DE19505339A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Suspensionsschmelzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Suspensionsschmelzen sulfidischer Rohstoffe, die Metalle, wie z. B. Kupfer, Nickel und Blei enthalten, wobei die der Schmelzeinheit zuzuführenden oxidischen Gase stark sauer­ stoffangereichert sind, um die Temperatur der Partikel in der Suspension anzuheben.

Beim herkömmlichen Suspensionsschmelzen werden das fein zer­ teilte sulfidische Rohmaterial mit einem Metallgehalt an Kup­ fer, Nickel und Blei, der rückgeführte Flugstaub und Schlacken als auch die Luft- und/oder Sauerstoffmischung, die als oxidi­ sches Gas entweder vorgeheizt oder kalt verwendet wird, dem vertikalen Reaktionsschacht eines Suspensionsschmelzofens von oben nach unten zugeführt, so daß die oxidischen Reaktionen bei einer hohen Temperatur stattfinden. Aufgrund des Einflusses der Reaktionswärme und gegebenenfalls zusätzlichen Brennstoffes schmilzt der größte Teil der Reaktionsprodukte auf. Von dem Re­ aktionsschacht fällt die Suspension in den horizontalen Teil des Ofens, d. h. in den Absetzer, welcher zumindest zwei, jedoch manchmal auch drei geschmolzene Lagen umfaßt. Wenn das Absetz­ becken drei geschmolzene Lagen umfaßt, ist die unterste Lage die Rohmetallage. Meistens sind jedoch lediglich zwei Lagen in dem Ofen: unten der Stein oder die Metallage und darauf die schlackenenthaltende Lage. Der Großteil der geschmolzenen oder festen Partikel in der Suspension fällt direkt in die Schmelze unterhalb des Reaktionsschachtes, die sich ungefähr auf der Schlackentemperatur befindet. Die feinst verteilten Bestand­ teile werden jedoch zusammen mit den Gasen in Richtung auf das andere Ende des Ofens gerissen. Über den gesamten Weg setzen sich die Suspensionspartikel in der Schmelze des Absetzbeckens ab. Vom anderen Ende des Absetzbeckens werden die Abgase direkt nach oben über einen Entlüftungsschacht des Suspensionsschmelz­ ofens geführt, von wo aus die Gase weiterhin zu einer Gasaufbe­ reitungsanlage geführt werden, welche einen Abwärmekessel und einen Elektrofilter aufweist. Generell wird versucht, das Schmelzen im Suspensionsschmelzofen so autogen wie möglich durchzuführen, d. h. ohne zusätzlichen Brennstoff, indem das dem Reaktionsraum zuzuführende oxidierende Gas vorgeheizt und/oder sauerstoffangereichert wird.

Die im Reaktionsraum, d. h. im Reaktionsschacht des Suspensions­ schmelzofens startenden Reaktionen sind abgeschlossen, nachdem die Partikel in die Schmelze gefallen sind, die in dem Absetz­ becken des Suspensionsschmelzofens enthalten ist. Um Wärmever­ luste zu kompensieren und die Absetzreaktionen zu unterstützen, wird dem Absetzbecken über an der Wand angebrachte Brenner Öl zugeführt, sowohl in den Bereich unter dem Reaktionsschacht als auch zu anderen Teilen des Absetzbeckens. Das Verbrennen von Öl erhöht jedoch den Wassergehalt des aus dem Suspensionsschmelz­ ofen abgeführten Gases, was schädlich mit Hinblick auf die wei­ tere Behandlung des Gases ist. Gleichzeitig wächst die gesamte Gasmenge an, die von dem Suspensionsschmelzofen abgeführt wer­ den muß, weil bei der Verbrennung Luft verwendet wird. Die hohe Gesamtmenge reduziert weiterhin die Schmelzkapazität beim Sus­ pensionsschmelzen, was wiederum die Betriebskosten der Suspen­ sionsschmelzanlage als auch deren gesamten Kosten ansteigen läßt.

