DE836403C

DE836403C - Process and furnace for extracting lead

Info

Publication number: DE836403C
Application number: DEJ951A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Johannsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-05-23
Filing date: 1950-05-23
Publication date: 1952-04-10

Description

Verfahren und Ofen zur Gewinnung von Blei Es ist üblich, Bleierze und andere bleihaltige Rohstoffe nach vorheriger Abröstung des Schwefels im Schachtofen mit Koks als Reduktionsmittel und Brennstoff auf ein Werkblei zu verarbeiten. Es ist ferner bekannt, sulfidische Bleiverbindungen in Mischung mit Brennstoffen durch ein Reaktionsschmelzen im Herdofen oder durch ein Niederschlagschmelzen mit metallischem Eisen und Koks als Brennstoff im Schachtofen zu verarbeiten. Bei dem Reaktionsschmelzen und dem Niederschlagsverfahren entstehen verhältnismäßig reiche Rückstände, die die Anwendung des Reaktionsschmelzens stark begrenzen und das Niederschlagsverfahren völlig verdrängt haben.Method and furnace for extracting lead It is common to use lead ores and other lead-containing raw materials after previous roasting of the sulfur in a shaft furnace to process with coke as a reducing agent and fuel on a lead. It is also known to use sulfidic lead compounds mixed with fuels reaction melting in a hearth furnace or by precipitation melting with metallic To process iron and coke as fuel in the shaft furnace. At the reaction melting point and the precipitation process produces relatively rich residues that severely limit the application of reaction melting and the precipitation process have completely repressed.

Die Erfindung bezweckt, sulfidische oder oxydische bleihaltige Rohstoffe ohne Kdks oder einen AUSGEGEBEN AM 10. APRIL 1952 anderen kdhlenstoffhaltigen Brennstoff und ohne vorherige Röstung auf Werkblei zu verarbeiten. Dies wird in erster Linie .dadurch erreicht, daB das bleithaltige Gut .unter Verwendung von Eisen als Reduktionsstoff und als einziger Brennstoff in einem Verblaseprozeß direkt auf Werkblei verarbeitet wird. Dabei wird,zweckmäßig die für die Verbrennung des Eisens erforderliche Luft durch die verflüssigte Beschickung hindurchgeleitet, und zwar entweder durch das Werkblei hindurch oder unmittelbar in die sich auf dem Werkblei bildende Steinschicht. Durch die Verbrennung des Eisens, das gegebenenfalls zunächst in Fe S übergeführt wird und dann als solches oxydiert wird, bildet sich eine eisenhaltige Schlacke, die nach Verlassen des Ofens vorzugsweise nach dem Renn-Wälzverfahren im Drehrohrofen-z auf metallisches Eisen weiterverarbeitet wird. Dabei findet gleichzeitig eine Verflüchtigung der in der Schlacke vorhandenen Gehalte an Blei, Zink und-anderer flüchtigen Metalle statt, die aus den Abgasen dieses Ofens als Oxyd gewonnen werden.The invention aims to process sulfidic or oxidic lead-containing raw materials without KDKS-FM or AM ISSUED April 10, 1952 other kdhlenstoffhaltigen fuel and without prior roasting factory lead. This is achieved primarily because the lead-containing material is processed directly onto lead in a blowing process using iron as a reducing substance and as the only fuel. In this case, required for the combustion of the iron, air is bubbled through the liquefied feed useful, either by the work lead through or immediately in the forming of the lead bullion stone layer. When the iron is burned, which may first be converted into Fe S and then oxidized as such, an iron-containing slag is formed which, after leaving the furnace, is processed into metallic iron in a rotary kiln using the Renn-Waelz method. At the same time, the contents of lead, zinc and other volatile metals in the slag, which are obtained as oxide from the exhaust gases of this furnace, are volatilized.

