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Verfahren zur Entfernung von Cad'rhium und Blei aus Zinkerzen oder
zinkhaltigem Gut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Cadmium
und Blei aus vorgerösteten Zinkerzen oder zinkhaltigem Gut. Zur Entfernung der genannten
Verunreinigungen aus dem zinkhaltigen Gut sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden.
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So z. B. ist es bekannt, das Blei aus zink-und bleihaltigen Erzen
dadurch zu entfernen, daß dasselbe unter Zusatz von Chlorierungsmitteln in .einem
Muffelofen auf Temperaturen von 750 bis i i oo° C erhitzt wird. Das vorliegende
Verfahren wird demgegenüber auf Verblaseapparaten durchgeführt. Bei den bekannten,
unter Zusatz von Chlorierungs- und Reduktionsmitteln und bei verhältnismäßig niedrigen
Temperaturen arbeitenden Verfahren sind mehrere Arbeitsstufen zur befriedigenden
Entfernung des Bleies und des Cadmiums erforderlich. Erfindungsgemäß gelingt eine
sehr weitgehende Cadmium- und Bleibefreiung dadurch, daß die Mischung des zinkischen
Gutes mit den Reduktions- und Chlorierungsmitteln in trockenem Zustand @erfolgt,
dann wird das Gemisch mit vorzugsweise 12 bis i 3 0% Wasser befeuchtet und unmittelbar
auf den Verblaserost aufgegeben, wo es bei einer oberhalb iooö° C, vorzugsweise
bei etwa 130o° C, liegenden Temperatur gesintert wird.
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Um in der kurzen Zeitspanne, innerhalb der sich die Sinterung .abspielt,
so hohe Temperaturen auf dem Verblaseapparat zu erreichen, müssen diejenigen Hauptpunkte,
die den Temperaturverlauf von Verblasereak-. tionen beeinflussen, sachgemäß berücksichtigt
werden. Die -Luftdurchlässigkeit der Charge, die durch den Zerkleinerungsgrad bzw.
die Korngröße wesentlich beeinflußt ist, die Bemessung des Brennstoffzusatzes, des
Wasserzusatzes und natürlich die Windpressung sind dabei in erster Linie zu berücksichtigen.
Sie sind so bemessen, daß jene Einflüsse, die einer schnellenTemperatursteigerung
entgegenstehen, ,ausgeschaltet werden. Die Auswahl der geeigneten Betriebsbedingungen
ist nach fachmännischer Erwägung im Einzelfall vorzunehmen und bietet keine Schwierigkeiten.
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Es hat sich aber gezeigt, daß es empfehlenswert ist, die Ausgangsstoffe
vor Herstellung der Trockenmischung so weit zu zerkleinern, daß der zinkhaltige
Bestandteil und das Chlorierungsmittel ein Sieb mit q. Maschen je Quadratzentimeter
und der Brennstoff ein solches mit z Maschen je Quadratzentimeter durchlaufen. Der
Brennstoffzusatz aus hochwertigem Koks beträgt zweckmäßig .etwa 4 bis 5()/o, der
Zuschlag des Chlorierungsmittels ist zweckmäßig ein wenig größer, als dem stöchiometrischen
Verhältnis von anwesendem Blei und Cadmium entspricht. Ein zu hoher Zusatz von Chlorierungsmitteln
ist nicht empfehlenswert.
Das Verfahren arbeitet mit höheren Windpressungen,
als dieselben aus Verblaseapparaten für Zinkerze üblich sind.
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Es ist wichtig, daß die Beschickung nach: dem Wasserzusatz unmittelbar
auf den ferblaseapparat gelangt, damit das Verhältu'f zwischen Trockengut und Wasser
nicht wesent='` lich geändert wird. Als praktischer Maßstab für den Wasserzusatz
gilt die Regel, daß die angefeuchtete Mischung unter Erhaltung der Rieselfähigkeit
beim Zusammenballen in der Hand eben noch zusammenhängende Klumpen bilden soll.
Es wurde festgestellt, daß bei Erhaltung dieser Bedingungen der Luftstrom trotz
der starken Pressung das Gut gleichmäßig durchströmt, was für die Erzielung der
schnellen und starken Temperatursteigerung bedeutsam ist.
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Bei Anwendung von Sinterapparaten soll so gearbeitet werden, daß die
Sinterung während des Durchgangs durch den waagerechten Teil der Maschine beendet
ist. Die Zeit von der Entzündung bis zum Austrag soll ungefähr 22 Minuten betragen.
Das bedeutet einen Vorschub von ungefähr 5o cm je Minute bei einem normalen Sinterapparat
von etwa i i o cm Breite und etwa i i m Bettkastenlänge. Der Luftdruck in der Reaktionskammer
soll ungefähr 13 cm Wassersäule betragen. Die Bettiefe soll ungefähr i 5 cm sein.
Eine zweckmäßige Beschickungszusammensetzung ist die folgende: 93% Erz, 4o!a Koks,
3 % N,atriumchlorid.
