DE2727618A1

DE2727618A1 - Verfahren zur verarbeitung von geschmolzenen schlacken der ne-metallurgie und elektroofen zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2727618A1
Application number: DE19772727618
Authority: DE
Inventors: Leonid M Botschkarev; Tatjana S Egerova; Aleksandr F Gavrilenko; Anatolij I Golovatschev; Anatolij A Jakovenko; Mark M Lakernik; Stanislav S Parschin; Iosif D Reznik; Geb Schtscherbakova Schabalina
Original assignee: GNII CVETNYCH METALLOV GINCVET
Current assignee: GNII CVETNYCH METALLOV GINCVET
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1977-12-29
Also published as: SE427047B; FR2355078B1; FR2355078A1; JPS5310306A; JPS6018731B2; AU2619977A; CA1104835A; AU509748B2; SE7706951L; DE2727618C2; US4168156A

Description

P /€'

Gosudarstvennyj Nautschno-Issledovatelskij Institut Cvetnych Metallov "GINCVETMET" Moskau/UdSSR

P 7o o62

2o. Juni 1977

L/Br

VLKFAHKKN ZUR VEMItBEITUWG VON GESCHMOLZEN F.N SCHWJKLfJ ΏΕίί NE-METhLIURGII; UND ELEKTROOFEN ZUR DURCHFÜHRUNG DILoES

VERFAHRENS

Die vorliegende Erfindung betrifft die NI¹^-Metalluj"t;ie» u. zw. Verfahren zur komplexen Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken in Elektroofen zwecks Gewinnung von. schweren Nichteisenmetallen (Zink, Blei, Kupfer, Nickel, Kobalt) sowie Eisen aus diesen.

Allgemein bekannt sind Verfahren zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken, z. B., zur Nickelerschmelzung, bzw« von zinnhaltigen geringwertigen Konzentraten nuttelü Filtration durch erhitzte Koks- bzw. Kohlenfilter. Die Verfahren sehen eine Reduktion von Metalloxiden aus den Schlacken vcr, die durch ein Koksfilter bei einer Temperatur von 170O⁰C und mehr durchgelassen werden. Der Reduktionsgrad der Metalloxide wird durch die Höhe der Koksschicht, deren Temperatur und die Dauer des Durchlaufs der Schlacke durch das Koksfilter geregelt. Im Ergebnis werden Nickel und Kobalt vollständig und Eisen mit 65% gewonnen.

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INSPECTED

Nachteilig bei den genannten Verfahren ist ein hoher iJaerieaufwand für die Erhitzung des Koksfilters und dessen /;arm-

halten auf einer Temperatur von 1700⁰C und mehr sowie eine komplizierte Bedienung und die Notwendigkeit der Verwendung von Zusatzeinrichtungen«

Bekannt iüt ein Verfahren zur Verarmung von Jchlucken der Nickelerschmelzung, das in einem elektrisch beheizten Herd mit Kokufilter durchgeführt wird. Der Herd wird in Form von zwei verschieden hohen Gefäßen ausgebildet, die in ihrem unteren Teil über einen Kanal kommunizieren, der teilweise mit einer Schicht von geschmolzenem Stein gefüllt wird· Die Schlak· ke wird in die obere Herdzone eingefüllt, in der diese zuerst durch die Koksschicht und dann durch die Steinschicht filtrier wird und durch den Kanal in die untere Herdzone fließt, wo sie sich absetzt«

Bei der einmaligen kurzzeitigen Filtration der ungleichmäßig dicken Schlackenschicht durch Koks wird jedoch der erforderliche Beduktionsgrad der Metalloxide nicht erreicht,, was eine niedrige Geschwindigkeit der iintfernung der Metalloxide aus der Schlacke zur Folge hat.

Bekannt ist ein Verfahren zur Gewinnung von Zinn aus geringwertigen Konzentraten durch Keduktionsschmelzen in einem Elektroofen in Anwesenheit von Kieselerde und schwele haltigen Stoffen« Das Herunterschmelzen des Ausgangseinsatzes wird auf einem Kohlenfilter bei für die teilweise reduktion der Kieselerde hinreichenden Temperaturen geführt«

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Mn Wachteil des genannten Verfahrens ist ebenfalls ein hoher Energieaufwand für das Erhitzen und Warmhalten des kohlenstoffhaltigen Filtersauf einer Temperatur über 1i?00°.

