167941. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szulfidos ércek finomítására

167941 5 6 4. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés konverter kemencéjének metszete, fehérfém előállítása esetén. Az 1. ábrán látható 1 olvasztókemencében 5 szulfidos keverék és 4 salak helyezkedik el. Az 1 olvasztókemence 6 adagolólándzsával, 7 égővel, 8 csapolónyílással, 10 túlfolyó vályúval és salakvisszavezető járattal van ellátva. A 2 leválasztókemencében ugyancsak 11 szulfidos keverék és 12 salak van. A 2 leválasztó kemence 13 hőmérséklet-szabályzóval, 14 adagoló nyílással, 15 salakcsapoló-nyflással és 16 olvadékcsapoló-nyüással van ellátva. A 2 leválasztókemencéhez tartozik még a 17 olvadékszifon. A berendezés harmadik egysége a 3 konverterkemence. Az ebben levő olvadék három rétegből tevődik össze, a 19 fehérfémből, a 20 konverterrézből és a 21 salakból. A 3 konverterkemence szintén el van látva 18 adagolónyílással, 22 salakcsapoló-nyflással és 23 konverterréz csapolónyílással. A 3 konverterkemencéhez tartozik még a 24 konverterréz szifon, a 25 túlfolyó vályú és a 26 lándzsa. Az 1 olvasztókemencébe adagolt nyersanyag lényegében szulfidos ércből és fedősóból áll. Fedősó lehet például szilikátos érc is. Ezeket az anyagokat a kívánt reakció által meghatározott arányban tüzelőanyaggal és levegővel keverjük, és a keveréket meghatározott adagolási sebességgel folyamatosan vezetjük be az 1 olvasztókemencében már jelenlevő reakciótermékekből, azaz a 4 salakból és 5 szulfidos keverékből álló fémfürdőbe. Jóllehet a keveréket bármilyen módon a kemencébe lehet juttatni, célszerű a bevezetést por alakban végezni. így a nyersanyagot a 6 adagolólándzsán keresztül gázáramban lehet bevezetni, gyorsan, nagymennyiségben és porképződés nélkül. A bevezetett gáz nyomását a 6 adagolólándzsa belső átmérője és alsó végének helyzete határozza meg. A nyomásnak elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a gázáram a nyersanyaggal együtt behatolhasson az olvadékba. Ennek hatására az olvadék mozgásba jön és a keveredés következtében a reakciók hatékonysága növekszik, lejátszódásuk gyorsul. Az 5 szulfidos olvadék mennyisége állandóan ellenőrizehető és szabályozható a nyersanyag-levegő arány változtatásával. A levegőarányt annak a levegőmennyiségnek a figyelembevételével kell számítani, amely úgy adódik, hogy a kemencébe bevezetett összes levegő mennyiségéből kivonjuk a tüzelőanyag elégetéséhez szükséges mennyiséget. Ha a szulfidos keverék mennyiségét növeljük, a vas és kén oxidációja során felszabaduló hőmennyiség a nyersanyag olvasztásának hatékonyságát javítja, ugyanakkor viszont jelentős mértékben növekszik a rézveszteség a salakban. Ez a rézveszteség bizonyos mértékben megakadályozható, ha a leválasztókemencébe a továbbiakban ismertetendő módon redukáló közeget, például piritet vezetünk. A találmány szerinti eljárás során bármilyen fluid tüzelőanyag alkalmazható, beleértve a por alakú tüzelőanyagot is. A tüzelés gazdaságossága fokozható, ha a bevezetett levegőt, vagy annak egy részét ekvivalens mennyiségű oxigénnel helyettesítjük. Ha a tüzelőanyagot a nyersanyaggal együtt közvetlenül a fémfürdőbe vezetjük be, rendkívül jó hőátadási hatásfok valósítható meg, és ennek következtében a kemence hőmérséklete, valamint az elvezetett gáz hőmérséklete csaknem