DE957788C - Vorrichtung zum Rosten und Sintern von sulfidischen Erzen und anderen schwefelhaltigen Materialien - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

M 15796 VIJ 40 a

Zusatz zum Patent 893

Durch das Patent 893 263 ist ein Verfahren, zum Rösten und Sintern von sulfidischen Erzen und anderen schwefelhaltigen Materialien unter Schutz gestellt worden, welches darauf beruht, daß das Rösten bzw. Vor rösten und das Sintern der Materialien, z. B. das Rösten und Sintern vonRohblende, in zwei voneinander unabhängigen Arbeitsgängen, jedoch im gleichen Aggregat durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wird in dem gleichen Aggregat zunächst ein Gemisch von Totröstgut und Vorröstgut erzeugt und dieses Gemisch durch Einblasen von ungeröstetem Material, z. B. Rohblende und Frischluft, anschließend gesintert.

Die sulfidischen Erze, ζ. Β. florierte Zinkblende, werden als feinkörniges Produkt verschiedener Korngröße in einem Luftstrom von konstanter Geschwindigkeit aufgegeben. Die Zinkblendepartikel bewegen sich dann in Abhängigkeit vom Luftwiderstand, der eine Funktion des Teilchenradius ist, unter dem Einfluß der Triebkräfte der Luft und Schwerkraft mit verschiedener Geschwindigkeit im Strömungsfeld in Richtung des oberen Ofenaustrags.

Durch entsprechende Einstellung der Geschwindigkeit der Luftströmung ist es möglich, Teilchen gewisser Größe bzw. Schwere in der Schwebe zu

halten, während Teilchen geringerer Größe bzw. Schwere von der Luft- bzw. Gasströmung mitgerissen und aus der Anlage abgeführt werden. In einem Strömungsfeld variabler Geschwindigkeit wird in dieser Weise eine Klassierung bzw. Sortierung der Teile nach Korngröße bzw. -schwere vorgenommen. In den Teil des Aggregats, in welchem sich das grobe Material in größerer Konzentration angereichert hat, wird alsdann Rohblende und Luft

ίο eingeblasen.

Während der Bewegung durch den Ofen in Richtung des Austrags wird der Blende in größerem oder kleinerem Maße durch Abröstung der Schwefel entzogen; es entsteht eine Mischung von vor- und totgerösteter Zinkblende, deren gröbste Partikel in einer Zone des Ofens durch die Dosierung der Luftströmung in der Schwebe gehalten werden. Wird in diese Zone erneut Rohblende und Luft eingeblasen, so entsteht spontan ein beträchtlicher Tem-

ao peraturanstieg. Wird der Prozeß so geführt, daß die Temperatur vor der Sinterzone bereits die Nähe des Schmelzpunktes des Röstgutes erreicht, so wird durch die weitere Eindüsung von Luft und Rohblende durch den weiteren erheblichen Temperaturanstieg spontan die Sinterung hervorgerufen. Die großen Partikel in der Sinterzone werden durch Annäherung der Ofentemperatur an den Schmelzpunkt der Partikel klebrig und sintern zu gröberen Partikeln zusammen. Der Ofen beginnt sich alsdann mit gröberen Partikeln zu füllen, deren Größe bzw. deren Gewicht nicht mehr eine Entfernung aus dem Ofen durch den Luftstrom bei der eingestellten Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht. Mit zunehmender Anreicherung werden die groben Partikel — das gesinterte Material — unten aus dem Ofen durch ihre gegenseitige molekulare Beeinflussung (hydrostatischer Druck) herausgedrückt und dem Ofen auf diese Weise als fertig gesintertes Material entnommen. Das gesinterte Material bewegt sich hierbei entgegen der Strömungsrichtung der Gase.

