-
Verfahren und Vorrichtung zum Rösten und Sintern von sulfidischen
Erzen Es ist bekannt, die Röstung von sulizdischen Erzen, z. B. Pyrit, Zinkblende
o. dgl., in Drehrohröfen oder mehrherdigen stehenden Röstöfen mit Rührwerk durchzuführen.
Auch ist schon vorgeschlagen worden; Drehrohröfen, die mit mehreren auf ihre Länge
und ihren Umfang verteilten, in den Gasraum des Ofens hineinragenden Düsen ausgestattet
waren, so zu betreiben, daß das sullidische Erz zunächst abgeröstet und dann im
Ofen selbst gesintert wurde. Besondere im unteren Ofenende erzeugte Heizflammen
dienten hierbei dazu, das Gut auf Sintertetnpcratur zu erhitzen. - Für dieses Verfahren
ist jedoch ein besonderer Brennstoftaufwand zur Erzeugung der Heizflamme erforderlich.
Zusätzlichen Brennstoff benötigt man auch bei Durchführung der Röstung in einem
mehrherdigen stehenden Ofen mit Rührwerk, aus dem der Abbrand heiß in eine besondere
Sintervorrichtung ausgetragen und unter Hindurchleiten von Luft vollends entschwefelt
wird. Denn diese Sintervorrichtung wurde von außen beheizt. Die Außenbeheizung hat
nun den Nachteil einer schlechten Wärmewirtschaftlichkeit. Außerdem verursacht sie
Ansätze von gesintertem Röstgut an der Innenseite der außen beheizten Wandun-en
der Sintervorrichtung. Ansatzbildung ließ sich auch bei den bekannten Drehrohröfen
nicht vermeiden, in die die Röstluft durch auf die Länge und den Unifang des Ofeiiniante:s
verteilte I.,oste eingeführt wurde, über die das Gut sich in geschlossener
Schicht
hinwegbewegte. In derartigen Drehrohröfen ist es zwar möglich, das Erz bei mittleren
Temperaturen schnell abzurüsten. Wollte man aber dag Gilt im Allschluii all die
Röstung sintern, so mußte ihm in der Sinterzone am unteren Lndo des Ofens entweder
Brennstoff zugemischt «erden, der durch Einführung voll Luft durch auch alt dieser
Stelle des Ofens vorgesehene Roste verbrannt wurde, oder man mußte Brennstoff und
Verbrennungsluft gleichzeitig durch die Roste in die Gutschicht einleiten. In beiden
Fällen entstand der Nachteil, daf:'> sich die höchsten Temperaturen unmittelbar
über den Rösten entwickelten, so daß hier und an den benachbarten Teilen der Ofenwandungen
sich gesintertes Gut festsetzte.
-
Durch die Erfindung gelingt es. die Nachteile der Ansatzbildung und
einen zusätzlichen Brennstoffaufwand zu vermeiden.
-
Die Erfindung besteht darin, daß sulfidische Erze, insbesondere Schwefelkiese
oder Zinkblenden, in Drehrohröfen oder mehrlierdigen stehenden Ofen mit Rührwerken
zunächst nur teilweise abgeröstet werden, und daß in unmittelbarem Anschluß ari
die Röstung das heiße Gut mittels hindurchgeführter Luft gesintert wird. Erfindungsgemäß
wird das Röstgut mit einem so hohen Schwefelgehalt in die Sinterung eingeführt,
daf# der* Schwefel allein ausreicht, um die nach Art der Verblasesiliterung durchgeführte
Umwandlung des Gutes in einen stückigen oder grobkörnigen Zustand zu bewirken. Wird
in dieser Weise gearbeitet, so zeigt sich, daß die Sinterung nur innerhalb der Gutschicht
selbst @-or sich geht und daß Ansätze während der Sinterung und Röstung nicht mehr
vorkommen. Jedenfalls sind sie so unerheblich, daß sie durch eine geeignete Schabervorrichtung
aus der Sintereinrichtung ohne Schwierigkeiten entfernt werden können. Eine Verdünnung
der Röstgase oder Schwefelverluste treten bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
nicht auf, denn es lassen sich die schwefeldioxvdhaltigen Abgase der Sinterung ganz
oder zum Teil ohne weiteres an Stelle der Röstluft oder eines Teiles derselben für
die Röstung nutzbar machen. Auch ist, da das Gut im hocherhitzten Zustand zur Sinterung
gelangt, eine besondere Zündung, wie bei bekannten Verblaseverfahren, nicht unbedingt
erforderlich, so daß die Röstgase frei von Verbrennungsgasen bleiben können.
