DE192472C

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Publication number: DE192472C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 192472 KLASSE 12«. GRUPPE

Dr. ARTHUR WALTER in NEAPEL.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Februar 1907 ab.

Der Herstellung von sublimiertem Schwefel gehen heutzutage Vorbehandlungen des Schwefelminerals voraus, indem dieses zuerst in meilerartigen Haufen (Calcaroni) oder in gemauerten öfen (System Gill) ausgeschmolzen wird, oder aber in dampfkesselartigen Behältern durch Dampf von etwa 200° extrahiert wird. Der so erhaltene Rohschwefel wird in Retorten erhitzt und einer Sublimation

ίο unterworfen. Er kommt als raffinierter Schwefel oder als Schwefelblüte in den Handel.

Bei der Behandlung des Schwefelminerals (dieses enthält 20 bis 40 Prozent Schwefel, meistens aber wenig mehr als 20 Prozent) in Schwefelmeilern und im Gillofen verbrennt ein Teil des Schwefels (30 bis 50 Prozent des Schwefelgehaltes) und die Verbrennungswärme schmilzt den Rest des Schwefels ziemlieh vollkommen aus. Bei der Behandlung des Minerals mit Dampf wird auch ungefähr die Hälfte des Schwefels durch Ausschmelzen ge\vonnen, die andere Hälfte bleibt im Mineral, kann erst bei über 550⁰ C. ausgetrieben werden und wird daher vernachlässigt.

In beiden Fällen wird nur die Hälfte oder wenig mehr als die Hälfte des Schwefels im Mineral als solcher gewonnen.

Vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Verlust an Schwefel zu vermeiden, und raffinierten Blockschwefel sowie Schwefelblüte direkt aus dem Rohmaterial, dem Schwefelerz, zu erhalten, und zwar in einer kontinuierlichen Arbeit ohne Feuersgefahr mit quantitativer Ausbeute.

Das Verfahren zur Verarbeitung des Schwefelminerals auf Schwefelblüte (oder auf Blockschwefel) zur Erreichung einer quantitativen Ausbeute ist folgendes:

Billiges inertes Gas (Luft, deren Sauerstoff in Kohlensäure verwandelt ist, während sie durch einen besonders für diesen Zweck konstruierten Ofen gesaugt wird), dessen Temperatur zwischen 150 bis 550⁰ gehalten wird, wird durch eine bewegte, sich kontinuierlich erneuernde Masse von Schwefelerz (Schwefelmineral) geleitet und der dabei schmelzende Schwefel automatisch .abgeführt,' während der bei höherer Temperatur sublimierende Schwefel als Schwefeldampf von dem Gasstrome mitgerissen und in einem ' Kühlapparat als Schwefelblüte gewonnen wird.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist der zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens dienende Apparat in vier Ausführungsformen schematisch dargestellt.

Das Schwefelmaterial wird dem Speisetrichter C (Fig. 1) zugeführt und von der mit regelbarer Geschwindigkeit arbeitenden Schnecke c durch das Abfallrohr α in den eiserneu geneigten Cylinder A befördert, der bei ganz schwacher Neigung auch so angeordnet werden kann, daß er zu rotieren vermag, und zur Vermeidung von Wärmeverlusten mit Isoliermaterial umgeben sein kann.

Der geneigte Zylinder A ist durch ein Verbindungsstück V mit einem zweiten Zylinder B verbunden, der dem Zylinder A entgegengesetzt geneigt ist, und durch einen Verbindungsstutzen b mit einem Rohre D verbun-

den ist, das ebenfalls schräg", und zwar dem Zylinder B entgegengesetzt geneigt ist. Das Fußende des Rohres D wird zwecks Ausbreitung der Rückstände durch Handarbeit durch eine breite Platte d gebildet.

Das Schwefelmaterial gleitet also von dem Speisetrichter C bis zur Ausbreitungsplatte d. selbsttätig in einem zickzackförmigen Wege hinab, wobei diese Bewegung durch Anord-

ίο nung von Rippen oder Gleitschienen r im Zylinder A erleichtert werden kann.

Während dieser Abwärtsbewegung des Schwefelmaterials werden durch dasselbe zwei inerte Gasströme von verschieden hoher Temperatur geleitet.