Wie gefunden wurde, ist es unter Umständen,

insbesondere bei der Sinterung von Zinkblende zweckmäßig, den Sintervorgang schärfer von dem Röstvorgang zu trennen und in zwei getrennten, an ihren Scheiteln durch ein Rohr miteinander verbundenen öfen genau definierte Zonen für die Vorbzw. Totröstung und für die Sinterung zu schaffen. Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Entfernung des Sintergutes aus der Sinterzone nicht im Gegenstrom, sondern im Gleichstrom durchzuführen, weil alsdann das Sinterprodukt nach Erreichung einer gewissen Korngröße dem Bereich weiterer Sinterung entzogen wird. Dies geschieht in der Weise, daß dem Sinterkorn im Strömungsfeld neben der Erdbeschleunigung ein Impuls erteilt wird, der es relativ zur Gasströmung beschleunigt. Auf diese Weise eilt, noch begünstigt durch den bei hoher Temperatur herabgeminderten Strömungswiderstand, das Sinterkorn der Gasströmung voraus und verläßt die Sinterzone schneller als die noch nicht gesinterten Partikel. Es kann hierdurch die Agglomerierung kleiner Sinterkörner zu größeren Stücken wirkungsvoll verhindert werden, da es mit den beiden öfen möglich ist, genau definierte Temperaturbereiche für die Röstung bzw. Vorröstung, für die Sinterung und für die Abführung des Sinterkornes und des noch nicht vollständig gesinterten Materials zu schaffen. Das letztere Material wird in Zyklonen bzw. elektrischen Gasreinigungsanlagen abgeschieden und in der Vorröstzone zusammen mit der Rohblende wieder aufgegeben und in dieser Weise dem Aggregat erneut wieder zugeführt.

Die Durchführung des Verfahrens in zwei öfen hat vor allen Dingen den Vorteil, Betriebsstörungen dadurch zu vermeiden, daß die Sintertemperatur konstant gehalten werden kann. Die Temperatur läßt sich jederzeit durch das Eindüsen von Rohblende mit Luft in die Sinterzone regulieren, ohne daß sich die Rost- bzw. Vorröstzone und die Sinter- 8c zone gegenseitig ungünstig beeinflussen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist der, daß das Aggregat für große Durchsätze und für gute Röstleistungen relativ klein gehalten werden kann, da sich die Reaktionsgeschwindigkeit in der Sinterzone durch Verwendung besonders hoher Temperaturen steigern läßt. Bei sulfidischen Materialien, z. B. Zinkblende, ist die Sintertemperatur nach oben dadurch begrenzt, daß unter allen Umständen ein beginnendes Flüssigwerden des Materials vermieden werden muß, weil anderenfalls die Neigung zum Zusammensintern der Sinterteilchen zu unerwünscht groben Brocken besteht, die alsdann zur Verstopfung des Düsenschachts und zu Betriebsstörungen führen können.

Neben der Gefahr der Verstopfung des Aggregats wird, auch die Gefahr des Anklebens der Sinterkörner an den Wänden des Aggregats ausgeschlossen, da die Sinterzone so ausgebildet werden kann, daß ein Ankleben des Kornes vermieden wird. Wird das Sinterprodukt kn Gegenstrom bewegt, so wird durch das strömende Gas auf die Sinterkörner eine starke Bewegung übertragen, die dem Zusammenbacken zu größeren Stücken und dem Anbacken an den Wänden des Aggregats Vorschub leisten. Bei Austrag der gesinterten Partikel in Strömungsrichtung lassen sich diese Nachteile vermeiden, weil durch Übertragung eines starken Impulses auf die Teilchen, verbunden mit einer Verlangsamung des strömenden Gases, eine schnellere Entfernung des gesinterten Materials aus der Sinterzone gewährleistet ist.

Unter Umständen können in dem Aggregat gemäß dem Hauptpatent bei Annäherung der Temperatur an den Schmelzpunkt des Sinterproduktes bei manchen sulfidischen Materialien die geschilderten Störungen entstehen, was zur Folge hat, daß das Aggregat, um dies zu vermeiden, nicht bis zur äußersten Grenze seiner Leistungsfähigkeit belastet werden darf. Bei Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunktes des Sinterproduktes kann das Aggregat alsdann labil werden und müßte daher wesentlich unter der Schmelztemperatur des Sinterproduktes betrieben werden.

Die Arbeitsweise mit zwei öfen hat noch einen weiteren Vorteil. Das sogenannte Wirbelschicht-

röstverfahren hat den größen Nachteil, daß durch die sehr intensive Wirbelung das Material im Ofen wie in einer Mühle zerkleinert wird. Die hierbei anfallenden, sehr feinen Stäube lassen sich nur schwer handhaben; sie bereiten z. B. bei der Laugung, bei der Sinterung auf Sintervorrichtungen, aber auch schon beim Transport und bei der Lagerung große Schwierigkeiten.

