DE452784C

DE452784C - Extraction of zinc from oxide ores

Info

Publication number: DE452784C
Application number: DEA42616D
Authority: DE
Original assignee: CHRISTIANUS JOSEPHUS GODEFRIDU
Current assignee: CHRISTIANUS JOSEPHUS GODEFRIDU
Priority date: 1923-07-28
Filing date: 1924-07-08
Publication date: 1927-11-18

Description

Gewinnung von Zink aus oxydischen Erzen. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Zink aus seinen oxydischen Erzen.Extraction of zinc from oxidic ores. Subject of the invention is a process for the extraction of zinc from its oxidic ores.

Bei den bisher in der Industrie gebräuchlichen Verfahren wird die Reduktion des Zinkoxydes im allgemeinen in von außen beheizten Retorten ausgeführt. Da diese Retorten aus feuerfestem Material bestehen, das die Wärme nur schlecht durchläßt, sind diese Verfahren wenig wirtschaftlich, da hierbei auf die Tonne, an gewonnenem Metall bezogen, ein sehr hoher Kohlenverbrauch stattfindet.In the processes that have hitherto been used in industry, the Reduction of the zinc oxide is generally carried out in externally heated retorts. Since these retorts are made of refractory material, the heat is bad lets through, these processes are not very economical, as they are related to recovered metal, a very high coal consumption takes place.

Das vorliegende Verfahren vermeidet diese Unzuträglichkeiten, wenigstens hinsichtlich der Gewinnung von Zink aus oxydischen Erzen; es arbeitet wirtschaftlicher und schafft die Möglichkeit, den Kohlenverbrauch auf ein Minimum herabzusetzen.The present method avoids these inconveniences, at least regarding the extraction of zinc from oxidic ores; it works more economically and creates the possibility of reducing the consumption of coal to a minimum.

Ebenso wie die bisher bekannten Verfahren, die sogenannten »Fällungsverfahren«, die zur Gewinnung des Zinks aus seinen sulfidischen Erzen dienen, macht auch die neue Arbeitsweise von einem Bade geschmolzenen Eisens Gebrauch; sie unterscheidet sich aber durchaus von den bekannten Verfahren durch die Rolle, die das geschmolzene Eisen dabei spielt.Just like the previously known processes, the so-called "precipitation processes", which are used to extract the zinc from its sulphidic ores, also makes the new way of working using a bath of molten iron; she distinguishes but differ from the known processes by the role that the melted Iron plays.

Bei den bisherigen Fällungsverfahren hat das Eisen die Aufgabe, in die Reaktion einzutreten, um den im Erz enthaltenen Schwefel zu binden und das Zink zu fällen.In the previous precipitation processes, the iron has the task of in the reaction to occur to bind the sulfur contained in the ore and the zinc to fell.

Bei dem vorliegenden neuen Verfahren wird das geschmolzene Eisen dagegen dazu benutzt, um als Wärmeträger zur Zuführung der nötigen Wärme zum Erz bzw. zum Reduktionsvorgang, und um als Zubringmittel für das reduzierende Material, z. B. für die Kohle, zu dienen.In the present new process, the molten iron is against it used to act as a heat transfer medium to supply the necessary heat to the ore or to Reduction process, and as a means of conveyance for the reducing material, e.g. B. for the coal to serve.

Wenn es auch bisher schon bekannt gewesen ist, Gußeisen, das einen geringen Gehalt an Kohlenstoff aufweist, als Badmaterial zu benutzen, so wurde doch bei diesem bekannten Verfahren nur ein verschwindend geringer Teil des Reduktionsstoffes von dem Metallbad geliefert. Infolge der tatsächlichen Unmöglichkeit, den Kohlenstoff des Gußeisens zu benutzen, wurde bei diesem Verfahren gleichzeitig mit dem Zinkerz auch Kohle in das Gußeisenbad eingeführt. Hierdurch aber destillierte die Kohle auch gleichzeitig mit den Zinkdämpfen über und verhinderte die Gewinnung eines reinen Zinkmetalls.Even if it was already known, cast iron, the one has a low carbon content to be used as a bath material, it was in this known process only a negligibly small part of the reducing substance supplied by the metal bath. As a result of the actual impossibility of using the carbon The use of cast iron was used in this process at the same time as zinc ore also introduced coal into the cast iron bath. As a result, however, the coal distilled also simultaneously with the zinc vapors over and prevented the extraction of a pure one Zinc metal.

