DE171215C

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Publication number: DE171215C
Application number: DE1902171215D
Authority: DE
Filing date: 1902-05-13
Anticipated expiration: 1922-05-14

Description

KAISERLICHES

Die bisher üblichen Verfahren des Abröstens geschwefelter Bleierze und der mit diesen zu verarbeitenden sulfidischen Silberund Golderze beruhen auf dem Prinzip, dieselben entweder ausschließlich in Röstofen zu entschwefeln, oder sie in Röstofen vorzurösten und dann in der Birne durch Verblasen fertig zu rösten.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die

ίο vollständige Beseitigung der für alle in der Praxis bisher angewendeten Röstverfahren notwendigen Röstofen, indem an Stelle des Röstofens oder des mit Birnen verbundenen Röstofens zur Abröstung der Erze nur allein die Birne angewendet wird.

Das Verblasen von rohen geschwefelten Erzen ist an sich nicht neu; dieses Verfahren ist zwar für Kupfererze,. Rohsteine usw. in Anwendung; es ist aber-bis jetzt noch nicht gelungen, nach den bisher angewendeten verschiedenen Methoden des Verblasens geschwefelter Erze rohe Bleierze direkt in der Birne mit Erfolg abzurosten und ein für den Schachtofenbetrieb geeignetes Röstgut zu erhalten.

Wenn man nämlich rohe Bleierze nach einer der für Kupfererze usw. angewendeten Methoden verbläst, deren Anwendbarkeit sich auf geschwefelte Erze im allgemeinen erstrecken soll, so steigt die Temperatur in der Masse sehr rasch, und es tritt Schmelzen des noch nicht abgerösteten Erzes ein.

Durch das Zusammenschmelzen gelangt das Erz in einen für das weitere Abrösten durchaus ungünstigen Zustand, weil eine bedeutende Oberflächenverringerung eintritt, so daß unzählige Angriffspunkte, die das pulverförmige Erz dem Sauerstoffe der durchgeblasenen Luft bietet, verloren gehen.

Beim weiteren Durchblasen von Luft durch die geschmolzene Erzmasse entsteht:

1. metallisches Blei,

2. bleihaltige Schlacke, indem sich Bleioxyd mit der Gangart des Erzes verbindet,

3. eine große Menge Flugstaub, der in der Hauptsache aus sublimiertem Schwefelblei besteht.

Der Zweck des Abröstens von Bleierzen, eine gut entschwefelte, für den Hochofenbetrieb geeignete Röstschlacke zu erhalten bei Vermeidung von übermäßiger Metallausscheidung und Flugstaubbildung, wird durch Verblasen roher Bleierze nach den bisher üblichen Methoden nicht erreicht.

Die vorliegende Erfindung beseitigt vorstehende Mangel und führt ein neues Verfahren ein, welches das Abrösten in der Birne ohne Vorröstung auch für rohe Blei-, Silber- und Golderze ermöglicht. Der Kürze wegen wird im nachstehenden nur von rohen Bleierzen gesprochen werden, jedoch bezieht sich die Ausführung allgemein auch auf die sulfidischen Gold- und Silbererze.

Um rohe Bleierze mit Erfolg direkt in der Birne abrosten zu können, muß dem Flüssigwerden des rohen Bleierzes, der Metallausscheidung und der Sublimation von Schwefelblei vorgebeugt werden.

Das Röstgut muß nicht nur genügend entschwefelt sein, sondern muß auch eine für den

nachfolgenden Schachtofenbetrieb passende Form haben.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß man den Erzen eine gewisse Menge Kalkstein beimischt.

Enthalten die Erze keine oder nicht genügend Kieselsäure, so muß diese in irgend einer Form zugeschlagen werden, damit im Verlaufe des Prozesses Silikatbildung eintreten kann.

Der Zuschlag von Kalkstein bewirkt folgendes :

1. Die Kalksteinteilchen wirken mechanisch; sie lagern sich zwischen die Bleierzteilchen und trennen diese voneinander. Auf diese Weise wird ein Zusammensintern verhindert und die ganze Masse locker und luftdurchgängig erhalten.

