FI63779C - Foerfarande foer suspensionsmaeltning av finfoerdelade sulfid-eller sulfid- och oxidmalmer eller -koncentrat - Google Patents

Description

Ι«*β»»·Ί Γίΐ η1, KUULUTUSJULKAISU ,?nnQ

Jsr* w '"'utlAgcninosskrift 66779 C (45) ρ Α J i/'3 ^ (51) Kv.Hc?/M.a.3 C 22 Β 5/14- // C 22 Β 15/00 SUOHI—FINLAND pi) ρκμκιιμι^-ρημμμι^ 802591 (22) HtkemitpiWt — AnaBkninftdki l8.08.80 (23) Alkupllv·—GlMghttsdag l8.08.80 (41) Tullut lulklMkil — Whrtt offtnclig 19.02.82

Pmtitti- l> rekisterihallitut ............... . .....

Patent· och registerstyrelsen ^ AmMun utiajd och utl.*krifcen pubUrand 29.0U.83 (32)(33)(31) Pyydetty «"oikeus—Sugird prloriMt (71) Outokumpu Oy, Outokumpu, FI; Töölönkatu U, 00100 Helsinki 10,

Suomi-Finland(FI) (72) Risto Uolevi Saarinen, Espoo, Jorma Rikhard Myyri, Espoo,

Tarmo Kalevi Mäntymäki, Merstola, Suomi-Finland(FI) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Menetelmä hienojakoisten sulfidi- tai sulfidi- ja oksidimalmien tai -rikasteiden suspensiosulattamiseksi - Förfarande för sus-pensionsmältning av finfördelade sulfid- eller sulfid- och oxid-malmer eller -koncentrat Tämä keksintö kohdistuu menetelmään hienojakoisten sulfidi- tai sulfidi- ja oksidimalmien tai -rikasteiden suspensiosulattamiseksi syöttämällä uunin kaasutilaan hienojakoista malmia tai rikastetta ja happea ja/tai happirikastettua ilmaa sulfidimalmin tai -rikasteen hapettamiseksi ja sulan muodostamiseksi uunin pohjalle, poistamalla sulaa kuonaa ja kiveä ja/tai metallia uunin pohjalta sekä pölyisiä rikkidioksidipitoisia savukaasuja uunin kaa-sutilasta.

Sulfidirikasteiden suspensiosulatus, joka perustuu suomalaiseen patenttiin 22 694, on tullut yhä enenevässä määrin käyttöön eri puolilla maailmaa. Se on tunnetusti energiataloudellisesta edullinen ja lisäksi ympäristöystävällinen sulatusmenetelmä.

Tämä ns. liekkisulatusmenetelmä on hyvin tunnettu ja kuvattu monissa artikkeleissa ja konferenssijulkaisuissa (mm. Bryk P., Ryselin J., Honkasalo J., Malmström R., Journal of Metals (1958) 6; Andersson B., Anjala Y., Mäntymäki T., 109th ΑΙΜΕ Annual Meeting, Las Vegas 1980).

Lyhyesti esitettynä menetelmä on seuraavanlainen. Kuivattu 2 63779 hienojakoinen rikaste/ kiertävä lentopöly ja kuonaa muodostavat aineet sekä ilma ja/tai happiseos esilämmitettynä tai kylmänä johdetaan pystysuorassa suunnassa olevaan liekkisulatus-uunin reaktiokuiluun ylhäältä alaspäin, jolloin hapetusreaktiot tapahtuvat suspensiossa korkeassa lämpötilassa. Reaktiolämmön ja mahdollisen lisäpolttoaineen vaikutuksesta pääosa reaktio-tuotteista sulaa (eräitä kuonakomponentteja lukuunotamatta) . Kuparirikasteen ollessa kyseessä seuraavia summareaktioita voidaan ajatella tapahtuvan reaktiokuilussa: 2CuFeS2-*Cu2S + 2FeS + 1/2 S2

