DE1224933B

DE1224933B - Process for the production of Roestblende

Info

Publication number: DE1224933B
Application number: DEA43032A
Authority: DE
Inventors: Maxwell J Brooks; Robert I Newmann
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1962-05-07
Filing date: 1963-05-03
Publication date: 1966-09-15
Also published as: ES287650A1; US3181944A; GB989704A

Description

Verfahren zur Herstellung von Röstblende Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Röstblende aus Zinkschwefelerzen.Process for the production of roasting blend The invention relates to a Process for the production of roasting blends from zinc-sulfur ores.

Die für die Herstellung von metallischem Zink verwendeten Zinksulfiderze sind gewöhnlich fein vermahlene von Gangartteilchen befreite Flotationskonzentrate. Der Zinkgehalt liegt gewöhnlich in dem Bereich von etwa 45 bis 55 % und der Schwefelgehalt in dem Bereich von 27 bis 36%, und Eisen ist in Mengen von etwa 1 bis 15 % anwesend.The zinc sulfide ores used in the manufacture of metallic zinc are usually finely ground flotation concentrates freed from gangue particles. The zinc content is usually in the range of about 45 to 55 percent and the sulfur content in the range of 27 to 36%, and iron is present in amounts of about 1 to 15%.

Die Zinksulfiderze werden geröstet, um das Zinksulfid in Zinkoxyd überzuführen. Aus diesem kann dann entweder nach einem pyrometallurgischen oder einem hydrometallurgischen Verfahren das metallische Zink gewonnen werden. Wenn das Röstgut nach einem pyrometallurgischen Verfahren, wie einer Retortendestillation, verarbeitet werden soll, ist seine Qualität von untergeordneter Bedeutung. Feines Röstgut wird gewöhnlich vor der Destillation agglomeriert oder gesintert, und während des Sinterns wird restlicher Schwefel, der einen Teil des Heizmaterials liefern kann, entfernt. Bei pyrometallurgischen Verfahren ist auch der Gehalt des Röstgutes an löslichem Zink von untergeordneter Bedeutung. Bei hydrometallurgischen Verfahren muß jedoch ein Röstgut hoher Qualität eingesetzt werden.The zinc sulfide ores are roasted to convert the zinc sulfide into zinc oxide convict. For this can then either after a pyrometallurgical or the metallic zinc can be extracted using a hydrometallurgical process. if the roasted material using a pyrometallurgical process, such as retort distillation, is to be processed, its quality is of secondary importance. Fine Roasted food is usually agglomerated or sintered before distillation, and during sintering becomes residual sulfur, which is a part of the heating material can, removed. In the case of pyrometallurgical processes, the content of the roasted material is also important of soluble zinc of minor importance. In hydrometallurgical processes however, a high quality roast must be used.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung eines Röstgutes für hydrometallurgische oder ähnliche Verfahren, die ein Röstgut hoher Qualität erfordern, aus eisenhaltigen Zinksulfiderzen.More particularly, the present invention relates to the manufacture of a Roasted goods for hydrometallurgical or similar processes that require a higher roasted product Require quality, from ferrous zinc sulphide ores.

Bei hydrometallurgischen Verfahren zur Herstellung von metallischem Zink wird Zinksulfid mit einer wäßrigen Schwefelsäurelösung, die mit dem Zinkoxyd in dem Röstgut unter Bildung von Zinksulfat reagiert, ausgelaugt. Die dabei gebildete Lösung wird dann gewöhnlich elektrolysiert, wobei metallisches Zink abgeschieden und Schwefelsäure gebildet wird, und die Schwefelsäure wird zum Auslaugen von weiterem Röstgut rückgeführt.In hydrometallurgical processes for the production of metallic Zinc becomes zinc sulfide with an aqueous sulfuric acid solution, which with the zinc oxide reacts in the roast to form zinc sulphate, leached out. The thereby formed Solution is then usually electrolyzed, depositing metallic zinc and sulfuric acid is formed, and the sulfuric acid is used to leach further Roasted material returned.

Wesentlich ist auch, daß das in dem Röstgut enthaltene Zink in der Laugflüssigkeit gut löslich ist. Eine nur geringe Verbesserung der Löslichkeit ist von großem Einfluß auf die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens; eine Erhöhung um 2% kann beträchtliche finanzielle Einsparungen bei einer Zinkgewinnungsanlage mittlerer Größe bedeuten. Weiterhin wird die Ausbeute durch gewisse, beim Rösten erzeugte Verunreinigungen vermindert, und die nachfolgende elektrolytische Raffinierung wird durch solche Verunreinigungen behindert und kompliziert. Die Qualität des Röstgutes und die Löslichkeit des darin enthaltenen Zinks in der Lauglösung werden a) als Konzentration an Zinksulfid (ZnS), b) Konzentration an Zinksulfat (ZnS04) und c) Konzentration an Ferrit (Zn0 - Fe203) bestimmt. In dem Röstgut enthaltenes Zinksulfid ist in der Lauglösung unlöslich, und in der Praxis wird eine Menge an Zinksulfid in dem Röstgut von höchstens 0,6% als zulässig angesehen. Zinksulfat ist in der Lauglösung löslich. Das zulässige Verhältnis von Zinkoxyd zu Sulfat in dem Röstgut ist jedoch beim Auslaugen und der Elektrolyse beschränkt. Wenn der Sulfatgehalt des Röstgutes eine obere Grenze von etwa 2,0% übersteigt, so muß die saure Lösung von der Elektrolyse abgezogen werden, was einen Verlust an Ausbeute an Zink mit sich bringt.It is also essential that the zinc contained in the roasted material in the Leaching liquid is readily soluble. There is little improvement in solubility of great influence on the effectiveness and economy of the process; one An increase of 2% can make significant financial savings on a zinc plant mean size. Furthermore, the yield is reduced by certain when roasting generated impurities are reduced, and the subsequent electrolytic refining is hindered and complicated by such impurities. The quality of the roast and the solubility of the zinc contained therein in the caustic solution are a) as Concentration of zinc sulphide (ZnS), b) Concentration of zinc sulphate (ZnS04) and c) Concentration of ferrite (Zn0 - Fe203) determined. Zinc sulfide contained in the roast is insoluble in the caustic solution, and in practice there will be a lot of zinc sulfide in the roasted material of a maximum of 0.6% is considered permissible. Zinc sulfate is in the Leach solution soluble. The permissible ratio of zinc oxide to sulphate in the roast however, it is limited in leaching and electrolysis. When the sulfate content of the roasted food exceeds an upper limit of about 2.0%, the acidic solution must be withdrawn from the electrolysis, causing a loss in yield of zinc with brings itself.

