EP0039035B1 - Vorrichtung zum Entfernen einer auf einem Bad befindlichen Fluidschicht - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen der auf einer Schmelze, insbesondere einer Bleischmelze bei der Raffination, schwimmenden Schlackenschicht aus einem Schmelzgefäß mit einem in die Schlackenschicht horizontal eintauchenden mechanischen Schneckenförderer.
• Bei zahlreichen Verfahren finden in einem Elektrolyten, Reaktionen mit im Vergleich zum Bad spezifisch leichteren Reaktionsprodukte statt. Derartige Reaktionsprodukte sammeln sich in einer Fluidschicht aus einer flüssigen, pastösen oder pulverförmigen Masse auf der Badoberfläche und müssen von Zeit zu Zeit oder auch kontinuierlich entfernt werden. So entstehen bei der pyrometallurgischen Raffination von Werkblei im Schmelzkessel die verschiedensten Reaktions- bzw. Zwischenprodukte, beispielsweise feste Bleikupfermischkristalle beim Grobentkupfern durch Seigern und Kupferabhub, im wesentlichen aus Kupfer- und Bleisulfid, beim Feinentkupfern mittels Schwefel, Zinnabstich beim Entzinnen durch selektive Oxydation mittels Luftsauerstoffs oder chlorhaltiger Reaktionsprodukte, Arsenabstrich bzw. -krätze beim Entarsenieren und Antimonabstrich beim Entantimonieren mittels Ätznatron und Salpeter.
• Die pulverförmigen oder flüssigen, in jedem falle aber fluiden Reaktionsprodukte sind zumeist mehr oder minder stark mit Bleitröpfchen durchsetz und müssen sorgfältig von der Badoberfläche entfernt werden. Das geschieht nach bisheriger Praxis mit Hilfe von rechenartigen Ziehhölzern oder mittels Lochkellen, die ein Abtropfen des in den Reaktionsprodukten enthaltenen Bleis erlauben und die Bleiverluste gering halten sollen.
• Besondere Schwierigkeiten ergeben sich beim Entfernen von Reaktions- und Zwischenprodukten daraus, daß damit häufig eine erhebliche Gefährdung des Personals durch Staub, Hitze und giftige Abgase verbunden ist. Dies gilt insbesondere für die Bleiraffination, die ein möglichst vollständiges Absaugen aller Bleidämpfe und -stäube erforderlich macht. Das ist jedoch während des Entfernens der Reaktionsrpodukte wegen der notwendigen Zugänglichkeit der Badoberfläche äußerst schwierig und insbesondere mit einem erheblichen Luftzutritt zur Schmelze verbunden. Das erfordert eine höhere Gebläseleistung und führt zu einer vermehrten Bleioxydation und demgemäß zu erhöhten Bleiverlusten sowie einer höheren Belastung der Abgasreinigung.
• Bekannt ist es auch, bei metallurgischen Mehr-Schlacken-Verfahren zum möglichst weitgehenden Entfernen einer Schlacke vor der Aufgabe neuer Schlackenbildner pneumatische Abschlackvorrichtungen einzusetzen. Diese bestehen üblicherweise aus einem Rohr mit einem T-Stück am einen Rohrende. Das T-Stück ist unterseitig mit einer Lochreihe versehen, durch die Druckluft austritt und die Schlacke in Richtung der Konvertermündung treibt. Eine derartige Vorrichtung eignet sich allenfalls für das Entfernen flüssiger und insbesondere ungiftiger Reaktionsprodukte; sie ist beispielsweise für das Entfernen der Reaktionsprodukte aus der Bleiraffination schon alleins wegen des damit verbundenen hohen Staubanfalls und des Entstehens giftiger Dämpfe nicht geeignet.
• Aus der DE-B- 25 20 370 ist es bereits bekannt, eine Schmelze mit Hilfe eines punktförmig in die Schlackenschicht hineinragenden Becherwerks zu entschlacken. Da es sich jedoch um ein allseits offenes Becherwerk handelt, kommt es angesichts der beim Entschlacken in starkem Maße bewegten Schlacke und Schmelze zu einer erheblichen Umweltbelastung. Außerdem lassen sich bei einem derartigen Abschöpfen der Schlacke erhebliche Metallverluste nicht vermeiden.
