DE3125888C2

DE3125888C2 - Gasreinigungsanlage innerhalb einer Kupferraffinieranlage

Info

Publication number: DE3125888C2
Application number: DE3125888A
Authority: DE
Inventors: Günther 4230 Wesel Finger; Theodor Ing.(grad.) 4330 Mülheim Niess; Heribert Ing.(grad.) 4220 Dinslaken Przybylla
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkuehlanlagen & Co Kg 4300 Essen GmbH; Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1981-07-01
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE3125888A1; JPS616135B2; JPS5842736A; ZA824679B

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kupferraffinieranlage mit Raffinierofen, im wesentlichen horizontal geführtem Rohgaskanal, Gasreinigungseinrichtung und Reingaskanal mit angeschlossener Esse. Dem Raffinierofen wird in einer Kupferaufbereitung mit Konverter gewonnenes Konverterkupfer zugeführt. Das aus dem Raffinierofen abgezogene Rohgas ist über die Gasreinigungseinrichtung und den Reingaskanal in die Esse einführbar. Die Gasreinigungseinrichtung besteht aus einem Schwefeldioxid-Waschturm mit einer Mehrzahl von Waschdüsen für das Einbringen eines Schwefeldioxid-Waschmittels und mit zumindest einer Differenzdruckwaschvorrichtung. Der Waschturm besitzt in seinem unteren Teil einen Waschturmsumpf mit Schlammabzug. Im Reingaskanal vor der Esse ist ein Absauggebläse angeordnet, mit welchem Absauggebläse das Reingas aus dem Waschturm absaugbar und in die Esse eindrückbar ist. Der Raffinierofen ist als Unterdruckofen ausgeführt, in dem mit Hilfe des Absauggebläses ein Unterdruck von 5 bis 20, vorzugsweise etwa 10 mm Wassersäule, aufrechterhalten werden kann. Im übrigen ist ein Regelkreis vorgesehen, der im Unterdruckofen und/oder im Rohgaskanal eine Druckmeßvorrichtung aufweist. Mit diesem Regelkreis sind über eine Druckmessung das Ab saug gebläse und/oder die Ringspaltwaschvorrichtung auf fremdluftfreie Rohgasabsaugung steuerbar. Weil eine Fremd absaugung nicht stattfindet, kann in dem beschriebenen Waschturm das Schwefeldioxid wirksam entfernt werden. Der Schlamm aus dem .........

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgaskanal (2) zusätzliche Waschdüsen (16) zum Einbringen des Schwefeldioxid-Waschmittels aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgaskanal (2) und/oder Teile des Waschturms (6) bzw. der Reingaskanal (4) als Abhitzekessel ausgeführt sind.

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Gasreinigungs-Einrichtung innerhalb einer Kupferraffinieranlage mit Raffinierofen, im wesentlichen horizontal geführtem Rohgaskanal und Reingaskanal mit angeschlossener Esse, wobei das aus dem Raffinierofen abgezogene Rohgas über die Gasreinigungseinrichtung und den Reingaskanal in die Esse einführbar ist. — Einer Kupferraffinieranlage des beschriebenen Aufbaus ist im allgemeinen ein Schachtofen oder Erzschlammofen vorgeschaltet, in dem Kupferstein erschmolzen wird. Dieser wird einem Konverter zur weiteren Aufbereitung zugeführt. In dem Konverter wird Luft in den Kupferstein eingeblasen. Hierdurch werden das Eisen und der Schwefel des Kupfersteins oxidiert. Das oxidierte Eisen bildet zusammen mit zugesetztem Kalk und Zuschlagmaterial eine dünnflüssige Schlacke, die nach Beendigung des Blasprozesses dekantiert wird. Der oxidierte Schwefel entweicht in Form von Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid mit den Konverterabgasen. Die Konverterabgase werden regelmäßig einer Schwefelreinigung unterworfen. Das erblasene Konverterkupfer enthält rund 98 Gew.-% Kupfer. In dem Raffinierofen wird das Konverterkupfer raffiniert Soweit es nicht flüssig eingesetzt wird, muß es eingeschmolzen werden. Kupferschrott kann beigegeben werden. Der Raffinierofen wird mit Gas und/oder Öl und/oder Kohlenstaub gefeuert Der Raffinierprozeß wird zunächst oxidierend und dann reduzierend bei etwa 1300⁰C geführt Das Endprodukt ist schmelzraffiniertes Kupfer. Zur Erzielung einer höchsten elektrischen Leitfähigkeit sowie weiterhin zur Gewinnung der Begleitmetalle Silber und Gold wird das raffinierte Kupfer zunächst in Anodenplatten vergossen, die der Feinreinigung und Gewinnung der Edelmetalle mittels Elektrolyse zugeführt werden. Daher werden solche Raffinieröfen zuweilen auch als Anodenöfen bezeichnet Bei der Raffination fällt eine Schlacke an, welche die chemischen Verunreinigungen des Rohkupfers aufnimmt