Cu2S + 1 1/2 02 --> Cu20 + S02

FeS2 -* FeS + 1/2 S2 1/2 S2 + 02 -S02

FeS + 1 1/2 02 -> FeO + S02 3FeO + 1/2 02 -> Fe3°4

Muilla rikasteilla tapahtuu samantapaisia reaktioita. Reaktio-kuilusta putoava suspensio joutuu vaakasuoraan uuniosaan ns. alauuniin eli settleriin, jossa on vähintään kaksi, mutta toisinaan kolme eri sulatekerrosta. Alinna voi olla metallikerros, tavallisimmin blister-kupari, sen päällä joko kivikerros tai suoraan päällimmäisenä kuonakerros. Useimmiten alinna on kivikerros ja sen päällä kuonakerros. Pääosa suspensiossa olevista sula- tai kiintoainehiukkasista putoaa suoraan reaktiokuilun alla olevaan sulatteeseen suunnilleen kuonan laskulämpötilassa, hienojakoisin osa jatkaa kaasujen mukana matkaa uunin toiseen päähän. Matkalla tapahtuu koko ajan suspension laskeutumista alauuniin. Sen toisesta päästä kaasut johdetaan suoraan ylös ns. nousuput-kea pitkin, josta ne edelleen johdetaan kaasunkäsittelylaittei-siin, jätelämpökattilaan ja sähkösuodattimeen. Sulatus pyritään tavallisesti suorittamaan mahdollisimman autogeenisesti, ilman ulkopuolista polttoainetta. Tämä hoidetaan reaktiotilassa ilman esilämmityksellä ja/tai happirikastuksella.

Reaktiokuilussa alkaneet hapetusreaktiot tapahtuvat loppuun miltei yksinomaan hiukkasten pudottua alauunin sulatteeseen. Samanaikaisesti halutut kivi- ja/tai metalli- ja kuonafaasit syntyvät. Seuraavat reaktiot ovat mahdollisia: 3 63779 ia 3Fe304(s) + FeS(I) ^lOFeCKs) + S02 (g)

Ib 3Fe304(s) + FeS(l)---»lOFeO(s) + S02 (g) II 2FeO(s) + Si02(s)--► 2Fe0-Si02 III Cu2S (1) + Cu20(l) —* 6Cu (1) + SC>2 (g) IV 3Cu20(l) + FeS(l) >6Cu(l) + FeO(s) + S02(g) V Cu20(l) + FeS(l) —* FeO + Cu2S (g)

Normaaleissa kuparisulatuksissa lämpötalouden kannalta merkittävin on magnetiitin pelkistämis- ja kuonanmuodostumisreaktioi-den (Ia + II tai Ib + II) yhdistelmä. Muita reaktioita tapahtuu pienissä määrin, joten ne eivät ole lämpötaloudellisesti kovin vaikuttavia.

Nykyisen käytännön mukaan alauunireaktioiden hoitamiseksi ja lämpöhäviöiden korvaamiseksi poltetaan sekä reaktiokuilun alla että pitkin alauunia öljyä. öljyn polttaminen lisää kuitenkin liekkisulatusuunista poistuvan kaasun H20-pitoisuutta, mikä kaasun jatkokäsittelyn kannalta on haitallista. Samalla liekki-sulatusuunista poistuva kokonaiskaasumäärä kasvaa, koska polttamiseen käytetään ilmaa. Happirikastusasteen ollessa alhainen joudutaan reaktiokuiluun syöttämään runsaasti esilämmitettyä ilmaa, jolloin liekkisulatusuunista poistuva kokonaiskaasumäärä on suuri. Siten nousuputken jälkeiset jätelämpökattila ja sähkösuo-datin on mitoitettava laitekooltaan myös suuriksi.

Syntyneet poistokaasut johdetaan käytännön mukaisesti nestemäisen rikkidioksidin ja rikkihapon valmistukseen sinänsä tunnetulla tavalla. Kokonaiskaasumäärästä voidaan valmistukseen käyttää vain noin viidennes, sillä poistokaasut sisältävät runsaasti typpeä, jota ei kannata mitenkään hyödyntää.

Esillä olevan keksinnön ensisijaisena tarkoituksena on aikaansaada menetelmä hapella tai happirikastetulla ilmalla suoritetussa suspensiosulatuksessa syntyvien suurten lämpömäärien tehokkaaksi sitomiseksi ja poistamiseksi uunista savukaasujen mukana.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on lisäksi käyttää hienojakoisten sulfidi- ja/tai oksidimalmien tai rikasteiden suspensiosulatuksessa muodostuvia reaktiokaasuja hyväksi siten, että suspensiosulatusyksikköön syötettävää ja siitä poistuvaa kaasu- 4 63779 määrää voidaan samalla oleellisesti pienentää. Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.