Eine weitere Komplikation ergibt sich aus der Anwesenheit von Eisen in dem Erz. Zinkoxyd und Ferrioxyd reagieren, wenn sie in inniger Berührung miteinander stehen, unter Bildung von säureunlöslichen Zinkferriten, beispielsweise des Komplexes der Formel Zn0 # Fe203. Der Verlust an gewinnbarem Zink in der Form unlöslicher Zinkferrite wird in der Technik als »Ferritisierungsverhältnis«, d. h. die durch eine Gewichtseinheit an Eisen unlöslich gemachte Gewichtsmenge an Zink, bezeichnet. In einem Artikel von R. E. E y r e mit dem Titel »Suspension Roasting of Zink Concentrates« auf Seite 592 des Canadian Mining & Metallurgical Bulletin, Bd. 54, Nr. 592 vom August 1961, ist das Ferritisierungsverhältnis für ein bekanntes Verfahren mit 0,522 angegeben, und es wird darauf hingewiesen, daß der Autor über ein verbessertes Verfahren berichtet, bei dem das Ferritierungsverhältnis auf 0,46 herabgesetzt wird. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nun das Ferritisierungsverhältnis noch weiter herabgesetzt, und dieses Verfahren bedeutet daher wiederum einen beträchtlichen Fortschritt der Technik.Another complication arises from the presence of iron in the ore. Zinc oxide and ferric oxide react when they are in intimate contact with one another stand, with the formation of acid-insoluble zinc ferrites, for example the complex of the formula Zn0 # Fe203. The loss of recoverable zinc in the form of insoluble Zinc ferrites are used in technology as the "ferritization ratio", i. H. by a unit weight of iron insolubilized amount of zinc by weight. In an article by R. E. E y r e entitled "Suspension Roasting of Zinc Concentrates" on page 592 of the Canadian Mining & Metallurgical Bulletin, Vol. 54, No. 592 from August 1961, that is Ferritization ratio for a known Procedure indicated with 0.522 and it is noted that the author has over an improved method is reported in which the ferrite ratio is reduced to 0.46 is reduced. In the method of the present invention, the ferritization ratio is now is still further reduced, and this procedure is therefore again a considerable one Advancement of technology.

Das Rösten sulfidischer Erze ist eine alte Kunst, und auch das Rösten von Erzen in einem Wirbelbett unter Aufwirbeln von Feinteilchen wurde schon vor mehr als 80 Jahren beschrieben. Das Rösten von eisenhaltigen Zinksulfiderzen zu einem Röstgut, das nach hydrometallurgischen Verfahren weiterverarbeitet werden kann, bietet jedoch besondere und schwierige Probleme, weil das Röstgut Verunreinigungen enthält, die entweder eine besondere Behandlung zu ihrer Abtrennung erfordern oder deren Anwesenheit das anschließende metallurgische Verfahren stört und verteuert. Der Erfinder hat umfangreiche Forschungsarbeit auf dem Gebiet des Röstens von mit Eisen verunreinigten Zinksulfiderzen zwecks Herstellung eines Röstgutes mit niedrigem Gehalt an unerwünschten Verunreinigungen, nämlich Zinksulfid, Zinksulfat und Ferriten, und entsprechend erhöhter Löslichkeit des darin enthaltenen Zinks und Verbesserung der Ausbeute an gewinnbarem Zink durchgeführt. Dabei wurde gefunden, daß Bedingungen, durch die die Bildung einer Art von Verunreinigungen beschränkt wird, sich auf die Bildung anderer Verunreinigungen im umgekehrten Sinne auswirken. Beispielsweise bildete sich bei der Oxydation von Zinkfulfid in Luft bei verhältnismäßig niedriger Temperatur als Hauptprodukt nicht Zinkoxyd, sondern Zinksulfat. Außerdem wurde gefunden, daß zur Erzielung einer möglichst vollständigen Entschwefelung ausreichend erhitzt werden muß, d. h. daß die Anwendung einer hohen Temperatur und lange Erhitzungszeiten notwendig sind. Andererseits nimmt aber die Geschwindigkeit der Ferritbildung mit der Temperatur und der Erhitzungsdauer zu. Demzufolge wurde nach einem Röstverfahren gesucht, bei dem die Temperatur ausreichend hoch für eine praktisch vollständige Entschwefelung bei möglichst geringer Sulfatbildung ist, die Kontaktzeit aber gering ist, um die Ferritbildung zu verzögern. Auch unter diesen Bedingungen bildeten sich aber unerwünschte Mengen an Zinksulfat. Weitere Untersuchungen zeigen, daß diese nachteilige Wirkung außerhalb der Röstzone erfolgte.Roasting sulfide ores is an ancient art, and so is roasting of ores in a fluidized bed with swirling up of fine particles was already before described for more than 80 years. Roasting ferrous zinc sulphide ores too a roast that is further processed using hydrometallurgical methods can, however, presents special and difficult problems because the roasted food contains impurities which either require special treatment for their separation or the presence of which interferes with the subsequent metallurgical process and makes it more expensive. The inventor has done extensive research in the field of roasting with Iron contaminated zinc sulfide ores for the purpose of producing a roast with low Content of undesirable impurities, namely zinc sulfide, zinc sulfate and ferrites, and correspondingly increased solubility of zinc contained therein and improvement the yield of recoverable zinc carried out. It was found that conditions by which the formation of one type of impurity is limited to which Formation of other impurities have the opposite effect. For example formed in the oxidation of zinc fulfide in air at a comparatively low level Temperature as the main product not zinc oxide, but zinc sulfate. It was also found that heated sufficiently to achieve the most complete desulfurization possible must be, d. H. that the application of a high temperature and long heating times are necessary. On the other hand, however, the speed of ferrite formation increases the temperature and the heating time. As a result, after a roasting process sought at which the temperature is sufficiently high for practically complete Desulphurisation is with the lowest possible sulphate formation, but the contact time is short is to retard the formation of ferrite. Even under these conditions formed but undesirable amounts of zinc sulfate. Further research shows that this adverse effect took place outside the roasting zone.

