DE2230933A1

DE2230933A1 - Verfahren und anlage zur kalzinierung von phosphatsauren erzen oder aehnlichen mineralien

Info

Publication number: DE2230933A1
Application number: DE2230933A
Authority: DE
Inventors: Philippe Pithois; Roger Retali
Original assignee: Fives Lille Cail
Current assignee: Fives Lille Cail
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1973-04-12
Also published as: GB1398897A; FR2142790A2; FR2142790B2; BE784605R; DE2230933B2; ES404070A2; DE2230933C3; IT1001496B; US3758266A; JPS5622806B1

Description

PatentanwIIte __ _Λ . _Λ__

Dlpl.-Ιπ". A. VEDDE 23,· Juni 1972 Dipl.-Ir . K. EMPL

Mönchen jJiumannstr.2 , Akte: P 7266

Socie"te

Fives lille-Cail

7, Eue Montalivet

ff 75383 Paris Cedex 08 Frankreich.

Verfahren und Anlage zur Kalzinierung von phosphatsauren Erzen oder ähnlichen Mineralien

Die Erfindung bezieht sich auf die Kalzinierung von phosphatsauren Erzen oder ahnlichen Mineralien zwecks Anreicherung dieser Erze durch Dissoziation der Karbonate in ihre danach' ausgeschiedenen Bestandteile_o

Es ist bekannt, daß bei dieser Aufbereitung eine exotherme Reaktion stattfindet, die bei einer Temperatur von 250 bis 60O⁰O beginnt. Man nimmt an, daß diese Reaktion auf die Verbrennung organischer, im Erz enthaltener Stoffe zurückzuführen ist, die zur Oberfläche des Erzes abdestillieren»

Das Hauptpatent _o..₀...oo.. (Patentanmeldung P 21 03 O65«9-41) betrifft ein Verfahren, bei dem mindestens ein Teil des aufzubereitenden Materials von einer Temperatur, die unterhalb

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der normalen Temperatur liegt, bei der sich die exotherme Reaktion vollzieht, plötzlich auf eine höhere Temperatur ala diese gebracht wird, indem dieser Teil in eine Zone hoher Temperatur in der Kalzinierungsanlage eingeführt wird, dergestalt, daß sich für diesen Teil des Materials die exotherme Reaktion bei einer höheren Temperatur als der nor-

Reaktionsmalen/Temperatur vollzieht_o

Als normale Reaktionstemperatur ist die mittlere Temperatur zu verstehen, bei der der größere Teil des Materials in die Reaktion eintritt, wenn seine Temperatur langsam erhöht wird» wobei die Reaktion natürlich bei einer niedrigeren als der normalen Temperatur beginnt und sich bei höheren Temperaturen fortsetzt»

Bei diesem Verfahren werden die durch die bei einer höheren als der normalen Reaktionstemperatur freiwerdenden Wärmemengen dazu verwendet, das Material zu kalzinieren, wodurch der Brennstoffverbrauch reduziert werden kann·

Bei' einer besonderen Ausführungsart dieses Verfahrens wird das bei einer niedrigeren als der normalen Reaktionstempera-

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tür getrocknete und vorgewärmte Ausgangsniaterial in die heißeste Zone eines Drehrohrofens eingebracht und in diesen mit den in derselben Richtung wie das Material zirkulierenden heißen Gasen in Berührung gebracht und es wird das den Ofen verlassende kalzinierte Material mit Hilfe eines Stromes frischer Luft gekühlt, die danach als Sekundärluft im Ofen verwertet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren dergestalt zu verbessern, daß die Temperatur des Materials vor seinem Eintritt in die hohe Temperatur aufweisende Zone des Ofens zu regeln, und damit zu erreichen, daß sich die exotherme Reaktion im wesentlichen in dieser Zone vollzieht, und eine Sinterung oder ein Verkleben im zum Vorwärmen des Materials verwendeten Wärmetauscher zu vermeiden«.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß ein Teil der zur Kühlung des kalzinierten Materials verwendeten Gase mit den aus den Ofen austretenden Gasen gemischt wird und daß dieses Gasgemisch zur Vorwärmung des Ausgangsmaterials vor seinem Eintritt in den Ofen verwertet wirdo

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In Weiterbildung dieses Verfahrens kann ein Teil des zur Vorwärmung des Ausgangsmaterials verwendeten Gase diesem Gemisch zugesetzt werden_o