Käytettäessä tekniikan tason mukaisessa suspensiosulatuksessa teknillistä happea, syntyy liekkisulatusuunin reaktiokuiluun ilman lisäpolttoainettakin ylimäärälämpöä. Tämän ylimäärälämmön sitomiseen soveltuu rikkidioksidikaasu hyvin, koska sen lämpö-sisältö on heteropolaarisuuden ansiosta suuri. Rikkidioksidi-kaasun lämpösisältö tekniikan tason mukaisessa liekkisulatuk-sessa poistuvia kaasuja lämpötilassa 1300°C on 66,2 MJ/kmol, kun vastaavasti tekniikan tason mukaisessa liekkisulatuksessa poistokaasujen pääkomponenttia olevan typen lämpösisältö on vain 40,8 MJ/kmol lämpötilassa 1300°C.

Liekkisulatusuunin reaktiokuilun kaasujen rikkidioksidipitoisuuden nostamiseksi johdetaan keksinnön suositussa suoritusmuodossa osa poistokaasuista takaisin reaktiokuiluun yhdessä primääri-hapen kanssa. Tällöin reaktiokuilun kaasujen rikkidioksidipitoisuus on jo syöttöhetkellä korkea, mikä parantaa ylimäärälämmön sitomista. Lisäksi syöttökaasua ei tarvitse erikseen esiläm-mittää, koska kierrätyksestä tuleva poistokaasu syötetään siinä lämpötilassa, missä se on sähkösuotimesta ulostullessaan.

Teknillistä happea käytettäessä pienenee reaktiokuiluun syötettävä kokonaiskaasumäärä olennaisesti, koska tekniikan tason mukaisen liekkisulatuksen pääkomponenttia, typpeä, voidaan syöttää ainoastaan kierrätyksestä tulevan kaasun mukana. Samoin pienenee liekkisulatusuunista poistuva kokonaiskaasumäärä, koska esimerkiksi liekkisulatusuunin alauuniin ei keksinnön mukaisella kierrätysmenetelmällä tarvitse syöttää lisäpolttoainetta, jonka muodostamat savukaasut lisäisivät kokonaiskaasumäärää. Lisä-polttoaineen tarpeen poistuminen merkitsee myös oleellista poistokaasun vesihöyrypitoisuuden vähentymistä.

Liekkisulatusuunin poistokaasuun sitoutunut lämpö saadaan talteen tekniikan tason mukaisesti jätelämpökattilassa. Jäteläm-pökattilaan saapuvan kaasun lämpötila on korkean rikkidioksidi-pitoisuuden ansiosta matalampi kuin normaalissa liekkisulatuksessa, mikä laitetekniikan kannalta on edullista.

5 63779

Kokonaiskaasumäärän pienentymisen vuoksi keksinnön mukaisella suspensiosulatuksen reaktiokaasujen kierrätysmenetelmällä pienenevät prosessissa tarvittavat jätelämpökattila ja sähkösuodin, mikä suspensiosulatuksen taloudellisuuden kannalta on edullista. Suspensiosulatusprosessista tulee kokonaiskaasumäärän pienentymisen ja keksinnön mukaisen kierrätysmenetelmän avulla myös ympäristoystävällisempi normaaliin liekkisulatukseen verrattuna.

Kokonaiskaasumäärän pienentymisestä huolimatta saadaan keksinnön mukaisen kierrätysmenetelmän poistokaasuista syntymään korkean rikkidioksidipitoisuuden ansiosta sinänsä tunnetulla tavalla enemmän ja taloudellisemmin nestemäistä rikkidioksidia. Nestemäisen rikkidioksidin valmistukseen voidaan käyttää poisto-kaasuista se osa rikkidioksidikaasua, joka ylittää rikkidioksidipitoisuuden 8 til·-?, kokonaismäärästä. Loppukaasu, joka sisältää vähemmän kuin 8 til-% rikkidioksidia/ käytetään rikkihapon valmistamiseen.

Keksinnön mukaista menetelmää hienojakoisten sulfidi- ja/tai oksidimalmien tai rikasteiden suspensiosulatuksessa muodostuvien reaktiokaasujen hyväksikäyttämiseksi havainnollistetaan oheisen kuvion avulla, jossa on esitetty keksinnön mukaisen kierrätyskaasun johtaminen suspensiosulatusyksiköstä poistamisen jälkeen takaisin syötettäväksi suspensiosulatusuuniin.