Bei dem vorliegenden. Verfahren wird dagegen in zwei Stufen gearbeitet, indem zunächst in einem Ofen der Kohlenstoff in dem Eisenbade, das auf passende Temperatur gebracht ist, aufgelöst wird und sodann in einem zweiten Ofen die Zinkerze in das kohlenstoffhaltige Eisenbad eingeführt werden, wobei unter dem Einfluß der durch das Eisen mitgeführten Wärme durch den Kohlenstoff die Reduktion bewirkt wird, ohne- daß das Eisen an der Reaktion chemisch mitwirkt. Hierauf wird das Eisenbad zwecks Wiedererhitzung und neuer Beladung mit Reduktionsmittel in den ersten Ofen zurückgeführt. Diese Arbeitsweise unterscheidet sich also von den bisher bekannten Verfahren durch den Umstand, daß sich das Eisen in keiner Weise an der Reaktion beteiligt, wie das z. B. bei den bisher bekannten Verfahren der Fall ist, bei denen das Eisen etwa zur gleichen Zeit mit anderen in Reaktion tretenden Stoffen, z. B. komplexen Erzen, die bekanntlich Zinksulfid und Zinkoxyd nebeneinander enthalten, gemischt wird, um dann durch eine äußere Wärmequelle auf die Reaktionstemperatur gebracht zu werden.With this one. Process, on the other hand, is carried out in two stages, by first placing in a furnace the carbon in the iron bath that is matching on Temperature is brought, is dissolved and then in a second furnace the zinc ores are introduced into the carbonaceous iron bath, under the influence of the due to the heat carried along by the iron, the reduction is effected by the carbon, without the iron taking part chemically in the reaction. Thereupon the iron bath becomes for reheating and reloading with reducing agent in the first furnace returned. This way of working is different from the previously known method by the fact that the iron in no way involved in the reaction, as z. B. in the previously known method of Is the case in which the iron reacts with others at about the same time Substances, e.g. B. complex ores, which are known to be zinc sulfide and zinc oxide side by side are mixed, and then brought to the reaction temperature by an external heat source to be brought.

Man kann die neue Erfindung z. B. auf folgende Weise ausführen: Das zu reduzierende oxydische Zinkmaterial wird in ein Bad von geschmolzenem Eisen gebracht, das bereits Kohle gelöst enthält. Dieses Eisenbad wird auf einer Temperatur von ungefähr i 5oo° gehalten, derart, daß unter der Einwirkung der Wärme des Bades das Zinkoxyd durch die Reduktionswirkung der im Bade enthaltenen Kohle zerlegt wird, wobei Zink in Dampfform und Kohlenoxyd abstreichen. Die Zinkdämpfe werden in bekannter Weise aufgefangen und kondensiert, um das Zink als Metall zu gewinnen. In dem Maße, wie die Reduktion fortschreitet, vermindert sich die Menge der im Eisenbad gelöst enthaltenen Kohle und nimmt die im Bade aufgespeicherte Wärme ab, so ' daß die Regenerierung des Bades, d. h. die Zuführung neuer Kohle und neuer Wärme, notwendig wird. Zu diesem Zweck wird das Bad, das so schon einmal zur Reduktion benutzt wurde, in einen Ofen überführt, indem es wieder auf die notwendige Temperatur gebracht wird und ihm Wärme und Kohle zugesetzt wird. Darauf wird das Bad wieder in den Reaktionsofen zurückgebracht, neues Zinkoxyd hinzugefügt, und die Reduktion im Eisenbade beginnt wieder von neuem.You can use the new invention z. B. run in the following way: The the oxidic zinc material to be reduced is placed in a bath of molten iron, which already contains carbon in solution. This iron bath is at a temperature of held about i 500 °, so that under the action of the heat of the bath the Zinc oxide is broken down by the reducing effect of the carbon contained in the bath, wiping off zinc in vapor form and carbon oxide. The zinc fumes are well known Way captured and condensed to extract the zinc as a metal. In this scale, As the reduction proceeds, the amount of dissolved in the iron bath diminishes contained coal and removes the heat stored in the bath, so that the regeneration of the bath, d. H. the supply of new coal and new heat becomes necessary. To this The purpose is to put the bath, which has already been used for reduction, in an oven transferred by bringing it back to the necessary temperature and giving it warmth and coal is added. The bath is then returned to the reaction furnace, new zinc oxide is added, and the reduction in the iron bath starts all over again.