Zusätzlich zu der feinsten Partikelfraktion der Suspension ten­ dieren auch jene Partikel, die im Reaktionsschacht nicht rea­ giert und geschmolzen sind, dazu, dem Gasfluß aus dem Suspen­ sionsschmelzofen heraus zu folgen, weil das Oberfläche/Gewicht- Verhältnis bei diesen Partikeln höher ist als das der geschmol­ zenen Partikel. Diese Partikel werden zusammen mit der seinen feinen Partikelfraktion der Suspension von der Gasphase in ei­ ner Abgasaufbereitungsanlage separiert, in dem Abwärmekessel und Elektrofilter. In der Gasaufbereitungsanlage werden die se­ parierten Feststoffe, z. B. Flugstaub, zu dem Suspensions­ schmelzofen zurückgeführt. Die Rückführung des Flugstaubes er­ höht den Energiebedarf im Reaktionsschacht des Suspensions­ schmelzofens, welcher Bedarf normalerweise durch die Zuführung zusätzlichen Brennstoffes gedeckt wird. Eine gesteigerte Ver­ wendung zusätzlichen Brennstoffes erhöht jedoch den Gesamtgas­ bedarf des Suspensionsschmelzofens und reduziert den geschmol­ zenen Anteil des ursprünglichen sulfidischen Rohstoffes.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, einige der Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein verbessertes Ver­ fahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Suspensionsschmel­ zen sulfidischer Rohstoffe mit einem Gehalt an Metallen wie z. B. Kupfernickel und Blei zu schaffen, bei denen die im Reak­ tionsschacht des Suspensionsschmelzofens stattfindenden Reak­ tionen als auch das Aufschmelzen der Partikel in vorteilhafter Weise abgeschlossen werden können, bevor die Partikel in das Absetzbecken des Suspensionsschmelzofens fallen. Die wesentli­ chen neuen Merkmale der Erfindung sind aus den beigefügten Pa­ tentansprüchen ersichtlich.

Erfindungsgemäß wird, um die Kinetik der in dem Reaktionsraum eines Suspensionsschmelzofens stattfindenden Reaktionen zu ver­ bessern, als oxidierendes Gas beim Suspensionsschmelzen techni­ scher Sauerstoff verwendet, dessen Luftverhältnis bzw. Luftan­ teil höchstens 75% beträgt. Auf diese Weise liegt die Sauer­ stoffanreicherung bei mindestens 40%. Der hohe Grad der Sauer­ stoffanreicherung unterstützt in vorteilhafter Weise die Kine­ tik der im Reaktionsraum des Suspensionsschmelzofens stattfin­ denden Reaktionen, weil die treibende Kraft dieser Reaktionen, d. h. der Sauerstoff-Partialdruck, hoch ist, insbesondere zu Be­ ginn der Reaktionen. Daher finden die Reaktionen sehr schnell statt und die bei diesen Reaktionen freigesetzte Hitze kann verwendet werden, um die Partikel zu schmelzen und um die Reak­ tionen zu einem höheren Umsetzungsgrad ablaufen zu lassen als mit einer externen Heizung, d. h. der Verwendung zusätzlichen Brennstoffes. Die Temperatur dieser Partikel ist wesentlich hö­ her als die der umgebenden Gasphase. Die Verwendung der Ener­ gie, die durch Erhöhung des Sauerstoff-Partialdrucks durch Sau­ erstoffanreicherung erzielt wird, unterscheidet sich dement­ sprechend von der Verwendung der Energie, die durch die Ver­ brennung zusätzlichen Brennstoffes erhalten wird, weil das Ziel der Verwendung des zusätzlichen Brennstoffes darin besteht, die Partikel durch die heiße Gasphase aufzuheizen. Aufgrund der vorteilhaften Partikeltemperatur, die durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung erzielt wird, wird die Menge an rückge­ führtem Flugstaub ebenfalls reduziert, weil die Wahrscheinlich­ keit des Auftretens nicht reagierter und nicht geschmolzener Partikel ebenfalls reduziert wird. Deshalb kann der ursprüngli­ che sulfidische Rohstoff dem Reaktionsraum des Suspensions­ schmelzofens in größerer Menge als vorher zugeführt werden, was wiederum die Produktionskapazität des Suspensionsschmelzofens bezüglich der Herstellung von Stein oder Rohmetallen ansteigen läßt.

