DE2952330A1

DE2952330A1 - Flash smelting cyclone for fine powder, esp. ore concentrate - which is mechanically accelerated by star feeder so it flows at high velocity into cyclone

Info

Publication number: DE2952330A1
Application number: DE19792952330
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. 4018 Langenfeld Hilbrans
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1979-12-24
Filing date: 1979-12-24
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2952330C2

Abstract

Before the powder flows through a tangential inlet into the upper part of the cyclone it is mechanically accelerated, so it flows at high velocity either together with, or separately from, high speed reaction gases which are also fed into cyclone. The pref. plant includes a tangential inlet pipe fitted with a star feeder contg. an impeller wheel driving the powder at high speed along pipe. In the wall of cyclone below pipe is a tangential inlet pipe for reaction gases; and pipe may be fitted with a branch pipe via which gases are fed into the star feeder and thus into pipe together with the powder. Powder or ore concentrate can be fed at a desired high velocity into the cyclone; even damp flotation concentrates can be accelerated by the star feeder.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von feinkörnigenMethod and device for melting fine-grained

Materialien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzen von feinkörnigen Materialien,insbesondere von Erzkonzentraten,in einem Schmelzzyklon,dem die Materialien und die Reaktionsgase im oberen Bereich mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden.Materials The invention relates to a method and a Device for melting fine-grained materials, in particular ore concentrates, in a melting cyclone, which the materials and the reaction gases in the upper area fed at high speed.

Es ist aus der US-PS 3,555,164 ein Schmelzzyklon bekannt, dem die feinkörnigen Erzkonzentrate zusammen mit den Reaktionsgasen (Sauerstoff bzw. Verbrennungsluft) im oberen Bereich mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden. FUr die Zuführung der feinkörnigen Erzkonzentrate in den Schmelzzyklon ist hierbei ein Injektor vorgesehen. Bei diesem bekannten InJektor müssen Jedoch Gasgeschwindigkeit und Materialmenge genau aufeinander abgestimmt werden, um eine hinreichende Beschleunigung und Durchwirbelung der Materialteilchen mit den Reaktionsgasen zu erreichen,die Voraussetzung für eine hinreichende Aufenthaltsdauer der Materialien im Zyklon selbst sowie für eine weitgehende Ausnutzung des Brennstoffanteils der Beschickung zur Entwicklung der Schmelzwärme ist.It is known from US-PS 3,555,164 a melting cyclone, which the fine-grain ore concentrates together with the reaction gases (oxygen or combustion air) can be fed in at high speed in the upper area. For the feed An injector is provided for the fine-grain ore concentrates in the melting cyclone. In this known injector, however, the gas velocity and the amount of material must be precisely coordinated to ensure sufficient acceleration and turbulence to achieve the material particles with the reaction gases, the prerequisite for a Adequate residence time of the materials in the cyclone itself as well as for an extensive one Utilization of the fuel content of the feed to develop the heat of fusion is.

