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Röstverfahren sulfidischer Kupfererze auf Sintergeräten Bei der Verhüttung
sulfidischer Kupfererze bzw. deren Konzentrate kann man so vorgehen, daß das schwefelhaltige
Material zunächst einer Röstung unterworfen und anschließend aus dem Röstgut im
Flamm- oder Schachtofen Kupferstein erschmolzen wird, den man schließlich im Konverter
verbläst. Auch das direkte Verschmelzen von Konzentrat im Flamm- oder Schachtofen
ist vielfach üblich. Dieses Verfahren hat zwar die Einsparung einer Rösthütte und
in vielen Fällen eine bessere Abhitzeverwertung als Vorteil, läßt sich jedoch nur
dann durchführen, wenn der Schwefelgehalt des Konzentrats die Bildung eines wirtschaftlich
gut zu verarbeitenden Steines erlaubt. In den meisten Fällen ist man gezwungen,
den Schwefel bis auf einen solchen Betrag herabzusetzen, der zum Kupfergehalt in
einem für die weitere Verarbeitung des Steines günstigen Verhältnis steht. Hierzu
benutzt man zumeist Herdröstöfen mit 6 bis 8 Herden, man hat jedoch die Abröstung
auch schon auf Sinterapparaten vorgenommen. Das hierbei erhaltene Agglomerat ist
allerdings nach in der Fachwelt gültiger Ansicht für das Flammofenschmelzen weniger
geeignet und kommt daher lediglich im Schachtofen zum Einsatz. Der Grad der Abröstung
richtet sich nach der Zusammensetzung der Schlackenbildner und dem Gehalt an Sulfiden.
Bei Kupfererzen schwankt der zulässige Gehalt an Schwefel im Röstgut zwischen ro
und 18%. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es beim Rösten sowohl in Herdröstöfen als
auch auf Sinterapparaten schwierig ist, im Röstgut tatsächlich einen optimalen Schwefelgehalt
einzustellen. Entweder wurde das Röstgut dem Röstprozeß bereits entzogen, bevor
der Schwefelgehalt genügend herabgesetzt
war, was zur Folge hatte,
daß ein zwar leicht schmelzbarer, jedoch infolge seines hohen Schwefelgehaltes nur
unwirtschaftlich verarbeitbarer Stein anfiel, oder aber man trieb die Abröstung
zu weit und mußte dann durch den hochprozentigen Stein allerlei betriebliche Schwierigkeiten
in Kauf nehmen. Es ist bisher noch kein Verfahren bekanntgeworden, um einen bestimmten
Schwefelgehalt im Röstgut mit Sicherheit einstellen zu können.
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Diese Lücke wird durch die Erfindung geschlossen. Es wurde gefunden,
daß bei der Röstung von sulfidischen Kupfererzen bzw. Konzentraten auf Sintervorrichtungen
dann ein gewünschter bestimmter Schwefelgehalt im Agglomerat erzielbar ist, wenn
man der Aufgabemischung gebrannten oder gelöschten Kalk zuschlägt. Die Menge des
zuzuschlagenden Kalks richtet sich dabei zunächst nach dem im Röstgut gewünschten
Betrag an Schwefel sowie weiterhin nach der Art des zu verhüttenden Erzes, d. 1i.
nach seinen Gehalten an Schwefel und Kupfer, der Art und Menge der vorhandenen schlackenbildenden
Bestandteile. Die erforderliche Kalkmenge ist außerdem abhängig von der Menge an
Rückgut und der Art der Sintervorrichtung. Sie ist jeweils durch Versuche feststellbar.
