DE747981C

DE747981C - Verfahren zur Gewinnung von Zink und anderen destillierbaren Metallen

Info

Publication number: DE747981C
Application number: DEK158343D
Authority: DE
Priority date: 1940-08-07
Filing date: 1940-08-07
Publication date: 1944-10-23

Description

Verfahren zur Gewinnung von Zink und anderen destillierbaren Metallen .Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Gewinnung von destillierbaren Metallen, insbesondere von Zink. Es ist bekannt, solche Metalle aus ihren oxydischen oder sulfidischen Verbindungen in Muffelöfen unter Verwendung von metallischem Eisen als Reduktionsmittel zu gewinnen. Die destillierbaren Metalle werden dabei als Metalldampf verflüchtigt, der anschließend kondensiert wird. Da das Eisen bei diesen Prozessen als dünnflüssiges Oxyd oder Sulfid anfällt, werden die Muffelwände, die mit Rücksicht auf die Wärmedurchlässigkeit dünn gehalten werden müssen, sehr stark angegriffen, so daß das Verfahren sich nicht in die Praxis eingeführt hat. Bei anderen Vorschlägen soll als keduktionsmittel flüssiges, stark überhitztes Eisen verwendet werden, so daß eine weitere Wärmezufuhr während des Prozesses nicht erforderlich ist. Auch diese Vorschläge haben sich praktisch nicht verwirklichen lassen, da eine so zweitgehende Überhitzung des Eisens, wie sie zur Deckung des Gesamtwärinebedarfs notwendig ist, praktisch nicht durchführbar ist.
Gemäß Erfindung wird der Destillationsprozeß, der von oxydischen oder sulfidischen Ziiikverbindüngen ausgehen kann, im muffellosen Ofen durchgeführt und die dazu erforderliche Wärme durch Verbrennung von metallischem Eisen mit Hilfe von Luft oder anderen sauerstoffabgebenden Stoffen gedeckt. Der besondere Vorteil in der Verwendung von Eisen als Brennstoff besteht darin, daß je Kilo Sauerstoff -l.i5o kcal. entwickelt werden, während bei der Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd nur 165o kcal. frei werden. Für die Erzeugung einer gleichen Wärmemenge sind daher bei Verwendung von Eisen nur etwa 40 % der Sauerstoffmenge erforderlich, die bei Verbrennung von Kohlenstoff benötigt wird. Dementsprechend ist auch die Verdünnung der Destillationsgäse durch Stickstoff bei Verwendung von Eisen wesentlich geringer als bei Verbrennung von. Kohlenstoff. Dazu kommt, daß bei der Verbrennung von Eisender Sauerstoff in fester oder flüssiger Form als Eisenoxyd gebunden wird, während er bei Verbrennung von Kohlenstoff ein gasförmiges Verbrennungsprodukt liefert, das ebenfalls zu einer Verdünnung der Zinkdämpfe führt. Bei der Durchführung des neuen Verfahrens sind je Tonne Röstblende oder Zinkoxyd mit 65o1- Zink für die Reduktion des Zinkoxyds 380 kg Eisen erforderlich, wenn man annimmt, daß 9o % des Zinks reduziert werden. Unter der Annahme, daß die Beschickung vorher auf goo° vorgewärmt war und kalte Luft zur Verbrennung des Eisens verwendet wird, genügt rechnungsmäßig für die Deckung des gesamten Wärmebedarfs die Verbrennung von weiteren d.io kg Eisen. Es ergibt sich dann eine Zinkkonzentration in den Abgasen des Ofens von 32,5 Volumprozent.
Eine Anreicherung der Zinkkonzentration in den Abgasen läßt sich durch die Verwendung von stärker vorgewärmtem Material, von flüssigem Eisen, von Warmluft und gegebenenfalls von mit Sauerstoff angereicherter Luft in warmem oder kaltem Zustand erreichen. Das gleiche trifft für die Verwendung fester, Sauerstoff abgebender Substanzen, z. B. von Nitraten, zu.
Um eine Wiederoxydation der Zinkdämpfe zu vermeiden, müssen die sauerstoffhaltigen Gase so in den Ofen eingeführt werden, daß sie sich praktisch vollkommen mit dem Eisen umsetzen können. Um eine restlose Aufnahme des eingeführten Sauerstoffs sicherzustellen, kann der Beschickung gegebenenfalls auch etwas Kohlenstoff zugegeben werden, z. B. in Form von Koks oder durch Verwendung von kohlenstoffhaltigem Eisen, z. B. flüssigem Roheisen.
