DE3112278A1

DE3112278A1 - Verfahren zur rueckgewinnung von zink aus feinen rueckstaenden oder abfaellen wie spaenen und staub

Info

Publication number: DE3112278A1
Application number: DE19813112278
Authority: DE
Inventors: Arturo Venice D'este
Original assignee: SAMIM SOC AZIONARIA MINERO MET
Current assignee: SAMIM SOC AZIONARIA MINERO MET
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1983-05-11
Also published as: NL8101596A; DK127581A; LU83260A1; GB2072641B; IT8021067A0; BE888140A; FR2482137A1; IT1140793B; GB2072641A; GR74808B

Description

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Anm.: Samim S.p.A.

Beschreibung

Verfahren zur Rückgevrirnuqg-vcn Zink aus feinen Rückständen oder Abfällen wie Spänen und Staub

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung des Zinks aus feinteiligen Rückständen oder Abfällen wie Spänen oder Staub. Diese Rückstände lassen sich nicht direkt einschmelzen in einer Zinkschmelze, weil sie ganz oder teilweise mit einer Oxidhaut oder einer anderen Verunreinigung überzogen sind, die ein direktes Aufgeben dieser Abfälle in ein Zinkbad innerhalb eines Schmelzofens verbieten.

Von besonderer Bedeutung ist die Rückgewinnung des Zinks aus der Herstellung von verzinkten Blechen oder Stählen. Der dabei anfallende Zinkstaub hat im allgemeinen eine außerordentlich geringe Korngröße und zwar in der Größenordnung von = 37 /um. Das Einschmelzen ist wegen dieser Feinheit und der das einzelne Korn überziehenden Haut aus Oxid oder anderen Verbindungen praktisch nicht möglich.

Wird ein solcher Zinkstaub auf ein Zinkbad aufgegeben, so schwimmt er auf und brennt fast unmittelbar unter Bildung von Zinkoxid ab, (Jedoch findet kein Schmelzen statt. Aber auch das Brikettieren des Zinkstaubs führt zu keinen brauchbaren Ergebnissen. Die Stücke schwimmen ebenfalls auf dem Zinkbad, werden von der Metallschmelze nicht benetzt,und zwar wegen der jedes Teilchen umgebenden Haut, während das Zink oxidiert wird, zwar langsamer als

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der Staub selbst aber trotzdem in kurzer Zeit Zinkoxid gebildet wird.

Die Aufarbeitung derartiger feiner Rückstände oder Abfallmaterialien erfolgte daher bisher entweder hydrometallurgisch durch Auflösung in verdünnter Schwefelsäure, Reinigen der Zinksulfat-Lösung und elektrolytische Abscheidung des Zinks aus der Zinksulfat-Lösung oder durch ein thermisches Verfahren, bei dem Zink zum Oxid umgesetzt wird und dann das Zinkoxid einer direkten Verwendung zugeführt wird. Auch hat man bereits versucht, diese Zinkabfälle oder -rückstände in Form von Zinksalzen wieder zu gewinnen.

Alle diese Verfahren zur Rückgewinnung des Zinks sind kostspielig und die Kosten liegen in der Größenordnung von Hüttenzink, weil Ja letztlich auch die gleichen Verfahrensmaßnahmen notwendig sind, wie sie bei der Zinkgewinnung angewandt werden.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Rückgewinnung des Zinkgehalts aus feinteiligen Rückständen oder Abfällen wie Staub oder Spänen unter Entfernen der Oxidhaut, so daß ein direktes Einschmelzen möglich wird. Die feinteiligen Rückstände oder Abfälle können agglomeriert (brikettiert, pelletiert, tablettiert) werden. Irgendwelche andere chemischen Behandlungen sind Jedoch vor dem Einschmelzen nicht erforderlich. .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die feinteiligen Rückstände oder Abfälle in einer sauren Ammoniumionen enthaltenden Lösung, wie in einer Lösung von Ammoniumchlorid und/oder gepufferter Salzsäure j einem pH-Wert von 4,1 bis 4,65 aufgeschlämmt. Die Ammoniumchlorid-Konzentration liegt vorzugsweise

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zwischen 50 und 300 g/l, insbesondere zwischen 150 und 250 g/l.

Dieses Aufschlämmen erfolgt bei Temperaturen um Raumtemperatur bei Kontaktzeiten zwischen 10 und 60 min, vorzugsweise zwischen 15 und 30 min. Das Gewichtsverhältnis des Aufschlänmittels zu den Feststoffen soll zwischen 0,2 und 2, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 gehalten werden. Dieses Aufschlämmen kann kontinuierlich oder absatzweise in üblichen Anlagen wie vertikalen horizontalen oder fast horizontalen Rührgefäßen mit axialer Zuführung₍in Scheibenreaktoren oder dergleichen vorgenommen werden.

Nach dem Aufschlämmen werden die Feststoffe abfiltriert bzw. die abgesetzte Aufschlämmung dekantiert und die flüssige Phase rückgeleitet. Sie wird mit Zink durch entsprechendes Ablaufen angereichert und mit frischer Lösung aufgefrischt, um ihre Wirksamkeit auf dem gewünschten Niveau zu halten.

Der so behandelte Zinkstaub oder dergleichen ist praktisch frei von einer Zinkoxidhaut oder dergleichen und ist mit der AufSchlämmflüssigkeit angefeuchtet, um die Teilchen vor einer neuerlichen Oxidation oder Verunreinigung zu schützen.

Der feuchte Filterkuchen wird nun agglomeriert, wobei die Aufschlämmflüssigkeit die Benetzbarkeit der Metallteilchen durch die Metallschmelze verbessert, das Ammoniumchlorid schmilzt und wirkt als Flußmittel.

