CH299431A - Process and furnace for roasting sulphurous ores. - Google Patents

Process and furnace for roasting sulphurous ores.

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CH299431A
CH299431A CH299431DA CH299431A CH 299431 A CH299431 A CH 299431A CH 299431D A CH299431D A CH 299431DA CH 299431 A CH299431 A CH 299431A
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roasting
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fluidized bed
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Aktiengesel Metallgesellschaft
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Metallgesellschaft Ag
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/10Roasting processes in fluidised form

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Description

  

  Verfahren und Ofen     zum    Rösten von     schwefelhaltigen    Erzen.    Neben den althergebrachten Verfahren  zum Rösten     sulfidischer    Erze, wie es in den  Etagenöfen, den handbetriebenen     Rösther-          den,    dem     Drehrohrofen    oder auch in Staub  öfen durchgeführt wird, kennt man bereits  Röstverfahren, welche nach dem sogenannten       Fluo-Solid-Prinzip    arbeiten.  



  Beider bekannten Anwendung des     Fluo-          Solid-Verfahrens        wird    das Röstgut, welches  sich in einem Schacht auf einer     siebboden-          artigen    Unterlage befindet, durch einen auf  wärts gerichteten Luftstrom durcheinander  gewirbelt. Luftgeschwindigkeit und Korn  grösse werden so aufeinander abgestimmt, dass  möglichst wenig des festen Materials mit  gerissen wird. In der     Praxis    konnten aber  solche Röstöfen     nur    bei solchen Erzen ver  wendet werden, welche beim     Abrösten    nur  geringe Wärmemengen entwickeln.

   Die  meisten schwefelhaltigen Erze ergeben     Röst-          produkte,    welche bei     Temperaturen    über  900-1000  0 zum Sintern neigen. Dieses Tem  peraturgebiet ist für ein     fluidiertes    Bett sehr       gefährlich,    da das sehr     feinballig    durch  einanderwirbelnde     Kornhaufwerk    unter  Schlackenbildung erstarrt.  



  Es wurde nun gefunden, dass man alle  vorkommende schwefelhaltige, insbesondere       sulfidische    Erze ohne Gefahr der     Verschlak-          kung    nach dem     Wirbelschichtverfahren        ab-_     rösten kann, wenn man     die        Abröstung    mit  Hilfe sauerstoffhaltiger Gase in einer Schicht       durchführt,    deren Querschnitt nach der Gas-         eintrittsseite    zu     kleiner        wird,    und über  schüssige, d. h.

       schädliche    Reaktionswärme  durch Aussenkühlung der     ,Wirbelschicht    ab  führt.    Die     Querschnittsverminderung    hat den  Zweck, den Arbeitsaufwand der     genannten.     Gase für das dauernde     Anheben    der     Schüttung     um den     wirbelnden    Zustand aufrechtzuerhal  ten., herabzusetzen.  



  Der horizontale     Querschnitt    des Ofens  kann sowohl     kreisrunde    als auch rechteckige  Form besitzen.  



  Bei     einem    Ofen mit     langgestrecktem    recht  eckigem Querschnitt kann man den Eintrag  an der einen Stirnseite höher und den Austrag       an,    der     gegenüberliegenden    tiefer anbringen  und den Materialtransport dadurch erleich  tern, dass man getrennt     regulierbare    Luft  düsen an der     Materialeintrittsseite    stärker       beaufschlagt    als an der     Austragsseite.    Die  Wirbelschicht wird dadurch an der Eintrags  seite höher als an der andern Seite, und man  erzielt     ein    Gefälle von der Eintrags- zur Aus  tragsseite.  



