DE618757C

DE618757C - Furnace and process for de-rusting pulverulent sulfidic ores and hut products

Info

Publication number: DE618757C
Application number: DES98876D
Authority: DE
Original assignee: NOUVELLE MONTAGNE SA
Current assignee: NOUVELLE MONTAGNE SA
Priority date: 1931-05-27
Filing date: 1931-05-27
Publication date: 1935-09-16

Description

Ofen und Verfahren zur Abröstung pulverförmiger sulfidischer Erze und Hüttenerzeugnisse Es ist bekannt, sulfidische Erze in feingemahlener Form in eine Verbrennungskammer einzublasen und darin mit regelbarer Primär- und Sekundärluft abzurösten. Als Verbrennungskammer sind verschiedene Formen vorgeschlagen worden, und zwar entweder schachtförmige oder auch langgestreckte Räume, so daß die Erzstaubflamme entweder vom Boden aufsteigend in senkrechter Richtung oder im wesentlichen in waagerechter Richtung sich entwickeln konnte. Diese Ausführungsweisen ergaben jedoch keine brauchbaren Ergebnisse, denn es machte Schwierigkeiten, eine für die ununterbrochene Zündung der Flamme genügend hohe Temperatur zu erzeugen und den Erzstaub genügend lang in der Schwebe zu erhalten. Jedenfalls sind diese Verfahren trotz vielfacher Versuche immer wieder aufgegeben worden, da eine vollständige Entschweflung der gepulverten Erze in einem Arbeitsgang durchzuführen nicht möglich war.Furnace and process for roasting pulverulent sulfidic ores and metallurgical products It is known to use sulfidic ores in finely ground form to blow in a combustion chamber and in it with controllable primary and secondary air toast. Various shapes have been proposed as the combustion chamber, and either shaft-shaped or elongated spaces, so that the ore dust flame either ascending from the ground in a vertical direction or essentially in a horizontal direction Direction could develop. However, these modes of execution did not yield any useful ones Results because it made trouble for uninterrupted ignition to generate a sufficiently high temperature in the flame and to keep the ore dust in for a long enough time to get the levitation. In any case, these methods are in spite of multiple attempts been abandoned again and again, as a complete desulphurisation of the powdered It was not possible to carry out ores in one operation.

Die vorliegende Erfindung beruht auf praktischer Ausprobung im Großen und gestattet, die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten zu überwinden, d. h. es gelingt durch die Erfindung, allein durch die Verbrennung des Sulfidschwefels eine solche Temperatur zu erhalten, daß die Abröstung, einmal eingeleitet, ununterbrochen bis zur nahezu vollständigen Verbrennung des Sulfidschwefels durchgeführt werden kann. Gemäß der Erfindung wird das gepulverte Erz in inniger Mischung mit Primärluft unter Druck zweckmäßig mit Hilfe eines Brenners nach Art eines Kohlenstaubbrenners in etwa waagerechter Richtung in eine vorerhitzte Verbrennungskammer eingeblasen, wobei die Flamme eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erhält. Gestalt und Abmessung der Verbrennungskammer ermöglichen nicht nur in bekannter Weise eine freie Entfaltung der eingeblasenen Erzstaubwolke in der Einblasrichtung, sondern gewährleisten ihr auch nach unten eine freie Entfaltung. Die Verbrennungskammer hat zum mindesten über einen erheblichen Teil ihrer Längserstreckung eine geringere Breite im Vergleich zu ihrer Länge und Höhe. Vorzugsweise ist die Länge der Verbrennungskammer mindestens viermal und die Höhe mindestens dreimal so groß als die Breite. Die Flamme breitet sich so in einem Raum zwischen verhältnismäßig eng nebeneinander stehenden Wänden aus, ` die als Strahlungsoberfläche dienen, während die der @Einblasstelle des Erzstaubes gegenüberliegende Wand vorteilhaft so weit entfernt liegt, daß die Flamme die räumliche Möglichkeit hat, sich nach unten zu überschlagen, ohne sofort an Wandungen zu treffen.The present invention is based on practical experimentation on a large scale and allows to overcome the difficulties encountered so far, d. H. it succeeds through the invention, solely through the combustion of the sulphide sulfur to maintain such a temperature that the roasting, once initiated, is uninterrupted be carried out until the sulphide sulfur is almost completely burned can. According to the invention, the powdered ore is intimately mixed with primary air expediently under pressure with the aid of a burner in the manner of a pulverized coal burner blown in approximately horizontal direction into a preheated combustion chamber, whereby the flame is given a rotary motion around its own axis. Shape and dimensions the combustion chamber not only allow free development in a known manner the blown ore dust cloud in the blowing direction, but ensure you free development downwards as well. The combustion chamber has at least over a considerable part of their longitudinal extent a smaller width in comparison to their length and height. Preferably the length of the combustion chamber is at least four times and the height at least three times as large as the width. The flame spreads so in a space between relatively closely spaced walls from, `which serve as a radiation surface, while those of the @Injection point of the ore dust opposite wall is advantageous so far that the flame is the spatial Has the opportunity to roll over downwards without hitting walls immediately.

