DD271287A1

DD271287A1 - DEVICE FOR PRODUCING POWDER FROM A MELT

Info

Publication number: DD271287A1
Application number: DD31438288A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Jeschke; Manfred Rudorf; Hansjoerg Zschage
Original assignee: Funk A Bergbau Huettenkombinat
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Herstellung eines pulverfoermigen Materials aus einer metallhaltigen Schmelze, insbesondere aus sulfidischen und/oder arsenidischen metallurgischen Zwischenprodukten. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung besteht aus einer Auslaufoeffnung zur Erzeugung eines vertikalen Giessstrahles, einer zentralen Duese zur Erzeugung eines auf den Giessstrahl gerichteten horizontalen Gasstrahles und einem die zentrale Duese umschliessenden Duesenring zur Erzeugung eines Kuehlmittelmantelstrahles, der aus einem Luft-Wasser oder einem Dampf-Wasser-Gemisch gebildet wird. Die Vorrichtung ermoeglicht die Herstellung eines hochdispersen Pulvers aus insbesondere metallurgischen Steinen bzw. Speisen und gewaehrleistet einen intensiven Waermeaustausch durch Nutzung des Verdampfungskuehleffektes. Die Vorrichtung sichert einen geringen Aufwand an Energie, Druckluft und Kuehlmittel und eine hohe Arbeitssicherheit.The device is used to produce a pulverulent material from a metal-containing melt, in particular from sulphidic and / or arsenidic metallurgical intermediates. The device according to the invention consists of an outlet opening for producing a vertical pouring stream, a central nozzle for producing a horizontal gas jet directed towards the pouring stream and a nozzle ring enclosing the central nozzle for producing a coolant jacket jet consisting of an air-water or a steam-water mixture is formed. The device makes it possible to produce a highly dispersed powder, in particular from metallurgical bricks or food, and ensures an intensive heat exchange by utilizing the evaporation cooling effect. The device ensures a low expenditure of energy, compressed air and coolant and a high work safety.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines pulvrigen oder feinkörnigen Materials aus einer metallhaltigen Schmelze, die insbesondere aus einer sulfidischen und/oder arsenidischen Phase besteht, indem die Schmelze zerstäubt wird.The invention relates to a device for producing a powdery or fine-grained material from a metal-containing melt, which consists in particular of a sulphidic and / or arsenide phase by the atomized atomized melt.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Eine bekannte Verfahrenskonzeption der Gewinnung von Nichteisenmetallen aus Erzen, Konzentraten oder Sekundärrohstoffen beinhaltet die thermische Konzentrierung von Metalien, wie insbesondere Kupfer, Nickel, Cobalt, in einer sulfidischen Phase (Stein) und/oder einer arsenidischen Phase (Speise), die im weiteron auf hydrometallurgischem Wege zu Reinmetallen verarbeitet werden.A known process design for the recovery of non-ferrous metals from ores, concentrates or secondary raw materials involves the thermal concentration of metals, in particular copper, nickel, cobalt, in a sulfidic phase (stone) and / or an arsenide phase (feed), which is further hydrometallurgical Routes are processed to pure metals.

Dazu ist es im allgemeinen notwendig, die Zwischenprodukte Stein und Speise vor einer hydrometallurgischen Weiterverarbeitung ausreichend, d. h. bis zur Pulverfeinheit zu zerkleinern.For this purpose, it is generally necessary, the intermediate products stone and food prior to hydrometallurgical processing sufficient, d. H. to crush to powder fineness.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mittels derer ein Strahl einer Schmelze durch einen schnell strömenden Gasstrahl zerstäubtDevices are known by means of which a jet of a melt is atomized by a rapidly flowing gas jet

