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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.