Verfahren zum Rösten von Zinksulfiderz sind beispielsweise aus der britischen Patentschrift 645 977, der deutschen Auslegeschrift 1029 157, Chemie-Ingenieur Technik, 1957, S.555, und Chemical Engineering Progress, Oktober 1953, S. 532, bekannt. Gemäß der britischen Patentschrift 645 977 wird das Erz lange Zeit, beispielsweise 18 Stunden oder darüber, in einem Wirbelbett geröstet, und es werden Maßnahmen getroffen, um zu verhindern, daß größere Mengen an Erz von dem durch das Wirbelbett strömenden Gasen mitgerissen werden, was als unerwünscht bezeichnet wird. Aus den Literaturstellen deutsche Auslegeschrift 1029157 und Chemie-Ingenieur Technik sind Röstkammern, deren Querschnitt am oberen Ende größer ist als am Boden, bekannt. Dadurch soll bewirkt werden, daß von den durch das Wirbelbett strömenden Gasen mitgerissene Teilchen wieder in das Bett zurückfallen. Gemäß der Literaturstelle Chemical Engineering Progress wird die Temperatur in dem freien Raum über dem Wirbelbett unter derjenigen des Wirbelbettes gehalten, und das von dem Gas mitgerissene Erz wird von diesem mit niedriger Temperatur von beispielsweise 230 bis 240°C gewonnen.Processes for roasting zinc sulfide ore are known, for example, from British patent specification 645 977, German Auslegeschrift 1029 157, Chemie-Ingenieur Technik, 1957, page 555, and Chemical Engineering Progress, October 1953, page 532. According to British Patent Specification 645,977, the ore is roasted in a fluidized bed for a long time, e.g. is designated undesirably. Roasting chambers whose cross-section is larger at the top than at the bottom are known from the literature references German Auslegeschrift 1029157 and Chemie-Ingenieur Technik. This is intended to cause particles entrained by the gases flowing through the fluidized bed to fall back into the bed. According to the Chemical Engineering Progress reference, the temperature in the free space above the fluidized bed is kept below that of the fluidized bed, and the ore entrained by the gas is recovered therefrom at a low temperature of, for example, 230 to 240 ° C.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Röstgut, das sich außerordentlich gut für eine hydrometallurgische Aufarbeitung eignet und nur geringe Mengen an Zinksulfid, Zinksulfat und Ferrit enthält und dessen Zinkgehalt in der Laugflüssigkeit löslich ist, aus Zinksulfiderzen entwickelt.There has now been a process for the production of roasted material, which is extraordinary well suited for hydrometallurgical processing and only small amounts of zinc sulfide, Contains zinc sulphate and ferrite and its zinc content is soluble in the leaching liquid is developed from zinc sulfide ores.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Röstblende aus eisenhaltigem Zinksulfiderz, das zu 40 bis 95 Gewichtsprozent in der Form von Teilchen unter 0,15 mm und im übrigen in der Form von Teilchen von höchstens 0,63 cm vorliegt, unter Verwendung eines bei einer Temperatur von 815 bis 900° C gehaltenen Wirbelbettes, wobei frisches Erz dem Wirbelbett an einer Stelle 15 -bis 90 cm über der Bodenfläche des Bettes zugeführt wird, sauerstoffhaltiges Gas durch das Wirbelbett geleitet wird, so daß Teilchen von geröstetem Erz mitgerissen und aus dem Bett herausgetragen werden, die gerösteten Ersatzteilchen durch einen freien Raum über dem Bett, dessen Volumen wenigstens gleich dem Siebenfachen des Volumens des Wirbelbettes ist, geführt werden und Zinkoxyd sowohl von dem das geröstete Erz enthaltenden Gas als auch von dem Wirbelbett abgezogen wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas mit solcher Geschwindigkeit durch das Wirbelbett geleitet wird, daß praktisch alle Teilchen mit einer Größe unter 0,15 mm von dem Gas mitgerissen werden und die Oxydation der mitgerissenen Teilchen in dem freien Raum, die wenigstens zu einem Teil bei einer Temperatur von 900 bis 955° C gehalten wird, beendet wird und daß wenigstens 75 Gewichtsprozent und vorzugsweise wenigstens 90 Gewichtsprozent der von dem Gas mitgerissenen gerösteten Erzteilchen bei einer Temperatur von wenigstens 790° C, vorzugsweise 815 bis 930° C, von dem Gas abgetrennt werden.The invention relates to a process for the production of roasting blends from ferrous zinc sulphide ore, 40 to 95 percent by weight in the form of Particles less than 0.15 mm and otherwise in the form of particles not exceeding 0.63 cm using one maintained at a temperature of 815 to 900 ° C Fluidized bed, with fresh ore the fluidized bed at a point 15 to 90 cm above is supplied to the bottom surface of the bed, oxygen-containing gas through the fluidized bed is directed so that particles of roasted ore are entrained and carried out of the bed be, the roasted replacement particles through a free space above the bed, its Volume is at least equal to seven times the volume of the fluidized bed, performed and zinc oxide from both the gas containing the roasted ore and from is withdrawn from the fluidized bed. The method is characterized in that the oxygen-containing gas passed through the fluidized bed at such a rate it is found that practically all particles smaller than 0.15 mm in size are entrained by the gas and the oxidation of the entrained particles in the free space, at least is kept in part at a temperature of 900 to 955 ° C, is terminated and that at least 75 percent by weight, and preferably at least 90 percent by weight of the roasted ore particles entrained by the gas at a temperature of at least 790 ° C, preferably 815 to 930 ° C, are separated from the gas.