  Eine besonders     vorteilhafte    Ausführungs  form eines solchen     Wirbelschicht-Röstofens     ist schematisch in der     Abb.    1 dargestellt. Er  weist einen Mittelteil 1     mit    einem     langge-          streckten,    rechteckigen, horizontalen Quer  schnitt auf,

   an den sich nach unten zur     Gas-          eintrittssete    hin ein sich     allmählich    ver  jüngender Unterteil - 2     anschliesst.    Der Gas-           eintritt        erfolgt        an    der     untern    schmälen       Fläche    3. Durch     eine    oder mehrere Düsen  mit Zuleitungen 4 werden sauerstoffhaltige  Gase in den rostlosen Röstofen unter Druck  eingeblasen.

   Die     Materialzuführung        wird    bei 5       vorgenommen,    während der Austrag bei 6       liegt.    In den Mittelteil 1 schiesst sich oben ein       dachförmiger    Teil 7 an, von dem die Abgas  leitung 8 abgeht. In dem dargestellten Bei  spiel ist eine     Kühlung    nur an den abgeschräg  ten Längsseiten des Ofenteils 2 vorgesehen.  Sie kann als vom Kühlwasser     durchflossene     Tasche oder aber als     Abhitzedampfkessel    aus  gebildet werden. In der     Abb.    1 ist dieser Teil 9  nur schematisch angedeutet.

   In diesem Ofen  ist die Obergrenze der     Wirbelschicht    etwa in  der Höhe bzw. etwas höher als die Oberkante  des Unterteils 2. Der darüber     befindliche          Mittelteil    1 dient als Verbrennungsraum für  die aus der     Wirbelschicht        mitgerissenen    feinen  Staubteilchen. Die Gase     können,    wenn erfor  derlich, durch Luftzusatz, der durch die Zu  leitung 10 erfolgen     kann.,    verdünnt und ab  gekühlt werden, beispielsweise um     die    Ent  staubung zu     vereinfachen.     



  Das Verhältnis aus Schichtfläche b - 1 und       Kühlfläche    h - 1, d. h. das Verhältnis b : h,       eines    solchen Ofens richtet sich bei gegebener  Temperatur der Abgase nach der Teilchen  grösse und der Wärmetönung des     abzu-          röstenden    Materials.

   Je grösser     nämlich    der       Teilchendurchmesser,    desto grössere Luftge  schwindigkeiten und     damit    -mengen müssen  aufgewandt werden, um das Bett zu     wirbeln.     Dies erfordert wieder     einen    hohen     Durchsatz,     falls man den     Sauerstoff    der Luft restlos aus  nutzen will. Ein hoher Durchsatz erzeugt  wieder grosse Wärmemenge; anderseits sinkt  die     Wärmeübergangszahl    zwischen Wirbel  Schicht und     einer    gekühlten Wand     mit     steigendem Teilchendurchmesser.

   Hieraus er  gibt sich, dass man, wenn man nicht     mit     Zusatz von     inertem    Gas arbeiten     will,    bei  jedem     Korndurchmesser    an ein bestimmtes  Verhältnis zwischen     Wirbelbettflächeninhalt     b - 1     und    Kühloberfläche h - 1     gebunden    ist,  so dass man bei zunehmender Korngrösse       kleinere    Verhältnisse b : h verwenden muss.    Um trotzdem einen grösseren     Durchsatz    in       einem    Ofen bei gleichbleibender Höhe zu  erzielen, kann man diesen     beispielsweise    nach       Abb.    2 ausbilden.

   Das     Wirbelbett    wird aus       aneinandergereihten,    nach unten sich ver  jüngenden Trögen 2 ausgebildet, die an den  Längsseiten mit Wasser- oder     Abhitzedampf-          kesselkühlungen    9 versehen     sind.    Die Luft  zuführungen erfolgen durch Düsen 11. Die  Tröge     vereinigen    sich in einem     gemeinsamen          Mittelteil    1, der ebenfalls der Nachverbren  nung dient. Die     Materialzu-    und     -abführung     erfolgt vorzugsweise     für    jeden Trog 2 geson  dert an den Stirnseiten.  



