DE1930703C - Verfahren zur pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle aus Eisenfulfidschmelzen - Google Patents
Verfahren zur pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle aus EisenfulfidschmelzenInfo
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Description
1100 bis 1600° C abgetrieben werden. Die Temperaturen
beim Schmelzen, wie auch bei der Reduktionsbehandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind wesentlich bedingt durch die Zusammensetzung des erzeugten Eisensulfids. Die NE-Metalldämpfe
können in an sich bekannter Weise mit Luft nachverbrannt und als Oxide aufgefangen werden, z. B.
in einem Elektrofilter.
Als reduzierendes kohlenstoffhaltiges Material kommen z. B. in Frage: Ruß, Graphitelektrodenbruch,
Steinkohlen-Koks, Braunkohlenschwelkoks. Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren
Steinkohienkoks oder Petrolkoks verwendet. Die Teilchengröße des kohlenstoffhaltigen Materials
richtet sich nach der Art der Zusammenbringung des kohlenstoffhaltigen Materials mit der heißen Sulfidschmelze.
So ist es zweckmäßig, feinteiligen Koks, Staub oder Grieß, mit einer Korngröße vonO bis
2 mm zu verwenden, wenn das Reduktionsmittel mit Hilfe von Inertgas in die Eisensulfidschmelze einge- »o
blasen wird. Wird hingegen das kohlenstoffhaltige Material durch einen Einrührprozeß eingebracht, so
ist eine körnige (2 bis S mm) Beschaffenheit zweckmäßig. Schließlich hat es sich in dem erfindungsgemäßen
Verfahren aber auch als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Eisensulfidschmelze durch ein .
Haufwerk oder eine Schüttung körnigen oder stückigen kohlenstoffhaltigen Materials, vorzugsweise
Steinkohlenkoks oder Petrolkoks, hindurchströmen zu lassen. Hierbei wird ein inniger Kontakt der
Schmelze mit dem oberflächenreichen Koks herbeigeführt und eine wirkungsvolle Reduktion des
Eisenoxids erzielt.
Eine solche Schüttung kann z. B. hergestellt werden durch Einbringung von körnigem oder stückigem
Koks (Korngröße 10 bis 200 mm) in einen Trichter, der gegebenenfalls auch mit Kohlenstoffstampfmasse
zusätzlich ausgekleidet sein kann. Oder auch durch Einbringung von Koks in einen Schacht, durch
welchen die abgezogene und zweckmäßig entschlackte 4» heiße Eisensulfidschmelze von etwa 1100 bis 16000C
hindurchströmt.
Als Erzkonzentrate können in dem erfindungsgemäßen Verfahren solche Pyrite mit NE-Metallgehalten
an insbesondere Zink und/oder Blei zwisehen 0,1 und 10% eingesetzt werden. In jedem
Falle werden auch bei hohen Gehalten an verflüchtigungsfähigen NE-Metallen diese bis auf geringe und
nicht störende Gehalte von etwa 0,02·/· verflüchtigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist Vorteile auf. Aus einer Eisenoxid enthaltenden Eisensulfidschmelze
können in ebenso wirtschaftlicher wie einfacher Weise durch Reduktion des oxidischen Anteils
zu metallischem Eisen insbesondere die Metalle Blei und Zink gasförmig abgetrennt werden, und
man erhält auch aus NE-metallreichen Eisensulfidschmelzen
ein praktisch reines Eisensulfid, das bei der Abrüstung zu einem für die Verhüttung im Hochofen
hervorragend geeigneten Produkt führt.
Die Erfindung wird an Hand des nachstehenden Beispiels näher erläutert.