2. Der Kalkstein mäßigt die bei der Verbrennung des Schwefels entstehende sehr hohe Reaktionstemperatur, wodurch ein Flüssigwerden des Bleiglanzes, das Sublimieren von Schwefelblei und die Ausscheidung von metallischem Blei vermieden wird. Die Ermäßigung der Reaktionstemperatur erfolgt durch die eintretende Zersetzung des Kalksteins in Ätzkalk und Kohlensäure, wobei eine große Wärmemenge gebunden wird.

3. Der Kalkstein führt chemische Reaktionen herbei. Indem er zersetzt wird, bildet sich Kalk, welcher im Augenblicke des Entstehens auf Kosten des im Erz enthaltenen Schwefels zum Teil in schwefelsauren Kalk übergeht. Dieser wird bei eintretender Verschlackung durch Kieselsäure in kieselsauren Kalk verwandelt, wobei Schwefelsäureanhydrid (SO₃) entweicht. Der Kalkstein trägt also direkt und in kräftiger Weise zur Entschwefelung des Erzes bei, indem er auf Kosten des Schwefels des Erzes das Entstehen von Schwefelsäure verursacht, die ein kräftiges Oxydationsmittel ist.

Bringt man ein Gemenge von rohem Bleierz und Kalkstein, welches genügend Kieselsäure zur Silikatbildung enthält, in eine Birne und bläst einen Luftstrom durch dasselbe, indem gleichzeitig der an der Einblaseöffnung liegende Teil des Gemenges entzündet wird, so entstehen durch die Verbrennung des Schwefels sehr lebhafte Reaktionen. Es entsteht Schwefeldioxyd, Kohlendioxyd, Schwefeltrioxyd, Bleioxyd, Sulfate und Silikate. Schwefeldioxyd und Kohlendioxyd entweichen, Schwefeltrioxyd und Sulfate wirken selbst wieder oxydierend auf unzersetzten Bleiglanz, ein Teil der Sulfate wird durch die in der Masse enthaltene Kieselsäure zersetzt, wobei Schwefeltrioxyd frei wird, das ebenfalls wieder oxydierend wirkt, das entstehende Bleioxyd verbindet sich schließlich mit der Gangart des Erzes und den nicht flüchtigen Bestandteilen des Zuschlagmaterials (des Kalksteins) zu der gewünschten Schlacke, dem Röstgute.

Diese vielfachen Reaktionen beginnen am tiefsten Punkte der Birne bei der Einblaseöffnung und schreiten allmählich nach der Oberfläche des in der Birne enthaltenen Gemenges von Erz und Kalkstein fort. Ein Flüssigwerden des Erzes oder Gemenges tritt nicht ein, da die Zuschlagsmengen so gewählt sind, daß wohl die Bildung einer Schlacke erfolgt, daß diese aber gleich nach dem Entstehen durch das Durchblasen der Gebläseluft erstarrt, wobei sich in der erhärtenden Schlacke Kanäle bilden, die der Gebläseluft den weiteren Durchgang gestatten.

Das Endprodukt ist ein Silikat, bestehend aus Bleioxyd, Kalk, Kieselsäure und den übrigen Bestandteilen des Erzes, welches nur noch sehr wenig Schwefel enthält. Es hat eine der Form der Birne entsprechende Gestalt und bildet eine zusammenhängende feste Masse. In Stücke zerschlagen, ist es ein für den Schachtofenbetrieb sehr geeignetes Schmelzgut.

Der Erfinder hat das Verfahren" z. B. in folgender Weise durchgeführt:

In eine Birne, deren Einblaseöffnung mit einer durchlochten Scheibe bedeckt wurde, brachte man Kalkstein, der die Scheibe vollständig hedeckte, um diese vor der zerstörenden Wirkung des den Prozeß einleitenden Brennstoffes zu schützen. Auf den Kalkstein brachte man eine kleine Menge glühender Steinkohlen, auf letztere wieder eine Schicht Kalkstein und auf diese schließlich das zu verschlackende, mit Kalkstein versehene rohe Bleierz, welches die zur Silikatbildung nötige Kieselsäure selbst enthielt. Die Lage Kalkstein zwischen Brennstoff und Erz soll die Hitze des Brennmaterials etwas dämpfen, damit das demselben zunächst liegende Gemenge von Erz und Kalkstein nicht zu stark zusammenschmilzt und dadurch für die Preßluft undurchlässig wird. In die so geladene Birne wurde Gebläseluft geblasen. Die oben geschilderten Reaktionen traten ein und setzten sich durch die ganze Masse hindurch fort, welche zu einem einzigen Schlackenkegel zusammenschmolz. Es zeigte sich, daß es einer verschwindend geringen Menge Brennstoff bedarf, um den Verschlackungsprozeß einzuleiten.

