Verfahren zur Herstellung eines brikettierten Einsatzmaterials für Zink-Schachtöfen

Abstract

 Zinkoxid enthaltendes Röstgut aus einer Wirbelschichtröstung wird einer Heißrikettierung unterworfen. Zur Erzeugung von Briketts mit guten Eigenschaften für eine Verarbeitung im Zinkschachtofen wird in dem Röstgut ein metallischer Bleigehalt und/oder Bleioxidgehalt von mindestens 3%, gerechnet als Blei, eingestellt, dem Röstgut nichtbackende Kohle mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen zugemischt, das Verhältnis von Pb zu C in Gew. -% auf mindestens 1 eingestellt und die Mischung bei einer Preßtemperatur von 250 bis 470°C unter einem Preßdruck von 4 bis 20 t/cm Walzenbreite, dynamisch gemessen, brikettiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines brikettierten Einsatzmaterials für Zink-Schachtöfen, wobei Zinkoxid enthaltendes Röstgut aus einer Wirbelschichtröstung einer Heißbrikettierung unterworfen wird.

[0002] Für die Zinkgewinnung im Schachtofen müssen die sulfidischen Erzkonzentrate vorher abgeröstet und stückig gemacht werden. Die Sinterröstung auf einem Wanderrost ist relativ aufwendig, führt zu einem Abgas mit relativ niedrigem SO₂-Gehalt und verursacht Probleme im Hinblick auf die Verschmutzung der Umwelt. Die Röstung in der Wirbelschicht vermeidet zwar diese Probleme weitgehend, jedoch muß das abgeröstete feinkörnige Material in einem separaten Verfahrensschritt in stückige Form gebracht werden.

[0003] Aus der GB-PS 13 02 864 ist es bekannt, das Röstgut aus einer Wirbelschichtröstung ohne Zusatz von kohlenstoffhaltigen Bindemitteln bei Temperaturen von mindestens 500 °C und einem Druck von 0,157 bis 3,15 t/cm² zu brikettieren. Die Reduzierbarkeit ist gegenüber Sinter jedoch wesentlich schlechter.

[0004] Aus der DE-AS 23 60 346 ist es bekannt, Briketts unter Einbindung von Koksgrus herzustellen. Dazu muß aber das Zinkoxid und gegebenenfalls Bleioxid sehr feinkörnig sein, wie es z. B. als Wälz-Oxid anfällt. Weiterhin muß dieses pulverförmige Material zunächst zu Pellets mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm geformt werden, ehe die Brikettierung der auf 500 bis 800 °C erwärmten Pellets erfolgt. Der Pelletiervorgang bedeutet einen zusätzlichen Arbeitsgang, außerdem müssen die Pellets vor der Brikettierung getrocknet werden, da sonst die Briketts platzen und Feuchtigkeit im Zinkschachtofen unerwünscht ist (Reoxidation des Zn-Dampfes).

[0005] Aus V. Tafel "Lehrbuch der Metallhüttenkunde" 1953, Band II, Seiten 518/19 ist es bekannt, für das Zinkgewinnungsverfahren der stehenden Muffel das Röstgut mit backender Kohle unter Zusatz eines Bindemittels zu brikettieren und die Briketts vor dem Einsatz in die Muffeln zu verkoken. Weiterhin ist es bekannt, Erze oder oxidische Stoffe unter Zusatz von backenden Kohlen öder bituminösen Bindemitteln zu brikettieren, wobei diese durch Erhitzung in den plastischen Bereich gebracht werden (DE-AS 12 52 623, DE-OS 23 35 669, DE-PS 718 967, US-PS 3 212 877). Bei diesen Verfahren muß eine separate Verkokung erfolgen und es besteht die Gefahr von Rissebildung und Zerplatzen der Briketts durch ausgetriebene flüchtige Bestandteile.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand aus dem Röstgut von Wirbelschichtröstungen Briketts herzustellen, die gute Eigenschaften für die Verarbeitung im Zinkschachtofen besitzen.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in dem Röstgut ein metallischer Bleigehalt unc./oder Bleioxidgehalt von mindestens 3 %, gerechnet als BLei, eingestellt wird, dem Röstgut nichtbackende Kohle mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen zugem:ischt wird, das Verhältnis von Pb zu C in Gew.-% auf mindestens 1 eingestellt wird, und die Mischung bei einer Preßtemperatur von 250 bis 470 °C unter einem Preßdruck vcn 4 bis 20 t/cm Walzenbreite, dynamisch gemessen, trikettiert wird.

