DK150288B - Ovn til metaludvinding - Google Patents

Description

150288

Opfindelsen angår en ovn til udvinding af metaller.

Tidligere blev der til metaludvinding anvendt flertrinsapparater, som krævede store investeringsom-5 kostninger.

Til fremstilling af jernmetaller kendes et enkelttrinsapparat, der er sammensat af en reaktor med cylindrisk omrids, hvilken reaktor er monteret lodret og roteres med høj hastighed omkring dens geometriske akse, og 10 med et afløbshul gennem dens bundvæg.

Ydelsen af en sådan reaktor er efterfølgende blevet forøget ved hjælp af en særlig anbringelse af de ifyldte produkter, som skitseret i italiensk patentbeskrivelse nr. 919.714.

15 Således indføres reduktionsmidlet, der kan være koks eller kul, og ertsen ikke længere i reaktoren i form af en blanding, men i skiftende lag, idet det lag, der er nærmest ved reaktorvæggene, består af koks, og det tilgrænsende lag består af erts osv., fremskridende mod reakto-20 rens geometriske akse. Dette er sket for at muliggøre styring af koksets (eller kullets) dobbelte rolle, dvs. forbrænding og reducerende virkning.

Den type apparat besidder, bortset fra, at det kun kan anvendes til jernholdige materialer, et antal 25 ulemper.

En alvorlig ulempe er den høje omdrejningshastighed, mere end 100 opm., der samtidig med reaktorens størrelse giver anledning til vanskelige tekniske problemer, der kun kan overvindes med høje investeringsom-30 kostninger og driftsomkostninger.

Reaktorens fyldning, i skiftende lag, har ulemper, der er forbundet netop med selve fyldningen. Det er besværligt, til ethvert tidspunkt og under alle betingelser, at anbringe materialerne i ovenpå hinanden liggende 35 lag.

Derudover lykkedes det aldrig pålideligt at regulere den varmemængde, der stod til rådighed til smeltning af ertsen og til at udføre de pågældende reaktioner.

150288 2

Fra tysk offentliggørelsesskrift 22 59 219 kendes en højtemperaturovn, som består af en om en lodret akse drejelig ovnkappe med ildfast udforing med tilnærmelsesvis parabolsk facon, og som er egnet til smeltning af 5 glas, keramiske materialer, erts og metalholdige slagger, såvel som til carbo-termiske reduktioner ved forhøjet temperatur. Opvarmningen sker ved hjælp af en i ovnrummet indført plasmalanse. Den i ovnen værende smelte danner et væskelag på ovnvæggene til beskyttelse af den 10 ildfaste beklædning, hvilket kræver en temmelig stor rotationshastighed for ovnen. For at de derved optrædende kræfter kan optages sikkert, er en sådan ovn temmelig kompliceret i opbygningen, og det er vanskeligt at stabilisere en således dannet ovnbeholder ved den store om-15 drejningshastighed.

Fra britisk patent 1 535 167 kendes en digel med en indre ildfast beholder, som er åben i den ene ende, og som omfatter en foruddannet hul øvre ende og lavere koaksiale dele, idet den nedre del har en åbning i basis, 20 hvorigennem der kan tappes smeltet metal. Denne digel er udelukkende beskrevet som egnet til udførelse af alu-minotermiske reaktioner, specielt i forbindelse med anvendelse af "Thermit". Diglen er ikke anbragt roter-bart, og den vil som følge af sit anvendelsesformål ud-25 føres med relativt små dimensioner. En digel af denne art kommer ikke i betragtning ved udvinding af metaller.

Fra britisk patentskrift 789 101 kendes en beholder til anvendelse ved metallurgisk behandling af jernholdige materialer med en gas. Den kopformede beholder 30 roterer så hurtigt, at det smeltede metal kun dækker koppens sider og først når rotationshastigheden nedsættes løber ud gennem et hul i dens bund. Til beholderens indre er ført rør til tilførsel af det jernholdige metal, der skal behandles, samt et rør til indførelse af en gas, 35 f.eks. oxygen. Også en sådan beholder kræver selvsagt en stor omdrejningshastighed, og den vil være uegnet til processer, ved hvilke metaller udvindes fra erts.

