FI56857C - Saett och anordning foer raffinering av smaeltor med ett pulverformigt fast material och/eller gas - Google Patents

Description

R5F71 [B] (11)KUULUTUSJUUKAISU C g fig 7 jGBTa lJ ' * UTLÄGGNI NGSSKRIFT ΟΌΟΌ/ ijfäSf C (45) Patentti myin.·, tty 10 04 1930 , Patent cocidel-it V ^ (51) Kv.lk.f/lnt.CI.( C 21 C 7/00 SUOMI —FINLAND (21) P.t.n«lh»k.n*j« —P«t.nt*»eknlnx 7719*t7 (22) HalcamlipUvi — Antttknlnpd>g 21.06.77 (23) Alkupltvt—Glklghatsdag 21.06.77 (41) Tullut JulklMksI — Bltvlt offamllg 22.12.7d

Patentti- ja rekisterihallit.» Nthavik.ip.non „ kuulan pv*.-

Patent* och ragistarstjrralsan ' Amektn utltgd och utl.*itrift.n publlcmd 31.12.79 (32)(33)(31) Pyydetty Muoikw.—B«fird prloritet (71) Outokumpu Oy, Outokumpu, FI; Töölönkatu U, 00100 Helsinki 10,

Suomi-Finland(FI) (72) Matti Elias Honkaniemi, Tornio, Helge Johannes Krogerus, Pori,

Launo Leo Lilja, Pori, Juho Kaarlo Mäkinen, Pori, John Henrik Relander, Tornio, Frans Heikki Tuovinen, Ulvila, Suomi-Finland(Fl) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Tapa ja laite sulien raffinoimiseksi jauhemaisella kiintoaineella ja/tai kaasulla - Sätt och anordning för raffinering av smältor med ett pulverformigt fast material och/eller gas Tämä keksintö kohdistuu tapaan ja laitteeseen sulien raffinoimiseksi jauhemaisella kiintoaineella ja/tai kaasulla, jolloin jauhemaista kiintoainetta ja/tai kaasua puhalletaan reaktioastiaan samalla kun kuumaa sulaa kaadetaan reaktioastiaan kiintoaineen ja sulan sekoittamiseksi keskenään mahdollisimman hyvin ja nopeasti, niin että kaasu-sula- ja kiintoaine-sulareaktiot onnistuisivat.

Jauhemaista reagenssia ja kuumaa sulaa on aikaisemmin sekoitettu monin eri tavoin, kuten puhaltamalla jauhemaista reagenssia senkassa olevaan metallisulan panokseen senkan seinään kiinteästi sulapanok-sen pinnan alapuolelle sovitetun hormin kautta tai senkan pohjaan muodostetun hormin kautta. On myös käytetty pintapuhalluslansseja jauhemaisen reagenssin puhaltamiseksi suurella nopeudella senkassa olevan sulapanoksen pinnan alle tai työntämällä puhalluslanssi senkassa olevaan kuumaan sulapanokseen ja suorittamalla jauhemaisen reagenssin puhallus pinnan alla sulaan.

Sekoitusteho ensin mainituissa puhallustavoissa on kuitenkin ollut melko alhainen. Sitä on pyritty nostamaan käyttämällä pintapuhallus- 2 5 6 ö 5 7 ta ja hyvin pieniläpimittaisia suuttimia jauhemaisen aineen ja saat-tokaasun suspension puhaltamiseksi suurella nopeudella sulaan, mutta tällöin jauhe on kuluttanut hyvin nopeasti suuttimet. Tämän vuoksi sulaan on upotettu lansseja, jotka on muodostettu suoriksi ja suuri-läpimittaisiksi, jolloin kuitenkin muodostuu hajoamattomia isoja kaasukuplia sulaan, joiden sisällä kiintoaine voi nousta sulan pintaan joutumatta kosketukseen sulan kanssa. Suuret kuplat aiheuttavat lisäksi voimakasta pinnan heilahtelua.

