DE2343279A1

DE2343279A1 - Verfahren zur thermischen behandlung von feingut, insbesondere von feinerz, unter hohen temperaturen

Info

Publication number: DE2343279A1
Application number: DE19732343279
Authority: DE
Inventors: Michel Tamalet
Original assignee: Heurtey SA
Current assignee: Heurtey SA
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-28
Also published as: FR2197991A1; BR7306662D0; ZA735963B; IT994703B; ES418244A1; GB1392424A; SU486501A3; FR2197991B1; JPS4999963A; BE804138A; AU5979273A

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr-Ing. R- König - Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · Λααα Düsseldorf 30 · Cecilienallee 7b - Tetefon 43373s

27. August 1973 28 862 K

SOCIETE ANONYME HEURTEY 30-32, rue Guersant, 75017 Paris, Frankreich

"Verfahren zur thermischen Behandlung von Feingut, insbesondere von Feinerz, unter hohen Temperaturen"

Bei einer Vielzahl von Materialien ist, eine Behandlung unter hohen Temperaturen erforderlich, wenn deren physikalische Eigenschaften beeinflusst oder geändert werden sollen,, Dies ist beispielsweise beim Kalziumkarbonat oder Magnesiumkarbonat, dem Aluminiumtrihydrat, den Phosphaten, Tonmineralien usw. der FaIl₀

Zur Zeit erfolgt eine solche Behandlung in Wannenofen, wenn das Mineral in Stücken angeliefert wird, oder in einem Wirbel- oder Fließbett bzw. einem Drehrohrofen, wenn das Mineral von feinerer Struktur ist. Indessen ist es mit keinem dieser bekannten Vorrichtungen möglich, das Mineral zu behandeln, wenn es in einer Korngröße von beispielsweise unter 100 Mikron angeliefert wird. In diesem Fall werden die Produkte durch Rauchgase mitgeführt, ehe sie aufbereitet werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, das eine wirksame thermische Behandlung

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dieses Feinguts bei gleichzeitigem minimalem Wärmeverbrauch gestattet»

Dieses Verfahren beruht auf folgendem Prinzip: In den meisten Fällen ist die Aufbereitungszeit der Mineralien umgekehrt proportional zur 'Temperatur* d.h. sie ist um so kürzer, je höher die Temperatur ist,

So benötigt beispielsweise die Umwandlung des Aluminiumtrihydrats in Alpinaaluminiumoxyd bei einer Temperatur von 1350°C kaum noch eine Sekunde, während bei einer Temperatur von 1200^uC immerhin noch eine Verweilzeit von einer Stunde erforderlich ist.

Des gleichen erfordert, die Entsäuerung von Kalziumkarbonat die bei einer Temperatur von 850°C noch rund eine Stunde beträgt, bei einer Tempeiatur von 1100°C nur noch einen Bruchteil einer Sekunde«

Dies gilt umso mehr, als das Erzkorn von feinerer Struktur ist, d.h. daß die Zeit für 'lie Erreichung des thermischen Gleichgewichts die gleiche Größer Ordnung aufweist wie die Zeit, die für die Umwandlung der physikalischen Struktur benötigt wird. Dies gilt in; De sondere für Teilchen von geringem Durchmesser (beispielsweise von unter 100 &Ίη). Dieser Vorgang ist durch den Begriff "StoOkalzinierung'¹ bekannt geworden.

Um diese "Stoßkaizinierung" durchführen zu können, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahrendadurch aus, daß man das aufzubereitende Feingut mittels Druckluft durch ein Geröllsteinbett hindurchführt, das dadurch gekennzeich-

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net ist, daß ein Teil auf die Aufbereitungstemperatur gebracht wird, während die Wanderung des Feinguts durch die Geröllsteine so gesteuert wird, daß das Feingut in erster Linie durch den beheizten Bereich des Geröllsteinbettes hindurchgeführt wird, das auf die gewünschte Temperatur erhitzt worden ist, um dann nach dem Verlassen des Geröllsteinbetts durch den kalten Bereich hindurchgeführt zu werden, wodurch die Eigenwärme der Produkte nach der Aufbereitung zurückgewonnen werden kann, um zur Vorerwärmung des Erzes wieder zur Verfügung zu stehen.

