DE2530865C3

DE2530865C3 - Schleuder zum Raffinieren von schmelzflüssigen Nichteisenmetallen

Info

Publication number: DE2530865C3
Application number: DE2530865A
Authority: DE
Inventors: Anatolij W. Dolgow; Bogdan W. Wojzechowskij
Original assignee: Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
Current assignee: Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2530865B2; DE2530865A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleuder zum Raffinieren von Nichteisenmetallen, die iiin an einem Rahmen befestigtes Gehäuse aufweist, dessen Hohlraum in Querrichtung in Kammern durch ringförmige Zwischenwände geteilt ist, die die Trommel mil einem darin befindlichen Kolben umfassen, der an der Kolbenstange eines stirnseitig der Trommel montierten, mit einem Drehantrieb kinematisch verbundenen Hydraulikzylinders befestigt ist, wobei öffnungen zum Eingeben von Raffiniermetall in den Hohlraum der Trommel auf der dem Antrieb entgegengesetzten Seite in der Stirnwand des Gehäuses und in der daran anstoßenden Trommelwand und öffnungen in der Seitenwand der Trommel zum getrennten Austritt von Raffinatmetall und Begleitstoffen aus der Trommel durch die Ringkammern des Hohlraumes vom Gehäuse sowie öffnungen in seiner Seitenwand angebracht sind.

Bei einer bekannten Schleuder dieser Art — SU-Urheberschein 1 95 968 — ist es zur Gewinnung von Raffinatmetall mit Mindestgehalt an Begleitstoffen erforderlich, das Metall bis auf eine dem Schmelzpunkt nahe Temperatur abzukühlen, damit die Begleitstoffe in Form von festen Teilchen vollständig abgeschieden werden können. Dies erfordert den Einsatz zusätzlicher Mischkessel zum Ansammeln und Abkühlen von zu raffinierendem Metall vor seiner Zufuhr in die Schleuder. Dabei bilden sich leicht an der Schmelzenoberfläche grobe Stücke von Seigerungsbegleitstoffen, die wegen ihrer Größe nicht in der Schleuder verarbeitet werden können, was besondere Arbeitsgänge für deren Entfernung und Wiedereinschmelzung erfordert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleuder zum Raffinieren von Nichteisenmetallen in einer konstruktiven Ausführung anzugeben, die es ermöglicht, Metall mit einer Temperatur von etwa 1000⁰C unter Durchführung von Seigerungs- und Raffinationsprozessen zu raffinieren und dabei die Abkühlungszeit für das Metall beträchtlich herabzusetzen um die Metallverluste erheblich zu reduzieren, gestattet

Dies wird bei einer Schleuder der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an der Außenfläche des Wandabschnittes der Trommel eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Kühlmittels vorgesehen ist, wobei die Länge des Wandabschnittes der Länge des Hohlkolbens entspricht, bei dem der Vollboden durch radial angeordnete Zwischenwände mit dem Boden, der die Beschickungsöffnung aufweist, verbunden ist.

Diese konstruktive Ausführung der gekühlten Trommel mit dem darin befindlichen Kolben bietet die Möglichkeit, abwechselnd Seigerungsbedingungen für Portionen des zu raffinierenden Metalls zu schaffen. Da die Trommel abgekühlt wird, kann der Schleuder Metall zugeführt werden, das eine höhere Temperatur aufweist als es bei den bekannten Schleudern zulässig ist. Darüberhinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, die Zeitspanne zwischen der Metallaus-

)o gäbe aus dem Ofen und der Metallzufuhr an die Schleuder zu verkürzen, was wiederum eine Erhöhung der Durchsätze des Raffinationsprozesses ermöglicht.

Vorteilhaft werden an der Außenfläche des Wandabschnitts der Trommel Rippen angeordnet. Diese Rippen

J5 ermöglichen es, die Abkühlung zu intensivieren und die Metallraffination intensiver durchzuführen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schleuder.

Das Hohlgehäuse 1 der Schleuder ist an einem Rahmen 2 montiert. In Querrichtung ist der Hohlraum des Gehäuses I durch ringförmige Zwischenwände 3 und 4 in Richtung des Arbeitsablaufes in Kühlkammer 5, Raffinatmetallkammer 6 und Begleitstoffkammer 7 eingeteilt.

An der Längsachse des Gehäuses 1 ist eine Hohltrommel 8 derart angeordnet, daß die erwähnten, an der Innenseite der Wand des Gehäuses 1 starr befestigten ringförmigen Zwischenwände 3 und 4 die Trommel 8 mit einem Spalt umfassen, der zum Drehen der letzteren ausreicht. In der Hohltrommel 8 findet ein Hohlkolben 9 Platz, der einen unteren Vollboden 10 und einen oberen Boden 11 mit einer Beschickungsöffnung 12 aufweist. Beide Boden 10 und 11 des Hohlkolbens 9 sind durch radial angeordnete Zwischenwände 13 untereinander verbunden. Von den Flanken ist der Hohlraum des Kolbens 9 in dessen oberer Stellung durch einen ungeteilten Abschnitt 14 der Wand der Trommel 8 begrenzt und dient als Seigerungskammer für die darin einzugebende Portion geschmolzenes Metall, das zum Raffinieren bestimmt ist.