Die abgetrennten gerösteten Teilchen können dann von der Trennvorrichtung abgezogen und das Gas beispielsweise mittels eines Dampfkessels gekühlt werden, und der Rest der staubförmigen Feinteilchen in dem Gas kann beispielsweise mittels eines elektrostatischen Heißgasabscheiders abgetrennt werden.The separated roasted particles can then be removed from the separator withdrawn and the gas is cooled, for example by means of a steam boiler, and the rest of the dusty fine particles in the gas can, for example, by means of an electrostatic hot gas separator.

Da die Umsetzung stark exotherm ist, kann die Temperatur sowohl in dem Wirbelbett als auch in dem freien Raum durch geeignete Kühlmittel gesteuert werden. Eine zweckmäßige Methode zur Steuerung der Temperatur des Bettes besteht darin, daß man eine Flüssigkeit, wie Wasser oder Abfallsäure, einleitet, und die Temperatur des freien Raumes über dem Bett kann durch Rückführung von kühlerem Gas oder durch Versprühen von Flüssigkeit in den oberen Teil der Reaktionskammern oder eine Kombination beider Maßnahmen gekühlt werden.Since the reaction is strongly exothermic, the temperature can both in the fluidized bed as well as in the free space controlled by suitable coolants will. One convenient way to control the temperature of the bed is by introducing a liquid such as water or waste acid, and the The temperature of the free space above the bed can be increased by recirculation of cooler gas or by spraying liquid into the upper part of the reaction chambers or a combination of both measures can be cooled.

Im folgenden soll eine Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben werden.The following is an embodiment of the method of the invention are described in more detail with reference to the schematic drawing.

Der Vorratsbehälter 1 enthält Zinksulfiderz. Das Erz ist zweckmäßig ein Konzentrat aus Teilchen, von denen 40 bis 95 % eine Korngröße von unter 0;15 mm haben, während der Rest eine Korngröße über 0,15 mm und gewöhnlich eine maximale Korngröße von etwa 0,63 cm hat. Das Erz kann beispielsweise 45 bis 55% Zink, etwa 27 bis 36% Schwefel und 1 bis etwa 15 bis 20 % Eisen enthalten. Auch andere Verunreinigungen, wie Kupfer, Blei und Cadmium, können in geringerer Menge anwesend sein.The reservoir 1 contains zinc sulfide ore. The ore is functional a concentrate of particles, 40 to 95% of which have a grain size below 0; 15 mm, while the remainder have a grain size above 0.15 mm and usually a maximum Grain size of about 0.63 cm. The ore can, for example, 45 to 55% zinc, about Contain 27 to 36% sulfur and 1 to about 15 to 20% iron. Also other impurities, such as copper, lead and cadmium, may be present in smaller quantities.

Das Erz gelangt aus dem Vorratsbehälter 1 über Leitung 2 und einen Schneckenförderer 3 direkt in das Wirbelbett in der Röstkammer 11 unter der Oberfläche dieses Wirbelbettes, jedoch etwa 15 bis 90 cm über seiner Bodenfläche. Die Röstkammer 11 weist eine Verteilerplatte 5 nahe ihrem Boden auf, die das Bett 4 trägt, über dem sich ein freier Raum 12 befindet. Die Verteilerplatte 5 weist Löcher auf, durch die Luft von unten nach oben durchtreten kann. Das Wirbelbett 4 besteht aus festen Teilchen, deren Korngröße zwischen der großer Teilchen von geröstetem Zinksulfiderz von bis zu 0,63 cm bis zu feinen Teilchen von teilweise geröstetem Zinksulfiderz mit einer Korngröße unter 0,15 mm variiert. Mittels des Gebläses 6 wird ein sauerstoffhaltiges Gas, vorzugsweise Luft, durch Leitung 7 in die Windkammer 8 unter der Verteilerplatte 5 und dann durch die Platte 5 und das Bett 4 aufwärts geleitet, um das Bett aufzuwirbeln und die Verbrennung zu unterhalten.The ore arrives from the storage container 1 via line 2 and a screw conveyor 3 directly into the fluidized bed in the roasting chamber 11 below the surface of this fluidized bed, but about 15 to 90 cm above its bottom surface. The roasting chamber 11 has a distributor plate 5 near its bottom which supports the bed 4 above which a free space 12 is located. The distributor plate 5 has holes through which air can pass upwards from below. The fluidized bed 4 consists of solid particles, the grain size of which varies from large particles of roasted zinc sulfide ore of up to 0.63 cm to fine particles of partially roasted zinc sulfide ore with a grain size of less than 0.15 mm. Means of the fan 6 an oxygen-containing gas, preferably air, is passed through line 7 into the wind chamber 8 of the distributor plate 5 and then through the board 5 and the bed 4 upwardly to the bed fluidize and the combustion is to maintain.