Aufgrund einer vorteilhaften Temperaturdifferenz zwischen den Partikeln und der Gasphase steigt die mittlere Temperatur der Suspension nicht so stark an, wie es der Fall wäre, wenn der entsprechende Anstieg des Reaktionsgrades durch die Verwendung zusätzlichen Brennstoffes erzielt worden wäre. Jedoch sind die Wände des Reaktionsraumes insbesondere in der Reaktionszone, wo die Reaktionen am schnellsten ablaufen, aufgrund des Tempera­ turanstieges der Partikel und einer erhöhten thermischen Ab­ strahlung einer höheren thermischen Beanspruchung als vorher ausgesetzt. Wegen der hohen thermischen Beanspruchung der Wände des Reaktionsraums des erfindungsgemäßen Suspensionsschmelz­ ofens werden die Wände des Reaktionsraums vorzugsweise gekühlt. So können in den Wänden Kühlelemente aus Kupfer installiert werden, in welchen ein Kühlmittel in gezwungener bzw. verstärk­ ter Zirkulation fließt. Gemäß der Erfindung werden die in den Wänden verwendeten Kühlelemente des Reaktionsraums im Ziehguß­ verfahren bzw. Tiefziehverfahren (draw casting) hergestellt werden. Somit ist die Struktur des Gußteils im wesentlichen ho­ mogen, verglichen z. B. mit Formgießen, wo die Verunreinigungen, die die Leitfähigkeit des Kupfers schwächen, aufgrund der in­ tensiven Segregation dazu tendieren, sich an bestimmten Punkten des Gußteils zu konzentrieren. Bei den Kühlelementen, die im Ziehgußverfahren hergestellt werden, wird der Großteil der Ka­ näle für das Kühlmedium bereits hergestellt, wenn das Kühlele­ ment aus dem reinen Gußmaterial hergestellt wird. In diesem Fall werden wesentliche Hindernisse für die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlelement und dem fließenden Kühlmedium erst gar nicht erzeugt, wie es z. B. der Fall sein kann, wenn sandgegos­ sene Elemente hergestellt werden, wenn gekühlte Kupferrohre während des Gießens verwendet werden, um die Kanäle für das Kühlmedium zu bilden.

Wenn ziehgegossene Kühlelemente gemäß der Erfindung verwendet werden, sind die erzielten Wärmeübertragungseigenschaften auf­ grund der im wesentlichen homogenen Gießqualität und der Wärme­ übertragungseigenschaften der Kühlmediumkanäle im gesamten Kühlelement vorzugsweise derart, daß der Abstand der Kühlmedi­ umkanäle von der Oberfläche des Kühlelements, die in Kontakt mit der hohen Temperatur kommt, erhöht wird. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Kühlmediumkanal, der der Hochtempera­ turzone am nächsten liegt, und der Oberfläche des Kühlelements, die der Hochtemperaturzone am nächsten liegt, zumindest 40% des Abstandes zwischen der Oberfläche des Kühlelements, die dem In­ neren des Reaktionsraums am nächsten liegt, und der Oberfläche des Kühlelements, die der Rahmenstruktur am nächsten an liegt. Nun ist die Gefahr, daß der Kühlmediumkanal platzt, wesentlich reduziert und das Kühlelement steht länger mögliche Unterbre­ chungen des Kühlmediumflusses durch, die durch fehlerhaften Be­ trieb verursacht werden können. Darüber hinaus ist das Kühlele­ ment an der Wand des Reaktionsraums so angebracht, daß, wenn nötig, das Kühlelement in sehr kurzer Zeit ohne Abkühlen des Ofens ausgewechselt werden kann. Der Schutz des Reaktionsraumes des Suspensionsschmelzofens durch Kühlung basiert auf der Tat­ sache, daß aufgrund der erfindungsgemäß angeordneten Kühlung an der inneren Wand des Reaktionsraums eine autogene Auskleidung aus Schlacke und teilweise möglicherweise aus Metall und/oder Stein gebildet wird, welche autogene Auskleidung die reine voll geschützte Auskleidung des Reaktionsraumes als auch die Kühl­ elemente gegen thermische, chemische und mechanische Beanspru­ chung schützt. Die erzeugte autogene Auskleidung dient eben­ falls als Isolierung und reduziert damit Wärmeverluste im Reak­ tionsschacht.