Die gesamten Umsetzungen finden in dem Verblaseprozeß innerhalb einer sich im ProzeB bildenden Steinschicht statt, in der sich gleichzeitig metallisches Eisen und der bleihaltige Rohstoff befinden. Vermöge ihrer Schwere befinden sich diese Konihonenten an der Grenzschicht Stein-Blei und li'»):en sich zum Teil auch im Stein. Bei der Verarlxittiiig eines Bleiglanzes mit ,70% Pb sind je nach Ofengröße etwa 4o bis ioo kg Eisen erforderlich, um beim Einblasen von kalter Luft durch das Bleibad den Gesamtwärmebedarf des Prozesses zu decken. Es bildet sich dabei aus der Gangart des Erze: und dem oxvdisclien Eisen eine Schlacke, die etwa 20 bis 50% Fe enthält. Der sich oberhalb des 131eibades bildende Stein nimmt den Kupfergehalt des Erzes vollständig auf und kann bei genügender Anreicherung des Kupfers periodisch abgestochen werden. Die Abgase des Prozesses sind sauerstofffrei und enthalten fast die gesamte Menge des Schwefels in dampfförmiger Form und nur kleine Mengen SO.,. Durch Kondensation läßt sich daher elementarer Schwefel gewinnen, Nvobei die Abgase zur Reduktion des noch vorhandenen S02 vorher über glühenden Koks geleitet werden können. Will man die Abgase auf Schwefelsäure oder flüssige schweflige Säure verarbeiten, führt man Luft oberhalb des Bades zu und erhält dann ein Gas mit etwa 12 bis 15% S02. In jedem Fall werden die Abgase zunächst filtriert, um verdampfte Blei-, Antimon-und Arsenverbindungen aufzufangen. Der dabei anfallende Flugstaub geht in den Prozeß zurück, wobei sich die oxydischen Bleiverbindungen des Flugstaubes im Verblaseprozeß mit dem Pb S des Erzes nach Art des Reaktionsschmelzens in Werkblei umsetzen. Durch das Einblasen von Luft in das Bleibad erreicht man gleichzeitig eine Vorraffination des Bleis, d. h. die Gehalte des Bleis an As, Sn und Sb werden aus diesem entfernt und in dem Flugstaub des Verblaseprozesses angereichert. Durch Zurückgabe dieses Flugstaubes läBt sich die Anreicherung an diesen Begleitmetallen gegebenenfalls so weit treiben, daß der periodisch aus dem Prozef! herausgenommene Flugstaub der direkten Herstellung eines reichen Hartbleis usw. zugeführt werden kann. Es ist dabei ein besonderer Vorteil des Prozesses, daß das so hergestellte Hartblei völlig edelmetallfrei ist. Der Zinkgehalt des Erzes geht überwiegend in die Schlacke des Verblaseprozesses und wird im Renn-Wälzofen als gemischtes Bleizinkoxyd gewonnen. Bei genügendem Zinkgehalt des Erzes.oxler bei zeitweiser Rückgabe dieses Oxyds vom Renn-Wälzofen in den Verblaseofen reichert sich das Zink ebenfalls an, so dafl es durch Sintern im Drehrohrofen als bleiarmer Zinkklinker abgesondert werden kann.All the reactions take place in the blowing process within a stone layer that forms in the process, in which metallic iron and the lead-containing raw material are located at the same time. Due to their gravity, these conihonents are located at the stone-lead boundary layer and are partly also in the stone. If a lead luster with .70% Pb is processed, about 40 to 100 kg of iron are required, depending on the size of the furnace, in order to cover the total heat demand of the process when cold air is blown through the lead bath. The gangue of the ore and the oxy-disc iron form a slag which contains about 20 to 50% Fe. The stone that forms above the bath absorbs all of the copper content of the ore and can be tapped periodically if the copper is sufficiently enriched. The exhaust gases from the process are oxygen-free and contain almost the entire amount of sulfur in vapor form and only small amounts of SO.,. Elemental sulfur can therefore be obtained through condensation, although the exhaust gases can first be passed over glowing coke to reduce the SO2 that is still present. If you want to convert the exhaust gases to sulfuric acid or liquid sulphurous acid, air is fed in above the bath and a gas with around 12 to 15% SO2 is then obtained. In any case, the exhaust gases are first filtered in order to collect evaporated lead, antimony and arsenic compounds. The resulting fly dust goes back into the process, with the oxidic lead compounds of the fly dust being converted into lead in the blowing process with the Pb S of the ore in the manner of reaction melting. By blowing air into the lead bath, a pre-refining of the lead is achieved at the same time, ie the As, Sn and Sb contents of the lead are removed from it and enriched in the fly ash from the blowing process. By returning this airborne dust, the accumulation of these accompanying metals can possibly be carried to such an extent that the process is periodically removed from the process. taken out fly dust can be fed to the direct production of a rich hard lead, etc. It is a particular advantage of the process that the hard lead produced in this way is completely free of precious metals. The zinc content of the ore mainly goes into the slag of the blowing process and is extracted in the Renn-Waelz furnace as mixed lead zinc oxide. If there is sufficient zinc content in the ore oxler and if this oxide is temporarily returned from the Renn-Waelz furnace to the blown furnace, the zinc is also enriched so that it can be separated as low-lead zinc clinker by sintering in the rotary kiln.