Liekkisulatusuunin 1 reaktiokuilussa la ja alauunissa Ib syntyvät poistokaasut ja hapettunut lentopöly johdetaan jätelämpö-kattilaan 2, jossa otetaan talteen materiaalissa oleva ylimää-rälämpö. Jätelämpökattilasta 2 kaasut ja lentopöly menevät sähkösuotimeen 3, jossa poistetaan kiintoaines.

Sähkösuotimesta 3 poistuva kaasu johdetaan ennalta määrätyssä suhteessa osittain nestemäisen rikkidioksidin 5 ja rikkihapon valmistukseen 6,osittain kierrätetään takaisin 4 syötettäväksi uudelleen liekkisuläfcusUuniin 1.

On selvää, että S02~kaasua voidaan johtaa uunin kaasutilaan myös jostakin muusta lähteestä esim. konvertterista,mutta luonnollisin SO^-lähde on tietenkin itse uunista saatu savukaasu.

63779 6

Esimerkki 1

Esimerkissä tarkastellaan sulfidisen kuparirikasteen (25 % Cu, 26 % Fe, 29 % S) prosessointia liekkisulatusmenetelmällä käyttäen hyväksi keksinnön mukaista poistokaasujen kierrätystä.

Taulukoihin IA ja IB on kerätty esimerkin mukaiset lämpö- ja ainetaselaskelmat liekkisulatusuunista sekä jätelämpökattilasta ja sähkösuotimesta. Laskelmat on suoritettu yhtä syötettyä rikas-tetonnia kohti.

Sulfidisen kuparirikasteen liekkisulatus suoritetaan teknillistä happea hyväksi käyttäen. Primäärihappi syötetään liekkisulatus-uunin reaktiokuiluun yhdessä kierrätyskaasun kanssa. Kierrätys-kaasun lämpötila on tällöin 320°C, mikä on normaalin liekkisula-tuksen syöttökaasun esilämmityslämpötilaa korkeampi (taulukko 2A ja 2B), joten varsinaista syöttökaasun esilämmitystä kierrä-tyskaasua käyttäen ei tarvita. Teknillistä happea käytettäessä syntyy liekkisulatusuunin reaktiokuiluun autogeenisesti ilman lisäpolttoainetta ylimäärälämpöä, jonka sitomiseen korkean SC^-pitoisuuden omaava kierrätyskaasu soveltuu hyvin, sillä rikki-dioksidikaasun lämpösisältö esimerkiksi lämpötilassa 1240°C on 62,7 MJ/kmol, kun taas normaali liekkisulatuksen reaktiokaasu-jen pääkomponentin, typen, lämpösisältö lämpötilassa 1240°C on vain 38,7 MJ/kmol eli n. 62 % rikkidioksidikaasun lämpö-sisällöstä.

Kierrätyskaasua käyttäen pienenevät liekkisulatusuunista poistuvan kaasun lämpötila ja kokona!skaasumäärä normaaliin liekki-sulatukseen verrattuna. Lämpötilan lasku aiheutuu rikkidioksidin suuremmasta lämmönsitomiskyvystä, koska esimerkin mukaisesti syntyvät lämpömäärät reaktiotilassa ovat normaaliin liek-kisulatukseen verrattuna suuremmat. Kokonaisilmamäärän pienentyminen johtuu lähes kokonaan siitä, että typpeä joutuu mukaan prosessin kulkuun ainoastaan eri vaiheissa tulevan vuoto-ilman mukana.

Kuten taulukosta IB selviää, sisältää liekkisulatusuunista poistuva ja jätelämpökattilaan menevä kaasu 61,2 til-% rikkidioksidia ja vain 24,8 til-% typpeä, kun vastaavat arvot normaalissa liekki-sulatuksessa ovat 23 til-% rikkidioksidia ja 65,3 til-% typpeä 63779 (taulukko 2B) . Samalla liekkisulatusuunin kaasumäärä on kierrätyskaasun ansiosta pienentynyt: 25,31 kmol/ts —*14,89 kmol/ts eli esi merkin mukaisessa kierrätyskaasua käyttävässä systeemissä kaasumäärä on vain 59 % normaalista liekkisulatuksesta.

