PL233905B1

PL233905B1 - Method of and the device for roasting dry ore particles in a fluidized-bed layer

Info

Publication number: PL233905B1
Application number: PL424587A
Authority: PL
Inventors: Solmaz SÜKRÜ; Solmaz Sükrü; Jochen Güntner; Jörg HAMMERSCHMIDT; Jörg Hammerschmidt; Alexandros Charitos; Jean Claude Hein
Original assignee: Outotec (Finland) Oy
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2019-12-31
Also published as: WO2017005501A1; CL2017003360A1; PL424587A1; DE102015110772A1; AU2016289602B2; AU2016289602A1

Abstract

Wynalazek odnosi się do sposobu prażenia cząstek rudy obejmujących węgiel i/lub siarkę, w którym w celu wyprażenia cząstki wprowadza się do reaktora (11). Ponadto, wprowadza się zawierający tlen gaz, przy czym cząstki praży się w złożu fluidalnym w temperaturze od 500 do 1000°C przez co najmniej 10 sekund i przy czym wyprażone cząstki usuwa się z reaktora. Cząstki te charakteryzują się zawartością wody wynoszącą maksymalnie 2% wag. i są wtryskiwane pneumatycznie do złoża fluidalnego.The invention relates to a method for roasting ore particles comprising carbon and/or sulphur, in which the particles are introduced into a reactor (11) for roasting. In addition, an oxygen-containing gas is introduced, the particles are calcined in a fluidized bed at a temperature of 500 to 1000°C for at least 10 seconds, and the calcined particles are removed from the reactor. These particles have a water content of up to 2% by weight. and are injected pneumatically into the fluidized bed.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Niniejsze zgłoszenie dotyczy sposobu prażenia cząstek rudy zawierających węgiel i/albo siarkę, w którym cząstki wprowadza się do reaktora do prażenia, do którego doprowadza się gaz zawierający tlen, i w którym cząstki fluidyzuje się w złożu fluidalnym w temperaturze od 500 do 1000°C przez co najmniej 10 s, po czym wyprażone cząstki usuwa się z reaktora. Przedmiotowe zgłoszenie obejmuje również urządzenie przeznaczone do stosowania tego sposobu.The present application relates to a process for the roasting of ore particles containing carbon and / or sulfur, in which the particles are introduced into a roasting reactor fed with an oxygen-containing gas, and in which the particles are fluidized in a fluidized bed at a temperature of 500 to 1000 ° C, thereby at least 10 seconds, after which the calcined particles are removed from the reactor. The present application also covers a device designed to perform this method.

Prażenie stanowi etap przetwarzania niektórych rud. Dokładniej, prażenie stanowi proces metalurgiczny obejmujący reakcje gaz-ciało stałe w podwyższonych temperaturach dla oddzielania związków metali. Często przed prażeniem ruda ulega już przetworzeniu w instalacjach wzbogacania, jak na przykład przez flotację pianową. Można także przetwarzać zmieloną całą rudę.Roasting is the processing step of some ores. More specifically, calcining is a metallurgical process involving gas-solid reactions at elevated temperatures to separate metal compounds. Often, the ore is already processed in upgrading plants prior to roasting, such as by froth flotation. You can also process all ground ore.

W prażeniu koncentrat rudy poddaje się obróbce bardzo gorącym powietrzem. Sposób ten ogólnie stosuje się do minerałów zawierających siarkę i/albo węgiel. Podczas prażenia siarczki i/albo węglany i/albo węgiel organiczny są przekształcane do tlenku, siarka jest uwalniana jako dwutlenek siarki, a węgiel organiczny do dwutlenku węgla lub tlenku węgla. W przypadku rud CU2S (chalkozyt) i ZnS (sfaleryt) zbilansowane równania prażenia są następujące:In roasting, the ore concentrate is treated with very hot air. This method is generally applicable to sulfur and / or carbon containing minerals. During roasting, sulfides and / or carbonates and / or organic carbon are converted to oxide, sulfur is released as sulfur dioxide, and organic carbon is released to carbon dioxide or carbon monoxide. For CU2S (chalcosite) and ZnS (sphalerite) ores the balanced roasting equations are as follows:

