DE1583924A1 - Process for the reduction of oxides and other chemical compounds of non-ferrous metals from slag, ashes or ores - Google Patents
Process for the reduction of oxides and other chemical compounds of non-ferrous metals from slag, ashes or oresInfo
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"HUTMEN", Wroclaw/Polen"HUTMEN", Wroclaw / Poland
"Verfahren zur Reduktion von Oxyden und anderen chemischen Verbindungen der Nichteisenmetalle aus Schlacken,"Process for the reduction of oxides and other chemical Compounds of non-ferrous metals from slag,
Aschen oder Erzen"Ashes or ores "
Erfinder: Doz.Dr.-Ing. Andrzej Bydalek, Ing. Tadeusz Wronka, Dipl.-Ing. Henryk Orzechowski, Ing. Wiadyslaw Rybak und Wiesiaw Turant.Inventor: Doz.Dr.-Ing. Andrzej Bydalek, Ing.Tadeusz Wronka, Dipl.-Ing. Henryk Orzechowski, Ing.Wiadyslaw Rybak and Wiesiaw Turant.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Oxyden und anderen chemischen Verbindungen der Nichteisen metalle, insbesondere von Zinn, Blei und Kupfer aus Neu· Unteriag-n ;λ*. ? r, ι ■ t.„ -st.n- ,.-.,., .The invention relates to a method for reducing oxides and other chemical compounds of non-ferrous metals, in particular tin, lead and copper from Neu · Unteriag-n; λ *. ? r, ι ■ t . " -st.n- , .-.,.,.
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Schlacken, Aschen und Erzen.Slags, ashes and ores.
Bisher wurde zur Reduktion von Nichteisenmetallschlacken, -aschen und -erzen im metallurgischen Verfahren allgemein Kohle in Form von Koks, Steinkohle und Holzkohle als Reduktionsmittel verwendet. Auch die Verwendung von Kohlenwasserstoffen im flüssigen und gasförmigen Zustand zu diesem Zwecke ist bekannt.So far, the reduction of non-ferrous metal slags, ashes and ores in the metallurgical process has been general Coal in the form of coke, bituminous coal and charcoal is used as a reducing agent. Also the use of hydrocarbons in the liquid and gaseous state for this purpose is known.
Der Nachteil der genannten Reduktionsmittel liegt in ihrem verhältnismäßig geringen Reduktionsvermögen, das mit abnehmender Temperatur des metallurgischen Prozesses absinkt.The disadvantage of the reducing agents mentioned lies in their relatively low reducing power, which decreases as they decrease The temperature of the metallurgical process drops.
Da jedoch die Anwendung hoher Temperaturen eine Oxydation mehrerer wertvoller Metalle bewirkt, erstrebt man in der Praxis eine Reaktionsführung in Flammöfen bei möglichst niedrigsten Temperaturen im Bereich von etwa 1100 bis 14OO°C.However, since the use of high temperatures causes an oxidation of several valuable metals, one strives in the Practice conducting a reaction in a furnace at as much as possible lowest temperatures in the range of about 1100 to 14OO ° C.
Beim Führen des Prozesses innerhalb des oben erwähnten Temperaturbereiches verbleibt jedoch als Ergebnis oft ein beträchtlicher Rückstand in den Nachreduktionsschlacken, der bis zu 5% von Zinn, Blei, Kupfer beträgt.However, when the process is carried out within the above-mentioned temperature range, a result often remains considerable residue in the post-reduction slags, which is up to 5% of tin, lead, copper.
Unabhängig davon zeichnet sich der Reduktionsprozeß in-Independent of this, the reduction process is characterized
Ü.0Ö8U/Ö2 55O. 0Ö8U / Ö2 55
folge einer geringen chemischen Aktivität der Kohle gegenüber den zu reduzierenden Verbindungen durch eine lange Zeitdauer des Produktionszyklus aus.follow a low chemical activity of the coal towards the compounds to be reduced for a long time Duration of the production cycle.
Es ist ferner die Reduktion von Erzen mittels eines Reduktionsmittels in Form von Calciumkarbid CaC2 vom Herstellungsverfahren des Calciumnitrids Ca3N3 aus Calciumkarbid und freiem Stickstoff in Anwesenheit von Erz bekannt, wobei der Überschuß an Calciumkarbid als Reduktionsmittel des Metalles aus Erzen dient.The reduction of ores by means of a reducing agent in the form of calcium carbide CaC 2 is also known from the production process of calcium nitride Ca 3 N 3 from calcium carbide and free nitrogen in the presence of ore, the excess of calcium carbide serving as a reducing agent for the metal from ores.
