DE2615529C3

DE2615529C3 - Schachtofen zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen und Verfahren dazu

Info

Publication number: DE2615529C3
Application number: DE2615529A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing.(Grad.) 6369 Schoeneck Herrling; Volker Dr. 6078 Neu Isenburg Jung
Original assignee: Deutsche Gold und Silber Scheideanstalt
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1980-08-28
Also published as: GB1574974A; FR2347447A1; FR2347447B1; DE2615529B2; DE2615529A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen und ein Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen unter Zusatz von Koks und Schlackenbildnern, bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil, in dem die Winddüsen angeordnet sind.

Ein großer Teil der in der Industrie, Forschung etc. eingesetzten Edelmetalle gelangt als Abfallprodukt zwecks Rückgewinnung wieder in einen Verhüttungsprozeß. Dabei handelt es sich um edeimetallhaltige metallische Abfälle (»Scheidgut«) und Edelmetalle, die mit nichtmetallischen Stoffen vergesellschaftet sind (»Gekrätz«). Diese Abfälle werden normalerweise in einem Schachtofen verhüttet.

Die edelmetallhaltigen Abfälle bilden zusammen mit dem als Energieträger und Reduktionsmittel dienenden Koks, dem Bleioxid als Edelmetall-Sammler und weiteren Schlackenbildnern, wie beispielsweise Kalkstein, Kiesabbrand und Sand, den Schachtofeneinsatz, der dann gemeinsam niedergeschmolzen wird.

Als Schachtofenprodukte entstehen dann das Werkblei mit durchschnittlich 50% Blei, 20% Kupfer, 25% Edelmetall und 5% Eisen und Nickel, der Rohstein (eine Kupfer-Eisen-Schwefel-Verbindung), die Schlacke und der Flugstaub des Abgases.

Der Abstich der schmelzflüssigen Schachtofenprodukte erfolgt in 2 Ebenen. Die spezifisch schwere Mischphase, bestehend aus Rohstein und Werkblei, wird im unteren Teil des Schachtofens, im sogenannten Sumpf, in Barren abgestochen. Beide Phasen trennen sich dann auf Grund ihrer unterschiedlichen spezifischen Gewichte und werden nach dem Erstarren voneinander gelöst. Das edeimetallhaltige Werkblei wird der Weiterverarbeitung zugeführt. Die wesentlich leichtere, flüssige Schlacke wird oberhalb des Metallabstiches aus dem Schachtofen abgegossen.

In der Technik sind zur Aufarbeitung von Eisenschrotten und Eisenerzen eine Reihe von öfen bekannt, die im Unterteil des Ofens einen erweiterten Brennraum besitzen, in den gasförmige, flüssige oder pulverförmige Brennstoffe zusammen mit Luft fiber Düsen eingeleitet werden (DE-OS 24 27 360 und US-PS 19 48 696). Solche öfen sind jedoch zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen nicht verwendbar.

Auch aus der DE-PS 19 51 567 ist ein Schachtofen zum Schmelzen von oxidischen Erzen oder Konzentraten bekannt, mit einem sich nach unten verjüngenden

ίο Unterteil, in dem sich auch die Winddüsen zur Zuführung der Verbrennungsluft befinden.

In der Praxis wird zur Wiedergewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen unter Zusatz von Koks und Schlackenbildnern ein Schachtofen verwendet, der aus einem Oberteil und einem sich nach unten verjüngendem Unterteil besteht

Die zur Verbrennung des Kokses notwendige Luftmenge wird mittels gleichmäßig auf den Ofenumfang verteilter Winddüsen im Unterteil in den Schachtofen eingeblasen. Winddurchlässigkeit sowie Höhe der Beschickungssäule steuern Windmenge und -druck. Die Schmelztemperatur, der Ofengang (Schmelz/erhalten) und die Durchsatzleistung werden entsprechend von der zugeführten Windmenge und -temperatur beeinflußt. Schlechte oder ungleichmäßige Winddurchlässigkeit fördern die Ansatzbildung im Schachtofen durch Absetzen der schwerschmelzbaren Anteile der Schlacke besonders im Bereich der Düsen, was eine weitere Verschlechterung des Ofenganges durch Verengung des Ofenquerschnitts zur Folge hat. Hinzu kommt der relativ hohe Edelmetallgehalt der Schlacke, da bei verengtem Ofenquerschnitt und unsymmetrischer Temperaturverteilung weder Zeit noch Raum zur völligen Ausseigerung der Edelmetalle in das Werkblei ausreichend zur Verfügung stehen.

