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Anlage zur unmittelbaren Gewinnung von Kupfer aus Erzen und sonstigen
Rohstoffen Durch den steigenden Bedarf an Kupfer hat.sich ein solcher Absatzmarkt
eingestellt, daß durch den Flotationsprozeß selbst arme Kupfererze nutzbar gemacht
werden konnten und die chemisch-metallurgischen Prozesse entsprechend vervollkommnet
wurden.
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Diese Veniolikommnungen führten vor allen Dingen zur Stillegung des
Wassermantelschachtofenbetriebes, nachdem sich die langen Gnoßherdflammöfen allgemein
an ihrer Stelle auf den Großhütten eingeführt hatten.
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Mit dieser Entwicklung hat jedoch die bauliche Ausbildung der Ofen
vielfach nicht gleichen Schritt gehalten. Insbesondere weisen z. B. gerade diese
Herdöfen, sowohl, was ihre Instandhaltung als auch den. Betrieb und die Beschickung
betrifft, große Schwächen auf. Schon die Inbetriebnahme eines solchen großen Ofens
ist umständlich; durch Ausdehnen und Schwinden bei häufigem In- und Außerbetriebsetzen
wird die Lebensdauer wesentlich verkürzt. Das Zustellen, Isolieren, Beheizen, der
Unterhalt der großen Flachgewölbe usw. erfordern große Fachkenntnisse und viel Zeit
und Geld, wenn die Erzeugung in .der gewünschten Höhe. gehalten werden soll.
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Das Abstechen des Kupfersteines ist nicht ungefährlich und das Abziehen
der Schlacke eine große Belästigung für die Arbeiter. Dazu kommen die Schwierigkeiten
des Kupfersteintransportes in Pfannen und die überführung desselben mittels -elektrischer
Kräne in die basischen Konverter sowie ferner Schwierigkeiten beim Anpassen der
Temperatur des Steines für die Konverterchargen.
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Berücksichtigt man ferner, daß die Durchführung des Manhesverblaseverfahrens,
so gut es auch wissenschaftlich ausgebildet ist und vervollkommnet ist, in basischen
Konvertern teuer und empfindlich ist, daß ferner die gesetzlich geforderte Unschädlichmachung
bzw. schwierige Ausnutzung der schwefligsäurehaltigen Konvertergase ein wunder Punkt
solcher Anlagen ist, so ergibt sich, daß infolge der neuen Betriebsunterteilung
in absatzweise wirkenden Apparaten die moderne Kupfermetallurgie mit Anlagekosten
zu rechnen hat, die sehr belastend auf den Preis des Enderzeugnisses wirken.
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Diese Nachteile zu vermeiden, ist die vorliegende Erfindung bestimmt.
Dieselbe besteht in einer in einem ununterbrochenen Arbeitsgang arbeitenden Vorrichtung,
die einfacher und leichter im Betrieb zu behandeln ist als die bekannten, und dabei
größere Wärme- und Kraftausnutzung als jene und daher eine .entsprechende Verbilligung
der Gestehungskosten gewährleistet.
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Die Erfindung-ist an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise
schematisch erläutert, wobei Abb. r einen Längsschnitt und Abb,2 eine Draufsicht
darstellen.
Die entsprechend zerkleinerten Erze oder Flotationskonzentrate
und sonstigen Erzeugnisse werden in die Vortrommeln V1, V., V:; in .an sich bekannter
Weise aufgegeben und unterliegen in denselben der oxydierenden Wirkung der die Trommeln
durchziehenden Br,-nngase. Die Beheizung erfolgt mittels fahrbarer Heizkammern q.
und Kbhlenstaubbrennern 5. Die mittlere Vortrommel besitzt einen Doppelmantel, durch
den die Zuschläge und das Reduktionsmaterial geführt werden. Am Auslauf der schräg
liegenden Vortrommeln sind Kipptröge 12 angeordnet, aus denen das Gut durch eine
Rinne 13 in die Reaktionstrommel z¢ übergeführt wird. Die Vortrommelausläufe sowohl
als auch der Einlauf der Reaktianstrommel 14 sind von einem Ofenkopf umschlossen,
der mit den Heizkammern eins Abhitzekessels 22 in Verbindung steht. An den Abhitzekessel
ist der Luftvorwärmer 23 angeschlossen, der die hocherhitzte Zweitluft für die Kohlenstaubbrenner
liefert. Unterhalb der Kesselzüge des Abhitzekessels sind Staubsäcke vorgesehen,
eine Fördervorrichtung 24. bewirkt das ständige Herausschaffen des Flugstaubes in
Förderwagen. Diese Stäube werden in den Außenmantel der mittleren Vorrösttrommeln
aufgegeben.
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Die Ofengase werden nach Durchziehen des Lufterhitzers 23 einer Elektrofilteranlage
und der Schwefelsäurefabrik zugeführt. Die Reaktionstrommel 14 ist am Auslauf mit
einer erweiterten Konverterschmelzkammer 15 versehen, an diese schließt sich eine
kohlenstaubgefeuerte Heizkammer und Sammler 16 an. Sowohl die Xonverterschmelzkammer
als auch die Heizkammer 16 sind zwecks leichter Ausweehsel.ung fahrbar gemacht.
