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Verfahren und Einrichtung zum Rösten von schwefelhaltigen Erzen Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abrösten von schwefelhaltigen
Erzen, wie Pyrit, Bleiglanz, Zinkblende, Kupferkies u. dgl., in einem Etagenofen.
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Bei den bisher bekannten Etagenöfen zum Rösten von Erzen hat sich
gezeigt, daß vornehmlich in den oberen Etagen leicht eine Überhitzung des Gutes
eintreten kann. Diese Überhitzung hat bei Temperaturen von etwa 930, bis 950° z.
B. bei Pyrit die Bildung eines eutektischen Gemisches von Eisensulfiden und Eisenoxyden
zur Folge. Dieses Gemisch weist einen teigigen Zustand auf, führt infolgedessen
zu Schmiererscheinungen auf den Tellerebenen der oberen Etagen, macht eine Förderung
mittels Krählschaufeln unmöglich und setzt die Erz- und Gasdurchlaßöffnungen in
kurzer Zeit zu. Um dies zu verhindern, hat man die Durchsatzmenge so niedrig gehalten,
daß sich höhere Temperaturen nicht einstellen. Damit hat man bisher die Nachteile
in Kauf genommen, daß sich der Röstvorgang nur verhältnismäßig langsam vollzieht
und mit der Durchsatzmenge die Leistung des Ofens sehr begrenzt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei sicherer und einfacher
Betriebsführung die Leistung des Ofens erheblich zu steigern und dabei die Temperatur
des Ofens vornehmlich in den oberen Etagen mit Sicherheit so niedrig zu halten,
daß die oben geschilderten Nachteile nicht eintreten können. Die Erfindung besteht
darin, daß aus einer oder mehreren mittleren oder oberen Etagen ein Teil der Röstgase
abgezogen wird, daß diese Röstgase gekühlt werden und einer oder mehreren der höheren
Etagen zugeleitet werden. Hierbei ergibt sich als weiterer Vorteil, daß das Volumen
der Röstgase während der Kühlung abnimmt, daß infolgedessen die Geschwindigkeit
der Röstgase nach Rückführung in den Ofen in mäßigen Grenzen gehalten und somit
weniger Staub mitgerissen wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Etagenofen im Längschnitt mit einer Kühlvorrichtung
für die abgezweigten Röstgase, Fig.2 einen Etagenofen im Querschnitt nach der Linie
II-II in Fig. 1.
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Der Etagenofen gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem feststehenden,
zylindrischen Mantelteil 1 und einem im Innern um eine senkrechte Drehachse langsam
rotierenden Krählwerk 2. Der Mantel ist aus feuerfestem Material hergestellt und
außen von einem Zylinder 3 aus Eisenblech umgeben. Der Innenraum ist durch zehn
Gewölbe 4, welche ebenfalls aus feuerfestem Material bestehen, etwa gleichmäßig
in einzelne Abschnitte aufgeteilt, so daß neun Einzelherde entstehen. Jedes Gewölbe
ist in waagerechter schnittsfläche ist aus Festigkeitsgründen nach innen zu verjüngt.
Die Gewölbe sind innen mit Öffnungen versehen, durch welche die zylindrische Hohlwelle
5 hindurchragt. Der Durchmesser der Öffnungen ist bei den einzelnen Gewölben abwechselnd
verschieden groß gehalten. In dem Gewölbe 6 z. B. ist der Durchmesser der Öffnung
so groß gewählt, daß ein ringförmiger Spalt 16 zwischen dem Gewölbe und der Hohlwelle
entsteht. Der Durchmesser der Öffnung des unterhalb nachfolgenden Gewölbes 7 ist
dagegen so klein gehalten, daß die Wölbung bis an die Hohlwelle heranreicht. Zwischen
diesem Gewölbe und der Hohlwelle ist eine Dichtung $ vorgesehen, und das Gewölbe
7 ist an seinem äußeren Umfang, d. h. an der Verbindungsstelle mit dem Mantel 1,
mit vier Öffnungen 56 bis 59 versehen. Die nächstfolgenden Herdflächen sind abwechselnd
entweder innen oder außen mit entsprechenden Öffnungen unterbrochen, derart, daß
sowohl das Gut wie auch die Behandlungsgase einen sich schlängelnden Weg durch den
Röstofen nehmen.