Die zuzuschlagende Kalkmenge liegt meist zwischen etwa i bis io %, bezogen auf das
Konzentrat, es ist jedoch auch möglich, größere Mengen an gebranntem und gelöschtem
Kalk zuzusetzen, beispielsweise dann, wenn der nachfolgende Schmelzbetrieb einen
größeren Kalkzuschlag im Hinblick auf die günstigste Zusammensetzung der Schlacke
erfordert. An Stelle von oder zusammen mit gebranntem und gelöschtem Kalk können
auch gebrannter Dolomit oder andere Erdalkalioxyde bzw. -hydroxyde zugeschlagen
werden, ebenso kann man kalkhaltige Abfallprodukte aller Art, wie Kalkstaub oder
getrocknete Kalkschlämme, verwenden. Ein besonders geeignetes und wirtschaftliches
Produkt, mit dessen Hilfe das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden
kann, wird erhalten, wenn man Calciumcarbonat oder calciumcarbonathaltige Stoffe,
z. B. Kalkstein, Dolomit, Kreide, Abfälle aus Kalksteinbrüchen, kalkverarbeitenden
Fabriken, Klassieranlagen o. dgl., in geeigneter Korngröße mit Brennstoff gemischt
auf dem Verblaserost brennt. Als Brennstoff können hierbei billige Abfall- und Nebenprodukte,
beispielsweise Koksgrus, Brikettabrieb, Waschberge o. dgl., Verwendung finden.
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Die Korngröße der Zuschläge richtet sich allgemein nach den Erfordernissen
der Sinterverfahren. In vielen Fällen kann ein gröberes Korn, in anderen wieder
eine hohe Feinheit, z. B. in der Größenordnung der Zementfeinheit, d. h. Korn unter
z mm oder weniger, zweckmäßig sein. Erfordert der Schmelzbetrieb im Hinblick auf
die Schlackenzusammensetzung einen höheren Kalkzuschlag, als dieser an sich für
den Zweck nach der Erfindung beim Sintern notwendig wäre, so kann man auch ohne
weiteres den verwendeten Kalk mit rohem Kalkstein in feiner Form mischen und dieses
Gemisch als Zuschlag für die Sinterröstung benutzen. Als Sintervorrichtungen kommen
für das Verfahren gemäß der Erfindung z. B. Sintertöpfe oder -pfannen in Betracht,
ebenso kann man auch runde oder gerade Sinterapparate, z. B. nach dem Lurgityp,
benutzen.
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Das Verfahren nach der Erfindung gestattet aber nicht nur in dem Agglomerat
einen gewünschten bestimmten Schwefelgehalt zu erzielen, sondern es wird noch eine
Leistungssteigerung der Sintervorrichtung erreicht, die in günstigsten Fällen 6o%
und mehr betragen kann. Bekanntlich ist für eine gute Sinterröstung Voraussetzung,
daß die Beschickung porös ist und daß sie einen nicht zu hohen Gehalt an Brennstoff
besitzt. Dieser soll gerade dazu ausreichen, das Röstgut zum Sintern, aber nicht
zum Zusammenschmelzen zu bringen. Man strebt daher eine Zusammensetzung des Gutes
an, die beim Sintern eine hohe Gasdurchlässigkeit gewährleistet, d. h. daß ein Zusammenschmelzen
innerhalb der Beschickung nicht erfolgt. Bei hochschwefelhaltigem Gut, bei dem der
Schwefel als Brennstoff für die Sinterröstung dient, stellt man einen zulässigen
Gehalt an diesem beispielsweise dadurch ein, daß man das Aufgabegut mit einer entsprechenden
Menge oxydischen Materials, meistens mit dem aus der Sinterröstung stammenden Rückgut,
bis auf den zulässigen Schwefelgehalt verdünnt. Es wurde nun beobachtet, daß ein
solches Gut vielfach ein großes Erweichungsintervall besitzt, so daß die Beschickung
beispielsweise bereits zwischen 8oo bis iooo° C oder iooo bis i ioo° C in einen
teigigen Zustand gerät, der den Gasdurchtritt beim Verblasesintern erschwert und
ein zu starkes Zusammenfließen der Charge bewirkt. Diese Eigenschaft läßt die vor
der Aufgabe vorgenommene Krümelung illusorisch werden und verringert infolge der
stark verminderten Gasdurchlässigkeit des Gutes die Leistung der Sinterapparate
ganz erheblich. Aus diesem Grunde strebt man an, den Erweichungspunkt möglichst
nahe an den Schmelzpunkt heranzurücken, d. h. das Erweichungsintervall möglichst
einzuengen. Wenn es dabei gelingt, dieses Intervall auf einen Bereich von beispielsweise
etwa io bis 5o° C zu beschränken, vermeidet man, daß die Beschickung während des
Sinterns teigig wird und erreicht eine gute Gasdurchlässigkeit. Es gelingt dies
durch den erfindungsgemäßen Zusatz von gebranntem oder gelöschtem Kalk o. dgl. in
derart überraschendem Maße, daß nicht nur eine störungsfreie Abröstung und Sinterung
durchgeführt werden kann, sondern man kann auch die Leistung der Sinterapparate
in unerwarteter Weise steigern, ohne daß man Gefahr laufen muß, eine nur unbefriedigende
Abröstung in Kauf zu nehmen. Der Zusatz von gebranntem oder gelöschtem Kalk oAgl.