Jedoch ist der Reaktionsraum eines Suspensionsschmelzofens in zeitlicher als auch örtlicher Hinsicht einer wechselnden Wärme­ belastung unterworfen. Bei kontinuierlichen Masse-Produktions­ verfahren wird der Suspensionsschmelzofen in erster Linie unter voller Auslastung betrieben. In einigen Fällen ist es jedoch notwendig, z. B. bei kürzeren Reparaturen, die Produktion zu drosseln. Nun ist im Betrieb mit einer geringeren Produktions­ kapazität die Wärmebelastung des Reaktionsraumes ebenfalls re­ duziert. Wenn die Wärmeverluste die gleiche Höhe hätten wie bei einer Vollauslastung, würde dies dazu führen, daß die Reaktio­ nen bei einer niedrigeren Temperatur ablaufen. Wenn das Verfah­ ren und die Vorrichtung der Erfindung verwendet werden, kann die Dicke der isolierenden autogenen Auskleidung derart einge­ stellt werden, daß die Schicht bei hoher Auslastung geringer ist und infolge auch der Isolationseffekt schwächer. Wenn der Suspensionsschmelzofen hingegen unter einer geringeren Ausla­ stung betrieben wird, wächst der relative Kühleffekt der Kühl­ elemente an und damit auch die Dicke der autogenen Auskleidung in gleicher Weise. Damit ist die Isolationswirkung der autoge­ nen Auskleidung stärker und die Wärmeverluste geringer.

Die erfindungsgemäß vorgesehene hohe Sauerstoffanreicherung verbessert den Betrieb des Suspensionsschmelzofens dahingehend, daß bei einer hohen Sauerstoffanreicherung die Hitze bei den Reaktionen zwischen den Sulfidpartikeln und Sauerstoff erzeugt wird, an Stellen also, wo die freigesetzte Hitze besonders be­ nötigt wird. Somit haben in der im Reaktionsraum fließenden Suspensionsphase genau die zu schmelzenden Partikel eine höhere Temperatur als die umgebende Gasphase, so daß die Temperatur­ differenz zwischen den Partikeln und der Gasphase zumindest 200°C beträgt. Die hohe Temperatur der zu schmelzenden Parti­ kel ermöglicht ein vollständig autogenes Aufschmelzen, bei dem kein zusätzlicher Brennstoff im Reaktionsraum benötigt wird. Wenn jedoch zusätzlicher Brennstoff verwendet wird, z. B. wenn die Herstellungsmenge an Sauerstoff einen begrenzenden Faktor darstellt, dann ist der Bedarf an zusätzlichen Brennstoff im Reaktionsraum zum Aufschmelzen der Partikel wesentlich geringer als bei den bisher bekannten Lösungen.