Der Verlauf dieses Verfahrens zur Gewinnung des Calciumnitrids, das ohne Luftzutritt durch Vermischen des CaI-ciumkarbids mit dem Erz vor der Beschickung oder bei gleichzeitigem Beschicken des Ofens mit Calciumkarbid und Erz abläuft, hat zur Folge, daß infolge der geringen Geschwindigkeit der Diffusionsvorgänge bei den zwischen den Substanzen im festen Zustand stattfindenden Reaktionen nur ein unbedeutender Gewinn an Metall bei einem sehr hohen Verbrauch an Calciumkarbid, der mehr als 100-fach höher als sonst bei der Erzreduktion liegt, erzielt wird, wobei der Metallgehalt in der Nachreduktionsschlacke einige Prozente beträgt.The course of this process for the extraction of calcium nitride, this without the admission of air by mixing the calcium carbide with the ore before charging or at simultaneous loading of the furnace with calcium carbide and ore takes place, has the consequence that as a result of the low speed the diffusion processes in the reactions that take place between substances in the solid state only an insignificant gain in metal with a very high consumption of calcium carbide, which is more than 100 times higher than is usually the case with ore reduction, with the metal content in the post-reduction slag a few percent.
Außerdem hat dieses Verfahren eine beschränkte AnwendungIn addition, this method has limited application
- 4 009844/0255 - 4 009844/0255
\ DO\ DO
bei Erzen von Metallen gefunden, die einerReaktion des Calciumkarbids nicht entgegenwirken, sowie bei Erzen von Metallen mit niedrigem Siedepunkt. Mit Rücksicht auf das oben gesagte hat diese Erzreduktionsmethode jedoch keine praktische Anwendung gefunden.found in ores of metals, which are a reaction of the Calcium carbide does not counteract this, as well as with ores of metals with a low boiling point. With that in mind However, as stated above, this ore reduction method has not found any practical application.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung grundsätzlicher Mangel und Nachteile der bisherigen Reduktionsmethoden, dami't ein hoher Ertrag an Nichteisenmetallen, insbesondere von Zinn, Blei und Kupfer aus Schlacken, Aschen oder Erzen erhalten werden kann, bei gleichzeitigem Herabsenken von Verlusten, die durch die Oxydation dieser Metalle entstehen, auf einen Minimalwert.The aim of the present invention is to eliminate fundamental deficiencies and disadvantages of the previous reduction methods, So there is a high yield of non-ferrous metals, especially tin, lead and copper Slags, ashes or ores can be obtained while lowering losses caused by the Oxidation of these metals occurs to a minimum.
Dieses Ziel wurde durch Erwärmen des Ofeneinsatzes, bestehend aus Schlacken, Aschen oder Erzen, die mit bekannten Flußmitteln, wie z.B. Borax, Borsäureanhydrid oder Soda sowie unter Zusatz des Reduktionsmittels in Form von Calciumkarbid zum geschmolzenen Einsatz vermischt wurden, bis auf eine Temperatur von 1100 bis 14OO°C, erreicht.This goal was accomplished by heating the furnace insert from slag, ashes or ores that are fluxed with known fluxes such as borax, boric anhydride or Soda and with the addition of the reducing agent in the form of calcium carbide were mixed for molten use, up to a temperature of 1100 to 14OO ° C, reached.
Die hauptsächlichen technischen Vorteile, die durch die Anwendung der Reduktionsmethode gemäß der vorliegenden Erfindung gewonnen werden, sind : Erhöhung der Metallausbeute durch Herabsetzen seines Gehaltes in der Nachreduk-The main technical advantages obtained by using the reduction method according to the present Invention are obtained are: Increase in the metal yield by reducing its content in the Nachreduk-
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tionsschlacke, Abkürzung der Schmelzzeit, die eine Erhöhung der Leistung der Aggregate um etwa 50% ermöglicht, Herabsetzung des Kraftstoffverbrauches, insbesondere in den Flammöfen, Beseitigung der Notwendigkeit der Anwendung von Absetzgefäßen, Beschränkung der Schornsteinverluste auf ein Minimum, die vor allem infolge des Entweichens von Dämpfen und von Verbindungen der Metalle entstehen sowie unumschränkte Anwendungsmöglichkeiten.tion slag, shortening the melting time, which is an increase the performance of the units by about 50%, reducing fuel consumption, especially in the incinerators, elimination of the need to use sedimentation vessels, limitation of chimney losses to a minimum, which arise mainly as a result of the escape of vapors and compounds of metals as well unlimited application possibilities.