• Ähnlich umweltbelastend ist eine aus der US-A-3 923 499 bekannte skimmeratige Absaugvorrichtung, die mit ihrer Eintrittsöffnung teilweise in die Schlackenschicht eintaucht und bei der die Schlacke mechanisch oder pneumatisch in die Eintrittsöffnung bewegt sowie alsdann abgesaugt wird.
• Die vorstehenden unerwünschten Einflüsse liegen auch bei dem aus JP-A-52-133-004 bekannten, um eine horizontale Achse rotierenden Schnecken - bzw. Schrauenförderer vor, der zum Transport bzw. zum Skimmen oder Entfernen von oberflächennahen Schlacken- bzw. Fluidschichten ohne Abschirmung, wie beispielsweise ein den Schneckenförderer einschließendes Gehäuse, in die Schicht eintaucht und diese umwälzt.
• Schließlich ist es aus der US-A- 3 447 683 bekannt, zum Entschlacken einen konischen oder zylindrischen Schneckenförderer mit einer horizontalen oder einer geneigten Rotationsachse zu benutzen, dessen Schneckengänge schraubenförmig nach einer Seite konisch auslaufen. Der Schneckenförderer wird teilweise von einem konischen oder zylindrischen Gehäuse eingeschlossen, dessen beide Stirnseiten als Ein-und Austritt der Schlacke völlig offen sind. Der tief in die Schmelze eintauchende Schneckenförderer erfaßt die von Rührwerken zugeführte Schlacke und fördert diese zu dem aus dem Schmelzgefäß heausgeführten Ende des Gehäuses.
• Hierbei gelangt ein unangemessen hoher Anteil des eigentlichen Bades mit in die Schlacke.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entfernen der auf einer Schmelze, insbesondere einer Bleischmelze bei der Raffination schwimmenden Schlackensicht, mit einem mechanischen Abförderer zu schaffen, die nicht nur zuverlässig, sondern auch besonders umweltfreundlich arbeitet und mit geringen Wertstoffverlusten verbunden ist.
• Diese Aufgabe löst bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß ein geschlossenes Förderergehäuse mit einem zweistufigen, einen geneigten Übergang aufweisenden Trogboden, dessen untere Stufe innerhalb und dessen obere Stufe außerhalb des Raffinationsgefäße liegen, eine im Boden der unteren Gehäusestufe befindliche Eintrittsöffnung und eine seitliche Austragöffnung der oberen Gehäusestufe für die Schlackenschicht, wobei die untere Gehäusestufe mit det Eintrittsöffnung gezeilt in die Schlackenschicht eintaucht, sowie eine im Gehäuse angeordnete Förderschnecke, die im Bereich zwischen der Austragöffnung und der Wand des Schmelzegefäße einen kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich zwischen der Eintrittsöffnung und der Wand des Schmelzegefäßes.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• Fig. einen Vertikalschnitt durch einen Schmelzkessel zum Raffinieren von Werkblei mit einem erfindungsgemäßen Abförderer und
• Fig.2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1.
• In einem beheizten Schmelzkessel 1 befindet sich eine Werkbleischmelze 2 mit einer aus fluiden Reaktions- bzw. Zwischenprodukten bestehenden Fluidschicht 3. Der Schmelzkessel 1 ist mit einer Haube 4 abgedeckt, von der ein Absaugstutzen 5 zu einer nicht dargestellten Gasreinigung führt. Die Abdeckhaube 4 ist mit einer Traverse 6 versehen, in der ein von einem Motor 7 angetriebenes, in seiner Drehrichtung wandelbares Rührwerk 8 mit einer Rührwelle 9 und Rührflügeln 10 gelagert ist. Das Rührwerk 8 durchragt eine Traversen- bzw. Haubenöffnung 11, durch die sich mittels einer Metallpumpe auch der Kessel 1 entleeren läßt.