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Die Auflösung des Chlorierungsmittels vor der Erreichung der Sintertemperatur
ist nach Möglichkeit zu verhindern; das Wasser muß daher kurz vor dem Aufbringen
der Beschickung auf den Sinterapparat zugesetzt «-erden. Es soll daher die Mischmaschine
so angeordnet sein, daß sie unmittelbar auf den Sinterapparat austrägt.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in
den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Abb. i eine Seitenansicht der
Gesamtanlage, Abb.2 eine Übersicht der dabei sich abspielenden Reaktion, Abb. 3
eine Zeittemperaturkurve des Verfahrens.
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Die Beschickung wird aus Zuführungsbehältern A, B,
C, welche Erz, Koks und Chlorierungsmittel enthalten, auf das endlose Förderband
i .ausgetragen. Zur Regelung dienen die Ventile 2, 3, ¢. Das ausgetragene Gut wird
einem Zuführungs- und Mischtrichter 5 zugeführt, von dort durch die Schnecken 6
nach der Mischvorrichtung 7 befördert, welche auf fortlaufende Arbeitsweise eingestellt
ist. Hier erfolgt die Zuführung von Wasser aus dem Behälter 8 und dem Verteilungsrohr
9. Es empfiehlt sich, Erz, Koks und Salz vor der Vermischung zu trocknen. Die Mischung
gelangt aus .der Mischvorrichtung auf den Rost l i_o der Sintermaschine, die als
Sinterapparat dargestellt ist. Die Zündung erfolgt durch die- Brenner 12, dann wird
die Beschickung `yäls Bett z i auf :dem Rost weiterbefördert und dabei gesintert.
Unterhalb des Rostes sind die S.au,gkästen 13 ,angeordnet, welche an das Ventil
1 ¢ angeschlossen sind. Das gesinterte Gut fällt in den Ausgangstrichter 15. Die
gasförmigen Erzeugnisse des Verfahrens einschließlich der Chloride werden durch
eine Filter- oder Niederschlagskammer 16 geführt.
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Die Verfahrensführung ist aus Abb.2 ersichtlich. Das Bett i i auf
dem Rost i o besteht ,aus der angefeuchteten Mischung von Erz, Koks und Salz.
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Wenn die Beschickung unter den Brennern 12 durchgeht, wird erst die
Oberfläche getrocknet und entzündet. Der Luftzug verschiebt dann das Entzündungsgebiet
nach unten. Die dabei entwickelte Wärme trocknet das unterhalb der .entzündeten
Schicht befindliche Gut. So entsteht gemäß Abb. 2 übereinander eine nasse Zone unterhalb
i oo° C, eine Trocknungszone bei ungefähr 100° C, darüber eine trockene Zone oberhalb
2oo° C, darüber die Sinterzone von 1300 bis i 5oo° C, darüber eine Schicht gesinterten
Gutes. Es muß so gearbeitet werden, daß sich bei Erreichen der Sintertemperatur
das Chlorierungsmittel möglichst noch in trockenem Zustand innerhalb der Beschickung
befindet. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Chlorierungsmittel
inkleinstücki,ger Form verwendet wird und die Zeit zwischen .dem Wasserzusatz und
der Sinterung möglichst kurz bemessen wird. Man erreicht auf diese Weise, daß die
Beschickung innerhalb der Sinterzone im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung
wie die Trockenmischung vor Zusatz des Wassers hat, so daß das Wasser nur dem Zweck
dient, die Beschickung in die für das Sintern geeignete Form zu bringen, ohne praktisch
das Chlorierungsmittel zu lösen.
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Gemäß Abb.3 hat .die Beschickung beim Auslauf auf den Rost i o ungefähr
eine Außentemperatur von 2o° C. Sobald die Beschikkung in die Nähe der Sinterzone
kommt, wird die Temperatur von ungefähr 2oo° C schnell auf -die Sintertemperatur
von 13oo bis 1500° C gebracht. Von dort aus kühlt sich das Gut verhältnismäßig langsam
ab. Die Zeit, innerhalb welcher die Erhitzung auf Sintertemperatur und Abkühlung
bis etwas oberhalb Außentemperatur erfolgt, beträgt 11/2 bis 2 Minuten. Während
dieser kurzen Zeit erfolgt die Chlorierung des Cadmiums und des Bleies, welche unmittelbar
verflüchtigt und
durch den Luftstrom entfernt werden. Eine Bildung
von Zinkchlorid oder eine Reduktion von Zinkoxyd im Erz ist durch die Anwesenheit
von Sauerstoff in dem Luftstrom vermieden und findet daher praktisch nicht statt.
Ausführungsbeispiel Ein vorgeröstetes Zinkkonzentrat, welches 6i,75% Zink, ¢,35%
Gesamtschwefel, davon 0,75% löslichen Sulfatschwefel, o,625% Blei und o,170 % Cadmium
enthält, wird mit Koks trockengemischt, so daß die Mischung i,68ojo Kohlenstoff
enthält sowie mit 28 kg Salz pro Tonne Beschickung. Der Wasserzusatz wird so bemessen,
daß die feuchte Beschickung i i,8o% Wasser enthält. Die Mischung wird nach erfolgter
Anfeuchtung sofort dem Gebläserost zugeführt. Durch einmalige Sinterung wurde ein
hartes poriges Erzeugnis erhalten, welches 67,80N Zink, keine Spur Blei,
keine Spur Schwefel und o,oo2% Cadmium enthielt.