Der Arbeitsvorgang, der so geleitet werden kann, daß er kontinuierlich verläuft, geht also in zwei Stufen vor sich: Erstens gibt es eine Reduktionsstufe, während der das Zinkoxyd aus dem Eisenbade die für die Reduktion notwendige Wärme aufnimmt und gleichzeitig der Einwirkung des Reduktionsmittels unterworfen wird, und zweitens eine Regenerierungsstufe für das Bad, während der das Bad wieder auf die zu Beginn des Arbeitsvorgangs herrschende Temperatur gebracht wird und gleichzeitig der Gehalt an Kohle auf die ursprüngliche Höhe ergänzt wird.The operation that can be directed to be continuous runs, so takes place in two stages: First, there is a reduction stage, while the zinc oxide from the iron bath provides the heat necessary for the reduction absorbs and is simultaneously subjected to the action of the reducing agent, and secondly, a regeneration stage for the bath, during which the bath is back on the temperature prevailing at the beginning of the work process is brought and at the same time the coal content is supplemented to the original level.

Man kann die Regenerierung des Eisenbades auf verschiedene Weise ausführen, z. B. nach dem Prinzip des Martinofens, in dem das Eisen erhitzt und dabei die notwendige Kohle zugesetzt wird, sei es, daß man mit Gas heizt, sei es durch direkte Verbrennung pulverisierter Kohle. Man kann die Regenerierung aber auch nach dem Prinzip des Thomas-Bessemer-Prozesses vornehmen durch Zuführung eines Gemisches von Luft und Kohle in das Eisenbad, indem man dabei Kohle im überschuß verwendet, derart, daß ein Teil der Kohle verbrannt wird, während der andere Teil im Bade in Lösung geht.The regeneration of the iron bath can be carried out in different ways, z. B. on the principle of the Martin oven, in which the iron is heated and thereby the necessary Coal is added, either by heating with gas or by direct combustion powdered coal. You can also use the principle of regeneration Carry out the Thomas Bessemer process by adding a mixture of air and Coal in the iron bath by using coal in excess, in such a way that part of the coal is burned, while the other part goes into solution in the bath.

Dieses Verfahren läßt die direkte Einwirkung der ganzen notwendigen Reaktionswärme zu, ohne daß eine Scheidewand aus feuerfestem Material hindernd dazwischensteht, so daß also die Ausnutzung der vollen direkten Wärme möglich wird, wobei man gleichzeitig in weitgehendem Maße die Verluste an Zink vermeidet, die die bisher üblichen Verfahren mit sich brachten. Gleichzeitig sind die Verluste an Eisen so gering, daß sie praktisch außer Betracht bleiben können; denn die Untersuchung hat gezeigt, daß das Eisen nur als Träger des Reduktionsmaterials dient und in keiner Weise an der Reaktion teilnimmt, nicht in die Schlacke geht und, nach Regenerierung, nahezu vollständig wieder für die Fortsetzung des Verfahrens zur Verfügung steht. übrigens verläuft die Reaktion ganz besonders energisch, weil die Kohle sich in Lösung befindet und damit in besonders wirksamer Form vorliegt. Infolgedessen wird das Zink vollständig ,abgetrieben und die Ausbeute sehr gesteigert.This procedure leaves the direct action of all the necessary Heat of reaction without a partition made of refractory material standing between them, so that the utilization of the full direct heat is possible, while at the same time to a large extent avoids the losses of zinc that the previously usual methods brought with them. At the same time, the iron losses are so small that they are practical can be disregarded; for the investigation has shown that the iron serves only as a carrier of the reducing material and in no way involved in the reaction participates, does not go into the slag and, after regeneration, almost completely is available again for the continuation of the proceedings. by the way, runs the reaction is particularly vigorous because the coal is in solution and so that it is in a particularly effective form. As a result, the zinc becomes complete , driven off and the yield greatly increased.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the extraction of zinc from oxidic zinc ores using an iron bath in which carbon is dissolved as a reducing agent is characterized in that the process is carried out in two stages, by initially using carbon as a reducing agent in the iron bath in the first stage, which serves as a heat transfer medium and as a solvent for the carbon at the same time then in the second stage the reduction of the zinc from the ore by the The reducing agent (carbon) contained in the bath is carried out, whereupon the Iron bath after reducing the content of carbon and heat content -by a renewed dissolution of carbon with simultaneous supply of heat regenerated will.