[0008] Das Röstgut fällt als Bett-Austrag, Zyklon-Austrag und eventuell Austrag aus weiteren Entstaubungsanlagen in einem weiten Kornbereich von etwa 0 bis 5 mm an. Der weitaus größte Teil liegt in einer Korngröße unter 2 mm vor. Es ist sehr wichtig, daß die einzelnen Austräge sehr gut miteinander vermischt werden. Das zugemischte metallische Blei und/oder oxidische Blei stammt im allgemeinen aus dem Betrieb des Zink-Schachtofens selbst, wie z. B. Traß aus dem Pumpensumpf des Kondensers, Staub aus der Raumentstaubung und Filterschlamm aus der Gaswäsche. Die das metallische Blei und/oder oxidische Blei enthaltenden Stoffe werden ebenfalls in einer Korngröße von etwa 0 bis 5 mm eingesetzt. Der Zusatz an metallischem Blei und/oder Bleioxid kann bis zu etwa 15 Gew.-%, gerechnet als Blei, betragen. Die nichtbackenden Kohlen können einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bis zu etwa 6 Gew.-% haben, wie Koksgrus und Anthrazite. Temperaturen im oberen Bereich der Preßtemperatur ergeben höhere Festigkeiten der Briketts. Dies trifft ebenfalls für höhere Preßdrücke zu. Die Preßdrücke werden dynamisch gemessen, d.h. während des Betriebes der Presse.

[0009] Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht-darin, daß der Bleigehalt 3 bis 12 % beträgt,.der Kohlenstoffgehalt 2 bis 6 % beträgt und das Verhältnis von Pb zu C auf 1,5 bis 2 eingestellt wird. Diese Bereiche ergeben Briketts mit besonders guten Eigenschaften.

[0010] Die Erfindung wird an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

[0011] Es wurde eine Zinkblende mit folgender Zusammensetzung und Körnung in einer halbtechnischen Wirbelschichtanlage geröstet:

47,7 % Zn

1,75 % Pb

11,5 % Fe

31,8 % S

98,4 % < 2,000 mm

88,4 % < 0,045 mm

[0012] Das Röstgut (Mischung aus Bettaustrag + Zyklonausträgen) hatte folgende Kornzusammensetzung:

98,2 % < 2,000 mm

39,1 % < 0,045 mm

5,0% < 0,016 mm

[0013] Das Röstgut wurde jeweils mit Brikettier-Rückgut (2 bis 8 mm) und gegebenenfalls mit bleihaltigen Rückläufen aus dem Zinkschachtofen (40 % Zn, 30 % Pb, 100 % < 3 mm) bzw. Rückläufen plus Koksgrus (2,9 % flüchtige Bestandteile, 100 % < 0, 5 mm) heiß gemischt und, in einer Hitze, auf einer halbtechnischen Doppelwalzenpresse (Durchmesser 500 mm, 44 m breit) brikettiert.

Beispiel 2

[0014] Es wurden zwei Brikettierversuche mit dem Röstgut ohne Zuschläge, jedoch bei unterschiedlichen Versuchsbedingungen durchgeführt.

[0015] 

[0016] Bei Versuch Nr. 1 waren die Brikettierbedingungen also deutlich günstiger. Dies macht sich bei den Brikettqualitäten und der Brikettierleistung bemerkbar:

Beispiel 3

[0017] Es wurden je 10 Briketts aus den Versuchen Nr. 4 und 5 getestet:

[0018] 

[0019] Die Festigkeit nach teilweiser Reduktion ist in der Figur dargestellt.

[0020] Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Pellets eine gute Anfangsreduzierbarkeit und damit eine gute Gesamtreduzierbarkeit in relativ kurzer Zeit aufweisen, eine gute und ausreichende mechanische Festigkeit besitzen, ohne großen Aufwand hergestellt werden können, und die Brikettierung ohne nachträgliche Aufheizung des Austragsmaterials der Wirbelschicht erfolgen kann.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines brikettierten Einsatzmaterials für Zink-Schachtöfen, wobei Zinkoxid enthaltendes Röstgut aus einer Wirbelschichtröstung einer Heißbrikettierung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Röstgut ein metallischer Bleigehalt und/oder Bleioxidgehalt von mindestens 3 %, gerechnet als Blei, eingestellt wird, dem Röstgut nichtbackende Kohle mit geringem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen zugemischt wird, das Verhältnis von Pb zu C in Gew.-% auf mindestens 1 eingestellt wird, und die Mischung bei einer Preßtemperatur von 250 bis 470 °C unter einem Preßdruck von 4 bis 20 t/cm Walzenbreite, dynamisch gemessen, brikettiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleigehalt 3 bis 12% beträgt, der Kohlenstoffgehalt 2 bis 6 % beträgt und das Verhältnis von Pb zu C auf 1,5 bis 2 eingestellt wird.

Zeichnung