Das kalzinierte Material kann auch "bei seinem Austritt aus dem Ofen mit Hilfe eines Teiles der zum Vorwärmen des Ausgangsmaterials verwendeten Gase gekühlt werden, wobei anschliessend dieser Teil von Gasen mit den aus dem Ofen austretenden Gasen gemischt werden kann und darauffolgend das kalzinierte Material weiter mit Hilfe frischer Luft gekühlt werden kann, die anschliessend als Senkundärluft im Ofen verwertet wird_o

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens, welche einen Zyklon-Vorwärmer, einen Drehrohrofen und einen Zyklonkühler enthält und bei der der Vorwärmer mit den aus dem Ofen austretenden Gasen und mit einem Teil der den Zyklonkühler verlassenden Gase gespeist ist, während der Ofen mit dem anderen Teil dieser den Zyklonkühler verlassenden Gase im Ofen als Sekundärluft gespeist ist ο Ein Teil der den Vorwärmer verlassenden Gase kann zu dessen Eingang entweder direkt oder nach Durchquerung eines

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der Zyklone des Kühlers zurückgeführt werden. Der andere Teil dieser Gase kann in einem Trockner oder einem Apparat zum Sichten und Trocknen nutzbar gemacht werden₀

Zwei nicht beschränkende Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden' im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Anlage

zur Kalzinierung von phosphatsauren Erzen und

Figur 2 eine der Figur 1 ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform.

Die in Figur 1 dargestellte Anlage ist für den bei solchen Erzen meistens zutreffenden Fall ausgelegt, daß d.ie feinen Körner des Ausgangsmaterials unergiebig sind« An der Eintrittsseite ist ein dynamischer Sichter 10 oder eine andere Sichteinrichtung für eine klare Aufteilung des Materials angeordnet« Die diesen Apparat verlassenden feinen Körner werden abgezogen und der !Rückstand wird in der Kalzinierungsanlage aufbereitet«

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Die Anlage enthält ferner eine Gruppe von Zyklonen 14» die einen Vorwärmer bilden, sowie einen Drehrohrofen 16 und eine Gruppe von Kühlzyklonen 18«,

Die Zyklone des Vorwärmers 14 sind miteinander in bekannter Weise dergestalt verbunden, daß das feste Material alle Zyklone durchläuft, bevor es in den Ofen 16 eintritt, während die Vorwärmgase die Zyklone aufeinanderfolgend, aber in umgekehrter Richtung druchströmeno Gleiohes gilt für die Zyklone des Kühlers 18„ In Figur 1 sind drei Zyklone für den Vorwärmer 14 und zwei Zyklone für den Kühler 18 gezeigt, wobei aber natürlich die Anzahl der Zyklone in beiden Gruppen abgewandelt und der Beschaffenheit des aufzubereitenden Materials angepasst werden kann«,

Am Ende des Ofens 16, an dem das in der Gruppe der Zyklone

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des Vorwärmers/vorgewärmte Erz eintritt, ist ein Brenner 20

angeordnete

Der Kühler 18 wird von einem Gebläse 22 mit frischer luft' versorgte Die aus dem Kühler austretende erwärmte luft wird in zwei Ströme aufgeteilt} ein Teil dieser Luft wird mit

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Hilfe einer Leitung 24 in den Ofen-16 geführt, wo sie als Sekundärluft nutzbar gemacht wirdo Der andere Teil wird in den im Sinne der Zirkulationsrichtung des festen Materials letzten Zyklon des "Vorwärmers 14 mit Hilfe einer Leitung eingeführt; diese ist an eine Leitung 30 angeschlossen, die die den Ofen verlassenden Gase zu diesem Zyklon führte

Am Ausgang des Vorwärmers 14 werden die Gase von einem Gebläse 32 angesaugt, dessen druckseitige Öffnung einerseits mit dem Sichter 10 und andererseits Über eine Leitung 28 mit der Leitung 30 verbunden ist« JSin Gebläse 34 führt die im Sichter nutzbar gemachten Gase an die Atmosphäre ab.

Zur Reglung der Verteilung der den Kühler verlassenden Gase zwischen dem Ofen und dem Vorwärmer und der vom Gebläse 32 gelieferten Gase zwischen dem Sichter 10 und dem Vorwärmer sind Schieber 36 bzw. 38 vorgesehen.