Die Ausführung des `'erfahrens kann: in beliebigen muffellosen Ofen erfolgen, bei denen man die Luft oder die sonstigen sauerstoffhaltigen Gase so mit der Beschickung in Berührung bringen kann, daß ihr Sauerstoffgehalt vom Eisen aufgenommen wird. Besonders vorteilhaft sind Üferi, bei denen man nach Art des Konverters die Luft usw. durch die Beschickung hindurchbläst. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, das Eisen z. B. als kohlenstoffhaltiges Roheisen flüssig in den Ofen einzubringen, so daß die Luft zunächst durch eine flüssige 1letallphase hindurchtritt. An Stelle von Eisen läßt sieh als flüssiges Medium auch Kupfer verwenden, das z. B. als Altmessing, als Schwarzkupfer oder als Stein eingeführt wird. In diesem Fall ist es zweckmäßig, das Eisen mit dem Zinkerz in fester, gegebenenfalls vorgewärmter Form einzubringen. Die Reaktion verläuft dann so, daß in dein flüssigen -Iedium, also z. B. Kupfer- oder :Messingbad, vor den Düsen der Sauerstoffgehalt der eingeblasenen Gase quantitativ vom Metallbad aufgenommen wird, und daß die sich bildenden Kupferoxde sich an der Oberfläche des Bades mit dem' metallischen Eisen unter starker Wärmeentwicklung umsetzen, -wobei die Verflüchtigung des Zinks aus der sich bildenden Schlackenschicht an der Oberfläche des Metallbades erfolgt. Die Verwendung von Kupfer als metallisches Medium im Verblaseprozeß hat den Vorteil, daß die Temperaturen im Konverter niedriger sind als bei Verwendung von metallischem Eisen als Metallbad.
Die in dem Zinkerz enthaltenen, bei der Arbeitstemperatur nicht destillierbaren Metalle, z. B. Blei, werden gleichzeitig im Niederschlagsverfahren in metallische Form übergeführt und können getrennt abgestochen werden. Außerdem kann man solche 1-Ietalle dadurch gewinnen, daß man die Gase vor ihrem Eintritt in den Kondensator in an sich bekannter Weise durch eine glühende Koksschicht hindurchgehen läßt, wobei etwaige Gehalte an Bleioxyd- oder Bleidämpfen metallisch niedergeschlagen werden.
Es wird in der Regel zweckmäßig sein, das bei dem Prozeß aus dem Eisen gebildete Eisenoxyd in einem zweiten Verfahren, z. B. im Krupp-Rennverfahren, unter Zusatz von festen Brennstoffen wieder auf metallisches Eisen zu verarbeiten und die dabei gewonnenen Luppen dein Destillationsprozeß von neuem zuzusetzen. Die Nachschaltung des Krupp-Rennverfahrens hat neben der Rückgewinnung des Eisens den Vorteil, daß die nicht destillierten Anteile der Metalle Zn usw., die von der Eisenschlacke aufgenominen worden sind, als Oxyde gewonnen und als solche in den Reduktionsprozeß zurückgegeben werden können. Da die Verflüchtigung des Zinks usw. unter den Bedingungen des Rennofens eine praktisch vollständige ist, ist der Zinkverlust in den Abgängen dieses Prozesses außerordentlich gering. Das Zinkausbringen des neuen -#,'erfahrens ist daher wesentlich höher als bei den bisher üblichen Prozessen. Ebenso können durch Sachschaltung des Krupp-Rennverfahrens etwaige Gehalte der Erze an Kupfer, Edelmetall usw. angereichert werden, da sie von metallischem Eisen aufgenommen -werden und so lange in den Betrieb zurückgehen, his durch @bz-veigung eines Teils des im Rennverfahren gewonnenen Eisens eine Sondergewinnung möglich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Zink und anderen destillierbaren Metallen unter Verwendung von Eisen als Reduktionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführung des Deatillationsprozesses im muffellosen Ofen erfolgt und die dafür erforderliche Wärme ganz oder zum überwiegenden Teil durch Verbrennung von metallischem Eisen mit Hilfe von Luft oder anderen Sauerstoff enthaltenden Stoffen gedeckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung des Eisens kalte oder warme Luft in den Reaktionsraum eingeblasen wird.
3. Verfahren n_ ach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff oder an Sauerstoff angereicherte Luft kalt oder warm eingeblasen wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung des Eisens Sauerstoff abgebende feste Stoffe zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß nach Art des Konverterprozesses durchgeführt wird, wobei die Luft durch die flüssige Beschikkung hindurchgeblasen wird.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen Rückstände des Destillationsprozesses nach dem Krupp-Rennverfahren auf metallische Eisenluppen bei gleichzeitiger Gewinnung der verflüchtigungsfähigen Metalle verarbeitet werden und die Eisenluppen ganz oder zum großen Teil dem Destillationsverfahren wieder zugeführt werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften . . Nr. 196 284, 452 784; britische Patentschrift , , . - 298 636; USA.-Patentschriften . . . . - 1 988 6o8, 1 749 126, 17q.9-127.