-
Natürlich stellt auch bei der Erfindung nichts im Wege, das Unterkorn,
das in mehr oder weniger großen Mengen bei jedcin Verblasesintern alifäiit, im Verfahren
selbst aufzuarbeiten. Z.13. kann das Unterkorn dem frischen sulfidischen Erz vor
oder während seiner Einführung in den Röstofen zugesetzt werden. Der Zusatz kann
auch an anderen Stellen des Röstofens oder auch erst vor oder während der Sinterung
erfolgen.
-
Das Verfahren gemäß der Erlindtinb hat nicht nur den Vorteil, daß
der Abbrand ohne zusätzlichen Brennstoff in eitle kürtühe oder stückige Form übergeführt
und sehr weitgehend entschwefelt werden kann, sondern es werden auch die Durchsatzicistunnen
der Röst- und Sintereinrichtungen erheblich gesteigert.
-
Wird z. B. erfindungsgemäß für die Rüstung ein Drehrohrofen verwendet.
so empfiehlt sich die bekannte Bauart, die auf den Umfang und die Länge des
Ofenmantels verteilte Düsen für die Einführum, der Rüstluft aufweis;. Zweckmäßig
wird der Drehrohrofen noch mit Wendern und Stauringen ausgestattet, wobei die Stauringe
im unteren Teil des Drehrohrofens vorteilhaft höher bemessen sind als in den darüberlicgenden
Zonen, so daß in den Ofenabteilungen, in denen die Röstung schon weiter vorgeschritten
ist, das Gut eine größere Schic11thöhe hat. Mit Hilfe dieses Ofens gelingt es, besonders
große Leistungen zu erzielen. Obwohl dann größere Schwefelmengen im Ofen verbrannt
werden als bei der früheren Betriebsweise, entstehen keine Schwierigkeiten, da die
Temperaturen in allen Teilen des Ofens durch Regelung des Lufteintritts an den einzelnen
Düsen so eingestellt werden können, daß Sinter- und Schmelzerscheinungen sicher
vermieden werden. Vorteilhaft ist es in diesem Falle, besonders all den Stellen,
an denen die höchsten Ofenteinperaturci- auftreten, die Abgase der Sinterunb als
Röstluft zu verwenden. Denn durch den Schtvefeldioxpdgelialt dieser Abgase und ihre
entsprechende Verarmung an Sauerstoff lassen sich die Rösttemperaturen noch weiter
herabdrücken.
-
Die Röstung wird je nach der Natur des Erzes und der Ausgestaltung
der nachfolgenden Sinterung auf etwa- 3 bis i 5 o o Sulfidschwefel getrieben. Die
Sinterung kann ini Drehrohrofen selbst vorgenommen werden, etwa in der Weise, daß
sein unteres Ende als Sinterabteilung ausgebildet ist. Die Einführung der Verblaseluft
in die Gutschicht der Sinterabteilung geschieht dann durch eine Anzahl von Röhren,
deren Mündungen in die Gutschicht eintauchen. Beim Linulascn von Luft in die Gutschicht
mittels der Röhren verbrennt der im Gut noch enthaltene Schwefel. Es entsteht also
eine Abröstung nach Art eines Verblaseverfahrens. Diese Alröstung geht unter starker
@V:irmeenttt-icl;-lung vor sich. so daß die für die Sintcrung erforderlichen Temperaturen
ohne weiteres erreicht werden. Dabei geht die Sintci-ung
selbst
nur in der Nähe der Rohrmündungen, d. h. also nur innerhalb der Gutschicht und nicht
in unmittelbarer Nähe der Ofenwandungen vor sich. Diese werden infolge von Wärmeabgabe
nach außen nicht bis zur Sintertemperatur erhitzt. Daraus ergibt sich der Vorteil,
daß Ansatzbildungen an den Wandungen sehr weitgehend vermieden werden.
-
Die Rohre, durch die die Luft in die Gutschicht der Sinterabteilung
eingeblasen -wird, werden zweckmäßig zu einer Einheit oder gruppenweise zu wenigen
Einheiten zusammengefaßt, z. B. derart, daß sie sich leicht in die Sinterabteilung
einführen und daraus wieder entfernen lassen, und daß sie in der Sintcrabteilung
selbst lieb- und senkbar oder drehbar sind, damit die Rohrmündungen stets an die
günstigste Stelle innerhalb der Gutschicht gebracht werden können. In allen Fällen
wird zweckmäßig dafür gesorgt, daß die Rohrmündungen leicht zugänglich sind, so
daß Ansätze sich bequem beseitigen lassen, sobald sie sich störend bemerkbar machen.
