<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zum Sulfatisieren von sulfidischen Erzen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Erzen, insbesondere von Kupfererzen, und umfasst ein Röstverfahren und eine Röstvorrichtung zur Umwandlung der Metallbestandteile in lösliche Form.
Gemäss der Erfindung wird das fein verteilte oder pulverisierte Erz durch eine Reihe von Kammern mit stetig steigender Temperatur geführt und nach Erreichen der Stelle mit der Höchsttemperatur, an welcher Kupfer und Schwefel in Gegenwart von Sauerstoff Kupfersulfat bilden, durch Kammern mit stetig fallender Temperatur, die mit den ersterwähnten Kammern in wärmeleitender Verbindung stehen, wieder zurückbewegt, so dass die von dem Erz an der Stelle der höchsten Temperatur aufgenommene Wärme nach und nach an das frisch zugeführte Material abgegeben wird und das Arbeitsgut beim Verlassen der Vorrichtung seine Anfangstemperatur nahezu wieder erreicht hat.
Vorteilhaft wird mit dem Erz zur Ergänzung des Sauerstofbedarfes atmosphärische Luft durch die Wärmekammern geleitet, die dann natürlich den nämlichen Temperaturänderungen wie das Erz untenvorfen ist.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird das in geeigneter Weise gemahlene oder zerkleinerte Erz zunächst dem bereits erwähnten Röstprozess unterworfen. Diese Bearbeitungs- stufe urnfal3t die Erhitzung des zerkleinerten Erzps auf eine Temperatur von 450 bis 550 C. wobei untpr Zufuhr von Luft eine Oxvdatiun des Erzes eintritt. dise hiebei auftretenden Reaktionen sind natürlich entsprechend der Beschaffenheit des Erzes und der Handhabung der Röstapparate verschieden ;
aber theoretisch wird das ganze vorhandene Schwefelkupfer in Kupfervitriol und der grösste Teil des gewöhnlich in den Erzen sich vorfindenden Eisens in Eisenoxyd verwandelt. als als unlösliches Produkt bei der späteren Bildung der Lösung im Ganggestein zurückbleibt.
Tatsächlich wird jedoch ein gewisser Teil des Eisens in schwefelsaures Eisenoxyd verwandelt. welches mit einem geringen Teil des Schwefelkupfers zurückbleibt, während ein anderer un- beträchtlicher Teil dt's Kupfers in Kupferoxvd übergeht. In manchen Fällen kann das Erz metallisches Kupfer enthalten, welches an der Oxydation nicht teilnimmt. Die sich entwickelnden Dämpfe enthalten Schwefelsäureanhydrid und Schwefligsäureanhydrid.
Im nachfolgenden werden zunächst die zur Durchführung des Verfahrens dienlichen Vor- richtungen. nämliche eine Ausführungsform des Röstapparates beschrieben.
10 ist ein Füll;trichter, durch welchen das in geeigneter Weise zerkleinerte Erz eingeführt
EMI1.1
eienr Luftlietung 19 umschlossen, welche mittels des Ringflansches 21 am Flansch 13 der Erzleitung 12 befestigt ist. Das Rohr 19 umschliesst einen Kanal 22, durch welchen Luft in die Trf'niihel zugefuhrt wird.
Die Röstvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Trommel, die auf Rollen 23 gelagert ist. Die Rollen sitzen auf Wellen 24, deren Lager mit 25 bezeichnet sind. Eine oder beide Wellen
EMI1.2
ist mut der Reaktonstrommel durch einen Konus 27 verbunden, der einen ringförmigen Flansch 28 aufwerst, zwischen welchen und der Luftleitung 19 eine Packung 29 angeordnet ist, welche durch eine Stofpbüchsenbrille 30 zusammengepresst wird. Der Konus 27 dient auf diese Welse zur Lagerung des Rohres 19 und ist mit diesem luftdicht verbunden. Sobald das Erz die Reaktion-
<Desc/Clms Page number 2>
trommel erreicht, wird es durch ein System von Kanälen vorbewegt und kehrt durch ein anderes System von Kanälen wieder zurück. Zu diesem Zwecke ist der Innenraum der Trommel in der Querrichtung in Kammern geteilt und die erste, dritte, fünfte usw.
Kammer sind untereinander durch schräge Kanäle verbunden, die derart geneigt sind, dass das zerkleinerte Erz beim Drehen der Trommel durch die Schwerkraftwirkung vorbewegt wird. Auch die zweite, vierte, sechste usw. Kammer sind durch Kanäle untereinander verbunden, deren Neigung jener der vorher erwähnten Kanäle entgegengesetzt ist, so dass das zerkleinerte Erz durch die Schwerkraftwirkung bei Drehung der Trommel in entgegengesetzter Richtung zurückbewegt wird. Die Kammern oder Einheiten, aus welchen die Reaktionstrommel besteht, sind von zweierlei Ausgestaltung. Eine Type derselben umfasst die Erzleitungskanäle und die andere Type die Kopfteile zwischen anliegenden Leitungskammern.