An der Außenseite des Abschnittes 14 der Vollwand

f>5 der Hohltrommel 8 sind Rippen 15 zur Vergrößerung der Kühlfläche ausgebildet. In der Kühlkammer 5 ist .ine Vorrichtung 16 zur Zuführung eines Kühlmittels an die Außenfläche des ungeteilten Wandabschnities 14

der Hohltrommel 8 vorgesehen.

Ein Teil der Wand der Hohltrommel 8, der höhenmäßig zwischen den ringförmigen Zwischenwänden. 3 und 4 liegt, weist Filtrieröffnungen 17 auf, die den Hohlraum der Trommel 8 mit der Raffmatmetallkammer 6 verbinden. Unter der ringförmigen Zwischenwand 4 sind auf gleicher Höhe mit der Begleitstoffkammer 7 öffnungen 18 zum Austragen der Begleitstoffe aus dem Hohlraum der Trommel 8 in der Wand der Hohltrommel 8 angebracht ι u

Für die Zuführung von Schmelzgut in den Hohlraum des Kolbens 9 ist eine öffnung 20 in der Stirnwand der Hohltrommel 8 vorgesehen. Die Hohltrommel 8 erstreckt sich bis in eine öffnung 19 in der Stirnwand des Gehäuses 1.

In der Seitenwand des Gehäuses 1 ist eine öffnung 21 zum Abführen von Raffinatmetall aus der Schleuder und eine öffnung 22 für die aus dem Raffinatmetall abgesonderten Begleitstoffe ausgebildet.

Der Hohlkolben 9 ist an der Stange 23 des VoJlkolbens 24 eines Hydraulikzylinders 25 befestigt. In den Wänden des Hydraulikzylinders 25 sind Kanäle 26 zur Flüssigkeitsförderung in den Hohlraum des Hydraulikzylinders 25 ausgebildet

Der Hydraulikzylinder 25 ist in einem Lagerträger 28 montierten Lagern 27 angeordnet. Der untere stirnseitige Abschnitt 29 der Hohltrommel 8 ist mit einem Drehantrieb 30 kinematisch verbunden.

Der Hohlkolben 9 ist unter dem Einfluß des Hydraulikzylinders 25 longitudinal hin- und hergehend verschiebbar in der Hohltrommel 8 befestigt. Um ein Verspritzen des Raffinatmetalls beim Austritt aus der Hohltrommel 8 zu vermeiden, ist ein trichterförmiger Schirm 31 an der Seitenwand der letzteren vorgesehen. Unter dem Schirm 31 ist ein weiterer trichterförmiger Schirm 32 befestigt, der ein Verspritzen von Begleitstoffen vermeidet.

Die Schleuder zum Raffinieren von Nichteisenmetallen arbeitet wie folgt.

Zunächst wird der Drehantrieb 30 der Hohltrommel 8 -to der Schleuder eingeschaltet. Unter der Einwirkung des Vollkolbens 24 des Hydraulikzylinders 25 wird der Hohlkolben 9 in die obere Ausgangsstellung in der Nähe der Beschickungsöffnung 20 in der Stirnwand der Trommel 8 gebracht.

Aus dem (nicht dargestellten) Schmelzofen wird das zu raffinierende Schmelzgut mit Hilfe einer (nicht dargestellten) Pfanne der Schleuder zugeführt und über die Beschickungsöffnung 20 in der Stirnwand der Trommel 8 und die Öffnung 12 im oberen Boden 11 der Hohltrommel 8 in den Hohlraum des Kolbens 9 eingegossen.

Während der Hohlraum des Kolbens 9 mit dem Schmelzgut gefüllt wird, wird von der in der Kühlkammer 5 montierten Vorrichtung 16 zur Außenfläche des oberen Abschnittes 14 der drehbaren Trommel 8, die eine Vollwand mit den Rippen 15 aufweist, Kühlmittel zugeführt.

Unter dem Einfluß von Fliehkraft und Abkühlung werden feste Teilchen der Begleitstoife, die zur Rotationsachse der Hohltromme! 8 hin seigern, von der in den Hohlraum des HohUto!'■ ~is 9 eingeschlossenen Metallportion abgeschieden.

Nach Ablauf der Zeit, die zum Abkühlen und Seigern der in die Schleuder eingegebenen Portion Raffinierme- b"> tails bis auf eine Temperatur, die seinen Schmelzpunkt um 150⁰C überschreitet, erforderlich ist. wird der Hohlkolben 9 mit der darin befindlichen Portion abgekühlten Metalls in die Filtrationszone abwärtsbewegt (gesenkt) und gegenüber dem Wandabschnitt der Trommel 8 eingestelli, der die Filtrieröffnungen 17 aufweist

Unter dem Einfluß der Fliehkräfte passiert das Raffiniermetall die Filtrieröffnungen 17, gelangt an die Innenfläche des trichterförmigen Schirmes 31, fließt die ringförmige Zwischenwand 4 herab und wird über die öffnung 21 aus der Schleuder dem (nicht dargestellten) Raffinatmetallbehälter zugeführt