Jätelämpökattilassa tapahtuviin reaktioihin kuluu osa kaasua sisältävästä rikkidioksidista (0,24 kmol/ts) ja hapesta (0,18 kmol/ts). Kun lisäksi liekkisulatusuunin jälkeisiin jätelämpö-kattilasn ja sähkösuotimeen tulee esimerkin mukaisesti ilmaa, lisääntyy typen osuus prosessikaasussa. Lopullinen sähkösuoti-mesta tuleva ja jatkokäsittelyihin menevä kaasumäärä ja kokoomus ovat siten seuraavat (vertailuna normaali liekkisulatus):

Kierrätyskaasua Normaali liekkisulatus käyttävä LS kmol/ts tll-% kmol/ts til-% S02 8,87 47,6 5,56 19,1 C02 1,04 5,6 1,26 4,3 H20 0,08 0,4 0,71 2,4 N2 6,97 37,4 19,81 68,2 O2 1,69 9,1 1,72 5,9 18,65 29,06 = 418 Nm3/ts = 651 Nm3/ts

Kierrätyskaasua käyttäen on lopullisen liekkisulatusprosessista poistuvan kaasun rikkidioksidipitoisuus kasvanut 19,1—^47,6 til-% ja typpipitoisuus laskenut 68,2 —>37,4 til-% normaaliin liek-kisulatukseen verrattuna. Huomioitavaa on myös vesihöyrypitoi-suuden huomattava väheneminen kierrätyskaasua käyttäen. Vesihöyryhän lisää korroosiovaaraa reagoidessaan rikkidioksidin kanssa. Lisäksi prosessin kokonaiskaasumäärä kierrätyskaasua käyttäen on vain 64 % normaalin liekkisulatuksen kokonaiskaasumäärästä. Siten on mahdollista pienentää prosessissa tarvittavan jätelämpö-kattilan ja sähkösuotimen laitekokoa.

Taulukossa IB on myös mainittu moolimäärät kierrätyskaasun sekä nestemäisen rikkidioksidin ja rikkihapon valmistukseen menevän kaasun osalta. Moolimäärät on laskettu suoraan kierrätyskaasun tarpeesta, joka on määrätty taulukossa IA.

63779

Kierrätyskaasun tarpeeksi saatu arvo 0,595 merkitsee sitä, että sähkösuotimesta saatavan poistokaasun kokonaismäärästä 37,3 % menee keksinnön mukaisen menetelmän kierrätyskaasuun.

Loput poistokaasusta johdetaan nestemäisen rikkidioksidin ja rikkihapon valmistukseen.

Nestemäisen rikkidioksidin valmistuksen, kannalta poistokaasun rikkidioksidipitoisuuden kasvu (19,1-> 47,6 til-%) on edullista, koska siihen voidaan käyttää kaasusta 8 til-% ylittävä osa. Täten pienemmästä kokonaiskaasumäärästä huolimatta voidaan keksinnön mukaisen kierrätyssysteemin avulla valmistaa tunnetulla tavalla enemmän ja taloudellisemmin nestemäistä rikkidioksidia.

Loppu rikkidioksidi (< 8 til-%) menee, rikkihapon valmistukseen. Seuraavassa on vertailuna nestemäisen rikkidioksidin ja rikkihapon valmistukseen käytetyt kaasumäärät ja saadut tuotemäärät keksinnön mukaisella kierrätysmenetelmällä ja normaalilla liek-kisulatuksella:

Kierrätyskaasua Normaali käyttävä LS liekkisulatus S0?:n määrä poistokaisussa Nm3/ts 125 125

Syntyvän nestemäisen SC^in määrä kg 297 206

Syntyvän rikkihapon määrä kg 92 226

Syntyvän rikkihapon määrän pienentyminen verrattuna normaaliin liekkisulatukseen aiheutuu siitä, että keksinnön mukaisella liekkisulatusuunin poistokaasujen kierrätyksellä suurin osa rikkidioksidista voidaan syöttää nestemäisen rikkidioksidin valmistamiseen kokonaisrikkidioksidimäärän pysyessä vakiona.

Esimerkki 2

Esimerkissä tarkastellaanesimerkissä 1 mainitun sulfidisen kuparirikasteen prosessointia liekkisulatuksella käyttäen hyväksi keksinnön mukaista poistokaasujen kierrätystä. Esimerkki 2 eroaa esimerkistä 1 ainoastaan siinä, että prosessoinnin aikana ei liekkisulatusuuniin eikä siihen oleellisesti liittyviin jätelämpökattilaan ja sähkösuotimeen tule lainkaan esimerkissä 1 mainittuja lisäkaasuja, esim. vuotoilmaa.

