DE1758503C3

DE1758503C3 - Verfahren zur Erhitzung von flüssigem Blei und Vorrichtung zu dessen Durchführung

Info

Publication number: DE1758503C3
Application number: DE19681758503
Authority: DE
Inventors: Jakow S. Bejlin; Nikolaj N. Kubyschew; Sergej W. Alma-Ata Lipkin; A.J. Porchunow; Nikolaj I. Smirnow; Wladimir F. Tunikij
Original assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ GORNOMETALLURGITSCHESKIJ INSTITUT ZWETNYCH METALLOW UST-KAMENOGORSK (SOWJETUNION)
Current assignee: WSESOJUSNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ GORNOMETALLURGITSCHESKIJ INSTITUT ZWETNYCH METALLOW UST-KAMENOGORSK (SOWJETUNION)
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE1758503A1; DE1758503B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Erhitzung von flüssigem Blei, vorwiegend zu seiner Raffination, sowie auf Vorrichtung zu dessen Durchführung.

Es ist bekannt, daß das Roh- oder Werkblei, das bei der Erzverhüttung gewonnen wird, wesentliche Mengen von Beimengungen enthält, darunter Kupfer, Gold, Silber, Antimon, Arsen, Wismut und andere.

Das Ausbringen dieser Beimengungen erfotgt bei der Bleiraffination, was mit einer großen Anzahl von andauernden und viele Energie verbrauchenden Vorgän- gen verbunden ist, die eine mehrmalige Erhitzung beziehungsweise Abkühlung des flüssigen Bleis erforderlich machen.

Dieser Prozeß erfolgt in Raffinationskesseln mit Außenbeheizung mittels metallischer Band· oder run- 4s der Elektroerhitzer, öl- und Gasbrenner, Kohlenfeuerungen und anderer Heizquellen. Bisweilen werden für die Vorerhitzung von Blei zwecks weiterer Zuführung zum Apparat für kontinuierliche Raffination Flammöfen eingesetzt.

Bei den allgemein bekannten Arten der Außenbeheizung von Raffinationskesseln liegt der Ausnutzungsgrad der zugeführten Wärmeenergie gewöhnlich bei sehr niedrigen Werten, und der Erhitzungsvorgang selbst verläuft nur langsam. SS

Das .λ. α jf geringe Wärmeaustauschfläche des jeweiligen Kessels sowie auf einen großen Wärmeverlust für Durctiwärmung der Kesselausmauerung zurückzuführen. Bei der Bleitemperatur von 320 bis 350⁰C erreicht z. B. die Temperatur der metallischen Erhitzer 1100 bis 1200⁰C, dabei beläuft sich der Ausnutzungsgrad der Wärmeenergie, z. B. für die Band-Elektroerhitzer durchschnittlich auf 15%. Was die ölbrenner und die Kohlefeuerungen betrifft, so ist ihr Einsatz mit dem Betrieb sperriger Gasführungssysteme und Vorrichtungen 6s für Verfeuern von Brennstoffen mit einem niedrigen Wärmeumsetzungsgrad verbunden.

Bei häufigen Abschaltungen der Außenerhitzer, die

durch die erforderliche Abkühlung von Blei beziehungsweise den Abschluß des Raffinationszyklus hervorgerufen werden, geht die von dem massiven Kesselmauerwerk akkumulierte Wärme unwirtschaftlich verloren.

Die langsame Erhitzung führt zur Vergrößerung der Dauer des Raffinationsprozesses von Blei sowie zu seiner Verteuerung. Bei einigen Vorgängen im Raffinationsprozeß nimmt die Vorerhitzung von Blei mit Außenelektroerhitzern 3 bis 5 Stunden in Anspruch.

Außerdem erlaubt die Außenbeheizung des Kessels gleich nach der Einschaltung der Erhitzer nicht, einen Strom des überhitzten Metalls mit der vorgegebenen Temperatur und Durchflußmenge zu bekommen. Deswegen entsteht bei den kontinuierlichen Prozessen die Notwendigkeit an der Überhitzung und an der Aufrechterhaltung in diesem Zustand großer Mengen von Blei, bevor es dem Apparat für die kontinuierliche Raffination zugeführt wird.

Diese Erfindung bezweckt die Beseitigung der oben genannten Nachteile.