Schwefelkies mit 48,0% S, 41,0·/· Fe, 0,8% Zn, 0,4% Pb, 6,0% SiO8, 1,2·/· Al2O,, der auf eine
Korngröße unter 0,1 mm aufgemahlen war, wurde nach Art der Kohlestaubfeuerung in einen leeren
Schacht eingeblasen, in den gleichzeitig O*-angereicherte
Luft mit etwa 30% O2 eingeführt wurde. Die Luftmenge wurde so bemessen, daß die Hälfte
des Schwefelinhalts zu SQ2 verbrannte und etwa
10% des Eiseninhalts zu FeO oxidiert wurde. Nach Zündung des Pyrits stieg die Temperatur im Ofen
auf etwa ISOO0C an, und der partiell verbrannte
Pyrit schmolz und sammelte sich als Schmelze in dem unteren Teil des Schachtes an. Der untere Teil
des Schachtes war mit Koksbrocken von 2 bis S cm Größe angefüllt. Die sich hier ansammelnde FeS-Schmelze
füllte den Zwischenraum zwischen den Koksbrocken vollständig aus, so daß kein Koks mit
dem Ο.,-haltigen Gas in Berührung kam. Auf der Eisensulfidschmelze bildete sich eine ebenfalls geschmolzene
Schlackenschicht. Das in der Eisensulfidschmelze enthaltene FeO reagierte mit dem Koks zu
metallischem Fe1 das dann mit dem in der Eisensulfidschmelze
gelösten ZnS zu metallischem Zink und FeS reagierte. Das Zink verdampfte sofort und
gelangte als Zinkdampf in den Ofenraum, wo es mit dem SO2-haltigen Abgas abgeführt wurde. Die flüssige
Eisensulfidschmelze wurde periodisch abgestochen, wobei die Abstichintervalle so bemessen
wurden, daß sich eine mittlere Verweilzeit des FeS in der Koksschicht von 2 Stunden ergab. Die abgestochene
FeS-Schmelze wurde in Wasser granuliert und in bekannter Weise abgeröstet. Hierbei entstand
hochwertiges Eisenoxid mit einem Zinkgehalt von 0,02%.
Claims (5)
1. Verfahren zur pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähiger NE-Metalle bzw.
NE-Metallverbindungen aus eisenoxidhaltigen Eisensulfidschmelzen, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Eisensulfidschmelze enthaltenes Eisenoxid mit kohlenstoffhaltigem Material
bei einer Temperatur von 1100 bis 16000C
zu metallischem Eisen mit der Maßgabe reduziert io NE-Metalle reicht der Verflüchtigungsgrad jedoch
wird, daß der Eisenmetallanteil für die Frei- nicht aus, um Eisensulfid zu erhalten, das nach Absetzung
der verflüchtigungsfähigen NE-Metalle röstung ein für die Verhüttung in Hochöfen geeigaus
deren sulfidischen Verbindungen ausreicht. netes und genügend reines Eisenoxid abgibt. Weiter-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- hin ist aus deutsche Patentschrift 839202 ein Verkennzeichnet,
daß die Reduktion bei einer Tem- 15 fahren zum Stückigmachen von Feinerzen bekannt,
peratur der Eisensulfidschmelze von 1400 bis worin oxidische Feinerze unter Zusatz von metalli-15000C
durchgeführt wird. schem Eisen und Koks mit sauerstoffhaltigen Gasen
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch verblasen werden und die Schmelze in Stückform
gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltiges Ma- überführt wird. Hierbei werden auch verflüchtigungsterial
Steinkohlen- oder Petrolkoks verwendet ao fähige Oxide, wie die von Zink, Blei oder Zinn, abwird,
getrieben. In dem vorbekannten Verfahren werden
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige
Material in feinteiliger Form in die Eisensulfidschmelze eingerührt oder mit Inertgas
eingeblasen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schüttung
angeordnete stückige oder körnige kohlen-
keine Eisensulfidschmelzen eingesetzt, und es sind in dem Augenblick auch keine sulfidischen Nichteisenmetalle
enthalten.
Nach einem noch nicht veröffentlichten Vorschlag kann durch Zusatz von metallischem Eisen, wie
Eisenschrott, zu geschmolzenem Eisensulfid-Schlakken-Gemisch das NE-Metall, wie Zink, weitestgehend
verflüchtigt werden gemäß der Gleichung
stoffhaltige Material von der Eisensulfidschmelze 30 Fe 4- ZnS = FeS 4- Zinkdampf,
durchlaufen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
technisch einfaches Verfahren zur wirtschaftlichen und weitestgehenden Entfernung verflüchtigungsfähiger
NE-Metalle in pyrometallurgischer Reaktion
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 35 aus Eisensulfidschmelzen bereitzustellen, wobei die
pyrometallurgischen Entfernung verflüchtigungsfähi- Eisensulfidschmelzen eisenoxidische Anteile ent-
ger NE-Metalle, insbesondere Zink und Blei aus halten.
