DE3303810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von Schlicker von einer Oberfläche einer in einem Raffinierkessel zu gewinnenden Bleischmelze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Raffination von Blei ist es meist erforderlich, aus dem geschmolzenen Blei die Verunreinigungen, wie Kupfer, Zinn, Antimon und Arsen, zu entfernen, die durch Zusatz von Reagenzmitteln zur Bleischmelze abgesondert werden und auf der Oberfläche der Bleischmelze schwimmen. Zum Einbringen eines Reagenzmittels in die Bleischmelze werden Rührgeräte eingesetzt. Die Verunreinigungen können nacheinander aus derselben Bleicharge von z. B. 100 Tonnen entfernt werden, wobei das Blei im selben Raffinierkessel verbleibt. Es ist in der Praxis auch bekannt, die Verunreinigungen nacheinander aus getrennten Raffinierkesseln zu entnehmen. In beiden Fällen ist es notwendig, dem Blei zur Beseitigung aller Verunreinigungen mehr als ein Reagenzmittel zuzugeben und den Schlicker vor jedem weiteren Mittelzusatz sowie vor dem Abpumpen des raffinierten Bleis aus dem Kessel von der Oberfläche der Bleischmelze zu entfernen. Die Beseitigung des Schlickers erfordert somit einen großen Aufwand. Um eine beschwerliche Handarbeit zu vermeiden, ist bereits eine mechanisch betätigte Vorrichtung zum Abschieben des Schlickers von der Oberfläche einer in einem Raffinierkessel befindlichen Bleischmelze bekanntgeworden (US-PS 40 73 481). Dabei wird ein horizontal über das Schmelzbad zu bewegender Schieber durch einen Druckluftzylinder betätigt. Der Schieber selbst ist auf einer Schiene geführt, die mittels eines weiteren Druckzylinders um eine Horizontalachse schwenkbar ist, um die Schiene und den darauf verschiebbaren Schieber zum Zurückholen von seiner Vorschubstellung aus seinem Eingriffsbereich zum Schlicker anheben zu können. Um das Ausschieben des Schlickers aus dem Raffinierkessel zu erleichtern, ist die Kesselwand an dieser Stelle leicht nach außen geneigt. Diese Übergangswand endet oben mit einer Abstreifkante, über die sich der Schieber hinweg bewegt, um den auszutragenden Schlicker abzustreifen. Da der Schlicker bis zu dieser Abstreifkante mit dem Schmelzbad in Verbindung steht, wird mit dem Schlicker ein verhältnismäßig hoher Anteil der Bleischmelze ausgetragen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen des Schlickers von einer Bleischmelze vorzuschlagen, wobei der Schlicker weitgehend von Bleischmelze befreit und in einfacher Weise von einem Raffinierkessel ausgetragen werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Patentanspruches gelöst.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist durch die Kennzeichnungsmerkmale des Vorrichtungsanspruches 3 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch das Hochziehen des von der Bleischmelze abzutragenden Schlickers entlang einer ansteigenden Rampe kann aus dem Schlicker die mitgenommene Bleischmelze austreten und ohne weiteres Zutun in den Raffinierkessel zurücklaufen. Der schließlich von der Rampe in den Schlickerkübel abfallende Schlicker ist somit weitgehend von Bleischmelze befreit. Eine besonders hohe Austragsleistung wird erreicht, wenn der einer Rührbewegung unterworfene Schlicker im Aufnahmebereich der Rampe aufgestaut wird, wozu eine Stauwand in der Fluchtlinie einer Rampenseite zum Mittelpunkt des Kessels hin angeordnet ist. Zweckmäßig erstreckt sich diese Stauwand etwas in das Bleibad hinein, ohne aber die Rührbewegung zu behindern. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung kann ein einziger Arbeiter von Hand den ganzen Schlicker von der Oberfläche der Bleischmelze entfernen, wobei das Rührwerk im Kessel den Schlicker fortlaufend vor die Rampe transportiert und hier durch Aufstauen des Schlickers ein besonders wirksamer Einsatz des Rechens ermöglicht wird, der wegen seiner Schlitze das Ab- und Rücklaufen der Bleischmelze vom Schlicker entlang der Rampe noch erleichtert. Für die Rampe hat sich ein Neigungswinkel von etwa 10 bis 30° als vorteilhaft erwiesen. Dabei kann die Neigung der Rampe an ihrem dem Kessel anliegenden Ende steiler als an ihrem äußeren Ende sein.

