173746. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vörösréz olvadékfázisban történő folyamatos raffinálására
3 173746 4 között igen gyors és ezáltal szabályozható anyagcsere folyamat játszódik le. A találmány szerinti eljárás hatékonysága tovább javítható, ha a szekunder gázt nagy erővel vezetjük a rézolvadék felületére és az azon kialakuló homorú nyomásfelület, azaz a gázáram fordulási pontja alatt tónus alakú olvadékáramlást hozunk létre. Ezzel a gázáram és az olvadékáramlás anyaga között meghatározott anyagátadást biztosító reakcióteret alakítunk ki. Az olvadékfázisban történő folyamatos raffinálás ily módon történő megoldása esetén rendkívül gyors és meghatározott energiájuk következtében adott nagyságrendű, jól definiált reakciómechanizmus játszódik le, amelynek szabályozása könnyen megoldható. Minthogy ily módon a folyékony réznek a reakciógázokkal lejátszódó reakciója lényegében a gázáram által kialakított nyomásfelület mentén játszódik le, a fémolvadékon kialakított nyomásfelület nagysága pedig mérhető, és így beállítható, fennáll az anyagátadási viszonyok kvantitatív szabályozásának lehetősége. Ez jelenti a találmány szerinti eljárás legnagyobb előnyét az ismert megoldásokkal szemben, amelyeknél nyilvánvalóan nem valósítható meg a találmány szerinti programozható vezérlés vörösréz olvadékfázisban történő folyamatos raffinálásánál. Természetesen a találmány szerinti eljárás foganatosítása során ki kell küszöbölni a különböző zavaró jelenségeket, mint például a túlságosan intenzív fürdőmozgást. Ennek elkerülése érdekében biztosítani kell, hogy a fürdőben fröcskölés ne jöhessen létre. Ha ez nem sikerül, akkor egyrészt a létrehozott reakcióegyensúly felborul, és ezzel a szabályozási folyamatban is zavar áll be, másrészt pedig legalább is helyileg fennáll a lehetősége annak, hogy túloxidálódás lépjen fel és ennek következtében rézoxidul keletkezzék. Mindkét jelenség nyilvánvalóan káros. Éppen ezért a találmány szerinti eljárás foganatosítása során vigyázni kell arra, hogy a fúvatólándzsa fúvókája és a rézolvadék felülete közötti távolságot, valamint az áramlási sebességet úgy állítsuk be az alkalmazott gáz minőségének függvényében, hogy fröcskölés ne lépjen fel. A találmány további részleteit kiviteli példán rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas raffináló kemence hosszmetszete, a 2. ábra pedig az 1. ábrán bemutatott berendezésben alkalmazott fúvatólándzsa fúvókarészének távlati képe, a gázáram, a salakréteg és az alatta levő fémolvadék mozgásviszonyaínak feltűntetésével. Az 1. ábrán látható 1 olvasztókemence négyszögletes kialakítású, és a 2, 3 és 4 választófalakkal három medenceformájú 5, 6 és 7 reakciótérre van osztva. A 2 választófalban 9 vályú van kialakítva, amelyen át az olvadék az 5 reakciótérből a 6 reakciótérbe juthat. A 6 reakciótérben a fémfürdő 10 olvadékszintje fölött helyezkedik el a 12 salakréteg. A 11 rézolvadék a 6 reakciótér fenékrészén van. Az 1 olvasztókemence oldalfalában 13 nyílás van a 6 reakciótér részében kialakítva, amelyen át az oxidáló 6 reakciótérből a 12 salakréteget lehet eltávolítani. A 11 rézolvadékot a 14 bevezetőnyíláson át öntik be az 1 olvasztókemencébe, ahonnan az végül tisztítás után a 15 csapolóvályún át kerül ki. A 7 reakciótérbe kerülő olvadék salakmentesítéséről 8 gát gondoskodik. A 11 rézolvadék a 8 gátban kialakított 16 csatornán át kerül a 7 reakciótérbe. Az 5 reakciótérnél az 1 olvasztókemence oldalfalában 17 adagolónyílás van kialakítva, amely egyrészt ellenőrzés céljára, másrészt a szilárd adagok beadagolására szolgál. A 17 adagolónyíláson át kerül az 5 reakciótérbe például a rézkoncentrátum és/vagy bizonyos fűtőanyagok. Az égéstermékek a 19 kéményen át hagyják el az 1 olvasztókemencét. Az 1 olvasztókemence csapoló oldal felőli 18 homlokfalában 36 égő van elhelyezve. Az üzemelés során az 1 olvasztókemencébe a 14 bevezetőnyíláson át adagolják be az olvadékfázisban levő nyers rezet és/vagy a 17 adagolónyíláson jut az 1 olvasztókemencébe a rézkoncentrátum és a tüzelőanyag. Az 5 reakciótérben történik az anyag felhevítése a raffináláshoz szükséges hőmérsékletre. A 6 reakciótérben a 20 fúvatólándzsán keresztül oxigéntartalmú reakciógázt fúvatunk be. A 20 fúvat ólándzsából kiáramló 21 gázáram a 11 rézolvadék felületének ütközik. A szükséges gázmennyiséget és fúvatási energiát a 23 lándzsafejhez csatlakozó 22 fojtószeleppel lehet beállítani. A 20 fúvatólándzsából kijövő 21 gázáram helyét a 11 rézolvadék felületén jól meg lehet figyelni, minthogy ott homorú 24 nyomásfelület alakul ki. A 24 nyomásfelület tulajdonképpen egy homorú teknőhöz hasonló, és széleinél a 11 rézolvadék felületébe ütköző és onnan visszaforduló 21 gázáram a 12 salakréteget oldalra nyomja. Ez a jelenség látható a 2. ábrán felnagyítva. Az ábrán fölül a 20 fúvatólándzsa 25 fúvókája látható, amelyből nagy energiával áramlik ki a 21 gázáram. A 21 gázáram először a 12 salakrétegnek ütközik, amely a 11 rézolvadék felszínét borítja. A 21 gázáram visszaforduló ága a 12 salakréteget a 26 fordulási zóna széleinél eltávolítja és oldalra kényszeríti, így a 11 rézolvadék felszínén 28 buborék alakul ki, amelynek alsó része a homorú 24 nyomásfelület. Ezt a felületet az A-B szaggatott vonallal jelöltük a 2. ábrán. A 21 gázáram visszaforduló ágai a 29 nyilak irányába haladnak tovább, és így kerülnek a 6 reakciótérbe. A 11 rézolvadékkal a 21 gázáram, valamint a 24 nyomásfelület széleinél jelentkező felhajtóerő hatására erőteljes turbulencia alakul ki, és a 11 rézolvadékban tórus alakú 27 olvadékáramlás lép fel. Ismét az 1. ábrát vizsgálva, látható, hogy a 7 reakciótérben még egy 30 fúvatólándzsa van elhelyezve, amelyen át a rézolvadékba reakciógázt fúvatunk. Ez a 30 fúvatólándzsa 31 lándzsafején 32 és 33 ágvezetékekhez csatlakozik, amelyek közül az egyikben hordozógáz és a másikban 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