Eine entsprechende Anpassung der Mengenverhältnisse zwischen dem Gas und den feinkörnigen Materialien ist hierbei in engen Grenzen möglich; Jedoch erfordern weitergehende Änderungen in der Materialmenge oder auch in der Materialzusammensetzung einen Umbau bzw. Austausch der bestehenden InJektordüsen,um die Jeweils erforderlichen Eintragsgeschwindigkeiten in den Schmelzzyklon erzielen zu können.A corresponding adjustment of the proportions between the gas and the fine-grained materials can be used within narrow limits; However, require further changes in the amount of material or in the material composition a conversion or replacement of the existing injector nozzles to the respectively required To achieve entry speeds in the melting cyclone.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, daß einen vom Gasstrom unabhängigen Eintrag von feinkörnigen Materialien in den Schmelzzyklon mit ausreichend hoher Geschwindigkeit ermöglicht.The object of the invention is to create a method that a gas flow independent entry of fine-grained materials into the Allows melting cyclone with sufficiently high speed.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Materialien vor vorzugsweise Eintritt in den Schmelzzyklon mechanisch vorbeschleunigt und getrennt oder zusammen mit Reaktionsgasen in den Schmelzvorzugsweise zyklon eingeführt werden. Diermechanische Vorbeschleunigung der Materialien gemäß der Erfindung ermöglicht sehr vorteilhaft eine genaue Anpassung der Materialmenge an die Jeweils vorhandene Reaktionsgasmenge,und zwar auch unter Berücksichtigung der Materialzusammensetzung. Auf diese Weise können sehr vorteilhaft die Material- und Reaktionsgasmenge optimal aufeinander abgestimmt und in den Schmelzzyklon eingetragen werden. Ein weiterer Vorteil der mechanischen Vorbeschleunigung der Materialien besteht darin, daB die Materialien auch mit einer höheren oder geringeren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der Reaktionsgase in den Schmelzzyklon eingetragen werden können. Dies ermöglicht neben einer innigen Durchwirbelung der Materialien mit den Reaktionsgasen nicht nur eine bessere Anpassung an die Jeweils zu behandelnden Materialien sondern auch an die Jeweils erforderliche Vereine weilzeit im Schmelzzyklon und somit{Q*timale Anpassung an den Schmelzprozeß. Die feinkörnigen Materialien können hierbei sowohl getrennt oder auch zusammen mit Reaktionsgasen in den Schmelzzyklon eingeführt werden. Eine von den Reaktionsgasen getrennte Beschickung der Materialien wird besonders dann zweckmäßig sein, wenn die Materialien in weitgehend einheitlicher Korngröße, zum Beispiel in Form von Granulaten vorliegen. Andernfalls wird es zweckmäßig sein, die Materialien wenigstens mit einem Teil der Reaktionsgase vor Eintritt in den Schmelzzyklon zusammenzubringenßum dadurch den Materialtransport zu erleichtern.This object is achieved in that the materials are preferably in front of Entry into the melting cyclone mechanically pre-accelerated and separately or together are preferably introduced cyclone with reaction gases in the melt. The mechanical Pre-acceleration of the materials according to the invention enables very advantageous an exact adaptation of the amount of material to the amount of reaction gas present in each case, and also taking into account the material composition. That way you can very advantageous the amount of material and reaction gas optimally matched to one another and entered into the melting cyclone. Another advantage of the mechanical Pre-acceleration of the materials consists in the fact that the materials also with a higher or lower speed than the speed of the reaction gases in the melting cyclone can be entered. this makes possible in addition to an intimate swirling of the materials with the reaction gases but also better adaptation to the materials to be treated in each case to the clubs required in each case while in the melting cyclone and thus {Q * timale Adaptation to the melting process. The fine-grained materials can here both be introduced into the melting cyclone separately or together with reaction gases. Feeding the materials separately from the reaction gases becomes special be useful if the materials have a largely uniform grain size, for example in the form of granules. Otherwise it will be useful the materials with at least a portion of the reaction gases before entering the Bringing together the melting cyclone in order to facilitate the transport of material.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.Further details, features and advantages of the invention result can be derived from the following explanation of the schematically shown in the drawing Apparatus for carrying out the method according to the invention.

Es zeigen: Fig. 1 einen Schmelzzyklon mit Zellenradschleuder im Längsschnitt, nach FIR. 2 einen Schnitt der Linie A - B in Fig. 1 Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schmelzzyklon 1 weist im oberen Bereich der Zyklonwandung 2 einen Materialzufuhrungs kanal 3 auf, der tangential in den Schmelzzyklon mündet.They show: FIG. 1 a melting cyclone with a rotary centrifuge in a longitudinal section, after FIR. 2 shows a section along the line A - B in FIG. 1 that shown in FIGS Melting cyclone 1 has a material feed in the upper area of cyclone wall 2 channel 3, which opens tangentially into the melting cyclone.

Der Materialzuiührungskanal 3 steht mit einem als Zellenrad ausgebildeten Schleuderrad 4 in Verbindung, das mit Abstand außerhalb des Schmelzzyklons angeordnet ist. Auf diese Weise wird das Schleuderrad 4 sehr vorteilhaft vor nachteiligen Wärmeeinwirkungen bzw. Überhitzungen bewahrt. Das Schleuderrad 4 ist einseitig im Gehäuse 5 fliegend gelagert und wird ueber einen Materialzulauf 6,der im Gehäuse 5 an der der Lagerung gegenüberliegenden Seite angeordnet istwaxial mit den feinkörnigen Materialien beschickt.The material feed channel 3 is arranged as a cellular wheel Centrifugal wheel 4 in connection, which is arranged at a distance outside of the melting cyclone is. In this way, the centrifugal wheel 4 is very advantageous against the adverse effects of heat or overheating. The centrifugal wheel 4 is cantilevered on one side in the housing 5 stored and is via a material inlet 6, which is in the housing 5 at the storage arranged opposite side is loaded waxially with the fine-grained materials.