Das Metallausbringen bei dem Gesamtprozeß ist sehr hoch, da praktisch nur'die Gangart, ohne jeden Zuschlag, als Endschlacke des Renn-Wälzofens anfällt und diese Schlacke nur Metallgehalte von etwa o,i % Pb und Cu und o,i bis 0,3% Zn aufweist. Bei den geringen Gasmengen des Verblaseofens sind außerdem die bei der Filtration der -Gase verlorengehenden Metallmengen außerordentlich gering, woraus sich ein Metallausbringen des Gesamtprozesses von 97 bis 99% für PI), Sb, Zn und 98.5 bis 99,5 % für Cu, A-, :\u ergibt. Außerdem werden alle Nebenbestandteile des Erzes, wie Ab, Cu und Zn, getrennt und in sehr angereicherter Form in den jeweiligen Zwiscbenprodukten gewonnen.The metal yield in the overall process is very high because it is practical only the gait, without any surcharge, occurs as the final slag of the Renn-Waelz kiln and this slag only contains metal contents of about 0.1% Pb and Cu and 0.1 to 0.3% Zn having. In the case of the small amounts of gas in the blast furnace, those in the Filtration of the amount of metal lost in the gases is extremely low, from which a metal yield of the overall process of 97 to 99% for PI), Sb, Zn and 98.5 to 99.5% for Cu, A-,: \ u results. In addition, all secondary components of the Ore, such as Ab, Cu and Zn, separately and in very enriched form in the respective Obtained intermediate products.

Zur Durchführung des Prozesses eignen sich alle Verbiaseöfen, in denen sich ein Bleisumpf bildet, auf dem die Stein- und Schlackenschicht schwimmt. Bei Zuführung von Luft in das Bleibad bildet sich in diesem teilweise Bleioxyd, das aufsteigt und an der Grenzschicht mit dem Stein, dem Fe oder dem Pb-Erz unter Rückbildung von Pb reagiert, wobei der Sauerstoff vorwiegend an Fe gebunden wird. Um bei der Zugabe der Rohmaterialien geringe Verstaubungsverluste zu erhalten, empfiehlt es sich, die Reaktionsstoffe mit Preßluft durch das Bleiibad einzublasen.All Verbiase ovens in which a lead sump forms on which the stone and slag layer floats. at When air is fed into the lead bath, lead oxide is partially formed in this bath rises and at the boundary layer with the stone, the Fe or the Pb ore with regression of Pb reacts, whereby the oxygen is mainly bound to Fe. To at the It recommends adding the raw materials to obtain low dust loss to blow the reactants through the lead bath with compressed air.

An Stelle von Blei als blasfähiges Medium, in das die Reaktionsluft eingeblasen wird, läBt sich auch Cu verwenden. In diesem Fall sammelt sich das Bleiunter dem Kupfer an und wird abgestochen oder ständig durch Siphon abgeführt.Instead of lead as a blowable medium into which the reaction air is blown in, Cu can also be used. In this case the lead collects under the copper and is tapped or constantly discharged through a siphon.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von -metallischem Blei als Medium zur Lufteinführung in einem lotrechten Schnitt schematisch veranschaulicht.In the drawing is an exemplary embodiment of the subject matter of the invention a device for carrying out the method using -metallic Lead as a medium for introducing air in a vertical section is illustrated schematically.

Auf einem Bleikessel i mit Feuerung 2 befindet sich ein ausgemauerter zylindrischer Reaktionsraum 3 mit Abgasleitung 4 und Aufgabevorrichtung 5. Durch letztere wird zu Beginn des Prozesses der Zündbrennstoff und später der Eisenzuschlag aufgegeben, während die Bleikonzentrate und der Flugstaub mit PreBluft durch das Rdhr 6 in das Bleibad gedrückt werden und vermöge ihres geringeren Gewichtes in den Reaktionsraum aufsteigen. Das Bleibad 7 stellt sich im Kessel und im Reaktionsraum in verschiedener Höhe ein. Auf dem Bleibad bildet sich im Reaktionsraum eine Steinschicht 8 und darüber eine Schlackenschicht 9. Durch das Rohr io und den Verteiler ii wird die Reaktionsluft eingeblasen. Der Abstich der Schlacke erfolgt durch eine Öffnung 12, der des Steins, soweit dieser ,bei genügender Kupferanreicherung entfernt werden soll, durch den Abstich 13. On a lead boiler i with furnace 2 there is a brick-lined cylindrical reaction space 3 with exhaust pipe 4 and feed device 5.The latter feeds the pilot fuel and later the iron supplement at the beginning of the process, while the lead concentrates and the fly dust with compressed air through the pipe 6 into the Lead bath are pressed and because of their lower weight rise into the reaction chamber. The lead bath 7 is established at different levels in the boiler and in the reaction chamber. A stone layer 8 is formed on the lead bath in the reaction space and a layer of slag 9 above it. The reaction air is blown in through the pipe io and the distributor ii. The slag is tapped through an opening 12, and that of the stone, if it is to be removed with sufficient copper enrichment, through the tap 13.