Ks entstehen außerdem Schwierigkeiten in der Bedienung, nämlich; ersten das Aufrechterhalten der erforderlichen temperatur des Koksfilter«, was durch ständige Änderung der elektrischen Leitfähigkeit der Schicht erschwert wird, welche vom Keduktionsgrad der Oxide abhärte; zweitens das Aufrecht erhalten einer konstanten iiltriergeüch.vindi^k;>it, da diecc sich mit dem Ausbrennen der Koksteilchen ändert; dx'itcena die Ansammlung und der Abstich der Schlacke und der hochschmelzenden eisenhaltigen Legierungen sowie die Notwendigkeit der Verwendung von Zuuutzoinrich tunken.

Bekannt ist ein Ofen zum Schmelzen von felriKörnigen Stoffen im Schwebezustand, welcher durch eine Trennwand in zwei Teile unterteilt ist. In dem einen Teil werden die Stoffe im Schwebezustand niedergeschmolzen, dann tritt die Schlacke durch eine öffnung im unteren Teil der Trennwand in den anderen Ofenteil ein, in dem Elektroden angeordnet sind, durch welche das Aufwärmen der Schlacke sowie deren Durchmischen infolge der natürlichen Konvektion gewährleistet werden (GU-Urheber^chein 19O57Ö).

Jedoch sind im Ofen keine Vorrichtungen zur Regelung der

davon Intensität der Durchmischung vorgesehen und als Folge weiüt dieser eine niedrige Reduktionsgeschwindigkeit der Metalloxide aus der Schlacke sowie einen ungenügenden Grad ihrer Verarmung

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hinsichtlich wertvoller Bestandteile auf.

Bekannt ist ein Elektroofen zum Schmelzen von NΕ-metallhalt igen Konzentraten, der Brenner enthält, die auf dem Gewölbe an der dem Gaszug gegenüberliegenden Stirnwand angeordnet sind, sowie eine Metallabstichöffnung, die auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist. Die Herdfläche ist stufenförmig mit einer Neigung zur Metallabstichöffnung hin ausgebildet.

Auch in diesem Elektroofen wird die Schmelze durch die lieduktionsflamme des nur auf einer Ofenseite angeordneten Brenners nicht intensiv genug durchgemischt und als Folge davon ict die Geschwindigkeit und der Grad der Schlackenverarmung gering.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die genannten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken der ME-Metallurgie sowie einen Elektroofen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wobei das Verfahren eine derartige Ixirch-

eine
führungsweise und der Ofen derartige konstruktive Ausbildung

aufweisen, die es gestatten, den Energieaufwand herabzusetzen, die Metallgewinnung aus der Schlacke durch einen verbesserten Kontakt der geschmolzenen Schlacke mit dem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel zu erhöhen und den Arbeitsauf τ· wand zu verringern sowie die Standzeit des Ofens zu verlängern und diesen durch Einsparung von einigen Einrichtungen kompakt zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren

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OFUGlNAL INSPECTED

zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken der NE—Metallurgie ι in welchem die Behandlung der Schlacke mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel vorgesehen ist, wobei erfindungsgemäß/uas fconfenstoffhaltige Reduktionsmittel auf die Oberfläche der geschmolzenen Schlacke in einer Menge aufgegeben wird, welche die Bildung einer Schicht sowie deren Auf

erhalten auf der Oberfläche der geschmolzenen Schlacke gewährleistet, in die Ströme eines sauerstoffreien Gases in einer Menge und mit einer Geschwindigkeit zugeleitet werden, welche eine Zirkulation der geschmolzenen Schlacke gewährleisten, die deren Austritt auf die Oberfläche der Schicht des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels sowie die Filtration durch dieselbe umfaßt«

Diese Verfahrensweise gestattet es, die Schlakke mehrmalig durch Schicht kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels zu filtrieren. Dadurch wird der Kontakt der Schlacke mit dem Reduktionsmittel verbessert, eine hohe Reduktionsgeschwindigkeit der Metalloxide in der Schlacke erreicht, in einer kürzeren Zeitspanne eine vollständigere Metallgewinnung erzielt und folglich der Energie- und Arbeitsaufwand verringert,

Sauerstoffhaltige Gase können für die Reduktion der Metalloxide nicht empfohlen werden«

Zweckmäßig wird das sauerstoffreie Gas in geschmolzene Schlacke eingeführt, die eine Temperatur von 1200⁰C bis 1500°C aufweist«

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Im genannUon Temperaturbereich werdon bei dor Metallgewinnung aus der Schlacke die besten Krgebuisse erzielt.