Eisensulfidschmelzen, sogenannten Eisensteinen. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun
Hierbei werden diese Metalle aus ihren sulfidischen darin, daß in der Eisensulfidschmelze enthaltenes
Verbindungen durch Reaktion mit metallischem 40 Eisenoxid mit kohlenstoffhaltigem Material bei einer
Eisen freigesetzt, welches durch Reduktion des in Temperatur von 1100 bis 16000C zu metallischem
der Eisensulfidschmelze enthaltenen Eisenoxids mit Eisen mit der Maßgabe reduziert wird, daß der
kohlenstoffhaltigem Material gebildet wird. Eisenmetallanteil für die Freisetzung der verflüchti-
Es ist bekannt, feinteiligen Schwefelkies oder gungsfähigen NE-Metalle aus deren sulfidischen Ver-
fiotierte Kiese mit vorgewärmter Luft nach der 45 bindungen ausreicht.
Gleichung FeS2 f O2 = FeS (■■ SO2 oder auch mit Zweckmäßig wird die Reduktion bei einer Tempeheißen
O2-freier» Brennerabgasen gemäß der allgemeinen
Gleichung 2 FeS2 = 2 FeS + S2 partiell zu entschwefeln.
Bei der partiellen Verbrennung des Pyrits
ratur der Eisensulfidschmelze von 1400 bis 15000C
durchgeführt.
Als verflüchtigungsfähige NE-Metallanteile sind
mit sauerstoffhaltigen Gasen in bekannter Weise so im wesentlichen Zink und Blei als Sulfide in der
zwecks Erzielung einer FeS-Schmelze läßt es sich in der technischen Praxis nicht vermeiden, daß ein
Teil des Eiseninhalts des Eisensteins in Eisenoxid übergeführt wird. Im allgemeinen beträgt dieser An-
Eisensulfidschmelze enthalten. Darüber hinaus können aber auch noch Cadmium und Zinn enthalten
sein.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es nicht
teil etwa 10 bis 300/o des Eiseninhalts. Die das Eisen 55 wesentlich, nach welchem Verfahren oder in welcher
enthaltende Eisensulfidschmelze vorbekannter Ver- Vorrichtung die eisenoxidhaltige Eisensulfidschmelze
fahren, auf der die Gangart als Schlackenschicht
schwimmt, wird abgestochen und in einer Folgebehandlung durch die üblichen Methoden, wie
schwimmt, wird abgestochen und in einer Folgebehandlung durch die üblichen Methoden, wie
Granulieren oder Formgießen, in die für die Weiter- 60 10 bis 30% des Eiseninhaltsder Eisensulfidschmelze,
verarbeitung günstigste Form gebracht. Auf Grund Durch die mindestens teilweise Reduktion dieser
der hohen Temperatur zwischen 1000 und 12000C oxidischen Anteile zum metallischen Eisen wird es in
sollen bei den vorbekannten Verfahren die Sulfide dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht, die in
des Arsens, Bleis und Zinks verdampfen (deutsche der Eisensulfidschmelze enthaltenen NE-Metall-Auslegeschrift
1 205 503). Es ist ferner bekannt, 65 sulfide, insbesondere ZnS und PbS, gemäß der all-Zyklonfeuerungen
zur Verarbeitung von Kupfer- gemeinen Gleichung Me11S 4- Fe = FeS l· Me" um-
und polymetallischen Konzentraten vorzusehen. Das zusetzen, wobei die verflüchtigungsfähigen NE-Medabei
gebildete Schmelzprodukt wird in einem tallc auf Grund der hohen Schmelztemperatur von
hergestellt wird. Es kommt lediglich darauf an, daß die Eisensulfidschmelze einen Eisenoxidanteil aufweist.
Im allgemeinen beträgt dieser Eisenoxidanteil
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