az olvadék hőmérsékletére csökkenthető, amivel a füstgázok kezelése jelentős mértékben egyszerűsödik és a kemence falazatának élettartama jelentősen növekszik. A tüzelőanyag és a nyersanyag együttes bevezetése 5 természetesen nem szükségszerű. A tüzelőanyagot bevezethetjük a 7 égőbe is, amikor is a tüzelés gazdaságosságát az égéshez elhasznált levegő előmelegítésével és/vagy oxigénnel történő dúsításával fokozhatjuk. Az 1 olvasztókemencében előállított termékeket a 10 8 csapolónyíláson át távolítjuk el. A 2. ábrán az 1 olvasztókemence 8 csapolónyflásának környéke látható. A 8 csapolónyílás külső oldalára 9 választólap van erősítve, amely megakadályozza a gázok eltávozását a kemencéből. Ugyanígy megakadályozza a 9 15 választólap a külső levegőnek az 1 olvasztókemencébe történő beszivárgását is. Ezenkívül a 9 választólap segítségével beállítható a visszatartott salakréteg vastagsága is, a 9 választólap 9a élének megfelelő magasságba történő beállításával. A 9 választólapot 20 tehát úgy kell kialakítani, hogy fel- és le történő mozgatása biztosított legyen, a 8 csapolónyüást el tudja zárni, és ezenkívül vízzel történő hűtését is biztosítani kell. Ha a 11 szulfidos keveréket és a 12 salakot külön-külön csapoljuk le, amint az az 1. ábrán 25 látható, a salakréteg vastagságát általában nem lehet egy bizonyos kritikus érték (körülbelül 100 mm) alá csökkenteni. A salakréteg vastagsága azonban gyakran ennél kisebb kell legyen, all szulfidos keverék és a 12 salak megfelelő hatékonysággal történő szétválasz-30 tása és a szulfidos keveréknek a salakba történő elkeveredésének megakadályozása érdekében. Ha a 2. ábrán bemutatott 9 választólapot alkalmazzuk, a salakréteg vastagsága akár 50 mm-nél kisebbre is beállítható, amivel az olvadék és a 6 lándzsán át 35 bevezetett levegő között lejátszódó reakció jelentős mértékben fokozható. Az elmondottaknak megfelelően tehát, ha a 9 választólap 9a élét a 10 túlfolyó vályú fölött megfelelő magasságba állítjuk be, és ezzel a kemencében 40 maradó salak, illetve szulfidos keverék mennyiségét állandó értéken tartjuk, a leválasztókemencébe történő adagolás és a nyersanyagnak az olvasztói kemencébe történő bevezetése könnyen egyensúlyban"' tartható, ami azt jelenti, hogy állandó nyersanyagada-45 golási sebesség valósítható meg. Az olvadékot tehát folyamatosan vezetjük át a 2 leválasztókemencébe, a 14 adagolónyíláshoz vezető csatornán át. Az olvadék itt egy ideig nyugalomban van, miközben a 11 szulfidos keverék és a 12 szulfidos salak elkülönül. A 50 12 salakot ezután a 15 salakcsapoló nyíláson át elvezetjük (lásd h nyű), miután adott esetben ülepítőkemencében a maradék szulfidos keveréket eltávolítottuk belőle. Ali szulfidos keveréket a 16 csapolónyíláson át vezetjük el. Ali szulfidos keverék a 17 55 szifonon át kerül a 17a túlfolyó vályúba, ahonnan a 3 konverter kemencébe jut. A 2 leválasztókemence megfelelő hőmérsékletét a 13 hőmérsékletszabályozóval összekapcsolt égővel biztosítjuk ( az égőt a rajzon nem ábrázoltuk). 60 A találmány szerinti berendezés a 3. ábrán bemutatott módon egyszerűsíthető, ha az 1 olvasztókemencét és a 2 leválasztókemencét egybeépítjük. Ennél a kialakításnál a 8 csapolónyílás 10a szintjét a 2 leválasztókemence 15 salakcsapoló-nyflásánál lejjebb 65 kell kialakítani. A fémfürdő szintje mindkét kemence-3