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Publication number: DE276569C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine besondere Ausführung des an sich für die Zwecke des Röstens, Reduzierens und Zusammensinterns von Erzen u. dgl. bekannten A^erblaseprozesses. Heute wird das Verblasen in der Regel so ausgeführt, daß das Feuer von der entzündeten Seite der mit der gesamten, erforderlichen oder vorhandenen Menge Brennstoff versetzten Beschickung durch diese allmählich hin-

to durchwandert, wobei sich die Luft an dem bereits verblasenen, von der Reaktionszone verlassenen und heißen Teile der Beschickung erhitzt:' Hierdurch entstehen beim Verblasen mancher Stoffe erhebliche Unzuträglichkeiten, die sich z. B. in der Überhitzung einiger Stellen neben ungenügender Erhitzung anderer, in einer unvollkommen durchgeführten Reaktion, in einem ungleichmäßigen Setzen des Gutes (besonders bei vielem und sperrigern Brennstoff) u. dgl. äußern.

Man hat bereits verschiedene Mittel zur günstigen Beeinflussung des Verblaseprozesses vorgeschlagen, z. B. Vermischen von an Brennstoff reichem mit daran armem Gut, Erniedrigen des Sauerstoffgehaltes der Verblaseluft durch Zumischen von indifferenten Gasen oder Wasserdampf, Erhitzen der Verblaseluft, Anfeuchten des Gutes mit Wasser. Indessen beseitigen diese Mittel nicht die Folgeerscheinungen, die sich aus der Fortpflanzung einer ziemlich scharf begrenzten. Reaktipnszone.

durch die. ganze Beschickung hindurch ergeben. Weiter hat man das Rösten von Zinkblende durch Verblasen bei gleichzeitigem Rühren vorgeschlagen, um dadurch ein Zusammensintern zu vermeiden. Auch ist bereits durch den Erfinder vorgeschlagen, zinkhaltige Stoffe in mehreren Verblaseperioden mit dazwischen liegenden Mischperioden zu entzinken. Hierbei tritt aber ebenso wie bei dem vorher genannten Verfahren der nach und nach abnehmende Gehalt an Brennstoffen für die Gleichmäßigkeit des Verblasens störend in Erscheinung.

Das vorliegende Verfahren bezweckt indessen die Ausführung des Verblasens unter solchen Vorbedingungen, daß die Wärmeübertragung überall gut und ohne schädliche Überhitzung einzelner Stellen angenähert bei der jeweils besten Reaktionstemperatur während einer hinreichenden Zeit erfolgt, und daß die Beschickung in dem verblasenen Teil praktisch immer gleichmäßig dicht liegt.

Das Verfahren besteht im Verblasen einer heißen, wiederholt mit Heizstoffen derart versetzten Beschickung, daß sie davon während des Verblasens jeweils nur eine verhältnismäßig geringe Menge enthält. Man verbläst also nicht eine Beschickung, die den gesamten, für deren Behandlung erforderlichen Heizstoff enthält, sondern eine solche, der davon jeweils nur ein geringer Anteil beigemengt ist.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn man den Heizstoffgehalt möglichst gleichmäßig erhält und dazu Heizstoff in ungefähr der aus der Beschickung herausgebrannten Menge wieder in diese einführt, sei es nach einer gewissen Verblasedauer oder sei es ununterbrochen während des Verblasens. Ferner ist es vorteilhaft, die Beschickung außer mit dem zugefügten Heizstoff auch in

ίο sich mit ihren verschieden heißen Anteilen zu mischen. Am einfachsten geschieht dieses dadurch, daß man das Verblasen der Beschickung oder eines Teiles derselben während einer kurzen Zeit unterbricht, dann den frischen Heizstoff mit der Beschickung vermischt und darauf wieder verbläst.

Beim Verblasen von Gut, welches bereits Heizstoff enthält, z. B. schwefelhaltige oder mit Kohlenstoff gemischte Erze, führt man frisches Gut in schon verblasenes, heißes Gut ganz ähnlich ein wie reinen Heizstoff. Dann besteht die Beschickung nach einer gewissen Verblasedauer oder nach einer gewissen Zahl von Misch- und Verblaseperioden aus einem Gemenge, in dessen einem Bestandteile, der größeren Menge, die betreffende Behandlung sehr vollständig verlief und in dessen anderem, der kleineren Menge, sie noch nicht vollendet wurde; dazwischen liegen Übergänge.

Anschließend an das Verblasen nach dem vorliegenden Verfahren kann man das dadurch erhaltene Verblasegut noch in bekannter Weise, z. B. mit allmählich vorrückender Reaktionszone bei ruhender Beschickung, weiter verblasen oder es einer anderen geeigneten Behandlung unterwerfen.