Aus Fig. 3 ist die Ausgestaltung der an der Zuführungsstelle angeordneten Einheit ersichtlich, die aus einem Stirnteil31 mit einer Perforierung 31a, einem Konus 32 und einem Ringflansch 33 besteht. Der Ringflansch 33 trägt das innere Ende des Ableitungskanales 34 für die Heizgase. Das innere Ende des Rohres oder Kanales 34 trägt seinerseits das Ende der Schneckenwelle 16 und ist am äusseren Ende im Halslager 18 gelagert. Der Raum zwischen dem Konus 32 und dem Verbindungsstück 27 bildet eine Erzkammer, die durch die Zuführungseinrichtung gespeist wird und das Erz durch Perforierung 31a in die erste Kammer der Trommel überführt. Diese Kammer besitzt eine innere und äussere zylindrische Seitenwand 35 und 36 mit Ringflanschen 37 und 38 und einer Scheidewand 39.
Das zu röstende Erz tritt durch die Perforierung 31a in den Raum zur rechten Seite der Scheidewand 39, während der Austritt des gerösteten Erzes aus der Kammer zur linken Seite der Scheidewand erfolgt. Die Kammer ist am Umfang mit einer Perforierung 40 versehen, durch welche das Erz in einen Sammelbehälter 41 abfällt. Die Einheit ist mit einem Kanal zur Fortbewegung des Erzes versehen, besitzt aber keinen Kanal zur Rückbewegung desselben. Die Anordnung der Kanäle, die zur Erzbewegung dienen, ist aus den Fig. 4,5 und 6 ersichtlich.
Jede der zur Fortbewegung des Erzes dienenden Kammereinheiten besitzt eine innere und äussere zylindrische Seitenwand 42 und 43 mit Ringflanschen 44 und 45, eine Trennungwand 46, radial angeordnete Rippen 47, die zum Durcharbeiten und zur Wärmeverteilung dienen und Leitungskanäle 48 zum Vorbewegen sowie Leitungskanäle 49 zum Zurückbewegen des Erzes.
Zwischen diesen Einheiten sind andere Einheiten angeordnet, deren jede aus einer Wand 50 besteht, die eine Reihe von Öffnungen 51 für das vorbewegt und Öffnungen 52 für das zurückbewegte Erz sowie ringförmige Vorsprünge 53 und 54 und radiale Rippen 55 zum Durcharbeiten und zur Verteilung der Hitze besitzt. Die Kammern, die zur Vorbewegung des Erzes dienen, sind zur Linken der Stirnteile angeordnet und jene Kammern, welche zur Rückbewegung des
EMI2.1
zur Vorbewegung des Erzes sind im unteren Teile der Fig. 6 und jene zur Zuruckbewegung desselben im oberen Teile dieser Figur dargestellt.
Der Verbindungskanal 48 hat seine Einlass- öffnung 56 in der zur Vorbewegung dienlichen Kammer, durchsetzt die zur Rückbewegung dienliche Kammer in der Richtung nach links und mündet mit der Öffnung 57 in die Offnung 51 des Stirn teiles der nächsten zur Vorbewegung dienlichen Kammer. Die zur Rückbewegung des Erzes dienlichen Kanäle 49 haben die Einlassöffnung 58 in der für die Rückbewegung dienlichen Kammer, durchsetzen die zur Vorbewegung dienliche Kammer in der Richtung nach rechts und münden mit der Auslassönuung 59 in die Öffnung 52 des Stirnteiles der nächsten Kammer. Das Erz wird auf diese Weise von rechts nach links und hierauf von links nach rechts bewegt.
Am Ende der beschriebenen Kammern oder Einheiten ist eine besondere Kammer vorgesehen, um die Umkehr m der Bewegungsrichtung des Erzes zu bewirken. Diese Einheit ist in Fig. 6 links dargestellt und in ähnlicher Weise wie die anderen Einheiten ausgestaltet. Der zur Vorbewegung dienliche Kanal 60 mündet aber links von der Trennungswand 61 und durchsetzt die anliegende Kammer nicht. Die Stirnwand 62 dient zum Abschluss dieser Kammer. Der zur Rückbewegung des Erzes dienende Kanal 63 ist in gleicher Weise ausgebildet wie bei den anderen Kammern.