2CU2S + 3O2 — 2CU2O + 2SO2 2ZnS + 3O2 — 2ZnO + 2SO2 natomiast węgiel organiczny jest przekształcany według poniższego równania:2CU2S + 3O2 - 2CU2O + 2SO2 2ZnS + 3O2 - 2ZnO + 2SO2 while organic carbon is converted according to the following equation:

Corg + O2 —— CO2Corg + O2 —— CO2

Typowy sposób prażenia został omówiony w dokumencie DE976145, w którym opisano również standardowy piec prażalniczy. Zgodnie ze sposobem, cząstki rudy wprowadza się do reaktora ze złożem fluidalnym, który ma taką budowę, że jego przekrój poprzeczny zwiększa się od dołu do góry, przez co można fluidyzować cząstki o każdej średnicy.A typical roasting method is discussed in DE976145 which also describes a standard roasting furnace. According to the method, ore particles are introduced into a fluidized bed reactor, which is constructed in such a way that its cross-section increases from bottom to top, whereby particles of any diameter can be fluidized.

Dokument DE3300609 dotyczy sposobu prażenia cząstek, w którym w reaktorze ze złożem fluidalnym stosuje się nadmiar gazu utleniającego.Document DE3300609 relates to a particle roasting process using excess oxidizing gas in a fluidized bed reactor.

Dokument DE907417 opisuje sposób redukcji Fe2O3 do Fe2O4 przez zastosowanie węgla jako środka utleniającego.Document DE907417 describes a method of reducing Fe2O3 to Fe2O4 by using carbon as an oxidizing agent.

Również dokument DE1010646 opisuje redukcję Fe2O3, przy czym zastosowano tu trzy układy ze złożem fluidalnym, które są zabudowane jeden na drugim.Also document DE1010646 describes the reduction of Fe2O3, three fluidized bed systems being used, which are built on top of each other.

Dokument CH538655 opisuje złoże fluidalne do przekształcania siarczanu manganu lub magnezu do tlenku z wiązaniem krzyżowym. Typowe dla sposobów prażenia jest to, że substancje wydzielane wprowadza się do reaktora od góry.Document CH538655 describes a fluidized bed for converting manganese or magnesium sulfate to a cross-linked oxide. Typical of the roasting processes is that the starting materials are introduced into the reactor from the top.

We wszystkich tych sposobach wprowadza się koncentrat rudy z zawartością wody od 5 do 12% wagowych. Podczas prażenia wilgoć odparowuje, a uzyskaną parę przepuszcza się przez różne elementy odbiorcze lub stosuje do wytwarzania energii elektrycznej w generatorze. Koncentrat o wilgotności od 5 do 12% wagowych zazwyczaj przenosi się do pieca prażalniczego za pomocą pasa narzucającego tenże koncentrat na złoże w piecu.In all these processes, an ore concentrate with a water content of 5 to 12% by weight is introduced. During roasting, the moisture evaporates and the resulting steam is passed through various receiving elements or used to generate electricity in a generator. The concentrate with a moisture content of 5 to 12% by weight is usually transferred to the roaster by means of a belt imposing the concentrate on the bed in the oven.