Die aus der Praxis bekannte gattungsgemäße Gasreinigungs-Einrichtung ist in einen Abhitzekessel für die aus dem Raffinierofen austretenden Rohgase integriert Der Staub fällt in dem Abhitzekessel aus dem Gasstrom unter der Einwirkung der Schwerkraft aus und kann über Staubtaschen abgezogen werden. Der Staub enthält in beachtlichem Maße, iiämlich in der Größenordnung von 50 Gew.-%, Kupfer. Er kann der Kupferaufbereitung wieder zugeführt oder auch in den Raffinierofen wieder eingeführt werden, jedoch läßt sich der Staub nur schwer handhaben. Wird er in den Raffinierofen eingeführt, so wird er in beachtlichem Maße mit dem Rohgas ausgetragen. Das Schwefeldioxid wird bisher aus dem Rohgas nicht entfernt. Tatsächlich ist die Schwefeldioxidkonzentration in diesem Rohgas verhältnismäßig klein, weil das Rohgas in erheblichem Maße Fremdluft mitführt. Wegen der geringen Konzentration an Schwefeldioxid in dem Rohgas wäre eine Entfernung des Schwefeldioxids verhältnismäßig aufwendig. Andererseits ist die Entlassung des mit Schwefeldioxid beladenen, lediglich entstaubten Gases über die Esse in die Atmosphäre, auch bei geringen Schweieldioxidkonzentrationen, aus Gründen des Umweltschutzes nicht mehr vertretbar.

Gasreinigungs-Einrichtungen für industrielle Gase sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere ist es bekannt, mit einem Waschturm mit einem Einlaß und einem Auslaß für das zu behandelnde Gas und mit Mitteln zum Einsprühen von Reagenzlösungen zu arbeiten (vgl. DE-AS 21 59 186). Insoweit sind die bekannten Reinigungsmaßnahmen Adsorptionsmaßnahmen, wobei die Absorbentien und die sonstigen Verfahrensparameter der speziellen Reinigungsaufgabe angepaßt werden. Insbesondere kennt man eine Gasreinigungs-Einrichtung (Sonderdruck »Reinstahltechnik« 8, 1970, Heft 3, Seiten 1 bis 4), die aus einem Schwefeldioxidwaschturm mit einer Mehrzahl von Waschdüsen für das Einbringen eines Schwefeldioxid-Waschmittels und zumindest einer Differenzdruckwaschvorrichtung besteht, welcher Waschturm in seinem unteren Teil einen Waschturmsumpf mit Schlammabzug aufweist, wobei im Reingaskanal vor der Esse ein Absauggebläse angeordnet ist, mit welchem Absauggebläse das Reingas aus dem Waschturm absaugbar und in die Esse eindrückbar ist. Als Schwefeldioxidwaschmittel ist Natronlauge bekannt. — All diese bekannten Maßnahmen haben bisher zur Reinigung des aus einem Raffinierofen abgezogenen

Rohgases bei Kupferraffinieranlagen nicht beigetragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gasreinigungs-Einrichtung so weiterauszubilden, daß mit geringem Aufwand auch aus dem Rohgas des Raffinierofens das Schwefeldioxid entfernt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung die Kombination der folgenden Merkmale:

a) daß die Gasreinigungseinrichtung in an sich bekannter Weise aus einem Schwefeldioxid-Waschturm mit einer Mehrzahl von Waschdüsen für das Einbringen eines Schwefeldioxid-Waschmittels und zumindest einer Differenzdruckwaschvorrichtung besteht, welcher Waschturm in seinem ] unteren Teil einen Waschturmsumpf mit Schlammabzug aufweist, wobei im Reingaskanal vor der Esse ein Absauggebläse angeordnet ist, mit welchem Absauggebläse das Reingas aus dem Waschturm absaugbar und in die Esse eindrückbar ist,

b) daß de^r Raffinierofen als Unterdruckofen ausgeführt ist, in dem mit Hilfe des Absauggebläses ein Unterdruck von 5 bis 20, vorzugsweise 10 mm Wassersäule einstellbar ist,

c) daß ferner ein Regelkreis angeordnet ist, der im Unterdruckofen und/oder im Rohgaskanal eine Druckmeßvorrichtung aufweist und mit dem über eine Druckmessung das Absauggebläse und/oder die Differenzdruckwaschvorrichtung auf fremdluftfreie Rohgasabsaugung steuerbar sind.