Aufgrund der hohen Temperatur der Partikel ist auch die Tempe­ ratur der voneinander abgetrennten geschmolzenen Phasen in dem Absetzbecken hoch, was teilweise den Bedarf an zusätzlichem Brennstoff im Absetzbecken reduziert. Falls notwendig, wird der zusätzliche Brennstoff in zumindest einem Brenner verbrannt, der im oberen Bereich des Absetzbeckens, vorzugsweise in der Decke, angeordnet ist, so daß der Brenner, der von oben gegen die Schmelze im Absetzbecken gerichtet ist, und der Gasfluß mittels des hierbei erzeugten Gasflusses dazu betragen, daß der in der Gasphase vorhandene Staub abgetrennt wird, indem der Hauptgasfluß des Absetzbeckens gegen die geschmolzene Phase ge­ zwungen wird. Somit trägt der durch die Brenner erzeugte Gas­ fluß dazu bei, daß die Partikel kollidieren und in die ge­ schmolzene Phase fallen.

Die hohe Temperatur der zu schmelzenden Partikel im Reaktions­ raum, die durch die erfindungsgemäße Methode erzielt wird, trägt auch dazu bei, daß die festen und geschmolzenen Phasen im horizontalen Teil des Suspensionsschmelzofens, d. h. im Absetz­ becken, von der Gasphase abgetrennt werden. Aufgrund der hohen Temperatur befindet sich der Großteil der Partikel der von dem Reaktionsraum kommenden Gassuspension im geschmolzenen Zustand, so daß das Gewicht/Oberflächen-Verhältnis der Partikel für die Separation der Gasphase vorteilhaft ist. Die hohe Temperatur der Partikel, die in dem Reaktionsraum erzielt wird, führt wei­ terhin zu einer Situation in dem Absetzbecken, in der die Tem­ peratur sowohl der Schlacke als auch des Steins als auch die des möglicherweise in dem Ofen produzierten Rohmetalls unmit­ telbar unter der des Reaktionsraums, wo ein wesentlicher Teil der Partikel von der Gasphase getrennt wird, wesentlich höher liegt. Es wird darauf hingewiesen, daß entsprechend den Natur­ gesetzen die unterschiedlichen Partikelgrößen-Fraktionen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten in der Suspension reagie­ ren, so daß ein Teil der Partikel mit Bezug auf das thermodyna­ mische Gleichgewicht in einem unteroxidierten Zustand sein könnte, während zumindest die kleineren Partikel schneller zu Oxiden reagieren könnten. Dies basiert auf der Tatsache, daß, wenn die Partikel schmelzen, der die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmende Faktor die Diffusion in der geschmolzenen Phase ist, anstelle einer Situation, bei der die Reaktionsgeschwin­ digkeit durch den Materialtransfer zwischen der Gasphase und der geschmolzenen Phase der Partikel eingestellt wird, welcher Materialtransfer bedeutet, daß der Sauerstoff von der umgeben­ den Gasphase zu den Partikeln transportiert wird und die Reak­ tionsprodukte von den Oberflächen der Partikel in die Gasphase übertragen werden. In dem Teil des Absetzbeckens, der unterhalb des Reaktionsraums liegt, gehen die Reaktionen, die in dem Re­ aktionsraum stattfanden, aufgrund der hohen Temperatur, die mit der vorliegenden Erfindung erreicht wird, sehr schnell in den Gleichgewichtszustand über. Denn prinzipiell gilt die Regel, daß je höher die Temperatur ist, um so schneller auch die Reak­ tionsgeschwindigkeit ist.

