DE2230933B2

DE2230933B2 - Verfahren zum Calzinieren eines Phosphatminerals und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2230933B2
Application number: DE2230933A
Authority: DE
Inventors: Philippe Lille Pithois; Roger Saint Cloud Retali
Original assignee: FIVES-CAIL BABCOCK PARIS
Current assignee: FIVES-CAIL BABCOCK PARIS
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1979-11-08
Also published as: IT1001496B; FR2142790B2; DE2230933C3; GB1398897A; ES404070A2; BE784605R; DE2230933A1; FR2142790A2; JPS5622806B1; US3758266A

Description

Das Hauptpatent 21 03 065 betrifft ein Verfahren zum

ίο Calzinieren eines bei einer tieferen Temperatur als der Calzinierungstemperatur einer exothermen Reaktion unterliegenden Phosphatminerals, wobei das Phosphatmineral vor dem Einbringen in den von einem Brenner beheizten Drehrohrofen vorgewärmt wird, das sich dadurch kennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Phosphatminerals mit einer geringeren Temperatur als für die Auslösung der exothermen Reaktion erforderlichen in eine dem Brenner naheliegende Zone des Drehrohrofens eingebracht wird.

Mit der Calzinierung wird der Zweck verfolgt, die Mineralien durch Dissoziation der Karbonate und c eren nachfolgenden Ausscheidung anzureichern. Bei einer solchen Aufbereitung findet eine exotherme Reaktion statt, von der man annimmt, daß sie auf der Verbrennung von organischen Stoffen beruht, die zur Oberfläche des Minerals abdestilliercn. Diese exotherme Reaktion beginnt bei Phosphat- oder ähnlichen Mineralien bei einer Temperatur von 250 bis 600⁰C, wobei im Sinne der Erfindung unter der Temperatur für

jo die Auslösung der exothermen Reaktion diejenige mittlere Temperatur zu verstehen ist, bei welcher der größere Teil des Minerals bei langsamer Erhöhung der Temperatur in die Reaktion eintritt.

Durch das Verfahren gemäß Hauptpatent werden die in dem Brenner naheliegende Zone des Drehrohrofens eingebrachten Mineralien schnell erhitzt, so daß die ergänzend eintretende exotherme Reaktion aut einem höheren Temperaturniveau ei folgt und hierdurch die aus der exothermen Reaktion resultierende Wärme auch anschließend zur Erhitzung der Mineralien bis zur Calzinierungstemperatur verwertet werden kann.

Der vorliegende Zusatz betrifft ein Verfahren zum Calzinieren eines bei einer tieferen Temperatur als der Calzinierungstemperatur einer exothermen Reaktion

unterliegenden Phosphatminerals, wobei das Phosphatmineral vor dem Einbringen in den von einem Brenner beheizten Drehrohrofen vorgewärmt wird und dann wenigstens ein Teil des Phosphatminerals mit einer geringeren Temperatur als für die Auslösung der exothermen Reaktion erforderlichen in eine dem Brenner naheliegende Zone des Drehrohrofens eingebracht wird, nach Patent 21 03 065.

Die Aufgabe besteht darin, eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Temperatur des Phosphatminerals zu schaffen, bevor dieses in die den Brenner naheliegende Zone des Drehrohrofens eingebracht wird, und damit zu erreichen, daß sich die exotherme Reaktion im wesentlichen in dieser Zone vollzieht und Verklebungen oder Sinterungen in dem zur Vorwärmung verwendeten Wärmetauscher vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das aus dem Drehrohrofen austretende, in diesem in derselben Richtung wie das Phosphatmineral geführte Gas mit einem Teil der Gase gemischt wird, die zur Kühlung des aus dem Drehrohrofen ausgetragenen calzinierten Phosphatminerals verwendet wurden und daß dieses Gasgemisch zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen

verwertet wird.

Eine Weiterbildung dieses Verfahrens besteht darin, daß ein Teil des zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen verwerteten Gasgemisches zum Gaseingang des Vorwärmers zurückgeführt wird.

Gemäß einer anderer. Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, daß ein Teil des zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen verwerteten Gasgemisches anschließend zur Kühlung des aus dem Drehrohrofen ausgetragenen calzinierten Phosphatminerals benutzt wird und dann dieser Teil des Gasgemisches mit den aus dem Drehrohrofen austretenden Gasen gemischt dem Gaseingang des Vorwärmers zugeführt wird, daß das dergestalt vorgekühlte calzinierte Phosphatmineral mit frischer Luft weiter abgekühlt wird und daß die dabei angewärmte Frischluft als Sekundärluft dem Drehrohrofen zugeführt wird.

