähigen Metalle enthält, zusammen mit heißen Abbränden im Drehrohrofen reduzierend so zu behandeln, daß dabei das Eisen in Form von Luppen anfällt und. die verflüchtigungsfähigen Metalle aus den Abgasen des Drehrohrofens gewonnen werden. Dieses bekannte Verfahren betrifft also weder eine Aufarbeitung zinkhaltiger feinkörniger Abbrände noch ein trockenes Reduktionsverfahren zur Herstellung von Schwammeisen.
• Es wurde nun gefunden, daß ein bestimmtes Reduktionsverfahren, das einer Kombination der beiden letztgenannten Verfahren ähnlich ist, in Kombination mit einer neuartigen Flotationsmethode gestattet, zinkhaltige Pyrite mit geringerem Aufwand als bisher notwendig, nicht nur auf Zink, sondern auch auf ein sehr reines Schwammeisen aufzuarbeiten. Es besteht im wesentlichen darin, die zinkhaltigen Pyrite zunächst einer besonderen Flotation zu unterwerfen. Dabei wird nicht, wie bisher üblich, der Pyrit zusammen mit der Gangart gedrückt, sondern aufschwimmen gelassen. Dies wird erfindungsgemäß durch Anwendung eines schwachen Sammlers, wie z. B. K-Äthyl-Xanthat,-in neutraler bis schwachsaurer Trübe erreicht. Der bevorzugte pH-Bereich beträgt 5 bis 6,5. Die Gangart,- vor-allem die Kieselsäure, wird dabei zusammen mit dem Hauptteil des Zinksulfides gedrückt, während der Rest des Zinksulfides, und zwar im allgemeinen 10% des Zinksulfidvorlaufes, zusammen-mit- dem Pyrit -aufschwimmt. Aus dem Bodenprodukt kann anschließend das Zinksulfid in angereicherter Form, z. B. mit Hilfe stärkerer :Sammler, wie z. B#-K-Amyl-Xanthat oder K-Heptyl-Xanthat unter Aktivierung, z. B. mit Kupfersulfat, aufschwimmen gelassen werden. Das so -als Kopfprodukt - erhaltene Vorkonzentrat mit einem Zinkgehalt von 45% Zn wird anschließend in ebenfalls bekannter Weise. weiterverarbeitet.
• Der aufgeschwommene Pyrit ist in bezug auf Gangart sehr rein "und enthält maximal 21/o SiO2, allerdings mehr Zn; als ein Pyrit der aus dem gleichen Erz nach bekannten Flotationsverfahren, d. h. unter Aufschwimmen des Zinks -und Drücken des. Pyrits zusammen mit der Gangart, erhalten wird. Dieses Pyritkonzentrat- wird hierauf in an sich bekannter Weise abgeröstet, wobei das Zink praktisch vollständig in den Abbrand geht.
• Aus dem erhaltenen Abbrand des Pyritkonzentrates, der noch den gesamten Rest des Zinkvorlaufes enthält, welcher nicht durch die vorherige Flotation abgetrennt worden ist, werden hierauf in an sich bekannter Weise durch einen Abrollvorgang, z. B. auf einem Granulierteller oder in einer Granuliertrommel, Pellets hergestellt und hartgebrannt. Diese hartgebrannten Pellets werden zusammen mit gesondert beigemischtem festem kohlenstoffhaltigem Reduk tionsmittel einem Drehrohrofen aufgegeben, in dem sie durch aus dem Kohlenstoffgehalt der Beschickung gebildetes CO zu Schwammeisen reduziert werden. Der äußerst niedrige Gehalt der Pellets an Gangart ermöglicht nicht nur die Herstellung eines sehr reinen Schwammeisens, sondern auch die Einhaltung einer verhältnismäßig niedrigen Reduktionstemperatur bei ausreichender Reduktionsgeschwindigkeit. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß trotz der verhältnismäßig großen Korngröße der eingesetzten Pellets von vorzugsweise 12 bis 15 mm ihr Zinkgehalt während der Reduktion nicht nur reduziert wird, sondern praktisch vollständig abdestilliert. Demnach ist es möglich, den in der ersten Flotationsstufe nicht abgetrennten Anteil des Zinkgehaltes abzudestillieren, und zwar gleichzeitig mit der Reduktion des Pyritabbrandes zu Schwammeisen und aus den Ofenabgasen in an sich bekannter Weise, z. B. durch Elektrofilter, abzuscheiden. Ausführungsbeispiel Verarbeitet wurde ein Pyrit der Zusammensetzung 32,8% Fe, 43% S, 10,64% Zn und 6,64% Si02. Es wurde in einer Kugelmühle auf eine Feinheit von 100%<60 #t aufgemahlen und anschließend in einer wäßrigen Aufschlämmung bei einer Trübedichte von 300 g Feststoff im Liter flotiert. Der pH-Wert der Trübe wurde mit Hilfe von Schwefelsäure auf 6,5 eingestellt. Als Sammler wurde K-Äthyl-Xanthat in einer Menge von 300 g je Tonne Erz verwendet. Je Tonne Erz fielen 673 kg Kopfprodukt der Zusammensetzung 44,35% Fe, 51,71/o S, 1,8% Zn und 0,80 % Si02 an. Das in einer Menge von 327 kg je Tonne Erz anfallende Bodenprodukt hatte die Zusammensetzung 9,2% Fe, 25,10% S, 28,8% Zn und 18,55 % Sioz. Demnach waren etwas mehr als 10 % des Zinksulfidvorlaufes in das Kopfprodukt gegangen.