Die technische Wirkung dieses neuen Verfahrens ist:

1. die Beseitigung der bisher füt die Herstellung einer Röstschlacke notwendig gewesenen Röstöfen,

2. eine große Arbeitsersparnis und

3. der fast vollständige Ersatz des Brennmaterials durch den Schwefel des Erzes.

Außerdem bietet das neue Verfahren die Möglichkeit, den Betrieb ohne Aufwendung erheblicher Mittel nach Belieben zu vergrößern oder zu verkleinern; ferner bedeutet es für die Arbeiter einen großen Fortschritt in gesundheitlicher Beziehung, da das neue Verfahren weniger Anstrengung verursacht als die älteren Röstverfahren, und es ermöglicht, den Arbeitern häufiger eine Ruhepause zu gewähren.

Das vorstehende beschriebene Verfahren, rohe Bleierze direkt in der Birne zu verblasen, ist charakterisiert durch den Zuschlag von Kalkstein und unterscheidet sich dadurch,

x5 wie aus dem vorhergesagten hervorgeht, wesentlich von den Verfahren, welche bezwecken, rohe Bleierze ohne diesen Zuschlag direkt in der Birne abzurosten, z. B. von dem Verfahren der britischen Patentschrift

ao 20566/1901.

Von den Verfahren, welche den Erzen auch besondere Zuschläge beimischen, kommen das Huntington - Heberlein -Verfahren, D, R. P. 95601, und das Verfahren der britisehen Patentschrift 17580/1901 in Betracht.

Das Huntington-Heberlein-Verfahren ist ein kombiniertes Röstverfahren. Es besteht aus einem Vorrösten in einem Röstofen und aus einem Fertigrösten der vorgerösteten Erze in der Birne. Die Erze werden für diesen kombinierten Prozeß allerdings auch mit Kalk vermengt, jedoch ist dieses Verfahren trotzdem wesentlich von dem vorliegenden verschieden, wie sich aus folgendem ergibt:

1. Es wird ein Fortschaufelungs- oder mechanisch betriebener Röstofen angewendet, in welchem die Erze vorgeröstet werden.

2. In die Birne gelangt ein Gemenge von zum Teil entschwef eitern Erz und Kalk (Ca O) bezw. Kalksulfat (Ca SOJ.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird
i. kein Röstofen angewendet, es findet keinerlei Vorrösten statt,

2. in die Birne kommt rohes Erz und Kalkstein (Ca CO₃).

Während also beim Huntington-Heberlein-Verfahren zwei getrennte öfen, Röstofen und Birne, und zwei getrennte Arbeitsstufen, Vorrösten und Fertigrösten, bestehen, stellt das Verfahren vorliegender Erfindung einen einzigen Vorgang dar, der in einem einzigen Ofen, der Birne, von Anfang bis zu Ende verläuft.

Das Verfahren nach der britischen Patentschrift 17580/1901 besteht in folgendem:

Rohe Bleierze werden mit schwefelsaurem Kalk gemengt und in. eine Birne gebracht. Der untere Teil der Ladung ^J/₄ bis '/3 derselben wird von außen auf 400⁰C. erhitzt. Durch dieses Erhitzen der Masse soll ein Teil des Bleiglanzes (Schwefelbleies) in Bleisulfat verwandelt werden unter Reduktion von Calciumsulfat (Ca SO_i) zu Calciumsulfid (Ca S).

Erst in diesem Zeitpunkt des Verfahrens wird Luft eingeblasen, wodurch das CaS wieder zu Ca SO^ regeneriert werden und dadurch wieder aktionsfähig gemacht werden soll.

