DE32123C - Verfahren und Apparat zur Behandlung von Erzen zwecks Gewinnung der darin ent-I haltenen Metalle - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Metalle.

Nach gegenwärtiger Erfindung werden die zu behandelnden Erze in fein zertheiltem Zustande im Verein mit pulverisirter Kohle durch ein Metallbad bezw. eine Schicht geschmolzenen Metalles geführt, welches die nöthige Temperatur besitzt, um sich leicht mit den in den Erzen enthaltenen freien Metallen verbinden zu können. Sind die Metalle in den Erzen mit den Metalloiden verbunden, so müssen sie, damit sie sich mit dem Metallbade verbinden, durch einen Zersetzungsprocefs befreit werden, und dies wird dadurch bewerkstelligt, dafs man zugleich mit dem pulverisirten Erz einen Strom Reductionsgase durch das geschmolzene Metall treibt. Die betreffenden Gase erzeugt man, indem man überhitzten Dampf durch Gasgeneratoren leitet, welche solche Materialien enthalten, die bei erhöhter Temperatur die Eigenschaft besitzen, sich mit Sauerstoff zu verbinden. In ökonomischer Beziehung sind kohlenstoffhaltige Materialien am vortheilhaftesten. Die gewonnenen Gase (Kohlenoxyd und Wasserstoff) verbinden sich leicht mit den Metalloiden. Zudem bringen sie durch ihre hohe Temperatur die flüchtigen Bestandtheile der Erze zur Verdampfung und führen dieselben mit sich durch das Metallbad nach geeignet angelegten Condensationskammern, in denen die condensirbaren Theile niedergeschlagen und gesammelt werden, während die permanenten Gase ins Freie entweichen. Die erdigen und nicht reducirbaren Beimengungen der Erze steigen vermöge ihres geringeren specifischen Gewichtes an die Oberfläche des geschmolzenen Metalles, von wo sie in bekannter Weise -entfernt werden können.

In dem Mafse, wie sich die Metalle in dem Bade sammeln, fliefsen sie in einen Behälter über, aus welchem sie einer weiteren Läuterung unterzogen oder direct in Barren gegossen werden.

Falls nach dem beschriebenen Verfahren Erze behandelt werden, welche edle Metalle in Verbindung mit unedlen Metallen und Metalloiden enthalten, so empfiehlt sich, die Metalle zu scheiden, ohne sie aus dem Bade zu entfernen. Dies zu ermöglichen, werden die Gasgeneratoren, anstatt mit kohlenstoffhaltigen, mit feuerbeständigen Materialien gefüllt und auf eine hohe Temperatur gebracht. Sodann treibt man atmosphärische Luft hindurch, welche nun in hoch erhitztem Zustande in das Metallbad gelangt, woselbst ihr Sauerstoff sich mit den oxydirbaren Metallen und den Metalloiden verbindet, so dafs sich Oxyde und gasförmige Säuren bilden, welche an die Oberfläche des geschmolzenen Metalles steigen und, wie früher, entfernt werden, während das gereinigte Metall abgelassen und in Barren gegossen wird.

Es können so allerlei Erze behandelt werden und insbesondere auch Eisenerze, sei es blos zur Gewinnung des Eisens oder sei es zugleich zur Bildung der durch gröfseren oder geringeren Kohlenstoffgehalt charakterisirten

Varietäten desselben, wie z. B. Gufseisen oder Stahl.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein nach Mafsgabe der Erfindung ausgeführter Apparat zur Veranschaulichung gebracht, nämlich in:

Fig. ι theilweise im Grundrifs und im Horizontalschnitt,

Fig. 2 im verticalen Längenschnitt,

Fig. 3 theilweise in Ansicht und im Bruch und

Fig. 4 im Querschnitt.

Der Raum A zur Aufnahme des Metallbades hat einen von hinten nach vorn geneigten Boden und der gröfsere Theil desselben ist mit einer Platte M überdeckt, welche von hinten nach vorn schräg ansteigt und vorn eine Oeffnung N läfst. Die Hitze zur Aufrechterhaltung der geeigneten Temperatur des Metallbades liefert die Feuerung B, deren Verbrennungsgase zuerst die Gasgeneratoren H und Ueberhitzer J umspielen und sodann in Zügen C um das Metallbad circuliren, um schliefslich durch den Schornstein 5 zu entweichen. Das Brennmaterial wird durch die Oeffnung D, welche mit einem luftdicht verschliefsbaren Deckel E versehen ist, in den Feuerraum eingeführt, und den zur Unterhaltung der Verbrennung nöthigen Sauerstoff enthält die durch die schmale Oeffnung X am Boden des Ofens und die seitlich angebrachten Kanäle U eintretende Luft. Die Kanäle U führen nach der Verbrennungskammer. Sie ermöglichen eine Regulirung der sie passirenden Luft, welche, da sie sich an den Wandungen des Feuerraumes in hohem Grade erhitzt , eine vollkommene Rauchverbrennung und die Entwickelung der höchsten erreichbaren Hitze sichert. Die verticalen Gasgeneratoren H erhalten ihre kohlenstoffhaltigen oder anderen Materialien von oben her durch die gasdicht schliefsenden Deckel T eingeführt, und die Ueberhitzer / werden durch Röhren mit Regulirventilen J von irgend einem passenden Dampferzeuger mit Dampf gespeist, welcher, nachdem er die engen Kanäle in den Ueberhitzern passirt hat, in überhitztem Zustande durch die Oeffhungen Z (in Fig. 4 punktirt angegeben) in die Kammern K austritt, welche mit den unteren Enden der Gasgeneratoren H communiciren. Von hier nun steigt der überhitze Dampf aufwärts durch die glühende kohlenstoffhaltige Füllung der Generatoren H, wobei er sich zersetzt und sein Sauerstoff sich mit dem Kohlenstoff zu Kohlenoxyd verbindet, welches mit dem freigewordenen Wasserstoff durch die Kanäle L in das Metallbad A gelangt.