Tunnetaan myös sekoitustapa, jossa jauhemaista reagenssia puhalletaan ylhäältä alaspäin senkkaan laskettavan lanssin kautta sulaan samalla kun sulaa kaadetaan senkkaan. Tällöin sulan pyörteily senkassa edesauttaa reagenssin sekoittumista siihen. Lanssia ei kuitenkaan voida laskea kovin lähelle senkan pohjaa ilman, että jauhemainen aine alkaa kuluttaa senkan pohjaa. Tässäkin tapauksessa sulassa esiintyy roiskumista, jota kuitenkin voidaan pienentää käyttämällä suomalaisessa patentissa (pat.hak.n:o 3167/74) esitettyä erikoissuutinta, joka kuitenkin maksaa enemmän kuin tavallinen lanssi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on siten aikaansaada tapa ja laite jauhemaisen reagenssin ja/tai kaasun tehokkaaksi ja nopeoiksi sekoittamiseksi kuumaan sulaan ilman suuria puhallusnopeuksia ja niihin liittyviä suutinten nopeaa kulumista ja ilman mainittavaa sulan pinnan heilahtelua tai roiskumista.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää teoreettista sekoitustehokkuuslukua Pt sulan pintakorkeuden h funktiona, kuva 2 esittää poikkileikattua sivukuvaa keksinnön mukaisesta sekoituslaitteesta ja kuva 3 esittää poikkileikattua sivukuvaa vaihtoehtoisesta keksinnön mukaisen tavan soveltamiseksi tarkoitetusta sovitelmasta.

Kuvissa 2 ja 3 on reaktioastiana käytetty kipattava senkka merkitty viitenumerolla 1 ja kaatosenkka viitenumerolla 2. Kuvassa 2 syötetään jauhemaista reagenssia ylhäältä senkkaan 1 alas laskettavan olennaisesti pystysuoran lanssin 3 avulla, jonka alapää 4 on suunnattu suurin piirtein vaakasuorasti sivullepäin jauhemaisen reagenssin puhalta- 3 56857 miseksi senkan 1 pohjaa 6 pitkin kohti sen vastakkaista seinämää 5. Kuvan 3 halvemmassa ratkaisussa on lanssi 9 sovitettu olennaisesti vaakasuorasti seinämän 10 läpi lähellä senkan 1 pohjaa 6 jauhemaisen reagenssin puhaltamiseksi pohjan 6 myötäisesti kohti sen vastakkaista seinämää 5.

Kuten kuvista 2 ja 3 selvästi nähdään, kaadetaan kuumaa sulaa senkassa 1 olevan sulan pinnasta 8 laskettuna korkeudelta h, niin että putoava sulasuihku 7 putoaa lähellä senkan 1 sitä seinämää 5, joka on vastapäätä jauhemaisen reagenssin puhalluskohtaa, niin että senkan 1 pohjan 6 suuntaiseksi kääntyvä sulavirtaus törmää sitä vastaan vir-taavaan reagenssisuihkuun. Tällöin sulan kaatoenergia ja reagenssin puhallusenergia muuntuvat melko täydellisesti sekoitusenergiaksi ja sammuttavat toisensa niin,ettei mitään olennaista pinnan 8 heilahtelua tai roiskumista pääse esiintymään.

Jauhemaisen reagenssin puhallus aloitetaan edullisesti samanaikaisesti sulan kaatamisen kanssa, sillä on todettu, että sulan kaatoenergian hyväksikäyttö on tehokkaimmillaan sulan kaadon alkuvaiheessa. Alussa voidaan kaataa sulaa kaatosenkasta 2 lähempänä sulan pintaa ja vähitellen lisätään kaatokorkeutta, niin että putoava sulasuihku tunkeutuu syvemmälle sulaan ja hakee tehokkaasti tuoretta reagenssia.