Unmittelbar unterhalb des Materialzuführungskanals 3 befindet sich eine Zuleitung 7 für die Reaktionsgase, die in gleicher Richtung wie der Materialzuführungskanal verlaufend tangential in den Schmelzzyklon 1 mündet.Immediately below the material feed channel 3 is located a feed line 7 for the reaction gases, which is in the same direction as the material feed channel running tangentially opens into the melting cyclone 1.

Im Betrieb werden die feinkörnigen Materialien dem Schleuderrad 4 durch den Materialzulauf 6 axial seitlich zugeftihrt.In operation, the fine-grained materials are fed to the centrifugal wheel 4 axially supplied laterally through the material inlet 6.

Vom Schleuderrad 4 werden diese feinkörnigen Materialien erfaßt und mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 3 tangential in den Schmelzzyklon 1 eingetragen. Gleichzeitig werden auch die Reaktionsgase durch die Zuleitung 7 in gleicher Richtung wie die Materialien in den Schmelzzyklon unter Druck eingeführt und darin mit den Materialien innig in Kontakt gebracht. Die in den feinkörnigen Materialien vorhandenen Metallverbindungen werden hierbei bereits im oberen Bereich geschmolzen und zusammen mit den Reaktionsgasen und der Schlacke nach unten durch die Öffnung 8 in Pfeilrichtung 9 aus dem Schmelzzyklon 1 ausgetragen. Die Zuführung der Reaktionsgase in den Schmelzzyklon durch die Zuleitung 7 erfolgt hierbei getrennt von den feinkörnigen Materialien, die vom Schleuderrad 4 tangential in den Zyklon eingeschleudert werden. Gegebenenfalls kann es Jedoch auch zweckmäßig sein, die Reaktionsgase zusammen mit den feinkörnigen Materialien in den Schmelzzyklon 1 einzutragen. Um dies zu erreichen, ist es zweckmäßig, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt, eine Zweigleitung 10 an die Zuleitung 7 anzuschließen, die im unteren Bereich in das Innere des Zellenradgehäuses 5 mündet. In den Leitungen 7 und 10 sind Ventile 11 und 12 vorgesehen, so daß je nach Bedarf sowohl die gesamte Reaktionsgasmenge oder auch nur ein Teil über die Leitung 10 in das Schleuderradgehäuse 5 eingeführt wird, wo sie dann mit den feinkörnigen Materialien zusammenkommen und mit diesen mit hoher Geschwindigkeit tangential in den Schmelzzyklon eingetragen werden.These fine-grained materials are detected by the centrifugal wheel 4 and entered tangentially into the melting cyclone 1 through the channel 3 at high speed. At the same time, the reaction gases are through the feed line 7 in the same direction how the materials are introduced into the melting cyclone under pressure and with the Materials brought into intimate contact. Those present in the fine-grained materials Metal compounds are melted and joined together in the upper area with the reaction gases and the slag down through the opening 8 in the direction of the arrow 9 discharged from the melting cyclone 1. The feed of the reaction gases into the melting cyclone through the feed line 7 takes place separately from the fine-grained materials, which are thrown tangentially into the cyclone by the centrifugal wheel 4. Possibly However, it can also be useful to combine the reaction gases with the fine-grained Enter materials into the melting cyclone 1. To achieve this, it is useful to as shown in dashed lines in the drawing, a branch line 10 to the supply line 7 to be connected, which opens into the interior of the bucket wheel housing 5 in the lower area. In the lines 7 and 10 valves 11 and 12 are provided so that as required both the entire amount of reaction gas or only part of it via line 10 is introduced into the centrifugal wheel housing 5, where they then with the fine-grained materials come together and with them at high speed tangentially into the melting cyclone be entered.

Gegebenenfalls kann es auch, wie die Fig. 2 zeigt, zweckmäßig sein, die Zuleitung 13 für die Reaktionsgase in gleicher Höhe wie den Materialzuführungskanal 3 - Jedoch diesem gegenüber in der Zyklonwandung schräg versetzt - anzuordnen.If necessary, as FIG. 2 shows, it can also be expedient the feed line 13 for the reaction gases at the same level as the material feed channel 3 - However offset from this in the cyclone wall at an angle - to be arranged.