In dem Obigen wurden mit dem Worte »Heizstoff« solche Stoffe bezeichnet, die beim Verblasen durch ihre Verbrennung Wärme entwickeln. Im besonderen sind darunter Schwefel und kohlenstoffhaltige Brennstoffe zu verstehen. Man kann aber auch in ganz ähnlicher Weise Eisen oder andere, in der Beschickung fein verteilte Metalle benutzen.

Das Verfahren ist zum oxydierenden, chlorierenden, sulfatisierenden oder magnetisierenden Rösten von Erzen und ähnlichen Rohstoffen (z. B. Kiesabbrände, Flugstaub) der Metalle Eisen, Blei, Zink, Kupfer, Silber, Gold, Arsen usw. bestimmt, ferner zum Reduzieren von Oxyden, Hydroxyden, Karbonaten, Silikaten, Sulfiden oder Sulfaten der Metalle Zink, Blei, Kupfer, Eisen, Natrium, Kalium usw. zu Metallen (Metalldämpfen flüchtiger Metalle) oder' niedrigeren Oxydationsstufen, ferner zum Verflüchtigen von Metallen aus Oxyden, Sulfiden oder Sulfaten unter Wiederoxydation (z. B. für Zink, .Blei, Wismut, Arsen, Antimon, Natrium, Kalium usw.), ferner zum Zusammensintern von Feinerz, Flugstaub u. dgl., ferner zum Redu-

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ziehen von Sulfaten zu Sulfiden, z. B. von Schwerspat zu Schwefelbarium. Das Verfahren ist ganz allgemein zur Durchführung von sämtlichen, durch Verblasen möglichen Behandlungsweisen geeignet.

Die zum Verblasen dienende Luft \vird manchmal mit Vorteil vorher erhitzt. Außerdem kann man ihr geeignete Gase oder Dämpfe zusetzen, ferner ihren Sauerstoffgehalt erhöhen oder verringern.

Die zum Verblasen dienende Luft oder das Gas kann sowohl von oben wie von unten oder seitlich in die Beschickung eingeführt werden.

In dem Vorliegenden ist der Kürze wegen der Ausdruck »verblasen« für eine Behandlung von stückigem, besonders kleinstückigem¹ oder mehligem Gute durch Wärme gesetzt, wobei der betreffende Heizstoff in der Beschickung verteilt ist und daraus durch (vermittels Druck- oder Saugwirkung) hindurchgeleitete Luft oder ein sonstiges Gas herausgebrannt wird. Des weiteren wird dabei noch die Einschränkung gemacht, daß die Beschickung durch das Verblasen nicht zum vollendeten Schmelzen, sondern höchstens zum Erweichen, zum Sintern, kommt.

Das Verfahren wird beim Rösten von Zinkblende z. B. in der folgenden Weise durchgeführt. Einem mit Lufteintritt durch den einen und Gasaustritt durch den anderen Drehzapfen versehenen, geschlossenen Konverter wird durch eine Öffnung an der Oberseite etwas Blende zugeführt. Durch Drehen des Konverters mischt man diese mit dem übrigen, aus nahezu fertig gerösteter Blende bestehenden Inhalt, hält den Konverter in geeigneter Stellung an und bläst dann eine verhältnismäßig kurze Zeit. Darauf stellt man den Wind ab, nimmt etwas geröstetes Gut heraus,, füllt von neuem eine entsprechende Menge Blende nach, mischt diese wiederum durch Drehen mit dem übrigen Inhalt, bläst wieder und so fort. Durch Entnahme des gerösteten Gutes an der Windeintrittsseite, etwa in der Nähe des Rostes beim Blasen von unten nach oben, lassen sich die geringsten Schwefelgehalte erzielen, und selbst diese lassen sich praktisch vollkommen beseitigen, soweit sie nicht an Erdalkalien gebunden sind, indem man das entnommene, heiße Gut mit sehr wenig Luft in üblicher Weise verbläst.

Fügt man beispielsweise zu etwa 9 Teilen gerösteter Blende 1 Teil rohe Blende mit 30 Prozent Schwefel hinzu, so steigt der Schwefelgehalt der Mischung um 3 Prozent, die Temperatur sinkt aber bei mäßiger Vor- \värmung der rohen Blende von etwa iooo⁰ nur auf etwa 930⁰. Ebenso hoch erhitzt sich auch ungefähr die Luft sehr schnell nach Eintritt in die Beschickung an deren verhältnismäßig großen Menge und bewirkt dadurch

eine schnelle Abrüstung. Andererseits bewirkt das geringe Verhältnis zwischen Brennstoff (Schwefel) und Beschickung, daß keine schädliche Erhitzung in der Nähe der Unterlage (Rost) stattfindet. In jeder Blaseperiode werden bei diesem Beispiel ungefähr 3 Prozent Schwefel vom Gewicht der Beschickung entfernt, wobei die mittlere Temperatur wieder von 930⁰ auf 1000⁰ steigt. Statt des Verhältnisses 1 zu 9 von roher zu bereits verblasener Blende kann man dieses auch z. B. 1 zu 3 oder ι zu 20 oder anders wählen.