Die Wirkungs· und Verfahrensweise der bisher verwendeten Schachtöfen ist aufgrund dieser Schwierigkeiten und der daraus entstehenden Folgeschäden äußerst unbefriedigend.

Es wi.r daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schachtofen mit Winddüsen zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen unter Zusatz von Koks und Schlackenbildnern zu schaffen, bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil, wobei die Winddüsen im Unterteil angeordnet sind, der bei gleicher oder besserer Qualität der Produkte (edelmetallärmere Schlacke) einen erhöhten Durchsatz aufweist, einen stabilisierten Ofengang (gute Trennung der Schmelzphasen) besitzt und eine einfache und sichere Verfahrensweise erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindtingsgemäß dadurch gelöst, daß der Unterteil des Schachtofens gegenüber dem Schachtofen-Oberteil auf mindestens 25% des Ofenumfangs um 25 bis 100% des Ofenquerschnitts erweitert ist und sich die Winddüsen oberhalb der Auftrefflinie des Schüttgutes an der Ofenwand befinden. Vorzugsweise beträgt die Querschnittserweiterung 40 bis 70%, da in diesem Bereich die besten Ergebnisse erhalten werden.

Bisher wies der Unterteil des Schachtofens, der sogenannte Sumpf, stets die gleiche oder sogar eine geringere Querschnittsfläche als der Schachtofen selbst auf und zwar gemessen am Übergang zwischen dem Sumpf und dem Oberteil des Schachtofens.

Die Anordnung und Anzahl der Abstichmöglichkeiten für die Metall- und Schlackenentnahme am Sumpf-Umfang ist beliebig, sie sollte jedoch vorzugsweise außerhalb der Beschickungs- und Schmelzzone liegen. Vorteilhafterweise liegt vor allem der Schlacken-

abstichbereich außerhalb der Beschickung- und Schmelzzone, weil dadurch verhindert wird, daß edelmetallhaltige Partikel direkt zur Abstichöffnung gelangen und mit der Schlacke ausgetragen werden.

Infolge der durch den erweiterten Unterteil nach außen verlegten Winddüsen wird aufgrund des entstehenden Schüttkegels der Beschickung ein ringförmiger Hohlraum gebildet Hier kommt es dann zu einer vorteilhaften Wärmeaufnahme des Windes. Es handelt sich dabei um eine sekundäre Windvorwärmung zwischen Düsen und Beschickungssäule.

Diese indirekte Windvorwärmung bewirkt eine bessere Energieausnutzung, ein gleichmäßigeres Temperaturprofil im Schachtofen durch Temperaturausgleich in der Düsenebene, eine Vermeidung von Oberfeuer durch Verlagerung der Verbrennungszone in den unteren Ofenteil, eine Verhinderung von Schlacken-Ausatzbildung durch höhere Verbrennungstemperaturen vor und über den Düsen, was Un besseres Offenhalten der Düsen bewirkt und die manuellen Reinigungsarbeiten an den Düsen erleichtert, sowie einen ungehinderten Winddurchtritt mit geringen Windgeschwindigkeiten bei gleichzeitig großen Windmengen sichert

Der Entstehung dieses ringförmigen Hohlraums kommt neben Windvorwärmung und Temperaturausgleich eine weitere, sehr wichtige Bedeutung zu. Dieser Hohlraum besitzt nämlich die Wirkung einer Druckausgleichszone, das heißt, an allen Stellen herrscht ein gleichmäßiger Druck. Die Bildung von Durchblasen (sogenannte »Pfeifen«) wird verhindert. Darüber hinaus trägt das gleichmäßige Durchströmen der gesamten Beschickungssäule infolge Vergrößerung der Reaktionsfläche zu einer Beschleunigung der chemischen Reaktionen bei. Auch der Austrag an Feinanteil wird durch die Filtereinwirkung der Beschickung verringert.