Bei einer Temperatur unter 1200 C nimmt die Zähflüssigkeit der Schlacke zu und dadurch wird die Zirkulation der Schlacke beeinträchtigt. Au3erdem verringert sich bei einer Temperatur unter 1200°C die Keduktionsgeschwindigkeit der Metalle.

Bei einer Temperatur über 1500 C ergeben 3ich hohe iveuui:- tionsgeüchwindigkeiten dor MeLaIIe, wird jedoch die Standzeit des Putters stark herabgesetzt.

Vorteilhaft wird das sauerstoffreie Gas in die geschmol—

zene Schlacke in einer Menge von 30 bis 100 Um je 1 t Schlackt pro Stunde eingeführt.

Dadurch wird Zirkulation der Schlacke durch die

ochicht des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in einer

Menge von 150 bis 500 kg/min pro 1 m Badoberfläche gewährleistet.

hin Gasverbrauch von weniger als JO Nnr/1 t Schlacke pro L'tundo reicht für dao Aufstoßen (Zirkulation) der ochlucko auf die .teduktion^mittelüchicht in einer 2/x-nge von 15o kg/u;in

2
pro 1 ai ßadobe rf lache nicht aus und die gewünschte ueduktionsgeaciiwindigkeit der Metalle wird nicht erreicht, Ein üasver» brauch von mehr als 100 Nur je 1 t Schlacke pro Stunde führt zu einem starken Verspritzen der geschmolzenen Schlacke (über 500 kg/min pro 1 m Badoberfläche) und folglich zum Bespritzen der Wände und des Gewölbes des Ofens mit Schlacke und

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zu derer Zerstörung. Außerdem nii..mt die Abgusmenge zu.

Vorzugsweise wird das sauerstoffreie Gas in die geschmolzene Schlacke in einem Strom geleitet, v/elcher unter einem Winkel von maximal 85 zur Senkrechten gerichtet ist.

Ein derartig gerichteter Gasstrom gewährleistet optimale Bedingungen für den Ausstoß der geschmolzenen Schlacke auf die Schicht des kohlestoffhultigen Reduktionsmittels.

Als sauerstoffreies Gas kann in die i-';c.;«jiu::olzene ^chl^cke oin inertofi — b^w. ein reduzierendes Gu:j zugeführt werden,

Alb ein derartiges Gas kann Üticketoff verwendet würden, weil bei der Reduktion der Nichteisenmetalloxide die Anwesenheit von Sauerstoff unzulässig ist.

Das Verfahren kann in einem .elektroofen zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken Ger NL-Me tall urgie durchseiühx-t wurden, welcher einer. Hohlraum enthält, der durch .'.aride b':.^- grenzt i^t, die £>egen den Herd abgestützt sind und das Gev/öibetragen, durch welches hlektroden sowie Vorrichtungen zum Aufgeben der schlacke und zur Zuführung eines festen kohlenr. t;oi ί-haltigen Reduktionsmittels durchgelassen sind, und in dun ;.'■/.ride η Öffnungen zum getrennten Abstich der ochlacke und '!*;.-; p.üdenriroduktes vorgesehen sind, wobei erfindunj3t,euiä'2 der LVeU niit Blasformen versehen ist, die im wesentlichen us einen 5-bis 6fachen 'Aert des Elektrodendurchmessers voneinander und ur:

einen 1- bis ^fachen Wert des Elektrodendurchrcessers von den

wobei flächen

Ofenwänden abstehen, die Austritts der Düsen

der Blasformen sich in einem Abstand von- 0,3- bis 2fachem <ert

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INSPECTED

des Elß ktrodendurchmessers von der horizontalen Achse der Abstichöffnung für das Bodenprodukt befinden.

Durch das gewählte Abstandsverhältnis werden besonders günstige Bedingungen für die Durchführung des erfindungsgeinauer Verfahrens im Ofen geschaffen.