Durch Rohr g wird am oberen Ende des Zylinders A inertes Gas von 150 bis 170⁰ C, und durch Rohr g' solches von 450 bis 550⁰ in das untere Ende des Zylinders B geleitet. Beide Gasströme werden durch das Saugrohr T abgesogen, das dem Zylinder .9 angefügt ist, der durch Rohr j mit dem Verbindungsstücke V der beiden Zylinder A und B verbunden ist. Der Absaugezylinder ^S" steht in einer Überlaufschale P, in der der geschmolzene Schwefel einen Luftabschluß bildet, während er selbst ablaufen kann, sobald er über den Rand der Ablaufschale steigt. Dem oberen Ende des Fußrohres D ist ein Rohr f angeschlossen, welches die an dem Fußende über die Rückstände strömende frische Luft in die Gasofen leitet, so daß die Wärme der 400 bis 500⁰ heißen Rückstände ausgenutzt wird.

Der Apparat arbeitet in folgender Weise:

Aus · der Speise- und Ladevorrichtung gelangt das Schwefelmineral in kontinuierlicher, regulierbarer Weise in das geneigte Rohr A (oder in den rotierenden· Zylinder A), langsam sich abwärts' bewegend, während gleichzeitig ein Strom 150 bis 200⁰ C. heißen inerten Gases aus dem Rohre g in den Zylinder A eintritt, welches durch den hinter dem Kühlraum liegenden Ventilator angesaugt wird. Gleichzeitig saugt derselbe Ventilator durch g' einen Strom 450 bis 550⁰ heißen inerten Gases in den Zylinder B ein, .welch letzteres Gas sich mit dem ersteren aus A in V vereinigt und zusammen mit den Schwefeldämpfen und der Schwefelblüte durch S nach T und nach dem Kühlraum gesaugt wird. Die beiden nicht dargestellten gaserzeugenden öfen werden mit warmer Luft gespeist, welche durch die Abbrände über d durch f zum Feuerherd geführt werden (zur Ersparnis von Kohlen).

Das warme (150⁰) inerte Gas begleitet das Erz und den flüssigen Schwefel auf seinem Wege durch den Zylinder A und erhält den Schwefel dünnflüssig bis zum Eintritt in den Zylinder B durch das Vertikalrohr V, wo die Höhentemperatur des zweiten heißeren (450 bis 550°) Gasstromes die Sublimation nicht mir des flüssigen, schon ausgeschmolzenen Schwefels verursacht, sondern auch die des im Mineral noch zurückgehaltenen Schwefels, der erfahrungsgemäß erst bei so hoher Temperatur (500⁰) abgetrieben werden kann. Das Mineral begegnet auf seinem Wege ■ abwärts im Zylinder B einer steigenden Temperatur, so daß es, bei der Eintrittsstelle des heißen Gases angekommen, seinen ganzen Schwefel-S gehalt abgegeben haben muß.
Die Vereinigung des Gasstromes mit 150⁰ aus g und desjenigen von 500⁰ aus g' in V ergibt einen einzigen Gasstrom von etwa 300⁰, in welchem der Schwefel in Form von Dampf mitgerissen wird. In dem Vertikalrohr S kühlt sich der Schwefeldampf so weit ab, daß ein Teil des Schwefels sich als Blüte abscheidet.

Ein Teil dieser Blüte schmilzt an den heißen Wänden des Vertikalrohres 6" und gelangt in die Eisenschale P, aus der er durch einen Überlauf austritt. Ein anderer Teil wird durch Saugrohr T zum Kühler geführt, und zum Schluß wird der größere Teil der Schwefelblüte in den Sammelraum geblasen. Der Gasstrom, der aus dem Sammelraum entweicht, kann noch Schwefelblüte enthalten und wird daher entweder in Wasser geleitet oder in ein auf etwa 120⁰ erwärmtes Metallgefäß, in dem der Rest von Schwefelblüte an den Wandungen schmilzt und gewonnen wird.

In dem in Fig. 1 beschriebenen Apparat geschieht das Ausschmelzen des Schwefels in einem Zylinder, das Abtreiben des Restes von Schwefel in einem anderen Zylinder, so daß man bei diesem Verfahren sowohl geschmolzenen Blockschwefel, als auch Schwefelblüte gewinnen kann.