Dieses Ziel kann durch die Entwicklung eines Verfahrens zur Erhitzung von flüssigem Blei erreicht werden, das eine wesentliche Erhöhung des Wärmeausnutzungsgrades mittels Wärmezuführung unmittelbar in dem zu erhitzenden Metall gewährleistet

In der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erhitzung vom flüssigen Blei behandelt, welches die Lösung der gestellten Aufgabe ermöglicht Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das flüssige Blei durch das an den elektrischen Stromkreis angeschlossene Rohrelement 6 geführt wird, dessen Enden wenigstens mit einem flüssigen Bleischmelzbad elektrisch geschlossen sind. Dabei dient das zu erhitzende Blei als elektrischer Widerstand, wodurch die Umwandlung der Elektroenergie in die Wärmeenergie vorwiegend in dem zu erhitzenden Metall selbst erfolgt Eine solche Möglichkeit wird durch den hohen spezifischen Widerstand des Bleis im flüssigen Zustand sichergestellt

Die Vorrichtung, die zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens eingesetzt wird, weist mindestens ein Schmelzbad auf, weiches mit flüssigem, zu erhitzendem Blei ausgefüllt wird.

Gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung ein an tlie Stromquelle angeschlossenes und schraubenförmig gewundenes Rohrelement durch welches das flüssige Blei unter Druck geleitet wird und dessen Enden in das flüssige Bleischmelzbad getaucht sind.

Man kann das Rohrelement in das flüssige Metallbad tauchen, wozu es in einem von unten geschlossenen Gehäuse untergebracht wird und seine Enden aus dem Gehäuse herausgeführt werden.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht vor allem darin, daß der Wärmeausnutzungsgrad mehr als auf das 3fache im Vergleich zu der Außenbeheizung mittels Band-Elektroerhitzer steigt. In einem richtigen Verhältnis dazu erhöht sich die Intensität der Bleierhitzung bei derselben Heizleistung.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht in der Möglichkeit, größere Leistung bei geringeren Ausmaßen des Erhitzungselementes zuzuführen.

Noch ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese ermöglicht einen Strom des überhitzten Metalls mit der vorgegebenen Durchflußmenge und Temperatur gleich nach dem Anschluß des Rohrelementes an den elektrischen Stromkreis zu erhalten. Deswegen schließt bei den kontinuierlichen Raffinationsverfahren,

insbesondere bei der Entsilberung beziehungsweise Vakuum-En tzinkung, die Anwendung dieser Erfindung die Notwendigkeit aus, größere Mengen von Blei in Rühranlagen vor der Zuführung zu den Raffmationsaggregaten zu überhitzen.

Demnach besteht der sich aus dieser Erfindung ergebende neue technische und wirtschaiUiche Nuteeffekt darin, daß der Energieverbrauch wesentlich gesenkt, der Raffinationsprozeß von Blei auf Kosfn der Verkürzung der Erhitzungsdauer beschleunigt sowie das Gewicht und die Ausmaße der Erhitzungselemente wesentlich verringert werden.

Die vorliegende Erfindung wird im weiteren an Hand einiger Ausführungsbeispiele sowie der Zeichungen näher erläutert, wobei zeigt

F i g. 1 eine Anlage für die kontinuierliche Bleientsilberung mit einer Vorrichtung für seine Vorerhitzung, welche erfindungsgemäß außerhalb des flüssigen Bleischmelzbades untergebracht ist in schem-tischer Darstellung,

F i g. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Erhitzung von flüssigem Blei im metallischen Gehäuse, welches ins flüssige Bleischmelzbad getaucht wird, und

F i g. 3 die Schaltung der Vorrichtung für die Erhitzung des flüssigen Bleis in den elektrischen Stromkreis.

Die Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die Anlage für kontinuierliche Bleientsilberung beschrieben.

Im allgemeinen weist eine solche Anlage einen Rührkessel in Form einer Wanne 1 (Fig. 1) auf, die mit feuerbeständiger Auskleidung 2 verkleidet ist un«i mit Hilfe der Erhitzer 3 beheizt wird; die Wanne wird mit flüssigem Blei bei einer Temperatur von 350 bis 380⁰C ausgefüllt, das Silber und Gold enthält.

Zur Entfernung von Edelmetallen wird das von 700 bis 75O⁰C vorerhitzte Blei stetig dem Apparat 4 für kontinuierliche Entsilberung zugeführt, dessen Aufbau bekannt ist und hier nicht beschrieben wird.