Durch Arbeiten bei hohen Temperaturen lassen

ίο sich diese: Nachteile bei Durchführung des Verfahrens in zwei öfen vermeiden, da hierbei ganz allgemein eine Vergröberung der Kornstruktur erfolgt. Demzufolge lassen sich die hierbei anfallenden Stäube schon weitgehendst in mechanischen Abscheidern, z. B. Zyklonen, abscheiden, was eine erhebliche Entlastung der elektrischen Gasreinigungsanlage zur Folge hat. Sofern der Austrag aus dem Zyklon dem Prozeß nicht wieder zugeführt werden soll, bietet seine Lagerung und sein Trans-

ao port keine Schwierigkeiten.

Die Erzeugung eines Sinterproduktes in der geschilderten Weise hat darüber hinaus bei der Verhüttung von Zinkblende den Vorteil, daß das gewonnene Sinterprodukt sich für die Verhüttung auf Zink in Muffelofen besonders gut eignet. Seine große Porosität verringert den Diffusionswiderstand im Korn erheblich, so daß beim Muffelverfahren, die Möglichkeit besteht, die Korngröße der Muffelbeschickung herabzusetzen, was reaktionstechnisch erhebliche Vorteile bietet. Die Verwendung eines in dieser Weise erzeugten zinkhaltigen Sinterproduktes verringert die Kosten der Verhüttung.

Die Anwendung von zwei öfen hat weiterhin den Vorteil, daß weniger geeigneten sulfidischen Materialien die etwa auftretende Labilität genommen wird. Erhebliche Temperatursteigerungen schaden dem Aggregat nicht. Seine Führung ist hierdurch gegenüber der Anwendung eines einzigen Ofens außerordentlich erleichtert. Selbst eine vorübergehende Verflüssigung oder das Hervorrufen einer Plastizität des Sinterkorns kann nicht mehr zu Störungen führen, weil die Sinterzone so ausgebildet ist, daß sich grobe Sinterbrocken nicht bilden können. Sollte sich aber durch vorübergehende ungünstige Verhältnisse ein gröberer Sinterblock bilden, so kann auch dieser wegen der großen Dimensionierung des Sinterschachts keinesfalls zu Störungen führen.

Selbst wenn die Partikel infolge zu hoher Temperatur flüssig oder zähflüssig werden, wird eine Tropfenbildung eintreten. Die Flüssigkeitstropfen erstarren wie in einem Kugelgieß turm im unteren Teil der Sinterzone irrfolge der in dieser herrschenden niedrigen Temperatur zu einem festen Sinterkorn.

Das Aggregat gemäß der Erfindung besteht aus zwei voneinander getrennten öfen I und II. In den Schacht des Ofens I wird bei 4 das schwefelhaltige, abzurostende bzw. später zu sinternde Material mit Luft eingedüst, welches im Schacht 2 vor- bzw. totgeröstet wird. 3 dient als Reaktions- bzw. Nachreaktionskammer, während sich im Aggregat des Hauptpatents hier die Sinterung vollzog. Bei 7 wird weiteres Material eingeblasen und hierdurch im oberen Teil des Aggregats eine Temperatur von etwa iooo⁰ und mehr erzeugt. Diese Temperatur muß, je nach der Herkunft des Materials, so eingestellt werden, daß das Material nicht oder nur im geringen Umfange sintert. Soweit gesintertes Material in diesem Teil des Aggregats erzeugt wird, fällt es durch den Schacht 2 und 1 und wird bei 1 durch eine Schleuse abgezogen. 5 und 6 sind Kühlrohre zur Abführung der überschüssigen Reaktionswärme. Sofern eine übermäßige Reaktionswärme an einer Stelle bei der Reaktion nicht entsteht, kann hier die Kühlung weggelassen werden.