Eine Verringerung des Abstandes zwischen d<~n Blasformen ist unzweckmäßig, weil sich die Schmelzströme aus den benachbarten Blasformen überlappen können. Bei einem größeren Abstand der Blasformen voneinander werden die einzelnen Bereiche der Reduktionsmittelschicht durch die Schlacke nicht benetzt und es werden Zonen entstehen, die am Prozeß nicht beteiligt sind. Durch den gewählten Abstand der Blasformen von den Ofenwänden wird die Standzeit des Wandfutters vergrößert, Funktion der Kühlkörper verbessert und die Reduktionsmitteloberfläche vollständiger benetzt. Kin geringerer Abstand kann zum beschleunigten Verschleiß des Wandfutters unter Einwirkung der geschmolzenen Schlacke sowie zu erhöhten tfärmeverlusten über die Kühlkörper führen. Eine Vergrößerung der gewählten Abstände ist unzweckmäßig, weil dadurch Zonen entstehen die dem Ofenprozeß entzogen Bind. Die erfindungsgenäß

vorgeschlagene Eintauchtiefe der Blasformen in das Schmelzbad ermöglicht-die Zufuhr einer vorgegebenen Menge geschmolzener Schlacke auf die Oberfläche des kohlenstoffhal-

Austritts tigen Reduktionsmittels. Außerdem ist die fläche der Düse genügend weit von dem Bodenprodukt entfernt, wodurch dieses nicht aufgewirbelt und von der zirkulierenden Schlacke nicht erfaßt wird·

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Die Achse der Blasformdüse kann um einen Winkel von maximal 85° von der Senkrechten abweichen«

Bei einer Vergrößerung des genannten Winkels wird die Menge der auf die Oberfläche der Reduktionsschicht ausgestoßenen geschmolzenen Schlacke verringert und -folglich die Reduktionsgeschwindigkeit der Metalloxide sowie die Metallgewinnung aus der Schlacke herabgesetzt.

Die Blasformen können in den Elektroofen durch das Oiexigewölbe durchgeführt werden, wenn Uewölbebühnen frei und für den Einbau und Bedienung der Blasformen bequem sind·

auch Die Blasformen können in den Elektroofen durch die Uf'en-

wände durchgeführt werden, wenn auf der uewölbebühnen andere Einrichtungen angeordnet sind«

Zweckmäßig wird der Elektroofen mit 2 bis 4 Blasformen Je Aufgabevorrichtung für das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel versehen«

heim gewählten Verhältnis der Blasformen und der Vorrich—

Z17

tungen wird das Gewölbe durch eine zu große Anzahl der Eineine
richtungen<fiicht;>versperrt und Beschickung des Ofens mit dem Reduktionsmittel in einer für das Unterhalten der Reduktionsmittelschicht auf der Oberfläche der geschmolzenen Schlacke erforderlichen Menge ermöglicht·

Vorzugsweise wird der Ofenhohlraum mit einer senkrechten versehen
'.Trennwand, die die Herdfläche nicht erreicht, jedoch in die Schlacke eingetaucht und die Aufgabevorrichtung für die feste Schlacke von den Blasformen ,der Aufgabevorrichtung für

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sowie das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel den öffnungen zum getrennten Abstich der flüssigen Schmelzprodukte im Ofenhohlraum trennt .

Das gestattet es, die Chargierstelle der Schicke von der Stelle ihrer Behandlung zu trennen und besonders günstige Bedingungen für die Metallgewinnung aus der Schlacke zu schaffen«

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Durchführungsbeispiels des Verfahrens zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken der NE-Metullurgie sowie eines Ausführungsbeispiels des Elektroofens zur Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht« La zeigt:

Fig. 1 einen erfindungs^emäßen Ofen zur Beschickung mit flüssigen Schlacken, im Schnitt mit senkrechter Fläche durch die !anwachse;

Jig. 2 den Grundriß des in Pig. 1 dargestelltem Ofensi

Fig· 3 einen Ofen zur Beschickung mit festen Schlacken, i_ra Schnitt mit senkrechter Fläche durch die Längsachse; Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der Elektroofen zur Verarbeitung von geschmolzenen Scclakken der KE-Metallurgie weist den Hohlraum 1 (Fig. 1) auf, der durch Wände 2 abgegrenzt ist, die gegen den Herd 3 abgestützt sind und das Gewölbe 4 tragen«

Der Herd 3 des Ofens ist mit feuerfesten Ziegeln auf der Basis von Chrom- und Magnesiumoxidenausgekleidet. Die Wände 2 und das Gewölbe 4 sind aus Elektro-Dinassteinen ausgeführt«

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Durch Öffnungen im Ofengewölbe 4 sind in den Ofenhohlraum 1 Elektroden 5 eingeführt.