Wprowadzanie do pieca suchego koncentratu o wysokiej zawartości energii zaoszczędziłoby dodatkowych nakładów energetycznych, niezbędnych do odparowania zawartej w nim wody. Jednakże nie jest niemożliwe wprowadzanie suchego materiału za pomocą pasa narzucającego. Wprowadzanie materiału na pasie prowadziłoby do takiego efektu, że duża ilość materiału przedostawałaby się do wolnej przestrzeni nad złożem fluidalnym. Tam cząstki stałe reagowałyby, ulegając przegrzaniu i tworząc ze sobą zbrylenia w szczycie pieca prażalniczego. W rezultacie nie tylko narastałyby grudy, ale również przegrzana byłaby górna część pieca prażalniczego z cegłami etc.Feeding a dry concentrate with a high energy content into the kiln would save the additional energy expenditure needed to evaporate the water contained therein. However, it is not impossible to introduce dry material with the throwing belt. The introduction of material on the belt would have the effect that a large amount of material would enter the free space above the fluidized bed. There, the solids would react by overheating and forming lumps together at the top of the roaster. As a result, not only would lumps build up, but also the upper part of the kiln with bricks etc. would be overheated.

Spośród innych sposobów z wykorzystaniem złoża fluidalnego znane jest wprowadzanie bezpośrednie. Na przykład dokument DE3534419 opisuje zgazowywanie węgla w złożu fluidalnym, w którym węgiel wprowadza się w samo złoże fluidalne, gdzie jest natychmiast zgazowywany. Prawie taki sam proces został również opisany w dokumencie DE102005047583.Among other fluidized bed processes, direct introduction is known. For example, document DE3534419 describes the gasification of coal in a fluidized bed, where the coal is introduced into the fluidized bed itself, where it is immediately gasified. Almost the same process is also described in DE102005047583.

Jednakże w sposobie prażenia z bezpośrednim wprowadzaniem cząstek rudy do złoża fluidalnego należy oczekiwać zbrylania ukierunkowanego na punkty podawania, ze względu na wysokie miejscowe nagromadzenie rudy. Z uwagi na to, obecnie nie wydaje się możliwe wprowadzanie cząstek rudy w stanie suchym do reaktora prażalniczego.However, in a roasting process with the direct introduction of ore particles into a fluidized bed, agglomeration directed at the feed points is to be expected because of the high local ore accumulation. In view of this, it does not currently seem possible to introduce the ore particles in a dry state into the roasting reactor.

Przedmiotem wynalazku jest sposób prażenia cząstek rudy zawierających węgiel i/albo siarkę, w którym cząstki podaje się do reaktora do prażenia, do którego doprowadza się gaz zawierający tlen, i w którym cząstki praży się w złożu fluidalnym w temperaturze od 500 do 1000°C przez co najmniej 10 s,The invention relates to a method of roasting ore particles containing carbon and / or sulfur, in which the particles are fed to a roasting reactor fed with an oxygen-containing gas, and in which the particles are roasted in a fluidized bed at a temperature of 500 to 1000 ° C, thereby at least 10 s,

PL 233 905 B1 który charakteryzującego się tym, że cząstki mające zawartość wody maksymalnie do 2% wagowych wtryskuje się pneumatycznie do złoża fluidalnego, chłodzonego co najmniej jednym urządzeniem chłodzącym, przy czym cząstki wtryskuje się wewnątrz urządzenia chłodzącego lub w odległości maksymalnie 500 mm od tego urządzenia.PL 233 905 B1, characterized in that particles having a water content of up to 2% by weight are injected pneumatically into a fluidized bed cooled by at least one cooling device, the particles being injected inside the cooling device or at a maximum distance of 500 mm from this device .

Korzystnie, maksymalna zawartość węgla wynosi 8% wagowych a zawartość siarki zawiera się między 3 a 55% wagowych.Preferably, the maximum carbon content is 8 wt% and the sulfur content is between 3 and 55 wt%.

Również korzystnym jest, gdy średnica cząstek zawiera się między 0,001 a 10 mm.It is also preferred that the particle diameter is between 0.001 and 10 mm.

Korzystnie, złoże fluidalne jest złożem pęcherzykowym.Preferably, the fluidized bed is a bubble bed.