Der vorliegende Zusatz betrifft weiterhin eine Anlage >n zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren!», enthaltend einen Zyklonvorwärmer, eini.11 an seiner Materialeintrittsseite den Brenner aufweise^en Drehrohrofen und einen Zyklonkühler, welche hinsichtlich des Materialflusses in Reihenschaltung miteinander verbunden sind und die sich dadurch kennzeichnet, daß der Zyklonkühler an seiner Gasaustrittsseite in einem ersten und zweiten Gasauslaß aufgeteilt ist, daß de^r Gaseinlaß des Zyklonvorwärmers mit dem Gasauslaß des Drehrohrofens sowie mit dem ersten Gasauslaß des Kühlers verbunden ist und daß der am brennerseitigen Ende des Drehrohrofens angeordnete Sekundärlufteinlaß mit dem zweiten Gasauslaß des Zyklonkühlers verbunden ist.

Eine Weiterbildung dieser Anlage besteht darin, daß i=> der Zyklonkühler aus einer im Materialfluß dem Drehrohrofen nachgeschalteten ersten und einer dieser im Materialfluß nachgeschalteten zweiten Kühlstufe zusammengesetzt ist, die jeweils mindestens ein Zyklon und jeweils einen Gasauslaß und Gaseinlaß aufweisen, ein Abzweig der an den Gasauslaß des Zyklonvorwärmers angeschlossenen Gasführung zum Gaseinlaß der ersten KUhlstufe führt, deren Gasauslaß mit dem Gaseinlaß dieses Zyklonvorwärmers verbunden ist und der Gasauslaß der an ihrem Gaseinlaß an eine Frischluftzufuhr angeschlossenen zweiten Kühlstufe mit dem brennerseitigen Sekundärlufteinlaß des Drehrohrofens verbunden ist

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand uer Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt

Fig. ι eine schematische Darstellung einer Anlage zum Calzinieren von Phosphatmineralien und

Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform der Anlagegemäß Fig. 1.

Die in Fig.! veranschaulichte Anlage ist für die Verarbeitung von Phosphatmineralien ausgelegt, deren feinkörniger Anteil unergiebig ist. An der Eintrittsseite der Anlage befindet sich ein dynamischer Sichter 10 oder eine andere Sichteinrichtung, der das bei A zugeführte Phosphatmineral klassifiziert, das Feinkorn ausscheidet und den Rückstand einem Zyklonvorwärmer 14 zuführt, dessen drei Zyklone dergestalt miteinander verbunden sind, daß das Phosphatmineral alle Zyklone durchläuft und dann in einen Drehrohrofen 16 eintritt, während das der Vorwärmung dienende Ga;, die Zyklone aufeinanJerfolgend in umgekehrter Richtune durchströmt.

An dem Ende des Drehrohrofens 16, an dem die Zuführung des vorgewärmten Phosphatminerals erfolgt, ist ein Brenner 20 angeordnet. Das den Drehrohrofen 16 verlassende calzinierte Phosphatmineral wird durch einen aus zwei Zyklonen bestehenden Kühler 18 geleitet, der gegenläufig von Luft durchströmt wird, welche ein Gebläse 22 aus der Atmosphäre ansaugt. Die Anzahl der Zyklone des Kühlers, wie auch des Vorwärmers kann von der angegebenen Zahl abweichen und richtet sich nach der Beschaffenheit des aufzubereitenden Phosphatminerals.

Die aus dem Kühler 18 austretende erwärmte Luft wird in zwei Ströme aufgeteilt, wobei der eine Teil über eine Leitung 24 in den Drehrohrofen 16 als Sekundärluft eingeführt wird, während der andere Teil über eine Leitung 26 in eine Leitung 30 eingespeist wird, welche ihrerseits die den Drehrohrofen ve/lassenden Gase dem Zyklonvorwärmer 14 zuführt. Vom Gasauslaß des Zyklonvorwärmers 14 werden die Gase von einem Gebläse 32 angesaugt, dessen Dru üseite einerseits mit dem Sichter 10 und andererseits üler eine Leitung 28 mit der Leitung 30 verbunden ist. Vom Sichter 10 werden die Gase von einem Gebläse 34 abgesaugt und an die Atmosphäre abgegeben. Zur Einstellung bzw. Rege'ung der Verteilung der den Kühler 13 verlassenden Gase zwischen dem Drehrohrofen 16 und dem Zyklonvorwärmer 14 ist ein Schieber 36 vorgesehen, während zur entsprechenden Verteilung der das Gebläse 32 verlassenden Gase ein Schieber 38 dient.

