Thermische Behandlung von zinkhaltigen Jarosit-Rückständen im CONTOP-Schmelzzyklon

摘要

Bei der elektrolytischen Zinkgewinnung stellt die Deponierung der dabei anfallenden eisenhaltigen Jarosit-Rückstände, die erheblich mit wasserlöslichen problematischen Schwermetallen verunreinigt sind, eine Belastung der Umwelt dar. Das CONTOP-Verfahren bietet einen umweltgerechten Weg zur thermischen Verwertung dieser Rückstände. Bei diesem Verfahren werden getrockneter Jarosit und Zuschläge mit Hilfe von Kohlenstoff als Reduktionsmittel und Sauerstoff eingeschmolzen. Dabei werden die Begleitmetalle, insbesondere Zink, Blei, Silber, Kadmium und Arsen, in einer ersten Stufe zunächst unter schwach reduzierenden Bedingungen verflüchtigt. Die anfallende Schlacke wird in einer nachgeschalteten Stufe stark reduzierend behandelt und zusätzlich entzinkt. Ein hochangereichertes Metalloxid kann anschließend in einem Gewebefilter abgeschieden und wiederum für die Metallgewinnung eingesetzt werden. Das Eisen und die Inhaltstoffe des Jarosits werden zu einer flüssigen Schlacke geschmolzen und können als Baumaterial verwendet werden. In dieser Arbeit wird über die großangelegten Pilotversuche berichtet, bei denen etwa 17 t getrockneter Jarosit in der KHD-CON-TOP-Pilotanlage verarbeitet wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die produzierte Schlacke nahezu vollständig von den problematischen Begleitmetallen befreit ist und die gestellten hohen Anforderungen erfüllt. Die Investitionskosten für eine im Rahmen einer Planungsstudie ausgelegte Anlage mit einer jährlichen Kapazität von 200000 t trockenen Jarosits werden vorgestellt.%In electrolytic zinc recovery, the dumping of iron-bearing jarosite residue causes environmental difficulties, because of its water-soluble impurities like zinc, lead, arsenic and cadmium. At present, jarosite dumping is allowed only when strictly adhering to specific safety measures. The CONTOP process provides a safe environmental thermal treatment route for such residues. The dried jarosite is smelted with coal dust in the smelting cyclone. Such metals as zinc, lead, cadmium and arsenic are substantially volatilized and concentrated in a flue dust. The iron included in the jarosite forms a liquid slag that may be used e.g. as material for road construction. The results of a pilot test with 17 tons of dried jarosite which was treated in the CONTOP-pilot plant are given. They reveal that an almost complete elimination of impurities occurs in the cyclone and in the top blowing reactor and generates slag meeting environmental requirements. The investment costs for a industrial plant with a capacity of 200000 tons dried jarosite are determined.