Korzystnym jest, że gaz do pneumatycznego wtrysku cząstek jest gazem obojętnym.It is preferred that the gas for the pneumatic injection of the particles is inert.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do prażenia cząstek, zawierającego reaktor ze złożem fluidalnym, co najmniej jedną linię podawania cząstek rudy, jedną linię podawania gazu zawierającego tlen oraz linię wylotową cząstek do usuwania prażonych cząstek, charakteryzujące się tym, że zawiera co najmniej jedno urządzenie chłodzące, usytuowane w przestrzeni złoża fluidalnego, mające postać co najmniej dwóch płyt chłodzących i/lub co najmniej jednej wężownicy chłodzącej, przy czym linia podawania cząstek rudy, zawierająca pneumatyczny układ zasilania, zakończona jest co najmniej jedną dyszą wtryskową, która usytuowana jest pomiędzy płytami chłodzącymi i/lub wewnątrz wężownic y chłodzącej, albo w odległości maksymalnie 500 mm od urządzenia chłodzącego.The invention also relates to a particle roasting device comprising a fluidized bed reactor, at least one ore particle feed line, one oxygen-containing gas feed line and a particle outlet line for discharging the calcined particles, characterized in that it comprises at least one cooling device, situated in the fluidized bed space, in the form of at least two cooling plates and / or at least one cooling coil, the ore particle feed line including the pneumatic feed system terminating with at least one injection nozzle which is arranged between the cooling plates and / or inside a cooling coil or within 500 mm of a cooling unit.

Korzystnie, linia podawania zakończona jest czterema dyszami wtryskowymi, rozmieszczonymi w reaktorze równomiernie względem siebie.Preferably, the feed line ends with four injection nozzles, uniformly distributed in the reactor.

Przedmiot wynalazku w zakresie sposobu zapewnia takie prowadzenie samego procesu prażenia, w którym cząstki rudy można wprowadzać w stanie suchym do reaktora ze złożem fluidalnym, natomiast wynalazek w zakresie wytworu umożliwia realizację sposobu prażenia cząstek w stanie suchym.The subject matter of the invention in terms of the method provides for carrying out the roasting process itself, in which the ore particles can be introduced dry into the fluidized bed reactor, while the invention in terms of the product enables the method of roasting particles in a dry state.

Przedmiot rozwiązania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do prażenia cząstek, zaś fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny reaktora.The subject of the solution is shown in the drawing, in which Fig. 1 schematically shows a device for roasting particles, and Fig. 2 schematically shows a cross-section of the reactor.

W sposobie według wynalazku cząstki rudy wprowadza się do reaktora prażalniczego 11, do którego doprowadza się gaz zawierający tlen, który stosuje się jako gaz fluidyzujący. Cząstki są fluidyzowane w złożu fluidalnym 21 reaktora 11 w temperaturze od 500 do 1000°C przez co najmniej 10 s. Średni czas retencji w typowym reaktorze ze złożem fluidalnym mieści się w zakresie od 20 do 50 minut. Następnie prażone cząstki usuwa się z reaktora 11, przy czym gazy prażalnicze usuwa się z tegoż reaktora 11 od strony jego szczytu. Zasadniczo cząstki rudy mają zawartość wody powierzchniowej maksymalnie do 2% wagowych, choć najlepiej jest gdy ta zawartość wynosi maksymalnie do 1% wagowego, i są wtryskiwane pneumatycznie do złoża fluidalnego 21. Materiał może reagować w złożu 21 według potrzeb, ponieważ przy wylocie linii podawania cząstek rudy 13 jest mniejsze ich nagromadzenie, co jest właśnie spowodowane pneumatycznym podawaniem cząstek. W rezultacie zużycie energii ulega zmniejszeniu, bowiem żadna woda nie jest odparowywana. Stosunek masy cząstek do masy gazu wynosi maksymalnie 10 kg substancji stałych na 1 kg gazu.In the process according to the invention, the ore particles are introduced into the roasting reactor 11 to which an oxygen-containing gas is fed, which is used as a fluidizing gas. The particles are fluidized in the fluidized bed 21 of the reactor 11 at a temperature of 500 to 1000 ° C for at least 10 seconds. The average retention time in a typical fluidized bed reactor ranges from 20 to 50 minutes. The calcined particles are then removed from the reactor 11, the calcine gases being removed from the reactor 11 at its top end. In general, the ore particles have a surface water content of up to 2% by weight, although preferably up to a maximum of 1% by weight, and are air-injected into the fluidized bed 21. The material may react in bed 21 as needed because at the exit of the particle feed line. the ore 13 has less accumulation, which is precisely due to the pneumatic feeding of the particles. As a result, energy consumption is reduced as no water is evaporated. The ratio of the mass of particles to the mass of gas is a maximum of 10 kg of solids per kg of gas.