Die Sekundärluft wird entweder an oder in der Mündung der Erzstaubdüse an einer oder mehreren ' Stellen unterhalb der Erzstaubwolke in den Verbrennungsraum eingeblasen. Dadurch wird einerseits die Verbrennung vervöllständigt, -andererseits die Erzstaubflamme getragen und so die Staub-, teilchen gizi vorzeitigen Niedersinken gehindert. Es ist vorteilhaft, in der Verbrennungskammer einen geringen Überdruck aufrechtzuerhalten.The secondary air is either at or in the mouth of the ore dust nozzle into the combustion chamber at one or more points below the cloud of ore dust blown in. On the one hand, this completes the combustion, -on the other hand the ore dust flame carried and so the dust, particles gizi premature Prevented sinking. It is advantageous to have a small amount in the combustion chamber Maintain positive pressure.

Auf diese Weise wird bewirkt, daß die glühenden Gutsteilchen einer beliebig weitgehenden Oxydation unterliegen, bevor sie sich auf dem Boden der Kammer absetzen. Die Menge der zugeführten Sekundärluft ist zweckmäßig merklich größer als diejenige der Primärluft.In this way it is caused that the glowing good particles one subject to any degree of oxidation before they settle on the floor of the chamber drop. The amount of secondary air supplied is expediently noticeably larger than that of the primary air.

Um die notwendige Entzündungstemperatur bei der Ingangsetzung des Ofens zu erzielen, verwendet man Kohle; sobald aber das Erz einmal entflammt ist, erhält sich die Temperatur auf der Höhe,. und die Verbrennung des Erzes bleibt von selbst im Gange.To achieve the necessary ignition temperature when starting the To achieve a furnace, one uses coal; but as soon as the ore is inflamed, the temperature is kept at the same level. and the burning of the ore remains from even underway.

Man hat die überraschende Tatsache festgestellt, daß unter den geschilderten Umständen Zinkblenden, die z.. B. 3o °/o Sulfidschwefel enthalten, eine dauernde Flamme von mehreren Metern Länge ergeben, die beim Herumwirbeln vollständig oxydierte Teilchen absinken läßt. Das in einem Arbeitsgang erhaltene Erzeugnis ist genügend schwefelfrei, um es urimittelbar der Elektrolyse oder der Reduktion unterwerfen zu können.The surprising fact has been found that among those described Circumstances of zinc blends, which contain, for example, 30 per cent. Sulphide sulfur, a permanent one Flame several meters long resulted, which when whirled around completely oxidized Lets particles sink. The product obtained in one operation is sufficient sulfur-free, in order to directly subject it to electrolysis or reduction to be able to.