In die Ofenwände 2 sind Kühlkörper 6 eingebaut. Auf dem

Ofengewölbe 4 sind Vorrichtungen (in Fig. nicht gezeigt) zum

eine bingieJlen der Schlacke in den Ofenhohlraum 1 durch im Ofengewölbe 4- ausgebildete öffnung 7 (Fi^. 2) sowie zum Aufgeben des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels durch eine öffnung 8 im Ofengewölbe 4 angeordnet. Die Ofenwände 2 weisen, eine Abstichöffnung 9 für die Schlacke sowie die Abstichöffnungen 10 (Fig. 1) für das Bodenprodukt auf.

Blasformen 11 für die Zufuhr eines sauerstoffreien Gases

in die geschmolzene Schlacke cind durch das Ofengowölbe 4-

auch

durchgeführt, können jedoch durch entsprechende öffnungen in den Ofenwänden 2 in den Hohlraum 1 des Ofens eingeführt werden.

Die Blasformen 11 sind derart angeordnet, daß sie in dem Abstand (a) (Fig. 2) voneinander liegen, der im wesentlichen einen 3 - bis 6fachen Wert des KLektrodendurchmessers, d.h. 1,5 bis 3 η beträgt. Von den Wänden 2 sind die Blasformen um einen Abstand (b) vom.1- bis ^fachen Wert des hleictrodendurchmessers, d.h. um 0,5 bis 1,5 m entfernt. Die Düsenachsen der Blasformen 11 sind unter einem Winkel vom maximal öi?° zur

Austritts Senkrechten geneigt. Die untere fläche der Blasformen

11 ist von der horizontalen Achse der Abstichöffnung 10 für das Bodenprodukt (Stein bzw. Metall) um den Abstand (c) (Fig.

fdexcli
1) einem 0,3- bis 2fachen w/ert des Elektrodendurchmessers oder entsprechend um 150 bis 1000 mm entfernt. Die Gesamtanzahl

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der Blasformen 11 ist größer als die der Aufgabevorrichtungen für das feste kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel, d.h. auf eine Vorrichtung kommen 2 bis 4 Blasformen.

Der Ofenhohlraum 1 (Pig· 3 und 4) kann durch eine Trennwand 12 geteilt werden, die den Herd 3 des Ofens nicht er*· reicht, jedoch unterhalb des Spiegels der geschmolzenen Schlacke liegt· Eine derartige Trennwand 12 ist bei der Verarbeitung fester Schlacke im Ofen vorzuziehen, weil durch diese der Teil des Hohlraums mit der Schlackenaufgabevorrichtung von dem Teil des Hohlraums getrennt wird, in dem die Blasformen 11 und die Aufgabevorrichtungen für das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel angeordnet sowie die Öffnungen 9 und 10 für den getrennten Abstich der Schlacke und des Bodenproduktes (Stein bzw· Metall) vorgesehen sind«

Zum Austritt von gasförmigen Produkten aus dem Ofen ist eine öffnung 1J vorgesehen, die im Gewölbe 4 bzw· in der Wand 2 des Ofens ausgebildet werden kann«

Der erfindungsgemäße Elektroofen funktionier folgender Weise.

Die geschmolzene Schlacke wird durch die öffnung 7 (Fi-S· 1 und 2) in den Ofenhohlraum eingefüllt, an die Elektroden 5 wird eine Spannung angelegt und diese werden in die geschmolzene Schlacke eingetaucht« Dann wird auf die Oberfläche der geschmolzenen Schlacke, die eine Temperatur von 1200 bis 1500°C aufweist, durch die Öffnung 8 kohlenstoffhaltige* Reduktionsmittel in einer Menge aufgegeben, die für die Bildung ei-

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Aufrecht
ner Schicht sowie deren erhalten auf der Oberfläche der ge-

aus schmolzenen Schlacke je nach dem Verbrauch reicht· Danach wird den Blasformen 11 ein sauerstoffreies inertes bzw. reduzierendes Gas, z.B. Stickstoff, zugeführt· Das Gas wird in die geschmolzene Schlacke in einer Menge von $0 bis 100 Nmr je 1 t Schlacke pro Stunde in Strömen geleitet, die nit der Senkrechten Winkel von maximal 85° bilden. Unter der Einwirkung der Gasströme wird die geschmolzene Schlacke auf die Oberfläche der Schicht des kohlenstoffhaltigen KedukUionsiaittels ausgestoßen und durch diese filtriert. Auf diese ..eise zirkuliert die geschmolzene Schlacke mehrmals durch die Schicht des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, wobei in diesem die Reduktion der flichteisenmetalloxide durch den Kohlenstoff des Koksee und durch das bei der Reduktion entstehende metallische Eisen sowie die Koagulation der Metall- und Steinteilchen Zustandekommen«