Durch diese Kombination wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, da die Differenzdruckwaschvorrichtung als Stellglied in den Regelkreis _s-, für die Unterdruckregelung des Raffinierofens einbezogen ist. Es versteht sich von selbst, daß der Schlamm aus dem Waschturmsumpf in den Raffinierofen wieder einführbar ist, wie man auch durch Niederschlagseinrichtungen niedergeschlagene Flugstaubmengen schon früher in den Raffinierofen wiedereingeführt hat (V.Tafel »Lehrbuch der Metallhüttenkunde«, Band 1, 1951, S. 463). Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß der Rohgaskanal zusätzliche Waschdüsen zum Einbringen des Schwefeldioxid-Waschmittels aufweist. Darüber 4> hinaus kann der Rohgaskanal und/oder können Teile des Waschturms bzw. des Reingaskanals als Abhitzekessel ausgeführt sein

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Unterdrückung einer Falschluftabsaugung ein Rohgas >n entsteht, dessen Schwefeldioxid-Konzentration so hoch liegt, daß in der beschriebenen Weise mit Hilfe eines Waschturms und mil Hilfe einer Differenzdruckwaschvorrichtung eine wirksame Schwefeldioxid-Wäpche möglich ist. Dabei entsteht ein von Schwefeldioxid 5-, praktisch freies Reingas In dem Rohgas enthaltenes Schwefeltrioxid wird gleichzeitig ausgewaschen. Gleichzeitig erfolgt aber auch eine wirksame Entstaubung des Rohgases, wobei wertvolle Bestandteile nicht staubförmig, sondern als Schlamm in manipulierbarer t>o Form gewonnen und folglich auf einfache Weise der Weiterverarbeitung zu Kupfer zugeführt werden können. Fremdluftfreie Rohgasabsaugung meint, daß aus dem Raffinierofen praktisch nur die Reaktionsprodukte abgezogen werden, die bei der schon beschriebe- eö nen oxidierenden bzw. reduzierenden Behandlung des Konverterkupfers im Raffinierofen entstehen. Um die Falschluftsabsaugung zu unterdrücken, lehrt die Erfindung zunächst, den Raffinierofen als Unterdruckofen auszuführen. Darunter wird verstanden, daß es sich um einen Ofen handelt, dessen Ofenraum soweit geschlossen ist, daß der beschriebene Unterdruck aufrecht erhalten werden kann. Der dazu erforderliche regeltechnische Aufwand ist gering, der eingesetzte Regelkreis arbeitet mit den üblichen Bauelementen. Dem gemessenen statischen Druck im Rohgas läßt sich ohne weiteres eine Fremdgasmenge zuordnen und über die Druckmessung lassen sich die Verhältnisse ohne Schwierigkeiten so einrichten, daß das Rohgas praktisch keine Fremdluft enthält. Der gemessene Istwert des Druckes wird in einem Sollwert/Istwert-Vergleicher mit dem vorgegebenen Sollwert verglichen und nach Maßgabe der Differenz von Sollwert und Istwert wird entweder das Absauggebläse oder aber die Differenzdruckwaschvorrichtung verstellt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, beide nach Maßgabe der Differenz zwischen Sollwert und Istwert einzurichten. Die Differenzdruckwaschvorrichtung ist im allgemeinen ein Ringspaltwascher aus Strömungskanal und mit venturiartiger Einschnürung und/oder Diffusor sowie im Strömungskanal verstellbarem Einbaukörper, mit dem die Ringspaltdicke verstellbar ist. Der Differenzdruck läßt sich ohne Schwierigkeiten so einsteilen, daß im Differenzdruckwascher auch eine wirksame Entstaubung erfolgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Kupferraffinieranlage mit erfindungsgemäßer Gasreinigungs-Einrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Abschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 1 mit weiteren Details.

Die Kupferraffinieranlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus

einem Raffinierofen 1,

einem im wesentlichen horizontal geführten Rohgaskanal 2.

einer Gasreinigungs-Einrichtung 3 und
einem Reingaskanal 4.