Eine andere Anwendung des Verfahrens liegt in dem sulfatisierenden Rösten von

Kupfererzen oder von komplexen Blei-Zinksulfiden, wobei durch geringe Bemessung des Heizstoffgehalt.es die Temperatur so niedrig gehalten werden kann, daß keine Zerstörung von einmal gebildetem Sulfat stattfindet. Derselbe Umstand in Verbindung mit einer genügend langen Reaktionszeit begünstigt das chlorierende Rösten von Kupfererzen, Kiesabbränden o. dg!., ferner das magnetisierende Rösten von Eisenerzen zwecks magnetischer Scheidung. Je nach Bedarf ergänzt man in den verschiedenen Fällen einen Heizstoff (z. B. Schwefel) durch einen anderen (z. B. kohlenstoffhaltige Brennstoffe).

Des ferneren mag auf die Gewinnung von Zink oder anderen flüchtigen Metallen, wie Blei, Wismut, Antimon, Arsen o. dgl., sei es in Dampfform zum Zwecke nachfolgender Kondensation oder der Abscheidung als Poussiere, oder sei es in Form einer Sauer-Stoffverbindung zwecks nachfolgender Abscheidung durch Filter o.dgl. aus den Gasen, aus unter Umständen vorher gerösteten Erzen oder sonstigen zinkhaltigen Stoffen als eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens besonders hingewiesen werden. Des ferneren eignet es sich zur Abrüstung von feinen Schwefelkiesen, deren hoher Schwefelgehalt bei der üblichen Art des Verblasens vielfach störend ist. Hierbei kommt es in der Hauptsache auf die Gewinnung von schwefliger Säure bzw. Schwefelsäure an; ebenso lassen sich diese, auch Salzsäure, beim Rösten anderer Stoffe gewinnen.

In der Abbildung ist ein zur Durchführung des Verfahrens besonders geeigneter Ofen in Längsschnitt und Querschnitt nach der Linie a-b beispielsweise dargestellt.

Die mit geeigneten, hitzebeständigen Stoff en ausgefütterte Trommel A ist auf Tragrollen R und Laufringen B, vielfach zweckmäßig mit einer geringen Neigung, gelagert und wird durch nicht dargestellte Antriebsvorrichtungen gedreht. Die Luft wird durch das feststehende Rohr C eingeführt, tritt dann in den mit der Trommel verbundenen, ringförmigen Kasten D über und wird von hier aus durch Rohre E in Kanäle F geleitet, die mit gelochten Platten G abgedeckt sind. H und / sind verschließbare Stutzen, ersterer dient zur Einführung von zu behandelndem, letzterer zur Abführung von fertigem Gut. Der Heizstoff wird in den Trichter K gefüllt und aus diesem durch eine geeignete Zuteilvorrichtung, z. B. durch ein mit Öffnungen P versehenes Rohr L mit darin liegender, durch Scheibe M ange-^ triebener Schnecke entnommen. Rohr L ist mit der Trommel verbunden und dreht sich mit dieser. Der in L vorrückende Heizstoff fällt durch Öffnungen N auf die in der Trommel liegende Beschickung auf der Strecke c nieder, wobei manchmal vorteilhaft durch eine verschiedene Größe der Öffnungen N eine ungleiche Verteilung bewirkt werden kann. Ferner sind nicht dargestellte Knacken angeordnet, die die Hähne 5" in den Rohren E derart steuern, daß nur diejenigen Hähne geöffnet sind, die die jeweils mit einer hohen Gutschicht bedeckten Kanäle F mit der Luftleitung in Verbindung setzen, während die übrigen Hähne geschlossen sind. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte entweichen in den Raum O zur Ableitung und gegebenenfalls zur Weiterverarbeitung.

Auf der Strecke d fällt kein Heizstoff nieder; hier wird aber gleichfalls Luft durch die Beschickung hindurchgetrieben, und diese verbrennt noch vorhandenen Heizstoff oder einen Teil davon, wodurch die Behandlung des Gutes vervollständigt wird. Der Ofeninhalt wandert allmählich von der Aufgabe- zur Entleerungsseite, und im Maße der Fortbewegung erfolgt die Behandlung.