Der Grad und die Geschwindigkeit der Gewinnung von Nichteisenmetallen und Eisen werden durch den Gasverbrauch (Stick-

Austritts stoff) sowie durch die Stellung der unteren fläche der Düse relativ zur horizontalen Achse der Abstichöffnung 10 geregelt« Das Bodenprodukt stellt Metall bzw. Stein dar, das Kupfer, Nickel, Kobalt und Msen enthält· Es sammelt sich auf der Herdfläche an und wird durch die Öffnung 10 periodisch abgestochen. Die Schlacke wird je nach ihrer Verarmung bis zur vorgegebenen Spiegelhöhe durch die Öffnung 9 kontinuierlich bzw« periodisch abgestochen und eine neue Portion geschmol-

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zener Schlacke wird aufgegeben·

Zweckmäßig wird zum Herunterschmelzen fester Schlacke ein Elektroofen eingesetzt, dessen Hohlraum 1 in zwei Teile durch die senkrechte Trennwand 12 (Fig. 3 und 4) unterteilt ist, durch welche die Aufgabekammer von der Kammer zur Verarbeitung der Schlacke und der Entfernung der Schmelzprodukte getrennt wird·

Die feste Schlacke wird in den ersten Teil des Ofenhohlraums durch die Öffnung 7 auf das Schmelzbad (vorgeschmolzene Schlacke) periodisch bzw* kontinuierlich aufgegeben· Die aufgegebene feste Schlacke fließt im Zuge des SehneIzens unter der Trennwand 12 in den anderen Teil des Ofenhohlraums 1, in dem sie durch das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel behandelt wird·

Die Reduktion der Mchteisenmetalloxide wird ähnlich durchgeführt_t wie es bei der Beschickung des Ofens mit der flüssigen Schlacke beschrieben wurde. Die Schmelzprodukte werden durch die entsprechenden Offnungen 9 und 10 entfernt.

Der KLektroofen wurde in Testverauchen geprüft. Machstehend werden Durchführungsbeispiele des erfindungsgemäßen. Verfahrens angeführt.

Beispiel 1

In die 4,18 m große Schmelzzone eines Zweizonen-Ülektro-

ofens mit einer Leistung von 1000 kVA wurde auf das vorge-

einer scLmolzene Schlackenbad granulierte Schlacke elektrothermischen Sauerstoff-Schwebe-Zyklon-Schmelzung kontinuierlich aufgegeben, enthaltend in Gewichtsprozent»

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0,80 Kupfer, 0_t5>0 Blei, 3,50 Zink, 25,8 Eisen sowie schlackebildende Bestandteile, u. zw., 5 bis 20 Kalziumoxid und 25 bis 35 Kieselerde (SiO₂).

2 Die geschmolzene Schlacke trat in die 1,74 m große Zone

des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels (.des Koksfilters) kontinuierlich ein.

In das Schlackenbad wurden wassergekühlte Blasformen durch das Ofengewölbe eingeführt« Das Ausstoßen der geschmolzenen Schlacke auf die Oberfläche des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels (des Koksfilters) erfolgte durch das iiinblasen eines um einen Winkel von maximal 85° zur Senkrechten geneigten Stick stoffströme in das Schmelzbad. Der Stickstoffverbrauch betrug 85 NmV1 t Schlacke pro Stunde· Der Koks wurde auf die Oberfläche der Schlacke in der Zone des Koicsfllters durch Beschickung vorrichtungen im Ofengewölbe periodisch aufgegeben· Die Höhe der Koksschicht betrug in diesem Beispiel 36 cm·

Die flüchtigen Metalle traten zusammen mit den Reaktionsgasen in die Nachbrennkammer ein und wurden dann im oxidierten Zustand durch Schlauchfilter aufgefangen. Die Haldenschlacke und das Bodenprodukt wurden aus dem Ofen durch die Schlackeu- und die oteinöffnun^en periodisch abgestochen.

Im genannten Versuch wurden bei einer Tempexatur der geschmolzenen Schlacke von 1250°C und einer Temperatur der darauf chargierten Koksschicht von 1230⁰C folgende Resultate erzielt«

Der Gehalt an Metallen in der Haldenschlacke betrug in Gewichtsprozent» bis 0,12 Kupfer, bis 0,08 Blei, bis 0,90 Zink, und bis 10,2 Eisen, Dabei wurde folgender Gewinnunggrad er-

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reicht: 85 für Kupfer, 90,ο für Blei, 74,5 für Zink und 60,5 für Eisen.