Das auf diese Weise vor- bzw. totgeröstete Material wird durch das Verbindungsrohr 8 von dem Ofen I in die düsenartige Erweiterung 9 des Ofens II eingeführt. Gleichzeitig wird durch eine der Vorrichtung 7 entsprechende weitere Einblasvorrichtung 14 erneut Rohblende mit Luft in 9 eingeblasen. Es entsteht alsdann sofort eine erhebliche Temperatursteigerung, wodurch die noch nicht totgeröstete Blende nunmehr totgeröstet und bis in die Nähe des Verflüssigungspunktes bzw. bis zur Verflüssigung erhitzt wird.

Um gute Ausbeuten zu erzielen, muß der öffnungswinkel der Düse 9 den besonderen Verhältnissen angepaßt werden. Zur Aufrechterhaltung hoher Temperaturen in der S inter kammer 10 können während der Zeit des Anlassens des Ofens größere Mengen und während des Betriebes kleinere Mengen Blende zusätzlich durch weitere Düsen 14 in die Sinterkammer 10 eingeblasen werden. Der Teil des Aggregates, in dem sich das Sintern vollzieht, kann ebenso wie die Röstkammer 3 eckig oder rund ausgebildet werden. Um ein Ansetzen des Sinterproduktes zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Ofenmantel konisch bzw. sich nach unten hin erweiternd auszuführen. An die Sinterkammer schließt sich der Teil 11 an, aus dem die Gasströmung wieder nach oben geleitet wird.

Der Strömungskanal von 11 ist nach unten offen. Durch Zentrifugal- und Schwerkräfte wird das Material in den Vorbunker 12 ausgetragen und durch eine Schleuse entfernt. Das nicht gesinterte Material wird anschließend durch den Kanal 15 in einem Zyklon und einer elektrischen Gasreinigungsanlage abgeschieden und kann dem Prozeß durch Einmischen in die Rollblende wieder zur Sinterung zugeführt werden.

13 ist eine Kühlvorrichtung für die Wände der Düse 9. Die Kühlung kann bei· solchen Materialien, die nicht zum Anbacken neigen, gegebenenfalls fortfallen.

Die beiden öfen I und II des Aggregats lassen sich auch in einem Aggregat zusammenfassen. In diesem Fall ist der eckigen Form der Vorzug zu geben. Das Aggregat besitzt dann die Form eines hochgestellten Quaders, der durch eine etwa diagonal verlaufende, kühlbare Trennwand in zwei Kammern aufgeteilt ist, die diese Trennwand gemeinsam haben. Die* eine Kammer (die Röstkam- mer) erweitert sich alsdann nach oben hin ständig;

die andere verjüngt sich nach oben entsprechend. Diese gemeinsame Trennwand gestattet, die überschüssige Wärme der Sinterzone zum Teil zum Vorwärmen der Gase in der Röstzone zu verwenden.

Das Aggregat läßt sich auch zur Vor- bzw. Totröstung in dieser Form verwenden. Die Arbeitsweise ist dann insofern eine andere, als die Eindüsung von Rohblende in die obere Sinterzone ίο unterbleibt. Die Sinterzone dient dann lediglich als Nachröst- und Staubabscheidekammer.

Claims (2)

1. PATENTANSPKOCHE:

   i. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Rösten und Sintern von sulfidischen Erzen, z. B. von Zinkblende und von anderen schwefelhaltigen Materialien gemäß Patent 893 263, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus zwei getrennt voneinander ao angeordneten, an ihren Scheiteln durch ein

   Rohr (8) miteinander verbundenen öfen (I, II) besteht, wobei der erste, zur Erzeugung einer Mischung von vor- und totgeröstetern Gut dienende Ofen (I) mit Einblasdüsen (4, 7) und Kühlrohren (5, 6) versehen ist und der zweite, zum Sintern des gerösteten Gutes bestimmte Ofen (II) Einblasdüsen (14) und eine mit einem Kühlmantel (13) versehene düsenförmige Erweiterung (9) besitzt, an welcher sich eine nach unten erweiternde Sinterkammer (10) anschließt, die mit einem zu einem Zyklon und einer elektrischen Gasreinigungsanlage führenden Leitung (15) versehenen Strömungskanal (11) verbunden ist, unter welchem sich ein Vorbunker (12) nebst gasdichter Austragsschleuse befindet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden öfen (I, II) zu einem mit einer kühlbaren Trennwand versehenen Aggregat vereinigt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 528/472 5.56 (609 782 X. 57)