  Es hat sich als zweckmässig     erwiesen,    den  Eintrag des zu röstenden Gutes an der einen       Stirnwand    etwas unter der Oberfläche der       Wirbelschicht    einzuführen und den Austrag  an der entgegengesetzten Stirnwand     möglichst     tief zu entnehmen. Je länger der Ofen im Ver  hältnis zu seiner Breite ausgebildet wird, um  so weniger wirkt sich der Höhenunterschied  zwischen der Zu- und Abführung aus.  



       Ausführungsbeispiel:     Mit     einem        Wirbelbettofen    mit einem  Horizontalquerschnitt von 1 X 3 m des Mittel  teils 1 und einer Höhe des sich verjüngenden       Unterteils    2 von 1 m     mit    15 Luftdüsen wurde  ein     Kalavassos    Kies     mit        45 /o    Schwefel ab  geröstet. Die Teilchengrösse war     50%    unter  0,5 mm und 90% unter 1,2 mm Korn. Im  Ofen     wurde    ein Vorrat von 2,1 t bereits ab  gerösteten glühenden Materials gehalten.

   Pro  Stunde wurden<B>0,85</B> t frischer     Kies        eingeführt     und 0,6 t     Abbrand    ausgetragen. Der aus  getragene     Abbrand    enthielt 0,9% Schwefel.  Durch     die    Düsen wurden 2200     m3    Luft h mit       einem        Überdruck    von 1250     mm    WS durch  gepresst. Im Wirbelbett herrschte     eine    Tem  peratur von 800  C.

   Das Röstgas enthielt  12,5     Vol.    %     S02.    Die     Kühlflächen    waren an  der Längsseite der Wirbelschicht angeordnet  und hatten eine Gesamtfläche von 4,2     m2.    Die  Kühlung erfolgte     durch    Wasser. Es wurden  pro Stunde 6,5     m3    aufbereitetes Kühlwasser  mit einer Eintrittstemperatur von 20  C auf  gegeben. Die Austrittstemperatur des Kühl-           wassers    betrug 90  C.

   Die     Röstgaskonzentra-          tion    konnte bei gleichbleibender Eintrags  menge und gleichbleibender Luftgeschwindig  keit     mit    einer Genauigkeit von  0,2     Vol.     S02 und die Temperatur im Wirbelbett     mit     einer Genauigkeit von     :L15'    C konstant ge  halten werden.



  Process and furnace for roasting sulphurous ores. In addition to the traditional methods of roasting sulfidic ores, such as those carried out in deck ovens, hand-operated roasting ovens, rotary kilns or dust ovens, roasting processes are already known which work on the so-called fluo-solid principle.



  In the known application of the Fluo-Solid process, the roasted material, which is located in a shaft on a sieve-like base, is swirled around by an upwardly directed air stream. The air speed and grain size are coordinated so that as little of the solid material as possible is torn with it. In practice, however, such roasting ovens could only be used with those ores which develop only small amounts of heat during roasting.

   Most sulfur-containing ores produce roasted products which tend to sinter at temperatures above 900-1000 0. This tem peraturgebiet is very dangerous for a fluidized bed, since the very fine-crowned by swirling grain heap solidifies with slag formation.



  It has now been found that all sulfur-containing, in particular sulfidic ores can be roasted using the fluidized bed process without the risk of leaching if the roasting is carried out with the aid of oxygen-containing gases in a layer whose cross-section is towards the gas inlet side becomes smaller, and excess, d. H.

       harmful reaction heat from external cooling of the fluidized bed. The purpose of reducing the cross section is to reduce the amount of work mentioned. Gases for the continuous lifting of the bed in order to maintain the swirling state. To reduce.



  The horizontal cross-section of the furnace can be both circular and rectangular in shape.



  In the case of a furnace with an elongated, rectangular cross-section, the entry can be placed higher on one end and the discharge on the opposite end, and the material transport can be made easier by applying separately adjustable air nozzles to the material inlet side more strongly than on the discharge side. This makes the fluidized bed higher on the entry side than on the other side, and a gradient is achieved from the entry to the exit side.