Die neuartige Konstruktion des Unterteils des Schachtofens beeinflußt neben Ofengang und -leistung auch die Qualitäi der Produkte, was sich besonders in einer sehr edelmetallarmen Schlacke ausdrückt.

Ziel ist es, die Edelmetallgehalte der Schlacke so weit zu senken, daß sie verworfen werden kann und nicht als Rücklauf eine zusätzliche Belastung des Schachtofens darstellt und somit eine indirekte Erhöhung der Kosten verursacht.

Dies erreicht man dadurch, daß die Schlacke kontinuierlich abgestochen wird, wodurch eine Vergleichmäßigung und Beruhigung der gesamten Schmelzzone entsteht Der Schlackenabstich liegt 5 oberhalb der in die Schmelzzone eintretenden Metall- und Schlackenanteile. Die Schlacke wird somit zur Abstichöffnung hin zum Aufsteigen gezwungen. Durch diesen langen und nach oben gerichteten Weg der flüssigen Schlacke werden die schweren Metallpartikel

ι ο ausgeseigert und setzen sich im Sumpf ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist schematisch in beispielhafter Ausführungsform in der Abbildung beschrieben.

Der Schachtofen 20 besteht aus einem feuerfest ausgemauerten, zylindrischen Schacht 1, der sich nach unten hin zu einem feuerfest ausgestampften Konus 2 verengt, auf dem sich die Beschickungssäule mit dem Koksgerüst 3 abstützt.

An den konischen Teil schließt sich wieder ein zylindrischer Teil an, der aus Wasserkästen 4 besteht. Die Wasserzuführung 5 erfolgt von unten, der Ablauf 6 an der höchsten Stelle, um einer Bildung von Luftblasen und damit einer Zerstörung der Wasserkästen 4 vorzubeugen.

An die Wasserkästen 4 schließt sich nach unten der Unterteil 19 des Schachtofens 20 an, der in diesem Fall über den gesamten Querschnitt erweitert ist. Hier sind dann auch die Winddüsen 7 angeordnet. Der Böschungswinkel des leichten Kokses 8 läßt einen ringförmigen, der Vorwärmung dienenden Hohlraum 9 entstehen.

Unter diesem Schachtofenunterteil 19 befindet sich der sogenannte feuerfest ausgemauerte »Sumpf« 10, der zur Aufnahme der flüssigen Phase dient. Aufgrund der spezifischen Gewichte besteht diese aus drei Schichten, der schweren Metallphase am Boden 11, der darüberliegenden Rohsteinphase 12 und oben der leichten Schlackenphase 13.

Das absinkende Metall 14 wird durch den Abstich 15 abgezogen. Die mit Metalltropfen durchsetzte Schlacke sinkt zunächst ab, das Metall fällt aus 14, und die Schlacke verläßt, nunmehr metallfrei 16 aufsteigend, dem Sumpf kontinuierlich über den Abstich 17, wobei eine Dosiervorrichtung 18 die Schlackenmenge reguliert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schachtofen mit Winddüsen zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen unter Zusatz von Koks und Schlackenbildnern, bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil, wobei die Winddüsen im Unterteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil (19) des Schachtofens (20) gegenüber dem Schachtofenoberteil (1) auf mindestens 25% des Ofenumfangs um 25 bis 100% des Ofenquerschnitts erweitert ist und sich die Winddüsen (7) oberhalb der Auftrefflinie des Schüttgutes an der Ofenwand befinden.

2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittserweiterung 40 bis 70% beträgt.

3. Schachtofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Edelmetallgehaltes der Schlacke der Metall- (15) und der Schlackenabstich (17) außerhalb der Beschickungsund Schmelzzone liegen.

4. Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen aus edelmetallhaltigen Abfällen unter Verwendung eines Schachtofens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenabstich kontinuierlich erfolgt.