Z. B. wird ein ausfahrbarer sog. Verblasearm verwendet, etwa in Gestalt eines einheitlichen
Körpers, der mit einer Anzahl von Bohrungen versehen ist. Der Verblasearm wird ungefähr
parallel der Ofenachse durch die untere Stirnwand in den D,rehrohrofen eingeführt.
Radial stehende Rohre sind in den Verblasearm eingesetzt, derart, daß sie mit den
Bohrungen in Verbindung stehen. Diese sind am Außenende des Verblasearmes mit Regelorganen
ausgestattet, so daß die Luftmengen, die durch die einzelnen Bohrungen und Rohre
in die Gutschicht geblasen werden, von außen je nach Bedarf eingestellt werden können.
-
Zweckmäßig hat, wie bei Drehrohröfen an sich bekannt, die Sinterabteilung
des Drehrohrofens einen größeren Durchmesser als der der Röstung dienende Teil,
damit das Gut in der Sinterabteilung besser ausgebreitet ist und die Sinterung '
gleichmäßiger verläuft.
-
Um die Sinterung noch -weiter zu begünstigen, wird zweckmäßig dafür
gesorgt, daß stets ein erheblicher Anteil gekörnten oder stückigen -Gutes in der
Sinterabteilung vorhanden ist, was man z. B. durch genügend hohe Abmessungen des
den Ofen unten begrenzenden Stauringes erreichen kann.
-
In derselben Weise wie bei bekannten Verfahren ist es auch möglich,
den für die Sinterung erforderlichen Schwefel durch frisch in die Sinterabteilung
eingeführte Sulfide zu ersetzen, die dem in diesem Falle natürlich stärker abgerösteten
Abbrand beigemischt werden. Für eine gute Durchmischung von frisch eingeführtem
Sulfid und Abbrand reicht in vielen Fällen schon die Bewegung des Drehrohrofens
aus. Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Sinterabteilung mit dem Drehrohrofen
fest zu verbinden. Vielmehr können die Röstabteilung und die Sinterabteilung in
gesonderten öfen untergebracht werden, was z. B. den Vorteil hat, daß man beide
Ofenteile mit verschiedener Geschwindigkeit umlaufen lassen kann. Natürlich ist
hierbei Bedingung, daß der Raum der Sinterabteilung in den Raum des Röstofens übergeht,
so daß Röstung und Sinterung unmittelbar aufeinanderfolgen und der Abbrand mit der
hohen Temperatur, die er am Ende der teilweisen Röstung hat, sofort der Sinterung
unterworfen wird.
-
Es ist auch möglich, den Drehrolirofen ausschließlich zur Röstung
zu benutzen, die dann jedoch nur bis zu dem oben angegebenen Schwefelgehalt getrieben
wird. hic Sinterung kann anschließend auf bekannten Einrichtungen, z. I3. Sinterpfannen
oder -bändern, erfolgen mit der Maßgabe, daß das Gut in hocherhitztem Zustand aus
dem Röstofen auf die Sintervorrichtung gelangt, so daß Einrichtungen für die Vorbereitung
des Gutes, z. B. durch Krümelung o. dgl., fortfallen.
-
als besonders vorteilhaft hat sich die Ausführung der Sinterung in
einem Schachtofen erwiesen, der etwa nach Art eines Gaserzeugers ausgebildet ist.
Das Gut fällt ständig aus dem Röstofen hocherhitzt auf die im Schachtofen befindliche
Gutsäule. Durch diese wird von unten Luft eingeblasen, die auch in vorgewärmtem
Zustande angewendet -werden kann. Z. v. wird die Luft in einem Vorwärmer erhitzt,
der mit Abgasen des Röstofens beheizt wird. Die eingeblasene Luft bewirkt die Sinterung
des Gutes etwa zu Klinkern, die mittels eines den Schachtofen unten.abschließenden
drehbaren Rostes o. dgl. ständig ausgetragen werden. Diese Einrichtung hat den Vorteil,
daß d:e im Gut enthaltenen Eisenverbindungen bis zum Ende der Sinterung auf sehr
hoher Temperatur gehalten werden, etwa über goo° C, so daß sie größtenteils in Fortn
von Eisenoxydulolyd vorliegen. Durch einfaches Abschrecken des heißen Gutes, z.