9 63779

Taulukoihin 3A ja 3B on kerätty esimerkin 2 mukaiset aine- ja lämpötaselaskelmat laskettuna yhtä syötettyä kuparirikasteton-nia kohti.

Normaalin liekkisulatuksen inertti pääkomponentti, typpi, jää kokonaan pois prosessoinnista, koska suoritettaessa liekki-sulatus teknillistä happea käyttäen tulee prosessiin mukaan typpeä ainoastaan eri kohtiin syötettävistä lisäkaasuista eikä lainkaan primäärisyöttökaasun mukana. Tässä esimerkissä ei näitä esimerkissä 1 käytettyjä lisäkaasuja tule ollenkaan. Lisäkaasujen poisjättämisestä huolimatta eivät reaktiotuotteiden lämpötilat ole kohoneet esimerkkiin 1 verrattuna.

Kierrätyskaasun tarpeeksi saadaan arvo 1,01. Tämä merkitsee sitä, että keksinnön mukaista kierrätyskaasua tarvitaan 101 % prosessista saatavista nestemäärien rikkidioksidi- ja rikkihapon valmistukseen menevistä poistokaasuista. Täten kierrätyskaa-suun menee runsas puolet poistokaasujen kokonaismäärästä. Samalla liekkisulatusuunin reaktiokuiluun syötettävän kaasun rikkidioksidipitoisuus kasvaa, mikä syöttökaasun lämmönsitomis-kyvyn kannalta on edullista.

Kuten taulukosta 3B selviää, on sähkösuotimesta saatava poisto-kaasun rikkidioksidipitoisuus typen poistumisen vuoksi kasvanut huomattavasti: 47,6 —>85,5 til-% verrattuna esimerkin 1 mukaiseen poistokaasuun. Täten myös poistokaasun kokonaismäärä on vähentynyt: poistokaasun kokonaismäärä on 70 % esimerkin 1 mukaisesta määrästä ja vain 45 % normaalin liekkisulatuksen poistokaasun kokonaismäärästä.

Kokonaismäärän pienentymisestä huolimatta pysyy rikkidioksidin kokonaismäärä samana. Täten rikkidioksidin pitoisuuden kasvaessa saadaan poistokaasusta sinänsä tunnetulla tavalla valmistetuksi enemmän ja taloudellisemmin nestemäistä rikkidioksidia. Esimerkin mukaisesti saadaan valmistetuksi yhtä syötettyä kupa-ririkastetonnia kohti 328 kg nestemäistä rikkidioksidia, mikä on 10 % enemmän kuin esimerkissä 1 ja jopa 59 % enemmän kuin normaalissa liekkisulatuksessa.

10 63779

Taulukko IA

Liekkisulatus kierrätyskaasua käyttämällä

Liekkisulatusuunin aine- ja lämpötase

Sisään 0 kg, kmol /ts °C MJ/ts

Rikaste 1000 75 22

Lentopöly 94 75 1 O2-happitehdas 9,06-0,63=8,43 25 0

Kierrätyskaasu -S02 x) 5,56x 320 74,5x -C02 x) 0,65x 320 8,3x -H20 x) O,05x 320 O,5x -N2 x> 4,37x 320 38,9x -02 *) 0,63 320 7

Vuotoilma

-N2 x) 1,10 25 O

-02 *) 0,29 25 O

Reaktiolämpö 2450 Lämpömäärä yhteensä 2480+122,2x

Ulos

Kivi 340 1270 306

Kuona 500 1330 850

Hapettunut lp 70 1240 74 S02 x) 5,8+5,56x 1240 364+349x C02 x> 0,65+0,65x 1240 40+40x H20 x) 0,01+0,05x 1240 l+2x N2 x) 1,10+4,37x 1240 43+170x 02 x) 1,0 1240 41 Lämpöhäviöt 500 Lämpömäärä yhteensä 2219+561x

Kierrätyskaasun tarve: 2480+122,8x = 2219+561x x = 0,595 63779 11

:Q :<0 W vn O σν iH

& £ +) OM O rH O' ΓΟ

& \ (N 0M <N rH

SI § 00

I Λ O O Q

:0 (0 O O om om om o< <h u oo ro ro oo

Erj 0 « 00 , a

3 \ •'S' OV UO tN O' Γ-Η ’00 VO <N

tn ro oo om vo oo oo rH m vo jg £ ro roro O' ή on

1/3 MO

ίΐΙ :¾ ΰ cv om ο- σ> vd σι in vo σν C MB \ 00 O' h1 o- om ro vo σν vo o E ’H ' ^ ' ' ' '