Kuvassa 2 esitetyllä laitteistolla saavutetaan yhtä hyvä sekoi- tusteho kuin kuvassa 3 esitetyllä laitteistolla, mutta kuvassa 3 esitetty laitteisto on halvempi. Kuvassa 2 esitetty puhalluslans- si vaatii erillisen nosto- ja laskulaitteiston eikä lanssi kestä kauan jatkuvassa käytössä niitä korkeita lämpötiloja (yli 1000°c) , joita sulassa metallikylvyssä vallitsee.

Vaikka kuvassa 3 esitetty senkka 1 sen seinämän 10 läpi sovitettuine lansseineen 9 ei sinänsä ole uusi, vaan se tapa, jolla sitä käytetään, on kuitenkin huomattava, että tällaisissa tunnetuissa senkkatyypeis-sä on aikaisemmin jouduttu käyttämään erityisiä mekaanisia sulkueli-miä tai kallistamaan senkkaa ennen kuin jauhemaisen reagenssin puhallus lopetetaan, jottei sula valuisi lanssiin 9. Keksinnön mukaisessa tavassa ei kuitenkaan tarvita mitään erityisiä lanssin 9 sulkueli-miä tai senkan 1 kallistamista sillä lanssi 9 suljetaan käyttämällä jauhemaisena reagenssina tai sen ainesosana senkassa 1 olevan sulan lämpötilassa sulavaa tai sintraantuvaa ainetta, joka kantokaasun syötön 4 56857 päätyttyä muodostaa tulpan puhallushormin tai -lanssin 9 suuaukkoon.

Kun senkka on tyhjennetty voidaan lanssin suuaukossa oleva tulppa poistaa naputtamalla tai iskemällä.

Kuvassa 1 esitetyt käyrät on laskettu ja piirretty seuraavilla perusteilla:

Kokonaissulamäärä 10 t ferrokromia

Kaatoaika 10 min

Pudotuskorkeus (kaatosenkasta -rikinpoistosenkan pohjaan) 2,9 m

Puhallussuuttimen sisäläpimitta 12 mm

Kantokaasumäärä 30 mVh ilmaa

Reagenssimäärä 25 kg/min CaO

Sulan sekoituksen määrittelemiseksi voidaan eräänä mittana pitää sitä, kuinka suuren kiihtyvyyden (a) sulamassalle (m^) annetaan. Kun lisäksi määritellään dimensioton suure (Pt) tämän (a) ja maan vetovoiman kiihtyvyyden (g) suhteena voidaan sekä kaadettavan sulavirran (A^) että vertailun vuoksi suuttimien kautta syötettävän kiintoaine-kaasu-suspensiomäärän (Agg) "impulssien" (F^ s ™iwn' Pgs = *gswgs^ avuHa esittää seuraavat riippuvuudet: A.w.. A, V 2gAh

Pt, = Λ-IL· = 1—- (1) 1 m^g m^g A w (1 + <K) P A / w 2

Pt = 9S. = __2 E SL§— (2) gs m^g m^g

Pt. A.. V2gAh * P = ^ = + ^gVgs <3) missä = Y2gAh’ on sulasuihkun 7 nopeus sulan pinnalle 3 pudotessaan laskettuna vapaan putoamisliikkeen kaavan perusteella pudotuskorkeudelle Ah = etäisyys kaatosenkasta 2 sulan pintaan (8) , w^g = suspensio-suihkun nopeus suuttimesta 4„9 purkautuessaan A^ = suuttimen vapaa poikkipinta, P ~ kantokaasun tiheys ja /£ = A /A = reagenssikuormitus y s y kantokaasussa (kg/kg).

5 56857

Kuvaan 1 on laskettu ja piirretty tehokkuusluvut Pt^ ja PtgS senkassa 1 olevan sulan korkeuden h funktiona.