Zawartość węgla organicznego w prażonych cząstkach wynosi maksymalnie 8% wagowych przy zawartości siarki (z siarczków metal) między 3 a 55% wagowych. W tym zakresie wydajność reakcji jest możliwie największa, przy czym średnica cząstek zasadniczo zawiera się między 0,001 a 10 mm a najlepiej gdy nie przekracza 2 mm, co umożliwia ich fluidyzowanie w typowych reaktorach ze złożem fluidalnym. Takie złoże powinno być złożem fluidalne z wrzeniem pęcherzykowym, zwane złożem pęcherzykowym. Układ pęcherzykowy powstaje wtedy, kiedy wlotowa prędkość gazu fluidyzujący gazu jest nieco większa od minimalnej prędkości fluidyzacji, a to przyczynia się do niewielkiej ekspansji w samym złożu. Niewielkie pęcherzyki mają tendencję do dostosowywania się w fazie gęstej, w której są wprowadzane do złoża nieruchomego, zatem bez wrzenia pęcherzykowego. Natomiast gdy przepływ gazu w fazie gęstej wzrasta to duże pęcherzyki mają tendencję do powiększania się, i jeżeli są większe od rozmiaru krytycznego to złoże rozpocznie ekspansję w ilości, która jest taka sama jak objętość wtryskiwanych pęcherzyków. Przy użyciu złoża fluidalnego 21 z wrzeniem pęcherzykowym powstaje bardziej równomierny profil temperatury, przez co można obniżyć temperaturę reakcji, przy której ryzyko zbrylania dalej pozostaje niewielkie, co jest zaletą wtryskiwania cząstek bezpośrednio do złoża 21.The organic carbon content of the calcined particles is at most 8% by weight with a sulfur content (of metal sulphides) between 3 and 55% by weight. In this range, the efficiency of the reaction is as high as possible, the particle diameter being generally between 0.001 and 10 mm, and preferably not exceeding 2 mm, allowing them to be fluidized in conventional fluidized bed reactors. Such a bed should be a bubble boiling fluidized bed, known as a bubble bed. A bubble system is formed when the inlet velocity of the gas to fluidize the gas is slightly greater than the minimum velocity of fluidization, and this contributes to a slight expansion in the bed itself. Tiny bubbles tend to adapt in the dense phase where they are introduced into the fixed bed, thus without bubble boiling. On the other hand, as the dense phase gas flow increases, large bubbles tend to enlarge, and if they are larger than the critical size, the bed will begin to expand in an amount that is the same as the volume of bubbles injected. By using the bubble boiling fluidized bed 21, a more uniform temperature profile is created, whereby the reaction temperature can be lowered, while the risk of caking remains low, which is the advantage of injecting the particles directly into the bed 21.