Auf diese Weise wird sehr vorteilhaft die Hauptmasse der vom Schleuderrad 4 tangential in den Zyklon in Richtung auf die Zyklonwandung geschleuderten Materialien von den Reaktionsgasen nicht nur stark verteilt und intensiv durchwirbelt, sondern auch wirksam in die kreisförmige Bahn umgelenkt, wodurch ein intensives Aufprallen der tangential in den Zyklon eintretenden feinkörnigen Materialien an die der Mündung des Materialzuführungskanals 3 gegenüberliegenden Wandung des Schmelzzyklons weitgehend vermieden wird.In this way, the bulk of the blower wheel becomes very beneficial 4 materials thrown tangentially into the cyclone in the direction of the cyclone wall not only strongly distributed and intensely swirled by the reaction gases, but also effectively diverted into the circular path, creating an intense impact the fine-grained materials entering the cyclone tangentially to that of the mouth of the material feed channel 3 opposite wall of the melting cyclone largely is avoided.

In diesem Bereich der Innenwandung des Zyklons kann sich daher eine Schutzschicht aus Schmelzgut bilden, die einen vorzeitigen Verschleiß der Innenwandung des Schmelzzyklons in diesem Bereich mit Sicherheit vermeidet.In this area of the inner wall of the cyclone can therefore be a Form a protective layer from melt material, which causes premature wear of the inner wall of the melting cyclone in this area.

Ein weiterer, besonderer Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Schmelzzyklons besteht darin, daß mit Hilfe des Schleuderrades 4 dem Zyklon auch feuchte Materialien, so zum Beispiel Flotationskonzentrate, ohne Schwierigkeiten zugeführt werden können. Es kann hierdurch eine Vortrocknung der feuchten Materialien entfallen, die üblicherweise mit einem hohen Energie- und Kostenaufwand verbunden ist.Another particular advantage of the one designed according to the invention Melt cyclone consists in that with the help of the centrifugal wheel 4 the cyclone also moist materials, such as flotation concentrates, without difficulty can be fed. This can lead to a pre-drying of the moist materials eliminated, which are usually associated with a high expenditure of energy and costs is.

Im übrigen ist der Gegenstand der Erfindung nicht auf den im Ausführungsbeispiel dargestellten Schmelzzyklon beschränkt.Otherwise, the subject matter of the invention is not limited to that in the exemplary embodiment Melt cyclone shown is limited.

So kann beispielsweise das Schleuderrad 4 auch mit an der Achse geschlossenen Zellen ausgestattet sein. In diesem Falle erfolgt die Zufuhr der Materialien tangential und nicht axial wie im Ausführungsbeispiel dargestellt. Auch kann das Schleuderrad horizontal angeordnet und die Eintragungsgeschwindigkeiten der Feststoffe und der Reaktionsgase in den Schmelzzyklon variiert werden. Schließlich kann die Vorbeschleunigung der Materialien auch pneumatisch etc. erfolgen. LeerseiteFor example, the centrifugal wheel 4 can also be closed on the axle Cells. In this case, the materials are fed in tangentially and not axially as shown in the exemplary embodiment. The centrifugal wheel can also arranged horizontally and the entry velocities of the solids and the Reaction gases in the melting cyclone can be varied. Finally, the pre-acceleration the materials can also be carried out pneumatically etc. Blank page

Claims

Claims 1. Process for melting fine-grained materials, especially of ore concentrates, in a smelting cyclone, which the materials and the reaction gases are fed in at high speed in the upper area, it is noted that the materials prior to entry into the Melt cyclone (1) preferably mechanically pre-accelerated and separately or together are introduced into the melting cyclone (1) with reaction gases.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized through a melting cyclone (1) with one in the upper area of the cyclone wall (2) tangentially arranged material feed channel (3), which with a pre-acceleration device, preferably a centrifugal wheel (4), with material feed (6) in connection, and with at least one feed line (7, 10, 13) for the reaction gases in the Melt cyclone (1) and an outlet opening (8) for the reactants.

3. Apparatus according to claim 3, characterized in that the centrifugal wheel (4) designed as a cellular wheel and arranged at a distance outside the melting cyclone (1) is.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the feed line (7) for the reaction gases in the immediate vicinity, preferably below of the material feed channel (3) and in the same direction as the material feed channel (3) runs tangentially into the melting cyclone 1.

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the feed line (13) for the reaction gases at the same height as the material feed channel - but offset from this - is arranged in the cyclone wall (2).