Todetaan, että esimerkkitapauksessa sulasuihkun antama tehokkuus (Pt^) on n. 4-kertainen reagenssi-kaasu-suspensiosuihkun antamaan tehokkuuteen (Pt ) nähden.

gs

Mikäli kaasu-reagenssi-suihkun aiheuttama tehokkuusluku (Pt _) halu- gs taan yhtä suureksi kuin sulasuihkun aiheuttama tehokkuusluku (Pt^ , niin esimerkkitapauksessa se saavutetaan (h = 1 m) pienentämällä suutin 0 12 mm:stä 0 5,8 mmriin, jolloin w kasvaa 56,3 m/s:sta 238 m/s:iin.

gs Tämä tilanne ei käytännössä ole mielekäs suuttimen koon pienentymisen ja nopeuden moninkertaistumisen takia, koska pulverin kulku vaikeutuu ja kulutusvaikutus kasvaa.

Kun havainnollisuuden vuoksi kuvitellaan jätettäväksi pulveri kokonaan pois ( it = 0) ja puhalletaan puhdasta kaasua edellä mainitut määrät, saadaan edellä esitetyllä tavalla P = 1, kun suuttimen läpimitta pienennetään 0 12 mm:stä 0 0,93 mmsiin, jolloin kaasun nopeus kasvaisi (Wg = tfg/A^) 56,3 m/s:sta "9447 m/s:iin" eli puhtaallakin kaasulla päädytään liian suuriin vaatimuksiin.

Edellä esitetty laskentaesimerkki antanee selvän kuvan siitä, kuinka suuresta "sekoitusavusta" on kyse, kun käytetään hyväksi sulan "kaato-energiaa",

Eräs tapa tuoda keksinnön mukaisen tavan edullisuus näkyviin, on tarkastella sekoitusilmiötä tunkeutuvuuden perusteella, mikä tarkoittaa sitä, että selvitetään, kuinka syvälle kaasusuihkulla on järkevissä rajoissa yleensä mahdollisuus tunkeutua sulaan. Vertailukuvan saamiseksi voidaan käyttää lukuisista mahdollisuuksista viitteen V.A.

Frolov: Izv.Vyss. Uceb. Zav. Cernaja Metallurgija (1967): 3 pp. 37-40 kaavoja vaakapuhalluksesta: rs- L/d = 1,2 VT? = 1,2 V -) rP - (4) *1 gs 9 9 w 2 1 °'47 S/d = 1,9 Ar '47 = 1,9 ( γ~ψ- ) (5) missä L ja S ilmoittavat lähinnä suihkun tunkeutuvuusrajat.

56857

Esimerkkitapauksen arvoilla w =56,3 m/s, 0 = 12 mm ja H = 0 (eli

* CJ

P = X_ = 1,69 kg/nr) saadaan sijoittamalla kaavaan (4) ja (5) L = 9S 9 « 37 mm ja S = 55 mm. Pulverisyötön vaikutuksesta (^C = 38,7) tiheys kasvaa (P =67 kg/m3), josta johtuen myös tunkeutuvuus kasvaa eli gs L = 233 mm ja S = 312 mm. Näin voidaan jatkaa kuvittelemalla tiheyden edelleen kasvavan, jolloin siis myös tunkeutuvuus kasvaa. Sijoittamalla kaavoihin (4) ja (5) lopuksi "rajatiheys" = 9^ eli korvataan suihku sulasuihkulla, saadaan L S «<». Tämä ei tietenkään pidä paikkaansa todellisuudessa, mutta antanee selvän osoituksen siitä, että kaadetulla sulasuihkuUa 7 on huomattavasti paremmat mahdollisuudet levitä senkkasulaan kuin reagenssi-kaasusuihkulla tai pelkällä kaasusuihkulla, eli on helpompi viedä tuore sula suspension läheisyyteen kuin päinvastoin.

Keksinnön mukaista tapaa selostetaan alla lähemmin viitaten kuvaan 3 ja sovellettuna tapaukseen, jossa sula on ferrokromisula, josta poistetaan rikkiä käyttäen kalsiumoksidia jauhemaisena rikinpoistorea- genssina. On selvää, että ferrokromisulan sijasta voidaan käsitellä muitakin metallisulia, kuten esim. epäpuhdasta kuparia.