Die beigefügte Zeichnung stellt beispielsweise einen Oferi dar, der für Zinkblenderöstung entsprechend vorliegender Erfindung geeignet ist.For example, the accompanying drawing shows an Oferi that is suitable for zinc bleach roasting according to the present invention.

Abb. i ist ein senkrechter Schnitt durch die Längsachse des Ofens.Fig. I is a vertical section through the longitudinal axis of the furnace.

Abb. z und 3 sind waagerechte Schnitte nach den Linien II-H bzw. III-III der Abb. 4.Fig. Z and 3 are horizontal sections along lines II-H and III-III of Fig. 4.

Abb. 4 und 5 sind senkrechte Schnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V der Abb. i. Abb. 6 ist eine Ansicht derAufgebevorrichtung für Luft und Erz in größerem Maßstab,. Der dargestellte Ofen besteht aus eurem Mauerwerk und enthält eine verhältnismäßig schmale Verbrennungskammer 2, die jedoch eine Länge und Höhe von -mehreren Metern aufweist. Im oberen Teil dieser Kammer mündet eine Brennerdüse 3 nach Art eines üblichen Kohlenstaubbrenners. Durch diese Düse wird das Erz gemischt mit bei ihrem Durchgang durch das Mauerwerk des Ofens vorgewärmter Luft eingeführt und erhält außerdem noch Zusatzluft Die Innenwand der Düse 3 ist mit schraubenförmigen Rippen versehen, um dem in der Luft schwebenden Erzpulver eine Wirbelbewegung zu verleihen.Figs. 4 and 5 are vertical sections along lines IV-IV and V-V, respectively of fig. i. Figure 6 is an enlarged view of the air and ore feeder Scale,. The furnace shown is made of your masonry and contains a proportionate one narrow combustion chamber 2, which, however, has a length and height of several meters having. In the upper part of this chamber opens a burner nozzle 3 in the manner of a usual pulverized coal burner. The ore is mixed with yours through this nozzle Passage through the masonry of the furnace preheated air is introduced and received also additional air. The inner wall of the nozzle 3 has helical ribs provided to give the ore powder floating in the air a whirling motion.

Derjenige Teil der Verbrennungskammer 2, in den die Düse 3 einmündet, bildet eine Nische 2' von verkleinerten Abmessungen; hinter der die Abmessungen der Verbrennungskammer nach der Breite wenig und nach der Tiefe hin stark zunehmen. Dank dieser Gestaltung der Kammer ist es möglich, an der Ursprungsstelle der Flamme eine große Wärmekonzentration aufrechtzuerhalten und der Flamme zu ermöglichen, sich nach vorn und nach unten zu entfalten und nicht eher auf ein Hindernis zu stoßen, als bis die glühenden Teilchen weitgehend oxydiert sind.That part of the combustion chamber 2 into which the nozzle 3 opens, forms a niche 2 'of reduced dimensions; behind which the dimensions of the combustion chamber increase slightly in width and strongly in depth. Thanks to this design of the chamber, it is possible to get to the point of origin of the flame maintain a high concentration of heat and allow the flame to to unfold forward and downward rather than encountering an obstacle, than until the glowing particles are largely oxidized.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das vorzerkleinerte Erz in einen Trichter 4 aufgegeben und von da in einen sich drehenden Zerkleinere, 5 geführt, der dazu dient, die Pulverung des Erzes zu vervollständigen und das Pulver mit der Luft derart zu vermischen, daß eine Art Suspension des Erzpulvers in der Luft erzielt wird. -Eine Luftzuführung 6 (vgl. Abb. 3 und 5) mündet über einen Kanal 7, der in der Hinterwand 8 der Verbrennungskammer vorgesehen ist, in einen Kanal g, der wiederum in eine Leitung io übergeht.In the embodiment described, the pre-crushed ore is fed into a funnel 4 and from there into a rotating crusher 5, which serves to complete the pulverization of the ore and to mix the powder with the air in such a way that a kind of suspension of the Ore powder is obtained in the air. -An air supply 6 (see. Fig. 3 and 5) opens via a channel 7, which is provided in the rear wall 8 of the combustion chamber, into a channel g, which in turn merges into a line io.