Diese Agglomerierung kann nach üblichen Verfahren vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß man wohldefinierte und zusammenhängende Teilchen erhält. Bevorzugt erfolgt

das Brikettieren unter einem Druck von 1 bis 2 t/cm , wodurch man Briketts mit einem spezifischen Gewicht von 5,8 bis 5,9 erhält. Diese Briketts kann man dann ohne jeglicher weiteren Behandlung in den Schmelzofen aufgeben.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel weiter erläutert.

Beispiel

In einem Kunststoffbehälter zur Aufnahme eires Volumens von etwa 100 1 mit Rührer wurden 60 1 einer Ammoniumchlorid-Lösung mit einer Konzentration von 200 g/l eingefüllt und in diese Aufschlämmflüssigkeit kontinuierlich während etwa 10 min 50 kg Zinkstaub (94 % Zink) eingerührt. Nach beendeter Zugabe wurden noch weitere 10 min gerührt und dann konnte die Aufschlämmung sich absetzen. Überstehende Flüssigkeit wurde abgezogen und nach entsprechendem Auffrischen mit Ammoniumchlorid rückgeleitet. Das feuchte Pulver wurde ausgetragen und direkt brikettiert. Dazu wurde eine intermittierende Brikettiermaschine mit einem Gesamtdruck von 40 t angewandt, so daß sich bei der Herstellung von Briketts mit einem Durchmesser von

und

6 cm /einer Höhe von etwa 4 cm auf der Fläche von 28,2 cm

ein gleichmäßiger Druck von etwa 1 400 kg/cm zur Einwirkung kam.

Man erhielt 79 Briketts von etwa 650 g und einem Volumen von 110 bis 115 cm . Die beim Brikettieren ablaufende Flüssigkeit wurde gesammelt und rückgeleitet. Der Restgehalt der Briketts an Ammoniumchlorid betrug etwa 2g.

In einen Induktionsofen mit einem Fassungsvermögen von 100 kg Schmelze, in dem sich genau 40 kg Zink befanden und deren Temperatur auf 500 bis 510⁰C eingeregelt war, wurden jeweils 8 bis 10 Briketts eingebracht, sobald

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die Temperatur der Schmelze den vorbestimmten Wert wieder erreicht hatte. Auf diese Weise ließen sich die 79 Briketts innerhalb von 50 bis 60 min einschmelzen.

Man erhielt 82,5 kg Zink und 5,8 kg Schwamm, welch letzterer 4 kg Zink in der Hauptsache in Form von Zinkoxid und zum Teil als Zinkchlorid enthielt.

Die Materialbilanz, bezogen auf 50 kg eingesetztes Zinkpulver (94 %-ig), d.h. 47 kg Zink_fwar folgende:

42,5 kg Zink entsprachen 90,4 % des Metalls aus dem Staub und 85 % des eingesetzten Staubes und 4 kg Zink in Form von Zinkoxid entsprachen 8,5 % des Staubes.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerordentlich einfach und billig, da es praktisch vollständig gelingt, die Oxidhaut von den Zinkteilchen zu entfernen, ohne das Metall selbst nennenswert anzugreifen.

Der mittlere Verbrauch an Ammoniumchlorid beträgt rund 3 kg/t Staub. Die Metallausbeute bei einem 93 bis 94 %-igem Staub erreicht 90 % des eingesetzten Staubgewichts. Die geringe Zinkmenge, die in obiger Materialbilanz nicht aufscheint, läßt sich wieder gewinnen aus den Abläufen des Waschvorgangs und aus dem Zinkschwamm, der sich im allgemeinen beim Einschmelzen von Zink nach üblichen Verfahren bildet.

Ein weiterer interessanter Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß bei Bedarf an gereinigtem Zirkxi^in Form von Staub es möglich ist, in der ersten Verfahrensstufe einen solchen direkt zu gewinnen, indem der Staub oder die Abfälle erfindungsgemäß aufgeschlämmt und aus der Aufschlämmung die Feststoffe abgetrennt und getrocknet werden.

Claims

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PBCHMANN REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGRiES PRES ^OFFICE EUROPEEN DES »REVETS DIPL.-ING.; DIPL.--riRTSCH.-lNG. RUPERT GOBI 1A-54 557 D-8000 MÜNCHEN Anm.: Samim S.p.A. schweigerstrasse2 telefon: (089) 6620 ji TELEGRAUM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070 Patentansprüche

1. Verfahren zur Rückgewinnung des Zinkgehalts aus feinteiligen Rückständen oder Abfällen wie Staub oder Späne, dadurch gekennzeichnet, daß man sie in einer sauren Ammoniumionen enthaltenden Lösung mit einem pH-Wert von 4,1 bis 4,65 aufschlämmt, die Feststoffe aus der Aufschlämmung gewinnt, gegebenenfalls die feuchten Feststoffe agglomeriert und sie dann in an sich bekannter Weise in einem Zinkbad einschmilzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich net, daß man zur Aufschlämmung eine Lösung von Ammoniumchlorid und/oder eine gepufferte Salzsäure mit einer Konzentration von 50 bis 500 g/l, vorzugsweise 150 bis 250 g/l, verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man die Rückstände oder Abfälle 10 bis 60 min, vorzugsweise 15 bis 30 min, in der Lösung rührt, wobei das Gewichtsverhältnis Lösung : Feststoffe zwischen 0,2 und 1, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,21 gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die feuchten Fest-

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Stoffe unter einem Druck von 1 000 bis 2 000 kg/cm agglomeriert.