Reakcje prażenia są reakcjami egzotermicznymi, dlatego też złoże fluidalne musi być chłodzone. Złoże fluidalne 21 jest chłodzone za pośrednictwem co najmniej jednego urządzenia chłodzącego 17, w postaci wężownicy chłodzącej lub płyt chłodzących, usytuowanego w przestrzeni złoża fluidalnego 21. Cząstki rudy wtryskuje się wewnątrz jednego z urządzeń chłodzących 17, tj. między płyty chłodzące lub wewnątrz wężownicy, choć możliwe jest również ich wtryskiwanie w odległości maksymalnie 500 mm, ewentualnie maksymalnie 250 mm, a najlepiej maksymalnie 150 mmThe roasting reactions are exothermic reactions, therefore the fluidized bed must be cooled. The fluidized bed 21 is cooled by means of at least one cooling device 17, in the form of a cooling coil or cooling plates, arranged in the fluidized bed space 21. Ore particles are injected inside one of the cooling devices 17, i.e. between the cooling plates or inside the coil, although it is also possible to inject them at a maximum distance of 500 mm, possibly a maximum of 250 mm, and preferably a maximum of 150 mm

PL 233 905 B1 od urządzenia chłodzącego 17. Umożliwia to wtryskiwania cząstek rudy w obszarze, w którym temperatura jest miejscowo niższa od średniej temperatury złoża fluidalnego 21, co dodatkowo obniża ryzyko zbrylania.This allows the ore particles to be injected in the region where the temperature is locally below the average temperature of the fluidized bed 21, which further lowers the risk of agglomeration.

Zastosowanie gazu obojętnego, takiego jak azot, do wtryskiwania pneumatycznego, redukuje powstawanie grud, ponieważ obniżone zostaje nie tylko miejscowe nagromadzenie cząstek ale również miejscowe stężenie tlenu. Cząstki wprowadza się przez co najmniej jedną dyszę wtryskową 14, przez co średnia prędkość cząstek w dyszy (dyszach) 14 zawiera się między 10 a 60 m/s.The use of an inert gas such as nitrogen for pneumatic injection reduces lump formation as not only the local accumulation of particles but also the local oxygen concentration is reduced. The particles are introduced through at least one injection nozzle 14, whereby the average velocity of the particles in the nozzle (s) 14 is between 10 and 60 m / s.

Urządzenie 10 do prażenia cząstek rudy zawiera reaktor 11 ze złożem fluidalnym 21, przy czym reaktor 11 posiada co najmniej jedną linię podawania cząstek rudy 13, jedną linię podawania gazu 15 zawierającego tlen, oraz linię wylotową 16 do usuwania prażonych cząstek z reaktora 11. Zgodnie z niniejszym rozwiązaniem linia podawania 13 zawiera pneumatyczny układ dostarczania 12 i ma co najmniej jeden otwór, który jest umiejscowiony tak, że podczas działania cząstki są bezpośrednio wprowadzane do wnętrza złoża fluidalnego 21. To właśnie umożliwia wprowadzanie do reaktora 11 cząstek suchych, bowiem przy innym ich wprowadzaniu przepływałyby one do wolnej przestrzeni 22 reaktora 11, w której reagowałyby tworząc zbrylenie, a jednocześnie podgrzewałyby szczyt reaktora 11.The ore particle roaster 10 comprises a fluidized bed reactor 11 21, the reactor 11 having at least one ore particle feed line 13, one oxygen-containing gas feed line 15, and an outlet line 16 for removing the calcined particles from the reactor 11. According to Herein, the feed line 13 comprises a pneumatic delivery system 12 and has at least one opening which is positioned such that, in operation, the particles are directly introduced into the interior of the fluidized bed 21. This is what allows the dry particles to be introduced into the reactor 11, as otherwise they are introduced they would flow into the free space 22 of reactor 11 where they would react to form lumps while heating the top of reactor 11.

W przestrzeni złoża fluidalnego 21 reaktora 11 usytuowane jest co najmniej jedno urządzenie chłodzące 17, które schładza złoże i usuwa ciepło powstałe w egzotermicznych reakcjach prażenia rudy. Urządzenie 17 zawiera co najmniej dwie płyty chłodzące i/albo co najmniej jedną wężownicę chłodzącą.At least one cooling device 17 is located in the fluidized bed space 21 of the reactor 11, which cools the bed and removes the heat generated in the exothermic ore roasting reactions. Device 17 includes at least two cooling plates and / or at least one cooling coil.