Ein Teil der heißen Luft aus der Leitung i& wird durch eine Leitung ii (Abb. 6) in den Zerkleinerungs- und Mischapparat 5 eingeführt. Das Erzpulver, suspendiert in der heißen Luft, wird mittels eines Ventilators 13 in einen Windsichter i2 mit Prallflächen gesaugt, und von da wird die Mischung durch die Leitung 14 und die Düse 3 in die Verbrennungskammer gedrückt.Part of the hot air from the pipe i & is passed through a pipe ii (Fig. 6) introduced into the comminuting and mixing apparatus 5. The ore powder, suspended in the hot air, is placed in an air classifier by means of a fan 13 i2 sucked with baffles, and from there the mixture is through the line 14 and the nozzle 3 is pushed into the combustion chamber.

Die heiße Sekundärluft wird durch die Leitung ioa zu einem zweiten Ventilator 15 geführt, der einen Teil der Luft durch eine Leitung 16, die sich in zwei am inneren Ende der Düse 3 ausmündende Anne i6' teilt, einbläst. Ein anderer Teil der heißen, durch den Ventilator 15 bewegten Luft kann durch die Leitung 1,7 in die Längskanäle 18 des Ofens geschickt werden und speist die Austrittsstellen ig der Sekundärluft, die über die Länge der Verbrennungskammer verteilt sind, und zwar zweckmäßig in ihrem unteren Teil. Die Luftmenge jeder dieser Öffnungen kann durch einen Schieber reguliert werden.The hot secondary air is fed through the line ioa to a second fan 1 5 which, injecting a part of the air through a line 16 which divides into two opening out at the inner end of the nozzle 3 Anne i6 '. Another part of the hot air moved by the fan 15 can be sent through the line 1,7 into the longitudinal ducts 18 of the furnace and feeds the exit points ig of the secondary air, which are distributed over the length of the combustion chamber, specifically in its lower one Part. The amount of air in each of these openings can be regulated by a slide valve.

2o ist ein Hilfsofen, der für die Vorerhitzung der Röstkammer bei der Inbetriebsetzung vorgesehen sein kann. Dieser Ofen kann auch dazu dienen, den anfangs an Stelle des Erzpulvers durch den Brenner 3 eingeblasenen Kohlenstaub zu zünden, bis die Wände der Verbrennungskammer auf eine passende Temperatur, z. B. 9oo°, gebracht sind. Von diesem.' Augenblick an kann man mit der Einführung des Erzpulvers beginnen. Am Ausgang der Düse ,3 entflammt sich das Erzpulver, und' dank der geeigneten Gestalt der Verbrennungskammer . entfaltet sich die Flamme nach unten in Form einer durch die Linie 2i angedeuteten Kurve, und genährt und getragen durch ununterbrochenen Zustrom von Sekundärluft schlägt sie um, wobei eine vollständige Verbrennung stattfindet. Das Röstprodukt setzt sich auf dem Boden der Kammer ab und kann zeitweise durch die Öffnungen 22 oder auf andere Weise abgezogen werden. Die schwefligen Gase entweichen durch die Kanäle 23, 24 und können unmittelbar für die Herstellung von Schwefelsäure verwendet werden. Der Staub, den sie mit sich reißen, setzt sich in den Kanälen 23 und 2q. ab, die gegebenenfalls mit Öffnungen 25 für heiße Luft versehen sein können, die, ebenso wie die Öffnungen 19, mit den Kanälen 18 in Verbindung stehen; dadurch kann ebenfalls eine vollständige Verbrennung des Staubes gesichert werden. Die Öffnungen 26 sind gewöhnlich durch Türen 27 verschlossen and sorgfältig verlutiert.2o is an auxiliary oven that is used for preheating the roasting chamber the commissioning can be provided. This oven can also serve the coal dust initially blown in by the burner 3 instead of the ore powder ignite until the walls of the combustion chamber are brought to a suitable temperature, e.g. B. 900 °, are brought. Of this.' Now, with the introduction of the Begin ore powder. At the exit of the nozzle, 3 the ore powder ignites, and 'thanks the appropriate shape of the combustion chamber. the flame unfolds downwards in the form of a curve indicated by the line 2i, and nourished and carried by the uninterrupted flow of secondary air, it turns over, with one complete combustion takes place. The roasted product settles on the bottom of the Chamber from and can temporarily withdrawn through the openings 22 or in another way will. The sulphurous gases escape through the channels 23, 24 and can immediately used for the production of sulfuric acid. The dust they carry with them tear, settles in channels 23 and 2q. starting with openings where appropriate 25 can be provided for hot air, which, like the openings 19, with the Channels 18 are in communication; this can also result in complete combustion of the dust. The openings 26 are usually closed by doors 27 and carefully lost.