Bei den Roll- bzw. Strandkieselmaterialien kann es sich um Naturprodukte handeln, die temperaturbeständig sind. Als Beispiele seien grob zerkleinertes Eruptivgestein, oder Magnesia-Oxydkörner genannt, usw. Es kann sich bei dem Geröllsteinmaterial aber auch um Pellets handeln, die bei hohen Temperaturen gesintert worden sind, also beispielsweise um Magnesia bzw. Bittererde, Aluminiumoxyd bzw. reine ^Tonerde, Dolomit- oder Bitterspat, usw.

Gegenstand der Erfindung sind aber auch Vorrichtungen zur Durchführung des o.a. Verfahrens.

Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend als Ausführungsbeispiele, auf die jedoch die Erfindung nicht begrenzt ist, zwei Formen der Verwirklichung des Erfindungsgedankens anhand der beigefügten Zeichnungen beschriebene Es zeigen:

Fig. 1 eine auf der Basis der Erfindung hergestellte Anlage mit beweglichem Geröllsteinbett und

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Fig. 2t eine Anlage mit stationärem Geröllsteinbett.

In der nachfolgenden Beschreibung wird in erster Linie auf Figur 1 Bezug genommen.

Bei diesem Beispiel ist ein bewegliches Geröllsteinbett vorgesehen, das in der Konzeption ähnlich einem Kugelaustauscher ist.

Die Geröllsteine 2 befanden sich innerhalb eines Behälters 1, der eine Wärmedämmung durch feuerfestes Auskleidungsmaterial besitzt. Im unteren Teil des Behälters befindet sich eine Förderrinne 3, über die die Geröllsteine abgegeben werden. Diese Förderrinne mündet auf ein Transportband 4, das kontinuierlich läuft und die Geröllsteine zu einem Sieb 5 transportiert, von wo aus die Steine zu einem diskontinuierlich arbeitenden Elevator 6 gebracht werden, der beispielsweise die Form einer Gondel oder eines Hubarbeitskorbs 7 haben kann. Dieser Arbeits- oder Transportkorb entlädt die Steine auf den oberen Teil des beweglichen Geröllsteinbettes„ Die Steine durchlaufen somit eine senkrecht ausgerichtete geschlossene Schleife. Die Durchgangsgeschwindigkeit wird durch eine entsprechende Synchronisier~ung der Transportgeschwindigkeit des Förderbandes sowie der Betriebsgeschwindigkeit des Förderbandes sowie der Betriebsgeschwindigkeit der Klappen des Siebes und des Elevators gesteuert.

Die Erwärmung der Geröllst^ine erfolgt über Brenner 9. Diese Brenneraggregate sind unterhalb einer Verengung 8 angebracht, die in der feuerfesten Verkleidung des Behälters vorgesehen sind und die somit einen Raum entstehen läßt, der

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frei von Geröllsteinen ist, und in dem die von den Brennern 9 stammenden Rauchgase zirkulieren.

Im unteren Teil des Gehäuses 1 werden die Steine durch eine Wand 10 zurückgehalten, die eine Vielzahl von Bohrungen bzw. öffnungen besitzt und die auf einen Druckluftkasten 11 aufgeschweißt ist, dem die Luft über eine Rohrleitung 12 zugeführt wird.

In diese Rohrleitung 12 werden die aufzubereitenden feinkörnigen Partikelchen eingegebene Die Teilchen werden in einem Beschicker 13 unter Druck gesetzt. Man kann das Feingut auch unmittelbar in das Geröllsteinbett 2 durch mehrere öffnungen über die mit vielen Bohrungen versehene Wand 10 einpressen.

Die Feingutpartikelchen werden durch das Geröllsteinbett hindurchgeführt, wo sie sich durch die Berührung mit den Geröllsteinen erhitzen. Die Brenneraggregate 9 sorgen dann für die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die gewählte Aufbereitungs- oder Behandlungstemperatur zu erzielen. Diese Brenneraggregate können, wenn keine Druckluft vorhanden ist, dergestalt geregelt werden, daß die Verbrennung innerhalb des Geröllsteinbettes selbst erfolgt, durch das ja die Luft hindurchströmt, die die Partikelchen mit sich führt.