Bei Verbindung der Einheiten wird der äussere Flansch 45 der zur Vorbewegung dienlichen Kammern mit dem äusseren Umfang der Stirnteile durch Bolzen oder in anderer Art verbunden.
Die inneren Flanschen 44 stehen mit den Schultern 53 in Eingriff. Die inneren zylindrischen Seitenwände 42 der Einheiten bilden einen Kanal 64, welcher zur Wärmezufuhr dient. Zur Erzeugung der Wärme kann beispielsweise ein Brenner 65 Verwendung finden. Die Reizgase streichen durch den Kanal 64 und werden durch den Kanal 34 abgeleitet.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird das zerkleinerte Erz in den Trichter 10 eingeführt und durch die Schnecke 15 in die Kammer 27 geleitet und hierauf in der Richtung von rechts nach links durch die Einheiten der Trommel bewegt, hierauf vom Ende der Trommel in der Richtung von links nach rechts gefördert und durch die Öffnungen 40 in den Behälter 41 abgeleitet. Die Rippen sind versetzt angeordnet, um in den Kanälen keine Widerstände zu bilden und haben
<Desc/Clms Page number 3>
dieselben weiters die Aufgabe, das Erz von einer Seite auf die andere Seite zu bewegen. Gegebenenfalls wird Warme durch den Heizkanal 64 zugeführt und erfolgt die Erhitzung des Erzes im Wechselstrom, nachdem das zurückbewegte geröstete Erz an dem neu zugeführten vorbeibewegt wird und einen Teil seiner Wärme abgibt.
Hiedurch wird eine vorteilhafte Wärmeausnützung erzielt, nachdem das neu zugeführte Erz wesentlich geringere Temperatur besitzt und die Hitze des bereits gerösteten Erzes aufnimmt, bevor dasselbe die Vorrichtung verlässt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Wärme durch die ganze Masse verteilt und ein plötzliches Ansteigen der Temperatur vermieden wird. Der Wechselstrombetrieb ist nicht nur wegen der Ersparnis an Brennstoff und der Verringerung der notwendigen Aufmerksamkeit beim Betrieb von Vorteil, sondern auch aus dem Grunde, weil die Verteilung der Reaktionswärme auf die kontinuierlich eingeführte Erzmasse die Reaktion auf die Sulfatbildung beschränkt.
Beim Betrieb der beschriebenen Röstvorrichtung hat es sich gezeigt, dass bei Zufuhr jener Wärme, einheiten, die durch Strahlung und durch das abgeleitete Erz verloren gehen, die Tem- peratàr sicher auf jener Höhe, die zur Sulfatbildung notwendig ist, verbleibt und das Erz mit einer Temperatur, die 200 höher ist als jene des zugeführten Erzes, abgeleitet wird. Der Betrieb
EMI3.1
Es ist offenbar, dass in der Vorrichtung grosse Erzmengen behandelt werden können, nachdem der Betrieb ununterbrochen ist und ein vollkommenes Durcheinandermiscben des Erzes bewirkt wird. Der chemische Prozess, der in der Röstvorrichtung vor sich geht, ändert sich mit der Art des behandelten Erzes.
Erfolgt die Sulfatbildung aus Erzen, die hinreichende Menge Schwefel enthalten, so wird Luft, deren Menge beispielsweise durch ein Ventil regulierbar ist, in den Apparat eingeleitet, wobei sich das oxydierte Kupfer mit dem oxydieren Schwefel vereinigt. Die Temperatur wird zwischen jener, bei welcher sich Eisensulfat zersetzt und der Zersetzungstemperatur von Kupfersulfat, vorteilhaft etwa 550"erhalten. Um die Temperatur auf der gewünschten Höhe zu erhalten, können beliebige Mittel bekannter Art Anwendung finden.
In manchen Fällen, wo die durch die Reaktion erzeugte Temperatur allein hinreichend oder höher als die notwendige Temperatur ist, ist eine äussere Wärmequelle nur beim Inbetriebsetzen der Vorrichtung notwendig. Gegebenenfalls muss in solchen Fällen eine Kühlung, beispielsweise durch einen Luftstrom,
EMI3.2
des Kupfcraulfates erfolgt, hintanzuhalten.
Für den Fall aber, wo das Erz nicht eine hinreichende Menge Bestandteile besitzt, die die Erhaltung der zur Sulfatbildung notwendigen Temperatur sichern, wird demselben Kohle oder ein anderer BrennstoH oder ein Erz mit höherem Schwefelgehalt beigemengt.
PATEN ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Sulfatisieren von sulndischen Erzen, dadurch gekennzeichnet, dass man
EMI3.3