Wenn die Beschickung in das Bett 4 eintritt, wird sie teilweise geröstet, und die feinen Teilchen von teilweise geröstetem Erz mit einer Korngröße unter etwa 0,15 mm werden von dem Gas aus dem Bett in den freien Raum über dem Bett getragen. Die großen Teilchen mit Korngrößen über 0,15 mm werden in dem Bett zurückgehalten, wo sie praktisch vollständig geröstet werden. Die feinen Erzteilchen müssen nicht vollständig in dem Wirbelbett 4 oxydiert werden. Die Temperatur in dem Wirbelbett soll wenigstens 815° C, jedoch nicht mehr als 900° C betragen. Es wurde gefunden, daß bei Temperaturen unter 815° C die Bildung von Zinksulfat einsetzt und daß bei Temperaturen über 900° C lokale überhitzungen auftreten können, durch die die Ferritbildung begünstigt wird. Da die Umsetzung stark exotherm ist, kann die Temperatur leicht in unerwünschter Weise ansteigen. Um die Temperatur des Bettes zu steuern, kann daher Wasser oder Abfallsäure in gesteuerten Mengen durch Leitung 9 eingeleitet werden.When the feed enters bed 4 it is partially roasted, and the fine particles of partially roasted ore having a grain size below about 0.15 mm is carried by the gas from the bed into the free space above the bed. The large particles with grain sizes over 0.15 mm are retained in the bed, where they are practically completely roasted. The fine ore particles do not have to be completely oxidized in the fluidized bed 4. The temperature in the fluidized bed should be at least 815 ° C, but not more than 900 ° C. It was found, that at temperatures below 815 ° C the formation of zinc sulfate begins and that at Temperatures above 900 ° C can cause local overheating, which leads to the formation of ferrite is favored. Since the reaction is strongly exothermic, the temperature can easily increase in an undesirable manner. To control the temperature of the bed you can therefore water or waste acid is introduced through line 9 in controlled quantities will.

Das Gas strömt mit mäßiger Geschwindigkeit von etwa 75 bis 105 cm/sec, die ausreicht, um das Bett aufzuwirbeln und die Feinteilchen aus dem Bett herauszutragen, durch das Bett. Sehr hohe Geschwindigkeiten sind unerwünscht, da sie die Einleitung zu großer Mengen an Luft bedingen, durch die das Schwefeldioxyd in dem abziehenden Gas verdünnt wird. Außerdem würden bei einer zu großen Geschwindigkeit Teilchen über :etwa 0,15 mm aus dem Bett herausgetragen, und die Aufwirbelung kann verschlechtert werden.The gas flows at a moderate speed of about 75 to 105 cm / sec, which is sufficient to stir up the bed and carry the fine particles out of the bed, through the bed. Very high speeds are undesirable as they are initiation cause too large amounts of air, through which the sulfur dioxide in the withdrawing Gas is diluted. In addition, if the speed were too high, particles would be produced Above: about 0.15 mm carried out of the bed, and the resuspension may worsen will.

Zur Erzielung guter Ergebnisse ist das Verhältnis des Volumens des freien Raumes 12 zu dem des Bettes 4 von Bedeutung. Das Volumen des freien Raumes soll wenigstens siebenmal und vorzugsweise zehn- bis zwanzigmal so groß sein wie das Volumen des Bettes.In order to achieve good results, the ratio of the volume of the free space 12 to that of the bed 4 is important. The volume of the free space should be at least seven times and preferably ten to twenty times as large as the volume of the bed.

Beispielsweise kann eine Röstkammer von 6,10 m Durchmesser und 15,24 m Höhe ein Wirbelbett mit einer Höhe von 1,52 m enthalten, während der freie Raum über dem Wirbelbett 13,7 m hoch ist, d. h. das Verhältnis der Höhe des freien Raumes zu der des Wirbelbettes 9:1 beträgt.For example, a roasting chamber 6.10 m in diameter and 15.24 m height contain a fluidized bed with a height of 1.52 m, while the free space is 13.7 m high above the fluidized bed, d. H. the ratio of the height of the free space to that of the fluidized bed is 9: 1.

Die aus dem Bett herausgetragenen teilweise gerösteten Erzfeinteilchen strömen mit dem Gas von der Oberfläche des Wirbelbettes nach oben durch den freien Raum 12, in dem die Oxydation weiter fortschreitet. Die Temperatur in dem freien Raum 12 soll in dem Bereich von 815 bis 985° C und vorzugsweise bei 900 bis 955° C liegen. Temperaturen über 985° C sind zu vermeiden, weil sie die Ferritbildung begünstigen, während andererseits .die Temperatur zweckmäßig über 900° C liegt, um eine vollständige Entschwefelung zu begünstigen. Die Temperatur in dem freien Raum 12 kann höher sein als in dem Bett 4, da in diesem freien Raum 12 keine unerwünschten lokalen überhitzungen auftreten können, während die Wahrscheinlichkeit des Auftretens lokaler überhitzungen in dem Bett 4 wegen des geringen Abstandes der Teilchen voneinander größer ist. Die Temperatur in dem freien Raum 12 kann durch Einleiten von Wasser oder Abfallsäure durch Leitung 13 oder durch gekühltes Rückführungsgas, das durch die Rohrleitung 14 in die Röstkammer 11 eintritt, gekühlt werden. Durch Leitung 14 in den freien Raum 12 eintretendes Gas dient auch dazu, die Feinteilchen aufwärts durch den freien Raum und aus der Reaktionszone herauszutragen. Die Gasgeschwindigkeit in dem freien Raum ist insbesondere dann, wenn weiteres Gas und/oder flüssiges Kühlmittel zugeführt wird, beträchtlich größer als im Bett 4 und liegt gewöhnlich in der Größenordnung von etwa 1,2 bis 3 m/sec.The partially roasted ore fines carried out of the bed flow with the gas from the surface of the fluidized bed up through the free space 12, in which the oxidation continues. The temperature in the free space 12 should be in the range from 815 to 985 ° C and preferably from 900 to 955 ° C. Temperatures above 985 ° C are to be avoided because they favor the formation of ferrite, while on the other hand .the temperature is expediently above 900 ° C in order to promote complete desulfurization. The temperature in the free space 12 can be higher than in the bed 4, since no undesired local overheating can occur in this free space 12, while the probability of the occurrence of local overheating in the bed 4 is greater because of the small distance between the particles. The temperature in the free space 12 can be cooled by the introduction of water or waste acid through line 13 or by cooled recycle gas which enters the roasting chamber 11 through the pipe 14. Gas entering free space 12 through conduit 14 also serves to carry the fines upward through the free space and out of the reaction zone. The gas velocity in the free space is considerably greater than in bed 4, particularly when additional gas and / or liquid coolant is supplied, and is usually of the order of about 1.2 to 3 m / sec.