Durch genannte, nach Gelegenheit sich oftmals wiederholende Reaktion, ferner durch Einwirkung des gebildeten Bleisulfates und des durch den eingeblasenen Luftsauerstoff erzeugten Bleioxyds auf noch vorhandenes Schwefelblei soll der Abröstungs- und Verschlackungsprozeß zu Ende geführt werden.

Das Verfahren nach der englischen Patentschrift 17580/1901 besteht demnach aus zwei völlig getrennten, zeitlich nacheinander stattfindenden Vorgängen, nämlich

1. in der von außen bewirkten Vorwärmung eines großen Teiles des Erzes auf etwa 400° C. und der dadurch bewirkten Reaktion zwischen Calciumsulfat und Schwefelblei und

2. in dem dann erst beginnenden Verblasen. Das vorliegende Verfahren ist von obigem

Verfahren wesentlich verschieden durch folgendes :

1. durch die Zuschlagsmasse,

2. durch die Ausführung des Verfahrens.

Der Erfinder des Verfahrens nach der englischen Patentschrift 17580/1901 verwendet als Zuschlag Calciumsulfat und bringt damit gerade den Körper, der aus dem Erz entfernt werden soll, nämlich den Schwefel, in größerer Menge in das Verfahren hinein — es werden 10 Prozent bis 35 Prozent Calciumsulfat zugeschlagen — und vermehrt dadurch die Menge der durch den Röstvorgang entstehenden lästigen sauren Gase bedeutend.

Dagegen wird beim vorliegenden Verfahren kohlensaurer Kalk (Kalkstein) angewendet, welcher keine Vermehrung der schwefligsauren und schwefelsauren Gase verursacht, dabei aber doch die Rolle des die Röstung fördernden Calciumsulfates übernimmt, indem er sich in solchen auf Kosten des Schwefels des Erzes verwandelt.

Wer die Schwierigkeiten kennt, welche den Hütten aus dem Entweichen schwefligsaurer und schwefelsaurer Gase in die freie Atmosphäre entstehen, wer weiß, wie sie von Gemeinden und Behörden mit immer schärferen Vorschriften zur Vermeidung von Rauchschäden bedacht werden, wird zugeben, daß schon allein der Umstand, daß vorliegendes Verfahren keine Vermehrung von schwefligsauren oder schwefelsauren Gasen im Ge- folge hat, einen bedeutenden und wesentlichen Unterschied und Vorteil gegenüber

dem Verfahren der englischen Patentschrift 17580/1901 bedingt.

Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich aber auch wesentlich durch die Ausführung von dem der englischen Patentschrift 17580/1901-.

Dieses ältere Verfahren besteht, wie schon gesagt, aus zwei getrennten, nacheinander stattfindenden Vorgängen, dem Vorwärmen eines großen Teiles des Erzes von außen her und dem dann stattfindenden Verblasen.

Das Verfahren nach der englischen Patentschrift 17580/1901 nimmt dadurch eine Mittelstellung zwischen dem Huntin gton-Heberlein-Verfahren und dem vorliegenden ein. Es hat zwar den Röstofen, aber nicht das Vorrösten beseitigt, denn indem es einen großen Teil des Erzes von außen her auf 400⁰ C. erhitzt und dadurch chemische Reaktion verursacht, führt es tatsächlich ein Vorrösten aus, dem erst das Verblasen nachfolgt.

Indem beim vorliegenden Verfahren die Entzündung des Erzgemisches innerhalb der Birne und zu gleicher Zeit das Verblasen erfolgt, also indem durchaus kein Vorrösten mit nachträglichem Verblasen stattfindet, sondern, indem Entzünden und Verblasen gleichzeitig beginnen, stellt sich das vorliegende Verfahren als ein einheitlicher Vorgang dar, der auch in seiner Ausführung wesentlich von dem Verfahren nach der englischen Patentschrift 17580/1901 verschieden ist.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zum Entschwefeln der rohen Blei-, Silber- und Golderze in der Birne, dadurch gekennzeichnet, daß die rohen Erze unter Zuschlag von Kalkstein unmittelbar durch Verblasen verschlackt werden.