Die Vorerhitzung des Bleis erfolgt bei seinem Durchpumpen mittels Pumpe 5 aus der Wanne I in den Apparat 4 durch das Rohrelement 6 aus Stahl, welches schraubenförmig gewunden und mit einem Stromanschluß 7 an eine Stromquelle (nicht angedeutet) anges hlossen ist. Dabei sind die Enden 8 und 9 dieses Schraubenrohres elektrisch mit den flüssigen Bleibädern 10 und 11 in der Wanne 1 des Rühr-Kessels bzw. im Apparat 4 geschlossen.

Wie es in F i g. 1 gezeigt ist, liegt das Rohrelement 6 außerhalb des Bleis und ist zwecks Wärmeisolation mit dem feuerbeständigen Anwurf 12 bedeckt

Es wurde festgestellt, daß das Blei in flüssigem Zu- so stand im Unterschied zu den meisten Metallen einen hohen elektrischen Widerstand aufweist. So beträgt unter anderem der spezifische Widerstand des Bleis bei der Temperatur von 500⁰C 1,03Ohm mmVm, d.h. etwa denselben Wert wie bei Legierungen, welche als Material für Erhitzungselemente ausgenutzt werden. Deshalb tritt beim Durchströmen des Bleis durch das stromgespeiste Rohrelement 6 die größte Wärmeentwicklung unmittelbar im hindurchgepumpten Blei auf, so daß sich das letztere erwärmt.

Man kann das stromgespeiste Rohrelement 6 unmittelbar im flüssigen Bleibad unterbringen. Dazu wird es in dem von untei; geschlossenen Stahlgehäuse 13 (F i g. 2) eingebaut, und die Enden 8 und 9 werden nach außen herausgeführt Am oberen Teil des Gehäuses 13 ist mittels Überwurfmutter 14 eine dielektrische Buchse IS mit dem durch diese hindurchgehenden Stromanschluß 7 eingespannt, der am Rohrelement 6 in dessen Mittelteil befestigt ist.

Da das Blei mit großer Geschwindigkeit und in beträchtlicher Durchflußmenge durch das Rohrelement strömt, wird das genannte Element intensiv abgekühlt, und es wird dadurch möglich, große elektrische Leistungen bei geringen Ausmaßen des Rohrelementes 6 zuzuführen.

Das Vorhandensein der Pumpe 5 ist nicht unbedingt notwendig, und die Beförderung des flüssigen Bleis unter Druck durch das Rohrelement 6 kann mittels Anordnung des Kessels-Rührers oberhalb des Kessels 4 beziehungsweise mittels Einsatzes eines Zwischenbehälters (in den Zeichnungen nicht angedeutet) erfolgen, der sich unter einem Überdruck befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die Erhitzung des Bleis lediglich in der Wanne 1 des Rührkessels eingesetzt werden, was bedeutend wirtschaftlicher als die Anwendung der Außenbeheizung für diese Zwecke sein wird. In diesem Fall sind die beiden Enden 8 und 9 des Rohrelenientes 6 in das flüssige Blcibad, wie in F i g. 3 gezeigt ist, zu tauchen. Aus der F i g. 3 ist auch zu ersehen, daß die sekundäre Wicklung 16 des an die Stromquelle 17 angeschlossenen Transformators 18 mit ihrem einen Ende 19 über die Wanne 1 geerdet und mit dem anderen Ende 20 (Stromanschluß ist nicht angedeutet) an den mittleren Teil des Rohrelementes 6 angeschlossen ist, wodurch dieses Element in zwei parallelgeschaltete Zweige 6' und 6" in bezug auf den durchfließenden Strom (angegeben mittels der punktierten Pfeile) geteilt wird, und in bezug auf das durchströmende Blei werden diese beiden Teile in Reihe geschaltet.

Die industrielle Anwendung dieser Erfindung bestätigte ihre hier angeführten Vorteile.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhitzung von flüssigem Blei, vorwiegend für seine Raffination, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Blei durch ein an einen elektrischen Stromkreis angeschlossenes Rohrelement geleitet wird, dessen Enden elektrisch mindestens mit einem flüssigen Bleibad geschlossen sind. ίο

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die mindestens eine mit flüssigem Blei gefüllte Wanne aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung ein an die Stromquelle (17) angeschlossenes schraubenförmig gewundenes Rohrelement (6) aufweist, durch welches unter Druck das flüssige Blei hindurchfließt und dessen Enden (8 und 9) in das flüssige Bleibad (10 und oder If) getaucht sind

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (6) in ein von unten geschlossenes Stahlgehäuse (13) eingebaut ist, welches in das flüssige Blei getaucht wird, und daß die Enden (8 und 9) des Rohrlementes (6) aus dem Gehäuse (13) herausgeführt werden.