Kuonaustoimenpiteiden ja muiden välttämättömien toimenpiteiden jälkeen ferrokromisula kaadetaan ns. puhallussenkkaan 1, minkä seinämään 10, mahdollisimman lähelle senkan pohjaa 6 on asennettu kiinteästi injektiosuutin 9, mikä on suunnattu lähinnä vaakasuoraan kohti tulevan, suuttimen vastakkaisen seinän 5 puolelle kaadetun sula-suihkun virtaa.

Kuonavapaa ferrokromisula kaadetaan 7 sopivalla vauhdilla tietyltä korkeudelta puhallussenkkaan 1. On huomattava, että kaatonopeuden ja -korkeuden nosto lisää sulasuihkun 7 impulssia, mikä puolestaan tehostaa sekoitusta. Kaatonopeuden kasvattaminen liikaa aiheuttaa sulasuihkun 7 katkeilua ja heikentää siten lopputulosta.

Samanaikaisesti kaadon kanssa aloitetaan reagenssi-kaasususpensiopuhal-lus. Tämä takaa suuttimen 9 aukipysymisen ja samalla sekoitus on heti alkuvaiheessa tehokkainta (vrt. kuva 1) .

Sulan kaato tapahtuu siis vastapuolelta injektiosuutinta 9, jolloin sula ja reagenssi sekoittuvat voimakkaasti aiheuttaen hyvän rikinpoiston ja reagenssin hyötysuhteen. Prosessin jatkuessa sulamäärä (eli myös sulakorkeus h) kasvaa, jolloin sekoitustehokkuus pienenee.

7 56857

Kuitenkin virtausteknisesti optimimenettelyin saadaan uusi sula ja uusi reagenssikaasususpensio sekoittumaan jatkuvasti toistensa kanssa, koska sula pystyy tunkeutumaan suspensiosuihkua vastaan ja osittain sen sisään samalla "tappaen" sen impulssia ja näin vaimentaen pinnan heilahtelua, mikä on todettavissa jonkin ajan kuluttua kaadon lopettamisen jälkeen. Mikäli puhallusta edelleen jatketaan, alkaa esiintyä voimakasta sulan roiskumista, mitä ei kaadon aikana esiintynyt.

Kun injektiosuuttimelle 9 syötettävän kantokaasun virtaus lopetetaan sulkemalla sekä pulverimaisen reagenssin mukana tulevankuljetuskaasun että mahdollisesti suuttimelle tuodun lisäkaasun syöttö, pysähtyy tässä tapauksessa CaO-pulveri suuttimelle 9 sulkien siten sulan pääsyn ulos senkasta 1, jolloin pulverin kuljetusputkisto (ei esitetty) voidaan irrottaa suuttimesta 9 ja senkka 1 on valmis kuljetettavaksi.

Puhallussenkan 1 tyhjentämisen jälkeen kalkkitappi on helposti poistettavissa injektiosuuttimesta 9 ja senkka 1 on valmis uuteen käyttöön.

Taulukkoon 1 on kerätty rikin pitoisuuden putoaminen (Δ S) ja reagenssin hyötysuhde (nr) , kun käytetään: I - suoraa, putkimaista lanssia ja reagenssin syöttöä sulapanokseen, II - suomalaisen patentin (pat.hak.n:o 3167/74) mukaista lanssia, missä keskiputkesta syötetty kaasu-reagenssisuspensio hajotetaan erillisillä, tehokkailla hajotuskaasusuihkuilla sula-panokseen, III - kaatosulan suuntaista sulan sisään upotettua suoraa putkimaista lanssia, IV - tämän keksinnön mukaista kaatosulan suuntaa vastaan käännettyä, sulan sisään upotettua putkimaista lanssia (kuva 2), V _ tämän keksinnön mukaista tapaa ja kuvassa 3 esitettyä laitetta.

Taulukosta voidaan selvästi todeta, että tulos (AS, nr) paranee siirryttäessä suorasta lanssista esillä olevan keksinnön tapaa kohti.