  A particularly advantageous embodiment of such a fluidized bed roasting furnace is shown schematically in FIG. It has a central part 1 with an elongated, rectangular, horizontal cross section,

   to which a gradually tapering lower part - 2 adjoins towards the bottom of the gas inlet column. The gas entry takes place at the lower narrow surface 3. Oxygen-containing gases are blown into the rustless roasting furnace under pressure through one or more nozzles with feed lines 4.

   The material feed is made at 5, while the discharge is at 6. In the middle part 1, a roof-shaped part 7 connects to the top, from which the exhaust pipe 8 goes off. In the example shown, cooling is only provided on the bevel th longitudinal sides of the furnace part 2. It can be designed as a pocket through which the cooling water flows or as a waste heat steam boiler. In Fig. 1, this part 9 is only indicated schematically.

   In this furnace, the upper limit of the fluidized bed is approximately in height or slightly higher than the upper edge of the lower part 2. The central part 1 located above it serves as a combustion chamber for the fine dust particles entrained from the fluidized bed. The gases can, if necessary, by the addition of air, which can be done through the line 10., Diluted and cooled down, for example to simplify the Ent dust removal.



  The ratio of the layer area b - 1 and the cooling area h - 1, i.e. H. The ratio b: h of such a furnace depends on the particle size and heat of the material to be roasted at a given temperature of the exhaust gases.

   Namely, the larger the particle diameter, the greater the air speed and thus the greater the amount of air that must be used to whirl the bed. This again requires a high throughput if you want to use the oxygen in the air completely. A high throughput generates a large amount of heat again; on the other hand, the heat transfer coefficient between the eddy layer and a cooled wall decreases with increasing particle diameter.

   From this it follows that if one does not want to work with the addition of inert gas, for every grain diameter one is bound to a certain ratio between the fluidized bed area b - 1 and the cooling surface h - 1, so that smaller ratios b: h are used with increasing grain size must use. In order to still achieve a higher throughput in a furnace with a constant height, this can be designed according to Fig. 2, for example.

   The fluidized bed is made up of troughs 2, which are lined up in a row, tapering towards the bottom and which are provided with water or waste-heat steam boiler cooling systems 9 on the long sides. The air is supplied through nozzles 11. The troughs unite in a common middle part 1, which is also used for afterburning. The material supply and removal is preferably done separately for each trough 2 on the front sides.



  It has proven to be expedient to introduce the entry of the material to be roasted at one end wall somewhat below the surface of the fluidized bed and to remove the discharge as deep as possible at the opposite end wall. The longer the furnace is designed in relation to its width, the less the difference in height between the feed and discharge.



       Embodiment: A Kalavassos gravel with 45 / o sulfur was roasted with a fluidized bed furnace with a horizontal cross-section of 1 X 3 m of the middle part 1 and a height of the tapered lower part 2 of 1 m with 15 air nozzles. The particle size was 50% under 0.5 mm and 90% under 1.2 mm grain. A stock of 2.1 tons of already roasted glowing material was kept in the furnace.

   <B> 0.85 </B> t of fresh gravel were introduced per hour and 0.6 t of burned-off were discharged. The burn-off carried out contained 0.9% sulfur. Through the nozzles 2200 m3 of air were forced through h with an overpressure of 1250 mm water column. The temperature in the fluidized bed was 800 C.

   The roasting gas contained 12.5 vol.% SO2. The cooling surfaces were arranged on the long side of the fluidized bed and had a total area of 4.2 m2. The cooling was done with water. 6.5 m3 of treated cooling water with an inlet temperature of 20 C were added per hour. The outlet temperature of the cooling water was 90 C.

