DD272430A1 - Vorrichtung zur herstellung von pulver aus einer metallhaltigen schmelze - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, insbesondere aus sulfidischen und/oder arsenidischen metallurgischen Zwischenprodukten. Die Vorrichtung besteht aus einer Auslaufoeffnung zur Erzeugung eines vertikalen Giessstrahles und einer konzentrisch angeordneten, ringfoermigen Austrittsoeffnung fuer einen der Zerstaeubung der Schmelze dienenden Gasstrahl und besitzt erfindungsgemaess eine weitere konzentrisch angeordnete, ringfoermige Austrittsoeffnung zur Erzeugung eines Kuehlmittelstrahles. Die Vorrichtung gewaehrleistet die Herstellung eines hochdispersen Pulvers, das nur einen geringen Naessegehalt aufweist und nicht staubt. Durch Nutzung der Verdampfungsenergie zur Kuehlung wird der Anfall von Abwasser sowie dessen Behandlung vermieden. Die Vorrichtung sichert einen geringen Aufwand an Energie, Druckluft und Kuehlmittel und schliesst Gefaehrdungen durch Knallgasbildung aus.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines pulvrigen oder feinkörnigen Materials aus einer metallhaltigen Schmelze, die insbesonder aus einer sulfidischen und/oder arsenidischen Phase besteht, indem die Schmelze zerstaubt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Losungen Eine bekannte Verfahrenskonzeption der Gewinnung von Nichteisenmetallen aus Erzen, Konzentraten oder Sekundärrohstoffen

beinhaltet die thermische Konzentrierung von Metallen, wie insbesonder Kupfer, Nickel, Cobalt, in einer sulfidischen Phase (Stein) und/oder einer arsenidischen Phase (Sooise), din im weiteren auf hydrometallurgischem Wege zu Reinmetallen verarbeitet werden.

Dazu ist es im allgemeinen notwendig, die Zwischenprodukte Stein und Speise vor einer hydrometallurgischen Weiterverarbeitung ausreichend, d.h. bis zur Pulverfeinheit,zu zerkleinern bzw. direkt aus der Schmelze durch Zerstauben ein

feinkörniges Produkt herzustellen.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen ein Strahl einer Schmelze durch einen schnell strömenden Gasstrahl oder durch einen Wasserstrahl zerstaubt wird. Es ist eine Vorrichtung zum Zerstäuben von geschmolzenem Metall bekannt, die eine nach unten abgehende Austrittsöffnung für

das Metall und eine die Metallaustrittsöffnung umschließende ringförmige, im wesentlichen nacht unten gerichtete

Austrittsöffnung für ein der Zerstäubung der Schmelze dienendes Gas aufweist. Ein trockenes, heißes Metallpulver wird am Boden einer Kammer, die sich unterhalb der der Zerstäubung dienenden Düsen

anschließt, aufgefangen und ausgetragen (DE-OS 1.964.584).

Die Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine große Gasmenge (Inertgas oder Luft) erforderlich Ist, um eine ausreichende Abkühlung der zerstäubten Partikel und deren Überführung in die feste Phase zu erreichen. Eine Zerstäubung einer sulfidischen und/oder arsenidischen Schmelze mittels Luft ist insofern problematisch, als das Zusammentreffen mit Luft zu einem Rösteffekt, d. h. zur Verflüchtigung und Oxydation von Bestandteilen, wie Schwefel und Arsen, führt. Das macht erhebliche Aufwendungen für die Abgasreinigung erforderlich. Eine Zerstäubung mittels Inertgas ist für

großtechnische Belange aus ökonomischen Gründen nicht realisierbar.

Außerdem entsteht durch Zerstauben einer Schmelze mittels eines Gases im allgemeinen ein stark staubendes Produkt, das

fördertechnisch schwer zu behandeln ist und besondere arbeitsschutztechnische Maßnahmen erfordert.

Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, die eine öffnung zum vertikalen Austritt einer Schmelze aus einem Vorratsraum und eine

ringförmige Düse zum Zerstauben der austretenden Schmelze mittels Wasser besitzt. Das Pulver wird in einem unterhalb einer

Verdüsungskammer angeordneten Behalter mit Wasserkreislauf aufgefangen (DE-OS 3.104.003). Eine Zerstäubung einer Schmelze mittels Wasser bringt die Gefahr der Bildung explosiver Knallgaskonzentrationen, der nur mit

dem Einsatz entsprechend großer Wassermengen zum Zerstäuben begegnet werden kann. Große Wassermengen erfordern

hohen Aufwand für deren Bereitstellung und deren Aufbereitung, auch dann, wenn mit Wasserkreislauf gearbeitet wird.

Eine Zerstäubung einer sulfidischen und/oder arsenidischen Schmelze mittels Wasser ist wegen der besonders hohen Explosionsgefahr und des damit verbundenen Sicherheitsrisikos stets problematisch. Außerdem entsteht bei dieser Arbeitsweise ein Produkt mit sehr hohem Nässegehalt, der im allgemeinen Folgeoperationen zur

zumindest teilweisen Trocknung erfordert.

Ziel dtr Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es, eine Vorrichtung iur Herstellung von Pulver, vorzugsweise aus einem sulfidischen und/oder arsenldlschen metallurgischen Zwischenprodukt, durch Zerstluben einer Schmelze zu entwickeln, dte die beschriebenen Nachtelle weltgehend ausschließt, wobei Insbesondere ein hoher apparativer Aufwand und ein Arbeitsschutzrlslko vermieden werden sollen und ein relativ trockenes gut fördertÜhlges Produkt tu erhalten beabsichtigt Ist.

Da/legung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Pulver, Insbesondere aus einem sulfidischen

und/oder arsenldlschen metallurgischen Zwischenprodukt, durch vertikales Zerstäuben eines Qleßstrahles mittels eines die

Metailau8trittsöffnung umschließenden ringförmigen Gasstrahles bei Einstellung extrem hoher Abkühlungegeschwindigkeiten

mit definiert niedrigen Kühlmittelmengen zu entwickeln.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß einer vertikalen Ausströmöffnung für die metallhaltige Schmelze, der eine ringförmige, Im

wesentlichen ebenfalls nach unten gerichtet* Austrittsöffnung für einen der Zerstäubung dienenden Gasstrahl konzentrisch

zugeordnet ist und Mittel zur Kühlung der aus dem Gießstrahl gebildeten Schmelztröpfchen zwecks deren Überführung in feste

Partikel vorgesehen sind, erfindungegemäß eine weitere, Im wesentlichen nach unten gerichtete ringförmige Austrittsöffnung

zur Erzeugung eines ein Kühlmittel beinhaltenden Strahles konzentrisch zugeordnet ist.

Die ringförmig Austrittsöffnung für den Kuhlmittelstrahl besitzt erfindungsgemBß einen größeren Abstand zur Auslauföffnung

der Schmelze als die Austrittsöffnung für den Gasstrahl. Die Austritteöffnung für den Kühlmittelstrahl kann segmentartig unterteilt sein.

Der Gasstrahl wird bekanntermaßen aus Luft hohen Druckes gebildet. Der Kühlmittelstrahl besteht erfindungsgemfiß

vorzugsweise aus einem Luft-Wasser-Gemlsch oder einem Dampf-Wasser-Gemisch im Niederdruckbereich.

Ausführungsbetspiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Aus führungsbelspiel näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: Vorrichtung in Seitenansicht im Schnitt Fig. 2: Vorrichtu ng in der Ansicht von u nten

Die Vorrichtung zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze besitzt eine vertikale zentrale Ausströmöffnung 1, die aus einer feuerfesten Keramik besteht. Konzentrisch um die Ausströmöffnung 1 ist eine ringförmige, ebenfalls nach unten gerichtete Austrittsöffnung 2 für einen Druckluftstrahl vorgesehen. Mit größerem Abstand zur Ausströmöffnung 11st eine weitere Austrittsöffnung 3 angeordnet, die zur Erzeugung eines Kühlmittelstrahles dient. Innerhalb der Vorrichtung, die auch als Düsenkörper bezeichnet werden kann, sind eine ringförmige Kamme.* 4 mit der Austrittsöffnung 2 und eine weitere ringförmige Kammer 5 mit der Austrittsöffnung 3 verbunden. Der Kammer 4 ist ein Anschlußstutzen β und der Kammer 6 sind Anschlußstutzen 7 und 8 zugeordnet.