Das Erz, das mittels des Schneckenförderers 3 in die Röstkammer eingeführt wird, enthält einige größere Teilchen, gewöhnlich 5 bis 25 %, die so groß sind, daß sie von der durch das Bett nach oben strömenden Luft nicht mitgerissen werden können und sich daher in dem Bett 4 ansammeln. Diese angesammelten Teilchen von geröstetem Erz können entweder kontinuierlich oder in Zeitabständen über den Schneckenförderer 15 durch Leitung 16 abgezogen werden.The ore that is introduced into the roasting chamber by means of the screw conveyor 3 contains some larger particles, usually 5 to 25%, which are so large that they cannot be carried away by the air flowing up through the bed and are therefore in the Accumulate bed 4. These accumulated particles of roasted ore can be withdrawn via the screw conveyor 15 through line 16 either continuously or at intervals.

Gase und darin suspendierte geröstete Teilchen werden durch das Abzugsrohr 17, das isoliert ist, um Wärmeverluste zu verringern, aus der Röstkammer 11 abgeleitet und dann in den Heißstaubsammler 18, beispielsweise einen Zentrifugalstaubsammler, wie einem üblichen Zyklon, eingeleitet, worin der größte Teil der Festteilchen, gewöhnlich 85 bis 90 %, von den Gasen abgetrennt wird und von wo diese Feinteilchen über den Schneckenförderer 19 durch die Rohrleitung 21 abgeleitet werden. Wichtig ist, daß die Hauptmenge an Staub bei hoher Temperatur von beispielsweise über 790° C von den Gasen abgetrennt wird, da sonst die Qualität des erhaltenen Produktes beträchtlich schlechter ist. Damit die Temperatur in dem Sammler 1.8 über 790° C und vorzugsweise zwischen 815 und 930° C bleibt, kann der Sammler entweder von außen geheizt oder gut isoliert werden. Gases and roasted particles suspended therein are discharged from the roasting chamber 11 through the exhaust pipe 17, which is insulated to reduce heat losses, and then introduced into the hot dust collector 18, for example a centrifugal dust collector, such as a conventional cyclone, in which most of the solid particles , usually 85 to 90%, is separated from the gases and from where these fine particles are discharged via the screw conveyor 19 through the pipe 21. It is important that the main amount of dust is separated from the gases at a high temperature of, for example, over 790 ° C., since otherwise the quality of the product obtained is considerably poorer. So that the temperature in the collector 1.8 remains above 790 ° C. and preferably between 815 and 930 ° C., the collector can either be heated from the outside or be well insulated.

Vom oberen Ende des Sammlers 18 strömen Gase, die weitgehend frei sind von suspendierten Festteilchen, jedoch noch geringe Mengen von feinem Staub enthalten, durch die Rohrleitung 22 in den Dampfkessel 23, worin sie auf eine Temperatur von etwa 260 bis 370° C gekühlt werden. Die von diesen Gasen abgegebene Wärme wird zur Erzeugung von Dampf verwendet, der durch die Rohrleitung 24 aus dem Boiler abströmt. Eine geringe Menge an Feinteilchen, die sich in dem Boiler absetzen kann, kann über Leitung 25, Schneckenförderer 26 und Leitung 27.abgeführt werden.From the upper end of the collector 18 gases which are largely free of suspended solid particles, but still contain small amounts of fine dust, flow through the pipe 22 into the steam boiler 23, in which they are cooled to a temperature of about 260 to 370 ° C. The heat given off by these gases is used to generate steam which flows out of the boiler through the pipe 24. A small amount of fine particles that can settle in the boiler can be discharged via line 25, screw conveyor 26 and line 27.

Die aus dem Boiler 23 über die Rohrleitung 28 austretenden gekühlten Gase werden mittels eines Gebläses 29 durch einen üblichen Heißgaselektroabscheider 31 geleitet, um letzte Spuren von Staubfeinteilchen von dem Gas abzutrennen. Der abgesetzte Staub wird durch Leitung 32, Schneckenförderer 33 und Leitung 34 abgezogen. Das gereinigte, gekühlte, Schwefeldioxyd enthaltende Gas wird über die Rohrleitung 35 einem üblichen Kontaktverfahren zur llberführung in Schwefelsäure zugeleitet.The exiting from the boiler 23 via the pipeline 28 cooled Gases are passed through a conventional hot gas electrostatic precipitator by means of a fan 29 31 to separate last traces of fine dust particles from the gas. Of the Deposited dust is withdrawn through line 32, screw conveyor 33 and line 34. The purified, cooled gas containing sulfur dioxide is supplied via the pipeline 35 fed to a customary contact process for conversion into sulfuric acid.

Ein Teil des gekühlten, durch Leitung 28 aus dem Dampfkessel 23 austretenden Gases kann mittels des Gebläses 36 über Leitung 14 in den freien Raum 12 der Röstkammer 11 zurückgeführt werden.Part of the cooled, exiting from the steam boiler 23 through line 28 Gas can by means of the fan 36 via line 14 into the free space 12 of the roasting chamber 11 can be returned.

Das Röstgut, das aus den Leitungen 16, 21, 27 und 34 austritt, kann getrennt gesammelt oder vereinigt und durch Leitung 37 in den Kühler 38, worin es auf eine Temperatur von etwa 95° C gekühlt wird, und dort über die Leitung 39 der Auslaugstufe eines hydrometallurgischen Aufarbeitungsverfahrens zugeleitet werden.The roast that emerges from the lines 16, 21, 27 and 34 can separately collected or combined and through line 37 into the condenser 38, in which it is cooled to a temperature of about 95 ° C, and there via line 39 of the Leaching stage of a hydrometallurgical work-up process are fed.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the invention in more detail.