56867

Taulukko 1

Menetelmä Viite Esim. AS/S-i η lähtö % { I suoralanssi, panos pat.hak. 1 0,055 34,5 1,1 3167/74 II hajotuslanssi, panos 2 0,044 47,8 4,0 3 0,042 64,3 1,4 III Suora lanssi, kaato esilläoleva 1 0,06:8 58,8 2,6 hakemus IV Mutkalanssi, kaato 2 0,071 64,8 3,1 V Seinälanssi, kaato 3 0,091 80,2 5,2 4 0,095 65,3 4,4 I—III tunnettuja tapoja, IV-V keksinnön mukaisia tapoja.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla:

Esimerkki 1 (vertailu)

Edellä esitetyllä tavalla III (tadlukko 1) suoritettiin rikinpoisto ferrokromista (n. 1600°) puhaltamalla suoran pystylanssin kautta CaO-pulveria puhallussenkkaan. Puhallus aloitettiin siinä vaiheessa, kun senkkaan jatkuvasti kaadettavan ferrokromisulan koikeus oli saavuttanut lanssin alapään (n. 400 mm). Tätä samansuuntaista puhallusta jatkettiin, kun-nes kaato oli lopetettu. Määrä- ja analyysiolosuhteet olivat kokeessa seuraavat:

Metallin määrä 8,6 t

Reagenssimäärä 31,8 kg poltettua kalkkia/1 t FeCr Injektointinopeus 31 kg/min

Ilmamäärä 28 m3/h

Metallin analyysit Cr Si C S ÄSM^SM (lähtö) % % % % %

Ennen puhallusta 52,1 2,2 6,9 0,068 Jälkeen puhalluksen 52,0 2,0 6,9 0,028 58,8

Reagenssin hyötysuhde CaO:n suhteen oli 2,6 %.

Esimerkki 2

CaO-pulveria puhallettiin edellä kuvatulla tavalla IV ja kuviossa 2 esitetyllä laitteella mutkalanssin kautta senkkaan, johon lähes 56857 samanaikaisesti alettiin kaataa ferrokromisulaa. Tämä samanaikaisuus toteutettiin sen takia, että 90° sivullepäin taivutettu lanssi voitaisiin laskea lähes senkan pohjaan saakka, jolloin edellä esitetyssä esimerkissä alkuvaiheessa esiintyvää reagenssijauheen pölyämistä ei oleellisesti tapahtuisi. Muuten toimittiin, kuten esimerkissä 1. Olosuhteet olivat seuraavat:

Metallin määrä 9,2 t

Reagenssimäärä 30,5 kg poltettua kalkkia/ 1 t FeCr

Injektointinopeus 30,5 kg/min

Ilmamäärä 31 m Vh

Metallin analyysi Cr Si C S ÄSM/SM(lähtö) % % % % %

Ennen puhallusta 52,4 2,4 7,6 0,071 Jälkeen puhalluksen 52,2 2,3 7,0 0,025 64,8

Reagenssin hyötysuhde CaO:n suhteen oli 3,1 %.

Esimerkki 3

Keksinnön mukaista injektointitapaa V ja kuvassa 3 esitettyä senkkaa käyttäen suoritettiin ferrokromin rikinpoisto injektoimalla poltettua kalkkia ilmalla sulan sisään. FeCr-kuona oli poistettu metallin päältä mahdollisimman tarkasti.

Metallin määrä 8,6 t

Puhalluksessa mukana oleva FeCr-kuona 7,0 kg/t FeCr

Reagenssi 29 kg/t FeCr poltettua kalkkia raekoko - 1,5 mm

Injektointinopeus 32,4 kg/min

Ilmamäärä 30 m3/h

Metallin analyysi (%) Cr Si C S AS-./S„ (lähtö)

M M

ennen puhallusta 52,4 1,6 7,0 0,091 jälkeen puhalluksen 52,2 2,0 6,7 0,018 80,2

Reagenssin hyötysuhde CaO:n suhteen 5,2 %.