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Das Krählwerk besteht im wesentlichen aus der zylindrischen Hohlwelle
5 und den Armen 9. In jeder Etage sind vier Arme vorgesehen. Die Arme tragen unten
schräg gestellte Krählschaufeln 10. Das Innere der Arme ist hohl und durch eine
Trennwand 11 (Fig. 2) in zwei Kammern aufgeteilt. Die eine Kammer 12 ist mit einem
im Innern der Hohlwelle angeordneten Rohr 13 verbunden, während die andere Kammer
14 an den Raum zwischen der Hohlwelle 5 und dem Rohr 13 angeschlossen ist. Sowohl
die Hohlwelle 5 als auch das Rohr 13 sind am unteren Ende abgeschlossen. Das Rohr
13 ist oben an eine feststehende Kühlwasserleitung angeschlossen. Zwischen den feststehenden
und drehbaren Rohrteilen sind Dichtungen
16 angeordnet. Oberhalb
der ersten Gewölbefläche 6, welche als Trockensohle dient, ist eine Vorrichtung
17 zum Zuleiten des Gutes aus einem Bunker vorgesehen. Ein Abstreicher bzw. ein
Schieber 18
dient zur regelbaren Einstellung -der Gutmenge. Unterhalb des
letzten Röstherdes 19, welcher mit einer Öffnung 20 versehen ist, ist eine Rutsche
21 od. dgl. zur Ableitung des gerösteten Gutes angeordnet. Der Antrieb des Krählwerkes
erfolgt mit Hilfe eines Elektromotors 22 unter Zwischenschaltung eines geeigneten
Zahnradgetriebes, welches in Fig. 1 vereinfacht durch die Zahnräder 23 und 24 dargestellt
ist. Der Ofen ist auf mehreren Säulen 25 aufgestellt, um eine bessere Zugänglichkeit
an den Antrieb sowie an die Gutabnahme zu erreichen.
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Die beiden Etagen 26 und 27 sind je mit einer ringförmigen Leitung
28 bzw. 29 umgeben. Jede Leitung ist an drei Stellen mit dem Innern des Ofens verbunden
und außen an eine Zuführungsleitung 30 bzw. 31 für die Behandlungsluft angeschlossen.
Die Größe der Öffnungen ist so gewählt, daß etwa zwei Drittel der Behandlungsluft
in die untere Etage 26 und ein Drittel in die Etage 27 eintreten. An die oberste
Etage 32 schließt sich seitlich eine Leitung 33 zum Abzug der Röstgase an, welche
in mehrere Zentrifugalstaubabscheider 34 mündet. Diese Staubabscheider weisen an
ihren unteren Enden ein Rohr 35 zur Rückleitung des Staubes auf die Trockensohle
6 auf, während das obere Ende mit einem nicht dargestellten Waschturm verbunden
ist.
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An die Etagen 36 bzw. 37 sind seitlich Rohrleitungen 38 bzw. 39 zum
Abzug eines Teiles der Röstgase angeordnet, welche sich zu dem Rohr 40 vereinigen,
das seinerseits zu einem Zentrifugalstaubabscheider 41 hinführt. Man kann zweckmäßig
außen an dem Rohr 40 nicht dargestellte längs laufende Rippen oder ringförmige Bleche
zur besseren Wärmeabfuhr anschweißen. Der Abscheider 41 ist von einem Wassermantel
42 umgeben. Über die Rohrstutzen 43 und 44 und nicht eingezeichnete Rohrleitungen
wird der Wassermantel ständig mit Kühlwasser versorgt. Der Abscheider 41 ist ähnlich
wie die Abscheider 34 mit einem Staubaustrag 46 versehen. Eine Rohrleitung 47 stellt
die Verbindung mit einem Gebläse 48 her, welches die gekühlten Röstgase aus dem
Zentrifugalstaubabscheider absaugt und über Leitung 49 und ein ringförmiges Rohr
50 in die Etage 51 des Röstofens zurückführt. Das ringförmige Rohr 50 ist, wie aus
Fig. 2 hervorgeht, durch drei Öffnungen 52 bis 54 mit dem Innern des Röstofens verbunden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Mit Hilfe der Vorrichtung
17 wird das zu röstende Erz auf die Trockensohle 6 aufgegeben. Es wird dort von
den schräg zur Bewegungsrichtung gestellten Krählschaufeln erfaßt und zur Mitte
hin gefördert, wo es durch die Öffnung 55 auf die Etage 32 fällt. Dort sind die
Krählschaufeln im umgekehrten Sinne schräg gestellt, so daß eine Bewegung des Gutes
nach außen erfolgt. Es fällt nunmehr durch die Öffnungen 56 bis 59 in die nächstfolgende
Etage 60. Der Vorgang wiederholt sich so lange, bis das Gut durch die Öffnung 20
aus dem Röstofen heraustritt. Im Gegenstrom bewegt sich die unten eintretende Röstluft.