Die pulverisirten Erze werden vermischt mit

der nöthigen Quantität pulverisirter Kohle in ■den Trichter F gefüllt, in dessen Boden sich eine Oeffnung befindet, die mit dem Zuführungsapparat G communidrt. Die Schnecke dieses Apparates befördert bei ihrer Rotation das Gut in und durch das Metallbad, und zwar in möglichst innigem Contact mit den durch L eintretenden Reductionsgasen. Letztere treten nämlich mit beträchtlichem Druck in das geschmolzene Metall ein, so dafs ein kräftiges Aufrühren der Masse und damit eine vollkommene Vermischung der pulverisirten Erze mit den Reductionsgasen stattfindet. Dabei verbinden sich die in den Erzen enthaltenen Metalle mit dem Metallbade, während die Metalloide und erdigen oder nicht reducirbaren Bestandtheile an die Oberfläche des Bades steigen und längs der Unterseite der Deckplatte M nach der Oeffnung N streben, von wo die Schlacken direct durch die Thür P abgeschöpft werden, während die Gase und Dämpfe durch den Kanal O nach den Condensationskammern etc. streifen. Die Länge und Neigung der Deckplatte M wird vortheilhaft so regulirt, dafs die Erze und Gase auf ihrem Wege durch das Metallbad nur eine solche Geschwindigkeit besitzen, dafs sie ausreichend lange mit einander in Berührung bleiben, um eine vollständige Zersetzung der Verbindungen und Vereinigung der Metalle mit dem Metallbade zu ermöglichen.

Der Abflufs der Metalle aus dem Raum A erfolgt durch den Kanal Q., dessen innere Mündung so tief unterhalb des Spiegels des geschmolzenen Metalles liegt, dafs keine Schlacken, in den Behälter R mit hinüberfliefsen können.

Wenn die Metalle im Raum A durch Ausscheidung der oxydirbaren Metalle gereinigt werden sollen, so werden, wie bereits erwähnt, die Gasgeneratoren mit feuerbeständigem Material gefüllt, und es dienen dann die Röhren J und Ueberliitzer / zur Einführung von atmosphärischer Luft, welche in äufserst erhitztem Zustande durch die Kanäle L in den Raum A übertritt und hier sofort die unedlen Metalle oxydirt und die flüchtigen Bestandtheile nach den Condensationskammern treibt. Das reine Metall aber wird durch den Kanal W abgelassen und in Barren gegossen.

Die Asche etc. von der kohlenstoffhaltigen Füllung der Gasgeneratoren H fällt in die Kammern K herab, von wo sie durch die Thüren V leicht entfernt werden kann.

Es bedarf kaum der Erwähnung, dafs diejenigen Theile des Apparates, welche hohen Temperaturen ausgesetzt sind, aus feuerbeständigem Material gefertigt werden. Ebenso ist es einleuchtend, dafs der Apparat weitgehend modificirt werden kann, so lange dabei im Auge behalten wird, dafs er zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens der Behandlung von Erzen verwendet werden soll.

Claims (1)

1. Pat εν τ-An Sprüche:
   Das Verfahren zur Reduction und Ausscheidung von Metallen aus ihren Erzen, welches darin besteht, dafs man die Erze in pulverisirtem-Zustande durch ein Metallbad (geschmolzenes Metall) hindurchführt, und zwar im Verein mit Reductionsgasen (Kohlenoxyd und Wasserstoff, hoch erhitzte Luft u. dergl.), welche unter Druck an oder nahe der Stelle, wo die zerkleinerten Erze eingeführt werden, in das geschmolzene Metall eintreten und dasselbe mit den Erzen zusammen passiren.

   Ein Apparat, welcher die zur Ausführung des unter i. beschriebenen Verfahrens dienlichen Einrichtungen in sich vereinigt und sich charakterisirt durch die Combination eines Raumes A für das Metallbad, einer Vorrichtung zur Einführung des pulverisirten Erzes in das Metallbad, einer Feuerung B, sowie der Ueberhitzer /und GeneratorenH (zur Bereitung der Reductionsgase und Erhitzung der Luft), deren Auslafsöffnungen in das Metallbad münden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.