Der feste Niederschlag, der Begleitstoffe enthält, verbleibt an der Innenfläche der Trommelwand in der Filtrationszone von Raffiniermetall bis zum vollständigen Entfernen der Flüssigmetallrückstände aus dem Hohlkolben 9. Danach wird der Hohlkolben 9 unter dem Einfluß des Hydraulikzylinders 25 bis auf die Höhe der Austragsöffnungen 18 für Begleitstoffe abwärtsbewegt Bei der Verschiebung des Hohlkolbens 9 bewegt sich der unter seinem Boden 11 befindliche feste Niederschlag nach unten und wird unter dem Einfluß der Fliehkräfte durch die öffnungen 18 gegen den trichterförmigen Schirm 32 geschleudert, gelangt dann in die Kammer 7 und tritt durch die öffnung 22 in der Seitenwand des Gehäuses 1 aus.

Die Begleitstoffe werden einem (nicht dargestellten) Behälter zugeführt.

Damit ist der Raffinationszyklus einer Metallportion zu Ende. Zum Raffinieren der nächsten Metallportion wird der Hohlkolben 9 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 25 im Hohlraum dsr Trommel 8 in die obere Endsteüung gebracht, die die Ausgangsstellung ist.

Zur Hin- und Herbewegung des Vollkolbens 24 des Hydraulikzylinders 25, an dessen Stange 23 der Hohlkolben 9 starr befestigt ist. wird Druck einer Flüssigkeit z. B. öl benutzt, die über den Kanal 26 im Lagerträger 28 und im Körper des Hydraulikzylinders von einer Pumpstation (nicht dargestellt) zugeführt wird.

Die selbsttätige Steuerung des Betriebes der Schleuder kann nach einer beliebigen, bekannten elektrischen Schaltung erfolgen, die die Verschiebung des Vollkolbens 24 des Hydraulikzylinders 25 koordiniert mit der Zuführung von Metallportionen an den Hohlkolben 9 der Trommel 8 vorsieht.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Schleuder kann vorzugsweise zum Bleiraffinieren von Kupfer als Begleitstoff eingesetzt werden.

Beim Raffinieren von Blei mit einem hohen Kupiergehalt gewährleistet die Schleuder eine Überlagerung und eine Intensivierung der Abkühlungs- und Entkupferungsvorgänge. Gleichzeitig gewährleistet die Schleuder die Entfernung von schlackenartigen Rückständen aus dem Blei, das von Schmelzofen kommt, wobei diese sich an der Oberfläche der Schmelze, die in der Schleudertrommel gedreht wird, als feste kristalline Phase absondern.

Der als Ergebnis der Schleuderraffination von Metall abgeschiedene kristalline Niederschlag besteht aus Begleitstoff- und Schlackenteilchen, enthält kein Bleimetall und eignet sich seinem Gefüge nach zur weiteren Verarbeitung. Das aus der Schleuder abzuführende Raffinatblei besitzt eine Temperatur von 400⁰C bis 45O⁰C und kann weiter verarbeitet werden.

Prüfungen der Schleuder haben ihre Arbeitsfähigkeit beil.. Raffinieren von Blei und Bleizinnlegierungen bestätigt.

Die Prüfungen ergaben die Möglichkeit, den Gehalt an Begleitkupfer in Raffinatblei bei dessen Abkühlung

bis auf 450⁰C von 0,5 Gew.% auf 0,3 Gew.% zu reduzieren.

So haben sich z. B. 15 Minuten zum Raffinieren einer 3 t schweren Portion Blei, mit einer Temperatur von 1000⁰C als hinreichend erwiesen.

I. icrzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schleuder zum Raffinieren von schmelzflüssigen Nichteisenmetallen, die ein an einem Rahmen befestigtes Gehäuse aufweist, dessen Hohlraum in Querrichtung in Kammern durch ringförmige Zwischenwände geteilt ist, die die Trommel mit einem darin befindlichen Kolben umfassen, der an der Kolbenstange eines stirnseitig der Trommel montierten, mit einem Drehantrieb kinematisch verbundenen Hydraulikzylinders befestigt ist, wobei öffnungen zum Eingeben von Raffiniermetall in den Hohlraum der Trommel auf der dem Antrieb entgegengesetzten Seite in der Stirnwand des Gehäuses und in der daran anstoßenden Trommelwand und öffnungen in der Seitenwand der Trommel zum getrennten Austritt von Rafiinatmetzll und Begleitstoffen aus der Trommel durch die Ringkammern des Hohlraums vom Gehäuse sowie öffnungen in seiner Seitenwand angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche des Wandabschnittes (14) der Trommel (8) eine Vorrichtung (16) zur Zufuhr eines Kühlmittels vorgesehen ist, wobei die Länge des Wandabschnittes (14) der Länge des Hohlkolbens (9) entspricht, bei dem der Vollboden (10) durch radial angeordnete Zwischenwände (13) mit dem Boden (11), der die Beschickungsöffnung (12) aufweist, verbunden ist.

2. Schleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenfläche des Wandabschnittes (14) der Trommel (8) Rippen (15) angeordnet sind.