Im Sichter 10 wird das eingeführte Phosphatmineral mit Hilfe der vom Zyklonvorwärmer 14 stammenden heißen Gase bei etwa 150⁰C getrocknet. Der nach Abscheidung des Feinanteils verbleibende Rückstand an Phosphatmineral wird dann im Zyklonvorwärmer 14 auf die mittlere Temperatur gebracht, bei der die exotherme Reaktion einsetzt, worauf das Phosphatmineral in den Drehrohrofen 16 eingebracht wird, wo es durch die Verbrennung des Brennstoffes im Brenner 20 rnd durch die Wärme der exothermen Reaktion auf die Calzinierungstemperatur (zwischen 700⁰C und 950°C) erhitzt ν ird. Nach Verlassen des Drehrohrofens erfährt das calzinierte Phosphatmineral im Kühler 18 eine Abkühlungauf etwa 100⁰C.

Durch die Berührung mit dem calzinierten Phosphatmineral im Kühler 18 erwärmt sich die vom Gebläse 22 gelieferte Frischluft bis auf etwa 500⁰C. Ein Teil dieser heißen Luft deckt, als Sekundärluft im Drehrohrofen 16 zugeführt, den Luftbedarf für die Verbrennung des Brennstoffes und der organischen Stoffe im Zuge der exothermen Reaktion. Der andere Teil der den Kühler 18 verlassenden Luft wird mit den aus dem Drehrohrofen 16 austretenden heißen Gasen gemischt.

Drr Zyklonvorwärmer 14 wird mit den Gasen beschickt, die aus dem Drehrohrofen austreten und mit der durch den Kühler 18 verlassenden Luft sowie mit den vom Gebläse 32 gelieferten Gasen verdünnt werden. Durch diese doppelte Verdünnung kann die Temperatur der den Zyklonvorwärmer 14 speisenden Gase entsprechend dem Temperatur-Sollwert des Phosphalminerals beim Eintritt in den Drehrohrofen 16 gewählt werden. Der Sichter 10 kann bei geeigneter Beschaffenheit des Phosphatminerals !n Wegfall kommen.

Die in Fig.2 veranschaulichte Anlage enthält im wesentlichen einen als Trockner ausgebildeten Sichter 10', einen Zyklonvorwärmer 14' mit drei Zyklonen, einen Drehrohrofen 16' und einen von drei Zyklonen gebildeten Kühler 18'. Der Gaseinlaß des ersten

Zyklons des Kühlers 18'. d. h. desjenigen Zyklons, das das den Drehrohrofen 16' verlassende calzinierte Phosphatmineral aufnimmt, ist mit der Druckseite des die Gase aus dem Zyklonvorwärmer 14' ansaugenden Gebläses 32' verbunden. Der Gasauslaß dieses Zyklons ist mit der Saugseite eines Gebläses 40 verbunden, dessen Druckseite in die Leitung 30' einspeist, welche die aus dem Drehrohrofen 16' austretenden Gase dem Gaseinlaß des Zyklonvorwärmers 14' zuführt.

Die beiden anderen Zyklone des Kühlers 18' werden aufeinanderfolgend von frischluft durchströmt, welche von einem Gebläse 22' von der Atmosphäre zugeführt und von einem Gebläse 42 angesaugt wird, und in ihrer Gesamtheit dem Hingang des Drehrohrofens 16' zugeführt wird, um den l.uftbedarf für die Verbrennung des Brennstoffes und der organischen Stoffe des Phosphatminerals bei deren exothermen Reaktion zu

Das bei A ' zugeführte, aufzubereitende Phosphatmineral wird im Sichter klassifiziert und der nach Ausscheidung des Peinkornes verbleibende Rückstand dem Vorwärmer 14' zugeführt. Im Vorwärmer 14' wird das Phosphatmineral durch die im Gegenstrom zirkulierenden heißen Gase auf die mittlere Temperatur gebracht, bei der die exotherme Reaktion einsetzt. Anschließend wird das Phosphatmineral in den Drehrohrofen 16' eingebracht und auf die Calzinierungstemperatur erhitzt. Nach dem Austritt aus dem Drehrohrofen wird das calzinierte Phosphatmineral im Kühler 18' abgekühlt, wobei eine erste Kühlung im ersten Zyklon durch einen Teil der aus dem Vorwärmer 14'

'> austretenden Gase erfolgt, deren Temperatur etwa I5O"C beträgt. Vom Gasauslaß dieses ersten Zyklons werden die durch die Berührung mit dem calzinierten Phosphatmineral erwärmten Gase vom Gebläse 40 aufgenommen und dienen zur Verdünnung der aus dem

κι Drehrohrofen austretenden Gase, bevor diese in den Vorwärmer 14' eintreten, so daß die Temperatur des in den Drehrohrofen 16' eintretenden Phosphatmincrals auf einen Sollwcrl gebracht werden kann.