Der Reingaskanal 4 ist an eine Esse 5 angeschlossen. Dem Raffinierofen 1 kann in einer Kupferaufbereitung mit Konverter gewonnenes Konverterkupfer zugeführt werden. Außerdem ist Schrott einsetzbar. Das aus dem Raffinierofen 1 abgezogene Rohgas wird über die Gasreinigungs-Einrichtung 3 und den Reingaskanal 4 in die Esse 5 eingeführt. Insbesondere aus der Fig. 2 entnimmt man, daß die Gasreinigungs-Einrichtung 3 aus einem Schwefeldioxid-Waschturm 6 mit einer Mehrzahl von Waschdüsen 7 für das Einbringen eines Schwefeldioxid-Waschmittels und zumindest einer Differenzdruckwaschvorrichtung 8 besteht. Bei der Differenzdruckwaschvorrichtung handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung um einen Ringspaltwascher 8 mit venturiartigem Strömungskanal 9 und darin verstellbarem Einbaukörper 10. Der Waschturm 6 besitzt in seinem unteren Teil einen Waschturmsumpf 11 mit Schlammabzug 12. Im Reingaskanal 4 vor der Esse 5 ist ein Absauggebläse 13 angeordnet. Mit Hilfe des Absauggebläses 13 wird das Reingas aus dem Waschturm 6 abgesaugt und in die Esse 5 eingedrückt. Der Raffinierofen ist als Unterdruckofen 1 ausgeführt. Die Anordnung ist so getroffen, daß im Unterdruckofen 1

mit Hilfe des Absauggebläses 13 ein Unterdruck von 5 bis 20, vorzugsweise etwa 10 mm Wassersäule aufrechterhalten werden kann. Im übrigen ist ein Regelkreis 14 vorgesehen, der in Fig. 1 durch eine dickausgezogene, strichpunktierte Linie verdeutlicht wurde. Zum Regelkreis 14 gehören im Rohgaskanal 2 bzw. im Unterdruckofen 1 angeordnete Druckmeßvorrichtungen 15. Mit dem Regelkreis 14 sind das Absauggebläse 13 und/oder die Differenzdruckwaschvorrichtung 8 über die Druckmessung auf fremdluftfreie Rohgasabsaugung steuerbar. Darunter wird verstanden, daß praktisch nur die Reaktionsprodukte der oxidierenden bzw. reduzierenden Behandlung des Konverterkupfers im Raffinierofen 1 abgezogen werden. Der Schlamm aus dem Waschturmsumpf 11 ist im Ausführungsbeispiel in den Raffinierofen 1 wieder einführbar, wie durch eine entsprechende Rückführleitung 17 verdeutlicht wurde. Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß im Rohgaskanal 2 zusätzliche Waschdüsen 16 zum Einbringen des Schwefeldioxid-Waschmittels angeordnet sind. Der Rohgaskanal 2 und/oder Teile des Waschturms 6 bzw. auch der Reingaskanal 4 mögen als Abhitzekessel ausgeführt sein. Das Schwefeldioxid-Waschmittel ist beispielsweise Natronlauge. Es kann ebenfalls im Kreislauf geführt werden, — wobei sich jedoch versteht, daß die verbrauchte Lauge ersetzt werden muß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasreinigungs-Einrichtung innerhalb einer Kupferraffinieranlage mit Raffinierofen, im wesentlichen horizontal geführtem Rohgaskanal und Reingaskanal mit angeschlossener Esse, wobei das aus dem Raffinierofen abgezogene Rohgas über die Gasreinigungseinrichtung und den Reingaskanal in die Esse einführbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale ₁₍₎

a) daß die Gasreinigungseinrichtung (3) in an sich bekannter Weise aus einem Schwefeldioxid-Waschturm (6) mit einer Mehrzahl von Waschdüsen (7) für das Einbringen eines ,₅ Schwefeldioxid-Waschmittels und zumindest einer Differenzdruckwaschvorrichtung (8) besteht, welcher Waschturm (6) in seinem unteren Teil einen Waschturmsumpf (11) mit Schlammabzug (12) aufweist, wobei im Reingaskanal (4) vor der Esse (5) ein Absauggebläse (13) angeordnet ist, mit welchem Absauggebläse (13) das Reingas aus dem Waschturm (6) absaugbar und in die Esse (5) eindrückbar ist,

b) daß der Raffinierofen als Unterdruckofen (1) ausgeführt ist, in dem mit Hilfe des Absauggebläses (13) ein Unterdruck von 5 bis 20, vorzugsweise 10 mm Wassersäule einstellbar ist,

c) daß ferner ein Regelkreis (14) angeordnet ist, _}0 der im Unterdruckofen (1) und/oder im Rohgaskanal (2) eine Druckmeßvorrichtung (15) aufweist und mit dem über eine Druckmessung das Absauggebläse (13) und/oder die Differenzdruckwaschvorrichtung (8) auf fremdluftfreie Rohgasabsaugung steuerbar sind.