• Nach Abtrennung des Kopfproduktes wurde die bodenprodukthaltige Trübe ohne weitere Eindickung mit 400 g CuS04/t Erz und 250 g K-Amyl-Xanthat/t Erz versetzt und weiter flotiert. Nach einer weiteren Reinigungsstufe wurde-ein Zinkblendekönzenfrat der Zusammensetzung 55,4% -Zn, 34,4% S und 1,83% Si02 in einer Menge von 163 kg erhalten. Der Rest des Zinksulfidvorlaufes verteilt sich zu. etwa 901/o auf ein Mittelprodukt, das in das Verfahren zurück= geführt wird und zu etwa 10% auf Abgänge, die verworfen werden. Bezogen auf den gesamten Zinkvorlauf gehen demnach 0,34% auf die Halde.
• - Das erste Kopfprodukt mit einem Eisengehalt von 44,25% und einem Zinkgehalt von 1,8% wurde auf einen Restschwefelgehalt von 1,2% abgeröstet. Aus dem Abbrand wurden kugelförmige Granalien von 12 bis 15 mm Durchmesser auf einen Granulierteller hergestellt und- auf einer Brennmaschine hartgebrannt. Die hartgebrannten Granalien wurden mit 30 % ihres Gewichtes Kohlenstaub vermischt und einem Drehrohrofen aufgegeben. Zur Bindung des Schwefelgehaltes der Kohle wurden 0,05 kg Dolomit je Kilogramm Pellets zugesetzt. Im Drehrohrofen wurden die im wesentlichen aus Fe203 bestehenden Pellets durch CO, das durch eingeführte Luft aus dem Kohlenstoffgehalt der Beschickung gebildet wurde; zu Schwammeisen, dessen Gesamteisengehalt 94 % und dessen Gehalt an metallischem Eisen 88 % betrug, reduziert. Aus den Abgasen des Drehrohrofens wurde mit Hilfe eines Heißzyklons und einer nachgeschalteten elektrostatischen Gasreinigungsanlage pro Tonne aufgegebener Pellets 51 kg Zinkstaub mit einem Gehalt von 48,5% Zn niedergeschlagen. Aus dem Staub wurden in bekannter Weise (Muffelofen) 44 kg metallisches Zink gewonnen.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Aufarbeitung zinkhaltiger Pyrite durch Flotation und Abrösten des angereicherten Pyrites, Herstellung von Pellets aus dem abgerösteten Gut und Reduktion derselben in einem Drehrohrofen zu Schwammeisen, d adurch gekennzeichnet, daß die Pyrite einer Flotation mit schwachen Sammlern und neutraler bis schwachsaurer Trübe unterworfen. werden, bei der der Pyrit zusammen mit einem Teil des Zinks aufschwimmen gelassen und der Hauptteil des Zinks mit der Gangart gedrückt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Reduktion der Pellets im Drehrohrofen deren Zinkgehalt abdestilliert und aus den Abgasen des Drehrohrofens in an sich bekannter Weise niedergeschlagen. wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flotationsmittel Alkali-Alkyl-Xanthate, vorzugsweise K-Äthyl-Xanthat,-verwendet werden.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Trübe während der Flotation auf 5 bis 6,5 gehalten wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bodenprodukt der Flotation das Zinksulfid in an sich bekannter Weise mit Hilfe stärkerer Sammler und Aktivierung mit geeigneten Metallionen aufschwimmen gelassen und auf reines Konzentrat aufgearbeitet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als stärkerer Sammler hochmolekulare Xanthate - wie K-Amyl- und K-Heptyl-Xanthat - verwendet wird.
7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivierungsmittel Kupferionen verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1069 167, 1101465.