Benutzt man den beschriebenen Ofen z. B. zum Verflüchtigen von Zink aus geeigneten Stoffen, so führt man diese durch den ,Stutzen H, durch den . Trichter K dagegen feine Kohle, Koks o. dgl. ein. Man kann aber auch die Mischung beider, wie eine solche z. B. in den Räumaschen der Zinkretorten besteht, ausschließlich durch den Trichter K zuführen oder sowohl K wie H zur Zuführung benutzen. Beim Rösten von Schwefelkies, Blende, Bleiglanz oder dergleichen Stoffen, die den Heizstoff oder einen Teil derselben von vornherein bereits enthalten, erfolgt deren Zuführung zweckmäßig allein durch K und L. Man regelt das Verhältnis von Pressung und Menge der Luft sowie die Umdrehungszahl zweckmäßig derart, daß die betreffenden Hähne 6" abgesperrt werden, bevor die Reaktion ganz durch die Beschickung bis an die Oberfläche hindurchgedrungen ist. Hierdurch lassen sich z. B. die höchsten Gehalte an schwefliger Säure erreichen.

In einem solchen Ofen erfolgt das Verblasen in angenähert kontinuierlichem Betriebe; bei Drehung in der Pfeilrichtung wird

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sofort nach Absperren des Kanales F₁ der Kanal F_s an die Luftleitung angeschlossen usw. Außerdem verharrt die Beschickung in ihrem jeweils verblasenen Teil in Ruhe, denn die Bewegung, Abrutschen unter dem Böschungswinkel, erfolgt nur an der Oberfläche, wo keine Reaktion stattfindet. Bei ihrem Anschluß an die Luftleitung sind die gelochten Platten G jeweils von einer in sich und mit Heizstoffen durchmischten Beschickung bedeckt.

Wenn nicht auf die Durchführung eines möglichst kontinuierlichen Betriebes Gewicht gelegt wird, so kann man den dargestellten

^X5 Ofen nur auf einem Teil der Innenfläche mit einem oder mehreren Kanälen F bzw. mit einem oder mehreren gasdurchlässigen Segmenten G ausstatten.

In der Patentschrift 244131 wurde bereits vorgeschlagen, Zinkblende in einem Drehofen zu verblasen, den das Verblasegut ununterbrochen in achsialer Richtung durchwandert, und der mit Einrichtungen zum Anschluß der jeweils mit'genügend A^erblasegut bedeckten Rostsegmente an die AVindleitung versehen ist. Der Schwefelgehalt der Beschickung sollte nach Maßgabe des Vorrückens allmählich abnehmen. Eine solche Veränderung des Heizstoffgehaltes hat aber auch eine entsprechende Ungleichförmigkeit des Verblaseprozesses an den verschiedenen Stellen zur Folge. Dagegen ermöglicht es das vorliegende Verfahren, den Schwefelgehalt des Verblasegutes während seiner Fortbewegung im Ofen an allen Stellen ungefähr gleichmäßig zu erhalten und damit sowohl die schädlichen Folgen eines Mangels wie die eines Überflusses an Pleizstoff zu beseitigen. Dasselbe Merkmal des allmählich abnehmenden Schwefel· gehaltes unterscheidet das vorliegende Verfahren auch von dem früheren Vorschlage, Zinkblende durch Verblasen abzurosten und dabei zu rühren.

Claims

Patent-Anspruch e:

1. Verfahren zum Behandeln von Erzen, metallhaltigen Stoffen u. dgl. zum Zwecke des Röstens, Reduzierens, Verflüchtigens von Metallen oder Metallverbindungen oder' des Zusammensinterns o. dgl. durch Verblasen, ohne die Beschickung zu schmeizen, gekennzeichnet durch wiederholtes Zusetzen von Heizstoff zu der heißen Beschickung an Stelle von daraus herausgebranntem Heizstoff, derart, daß die Beschickung jeweils nur mit einem verhältnismäßig geringen Gehalt an Heizstoff verblasen wird. . .

2. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Beschickung Heizstoff enthaltendes Verblasegut eingeführt wird.

3. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verblasevorrichtung verblasenes Gut angenähert in dem Maße entnommen, wie ihr frisches, zu verblasendes Gut zugeführt wird.

4. Vorrichtung- zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, bestehend in einem drehbaren Ofen mit einem oder mehreren gasdurchlässigen Segmenten auf der Innenseite, die an die Zuleitung der das Verblasen bewirkenden Luft oder des betreffenden Gases bei Bedeckung mit einer genügend hohen Gutschicht anschließbar sind, mit Einrichtungen zur Aufgabe von frischem Gut und solchen zur Entnahme von verblasenem, in Richtung der Drehachse durch den Ofen hindurchwanderndem Gut, dadurch gckennzeichnet, daß die zur Zuführung von Heizstoff oder Heizstoff enthaltendem Gut dienende Einrichtung auf die bei der AVanderung des Gutes durch den Ofen zuletzt berührte Strecke der gasdurchlässigen Unterlage keinen Heizstoff bringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.