Fig. 2 stellt dagegen eine Ausführungsform dar, bei welcher nur Schwefelblüte gewonnen wird, wenn man von dem im vertikalen Rohr 5" sich bildenden flüssigen Schwefel absieht.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, in welcher der Gasstrom mit den Resten von Schwefelblüte wieder (durch das Rohr n) zurückgeführt wird, um jeden Schwefelverlust zu vermeiden, während die Sublimation des Schwefels aus dem in Zylinder B sich bewegenden Schwefelmineral durch Außenfeuerung erfolgt.

Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schachtofen, dem durch den Speisetrichter C mit Hilfe der Transportschnecke c, das Schwefelmineral kontinuierlich zugeführt wird.

Die Gaserzeügungsöfen h, h, in welchen inertes Gas von 150° erzeugt wird, sind um den oberen Teil des Schachtes, die zum Erzeugen des inerten Gases bis zu 550⁰ dienenden Öfen h', h' um den mittleren Teil des

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Schachtes herumgebaut, so daß hierdurch der Schacht wiederum in zwei Zylinder A und B geteilt wird, die aber nicht wie in den Ausführungsformen nach Fig. ι und 2 geneigt sind, sondern senkrecht übereinander stehen. Die in den öfen erzeugten Gase treten durch Öffnungen der Schachtwandung in den Füllschacht ein, und zwar in den oberen Schachtteil A in einen gelochten, an seinen beiden Enden mit Außenflanschen versehenen Metallzylinder X, der dem Füllschachte so eingefügt ist, daß zwischen der Wandung des letzteren und dem Zylinder X eine oben und unten geschlossene Ringkammer entsteht.

Der von den Gasen der öfen h, h aus dem Schwefelmaterial im Zylinder X ausgeschmolzene Schwefel tritt seitlich durch die Durchbrechungen (Gangschlitze) der Zylinderwand hindurch, in den letztere, umgebenden Ringraum und wird durch die Röhrchen k, k in die Sammelbehälter K, K geleitet. Da die Röhrchen k, k bis nahe an die Böden der Behälter K, K hinabgehen, so bildet der in letzterem befindliche, flüssige Schwefel einen Luftab-Schluß.

Die Gase von etwa 550° der Öfen h, h treten .ebenfalls durch Öffnungen der Scheidewand in den Schacht, und zwar in den Teil B und werden gleich den Gasen aus den Öfen h, h nach unten geführt. Dies geschieht wieder durch Absaugen, so daß die Schwefeldämpfe und die inerten Gase, wie es die eingezeichneten Pfeile andeuten, in den senkrechten, eine Vorlage bildenden Zylinder S¹ gelangen, in der sich die Schwefelblüte bildet. Diese schmilzt zum Teil auch und sammelt sich als geschmolzener Schwefel in dem Teller P an, der das untere, offene Ende der Vorlage 6" umgibt. Der flüssige Schwefel im Teller P bildet einen Luftabschluß. Der nicht geschmolzene Teil der Schwefelblüte wird aus der Vorlage S durch das Saugrohr T nach einem (nicht gezeichneten) Kühlapparat geleitet, hinter dem z. B. ein Ventilator angeordnet ist, wodurch das-Absaugen der Gase sowie des Schwefeldampfes und der Blüte bewirkt wird.

Auf der anderen Seite des Ventilators steht ein Sammler, z. B. der aus der Patentschrift 177281 bekannten Art, in dem sich die Schwefelblüte sammelt, und aus dem sie durch Entleerungsöffnungen leicht entnommen werden kann, da in dem Sammler Überdruck vorhanden ist.

Das von der Schwefelblüte befreite inerte Gas wird an der obersten Stelle des Sammlers ausgeblasen und ev. in Wasser geleitet, um die letzten Spuren von Schwefelblüte zurückzuhalten, oder sie werden auch in einem auf 130⁰ erhitzten Metallzylinder geleitet, an dessen heißen Wänden der Rest von Schwefelblüte schmilzt.

Anstatt die Schwefeldämpfe in einen Kühlapparat zu leiten, kann man sie auch' einem Apparate zuführen, in dem sie mit Luft vermischt, zu schwefliger Säure verbrannt und zu Schwefelsäure verarbeitet werden können.