10 56857

Esimerkki 4

Ferrokromin rikinpoisto suoritettiin esimerkin 3 mukaisella tavalla, paitsi että FeCr-kuonaa ei poistettu tarkasti metallin päältä.

Metallin määrä 7,9 t

Puhalluksessa mukana oleva FeCr-kuona 71 kg/t FeCr

Reagenssi 29,1 kg/t FeCr poltettua kalkkia

Injektointinopeus 29,8 kg/min

Ilmamäärä 21 m "Vh

ÄSM

Metallin analyysi (%) Cr Si C S —· 100 lähtö ennen puhallusta 53,0 1,8 6,7 0,095 jälkeen puhalluksen 52,8 1,4 6,7 0,033 65,3

Reagenssin hyötysuhde CaO:n suhteen 4,4 %.

Epäpuhtauksien poistamiseksi sulasta metallista on olemassa kaksi päätapaa: 1. epäpuhtauksien siirtäminen toiseen sulaan faasiin, tavallisesti kuonaan 2. epäpuhtauksien haihdutus

Epäpuhtaan kuparin raffinointia on kuvattu esimerkiksi artikkelissa (1) J.E. Stolarczyk et ai., Journal of the Institute of Metals, 8i> (1957), 49-58; (2) A. Asgari et ai., Metallurgie, 13 (1973) 68-77.

Viitteessä (1) kuvataan mm. lyijypitoisen kuparin käsittelyä anodi-uunissa lisäämällä sulan kuparin päälle hiekkaa ja puhaltamalla lyi-jysilikaattien muodostumiseen tarvittava happi hormien kautta. Käsittely kestää jopa 48 h.

Viitteessä (2) kuvataan mm. lyijyä sisältävän kupariromun raffinointia konvertterissa pinnalle lisättyä hiiltä poltto- ja pelkistysai-neena käyttäen niin, että lyijy siirtyy kaasufaasiin, mistä se voidaan erottaa hienojakoisena pölynä. Kokeissa käytetty käsittelyaika sulassa tilassa oli esim. 90 min, jolloin metallin Pb-pitoisuus laski 3,5:stä 0,30:een.

56857

Tunnettuja ovat myös menetelmät, joissa kuonaava jauhemainen kiintoaine injektoidaan kantokaasun avulla sulan sisään.

Esimerkki 5 (vertailu)

Vertailun vuoksi suoritettiin lyijynpoisto sulasta kuparista injektoimalla siihen hiekkaa happirikastetun ilman avulla hormin kautta. Happirikastus oli laskettu niin, että sulan lämpötila muuttui ajan mukana sulan kuparin raffinointia ajatellen edullisimmalla tavalla. Raffinointi suoritettiin sinänsä tunnetulla hormilla varustetussa kallistettavassa senkassa, jolloin hormi voitiin ennen injektoinnin alkua pitää sulapinnan yläpuolella. Kaadon jälkeen senkka käännettiin puhallusasentoon ja injektointi aloitettiin tavanomaiseen tapaan.

Taulukossa 2 on vertailtu kuparin raffinointia, esimerkkien 5 ja 6 mukaan. Injektointiaika oli molemmissa tapauksissa 10 min, minkä jälkeen panoksen annettiin laskeutua 5 min ennen näytteenottoa.

Esimerkki 6 (keksinnön mukainen)

Injektointi suoritettiin kuvion 3 mukaisesti epäpuhtaan kuparin kaadon aikana. Taulukosta 2 havaitaan, että kaadon aiheuttama sekoituksen tehostuminen on edesauttanut etenkin haihtumisen kautta tapahtuvaa lyijyn poistumista.