Vorzugsweise läuft der Rührer während des Entfernens des Schlickers langsamer als normal, um die Bildung von überschüssigem Schlicker zu vermeiden.

Durch den mechanischen Antrieb wird der Rechen entlang genau festgelegter Bewegungsbahnen bewegt und dabei der Schlicker die Rampe hinaufgezogen. In Verbindung mit dem mechanischen Antrieb kann der Rechen auch ohne Stauwand zum Einsatz kommen, wenn der Rührer angehalten und der Schlicker von Hand zur Rampe geschoben wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die auch in der Zeichnung schematisiert dargestellt sind, näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Raffinierkessel zur Entfernung des Schlickers von Hand,

Fig. 2 eine Draufsicht hierzu, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Raffinierkessels zur mechanischen Entfernung des Schlickers,

Fig. 4 eine Draufsicht hierzu,

Fig. 5 eine Schemadarstellung mit einem Teil eines dazugehörigen Steuersystems.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Raffinierkessel 10, in dem geschmolzenes Blei in der durch Pfeil A angezeigten Richtung mittels eines mechanisch angetriebenen Rührers 13 gerührt wird, mit einer Rampe 11 versehen, deren oberes Ende oberhalb eines Schlickerkübels 12 endet. Der Raffinierkessel 10 weist eine Schutzabdeckung 14 und eine Ablauföffnung 15 auf. Zum Entfernen des Schlickers wird eine entfernbare Stauwand 16 in den Kessel 10 in der gezeigten Lage eingesetzt, damit sich der Schlicker vor der Rampe 11 ansammelt. Die Stauwand 16 erstreckt sich von oberhalb der Schlickeroberfläche nach unten bis z. B. 15 cm in das Bleibad hinein.

Der Schlicker wird von einem Arbeiter 17 mittels eines Rechens 18 die Rampe 11 hinaufgezogen.

Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Vorrichtung ist im allgemeinen ähnlich, aber in diesem Fall wird der Rechen 18 von einem auf einer Plattform 20 befestigten Antrieb 19 angetrieben. Dieser Antrieb 19 besteht aus zwei Druckluftzylindern L und S, wobei der Rechen 18 an der Kolbenstange des längeren Zylinders L angebracht ist.

Der Zylinder L ist bei 21 an einem Rahmenteil 22 schwenkbar gelagert und um eine Achse 21 durch den kürzeren Zylinder S bewegbar. Seine Kolbenstange ist am Zylinder L und der Zylinder selbst mit seinem unteren Ende an der Plattform 20 angelenkt.

Wie nachfolgend beschrieben, bewegt sich im Einsatz der Rechen 18 unter automatischer Kontrolle entlang einer in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Bahn, wobei er unter der gemeinsamen Kontrolle der beiden Zylinder fortlaufende Arbeitsgänge ausführt, die ihn zuerst zum Punkt P bringen, dann auf den gerade unterhalb der Bleibadoberfläche 23 liegenden Punkt P′ absenken und schließlich auf der angegebenen Bahn bis auf die Rampe 11 bewegen.

Damit das Hebelverhältnis bei voller Erstreckung der Kolbenstange keine überschüssige Belastung auf das vordere Endlager des Druckluftzylinders L ausübt, weist letzterer am Vorderende eine zylindrische Verlängerung 24 auf, die an beiden Seiten der Kolbenstange eine Abstützung bietet. Die aus dem Zylinder L ausgestoßene Luft passiert diese Verlängerung 24, um sie zu kühlen. Die vordere Abdichtung der Verlängerung 24 dient auch dazu, Staub vom Zylinder L abzuhalten.