läßt durch Reaktion mit dem im Erz enthaltenen Eisen bzw. der Kieselsäure Calciumferite
oder Calciumsilicate entstehen, deren Schmelzverhalten für die Zwecke der Sinterröstung
wesentlich angenehmer ist als beispielsweise das von Eisensilicaten.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist darin
zu erblicken, daß der Einsatz von gesintertem Röstgut gegenüber dem direkten
| Einschmelzen von Rohkonzentrat im Flamm- oder |
| Schachtofen eine wesentlich höhere Schmelzleistung |
| erni(")gliclit. Setzt inan ein agglomeriertes Produkt |
| mit bestimmtem Schwefelgehalt in den Flamm- oder |
| Schachtofen ein, so wird ein höheres Ausbringen an |
| Kupferstein erzielt, da die Staubverluste be- |
| deutend verringert «erden, während gleichzeitig eine |
| für den Konverterbetrieb geeignetere und wirt- |
| schaftlichere Steinzusammensetzung erreicht wird. |
| Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im fol- |
| genden durch zwei Beispiele erläutert, in denen der |
| I?rfolg einer ohne Kalkzusatz durchgeführten Rö- |
| stUrig auf einem Sinterapparat dem einer mit Kalk- |
| zusatz erfolgten Rösttiiig gegenübergestellt wird. |
| Die zu siiiterii<le Mischung setzt sich aus io Teilen |
| Konzentrat und 2.5 Teilen Rückgut zusammen. Sie |
| war in üblicher Weise durch Wasserzusatz ge- |
| kriiuielt und wurde auf einen Rostbelag, der aus |
| Kalksplitt in einer Korngröße von io bis 25 mm be- |
| stand, aufgetragen. Im Sintergut sollte ein Schwefel- |
| gehalt zwischen 13 und i4 0/0 eingestellt werden, |
| um entprechend dem Kupfergehalt des Konzentrats |
| eine günstigere Schwefelmenge für das Erschmelzen |
| eines Kupfersteines bereitzuhalten. Die Sinter- |
| rüstung wurde in üblicher Weise durchgeführt, der |
| Schwefelgehalt im lZöstgut betrug io,4 %, während |
| clie Leistung bei nur 8,2 t/qm Saugfläche in 24 Stun- |
| dcii lag. |
| Zu denn ebenso gattierten Material wurden zu- |
| sätzlich o,5 Teile gebrannter Kalk zugeschlagen |
| und die lZö stung iii derselben Weise durchgeführt. |
| Per Schwefelgehalt des Agglomerats betrug 13.7 0/0. |
| die Leistung war auf 13,3 t/qin Saugfläche gesteigert. |
| l)er Schwefelgehalt entsprach demnach durch den |
| Zusatz des gebrannten Kalks der erwünschten |
| flöhe, und gleichzeitig war die Leistung um 62% |
| gestiegen. |
Beispiel e: io Teile Rohkonzentrat wurden mit 2,5 Teilen Rückgut gemischt, gekrümelt
und dem Band in üblicher Weise aufgegeben. Der Schwefelgehalt im Sintergut ging
hierbei auf 8,64% zurück, so daß ein leicht zu verarbeitender Kupferstein bei dem
im Konzentrat vorliegenden Kupfergehalt nicht mehr erschmolzen werden konnte. Die
Leistung betrug nur 9,2 t/qm Saugfläche in 24 Stunden.
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Derselben Aufgabemischung wurden 0,5 Teile gebrannter Kalk
zugesetzt. Es wurde ein Schwefelgehalt im Sintergut von 14,i % erhalten und die
Leistung auf 13,8 %/qm Saugfläche, d. h. um 5o 0/0 gesteigert.