Beispiel 1 Zinksulfidkonzentrate wurden in einer Röstkammeir mit einem. Innendurchmesser von 1,52m und einer Höhe von etwa 15m mit einem Verteilungsgitter am Boden geröstet. In eine Windkammer unter dem Verteilungsgitter wurde durch das Abzugsrohr eines Gebläses Luft zum Aufwirbeln und Oxydieren eingeleitet. An nur einer Stelle, 0,3 m über dem Gitter, wurde Erz in ein Bett von zuvor geröstetem Zinkerz eingeführt. Etwa 0,35 m über dem Verteilungsgitter war gegenüber der Stelle der Erzzuführung eine Austrittsöffnung zum periodischen Abziehen von geröstetem Gut angeordnet. Durch ein 0,5-Zoll-Rohr wurde 1,2 m über dem Gitter Wasser zur Steuerung der Temperatur des Bettes zugeleitet. Durch ein einzelnes 6-Zoll-Rohr wurde 2,8 m über dem Gitter gekühltes rückgeführtes Gas in den freien Raum über dem Bett eingeleitet. Weiteres Wasser zur Steuerung der Temperatur in dem freien Raum wurde durch eine einzelne Sprühdüse 3,8 m über dem Gitter zugeleitet.Example 1 Zinc sulfide concentrates were in a roasting chamber with a. Inside diameter of 1.52m and a height of about 15m with a distribution grid roasted on the ground. The Vent pipe of a blower air introduced to whirl up and oxidize. At only At one point, 0.3 m above the grate, ore was poured into a bed of previously roasted Zinc ore introduced. About 0.35 m above the distribution grid was opposite the point the ore supply an outlet opening for the periodic removal of roasted Well arranged. A 0.5-inch pipe was used to provide control water 1.2 m above the grate fed to the temperature of the bed. Through a single 6 inch pipe it became 2.8 Recirculated gas cooled above the grille is introduced into the free space above the bed. Additional water to control the temperature in the free space was supplied by a single spray nozzle 3.8 m above the grille.

Die Gase und die darin suspendierten Zinkoxydteilchen wurden vom oberen Ende der Röstkammer durch ein isoliertes horizontales Abzugsrohr einem wärmeisolierten Staubsammler zugeleitet, der einen Wirkungsgrad von 85 bis 95 % hatte und in dem der Druckabfall 10 bis 15 cm Wassersäule betrug. Die Gase wurden dann durch eine Rohrleitung dem Boiler einer üblichen Schwefelsäureanlage und durch eine elektrische Gasreinigung, wo restliche suspendierte Feinteilchen abgetrennt wurden, geleitet. Ein Teil der gekühlten staubfreien Gase wurde durch ein Gebläse eingeleitet und zur Temperatursteuerung in die Suspensionszone der Röstkammer zurückgeführt.The gases and the zinc oxide particles suspended therein were removed from the upper End of the roasting chamber through an insulated horizontal flue pipe to a thermally insulated one Dust collector fed, which had an efficiency of 85 to 95% and in which the pressure drop was 10 to 15 cm water column. The gases were then passed through a Pipeline the boiler of a conventional sulfuric acid plant and through an electrical one Gas cleaning, where residual suspended fine particles were separated, passed. Part of the cooled dust-free gases were introduced by a fan and returned to the suspension zone of the roasting chamber for temperature control.

Die Röstgutteilchen aus der Röstkammer, dem Staubsammler und der elektrischen Gasreinigung wurden gesammelt und gewogen. Dann wurden abgewogene Mengen für die anschließenden Laugversuche vereinigt.The toasted particles from the roasting chamber, the dust collector and the electrical one Gas purification was collected and weighed. Then weighed out amounts for the subsequent leaching attempts combined.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Anlage wurde ein Zinkerzflotationskonzentrat mit 50,2% Zn, 13,4% Fe und 35,71/o S im trockenen Zustand und 2,8% Feuchtigkeit, von dem 48,1% eine Teilchengröße unter 0,04 mm, 901/o eine Teilchengröße unter 0,15 mm und 10% eine Teilchengröße über 0,15 mm hatten, 18 Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von 10,1 kg/min in die Röstkammer eingeleitet. Durch das Gitter wurde Luft mit einer Geschwindigkeit von 24,25 Nm3/min aufwärts in ein Wirbelbett von 2,7 m Länge und einer .Dichte von 1,15 geleitet. Die Temperatur des Bettes wurde durch Einspritzen von 2,72 kg Wasser je Minute bei 857° C gehalten. In die Suspensionszone wurde Rückführungsgas mit einer Geschwindigkeit von 5,6 m3/min eingeleitet. Die Temperatur in der Suspensionszone stieg von 857° C 2,43 m über der Bodenplatte auf einen Höchstwert von 943° C 8,84 m über der Bodenplatte und betrug 935° C 13,71 m über der Grundplatte. Der Gesamtdruckabfall in dem Bett entspricht 342 cm Wassersäule und der Druckabfall in dem Staubsammler 14 cm Wassersäule.Using the equipment described above, a zinc ore flotation concentrate was made with 50.2% Zn, 13.4% Fe and 35.71 / o S in the dry state and 2.8% moisture, of the 48.1% a particle size below 0.04 mm, 901 / o a particle size below 0.15 mm and 10% had a particle size greater than 0.15 mm for 18 hours at one rate of 10.1 kg / min introduced into the roasting chamber. Air came through the grille with a Speed of 24.25 Nm3 / min upwards in a fluidized bed of 2.7 m length and a .Density of 1.15. The temperature of the bed was injected of 2.72 kg of water per minute at 857 ° C. Recycle gas was fed into the suspension zone initiated at a speed of 5.6 m3 / min. The temperature in the suspension zone rose from 857 ° C 2.43 m above the floor slab to a maximum value of 943 ° C 8.84 m above the base plate and was 935 ° C 13.71 m above the base plate. The total pressure drop in the bed corresponds to 342 cm of water column and the pressure drop in the dust collector 14 cm water column.