Zur Verringerung des Eisenbedarfs des Prozesses und damit der weiterzuverarbeitenden Schlackenmenge kann an Stelle von Kaltluft auch vorgewärmte Luft oder sauerstoffangereicherte Luft für das Verblasen verwandt werden. An Stelle von metallischem Eisen lassen sich ganz oder teilweise auch Sulfide der Schwermetalle, wie Schwefeleisen, Kupfersulfid oder Zinkblende, insbesondere Eisensulfide, als Brennstoff verwenden. In diesem Fall ist kein oder nur ein geringer Eisenüberschuß im Steinbad, und es findet dann unmittelbar eine Verbrennung des Schwefels zu S 02 statt. Dabei kann es zweckmäßig sein, an Stelle des Renn-Wälzverfahrens zur Aufarbeitung der Schlacke ein Verblasen der Schlacke durch Einführung von Kolileristaub und Luft in das flüssige Schlackenbad durchzuführen, da in diesem Fall auf die Rückgewinnung des Eisens in metallischer Form verzichtet «erden kann.To reduce the iron requirement of the process and thus that to be further processed Instead of cold air, the amount of slag can also be preheated or oxygen-enriched air Air can be used for blowing. Leave in place of metallic iron sulphides of heavy metals, such as iron sulphide and copper sulphide, are also completely or partially or use zinc blende, especially iron sulfide, as fuel. In In this case there is little or no iron excess in the stone bath, and it takes place the sulfur is then immediately burned to form S 02. It can be useful instead of the Renn-Waelz process for processing the slag, a blowing process the slag by introducing coliler dust and air into the liquid slag bath to carry out, since in this case on the recovery of the iron in metallic Form waived «can ground.

Bei Verarbeitung von oxydischem Bleimaterial, wie Bleiaschen, Akkurückständen usw., dient der Eisengehalt als Brennstoff und als Reduktionsstoff. Der Vorteil des Verfahrens bei diesen Materialien besteht darin, daß auch gemischte metallische und oxydische Rohstoffe ohne vorherige Seigerung verarbeitet werden können und die Verunreinigungen voneinander getrennt in stark angereicherter Form gewonnen werden.When processing oxidic lead material such as lead ash, battery residues etc., the iron content serves as a fuel and a reducing agent. The advantage the process with these materials is that also mixed metallic and oxidic raw materials can be processed without prior segregation and the Impurities are obtained separately from one another in a highly enriched form.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the extraction of lead from sulphidic or oxidic raw materials, characterized in that the lead-containing material is processed directly onto lead in a blowing process with the addition of iron as a reducing agent and as a fuel.

2. The method according to claim i, characterized in that that from the exhaust gases of the blower furnace after removal of the metal compounds contained therein elemental sulfur is obtained by cooling.

3. The method according to claim i, characterized in that the combustion air is introduced into a copper or lead bath on which there is a layer of stone in which the reaction substances float or are resolved.

4. The method according to claim i, characterized in that the Iron-rich slag formed in the process by the Renn-Waelz method on iron and metal oxide is worked up and the iron obtained in this way as fuel for Fading process decreases.

5. The method according to claim i, characterized in that that instead of metallic iron wholly or partially pyrite or sulfide Heavy metals, such as iron sulphide, copper sulphide or zinc blende, are slammed.

6. Oven for performing the method according to claim i, characterized in that that at the bottom .des reaction vessel (3) a lead sump is arranged into which the required combustion air is fed in through inserted iron pipes (io).

7. Furnace for carrying out the Verfahrend according to claim i, characterized in that that a pipe (6) is provided through which the lead-containing raw material including the airborne dust is blown together with air through the lead bath into the reaction chamber can be.