Taulukko 2 esimerkki 5 esimerkki 6 epäpuhdas Cu määrä/kg 1250 1140

Pb/% 0,68 0,79 S/% 0,49 0,41 0/% 0,15 0,13

Cu/% 98,8 98,6 kaasu ilmamäärä/Nm3. 42,0 40,7 happimäärä/Nnr 9,2 9,0 happirikastus/% 35,2 34,7 hiekka määrä/kg 10 10 puhdistettu Cu määrä/kg 1220 1110

Pb/% 0,23 0,12 S/% 0,005 0,003 0/% 0,9 1,1

Cu/% 98,8 98,7 12 56857

Taulukko 2 (jatkoa) esimerkki 5 esimerkki 6 kuona määrä/kg 45 45

Pb/% 2,4 2,9

Cu/% 63,3 65,2

Si02/% 20,1 18,2 jakautumat/% (esimerkki 5)

Cu Pb S

epäpuhdas Cu 100 100 100 puhdistettu Cu 97,1 33,0 1,0 kuona 2,9 12,5 pölyt - 54,5 99,0 jakautumat/% (esimerkki 6) epäpuhdas Cu 100 100 100 puhdistettu Cu 97,4 14,8 0,6 kuona 2,6 14,4 pölyt - 70,8 99,4

Claims (10)

13 56Ö&7

1. Tapa raffinoida sula jauhemaisella kiintoaineella ja/tai kaasulla, jolloin jauhemaista reagenssia ja/tai kaasua puhalletaan (3, 4 tai 9) reaktioastiaan (1) samalla kun sulaa kaadetaan reaktioas-tiaan, tunnettu siitä, että sulan vapaan putoamisen aikaansaama liike-energia käytetään hyväksi jauhemaisen reagenssin ja kaasun sekoittamiseksi sulaan ja sulan pinnan (8) heilahtelua vaimennetaan saattamalla puhalletun jauhemaisen reagenssin sekä kaasun ja kaadetun sulan virrat törmäämään toisiinsa olennaisesti vastakkaisilta suunnilta reaktioastiassa (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että sulaa kaadetaan reaktioastiaan (1) lähelle sen seinämää (5) ja jauhemaista reagenssia ja kaasua puhalletaan reaktioastiaan (1) sen vastakkaisesta seinämästä (10) olennaisesti pohjan (6) suuntaisesti sulan pinnan (8) alapuolelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jauhemaisen reagenssin puhalluskohtaa (4) nostetaan sitä mukaa kun sulan pinta (8) kohoaa reaktioastiassa (1).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että jauhemaista reagenssia puhalletaan reaktioastian pohjan läpi olennaisesti kohtisuorasti ylöspäin ja sulaa kaadetaan reaktioastiaan niin, että sulasuihku osuu suurin piirtein jauhemaisen aineen puhal-luskohdan yläpuolelle.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että sulan pudotuskorkeutta reaktioastian pohjaan (6) lisätään sitä mukaa kun sulan pinta (8) kohoaa reaktioastiassa.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että jauhemaisen reagenssin puhallus reaktioastiaan (1) aloitetaan samanaikaisesti tai vasta sen jälkeen kun sulaa on jo alettu kaataa.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että jauhemaisen reagenssin puhallus reaktioastiaan (1) lopetetaan samanaikaisesti tai jo ennen kuin sulan kaato on lopetettu.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tapa, tunnet-t u siitä, että jauhemaisena reagenssina käytetään ainetta tai ai-neseosta, joka sintrautuu ja tukkii puhallusaukor\ kun kantokaasun syöttö lopetetaan kuuman sulan ollessa vielä reaktioastiassa.

9. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen tavan soveltamiseksi, jossa on senkka (1), laite (2) sulan kaatamiseksi senkkaan (1) ja ylhäältä alaspäin senkkaan (1) laskettava suutin (3) jauhemaisen aineen puhal- 14 56857 tamlseksi senkkaan (1) sulan pinnan (8) alle, tunnettu siitä, että suuttimen (3) alapää on sovitettu tai on sovitettavissa puhaltamaan jauhemaista reagenssia senkan (1) pohjan (6) suuntaisesti sula-virtaa vastaan.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimen (3) alapää (4) on taivutettu olennaisesti kohtisuoraan sivulle päin. 15 56857