4 % des erhaltenen Röstgutes wurden aus dem Bett, 6 % aus dem Elektroabscheider und der Rest von 90% aus dem Heißstaubsammler abgezogen. Nach Vereinigung enthielt das Produkt 60,2% Zink, 16,4% Eisen, 0,2% Sulfidschwefel, 0,6% Sulfatschwefel, und das Ferritisierungsverhältnis betrug 0,312. Der Gehalt an löslichem . Zink, bestimmt nach einem Normlaugversuch, betrug 55,1% oder 91,4% des Gesamtzinkgehaltes. Das aus der Röstkammer austretende Gas enthielt 5,5 % freien Sauerstoff.4% of the roasted material obtained was from the bed, 6% from the electrostatic precipitator and the remainder of 90% withdrawn from the hot dust collector. Contained after union the product 60.2% zinc, 16.4% iron, 0.2% sulphide sulfur, 0.6% sulphate sulfur, and the ferritization ratio was 0.312. The content of soluble. Zinc, for sure according to a standard leach test, was 55.1% or 91.4% of the total zinc content. That The gas emerging from the roasting chamber contained 5.5% free oxygen.

Beispiel 2 In der gleichen Anlage wie im Beispiel l wurde ein Zinkflotationskonzentrat mit 55,0% Zn, 8,9% Fe und 33,4% S, die Werte gelten für die getrocknete Probe, mit einem Gehalt von 6,61/o Feuchtigkeit, von dem 88,2% eine Korngröße unter 0,4 mm, 95% eine Korngröße unter 0,15 mm und 5% eine Korngröße über 0,15 mm hatten, 28 Stunden lang mit einer Geschwindigkeit von 12,01 kg/min eingeführt. Luft wurde mit einer Geschwindigkeit von 23,60 Nm3/min aufwärts in ein Wirbelbett von 1,14 m Höhe und einer Dichte von 1,20 g/cm3 eingeleitet. Die Temperatur des Bettes wurde durch Einspritzen von 1,36 kg Wasser je Minute bei 857° C gehalten. Rückführungsgas wurde mit einer Geschwindigkeit von 13,15 Nm3/min in die Suspensionszone eingeleitet. Die Temperatur in der Suspensionszone betrug 2,44 m über dem Gitter 857° C, hatte einen Höchstwert von 940° C 8,84 m über dem Gitter und betrug am Einlaß des Staubsammlers 910° C. Der Gesamtdruckabfall im Bett betrug 317 cm Wassersäule und im Staubsammler 13,9 cm Wassersäule. Von dem Bett wurden 4%, von der elektrischen Gasreinigung 6% und von dem Staubsammler 90% des gerösteten Zinkerzes abgezogen. Das Zinkoxyd enthielt insgesamt 65,911/o Zink, 61,8% lösliches Zink, 10,8% Fe, 0,10% Sulfidschwefel und 0,62% Sulfatschwefel und besaß ein Ferritisierungsverhältnis von 0,380 und eine Auslaugbarkeit von 93,4%.Example 2 In the same plant as in Example 1, a zinc flotation concentrate was produced with 55.0% Zn, 8.9% Fe and 33.4% S, the values apply to the dried sample with a moisture content of 6.61 / o, of which 88.2% has a grain size below 0.4 mm, 95% had a grain size below 0.15 mm and 5% had a grain size over 0.15 mm, 28 hours long introduced at a rate of 12.01 kg / min. Air became with one Speed of 23.60 Nm3 / min upwards in a fluidized bed of 1.14 m height and a density of 1.20 g / cm3. The temperature of the bed was injected held by 1.36 kg of water per minute at 857 ° C. Recycle gas was with a Introduced into the suspension zone at a speed of 13.15 Nm3 / min. The temperature in the suspension zone was 2.44 m above the grid 857 ° C, had a maximum value of 940 ° C 8.84 m above the grille and was 910 ° C at the inlet of the dust collector. The total pressure drop in the bed was 317 cm of water and 13.9 in the dust collector cm water column. From the bed 4%, from the electrical gas cleaning 6% and 90% of the roasted zinc ore is deducted from the dust collector. That contained zinc oxide a total of 65.911 / o zinc, 61.8% soluble zinc, 10.8% Fe, 0.10% sulphide sulfur and 0.62% sulfate sulfur and had a ferritization ratio of 0.380 and one 93.4% leachability.

Claims

Claims: 1. Process for the production of roasting blends from ferrous Zinc sulfide ore containing 40 to 95 percent by weight in the form of particles below 0.15 mm (100 mesh) and otherwise in the form of particles no larger than 0.63 cm, using a fluidized bed maintained at a temperature of 815 to 900 ° C, with fresh ore in the fluidized bed at a point 15 to 90 cm above the floor surface of the bed is fed, oxygen-containing gas is passed through the fluidized bed so that particles of roasted ore are carried along and carried out of the bed be, the roasted ore particles through a free space above the bed, its Volume is at least equal to seven times the volume of the fluidized bed, performed and zinc oxide from both the gas containing the roasted ore and from the fluidized bed is withdrawn, d a d u r c h marked that the oxygen-containing Gas is passed through the fluidized bed at such a rate that practical any particles less than 0.15 mm (100 mesh) in size will be entrained by the gas and the oxidation of the entrained particles in the free space, which is at least is kept in part at a temperature of 900 to 955 ° C, is terminated and that at least 75 percent by weight, and preferably at least 90 percent by weight of the roasted ore particles entrained by the gas at a temperature of at least 790 ° C, preferably 815 to 930 ° C, are separated from the gas.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the temperature of the fluidized bed by Introduce water directly into the bed and increase the temperature of the free space through it Introducing recirculated cooler gas into this space is controlled.

3. Procedure according to claim 2, characterized in that the gas after at least 90% of the Roasted ore separated from it is cooled by passing it through a boiler conducts, and that the remainder of the fines of roasted ore recovered in the gas by passing the gas through an electrostatic precipitator. Considered Publications: German Auslegeschrift No. 1029157; British Patent No. 645,977; Chim. Ing. Techn., 1957, p. 565; Chemical Engineering Progress, 1953, pp. 532.