Die Geschwindigkeit des Metallabzugs aus den Schlacken betrug in kg/m².h: £,8 für Kupfer, 4,5 für Blei, 28,0 für Zink und 156,0 für Eisen.

Beispiel 2.

Unter Verhältnissen, die mit denen des Beispiels 1 ähnlich

eine
sind, wurde Ausgangsschlacke verwendet, enthaltend in Gewichtsprozent: 1,33 Kupfer, 0,83 Blei, 10,8 Zink und 29,2 Lisen. Bei Vergrößerung des StichstoffVerbrauchs auf 100 Nnr/ 1 t Schlacke pro Stunde, Verringerung der Koksschichthöhe auf 15 cm, Verminderung der Schlackentemperatur auf 1200°G sowie hei der Zugabe eines SuIfidisierungsmittels in einer Menge bis 2% des Schlackengewichts wurden folgende Ergebnisse erzielt: der Gehalt an Metallen in der Haldenschlacke betrug in Gewichtsprozent: 0,32 Kupfer, 0,10 Blei, 3t⁶⁴ Zink und 31,2 Eisen Der Gehalt im Stein in Gewichtsprozent: 12 Kupfer, 63 Eisen und 22 Schwefel.

Der Gewinnungsgrad von Metallen aus der Schlacke betrug: 73,1 für Kupfer, 81,7 für Blei, 70,2 für Zink und 13,4 für Eisen.

Die Geschwindigkeit des Metallabzugs aus der Schlacke erreichte in kg/m².h:7,0 für Kupfer, 4,8 für Blei, 57,3 für Zink und 34,4 für Eisen.

Beispiel 3·

Ia Elektroofen wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

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eine Ausgangsschlacke verarbeitet, enthaltend in Gewichtsprozent! 0,60 Kupfer, 0,30 Blei, 5,80 Zink und 29,4 Maen. Bei Reduzierung des Stickst off Verbrauchs auf 42 linr/1 t Schlacke pro Stunde, Verringerung der Koksschicht auf 20 cm und iärhöhung der Schlackentemperatur auf 150O⁰C (der Koksschicht auf 1480⁰C) wurden folgende Ergebnisse erzielt: der Gehalt an Metallen in der Haldenschlacke betrug in Gewichtsprozent: 0,11 Kupfer, 0,02 Blei, 0,63 Zink und 10,2 Eisen.

Der Gewinnungsgrad von Metallen aus der Schlacke erreichte in Gewichtsprozent: 81,5 iür Kupfer, 93,1 für Blei, 90,0 für Zink und 65,3 für Eisen.

Die Geschwindigkeit des Metallabzugs aus der Schlacke betrug in kg/m².h:4,9 für Kupfer, 2,9 für Blei, 51,5 für Zink und 190,0 für Msen.

Beispiel 4.

eine

Unter ähnlichen Verhältnissen wurde Ausgangsschlacke verwendet, enthaltend in Gewichtsprozent: 0,43 Kupfer, 0,36 Blei, 11,9 Zink und 29,4 Eisen· Bei Reduzierung des Stickstoffverbrauche auf 40 NmVi t Schlacke pro Stunde, Vergrößerung der Koksschichthöhe auf 40 cm und Verminderung der Schlackentempera, tür auf 1210°C (der Koksechicht - auf 1200°C) wurden folgende Ergebnisse erzielt:

der Gehalt an Metallen in der Haldenschlacke betrug in Gewichtsprozent: 0,18 Kupfer, 0,001 Blei, 1,22 Zink und 11,9 Eisen«
Der Gewinnungegrad von Metallen aus der Schlacke betrug in Ge-

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wichtsprozent: 58,2 für Kupfer, 100 für Blei, 90 für Zink und 53,5 für Eisen«

Die Geschwindigkeit des Metallabzugs aus der Schlacke betrug in kg/m.hi 2,5 für Kupfer, 3,6 für Blei, 107,0 für Zink und 136 für fcisen.