Die Vorrichtung wirkt wie folgt: ·

Aus der Ausströmöffnung 1, die aus einer feuerfesten Keramik besteht, wird eine sulfidische Nickelschmelze (Stein) mit einer Temperatur von 1200°C in Form eines vertikalen Gießstrahles in einer Menge von 1,2 t/h ausgetragen. Über den Anschlußstutzen 6 und die Ringkammer 4 wird der Austrittsöffnung 2 Druckluft mit 0,6MPa zugeführt. Die Druckluft zerstäubt den Gießstrahl in feine Tröpfchen. Über die Anschlußslutzr λ 7 und 8 und die Ringkammer 5 wird der Austrittsöffnung 3 ein Kühlmittelstrahl zugeführt, der eine Abkühlung der Sctimelztröpfchen bis zur Erstarrung und Überführung in pulvrige Partikel bewirkt. Über den Anschlußstutzen 7 wird Druckluft mit 0,2MPa oder Dampf zugeführt, die alsTrägerrriedium für das Kühlmittel Wasser dienen, das über den Anschlußstutzen 8 dosiert (etwa 200l/t Schmelze) zugegeben wird. Das pulverförmige Material wird in bekannter Weise in einem unterhalb der Vorrichtung befindlichen schachtförmigen Sedimentationsraum aus dem Gasstrom abgeschieden.

Mit einer dosierten Wasserzufuhr gelingt ?s, die bei der Abkühlung der Schmelze und der Überführung der Schmelztröpfchen in den festen, pulverförmigen Zustand abzuführende Wärmeenergie mehr oder weniger vollständig in Form von Verdampfungsenergie für die Überführung des Kühlmittels Wasser in Wasserdampf zu verbrauchen. Der Feuchtegehalt des Pulvers ist demzufolge leicht mit der Wassermenge regulierbar. Es hat sich gezeigt, daß eine Gefährdung durch Knallgasbildung vollständig ausgeschlossen werden kann.

Das erzeugte Nicknlsteinpulver steht mit einem Nässegehalt von 0,2 Maseanteilen in % in einer Körnung von 50 bis 500Mm für die Weiterverarbeitung zur Verfügung. Das Pulver ist damit relativ trocken und gut förderfähig.

Die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung gewährleistet die Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, insbesondere au? einer sulfidischen und/oder arsenidischen Phase, und ermöglicht die Einstellung jedes beliebigen Nässegehaltes. Der Anfall von Abwasser und die damit verstandenen Aufwendungen für dessen Kreislaufführung und für die Abwasserbehandlung können vermieden werden, wenn die beschriebene Verdampfungskühleffekt genutzt wird. Durch den erzielbaren raschen und intensiven Kühleffekt ist eine gefahrlose umweltfreundliche Zerstäubung und Pulverisierung von insbesondere solchen affinen Schmelzen, wie sulfidische und/oder arsenidische metallurgische Zwischen; ~uukte, sehr vorteilhaft möglich.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, die Insbesondere aus einer sulfidischen und/oder arsenldlschen Phase besteht, durch Zerstäuben eines aus einem Vorratsraum austretenden Gießstrahles mittels eines Gasstrahles, indem einer vertikalen Ausströmöffnung für die metallhaltige Schmelze eine ringförmige, im wesentlichen ebenfalls nach unten gerichtete Austrittsöffnung für einen der Zerstäubung dienenden Gasstrahl konzentrisch zugeordnet Ist und Mittel zur Kühlung der aus dem Gießstrahl gebildeten Schmolztröpfchen zwecks deren Überführung in feste Partikel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmöffnung (1) für die Schmelze eine weitere, im wesentlichen nach unten gerichtete, ringförmige Austrittsöffnung (3) zur Erzeugung eines ein Kühlmittel beinhaltenden Strahles konzentrisch zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Austrittsöffnung (3) für den Kühlmittelstrahl einen größeren Abstand zur Ausströmöffnung (1) der Schmelze besitzt als die Austrittsöffnung (2) für den Gasstrahl.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (3) für den Kühlmittelstrahl segmentartig unterteilt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelstrahl aus einem Luft-Wasser-Gemisch oder einem Dampf-Wasser-Gemisch niederen Druckes besteht.