Wylot linii podawania cząstek rudy 13 znajduje się między płytami chłodzącymi lub wewnątrz wężownicy chłodzącej, co zapobiega zbrylaniu podawanych cząstek rudy. Może on znajdować się również w odległości maksymalnie 500 mm, ewentualnie maksymalnie 250 mm, a najlepiej maksymalnie 150 mm od urządzenia chłodzącego 17. W ten sposób temperatura w miejscu podawania cząstek jest niższa, przez co nie osiągają one poziomu energii aktywacji potrzebnej do zbrylania. Linia podawania cząstek rudy 13 lub jej wylot może mieć dodatkowe chłodzenie, co tym bardziej zmniejsza ryzyko powstawania grud. Linia podawania 13 zakończona jest dyszą lub dyszami wtryskowymi 14, rozmieszczonymi w reaktorze 11 równomiernie względem siebie.The outlet of the ore particle feed line 13 is located between the cooling plates or inside the cooling coil to prevent agglomeration of the ore particles being fed. It can also be a maximum distance of 500 mm, possibly a maximum of 250 mm, and preferably a maximum of 150 mm from the cooling device 17. In this way, the temperature at the point where the particles are fed is lower, so that they do not reach the activation energy level needed for agglomeration. The ore particle feed line 13 or its outlet may have additional cooling, which further reduces the risk of lump formation. The feed line 13 ends with a nozzle or nozzles 14, distributed evenly to each other in the reactor 11.

Zgodnie z fig. 1 urządzenie 10 zawiera linię podawania cząstek rudy 13 do wtryskiwania tychże cząstek do reaktora 11. Linia podawania 13 posiada pneumatyczny układ dostarczania 12. Do usuwania cząstek ze złoża fluidalnego 21 po prażeniu służy linia wylotowa 16. Gaz utleniający (zawierający tlen) doprowadza się linią podawania gazu 15, po czym gaz ten, najczęściej powietrze, jest również stosowany jako gaz fluidyzujący, przez co jest on wprowadzany od spodu reaktora 11. Po wprowadzeniu gaz fluidyzujący przechodzi przez podstawę sitową 20, powyżej której znajduje się (podczas działania urządzenia) aktywne złoże fluidalne 21.Referring to Fig. 1, the device 10 comprises an ore particle feed line 13 for injecting the ore particles into the reactor 11. The feed line 13 has a pneumatic feed system 12. An outlet line 16 is used to remove particles from the fluidized bed 21 after roasting. is supplied through gas feed line 15, after which this gas, most often air, is also used as a fluidizing gas, so that it is introduced from the bottom of the reactor 11. After introduction, the fluidizing gas passes through the sieve base 20 above which it is located (during operation of the device ) active fluidized bed 21.

Powyżej złoża fluidalnego 21, w szczycie reaktora 11, znajduje się wolna przestrzeń 22, w której zbierają się gazy prażalnicze. Gazy te usuwane są linią usuwania gazów prażalniczych 30, która połączona jest jednym końcem z częścią szczytową reaktora 11, zaś drugim końcem z cyklonem 31, w którym oddziela się od gazu przenoszone w nim małe cząstki rudy. Z cyklonem 31 połączona jest linia obiegu oczyszczania gazu 32, którą gaz przechodzi do dalszego oc zyszczania, oraz linia obiegu powrotnego cząstek 33, którą cząstki oddzielone w cyklonie 31 przenoszone są z powrotem do reaktora 11.Above the fluidized bed 21, at the top of the reactor 11, there is a free space 22 in which the roasting gases collect. These gases are removed by a roast gas exhaust line 30, which is connected at one end to the top of the reactor 11, and at the other end to a cyclone 31, where the small ore particles carried therein are separated from the gas. Connected to cyclone 31 are a gas purification line 32, which gas goes to further purification, and a particle recycle line 33, which particles separated in cyclone 31 are transferred back to reactor 11.