Bekannt sind.horizontal (EP 0007536) und vertikal blasende Zerstäubungsvorrichtungen (DE-OS 1964584, DE-OS 2058964), bei denen die zugeführte Schmelze ven einem schnell strömenden Gas, das aus V- oder rinnenförmigen (EP 0007536) oder ringförmigen (DE-OS 1964584) Strahldüsen austritt, zerstäubt und teilweise gekühlt wird. Die Vollendung der Kühlung des zerstäubten Materials erfolgt durch Kühlgas, indem das Kühlgas durch Ejektorwirkung der Gasstrahldüse dem zerstäubten Materialstrom zugeführt wird (EP 0007536). Die weitere Kühlung erfolgt in einer anderen Apparatesektion, z. B. in einer Wirbelschicht (DE-OS 20^8964), oder in einem Wasserbad. Die Kühlung in anderen Apparatesektionen macht sich insbesondere in Verbindung mit vertikalen Zerstäubungsvorrichtungen erforderlich, da bei diesen Vorrichtungen trotz der hohen Zerstäubungstürme die Flugphase der schmelzflüssigen Tropfen ein mit hoher Geschwindigkeit strömenden Zerstäubungsgas nicht genügend lang ist, um die schmelzflüssigen Tropfen in festes Pulver zu überführen.Are known.horizontal (EP 0007536) and vertically blowing atomizing devices (DE-OS 1964584, DE-OS 2058964), in which the supplied melt ven fast flowing gas consisting of V or trough-shaped (EP 0007536) or annular (DE OS 1964584) jet nozzles emerges, is atomized and partially cooled. The cooling of the atomized material is completed by cooling gas in that the cooling gas is supplied to the atomized material flow by ejector action of the gas jet nozzle (EP 0007536). The further cooling takes place in another apparatus section, z. B. in a fluidized bed (DE-OS 20 ^ 8964), or in a water bath. Cooling in other apparatus sections is particularly required in connection with vertical atomization devices, since in these devices, despite the high atomization towers, the jet phase of the molten droplets is not sufficiently long to deliver the molten droplets into solid powder.

Ii horizontalen Zerstäubumsvorrichtungen wird ein trockenes, festes Pulver hergestellt, indem dei Strom aus Zerstäubungsgas und schmelzflüssigen Tropfen zusätzlich große Mengen Kühlgas zugeführt werden.In horizontal atomization devices, a dry, solid powder is prepared by adding large amounts of cooling gas to the stream of atomizing gas and molten droplets.

Von großem Nachteil ist, daß zur Herstellung von trockenem und förderfähigem Pulver unter reduziertem Verbrauch an Zerstäubungsgas ein hoherteclwisch-apparativer Aufwand erforderlich ist, um diezur Kühlung derschmelzflüssigen Tropfen in der Gasphase zu Pulver benötigte grüße Kühlgasmenge bereitzustellen.Of great disadvantage is that for the production of dry and eligible powder with reduced consumption of sputtering gas a Hoherteclwisch-apparatus effort is required to provide the Cooling gas quantity needed for cooling the molten droplets in the gas phase to powder.

Eine Zerstäubung einer sulfidischen und/oder rsenidischen Schmelze ist insofern problematisch, als das Zusammentreffen mit Luft zu einem Rösteffekt, d. h. zur Verflüchtigung und Oxydation von Bestandteilen, wie Schwefel und Arsen, führen kann. Ein Zusammentreffen der Schmelze mit Wasser birgt die Gefahr der Bildung explosiver Knallgaskonzentrationen und ist deshalb aus Gründen des Arbeitsschutzes und der Arbeitssicherheit auszuschließen. Außerdem entsteht ein sehr nasses Produkt, das sich schlecht fördern läßt.Atomization of a sulfidic and / or rsenidic melt is problematic in that the encounter with air results in a roast effect, i. H. lead to the volatilization and oxidation of components such as sulfur and arsenic. A confluence of the melt with water involves the risk of the formation of explosive oxyhydrogen concentrations and is therefore excluded for reasons of occupational safety and occupational safety. In addition, a very wet product, which can be poorly promoted.

Ziel der WindungTarget of the turn

Ziel dor Erfindung irt es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Pulver, insbesondere aus einem sulfidischen und/oder ar.sen'dischen metallurgischen Zwischenprodukt, durch Zerstäuben einer Schmelze mit einem Gasstrahl zu entwickeln, wobei ein hoher apparativer Aufwand und ein Arbeitsschutzrisiko vermieden werden sollen und ein gut förderfähiges Produkt erhalten wird.The aim of the invention is to develop a device for the production of powder, in particular from a sulfidic and / or arsenic metallurgical intermediate, by atomizing a melt with a gas jet, whereby a high expenditure on equipment and a health and safety risk are to be avoided, and a well-eligible product is obtained.