Man kann also mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens Schwefelminerale direkt auf schweflige Säure oder Schwefelsäure verarbeiten, was bisher für die Praxis unzulässig war, weil die Abbrände noch etwa 10 Prozent Schwefel enthielten.

Die Abbrände werden bei Verwendung der Vorrichtung nach Fig. 4 aus dem wagerechten Teile D des Schachtes c^r abgeführt und ihre Wärme zum Vorwärmen der Luft verwendet, die in die Gasofen h,h' geleitet wird, um die inerten Gase zu gewinnen.

Die Zufuhr der Schwefelminerale, die Stärke des Absaugens der Gase aus dem Schachtofen sowie die . Menge des inerten ■■■ Gases kann nach Bedarf geregelt werden.

Das Absaugen der Gase aus dem Schachtofen erfolgt vorteilhaft unter Einschaltung einer Kammer Y, die den Füllschacht umgibt und mit ihm durch Öffnungen in Verbindung steht. Die Kammer Y wirkt dann als Druckregler.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur unmittelbaren Gewinnung von geschmolzenem Schwefel und von Schwefelblüte aus Schwefelmineralien, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralien ununterbrochen durch einen Zylinder unter gleichzeitigem Einwirkenlassen heißer inerter Gase hindurchgeführt und die sich hierbei bildenden Schwefeldämpfe und die Schwefelblüte abgesaugt werden..

2. Ausführungsform des Verfahrens gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den ununterbrochen durch den Zylinder bewegten Schwefelmineralien verschieden heiße inerte Gase an verschiedenen Stellen der Bewegungsbahn zugeführt werden, und zwar Gase von geringerer Temperatur (etwa 150⁰) im oberen Teil und Gase von höherer Temperatur (etwa 55°°) im unteren Teil des Zylinders.

3. Ausführungsform des Verfahrens ge- no maß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Benutzung eines die Schwefelmineralien aufnehmenden Zylinders (B, Fig. 3), der von einer Feuerung umgeben und an seinem unteren, oder nahe seinem unteren Ende mit einem Einlaßrohr (g) für das inerte Gas, an seinem oberen Ende dagegen mit einem Absaugerohr (s) für die. die Schwefeldämpfe enthaltenden Gase versehen ist.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Führungszylindcr für die Schwefelmineralien durch Verbindung· zweier oder mehrerer zueinander entgegengesetzt geneigter Einzelzylinder (A, B, Fig. 1) zu einer zickzackförmigen Gleitbahn ausgebildet ist, und von diesen Zylindern der oberste am oberen Ende, der tiefer liegende oder einer der tiefer liegenden dagegen am unteren Ende je mit einem Zuleitungsrohr (g, g') für inerte Gase von verschiedener Temperatur versehen ist, während zwischen den Zylindern eine Absaugevorrichtung (s, S, T) zwecks Abführung der mit den Schwefeldämpfen beladenen Gase angeordnet ist.

5. ■ Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch ge-' kennzeichnet, daß der Führungszylinder für die Schwefelmineralien als senkrechter Füllschacht (A, B, Fig. 4) ausgebildet und in seinem oberen und unteren Teile von Gasgeneratoren (h, h') umgeben ist, so daß er hierdurch in zwei Abschnitte für verschiedene Gastemperaturen zerlegt wird, von denen der obere, für die niedrigere Temperatur bestimmte, einen Siebzylinder (X) enthält, der mit seinen Endflanschen einen oben und unten geschlossenen Ringraum zu dem Schachtmantel herstellt, aus dem der ausgeschmolzene Schwefel unter Luftabschluß durch Abflußrohre (k) abgelassen werden kann.

6. Absaugevorrichtung für die Schwefeldämpfe enthaltenden inerten Gase bei den Vorrichtungen gemäß den Ansprüchen 3 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zylindern und dem zum Ventilator führenden Saugrohr (T) eine Vorlage (S) eingeschaltet ist, die aus einem unten¹ offenen Zylinder besteht, der mit seinem unteren Ende derart in einem Teller (P) steht, daß der geschmolzene, sich in ihm sammelnde Schwefel einen Luftabschluß bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,