Das bei A in den Sichter eingeführte Erz wird in diesem mit Hilfe von heißen Gasen bei ca. 150⁰O getrocknet, die am Ausgang des Vorwärmer entnommen werden«, Die diesen Sichter verlassenden feinen Körner werden abgeführt, während der Rückstand in den ersten Zyklon des Vorwärmers eingeführt wird«,

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In diesem wird das Erz auf die mittlere Temperatur, bei der die exotherme Reaktion einsetzt, gebracht. Dann wird das Erz in den Ofen 16 eingebracht, wo es die durch die Verbrennung des Brennstoffes im Brenner 20 und der organischen Stoffe des Erzes erzeugten Wärmemengen ermöglichen, dieses auf die Kalzinierungstemperatur (zwischen 700 und 95O⁰O) zu erhitzeno Nach dem Austritt aus dem Ofen wird das kalzi- . nierte Material in den Zyklonen des Kühler 18 gekühlt, die es mit einer Temperatur von ca. 10O⁰O verläßt₀

Die frische, vom Gebläse 22 gelieferte Luft erwärmt sich im Kühler 18 durch die Berührung mit dem kalzinierten Material bis auf ca₀ 500⁰Oo Ein Teil dieser heißen Luft wird zum Eingang des Ofens 16 geführt, um den Luftbedarf für die Verbrennung des Brennstoffes und der organischen Stoffe zu decken«. Der andere Teil der aus dem Kühler austretenden Luft wird mit den den Ofen verlassenden Gasen gemischt.

Der Vorwärmer 14 wird mit den Gasen beschickt, die aus dem Ofen austreten und durch die den Kühler verlassende Luft und mit vom Gebläse 32 gelieferten Gasen verdünnt werden. Diese doppelte Verdünnung der aus dem Ofen austretenden Gase

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Gase verfolgt den Zweck, die Temperatur der den Vorwärmer versorgenden Gase dem Temperatur-Sollwert des Minerals "bei seinem Eintritt in den Ofen anzupassen» Gleichzeitig dient sie dazu, bei bestimmten Mineralarten das Sintern oder Verkleben in den Zyklonen des Vorwärmers auszuschalten₀

Der Sichter 10 kann dann entfallen, wenn er aufgrund der Beschaffenheit des Erzes entbehrlich ist.

Die Anlage nach Figur 2 enthält im wesentlichen einen Apparat zum Sichten und Trocknen 10^l, eine einen Vorwärmer bildende Gruppe von drei Zyklonen 14% einen Drehrohrofen 16' und drei Kühlzyklone 18Ό

Die Eingangsöffnung für die Gase im ersten Kühlzyklon, d_o h< in demjenigen, der das kalzinierte, den Ofen verlassende Material aufnimmt, ist mit der Druckseite des Gebläses 32^f verbunden, das die Gase aus dem Vorwärmer ansaugte Die Gas-Austrittsöffnung dieses Zyklons ist mit der Baugseite eines Gebläses 40 verbunden, an dessen Druckseite die leitung 30' angeschlossen ist, die die aus dem Ofen austretenden Gase dem Eingang des Vorwärmers zuführte

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Die beiden anderen Kühlzyklone werden von einem Gebläse 22· mit frischer Luft versorgt» Nach Durchströmung der beiden Zyklone wird diese Luft von einem Gebläse 42 angesaugt und in ihrer Gesamtheit zum Eingang des Ofens 16' geführt, um den Luftbedarf für die Verbrennung des Brennstoffes und der organischen Stoffe des Erzes zu decken«.

Das Erz wird bei A¹ in den Sicht- und Trockenapparat eingeführt, wo es in zwei Gruppen verschiedener Korngröße aufgeteilt wird. Die feinen, den Apparat verlassenden Körner werden entfernt, während die Rückstände in den Vorwärmer eingebracht werden, wo das Erz auf die mittlere Temperatur gebracht wird, bei der die exotherme Reaktion durch die heißen Gase einsetzt, die dort im Gegenstrom zum Erz zirkulierenο

Danach, wird das Erz in den Ofen 16' eingebracht, wo es auf die Kalzinierungstemperatur erhitzt wird,, Nach Austritt aus dem Ofen wird das kalzinierte Material in den Zyklonen 18' gekühlt, und zwar erfolgt eine erste Kühlung im ersten Zyklon durch einen Teil der aus dem Vorwärmer austretenden Gase, deren Temperatur ca. 150⁰O beträgt_β Am Ausgang dieses Zyklons werden diese durch die Berührung mit dem kalzinierten Erz er-

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wärmten Gase vom Gebläse 40 aufgenommen und dienen zur Verdünnung der aus dem Ofen austretenden Gase, um die in den Vorwärmer eintretenden Gasender Sollwert-Temperatur des Erzes beim Eintritt in den Ofen anzupassen.