Die Feingutpartikelchen und die Rauchgase kühlen sich ab, wenn sie nach dem Gegenstromprinzip durch das bewegliche Geröllsteinbett hindurchgeführt werden. Sie gelangen dann in einen Fliehkraftentstauber 14, v/o sie von einem Trans-

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portband 15 aufgenommen werden, das sie zum Lagerplatz transportiert.

Die Rauchgase ihrerseits, die aus dem Fliehkraftentstauber ausströmen, können unmittelbar zu einem Endstaubfilter 17 und einem Kamin 18 geführt werden.

In gewissen Fällen ist es möglich, dass das als Feingut angelieferte Erzmaterial vor der thermischen Behandlung einer Trocknungsphase unterzogen werden muß. In diesem Fall ist, der vorliegenden Erfindung zufolge, ein Trockner 28 vorzusehen, in den das Feingut über eine Rohrleitung 19 gelangt und durch den die von dem Fliehkraftentstauber 14 stammenden Rauchgase hindurchströmen.

Wenn das Produkt nicht die für die Behandlung erforderliche Korngröße aufweist, dann führt man es in eine Feinerzkleinerungsanlage 20, ehe man es zum Beschicker 13 weiterleitet.

Die Vorrichtung zum Abzug der Geröllsteine findet sich innerhalb eines sorgfältig abgedichteten Kastens 21, der über eine Rohrleitung 22 gespeist wird. Dies geschieht in der Art und Weise, daß ein Gasstrom durch die Förderrinne 3 geführt wird, um zu vermeiden, daß das noch nicht behandelte Feinprodukt mit den Geröllsteinen mitgeführt wird.

Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf Fig. 2, in der eine Variante der Erfindung dargestellt ist, nämlich eine Stoßkaizinierung auf der Basis eines stationären Geröllsteinbetts „

Bei dieser Konzeption werden die Garöilsteine in zwei Säu-

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len geführt, die in ihrem oberen Bereich durch eine Verbrennungskammer 29 miteinander verbunden sind, die durch die Brenneraggregate 23 gespeist wird. Im unteren Bereich der Säulen befinden sich Gitterroste bzw. Gittersiebe 27, die die Geröllsteine zurückhalten. Vorgesehen sind auch entsprechende Sdi ieber 26, die die Luftzufuhr von der Leitung 24 aus einerseits und den Rauchgasabzug über die Leitung 25 steuern. Durch diese Schieber kann man die Strömungsrichtung des Gasstroms innerhalb der Säulen umkehren.

Nach der Erhitzung der Geröllsteine innerhalb der Säulen genügt es, wenn man die Strömungsrichtung des Gasstroms häufig umkehrt, um zu erreichen, daß die Temperaturverteilung innerhalb der beiden Säulen die gleiche bleibt.

Die zu behandelnden Partikelchen werden in der Strömungsrichtung des Gasstroms entweder in die Rohrleitung 24 oder direkt an das untere Ende der einen ody anderen der beiden Geröllsteinsäulen eingepresst. Die Brenneraggregate in der Verbrennungskammer 29 werden gleichfalls alternativ gespeist, so daß die Flamme stets in Strömungsrichtung des Gasstroms züngelt.

Zu den Vorteilen, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben, gehören insbesondere folgende:

Sowohl bei der einen als auch bei der anderen Konzeption ist die Verweilzeit sämtlicher Erzkörnchen praktisch die gleiche, so daß die Aufbereitung des Produkts sehr einheitlich und gleichförmig ist.

Der Wirkungsgrad des Verfahrens ist ausgezeichnet, denn

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unbeschadet der Aufbereitungstemperatur wird die Eigenwärme der Produkte und der Rauchgase praktisch in vollem Umfang durch das Geröllsteinbett regeneriert.

Nachdem die. Rauchgase und das Feingut unter niedrigen Temperaturen die Anlage verlassen, kann die Trennung der Gase von den Feststoffen in gewöhnlichen Fliehkraftabscheidern erfolgen.