   The roast gas concentration could be kept constant with an accuracy of 0.2 Vol. SO2 and the temperature in the fluidized bed with an accuracy of: L15 ° C with a constant input amount and constant air velocity.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Rösten von schwefel- haltigen Erzen in einer wirbelnden Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ab- röstung mit Hilfe sauerstoffhaltiger Gase in einer Schicht durchführt, deren Querschnitt nach der Gaseintrittsseite zu kleiner wird und überschüssige Reaktionswärme durch Aussen kühlung der Wirbelschicht abführt. UNTERANSPRUCH: 1. PATENT CLAIM I: Process for roasting sulfur-containing ores in a swirling layer, characterized in that the roasting is carried out with the aid of oxygen-containing gases in a layer whose cross-section becomes too small towards the gas inlet side and excess heat of reaction is caused by external cooling of the fluidized bed leads away. SUBClaim: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Gasbeauf- schlagung des Röstofens ungleichförmig, und zwar so erfolgt, dass ein Geschwindigkeits- gefälle von der Eintrittsseite zu der gegen überliegenden Austragsseite des Röstgutes aufrechterhalten wird. Method according to patent claim I, characterized in that the gas admission to the roasting oven takes place non-uniformly, namely in such a way that a speed gradient is maintained from the inlet side to the opposite discharge side of the roasted material. PATENTANSPRUCH II: Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass der Horizontalquerschnitt des die wirbelnde Schicht enthaltenden Ofenteils nach der Gaseintrittsseite zu kleiner wird und der Ofen Einrichtungen aufweist, die die Ab fuhr überschüssiger Reaktionswärme durch Aussenkühlung der Wirbelschicht ermög lichen. UNTTERANSPRÜCHE 2. Ofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sein Mittelteil (1) eine kreiszylindrische Gestalt besitzt. 3. Claim II: Furnace for carrying out the method according to claim I, characterized in that the horizontal cross-section of the furnace part containing the swirling layer is too small after the gas inlet side and the furnace has facilities that allow the excess heat of reaction to be removed by external cooling of the fluidized bed. SUB-CLAIMS 2. Furnace according to claim II, characterized in that its central part (1) has a circular cylindrical shape. 3. Ofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sein Mittelteil (1) recht eckigen Querschnitt hat. 4. Ofen nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Röstgutes und sein Austritt an den Schmalseiten des Ofens einander gegenüber erfolgt. 5. Ofen nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 3 und 4, gekennzeichnet durch mindestens eine zur Zuführung der Röstluft dienende Düse mit Zuleitung (4). 6. Oven according to claim II, characterized in that its central part (1) has a rectangular cross-section. 4. Oven according to claim II and dependent claim 3, characterized in that the feed of the roasted material and its exit takes place on the narrow sides of the oven opposite one another. 5. Oven according to claim II and the dependent claims 3 and 4, characterized by at least one nozzle with a supply line (4) serving to supply the roasting air. 6th Ofen nach Patentanspruch II -und den Unteransprüchen 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass bei Verwendung mehrerer Düsen zur Zuführung der Röstluft die Düsen getrennt regulierbar sind, so dass sie mit ver schiedenen Gasmengen beaufschlagt werden können. 7. Ofen nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 3 bis<B>6,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass er wenigstens zwei aneinander gereihte, nach unten sich verjüngende Tröge aufweist, die an den Seiten mit Kühleinrich tungen versehen sind. Oven according to patent claim II and the dependent claims 3 to 5, characterized in that when using several nozzles for supplying the roasting air, the nozzles can be regulated separately so that they can be supplied with different amounts of gas. 7. Oven according to claim II and the dependent claims 3 to 6, characterized in that it has at least two troughs lined up next to one another, tapering downwards, which are provided with cooling devices on the sides.
CH299431D 1951-01-13 1951-12-18 Process and furnace for roasting sulphurous ores. CH299431A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2430456A1 (en) * 1978-07-04 1980-02-01 Metallurgical Processes Ltd IMPROVED PROCESS FOR GRILLING MATERIALS CONTAINING SULPHIDES

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2430456A1 (en) * 1978-07-04 1980-02-01 Metallurgical Processes Ltd IMPROVED PROCESS FOR GRILLING MATERIALS CONTAINING SULPHIDES

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