.V Q ^ o OM O' I—I 00 VO H

^CJ S Η ιΗ I—i I—I H

Γ"- IH

<#> * * H

VO 00 ** OM ΰ O \ co .η Ο ή om oo ο σνσιοο vp

Q ' ' 00 IT) 0M VO VO O

£ ιΗ O ' ' ' ' ' ' ' X ΟΟΉΟΉΟ Ή

00 ι-H TT

dP * ' ' τ3> ·*} O' OM 00 00 s™ a \0 o co oo σ> r~ η θ' I—I O' O' rH oo Ο σ\ Co oo O «· ^ S ' N ' '

£ 00 OOOMint—IVDOM

«

rH

CO

& ° d ο- Ι °λ, a 5*>δ s 8 s 3 o 8 s (u O ·* *.*»*», ^ *. ·*. ·»

E-ι JO OOOOOO O

o <#> O «5 O' ' ' vo m cp a O \ ^ ^ ^ tn ho O O o co vo Q ·» ** h % *

Sh h h h o O

^ VO

(N ·> * dP ·>» H ΓΗ LO ^ OM j3 *

(Λ M <-H H< O' O- O' rH VO

Q rH OM 0000 00 ro LD

H ^ ^ ^ ^ k 3 c\ O ao oo ooro m s a ·· w 8 % s ia .¾ as 3 a 81 s Se tj o il .1 mj I if3 § .1 % S «§ H? 5« a S U 3 S 11¾¾ Is S ec| ss Is a a » 1S s I a $ s a S a ·κ| ??S v-1 i?3a?a s3:sg S3 a as? 12 63779

Taulukko 2A

Normaali liekkisulatus Liekkisulatusuunin aine- ja lämpötase Sisään kg, kmolx/ts °C MJ/ts

Rikaste 1000 75 22

Lentopöly 9 4 75 1 02~happitehdas x 5,86 225 36 02-ilma * 3,21 225 20 N2 * 12,10 225 73

Vuotoilma -N2 x 1,10 25 0

-02 x 0,29 25 O

H20 x 0,15 225 1

Reaktiolämpö 2450 Lämpömäärä yhteensä 2603

Ulos

Kivi 340 1240 299

Kuona 500 1330 850

Hapettunut lp. 70 1300 80 S02 * 5,80 1300 384 C02 x 0,65 1300 42 N2 * 13,20 1300 539 H20 x 0,15 1300 8 02 x 1,00 1300 43 Lämpöhäviö 500 Lämpömäärä yhteensä 2745 öljy: 40490 kJ/kg öljyä 11

Savukaasut: 23894_"_ öljyn netto- lämpö 16596 kJ/kg öljyä öljyn tarve: (2745-2603)/16,6 = 8,55 kg/ts 13 :qm id m σ r- O 63779

QjjjO -P rH O H σ I—I

&W\ O CM CM CM m 51 δ ^ 4., u 8 § $ CLnJ o m mm

pirH rH

3+1

jS

I \ U"> rH ID σ CM σ rH Q

3m ιο O vo id rH m in jg m< r-ι m vd vo ”ο3 w σ r~·

-rinj -P I—I rH cm σ oo m O

rq H \ oo m m m· r~ vo - - lilfTl I—r “ * ** I—I O')

Qinj Q o ^ m O m r~ cm

E CM CM CM

00 rH CM σ dP «> ·. * «· tt tt in in \ O co m co oo m σ cm rH o O O rH in rr CM I"

E rH O rH O O rH Ο I—I

VO

m m - cm dP * - C» ·· m in vo oo

VO VO ID

CM

^ -3 o m· m· oo cm σι rH

\ (Mmm i-h r- O oo rH ^ ·» * ^ *.

Q m m vo cm oo rH σ

E i—I I—I rH rH

CD

CM

r- vo m 0 dP - v - -

x O CM CM CM

Isj

3 S \ m cm r-~ m o <H rH

(0 rH rH m m O C' O r~

OOO OO O O

rH O VO CO

dP * * * ** co in

\ m rH lO VO VO

rH ID VO CM CM CM

Q S «I ·> K ·.