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Der Röstvorgang als solcher vollzieht sich exotherm, d. h., es wird
bei der Umsetzung stets so viel Wärme frei, daß kein Brennstoff benötigt wird. Sehr
hohe unzulässige Temperaturen würden sich in den oberen Etagen einstellen, wenn
nicht aus den beiden Etagen ein Teil der Röstgase abgezogen würde. Diese Röstgase
mit einer Temperatur von etwa 850 bis 900° C werden in dem Zentrifugalstaubabscheider
etwa 400 bis 450° C abgekühlt und so wieder in eine der oberen Etagen zurückgeführt.
Auf diese Weise werden hohe Temperaturen in den oberen Etagen vermieden und außerdem
eine Leistungssteigerung erreicht.
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Es hat sich gezeigt, daß ein Röstofen, welcher ohne Zwischenkühlung
der Röstgase arbeitet und beispielsweise für 38 t Pyrit mit einem Schwefelgehalt
von 4711/o ausgelegt ist, nunmehr unter Verwendung der Zwischenkühlung mit etwa
50 t bei sonst gleichbleibenden Bedingungen belastet werden kann. Ohne Zwischenkühlung
wäre jedoch eine derartige Belastung wegen zu hoher Temperatur nicht möglich.
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Es kann das gekühlte Röstgas auch in die gleiche Etage zurückgeführt
werden, aus welcher das heiße Gas abgezogen worden ist. In diesem Falle ist es zweckmäßig,
die Abzugs- und Rückleitungsöffnungen möglichst weit voneinander anzuordnen. Zahl
und Anordnungen der Öffnungen können den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt
werden.
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Außerdem ist es möglich, die Röstung durch Einblasen von kalter Röstluft
durch die Arme der oberen Etagen und von heißer Röstluft durch die Arme der unteren
Etagen zu beschleunigen. Bei einer solchen Betriebsführung ergibt sich eine weitere
Steigerung der Ofenleistung.
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Die Kühlung des abgezweigten Röstgases kann auch statt in einem Zentrifugalstaubabscheider
mit Vorteil in einem Röhrenwärmeaustauscher vorgenommen werden.
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Die Erfindung ist auch in gleichem Maße mit einem Etagenofen durchzuführen,
bei welchem die Behandlungsluft durch die Hohlwelle des Krählwerkes geleitet wird,
von dort in die einzelnen Krählarme und durch düsenartige Öffnungen an den Armen
in den eigentlichen Ofenraum tritt. In diesem Falle kühlt die Behandlungsluft das
Kühlwerk und wird selbst gleichzeitig vorgewärmt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich nicht nur für oxydierende
Röstung, sondern auch für sulfatisierende Röstung. Die sulfatisierende Röstung war
bisher mit besonderen Schwierigkeiten verbunden, da hier der Temperaturbereich von
650 bis 700° C in sehr engen Grenzen eingehalten werden muß. Durch Abzug eines Teiles
der Röstgase an einer geeigneten Stelle, anschließende Kühlung und Rückführung der
Gase hat man aber auch bei diesem Röstprozeß die Regelung der Temperatur vollständig
in den Händen.