Beispiel 5.

eine
Unter denselben Verhältnissen wurde Ausgangsschlacke verwendet, enthaltend in Gewichtsprozent: 0,57 Kupfer, 0,56 Blei, 8,66 Zink und 27,4- Msen. Bei Reduzierung des Stickst off Verbrauchs auf 36 NmVI t Schlacke pro Stunde, Verringerung der Koksschichthöhe auf dem Schmelzbad auf 20 cm sowie Erhöhung der Schlacken— und der Koksschichttemperatur auf
1480⁰C wurden folgende Ergebnisse erzielt:
der Gehalt an Metallen in der Haldenschlacke betrug in Gewichtsprozent: 0,12 Kupfer, Spurenmengen Blei 0,28 Zink und 9,76 Eisen.

Der Gewinnungsgrad von Metallen aus der Schlacke erreichte in Gewichtsprozent: 79,0 für Kupfer, 100 für Blei, 96 für Zink und 64,0 für Eisen.

Die Geschwindigkeit des Metallabzugs aus der Schlacke betrug in kg/m².h: 4,5 für Kupfer, 5,6 für Blei, 83,2 für Zink und 175,0 für Bisen.

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Claims

PATENTANSPRUCHE

1. Verfahren zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlacken der NE-Metüllurgie, bei dem die Behandlung dieser Schlacke mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel vorgesehen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel auf die Oberfläche der geschmolzenen Schlacke in einer

H'erifje aufgegeben wird, welche die Bildung einer Schicht sowie

Aufrecht
deren erhalten auf der Oberfläche der geschmolzenen Schlackt gewährleistet, in die Ströme eines sauerstoffreien Gases in
einer Menge und mit einer ^euchwindigkeit geleitet werden, welche Zirkulation der geschmolzenen Schlacke gewahrleisten,
die deren Austritt auf die überfläche der Schicht des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels sowie die Filtration durch die· selbe umfaßt·

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das säuerstoffreie Gas in geschmolzene Schlacke eingeführt wird, die eine Temperatur von 1200 bis 1500⁰C aufweist.

3.Verfahren nach Anspruch 1 bzw. 2,dadurch gekennzeichnet, '!aß (Iac sauerstoffreie Gas in die geschmolzene Schlacke
in einer ^enge von $0 bis 100 Nnr je 1 t Schlacke pro Stunde
zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 bzw. 3» dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffreie Gas in die geschmolzene Schla ke in Strömen geleitet wird, die unter Winkeln von maximal 85° zur Sankrechten gerichtet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

5· Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet! daß als sauerstoffreies Gas ein inertes - bzw. ein reduzierendes Gas der geschmolzenem Schlacke zugeführt wird.

6. Elektroofen zur Verarbeitung von geschmolzenen Schlakken der NE-Metallurgie, welcher einen Hohlraum enthält, der durch Wände abgegrenzt ist, die gegen den Herd abgestützt sind und das Gewölbe tragen, durch v/elches Elektroden durchgeführt sind und in dem öffnungen zum getrennten Aufgeben der Schlacke und des festen kohlenstoffhal-

wobei tigen Reduktionsmittels ausgebildet sind, in den Wänden

öffnungen für den getrennten Abstich der Schlacko

und des Bodenproduktea vorgeaehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit Blasformen (11) versehen ist, die im wesentlichen um einen 2- bis 6fachen Wert des Durchmessers der rdektrode (5) voneinander und um einen 1- bis Jfachen «vert des

Durchmessers der Elektrode (5) von den Wänden (2) abstehen, Austritts

und die r flächen der Düsen der Blasformen (11) sich in einem Abstand vomO,3-bis 2fache& tfert des Durchmessers der Mektrode (5) von der horizontalen Achse der Abstichöffnung (10) für das Bodenprodukt befinden,

7· Klektroofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeidhnet, daß die Düsenachse der Blasform (11) um einen Winkel von maximal 85° von der Senkrechten abweicht.

8. Elektroofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasformen (11) in den Ofenhohlraum (1) durch das Ofen-

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gewölbe (4) eingeführt sind·

9. Elektroofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasformen (11) in den Ofenhohlraum (1) durch die Ofenwände (2) eingeführt sind.

10* Elektroofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit 2 bis 4 Blasformen (11) je Aufgabevorrichtung für das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel versehen iot,

11« Elektroofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenhohlraum (1) eine senkrechte '!"rennwand (12) vorgesehen ist, welche den Herd O) des Ofens nicht erreicht, jedoch in die Schlacke ein^^aucht, und durch welche im Ofenhohlraum (1) die Aufgabestelle für die feste Schlacke von den Blasformen (11), der-Aufgabestelle für das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel sowie von den Öffnungen (9 und 10) zum getrennten Abstich der flüssigen Schmelzprodukte getrennt wird.

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