172816. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémek és/vagy fémvegyületek folyamatos kinyerésére
3 172816 4 eljárással kisfelépítésű, folyamatosan dolgozó kemenceegység létesíthető. Az itt alkalmazott „fémes fázis” fogalom magában foglalja a találmány szerinti berendezéssel feldolgozott alapanyagok fajtájának megfelelően a fémkövet, azaz egy ciklonreaktorban keletkező fémszulfidkeveréket, továbbá egy fémeskő keveréket, amely fémarzenidekből illetve fémantimonidekből áll, valamint megfelelő alapanyagok esetében egy termésfémet. A találmány szerinti kialakítás biztosítja, hogy a centrifugális teret egy nagy fordulatszámmal forgó tartállyal állítjuk elő, amely a forgástengelyéhez képest egymástól radiális távolságokban elhelyezkedő kihordónyílásokkal van ellátva a fémes fázis és a salakfázis eltávolítására. Ezekből a nyílásokból az egyes fázisok egymástól különválasztva kerülnek elvezetésre. Különösen előnyös, ha ebben az esetben a megolvasztott termék egy egyenáramú centrifuga üzemelési módjával az egyik végen kerül a forgó tartályba bevezetésre, a másik végen pedig a különválasztott fázisok lehúzása megy végbe. A találmány szerinti berendezést rajzvázlat segítségével részleteiben ismertetjük. Az 1 gyűjtőtűztérre, az egyik végen egy 2 ciklonreaktor van elhelyezve, amelynek olvadék- és gázkivezető 3 nyílása az 1 gyűjtőtűztérbe torkollik. A gyűjtőtűztérben, annak másik végén egy gázlehúzó 4 vezeték van, ezen keresztül távozik a gáz a gyűjtőtűztérből., Ezen túlmenően a gyűjtőtűztér fenekének közelében van az 5 lehúzónyílás, amely a gyorsanforgó hengeres 7 tartály 6 beömlőnyílásával van összeköttetésben. A 7 tartálynak a 6 beömlőnyílással ellentétes oldalán vannak elhelyezve a forgástengelytől különböző radiális irányban távolságban a 8 és 9 kihordónyílások, amelyek az egymástól különválasztott, csak sematikusan ábrázolt felfogóberendezésekbe torkollnak. A berendezés működése a következő: A 12 betáplálóberendezés útján finomszemcséjű, pl. kéntartalmú érckoncentrátumot vezetünk be a 2 ciklonreaktorba, amelyet egy tangenciálisan betorkolló 13 vezeték útján forró, oxigénben dús levegővel látunk el, amely nagy sebességgel lép be a ciklonreaktorba. Részleteiben nem ábrázolt bevezetőnyílásokon keresztül, vagy bekeverés útján a feladásra kerülő alapanyag fajtájának megfelelően a salakképződést és/vagy a kohászati reakciót kedvezően befolyásoló adalékanyagokat vezetünk be. A magas hőátviteli sebességek folytán a feladott termék igen rövid időn belül megolvad és vékony olvadékfilm formájában lefolyik a ciklonfalazaton, egy csavar alakú pályán, és egy a ciklon 3 kihordónyílása alatt közvetlenül elhelyezett, a termikus és mechanikus túlterhelések ellen a beépített 15 csővezetékek útján vízzel hűtött 14 tűzhídon keresztül az 1 gyűjtőtűztérbe lép be. Az olvadási folyamatnál keletkező füstgázok a 4 vezetéken keresztül lesznek a gyűjtőtűztérből lehúzva, amikor is a kiindulóanyag mindenkori összetételének és fajtájának megfelelően még átvezethetők olyan berendezésen, amelyben az olvasztási folyamat alatt elpárolgó alapanyagkomponensek lecsapódnak. Az 1 gyűjtőtűztérben felgyülemlő olvadék egy kisebb fajsúlyú salakból és egy nehezebb fajsúlyú fázisból áll, pl. egy fémkőből. Az olvadéknak a ciklonreaktoron belüli magas forgássebessége következtében a keletkező fémkő mennyiségileg tekintélyes hányadban finom cseppecskék alakjában a könnyebb fajsúlyú salakkal emuigái, úgyhogy a szokásos leülepedésnél, a nehézségi erő hatására, az utánkapcsolt elektromos kemencében a fémes fázisnak a salakfázistól való leválasztódása csak nem kielégítő módon menne végbe és a salakkal kihordott fémes fázis mennyisége olyan magas lenne, hogy az egész eljárás gazdaságtalanná válna. Az elektromos kemence szükséges nagysága és a megkövetelt hosszú leülepedési időtartamok folytán a ciklonreaktor folyamatos működése ellenére is a teljes berendezéssel csak szakaszosan lehet dolgozni, mivel az elektromos kemencében - figyelembe véve, hogy a fémkő nem kielégítő módon válik el a salaktól - csak meghatározott időközökben lehet a leszúrást elvégezni. A találmány értelmében az 1 gyűjtőtűztér gyakorlatilag csak akkora, hogy egy esetleges üzemmegszakításnál kielégítő pufferkapacitás maradjon meg. Az 1 gyűjtőtűztérbe befutó olvadék az utánkapcsolt centrifugába közvetlenül és folyamatosan kerül beadásra. A centrifugában, amely kb. 12 m/sec kerületi sebességgel működik, az olvadék a forgó centrifúgadob falán helyezkedik el és a magas centrifugális erőtér hatására, a különböző sűrűségeknek megfelelően egy nehéz fémes fázisra és egy könnyebb salakfázisra bomlik széjjel. Tekintettel arra, hogy a centrifuga előnyösen úgy van kialakítva, hogy az egyenáramú centrifuga elvén működjék, a leválasztott fázisok a másik végen folyamatosan lehúzásra kerülnek. A feladott olvadékban a fémkő- és salakfázis finom diszperziója ellenére majdnem tökéletesen szétválasztódik a két fázis. A speciális alkalmazási célra létrehozandó centrifugális erőtér kialakításánál alapvetően abból kell kiindulni, hogyha a fémes fázis és a salakfázis között kisebb a sűrűségkülönbség, a centrifugális erőtérnek és a tartózkodási időtartamnak nagyobbnak kell lenni, mintha a szétválasztandó fázisok között nagyobbak a sűrűségkülönbségek. A találmány szerinti berendezés előnyösen alkalmazható megfelelő alapanyag esetén rézkő kiolvasztásához, fémes ónhoz vagy keverékércek feladásánál elpárologni képes komponensekkel, amelyek csekély mértékben tartalmaznak nemesfémeket. Ebben az esetben a ciklonreaktorban megy végbe az elpárologni képes komponensek elpárologtatása. A salakfázisnak a nagyobb sűrűségű olvadékfázistól való elválasztásánál a salakfázistól való, gyakorlatilag teljes különválasztás folytán nemesfémmel dúsított olvadékfázist kapunk, amelyből a nemesfémek gazdaságilag elfogadható volumenben kinyerhetők a következő feltárási eljárások során. Sok esetben előnyös, ha az 1 gyűjtőtűztér megfelelő berendezésekkel van ellátva az olvadék kohászati utókezeléséhez szilárd és/vagy gáz alakú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
