172777. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fém kinyerésére fémdesztilláció útján
3 172778 4 értelmében C02-bázisú földgázból mint munkagázból előállított plazmasugárral gőzölögtetjük el. Az eljárás gazdaságosságát fokozhatjuk, ha a földgázt expandáltatás után rekuperatív előmelegítő rendszerben folmelegített munkagázzá alakítjuk át, mert ezzel az ionizációt elősegítjük. Célszerű az is, ha a plazmasugárban levő fémgőzökhöz oxigént adagolunk, mert ezzel a nyersanyag erózióját elősegítjük. A találmány szerinti eljárások foganatosításához olyan berendezést alkalmazhatunk, amelynek gázhűtésű rúdelektródával és gázhűtésű gyűrűs elektródával ellátott belsőíves plazmatronja és a plazmatron gyűrűs elektródájához csatlakozó reaktora van, a gyűrűs elektródához szabályozó szelepet tartalmazó hűtővezeték, a reaktorhoz szabályozható hőmérsékletre beállítható legalább egy hűtőtér, a hűtőtérhez pedig a fémgőzökből lecsapatott fémolvadékot befogadó fémgyűjtő tégely csatlakozik. Ez a berendezés egyszerű szerkezetével és megbízható üzemével tűnik ki. A találmány további részleteit a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti eljárás foganatosításához való berendezés példakénti kiviteli alakját tüntettük föl. A rajzon: Az 1. ábra a példakénti kiviteli alak vázlatos hosszmetszete. A 2. ábra az 1. ábra részletét tünteti föl viszonylag nagyobb léptékben. Amint a rajzon látható, a találmány szerinti eljárás foganatosításához való berendezés elvileg három főrészből áll. Az első rész 4 plazmatron, amelynek gázhűtésű 3b rúdelektródája és gázhűtésű 3a gyűrűs elektródája van. A második főrész a 4 plazmatron 3a gyűrűs elektródájához csatlakozó 5 reaktor. A harmadik főrész az 5 reaktorhoz csatlakozó desztillációs egység, amely az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetén három 9a, 9b és 9c hűtőtérből áll. A 4 plazmatron gázhűtésű 3a gyűrűs elektródájához 1 szabályozó szelepet tartalmazó 16 hűtővezeték csatlakozik. A 3a gyűrűs elektróda hűtőtere 2 csővezetéken át a 3b rúdclektróda hűtőterével és ez további vezetéken át a 4 plazmatron ímmkaíerévei közlekedik. A 4 plazmatron 3a gyűrűs elektródáját és 3b rúdelektródáját 3 generátor táplálja. Az 5 reaktorban 5a reakciótér van, amelynek a rajzon bal oldali vége a 4 plazmatron 3a gyűrűs elektródájához, a rajzon jobb oldali vége pedig a desztillációs egység első 9a hűtőteréhez csatlakozik. Az 5a reakció tér 17 csővezetéken át 6 tartállyal van összekötve. A 6 tartály és az 5 reaktor között a 17 csővezetékbe 7 fúvó van iktatva. A 7 fúvó mögött a 17 vezetékhez oxigénszállító 18 csővezeték csatlakozik, amelybe 8 szabályozó szelep van iktatva. A desztillációs egység, mint említettük, az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetén három 9a, 9b, 9c hűtőtérből áll, amelyek egymás mögött vannak elrendezve és egy-egy 10a, 10b, 10c hőmérővel vannak ellátva. A 9a, 9b, 9c hűtőtereket továbbá egy-egy hűtőköpeny veszi körül, amelyek egy-egy 12a, 12b, 12c szabályozó szelepen át 12 elosztó vezetékkel, kiömlő csonkjaik pedig 13 gyűjtővezetékkel vannak összekötve. Az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetén a desztillációs egységnek a 9c hűtőtérrel közlekedő kiömlő 14 csonkja van, amelyen át a desztillációs egység 15 porleválasztóval van összekötve. Ennek alsó 15b csonkján át por, felső 15a csonkján át pedig a portól megtisztított gázok távoznak. Amint a 2. ábrán látható, a 3b rúdelektródának menetes 3c szára van, amely a hűtőtér falával kapcsolódik és ezzel a 3b rúdelektróda axiális helyzetét szabályozhatóvá teszi. Az ábrázolt berendezés működésmódja a következő: A 16 hűtővezetéket földgázforráshoz csatlakoztatjuk. A 3 generátort például földgázzal üzemeltetett gázturbina útján hajtjuk és ezzel a 3a gyűrűs elektródát illetőleg a 3b rúdelektródát feszültség alá helyezzük. A 18 vezetéket oxigénforráshoz, például oxigénpalackhoz csatlakoztatjuk. Ekkor a berendezés üzemkész állapotban van. Az 1 szabályozó szelep nyitásával a 16 hűtővezetékbe földgázt bocsátunk, amely az 1 szabályozó szelep fojtó hatásának következtében expandál és így lehűl. A lehűlt földgáz mint munkagáz átáramlik a 3a gyűrűs elektróda hűtőterén, majd a 2 csővezetéken át a 3b rúdelektróda hűtőterébe és innen a 4 plazmatron munkaterébe jut, miközben az elektródákat hűti, maga pedig fölmelegszik és így az ionizációt elősegíti. A 4 plazmatron munkaterébe jutott munkagázt önmagában ismert módon plazmasugárrá alakítjuk, amely a 3a gyűrűs elektróda nyílásán át az 5 reaktor 5a reakcióterébe lövell. Mármost alkalmazhatjuk a találmány szerinti berendezést fém- illetőleg ércporok feldolgozására. Ebben az esetben a kezelendő port mint nyersanyagot a 6 tartályba töljtük és ebből a 7 fúvóval az 5 reaktor 5a reakcióterébe juttatjuk. Itt a por a 4 plazmatron 3a gyűrűs elektródájából kitörő plazmasugárban elgőzölög és az 5a reakciótér kiömlőnyílásán át a desztillációs egységbe áramlik. Az 5 reaktorba szállított por eróziójának elősegítése végett a 8 szabályozó szelep nyitásával oxigént is juttathatunk a plazmasugárba. A desztillációs egység három 9a, 9b illetőleg 9c hűtőterének Tl, T2 illetőleg T3 hőmérsékletét a 12a, 12b illetőleg 12c szabályozó szelepek állításával úgy szabályozzuk be, hogy megfeleljenek a kinyerendő fémek olvadáspontjának, amikor is a 9a hűtőtérben a legmagasabb olvadáspontú, a következő 9b és 9c hűtőtérben pedig egy-egy sorrendben alacsonyabb olvadáspontú fémet csapunk le. A 9a, 9b, 9c hűtőterekben lecsapódott fémek a 11a, 11b illetőleg 11c tégelyben gyülemlenek össze. Ha nem fém- illetőleg ércport, hanem fémötvözetet kell alkotói szerint szétválasztani, a 3b rúdelektródát a kérdéses fémötvözetből készítjük és fogyó elektródaként alkalmazzuk. Az eljárás egyébként ugyanúgy megy végbe, amint ezt az előzőekben leírtuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