Wie Fig. 5 zeigt, wird die Druckluft zu den Zylindern L und S durch von Solenoiden kontrollierte Ventile A und B gesteuert. Dabei werden die Solenoide unter der Kontrolle eines elektronischen Steuergerätes und von magnetischen Zungenschaltern L₁-L₅ am Zylinder L und S₁-S₅ am Zylinder S erregt, welche die Hubbewegungen der aus magnetischem Werkstoff bestehenden Kolben innerhalb der Zylinder abtasten. Das Steuergerät kann entsprechend dem Bleiniveau im Raffinierkessel und den notwendigen Bewegungen und der Hubanzahl des Rechens 18 zum Entfernen des Schlickers programmiert sein. Die Antriebseinheit kann natürlich an Bleiraffinierkesseln verschiedener Größe und Kapazität verwendet werden, und nach dem Einbau werden solche Zungenschalter ausgewählt, die den Rechen die für einen bestimmten Kessel passenden Hubbewegungen ausführen lassen. Das Steuergerät kann ebenfalls mit einer automatischen Schaltung zur Reduzierung der Rührgeschwindigkeit des Rührers 13 sowie zur Positionierung und Entfernung der Stauwand 16 versehen sein. Eine Sicherheitseinrichtung kann zum automatischen Anhalten der Rechenbewegungen bei Gefahr eingebaut sein.

Wie aus Fig. 5 zu sehen ist, wird durch eine Leitung 25 den Ventilen A und B komprimierte Luft zugeführt. Von den Ventilen A und B gelangt die Luft über Strömungsregler 26 zu den Zylindern S und L. Aus den Ventilen A und B tritt Luft auch durch die Leitungen 27 und 28 aus.

Nachfolgend wird ein typischer Arbeitszyklus unter der Kontrolle des elektronischen Steuergerätes dargestellt:

• 1. Zylinder S zum Sensor S₁ zurückziehen, Ventil A ist nach rechts bewegt.
• 2. Zylinder L zum Sensor L₁ zurückziehen, Ventil B ist nach rechts bewegt.
• 3. Zylinder L zum Sensor L₂ (L₃, L₄ oder L₅) vorschieben, Ventil B ist nach links bewegt.
• 4. Zylinder S zum Sensor S₂ (S₃ oder S₄) vorschieben, Ventil A ist nach links bewegt.
• 5. Zylinder L für Zeit t₁ zurückziehen (wenn Zylinder L bis L₅ vorgeschoben ist).
• 6. Zylinder L zurückziehen und Zylinder S für Zeit t₂ vorschieben (wenn Zylinder L bis L₅ vorgeschoben ist).
• 7. und 8. Wie Schritte 5 und 6 (wenn Zylinder L bis L₅ oder L₄ vorgeschoben ist).
• 9. und 10. Wie Schritte 5 und 6 (wenn Zylinder L bis L₅, L₄ oder L₃ vorgeschoben ist).
• 11. Zylinder L für Zeit t₁ zurückziehen.
• 12. Zylinder L zum Sensor L₁ zurückziehen, während Zylinder S vorgeschoben wird.
• 13. Zylinder S zum Sensor S₁ zurückziehen.
• 14. Schritt 1 herstellen.

Vorzugsweise geht die Rampe 11 an einer runden Schulter bei Punkt 29 in die Wand des Raffinierkessels 10 über.

Die Erfindung sieht also ein neues manuelles oder automatisches System zur Entfernung des Schlickers aus einem Bleiraffinierkessel und weiterhin eine neue durch ein Druckmittel betriebene Vorrichtung vor, um einem Werkzeug in einer Weise wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt Mehrfachbewegungen mitzuteilen. Die Zylinder des Werkzeuges können auf Wunsch auch hydraulisch betrieben werden.

Es wurde festgestellt, daß die beschriebene Vorrichtung wirksam den Schlicker beseitigt und für wesentliche Veränderungen im Niveau des Bleibades im Kessel sorgen kann. Die Breite des Rechens beträgt vorzugsweise 22 bis 60 cm bei einer vorzugsweisen Höhe von 15 cm.