W przestrzeni złoża fluidalnego 21 reaktora 11 usytuowane jest urządzenie chłodzące 17 w postaci liniowych płyt chłodzących, które to urządzenie znajduje się wewnątrz złoża 21 podczas pracy urządzenia 10. Wyloty linii podawania cząstek rudy 13, w postaci dysz wtryskowych 14 cząstek rudy, wyprowadzone są w części wewnętrznej urządzeń chłodzących 17, w tym przypadku pomiędzy płytami chłodzącymi, co powoduje miejscowe obniżenie temperatury a tym samym zapobiega zbrylaniu.In the fluidized bed space 21 of the reactor 11 there is a cooling device 17 in the form of linear cooling plates, which device is located inside the bed 21 during the operation of the device 10. The outlets of the ore particle feed line 13, in the form of injection nozzles 14 of ore particles, are discharged partially internal cooling devices 17, in this case between the cooling plates, which reduces the temperature locally and thus prevents caking.

Na fig. 2 przedstawiono przekrój poprzeczny reaktora 11. Linia podawania cząstek rudy 13 połączona jest z dyszami wtryskowymi 14, zaś każda dysza 14 usytuowana jest pomiędzy dwoma płytami chłodzącymi urządzenia 17. W ten sposób miejsca wtrysku cząstek rudy mają temperaturę co najmniej o 3°C, a zdarza się, że o 5°C a nawet o 10°C niższą niż średnia temperatura reaktora 11, co obniża ryzyko zbrylania.Fig. 2 shows the cross section of the reactor 11. The ore particle feed line 13 is connected to the injection nozzles 14, and each nozzle 14 is positioned between the two cooling plates of the device 17. Thus, the ore particle injection points have a temperature of at least 3 ° C. and sometimes 5 ° C or even 10 ° C lower than the average temperature of the reactor 11, which lowers the risk of caking.

Ponieważ podstawa sitowa 20 nie zawiera otworów w obszarach urządzeń chłodzących 17 i dysz wtryskowych 14, uniemożliwia to wprowadzanie gazu fluidyzującego w te obszary i jednocześnie chroni te urządzenia 17 i te dysze 14 przed uszkodzeniami przez fluidyzowane cząstki.Since the sieve base 20 has no openings in the areas of the cooling devices 17 and the injection nozzles 14, this prevents the introduction of fluidizing gas into these areas and at the same time protects these devices 17 and these nozzles 14 from damage by fluidized particles.

Claims

Patent claims

A method of roasting ore particles containing carbon and / or sulfur, wherein the particles are introduced into a roasting reactor fed with an oxygen-containing gas, and wherein the particles are roasted in a fluidized bed at a temperature of 500 to 1000 ° C for at least 10 seconds, after which they are removed from the reactor, characterized in that particles having a water content of up to 2% by weight are pneumatically injected into a fluidized bed (21) cooled by at least one cooling device (17), the particles being injected inside cooling device (17) or within 500 mm of the cooling device (17).

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the maximum carbon content is 8 wt% and the sulfur content is between 3 and 55 wt%.

3. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the particle diameter is between 0.001 and 10 mm.

4. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the fluidized bed is a bubble bed.

5. The method according to p. The process of claim 1, wherein the gas for the pneumatic injection of the particles is an inert gas.

6. A device for roasting particles, comprising a fluidized bed reactor (11) (21), at least one ore particle feed line (13), one oxygen-containing gas feed line (15), and a particle outlet line (16) for removing the calcined particles. characterized in that it comprises at least one cooling device (17) situated in the fluidized bed space (21) in the form of at least two cooling plates and / or at least one cooling coil, the ore particle feed line (13), including a pneumatic delivery system (12) ends with at least one injection nozzle (14) which is positioned between the cooling plates and / or inside the cooling coil, or at a maximum distance of 500 mm from the cooling device (17).

The device according to claim 1 6. The method of claim 6, characterized in that the feeding line (13) ends with four injection nozzles (14) arranged uniformly in the reactor (11) to each other.