Der Sammler r 6 ist mit einer gekühlten Schnauze 18 versehen, aus der die
reiche Raffinierschl,acke abgezogen wird und aus der das Ausgießen des vorraffinierten
Kupfers auf ein Anodenformband oder Blockformband erfolgt.
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Die Drehöfen und die Reaktionstrommel sind derart gekuppelt, daß die
in den Vortrommeln auf etwa 5 bis 6% Schwefel vorgeröstete Beschickung selbsttätig
und unmittelbar in den zur weiteren Reduktion bestimmten Drehröhrofen übergeführt
wird. Die Behandlung in diesem neuartigen Ofen ist derart, daß der nicht erweiterte
Teil zur Entschwefelung und Vorschmelzung und der erweiterte zum Schmelzen, Verblasen,
Entschlacken und weiterer Reduktion unter Schwarzkupferbildung ausgenutzt wird.
Die Vortrommeln, die Reaktions- und Reduktionstrommeln sind übereinander angeordnet.
Der Auslauf der Vortrommeln liegt unmittelbar über dem Einlauf der Reduktionstrommeln,
dabei werden Aus- und Einlauf von einem gemeinsamen Ofenkopf umfaßt, in welchem
die gemeinsamen überführungs- und Beschikkungsvorrichtungen 1a und 13 vorgesehen
sind, so daß die Möglichkeit besteht, die gesamte Abhitze in einem Abhitzekessel
als ' Dampf zurückzugewinnen.
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Eine der Vortrommeln, zweckmäßigerweise die mittlere, wenn drei Trommeln
angewandt werden, ist als konzentrischer Doppelzylinder ausgebildet, dergestalt,
daß durch den Innenraum das Röstgut und durch den Außenmantel die Zuschläge gegeben-2nfalls
in Mischung mit Zwischenerzeugnissen unter entsprechender Erwärmung geführt werden.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt in den durch Kohlenstaubbrenner befeuerten
Vortrommeln eine Abröstung des Gutes bis auf 5 bis 60 t, Schwefel., das zusammen
mit den erwärmten Zuschlägen und Feinkoks als Reduktionsmittel selbsttätig aus den
Vortrommeln in die Reaktionstrommel übergeführt wird. Unter der Einwirkung der sog.
Nachverbrennungsvorgänge der Kohlenstaubfeuerung in langen Drehrbhröfen tritt im
nicht erweiterten Teil eine weitere Verringerung des Sch,#vefelgehaltes und Anschmelzen
und Teigigwerden der Beschickung ein. Nunmehr tritt das Gut in den konverterartig
ausgebildeten Teil ein. Ist genügend reicher Stein angesammelt, so bringt man die
Düsen in Blasstellung. Es finden alsdann die nachfolgenden chemischen Vorgänge hintereinander
statt: I. FeS ;-30 -Fe0+SO.,, 2. Cu.-, S -E- 3 O -"Cu.= 0 -f-- S O.= , 3. 2 Cu.,
0 + Cu., S - 6 Cu -E- S O#, , q.. Fe 0 -f- Si 0., =Fe0Si0.=,
5. 2 Cu.=0 -f- Si0_ -E- 2 FeS = 2 Cu_ S ;- 2 Fe O SW_ . Das metallische Kupfer sinkt
im Bade zu Boden, und nachdem durch entsprechendes Drehen durch den verschließbaren
Auslauf in bekannter Weise entschlackt wurde .(arme Schlacke zur Halde, reiche Schlacke
zurück in das Verfahren), dreht man den Konverter so, daß durch einen seitlich ausgesparten
Kanal das Schwarzkupfer in den Sammler abfließt, der gleichzeitig als Brennkammer
der Staubkohlenfeuerung dient. In diesem Sammler wird der Kupferoxydulgehalt durch
Polen eingestellt, dann durch Abziehen üntschlackt und darauf das so vorraffinierte
Kupfer auf einem vorbeiführenden Gießband zu Anodenplatten vergossen.
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Aus diesen Vorgängen ist ersichtlich. daß im Betriebe die zum einfachen
Auslauf gewordene frühere Konverterhaube geschlossen ist und die großen frei werdenden
Wärmemengen der zum weitaus größten Teil exotherm verlaufenden Reaktionen dem Reaktionsdrehofen
bzw.
dem Abhitzekessiel zugute kommen; ferner ist hervorzuheben, daß, wo zur Erwärmung
der Auskleidung und für deren Wärmeausstrahlung mehr Wärme nötig ist, als die Reduktionswärme
bei der Schlakkenbil.dung liefert, die Kohlenstaubfeuerung in dem zweiten Blaseabschnitt
ausgleichend wirkt; da kein Stein. abzustechen ist, werden dabei sämtliche Wärmeverluste
vermieden. Da an der geschlossenen Haube keine Falschluft mehr angesaugt wird, kann
damit gerechnet werden, daß .die Gase mindestens mit 14 Volumprozent S02 zur H2
S O¢-Herstellung gelangen und nicht bloß wie früher mit 7 bis 8%.