Bei einem typischen Raffinationsprozeß wurde ein 60-t-Raffinierkessel verwendet, um heißes Metall direkt von zwei Schmelzöfen aufzunehmen. Die erste Stufe bei der sekundären Bleiraffination wurde in diesem Kessel durchgeführt. Eine Schlickermaschine, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wurde an diesem Kessel angebracht, und ein typischer Raffinationsvorgang wird nachfolgend angegeben. 15 t Blei mit 900°C wurden in den Raffinierkessel abgefüllt, der 45 t Metall mit 450°C enthielt. 10 bis 20 kg Sägemehl wurden hinzugegeben und etwa 15 Minuten lang in den Schlicker eingerührt, der sich - infolge des Kühlens des zufließenden Metalls - bildet. (Der Rührer rotierte mit 320 Umdrehungen pro Minute.) Es bildete sich ungefähr 1 t Schlicker, der etwas Kupfer, Schlacke und ungefähr 70% Blei enthielt. Die Temperatur des Metalls war auf ungefähr 500°C abgesunken. Die Schlickermaschine wurde dann eingesetzt, um diesen Schlicker zu entfernen. Der Rührer wurde verwendet, um den Schlicker an die Stauwand zu bringen, wo er aufgefangen und mittels des Rechens entfernt wurde. 1 t Schlicker wurde in 10 Minuten entfernt. (Von Hand würde diese Arbeit 20 bis 25 Minuten in Anspruch nehmen.) Das Blei konnte sich auf 450°C abkühlen, und dann wurden 15 t Blei in einen nächsten Kessel für eine nachfolgende Raffination gepumpt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Entfernen von Schlicker von der Oberfläche einer in einem Raffinierkessel zu gewinnenden Bleischmelze, die zum Absondern der in der Bleischmelze vorhandenen Verunreinigungen unter Umrühren behandelt und der aufschwimmende Schlicker sodann durch Abschieben von der Oberfläche der Bleischmelze seitlich ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Oberfläche der Bleischmelze entfernte Schlicker anschließend über eine ansteigende Rampe gezogen wird, entlang der die mit dem Schlicker ausgetragene Bleischmelze vom Schlicker ab- und in den Raffinierkessel zurückläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Rührbehandlung im Raffinierkessel in Bewegung gehaltene Schlicker im Austragsbereich aufgestaut wird.

3. Raffinierkessel für eine Bleischmelze mit einer Rührvorrichtung zur Bildung und zum Absondern eines Schlickers auf der Oberfläche der Bleischmelze, einem Abstreiforgan zum Abziehen des auf der Oberfläche der Bleischmelze schwimmenden Schlickers sowie einer am Raffinierkessel im Austragsbereich ausgebildeten Abstreifkante für den Schlicker, dadurch gekennzeichnet, daß am Kesselrand (29) eine nach außen sich erstreckende und ansteigende Rampe (11) vorgesehen und das Abstreiforgan ein über die Rampe ziehbarer Rechen (18) ist.

4. Raffinierkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rampe (11) eine entfernbare Stauwand (16) angeordnet ist, die sich von der in Umlaufrichtung des Schlickers nachgeordneten Rampenwand in die Kesselmitte erstreckt.

5. Raffinierkessel nach Anspruch 3 oder 4 mit einem mechanischen Antrieb für das Abstreiforgan, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmechanismus (19) für den Rechen (18) vorgesehen ist, der zur Anpassung an die Pegelschwankungen der Bleischmelze im Raffinierkessel steuerbar ist.

6. Raffinierkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus (19) einen ersten längs und oberhalb der Rampe (11) angeordneten Druckzylinder (L) aufweist, der mittels einer Kolbenstange mit dem Rechen (18) zum Übertragen seiner Längsbewegung verbunden und an seinem vorderen Ende auf einem feststehenden Auflager (22) schwenkbar gelagert ist, ferner ein zweiter Druckzylinder (S) unterhalb des ersten Druckzylinders (L) vorgesehen ist zum Bewegen des ersten Druckzylinders um seine Schwenkachse (21) und damit zum Hochheben und Absenken des Rechens und daß ein Steuergerät die Druckmittelzufuhr zu den Druckzylindern (L, S) für wiederholte Längsbewegungen des Rechens (18) von einer Ausgangsstellung (P) im Raffinierkessel zu einer Absenkstellung (P′) unterhalb der Schlickeroberfläche und schließlich zu einer Ausschubstellung auf der Rampe (11) regelt.

7. Raffinierkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckzylinder (L) an seinem Vorderende eine zylindrische Verlängerung (24) aufweist, die an beiden Enden die Kolbenstange dieses Druckzylinders abstützt.