Zum Schluß sei besonders darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Darstellungsbeispiele wie sie oben beschrieben und erläutert worden sind, beschränkt ist, sondern daß Varianten im Rahmen der Erfindung möglich sind _o

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Claims

SOCIETE ANONYME HEURTEY

30-32, rue Guersant, 75017 Paris, Frankreich

Patentansprüche;

1. Verfahren zur thermischen Stoßbehandlung von Feingut, insbesondere von Erzen mit hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das Feingut in einem Druckluftstrom durch ein Geröllsteinbett hindurchgeführt wird, in dem eine Wärmeübertragung auf das Feingut stattfindet, daß das Geröllsteinbett beweglich oder stationär ist, wobei ihm die zur Behandlung des Feinguts erforderliche Energie durch einen Brennstoff zugeführt wird, der mit seinem Sauerstoffträger in das Zentrum des beweglichen Geröllsteinbetts eingepreßt wird, damit ein Teil dieses Geröllsteinbetts auf die Behandlungstemperatur gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feingut durch die Geröllsteine derart transportiert wird, daß es in erster Linie durch den durch die Behandlungstemperatur erhitzten Bereich des Geröllsteinbetts und danach durch den kalten Teil geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Geröllsteinbett aus äußerst temperaturbeständigen Naturprodukten, wie beispielsweise vorzerkleinertem Eruptivgestein und Magnesiumoxydkörnchen zusammengesetzt ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geröllsteinbett aus Pellets zusammengesetzt ist, die unter hohen Temperaturen gesintert wurden, vorzugsweise Aluminiumoxyd- oder Tonerde, Magnesium-Oxyd oder Bittererde, Dolomit.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Umlauf der Geröllsteine in umgekehrter Richtung erfolgt wie der Transport des Feinguts durch das Geröllsteinbett.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Behälter mit Wärmeisolierung, innerhalb dessen die Geröllsteine umlaufen, durch eine geschlossene Schleife, durch die die Geröllsteine auf der Grundlage einer bestimmten gesteuerten Geschwindigkeit vertikal geführt werden, durch Brenneraggregate, um das Geröllsteinbett auf die eingestellte Behandlungstemperatur zu bringen, durch Vorrichtungen, mit denen das Feingut im unteren Teil des besagten Gehäuses oder Behälters durch Druckluft in das Geröllsteinbett eingepresst und durch das Geröllsteinbett hindurchgeführt wird und durch einen Fliehkraftabschneider, der nach der Aufbereitung des Feinguts dieses von den Rauchgasen trennt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Geröllsteine über eine Rinne oder Schurre aus dem Behälter oder Gefäß abgeführt weden, um von einem Förderband aufgenommen zu werden, das diskontinuierlich gesteuert wird und die Geröllsteine einem Sieb zuführt, das sie in einen gleichfalls diskontinuierlich abeitenden Elevator fallen läßt, der die Geröllsteine

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im oberen Teil des Behälters oder Gehäuses wieder ablädt.

Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneraggregate bei Fehlen von Luft in der Form betrieben werden, daß die Verbrennung innerhalb des Geröllsteinbettes selbst erfolgt, durch das die Luft hindurchgeführt wird, die die Teilchen mitreißt.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Fliehkraftabscheiders zur Vertrocknung de? aufzubereitenden Feinguts ein Trockner angeordnet ist, der mit dem Feingut gespeist wird, und durch den die Rauchgase hindurchströmen.

1Oe Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geröllsteine aus dem Gehäuse bzw. dem Behälter herausführende Vorrichtung in einem abgedichteten Kasten untergebracht ist und derart mit Luft gespeist wird, daß ein Gasstrom durch die Ablaufrinne oder Schurre hindurchfließt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Säulen, in denen die Geröllsteine in Form eines festen! Geröllsteinbettes angeordnet sind, und die am oberen Teil durch eine Verbrennungskammer miteinander verbunden sind, die durch zwei Brenneraggregate gespeist wird, durch Versorgungsleitungen, durch die den Säulen mittels Druckluft das zu behandelnde bzw. aufzubereitende Feingut zugeführt und ferner das aufbereitete Feingut abge-

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führt und die Rauchgase abgezogen werden, und durch Schieber für die Leitungen, die eine Umkehr der Strömungsrichtung des GasStroms innerhalb der Säulen zulassen.

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