In dem Teil des Absetzbeckens, der sich unterhalb des Reakti­ onsraums des Suspensionsschmelzofens befindet, ist die Tempera­ tur der geschmolzenen Phasen vorzugsweise hoch und daher die Viskosität gering. Daher können die geschmolzenen Phasen schnell separiert werden und die Reaktionen zwischen den ge­ schmolzenen Phasen schnell im Bereich des thermodynamischen Gleichgewichtszustandes einpendeln. Die in dem Absetzbecken er­ zeugten geschmolzenen Phasen, d. h. Schlacke und Stein oder Schlacke und Rohmetall, werden von dem Absetzbecken zum Entnah­ meschaft-Ende des Absetzbeckens abgezogen, in welchem Fall die geschmolzenen Phasen im wesentlichen genug Zeit haben, um von­ einander abgetrennt zu werden, ohne daß die geschmolzene Ober­ fläche des Absetzbeckens hochgehalten werden muß. Somit können die geschmolzenen Phasen aus dem Absetzbecken im wesentlichen kontinuierlich abgezogen werden, wodurch die Oberfläche der Schmelze in dem Absetzbecken ebenfalls auf einem im wesentli­ chen konstanten Pegel gehalten werden kann. Somit verbleibt auch die Höhe des Gasraums in dem Absetzbecken in vorteilhafter Weise konstant, was zu einem glatten, weichen Gasfluß durch das Absetzbecken führt. Der weiche Gasfluß ist weiterhin vorteil­ haft für die Separation der Partikel von der Gasphase, bevor das Gas von dem Ofenraum abgeführt wird.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Kapazität eines Suspen­ sionsschmelzofens gesteigert werden, oder entsprechend kann ein Suspensionsschmelzofen, insbesondere das Absetzbecken eines Suspensionsschmelzofens, geringer in seinen Abmessungen gehal­ ten werden, zumindest in der Breite und Höhe. In gleicher Weise kann aufgrund des weichen Gasflusses auch die Gasaufbereitungs­ anlage kleiner konzipiert werden. Darüber hinaus resultiert die Kühlung des Suspensionsschmelzofens gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Tatsache, daß der Bedarf zur Erneuerung der Auskleidung des Reaktionsraumes wesentlich reduziert wird, und daß der in dem Suspensionsschmelzofen stattfindende Schmelzpro­ zeß nicht wegen der Erneuerung der Auskleidungen unterbrochen werden muß.

Die Erfindung wird nachfolgend detaillierter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Detailansicht der Wand des Suspensionsschmelz­ ofens aus der Ausführungsform der Fig. 1 im Quer­ schnitt A;

Fig. 3a eine Darstellung des Temperaturprofils in der Wand des Suspensionsschmelzofens, erzeugt durch das Kühl­ element aus Fig. 2 und

Fig. 3b eine Darstellung eines korrespondierenden Tempera­ turprofils wie in Fig. 3a, nun erzeugt durch ein Kühlelement aus dem Stand der Technik.

Gemäß Fig. 1 werden in den Reaktionsschacht 2 eines Suspensi­ onsschmelzofens 1 mittels eines Konzentratbrenners 3 feinver­ teilte Rohstoffe 4, die sulfidische Metalle wie z. B. Kupfer oder Kupfer und Nickel enthalten, Flugstaub 5, der von dem Sus­ pensionsschmelzofen zurückgeführt worden ist, Flußmittel 6 und ein oxidierendes Gas 7 mit einer 45%igen Sauerstoffanreicherung zugeführt. Erfindungsgemäß werden aufgrund des hohen Grades der Sauerstoffanreicherung in dem Reaktionsschacht 2 derartige Be­ dingungen in vorteilhafter Weise erzeugt, daß in dem Reaktions­ schacht 2 die feinverteilten Sulfidpartikel eine Temperatur er­ reichen, die höher ist als die der umgebenden Gasphase. Die hohe Temperatur der Partikel fördert deren Aufschmelzen und weiterhin die Separation der geschmolzenen Partikel von der Gasphase. Gleichzeitig setzen sich mit den Reaktionen zwischen der Gasphase und den Partikeln die unterschiedlichen Phasen in dem Reaktionsschacht 2 in Richtung auf den horizontalen Teil, d. h. das Absetzbecken 8 des Suspensionsschmelzofens 1, ab. In dem Absetzbecken 8 wird die Separation der geschmolzenen Phasen - Schlacke 9 und Stein oder Rohmetall 10 - von der Gasphase fortgeführt, so daß auf dem Boden des Absetzbeckens 8 getrennte geschmolzene Phasen 9 und 10 gebildet werden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Gasphase und die darin enthaltenen unge­ schmolzenen Feststoffpartikel werden über den Entnahmeschacht 11 des Suspensionsschmelzofens 1 einer Gasaufbereitungsanlage, einem Abwärmekessel 12 und einem Elektrofilter 13 zugeführt. In dem Abwärmekessel 12 und dem Elektrofilter 13 werden die Fest­ stoffpartikel von der Gasphase getrennt und als Flugstaub 5 zur Einspeisung dem Suspensionsschmelzofen 1 wieder zugeführt. Auf­ grund des in der Gasphase enthaltenden Schwefeldioxids kann die Gasphase selbst z. B. als Rohstoff für Schwefelsäure verwendet werden.

