175870. lajstromszámú szabadalom • Eljárás értékes fémek, illetve fémvegyületek salakolvadékból, különösen nehézfémoxidokat tartalmazó salakolvadékból történő kinyerésére
3 175870 4 azok fémtartalma megismételhető, jó anyag- és hőátadási feltételek mellett egyszerű szabályozási lehetőségek biztosításával, viszonylag kedvező beruházási költségek mellett folyamatos üzemmódban is gazdaságosan kinyerhető. A feladatot ezáltal oldjuk meg, hogy a salakolvadékra merőlegesen fúvókán keresztül finomít ógázokból álló gázsugarat áramoltatunk, amelynek különböző paraméterei, így a fúvókanyomás, a fúvókatávolság vagy a gázösszetétel, műszakilag egyszerűen szabályozhatóak, a gázsugár torlópontjában kialakuló kráter környezetében a salakolvadékot tóruszszerű forgó mozgásban tartjuk és így a konvektiv rendszer által behatárolt, meghatározott anyagátadással reagáló olyan elemi reakciózónát hozunk létre, amelynek átmérője kétszer-ötször, célszerűen háromszor nagyobb, mint a salakolvadéktartományban a gázsugár irányára merőleges kráterátmérő, mélysége pedig ennek a méretnek a fele, célszerűen a kráterátmérő másfélszerese. A gázsugár erejét és a fúvókanyílásnak a fürdő felszínétől mért távolságát az alkalmazott finomítógázok összetétele függvényében úgy állítjuk be, hogy a salakolvadék a kráter peremén még éppen ne fröcsköljön. A találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítási módja értelmében Laval fúvókákat. alkalmazunk, így a fém fröcskölési határát csak nagyobb gáznyomás-értékeknél érjük el és nagyobb gázmennyiséget tudunk a salakolvadékra áramoltatni. A találmány szerinti eljárás további célszerű foganatosítási módja értelmében egymás mellett és/vagy mögött a kráterátmérő kétszeres-ötszörös, célszerűen háromszoros távolságára több fúvólándzsát is működtethetünk. A találmány szerinti eljárással például igen előnyösen kezelhetők az ón-, ólom-, antimon- és bizmuttartalmú, úgynevezett „önmenesztő”, vagyis az eljárás során segédhőenergiát nem igénylő szegényérc-dúsítmányok, különösen ha piritet tartalmaznak. A nehezen olvadó dúsítmányokat adalékok segítségével „önmenesztővé” alakíthatjuk. Jól alkalmazható az eljárás például az ón kinyerésekor vagy a rézhulladék feldolgozásánál kiváló nyerssalakoknál is. Ez utóbbiakat három termékre választhatjuk szét, mégpedig óntartalmú oxidkeverékre, nyersrézre és ülepíthető salakra. A melléktermékeknél történő alkalmazásra példaként ón-, ólom- és réztartalmú fölözékeket és cinktartalmú kilúgozási maradékokat említhetnénk. A találmány szerinti eljárás csekély ráfordítással már meglevő kemencéknél is alkalmazható. A találmányt részletesebben a mellékelt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eljárás foganatosítása során kialakuló elemi reakciózóna felépítése látható vázlatosan. Egy kemence-berendezés egy vagy több találmány szerinti elemi reakciózónát tartalmazhat, amelyeket egymás mellett és/vagy mögött rendezhetünk el. Az 5 elemi reakciózóna nagyságát a gázsugárban és az olvadékban uralkodó konvekciós viszonyok határozzák meg. Az elemi reakciózóna felső része 8 fúvókából kilépő gázsugárból áll, amelynek áramlási magjában mutatható ki a 4 legnagyobb sebesség. A gázsugár ereje, amely lényegében a fúvókanyomástól és a fúvókatávolságtól függ, a 9 salakolvadékban 2 átmérőjű és 6 mélységű krátert képez, a kráterben a sugár elterelődik és a salakolvadékkal való súrlódás következtében annak tórusz-szerű 3 konvekciós áramlását okozza. A salak és a fém érintkezési felületénél a salakréteg mozgása következtében a 10 fémfürdő is a salakréteggel egy irányba mozdul el. A fémfürdő mellett, vagy annak helyén kellő kénaktivitásnál szulfidfázissal is számolhatunk. Az olvadékra gyakorolt konvektiv hatás mellett azért alkalmazzuk a gázsugarat, hogy az a gázhalmazállapotú reagenseket az olvadékhoz juttassa, és a gázhalmazállapotú reakciótermékeket az olvadéktól elszállítsa. Ez utóbbiak már az olvadék/gáz fázishatáron gőzökké vagy por alakú részecskékké alakulnak, vagy később, a távozó gázokkal lépnek reakcióba. A gázsugár az igényeknek megfelelően különböző alkotórészekből tevődhet össze. Felhasználhatunk oxidáló gázokat, például oxigént, redukáló gázokat, például hidrogént vagy inertgázokat, például nitrogént. Elsősorban azonban az oxidáló és redukáló gázokból álló gázkeverékek fontosak, amelyek az olvadékba reagensek mellett égés által felszabaduló hőenergiát juttatnak. Műszakilag különösen alkalmasak például a földgáz/oxigén, propán/oxigén, kőolaj/oxigén keverékek, vagy ezekhez hasonlóak, amelyek mennyiségi arányainak megfelelően oxidáló vagy redukáló hatást fejtenek ki az olvadékra. Bizonyos esetekben S02 vagy H2S hozzáadása is célszerű. Szakaszos üzemmódnál különösen fontos a megfelelő összetételű gázkeverék alkalmazása az olvadék kezelésére. Bármely adagnál lejátszódó hő- és anyagátadási folyamatokat a salakolvadékban lejátszódó folyamatoknak megfelelően kell optimálni. Ennek megfelelően néhány esetben szükségessé válhat kezdetben oxidáló — semleges jellegű, később pedig redukáló jellegű gázáramlás alkalmazása, vagy fordítva, miközben a gázkeverék pontos és megismételhető beállítása révén nemkívánatos oxid- vagy szulfidtartalmú fázisok keletkezése elkerülhetővé válik. Folyamatos üzemmódnál több elemi reakciózóna alkalmazásának lehetősége kínálkozik, amelyek állandó, egymástól viszont különböző gázösszetétellel üzemelnek. A rajzon látható elemi reakciózóna műszaki kivitelezéséhez általában olyan szerkezeti egység szükséges, amely az alábbi lényeges részekből tevődik össze: a) vízhűtéses, függőleges irányban mozgatható lándzsa beépített fúvókával, valamint hozzátartozó gázellátó rendszer nyomás- és mennyiségmérő műszerekkel, b) elszívató sisak a keletkező gőzök és por alakú részecskék szűrőrendszerbe juttatására, a lándzsa alsó vége is az elszívató sisakon belül helyezkedik el, c) tároló a salakolvadék-fürdő számára, ez a tartály lehet például tégely, lángkemence része, vagy más ismert kemenceegység is. A találmány szerinti eljárás alkalmazását az alábbi példákon mutatjuk be: 1. példa Szegény, például 15% ónt tartalmazó vegyes ónérc redukáló gázkeverékek befúvatásával ülepíthető sa-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