B. in einer unter dem Schacht angeordneten Wassertasse, gelingt es, die Oxydation
des Eisenoxyduloxvdes zur unmagnetischen Ferriform zu verhindern. 'Man kann auch
noch außer der Luft geringe Mengen reduzierender Gase durch die Gutschicht blasen,
die gesondert von der Gebläseluft eingeführt und bei ihrem Aufsteigen im Schacht
schnell verbrannt «-erden. Diese Gasmengen können so gering gehalten werden, daß
sie die Sinter- und Röstvorgilng@, in keiner Reise stören. Das Magnetischmachen
des Röstgutes kommt insbesondere dann in Frage, -wenn die oxN-dischcn Lisenverbindungen
durch
nachträgliche i4lagnetscheidung aus dem gesinterten und gegebenenfalls nieder zerkleinerten
Gut gewonnen werden sollen.
-
Dic Elbgase der Sinterung werden zweck-Uli- unmittelbar in den Röstofen
cingcleitc;t, z. Is. an seinem unteren Ende oder durch die l,,iistItifltIlisen,
denen sie dann mittels an sich bekannter Einrichtungen gegebenenfalls nach Kühlung
zugeführt werden, oder an beiden Stellen.
-
ZVerden. für die Sinterung besondere Einrichtungen, z. B. der eben
erwähnte Schachtofen, Sinterbänder, Sinterpfannen o. d51., benut7t, so läßt siel.
an Stelle des Drehrohrofens ohne weiteres ein mchrlierdiger stellender Weil mit
Rührwerl; verwenden, in dem die Rüstuns nach denselben IZichtliriien ausgeführt
wird wie im vorstehenden für den Druhrolirofen angegeben. Auch in diesem Falle gelangt
das Röstgut in hoclierliitzteni Zustand auf die Sintereinrichturig, und es können
die Abgase der Sintereinrichtun- in der gleichen Weise als Röstluft den verschiedenen
Herden des Ofens oder einem Teil derselben zugeführt werden. Man kann in dieseln
Falle auch die Röstvorrichtung und die Sintervorrichtung zu einer Einheit verbinden,
indem mau beispielsweise den untersten Herd des Röstofens als Verblaselierd ausbildet
oder ein ringförmiges Sinterband um oder unter den Röstofen legt.
-
in der Zeichnung sind drei für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignete
Einrichtungen beispielsweise dargestellt.
-
Abb. i ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Drehrohrofen,
der an seinem uliteren Ende eine Sinterabteilung hat.
-
In Abb.2 ist ein Drehrrolirröstofen mit nachgeschaltetem Sinterschacht
in derselben Weise dargestellt.
-
Abb.3 zeigt die Verbindung eines mehrlierdigeli Röstofens mit einer
gleichen Sintereinrichtung.
-
i ist der 'Mantel, 12 das Mauerwerk des Röstotens, der in bekannter
Weise z. B. nach Patent ti-1g407 ausgebildet ist. An den Röstofen schließt sich
die Sinterabteilung 2 an. 3 ist die Verblasevorrichtung, die durch den Wenkopf und
die üffnung:f in die Sinnterabtcilung eingeführt werden kann. Die Verblasevorrichtung
bestellt aus einem einheitlichen Körper, z. h. Gußsti.ick 5 mit Bohrungen G, denen
die Verblaseluft durch mit Re-"rclcinriclitun-ei? ; verschencs Anscliluf3rolir S
zugeführt wird. An dem Verbiascarm sind die Rohre n befestigt. Die freien Lnden
der Xohre können so -erichtet werden, daß sie bis in dis Gutschicht hineinragen,
d'e sich in cicr Sinterabteifun@-, befindet. Die Verbias,-vrirricütun- ist mittels
an sich bekannter Ein-
| richtungen frei beweglich. io ist die Besciiii:- |
| kungsvorrichtung des Rüstofens. i i ist clic |
| Austragsvorrichtung. 13 sind die Düsest und |
| 14. die Stauringe. Antrieb, Mantel, Ausmaue- |
| rung, Wender. Lagerung u. dgl. des Dreli- |
| rohrofens sind in bekannter Weise ausgebil- |
| det. 15 ist ein beweglicher Schaber, 16 eist |
| Statibabscheider und 17 die Ableitung für |
| die Röstgase. |
| Feines sulhdisciies Erz, z. B. Sclitvefcl- |
| kies, gelangt durch die Aufgabevorriclitung |
| io in den Röstofen. Beim Durchgang durch |
| den Röstofen wird es bis auf einen für die |