Anschließend passiert das calzinierte Phosphatmine-

f> ral die beiden anderen Zyklone des Kühlers 18'. in denen es durch die vom Gebläse 22' gelieferte Luft gekühlt wird, die sich dabei auf etwa 300"C erwärmt und dann «'s Sekundärluft ;n den Drehrohrofen eingespeist wird.

Anstelle der in den Ausführungsbeispielen erläutern-

po den Zyklonvorwärmer und Zyklonkühler können auch andere zu diesem Zweck bekannte Apparate eingesetzt werden. Außer Phosphatmineralien können auch andere Mineralien verarbeitet werden, soweit bei deren Aufbereitung eine exotherme Reaktion auftritt, welche

.'"> eine größere Wärmemenge bei einer niedrigeren Temperatur freigibt, als der maximalen Aufbereitungstemperi»' ir entspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Calzinieren eines bei einer tieferen Temperatur als der Calzinierungstemperatur einer exothermen Reaktion unterliegenden Phosphatminerals, wobei das Phosphatmineral vor dem Einbringen in den von einem Brenner beheizten Drehrohrofen vorgewärmt wird und dann wenigstens ein Teil des Phosphatminerals mit einer geringeren Temperatur als für die Auslösung der exothermen Reaktion erforderlichen in eine dem Brenner naheliegende Zone des Drehrohrofens eingebracht wird, nach Patent 21 03 065, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Drehrohrofen austretende, in diesem in derselben Richtung wie das Phosphatmineral geführte Gas mit einem Teil der Gase gemischt wird, die zur Kühlung des aus dem Drehrohrofen ausgetragenen calzinierten Phosphatminerals verwendet wurden, und daß dieses Gasgemisch zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen verwertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen verwerteten Gasgemisches zum Gaseingang des Vorwärmers zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zur Vorwärmung des Phosphatminerals vor dessen Einbringen in den Drehrohrofen verwerteten Gasgemisches anschließend zur Kühlung des 'us dem Drehrohrofen ausgetragenen calzinierten Phosphatminerals benutzt wird und dann dieser ""eil des Gasgemisches mit den aus dem Drehrohrofen austretenden Gasen gemischt dem Gaseingang des Vorwärmers zugeführt wird, daß das dergestalt vorgekühlte calzinierte Phosphatmineral mit frischer Luft weiter abgekühlt wird und daß die dabei angewärmte Frischluft als Sekundärluft dem Drehrohrofen zugeführt wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, enthaltend einen Zyklonvorwärmer, einen an seiner Materialeintrittsseite den Brenner aufweisenden Drehrohrofen und einen Zyklonkühler, welche hinsichtlich des Materialflusses in Reihenschaltung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonkühler (18; 18') an seiner Gasaustrittsseite in einem ersten und zweiten Gasauslaß aufgeteilt ist, daß der Gaseinlaß des Zyklonvorwärmers (14; 14') mit dem Gasauslaß des Drehrohrofens (16; 16') sowie mit dem ersten Gasauslaß des Kühlers (18; 18') verbunden ist und daß der am brennerseitigen Ende des Drehrohrofens (16; 16') angeordnete Sekundärlufteinlaß mit dem zweiten Gasausiaß des Zyklonkühlers (18; 18') verbunden ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonkühler (18') aus einer im Materialfluß dem Drehrohrofen (16') nachgeschalteten ersten und einer dieser im Materialfluß nachgeschalteten zweiten Kühlstufe zusammengesetzt ist, die jeweils mindestens ein Zyklon und jeweils einen Gasauslaß und Gaseinlaß aufweisen, ein Abzweig der an den Gasauslaß des Zyklonvorwärmers (14') angeschlossenen Gasführung zum Gaseinlaß der ersten Kühlstufe führt, deren Gasauslaß mit dem Gaseinlaß dieses Zyklonvorwärmer«; (14') verbunden ist und der Gasauslaß der an ihrem Gaseinlaß an eine Frischluftzufuhr (22) angeschlossenen zweiten Kühlstufe mit dem brennerseitigen Sekundärlufteinlaß des Drehrohrofens (16') verbunden ist.