E O O rH rH rH

σ σ rH rH

dP Γ' cm Ο σ

CM CM CM rH

cm3 O rH rH M* ID VO

Q \ oo O oo cm m in ζ/j rH *· *· *» *. s ·>» Q m O vn o m in

s- . H

g .-jö ^3 m jg :j0 1111 |i| ?! I jj tx X 3 W O 3-H :3 E me QJ< :ffl -h ^ e] 3 f§ S cj q )¾ ~l mg SSgi 8 «3? irais si i?la+ s ? s + s%i + ? as 63779 14

Taulukko 3A

Liekkisulatus kierrätyskaasua käyttämällä - ei vuotoilmaa

Liekkisulatusuunin aine- ja lämpötase Sisään kg, kmolx/ts °C MJ/ts

Rikaste 1000 75 22

Lentopöly 94 75 1

02-happitehdasx 9,06-0,27 25 O

Kierrätyskaasu -S02 x 5,56x 320 74,5x -C02 x O,65x 320 8,3x -H20 x 0,05x 320 O,5x -N2 x -O2 * 0,27 320 2

Reaktiolämpö 2450 Lämpömäärä yhteensä 2475+83,3x

Ulos

Kivi 340 1270 306

Kuona 500 1330 850

Hapettunut lp. 70 1240 74 S02 * 5,8+5,56x 1240 364+349x C02 x O,65+0,65x 1240 40+40x H20 X O,01+0,05x 1240 l+2x N X — 2 02 x 0,71 1240 29 Lämpöhäviöt 500 Lämpömäärä yhteensä 2164+391x

Kierrätyskaasun tarve 2475 + 83,3x = 2164 + 391x 307,7x = 311 x = 1,01 15 63779 g Ώ ΰ en t- in :¾ m3 \ cm ι> οο οο a!s ® |υ§ §88

mB+J O CM CO PO CO

I i3 00 UO

3 \ CM CO Tf t* |-I a a . h h

Is firrt -ö σ> cm t σι oo CE \ ^ ·σ O in •'tf O <H ' ' * ^ co O £} vo vo co 1-1 df> _> m ^

OM

o «g

\ rH CO Cp O' VO

rH O' 1—| VH OM CM

J«. % ** «N % O O o O o n co Tp _ <#> ·> -? O O o

ä °M

3* j3 m }D x rH

3 > © g ? °

(0 Q O O O O

Ei jj

Γ- O

σι Q

OM '"i O M) vo un -P i—t vo vo \ CO CO w «.

rH - O O

Q i—f cH

vo m * ' <*> -«r vn oo 00

CM

8 JS CM T W CM VO

\ rr cm 1-1 vo m

Jrl * >· * - -

rH O rH UO LO

rH <-* i.! || ^ΐ| 2 f -S 1« I ^ « m 3 ja£fi .s-g J si*ia P-j;| 83 $ ai 3 s s I ss u ässä 4-iqöd 2 3 φ cooac

:<o <ö <0 533 -H m h u) S

i-jeia: tn to ui z-oo g

Claims (4)

16 63779

1. Menetelmä hienojakoisten sulfidi- tai sulfidi- ja oksidi-malmien tai -rikasteiden suspensiosulattamiseksi syöttämällä uunin kaasutilaan hienojakoista malmia tai rikastetta ja happea ja/tai happirikastettua ilmaa sulfidimalmin tai -rikasteen hapettamiseksi ja sulan muodostamiseksi uunin pohjalle, poistamalla sulaa kuonaa ja kiveä ja/tai metallia uunin pohjalta sekä pölyisiä rikkidioksidipitoisia savukaasuja uunin kaa-sutilasta, tunnettu siitä, että uunin kaasutilaan syötetään lisäksi rikkidioksidikaasua hapella tai happirikastetulla ilmalla suoritetussa hapetuksessa syntyvän lämmön sitomiseksi ja johtamiseksi pois uunista pölyisten rikkidioksidipitoisten savukaasujen mukaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa rikkidioksidipitoisista savukaasuista palautetaan uuniin jäähdytyksen ja pölynerotuksen jälkeen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuniin syötetään jokaista rikastetonnia kohti noin 3-6 kmol rikkidioksidia.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuniin palautetaan noin 40-50 tilavuus-% siitä poistetuista rikkidioksidipitoisista savukaasuista.