• Ein Schneckenförderer 12 durchragt die Abdeckhaube 4 und taucht unterseitig geringfügig in die Fluidschicht 3 ein; er besteht aus einem Gehäuse 13 und einem gestuften Boden bzw. Trog. Der Boden besteht aus einer unteren, in die Fluidschicht 3 eintauchenden Stufe 14, einem Übergang 15 und einer außerhalb des Raffinationsgefäßes 1 liegenden oberen Stufe 16. Im Bereich der Stufe 14 besitzt der Boden eine Eintrittsöffnung 17 und im Bereich der oberen Stufe 16 eine Austragöffnung 18, unterhalb derer ein Transportgsfäß 19 für die abgeförderten Reaktionsprodukte angeordnet ist. Der Schneckenförderer 12 ist auf Hubstempeln 20 höhenverstellbar angeordnet, um die Eintauchtiefe der unteren Gehäusestufe 14 verändern zu können und durch sorgfältiges Einstellen die Bleiverluste gering zu halten. Eine in zwei Wälzlagern 21, 22 gelagerte Welle 23 wird von einem Motor 24 über einen Kettentrieb 25 angetrieben und trägt eine bandförmige -Förderschnecke 26 mit einer Großdurchmesserstufe 27, einer Übergangsstufe 28 und einer Kleindurchmesserstufe 29.
• Mit Hilfe des Rührwerks 8 wird die Fluidschicht 3 in Richtung auf die Eintrittsöffnung 17 des Schneckenförderers 12 getrieben. Da die Eintrittsöffnung 17 des Schneckenförderers 12 in der Fluidschicht liegt, bewegen die Windungen der Großdurchmesserstufe 27 die Reaktionsprodukte der Fluidschicht 3 aus den Bereich der Eintrittsöffnung über den Gehäuse- bzw. Trogboden 14, 15 und 16 in Richtung auf die Austragöffnung 18. Dabei werden die Reaktionsprodukte über den Kesselrand gehoben und gelangen intermittierend oder kontinuierlich in das Transportgefäß 19. Auf diese Weise lassen sich ohne jede Belastung des Bedienungspersonals und ohne die Gefahr einer stärkeren Bleioxydation durch zusätzliche Falschluft praktisch automatisch die fluiden Reaktionsprodukte von der Badoberfläche entfernen. Soweit dabei giftige Gase und Dämpfe anfallen, werden diese über den Absaugstutzen 5 abgesaugt und schließlich abgeschieden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Entfernen der auf einer Schmelze, insbesondere einer Bleischmelze bei der Raffination, schwimmenden Schlackenschicht aus einem Schmelzgefäß mit einem in die Schlackenschicht horizontal eintauchenden mechanischen Schneckenförderer, gekennzeichnet durch ein geschlossenes Förderergehäuse (13) mit einem zweistufigen, einen geneigten Übergang (15) aufweisenden Trogboden, dessen untere Stufe (14) innerhalb und dessen obere Stufe (16) außerhalb des Raffinationsgefäßes (1) liegen, einen im Boden unteren Gehäusestufe (14) befindliche Eintrittsöffnung (17) und eine seitliche Austragöffnung (18) der oberen Gehäusestufe (16) für die Schlackenschicht (3), wobei die untere Gehäusestufe (14) mit der Eintrittsöffnung (17) gezielt in die Schlackenschicht (3) eintaucht, sowie durch eine im Gehäuse (13) angeordnete Förderschnecke (26), die im Bereich zwischen der Austragöffnung (18) und der Wand des Schmelzgefäßes (2) einen kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich zwischen der Eintrittsöffnung (17) und der Wand des Schmelzgefäßes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenförderer (12) auf Hubstempeln (20) höhenverstellbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenförderer (12) verfahrbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß (1) mit einer Abdeckhaube (4) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (4) und/oder das Förderergehäuse (13) mit einem Abzug verbunden ist.

Images