Explanation of the essence of the invention

Der Etfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Pulver, insbesondere aus einem sulfidischen und/oder arsenidischen metallurgischen Zwischenprodukt, durch Zerstäuben eines bießstrahles mittels eines Gasstrahles bei Einstellung extrem hoher Abkühlungsgeschwindigkeiten mit definierten niederen Kühlmittelmengen zu enlwrkeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß einm Ablauföffnung zl . Erzeugung eines vertikalen Gießstrahles eine zentrale Düse zur Erzeugung eines auf den Gießstrahl gerichteten, im wesentlichen horizontalen Gasstrahles hohen Druckes und ein die zentrale Düse umschließender Düsenring zur Erzeugung eines schnellströmönden Kühlmirtelsträhles zugeordnet sind. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen von einer kreisrunden Form abweichenden Querschnitt der zentralen Düse, insbesondere einen dreieck-, U-, W-, X- oder T-förmigen Querschnitt zu verwinden, um eine besonders intensive Zerstäubung zu erzielen. Der Düsenring ist zweckmäßigerweise hufeisenförmig ausgebildet und oben geöffnet und sollte mindestens 66% des Umfanges der zentralen Düsen umschließen. Der Düsenring kann aus einer einzigen Öffnung oder aus mehreren Öffnungen, die einen Ring bilden, bestehen. Der Düsenring kann auch aus mehreren, konzentrisch angeordneten ringförmigen oder ringsegmentähnlichen Öffnungen bestehen.The invention is based on the object of providing a device for producing powder, in particular from a sulfidic and / or arsenidic metallurgical intermediate product, by atomizing a delivery jet by means of a gas jet while setting extremely high cooling rates with defined lower amounts of coolant. According to the invention, this object is achieved in that a drain opening zl. Producing a vertical pouring stream a central nozzle for generating a directed onto the pouring stream, substantially horizontal gas jet high pressure and the central nozzle enclosing nozzle ring are assigned to produce a fast flowing Kühlmirtelsträhles. It has proved to be advantageous to twist a cross section of the central nozzle deviating from a circular shape, in particular a triangular, U, W, X or T-shaped cross section, in order to achieve particularly intensive atomization. The nozzle ring is expediently horseshoe-shaped and open at the top and should enclose at least 66% of the circumference of the central nozzles. The nozzle ring may consist of a single opening or multiple openings forming a ring. The nozzle ring may also consist of a plurality of concentrically arranged annular or ring-segment-like openings.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, als Gasstrahl Luft hohen Druckes und als Kühlmittelstrahl ein schnell strömendes Luft-Wasser-Gomisch oder Dampf-Wasser-Gemisch einzusetzen.Another feature of the invention is to use as a gas jet air high pressure and as a coolant jet a fast-flowing air-water-Gomisch or steam-water mixture.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show it

Fig. 1: Vorrichtung in Seitenansicht im Schnitt Fig. 2: Vorrichtung in VorderansichtFig. 1: device in side view in section Fig. 2: device in front view

Eine sulfidische Nickelschmolze mit einer Temperatur von 1200⁰C tritt aus einer Auslauföffnung 1, die aus einer feuerfesten Keramik besteht, in Form eines vertikalen Gießstrahles in einer Menge von etwa 1,2 t/h aus. Unterhalb der Auslauföffnung 1 ist eine zentrale Düse 2 zur Erzeugung eines Gasstrahles mit 0,4 MPa Druck so angeordnet, daß der Gasstrahl den Gießstrahl in geringem Abstand nach Verlassen der Auslauföffnung 1 trifft. Die zentrale Düse 2 ist von einem Düsenring 3 umschlossen, der zur Erzeugung eines schnell strömenden Kühlmittelsirahles von etwa 320 m/s dient. Die zentrale Düse hat einen dreieckförmigen Querschnitt, wodurch zunächst eine intensive Zerstäubung des Gießstrahles in feine Schmelzetröpfchen erzielt wird. Der ringförmige Kühlmittelstrahl, der, insbesondere durch Verdüsung eines Luft/Wasser- oder eines Dampf/Wasser-Gemisches, eine hohe Kontaktobr; fläche zwischen Schmelzetröpfchen und Kühlmitteltröpfchen erzeugt, bewirkt einen intensiven Wärmeübergang und eine rasche Überführung der schmelzflüssigen Partikel in die Pulverform.A sulfidic nickel melt with a temperature of 1200 ⁰ C emerges from a discharge opening 1, which consists of a refractory ceramic, in the form of a vertical pouring stream in an amount of about 1.2 t / h. Below the outlet opening 1, a central nozzle 2 for generating a gas jet with 0.4 MPa pressure is arranged so that the gas jet hits the pouring stream at a small distance after leaving the outlet opening 1. The central nozzle 2 is enclosed by a nozzle ring 3, which serves to produce a fast-flowing Kühlmittelirahles of about 320 m / s. The central nozzle has a triangular cross section, which initially intensive atomization of the pouring stream is achieved in fine melt droplets. The annular coolant jet, which, in particular by atomizing an air / water or a steam / water mixture, a high Kontaktobr; produced surface between the melt droplets and coolant droplets, causes an intense heat transfer and rapid transfer of the molten particles in the powder form.