Ausführungsbeispiel Eine Burma-Blende von der Zusammensetzung: Zink 5 1 0/0, Blei 5,85 010, Schwefel 30,91 %, Silber 281 g, Eisen 5,z9 0/0, Tonerde 1,370/0, Kadmium o,22 0/0, Kieselsäure 3,12 °/o, Kalk 0,33 %, Magnesia o,22 14, Kupfer 0,57 0/0, Arsen 0,73 04, wird pulverisiert bis auf eine Siebgröße von 1 bis 1,5 mm und in den Trichter eines Ofens, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, aufgegeben. Die Abmessungen der Kammer sind die folgenden: Höhe 5 m, Länge in der Höhe der Düse 5,5o m, Länge in der Höhe der Kammersohle 3,20 m, größte Breite 1,40 m.Exemplary embodiment A Burma cover with the composition: zinc 5 1 0/0, lead 5.85 010, sulfur 30.91%, silver 281 g, iron 5, z9 0/0, alumina 1.370 / 0, cadmium 0.22 0 / 0, silica 3.12%, lime 0.33%, magnesia 0.22 14, copper 0.57 0/0, arsenic 0.7304, is pulverized to a sieve size of 1 to 1.5 mm and abandoned in the funnel of a furnace as shown in the drawing. The dimensions of the chamber are as follows: height 5 m, length at the height of the nozzle 5.5o m, length at the height of the chamber floor 3.20 m, greatest width 1.40 m.

Für eine Erzmenge von 35o bis 36o kg die Stunde war eine Primärluftmenge von ungefähr 15o cbm und eine Sekundärluftmenge von ungefähr 65o cbm die Stunde erforderlich. Die Lufttemperatur, gemessen in der Leitung 1o, war ioo° bis T15° C, und die Temperatur in der Verbrennungskammer schwankte zwischen 875° und 95o° C, lag jedoch im allgemeinen ungefähr bei goo° C oder ein wenig darüber.For a quantity of ore of 35o to 36o kg per hour, this was a primary air quantity of about 15o cbm and a secondary air volume of about 65o cbm per hour necessary. The air temperature, measured in line 10, was 100 ° to T15 ° C, and the temperature in the combustion chamber fluctuated between 875 ° and 95o ° C but was generally about goo ° C or a little above.

Das geröstete Erz wurde in.Form eines gelblichbraunen Pulvers gewonnen, das sich fettig anfühlte und einen Zinkgehalt von ungefähr 6o 0/0 und einen Schwefelgehalt von weniger als 1,5 0110 aufwies. Der Gehalt an SO2 der den Ofen verlassenden Gase schwankte zwischen 6,5 und 8 010.The roasted ore was obtained in the form of a yellowish-brown powder, that was greasy to the touch and had a zinc content of about 60% and a sulfur content less than 1.5 0110. The SO2 content of the gases leaving the furnace fluctuated between 6.5 and 8 010.