| Sinterung ausreichenden Schwefelgehalt, z. B. |
| ,4 bis i2a'o, abgeröstet. Dann erfolgt in der |
| Sinterabteilun- 2 das Körnig- oder Stückig- |
| mache.. des leinen Abbrandes, nolbci die |
| durch die Rohre g eingeblasene, gegebenen- |
| falls vorgewärmte Luft ein sehr weitgehendes |
| Herausbrennen des Schwefels und die für |
| die Sinterung erforderliche Temperatur- |
| erhöhung bewirkt. Das gekörnte oder stückig |
| gemachte Gut verläbt den Ofen durch den |
| Austrag i i. Die Gase der Sintei-ung treten |
| unmittel':ar in der. Dreiirohrofen %iber. Außer- |
| dem wird diesem durch die Düsen 13 an ver- |
| schiedenen Stellen Röstluft in der Weise zu- |
| geführt, daß in der -gesamten I\'cal;tioiiszone |
| des Ofens die für die Rüstung günstigste |
| Temperatur herrscht. aus dem gcsintertcn |
| Gut abgesiebtes Unterkorn kann z. B. durch |
| die Autgabevorrichtung io zusammen mit fri- |
| schem Erz wieder in dein Ofen zurückgeführt |
| werden. Dadurch :-13t sich die Durchsatz- |
| leistung des Ofens noch bis zu einem ge- |
| wissen Grade steigern. |
| In der Vorrichtun, nach Abb.2 ist der |
| Röstofens in der gleichen Weise ausgebilcict; |
| nur fehlt ihm die siliterahteilting alt seilielii |
| unteren Ende. Das Gut gelangt filier citii-cii |
| den Austrag iS aus dem I-',östoie:i unmittel- |
| bar in den Schachtuceii i9, der unter eitlen |
| z. B. als Drehrost ausgebildeten Luftverteiler |
| 2o und eitre austragsvorrichtung 21 besitzt. |
| 22 ist die Luftzu:eitunng, 23 eine Aufgabe- |
| vorrichtung für Rüci;-ut o. d-1. |
| In denn Drelirolirofen 2 wird die Röstung |
| so durchgeführt, da!3 das Gut in lioclierliitz- |
| teni Zustande durch die Einrichtung 18 finit |
| eitieln @cliwefefgchalt voll etu-tt .1 bis 70,0
ilt |
| den Schacht to gelang- In diesem erfolgt |
| die Siuterting tinittels der durch 2o, 22 zttf;#,- |
| führten Luft unter ständigem oder altsat7- |
| weiscm @ustrc#g des -esintcrten Gutes, i. c,- |
| bei die :1tis;ragsvorriciitu;l- 2i z. I3. ans \\as- |
| sertasse ausgebildet ;e:. ia@der die A1>schrcl- |
| kung des gesinterten Gutes erfol-t. hie :11,- |
| gtisc des Sin;erseil@.catec ivcrdcn cntiird#r |
| durch die \-orriclitti:.g iS uninittelhar unten |
| in den Drehrohrotei: eilt; @"lcitct oder es wer- |
| den die Abgase bz,::. ei Teil derselben durch |
die Leitung 2¢ abgeführt, in bekannter Weise gekühlt und dann mittels
an sich bekannter Vorrichtun.gen denDüseni3 desDrehrohrofens oder einecii Tcii derselben
zugelci.et. 'Man kann auch eine Verbindung dieser beiden Gasführungen anwenden.
Unterkorn oder anderes feines, körniges oder stückigcs Gut kann durch die Aufgabevorrichtung
23 fortlaufend in den Schachtofen i9 oder durch die Auf'-gabevorrichtung io in den
Röstofen gegeben werden, oder es wird chargen weise durch iS oder io eingetragen.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß für die Sinterung im Schacht i9 Gut mit geringerem
Schwefelgehalt als in der Sinterabteilung 2 der Einrichtung nach Abb. i verwendet
werden und daß man mit der Sinterung ein I1lagnetischmachen des Gutes nach bekannten
Vorschlägen verbinden kann.
-
Abb.3 zeigt schließlich einen Etagenofen 25, aus dem der hocherhitzte,
noch schwefelhaltige Austrag mittels der' Vorrichtungen 26 in den Schacht i9 gebracht
wird, der im übrigen in der gleichen Weise ausgebildet und auch für die Einführung
zusätzlichen Gutes eingerichtet sein kann wie nach Abb. 2. Die Abgase des Sinterschachtes
können hier ebenfalls als Röstluft benutzt werden, indem sie in bekannter Weise
dem Röstofen an einer geeigneten Stelle oder an mehreren auf seine Höhe und seinen
Umfang verteilten Stellen zugeführt werden.