Um die geschmolzenen Partikel so effizient wie möglich von der Gasphase zu trennen, kann dem Absetzbecken 8 des Suspensions­ schmelzofens 1 zusätzlicher Brennstoff zugeführt werden, vor­ zugsweise über mindestens einen Brenner 15, der in der Decke 14 des Absetzbeckens angeordnet ist. Die geschmolzenen Phasen 9 und 10, die in dem Absetzbecken 8 erzeugt werden, werden von dem Absetzbecken 8 über Entnahmeöffnungen 16 und 17 entnommen, die an dem Ende des Suspensionsschmelzofens angeordnet sind, welches sich an der Seite des Entnahmeschachtes 11 befindet. Die Entnahme findet in einem im wesentlichen kontinuierlichen Prozeß statt durch Verwendung einer Ausgleichsvorrichtung für den Schmelzfluß in Verbindung mit den Entnahmeöffnungen 16 und 17, welche Ausgleichsvorrichtung z. B. nach dem Siphon-Prinzip betrieben werden kann.

Aufgrund des hohen Grades der Sauerstoffanreicherung des dem Reaktionsschacht 2 des Suspensionsschmelzofens zugeführten oxi­ dierenden Gases 7 sind die Reaktionstemperaturen in dem Reakti­ onsschacht 2 hoch. Daher ist in der Rahmenstruktur 18 der Wand des Reaktionsschachtes 2 gemäß Fig. 2 zwischen der Maueraus­ kleidung 19 in einer im wesentlichen horizontalen Position zu­ mindest ein Kühlelement 20 angeordnet, welches durch Ziehgießen (draw casting) hergestellt ist. Das Kühlelement 20 enthält Kühlkanäle 21 und 22 für den Kühlmediumfluß. Der Kühlkanal 21, der dem inneren Teil des Reaktionsschachtes 2 am nächsten liegt, ist derart positioniert, daß der Abstand des Kühlkanals 21 von dem dem Innenraum des Reaktionsschachtes 2 zuweisenden Ende 23 mindestens 40% des Abstandes zwischen dem Ende 23 des Kühlelementes 20, welches Ende dem inneren Teil des Reaktions­ schachtes 2 am nächsten liegt, und dem Ende 24 beträgt, welches am nächsten an der Rahmenstruktur 18 des Reaktionsschachtes liegt. Weiterhin zeigt Fig. 2 die autogene Auskleidung, die mit dem Bezugszeichen 25 versehen ist, welche Auskleidung an der Wand des Reaktionsschachtes 2 während des Suspensionsschmelz­ prozesses gebildet wird, wobei diese Auskleidung Komponenten enthält, die an den Reaktionen in dem Reaktionsschacht 2 teil­ nehmen. Erfindungsgemäß kann die Dicke der autogenen Ausklei­ dung 25 vorzugsweise auf der Basis der Produktionskapazität an Stein oder Rohmetall einjustiert werden, welches in dem Suspen­ sionsschmelzofen 1 erzeugt wird.