Die Erfindung wird eingehender an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.
Der aus Schlacken, Aschen oder Erzen bestehende Einsatz wird mit bekannten Flußmitteln wie Borschlacke, Borax, Borsäureanhydrid oder Soda vermischt, und.in den Ofen, vorzugsweise in einen Flammofen eingeführt.The insert, which consists of slag, ashes or ores, is fluxed with known fluxes such as boron slag, borax, Boric anhydride or soda mixed, and introduced into the furnace, preferably into a flame furnace.
Da die alleinige Verwendung von Calciumkarbid eine erhöhte Temperatur des metallurgischen Prozesses von über 20000C erforderlich machen würde, ist es notwendig, Flußmittel anzuwenden, die den Schmelzpunkt erniedrigen und somit einen optimalen Reaktionsvorgang im Temperaturbereich von 1100 bis 14000C ermöglichen.Since the sole use of calcium carbide would make an elevated temperature of the metallurgical process of over 2000 0 C required, it is necessary to use flux, the lower the melting point, and thus allow optimum reaction process in the temperature range from 1100 to 1400 0 C.
Man wählt entsprechende Verhältnisse der Flußmittel undAppropriate proportions of the flux and
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des Reduktionsmittels in Bezug auf den Einsatz je nach dessen chemischer Zusammensetzung, die je nach Betriebsbedingungen, besonders bei der Rückgewinnung der Sekundärmetalle, innerhalb weiter Grenzen schwankt, aus.of the reducing agent in terms of use depending on its chemical composition, which depends on the operating conditions, especially with the recovery of secondary metals, fluctuates within wide limits.
Dann wird der Einsatz zusammen mit dem Flußmittel bis auf eine Temperatur von 1100 bis 14000C erwärmt und erst nachdem er geschmolzen ist, wird das Reduktionsmittel in Form von Calciumkarbid zugesetzt. Die Zugabe von Calciumkarbid zum geschlossenen Einsatz bewirkt, daß die Diffusionsprozesse während der Reduktion sehr viel schneller verlaufen und im Endergebnis zur Herabsetzung des Prozentgehaltes des Metalles in den Nachreduktionsschlacken bis auf einige Zehntelprozente führen.Then, the insert is heated and, together with the flux to a temperature from 1100 to 1400 0 C only after it is melted, the reducing agent in the form of calcium carbide is added. The addition of calcium carbide to the closed insert has the effect that the diffusion processes run much faster during the reduction and ultimately lead to a reduction in the percentage of metal in the post-reduction slag to a few tenths of a percent.
Zur weiteren Beschleunigung der Diffusion wird der angegebene Ofengehalt gerührt. Außerdem entsteht während der metallurgischen Reaktion als Ergebnis des Calcliumkarbid-Zerfalls Calciumoxyd, welches vorteilhaft auf die Erniedrigung der Viskosität und des spezifischen Gewichtes der Nachreduktionsschlacke einwirkt und damit auch eine bedeutende Herabsetzung der darin gebundenen Metalltropfen bewerkstelligt.The specified furnace content is stirred to further accelerate the diffusion. In addition, during the metallurgical reaction as a result of calcium carbide decay calcium oxide, which is beneficial to the degradation the viscosity and the specific weight of the post-reduction slag acts and thus also a significant one Reduction of the metal drops bound therein accomplished.
Nach Beendigung der Reaktion im Reduktionsofen, was beiAfter completion of the reaction in the reduction furnace, what at
Of j?-Of j? -
einer Temperatur von HOO bis 14OO°C etwa 2 bis 3 Stunden dauert, wird zuerst der Abstich des Metalles und anschließend der Nachreduktionsschlacke vorgenommen.a temperature of HOO to 14OO ° C for about 2 to 3 hours takes time, the metal is first tapped and then the post-reduction slag.
Nach Abschluß dieser Operationen wird ein neuer Produktionszyklus begonnen.After these operations have been completed, a new production cycle is started.
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