En tilsvarende beholder kendes fra britisk patent- 150288 3 skrift 979 605. Også denne beholder er beregnet til en raffineringsoperation, ikke til en metaludvinding. Beholderen har i det væsentlige cylindriske vægge, men iøv-rigt gælder også for denne beholder det i forbindelse med 5 britisk patentskrift 789 101 anførte.

Det har nu vist sig, at man med en ovn af den i krav 1's indledning anførte art, hvilken ovn er ejendommelig ved det i krav 1's kendetegnende del anførte, kan nedsætte rotationshastigheden, i forhold til hvad der 10 kræves til den fra tysk fremlæggelsesskrift 22 59 219 kendte ovn, og tilpasse arbejdsbetingelserne således, at de ovennævnte problemer med de kendte ovne elimineres.

Ved ovnen ifølge opfindelsen er der ingen problemer med at opnå en tilfredsstillende varmefordeling, og 15 at opnå de til de ønskede reaktioner krævede fysisk-ke-miske betingelser.

Til beskrivelse af ovnen henvises til fig. 1 og 2 på tegningen.

Ovnen har keglestubform og er sammensat af et el-20 ler flere keglestubformede legemer; disse kan eventuelt være erstattet af den indre (eller ydre) omhyllende kurveoverflade, idet reaktoren er anbragt med sin geometriske akse lodret og roteres omkring denne akse 1. En sådan reaktor består af et metallisk hus 2 med en indre 25 ildfast foring 3.

Rotationshastigheden og vinklen 4 mellem frem- -bringerne for de keglestubformige legemers indre flader og deres omhylningskurver og lodret er således, at den påfyldte faste fase fra et dynamisk standpunkt 30 forbliver i ligevægt under den samtidige virkning af vægten, de inertielle rotationskræfter og friktions-kræfterne, der opstår ved indervæggende, hvorimod den flydende fase, der dannes under behandlingen, løber ned mod reaktorbunden, hvorigennem der er udformet et 35 afløbshul 5.

Den indre diameter af den største grundflade for reaktoren kan vælges i området fra 1 til 10 meter, og den tilrådes fortrinsvis mellem 2 og 6 meter, hvor- 150288 4 imod den indre diameter af den mindste grundflade er fra 0,2 til 1 meter.

Diameteren af afløbshullet kan være fra 5 til 100% af den indre diameter af den mindste grundflade 5 afhængigt af det forventede afløb fra anlægget.

Vinklen mellem frembringerne . og lodret kan vælges i området fra 10 til 60°. I tilfældet af en reaktor bestående af flere keglestubbe eller den omhyl-lende kurveoverflade må frembringerne . og deres 10 tangenter ikke have en gensidig hældning på over 30°.

Rotationshastigheden for det koniske legeme bør være mellem 10 opm og 80 opm.

Der angives endvidere fra 2 til 4 rør eller dyser 6, 7, hvis ender åbner i reaktorens indre 15 og med en passende hældning, hvilke rør anvendes både til tilføring af materiale og tilføring af brændstof. Rørene kan forskydes lodret og kan om ønsket holdes stationære. Gennem en eller flere blæserør 8 (hvis antal højest er 4), der i det væsentlige er 20 parallelle med frembringerne . for reaktorens indre overflade,eller nærmere gennem radiale perforeringer 9 derpå udformet gennem rørvæggene og fortrinsvis i lige stor afstand fra hinanden blæses luft og/eller oxygen kontinuerligt. Disse gasser kan eventuelt være 25 forvarmede. Luft kan være beriget med oxygen. Forbrændingshjælpemidlets (luft, oxygen) hastighed har en centrifugal radial komponent og en tangential komponent i forhold til vejen af træffepunktet på væggen, der stemmer overens med bevægelsesretningen, så det 30 ikke forstyrrer de dynamiske betingelser for den ladning, der er til stede i reaktoren, såvel flydende som fast.

Endelig findes et centralt rør 10 til tilføring af yderligere forbrændingshjælpemiddel beregnet til adskillige anvendelser, såsom som til afbrænding af 35 det dannede carbonmonoxid.