Die Kurven aus den Fig. 3a und 3b zeigen Grenzkurven bei ver­ schiedenen Temperaturen. So beschreibt z. B. die Kurve mit der Nr. 1,000 die Temperatur 1000° zwischen zwei Kühlelementen. Aus den Fig. 3a und 3b wird ersichtlich, daß im Bereich der Ofen­ wandauskleidung 19 die Temperaturprofile sich im wesentlichen entsprechen. In diesem Fall ist es somit vorteilhaft, das Kühl­ element 20 der Erfindung zu verwenden, wie es in Fig. 3a darge­ stellt ist, weil auf der Basis der Anordnung des Kühlkanals 21 das Kühlelement 20 besser mögliche Unterbrechungen der Kühlung des Suspensionsschmelzofens aushält als das Kühlelement nach dem Stand der Technik. Dies reduziert die Gefahr, daß der Kühl­ bzw. Fließkanal des Kühlelements 20 bersten könnte.

Claims (7)

1. Verfahren zum Suspensionsschmelzen sulfidischer, fein zer­ teilter Rohstoffe, die Metalle wie z. B. Kupfer, Nickel und Blei enthalten, unter Verwendung einer Sauerstoffanreicherung, bei welchem Verfahren dem Suspensionsschmelzofen die zu schmelzen­ den Rohstoffe zusammen mit Flußmittel und oxidierendem Gas zu­ geführt wird, und bei welchem Verfahren die Wände des Reakti­ onsraums des Suspensionsschmelzofens gekühlt werden und minde­ stens zwei geschmolzene Phasen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Sauerstoffanreicherung des oxidierenden Gases zumindest 40% beträgt, um die Temperatur der Partikel in der Suspension zumindest um 200° gegenüber der Temperatur der Gas­ phase der Suspension anzuheben, um die Reaktionskinetik der in dem Reaktionsraum stattfindenden Reaktionen zu verbessern, und daß die Dicke der Auskleidung der Wand des Reaktionsraums ent­ sprechend dem Durchsatz durch den Suspensionsschmelzofen mit­ tels Kühlelementen eingestellt wird, die in der Wand des Reak­ tionsraumes angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Auskleidung der Wand des Reaktionsraums bei hohen Durchsätzen dünner als bei geringen Durchsätzen einge­ stellt wird, um Wärmeverluste auszugleichen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Suspensionsschmelzofen Stein produziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Suspensionsschmelzofen Rohmetall produziert wird.

5. Vorrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem der Suspensionsschmelzofen (1) mit einer Einrichtung zur Zuführung von zu schmelzendem Rohstoff (4, 5), Flußmittel (6) und Oxidationsgas (7) versehen ist, mit einer Einrichtung zur Entnahme der im Suspensionsschmelzofen erzeugten geschmol­ zenen Phasen (9, 10) und der Gasphase (16, 17, 12), einer Einrich­ tung (20) zum Kühlen zumindest der Wände des Reaktionsraums des Suspensionsschmelzofens und optional einer Einrichtung zur Zu­ führung zusätzlichen Brennstoffes (15), dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (18) des Reaktionsraums zumindest ein Kühlele­ ment (20) angeordnet ist, welches durch Ziehgießen (draw casting) hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement (20) aus Kupfer besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Kühlkanals (21) des Kühlelements von dem Ende (23) des Kühlelements (20), welches in Richtung auf den inneren Teil des Reaktionsschachtes (2) weist, zumindest 40% des Abstandes zwischen dem Ende (23) des Kühlelements (20) be­ trägt, welches auf den inneren Teil des Reaktionsschachtes (2) zu weist und dem Ende (24), welches auf die Rahmenstruktur (18) des Reaktionsschachtes (2) zu weist.