Die Anlage war während acht Tagen ohne Unterbrechung im Gange und hätte noch viel länger im Gange bleiben können. Es wurde festgestellt, daß das geröstete Erz sich ausgezeichnet für die Elektrolyse eignete; denn das Zinkoxyd war leicht löslich, während das Eisenoxyd praktisch unlöslich blieb. Das Erz eignet sich auch gut für die Reduktion, da es sich leicht zusammenpressen und mit dein Reduktionsstoff mischen läßt. Selbstverständlich können Änderungen der Bauart des dargestellten Ofens vorgenommen werden. Die Düse 3 könnte tiefer gelegt und leicht nach oben geneigt werden. Die Angabe, daß das Einblasen des Erzes in nahezu waagerechter Richtung erfolgen soll, schließt nicht eine Einblasrichtung aus, die einen spitzen Winkel mit der waagerechten bildet. Die Abmessungen des Ofens können ebenfalls geändert werden. Nur ist es zweckmäßig, die Länge etwa dreimal und die Höhe etwa viermal gröber als die Breite zu machen. Die Vergrößerung der Abmessungen in der Längen- und Höhenerstreckung hat einen günstigen Einfluß.The plant was in operation for eight days without interruption and could have stayed going much longer. It was found that the roasted Ore was excellent for electrolysis; for the zinc oxide was light soluble, while the iron oxide remained practically insoluble. The ore is also suitable good for the reduction, as it is easy to compress and with your reducing substance mix. Of course, changes to the design of the shown Oven. The nozzle 3 could be placed lower and inclined slightly upwards will. The indication that the blowing of the ore in an almost horizontal direction should take place, does not exclude a blowing direction that has an acute angle forms with the horizontal. The dimensions of the furnace can also be changed will. It is only useful to increase the length about three times and the height about four times to make it coarser than the width. The enlargement of the dimensions in the length and elevation has a beneficial effect.

Man kann auch zwei oder mehr Brenner nebeneinander vorsehen. In diesem Falle mündet jeder Brenner in eine Nische ähnlich der Nische 2'. Die aufeinanderfolgenden Nischen können durch senkrechte Wände getrennt sein und gehen in eine gemeinsame Verbrennungskammer über und erweitern sich z. B. auf einem Drittel oder der Hälfte der Länge dieser. Kammer.It is also possible to provide two or more burners side by side. In this Trap, each burner opens into a niche similar to niche 2 '. The successive Niches can be separated by vertical walls and go into one common Combustion chamber over and expand z. B. on a third or half the length of this. Chamber.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Oven for roasting pulverulent sulphide Ores and metallurgical products, especially of zinc blende, by blowing in the goods in a mixture with compressed air in an approximately horizontal direction near the ceiling of a preheated combustion chamber, characterized in that the height and length of the Combustion chambers are considerably larger than their width, preferably the length at least four times and the height preferably at least three times as great as that Width, with the injection nozzle for the material in one end of the chamber and inlet openings for secondary air are provided immediately below it.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the burner nozzle in a narrow, niche-like space of relatively small dimensions opens, behind the the combustion chamber moves little in the transverse direction, but strongly in the depth direction expanded.

3. Oven according to claims 1 and 2, characterized in that several Inlet openings for the secondary air along the lower part of the side walls the combustion chamber are distributed. q ..

Furnace according to claims 1 to 3, characterized characterized in that two or more burners are arranged side by side and in initially narrow, then conical expanded niches flow into that pass into a common combustion chamber.

5. Procedure for operating the furnace according to claims z to q., characterized in that the volume of the introduced Secondary air is considerably larger than that of the primary air.

6. Procedure according to Claim 5, characterized in that; that the roast is so far comminuted that the largest grain size does not exceed about I1 / 2 mm.