Das kalzinierte Erz passiert dann die beiden anderen Zyklone 18'| wo es durch frische, vom Gebläse 22» gelieferte luft gekühlt wird. Diese luft wird bis zu etwa 300⁰G erwärmt und dient als Sekundärluft im Ofen₀

Wenn auch in den beiden beschriebenen Beispielen ein Vorwärmer und ein Kühler mit Zyklonen verwendet wurde, so schließt die Erfindung auch andere bekannte Apparate mit ein«

Die Erfindung ist zur Kalzinierung von Phosphate enthaltenden Erzen und anderen Mineralien anwendbar, bei deren thermischer Aufbereitung eine exotherme Eeaktion auftritt, welche eine größere Wärmemenge bei einer niedrigeren als der maximalen Aufbereitungs-Temperatur freigibt.

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Claims

25„ Juni 1972 Akte: P 7266

Patentansprüche

ο) Verfahren zur Kalzinierung von phosphatsauren Erzen oder anderen Mineralien, "bei denen eine exotherme Reaktion ■bei einer niedrigeren Temperatur als der für die Aufbereitung vorgesehenen Höchsttemperatur auftritt und "bei dem das "bei einer niedrigeren als der normalen üeaktionstemperatur getrocknete und vorgewärmte Ausgangsmaterial in die heißeste Zone eines Drehrohrofens eingebracht und in diesem mit den in derselben Richtung wie das Material zirkulierenden heißen Gasen in Berührung gebracht wird und das den Ofen verlassende kalzinierte Material mit Hilfe eines Stromes frischer Luft gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zur- Kühlung dee kalzinierten Materials verwendeten Gase mit den aus dem Ofen austretenden Gasen gemischt

Gas

wird und daß dieses/Gemisch zur Vorwärmung des Ausgangsmaterials vor seinem Eintritt in den Ofen verwertet wird₀

2o) Kalzinierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der zur Vorwärmung des Ausgangsmaterials verwendeten Gase zum Eingang des Vorwärmers zurückgeführt wird»

- II -

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3.) Kalzinierungsverfahren naoh Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kalzinierte Mate-■ rial "bei seinem Austritt aus dem Ofen mit Hilfe eines Teiles der zum Vorwärmen des Ausgangsmaterials verwendeten Gase gekühlt wird, wobei anschliessend dieser Teil von Gasen mit den aus dem Ofen austretenden Gasen gemischt wird, und daß darauffolgend das kalzinierte Material weiter mit Hilfe frischer Luft gekühlt wird, die anschliessend als Senkundärluft im Ofen verwend^et wird«,

4o) Anlage zur Kalzinierung von phosphatsauren Erzen oder anderen Mineralien, bei denen eine exotherme Reaktion "bei einer niedrigeren Temperatur als der für die Aufbereitung vorgesehenen Höchsttemperatur auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zyklonvorwärmer, einen Drehrohrofen und einen Zyklonkühler enthält, und daß der Vorwärmer mit den aus dem Ofen austretenden Gasen und mit einem Teil der den Zyklonkühler verlassenden Gasen gespeist ist, während der Ofen mit dem anderen Teil dieser den Zyklonkühler verlassenden Gase als Sekundärluft gespeist ist_o

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- HS -

5o) Kalzinierungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückführung für einen Teil der aus dem Vorwärmer austretenden Gase zum Eingang des Vorwärmers vorgesehen isto

6„) Kalzinierungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet-, daß der im Sinne der Bewegungsrichtung des kalzinierten Materials erste Zyklon des Kühlers mit einem zurückgeführten Teil der aus dem Vorwärmer austretenden Gase gespeist ist, daß der Vorwärmer mit den diesen Zyklon verlassenden Gase, sowie mit den Gasen aus dem Ofen gespeist ist und daß der Eingang des Ofens mit der aus den anderen Zyklonen des Kühlers austretende Luft gespeist ist.

7o) Kalzinierungsanlage nach Anspruch 4, 5 oder 6, d a durch ge kr>.e nnzeichnet, daß sie einen an ihrer Materialeintrittsseite vorgeschalteten Sicht- und Trockenapparat enthält, und daß dieser Apparat mit einem Teil der aus dem Vorwärmer austretenden Gase gespeist ist₀

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