Das Kühlmittel Wasser wird über die Zuleitungen 4 zugeführt. Das Pulver kann in bekannter einfacher Weise in einem Sedimentationsraum aus dem Gasstrom abgeschieden werden. Damit wird trotz geringen Wassereinsatzes von etwa 220 l/h ein maximaler Kühleffekt erreicht, weil durch die nahezu restlose Überführung des Kühlmittels Wasser in die Dampfform ein hoher Verbrauch an Wärmeenergie aus der Schmelze zur Deckung der erforderlichen Verdampfungsenthalpie realisiert werden kann.The coolant water is supplied via the supply lines 4. The powder can be deposited in a known simple manner in a sedimentation from the gas stream. Thus, a maximum cooling effect is achieved despite low water use of about 220 l / h, because by the almost complete transfer of the coolant water in the vapor form, a high consumption of heat energy from the melt can be realized to cover the required enthalpy of vaporization.

Der Luftverbrauch beträgt etwa 300m³ i.N./t Schmelze.The air consumption is about 300m ³ iN / t melt.

Der Feuchtegehalt des Pulvers ist mit der Wassermenge leicht regulierbar. Es hat sich gezeigt, daß eine Gefährdung durch Knallgasbildung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeschlossen ist.The moisture content of the powder is easily regulated with the amount of water. It has been shown that a risk of explosive gas formation is excluded by means of the device according to the invention.

Das erzeugte Nickelsteinpulver steht mit einem Nässegehalt von 0,2 Ma.-% in einer Körnung von 50 bis 500Mm für den Transport und die Weiterverwendung zur Verfügung.The produced nickelstone powder is available with a moisture content of 0.2 wt .-% in a grain size of 50 to 500 mm for transport and re-use.

Die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung gewährleistet die Herstellung von relativ trockenem, förderfähigem Pulver aus einer schmelzflüssigen, insbesondere sulfidischen und/oder arsenidischen Phase.The sputtering device according to the invention ensures the production of relatively dry, eligible powder of a molten, in particular sulphidic and / or arsenidic phase.

Claims

1. An apparatus for producing powder from a melt by sputtering a pouring stream by einos gas jet by a pouring jet is associated with an opening for generating a directed to the pouring jet gas jet and means are provided for cooling the melt droplets formed from the pouring stream for the purpose of transfer to solid particles , characterized in that an outlet opening (1) for generating a vertical pouring stream a central nozzle (2) for generating a directed to the pouring stream, substantially horizontal gas jet high pressure and the central nozzle enclosing nozzle ring (3) for generating einos fast flowing Coolant beam are assigned.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle opening of the central nozzle (2) has a triangular, U, W, T or X-shaped cross-section.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle ring (3) encloses at least 66% of the circumference of the central nozzle (2). '

4. Apparatus according to claim 1 and 3, characterized in that the nozzle ring (3) encloses horseshoe-shaped with the top open side of the central nozzle (2).

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle ring (3) consists of a single annular opening.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the nozzle ring (3) consists of a plurality of openings which form a ring.

7. Apparatus according to claim 1,5 and 6, characterized in that the nozzle ring (3) consists of a plurality of concentrically arranged annular openings.

8. The device according to claim 1, characterized in that the gas jet of air and the coolant jet consists of an air-water mixture or a steam-water mixture.