NO781122L - Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer - Google Patents

Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer

Info

Publication number
NO781122L
NO781122L NO781122A NO781122A NO781122L NO 781122 L NO781122 L NO 781122L NO 781122 A NO781122 A NO 781122A NO 781122 A NO781122 A NO 781122A NO 781122 L NO781122 L NO 781122L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
reaction
reactant
cyclone chamber
cooling chamber
chamber
Prior art date
Application number
NO781122A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Rahn
Lothar Reh
Bernd Thoene
Karel Vydra
Original Assignee
Metallgesellschaft Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft Ag filed Critical Metallgesellschaft Ag
Publication of NO781122L publication Critical patent/NO781122L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02Roasting processes
    • C22B1/10Roasting processes in fluidised form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/005Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures in the presence of a molten material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/16Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/20Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation of elements in the gaseous state; by oxidation or hydrolysis of compounds in the gaseous state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0473Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by reaction of sulfur dioxide or sulfur trioxide containing gases with reducing agents other than hydrogen sulfide
    • C01B17/0491Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by reaction of sulfur dioxide or sulfur trioxide containing gases with reducing agents other than hydrogen sulfide with hydrogen or hydrogen-containing mixtures, e.g. synthesis gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/12Oxides of phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26Phosphates
    • C01B25/38Condensed phosphates
    • C01B25/40Polyphosphates
    • C01B25/41Polyphosphates of alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00Compounds of zinc
    • C01G9/02Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466Entrained flow processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/50Fuel charging devices
    • C10J3/506Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/74Construction of shells or jackets
    • C10J3/76Water jackets; Steam boiler-jackets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • C22B5/14Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903Feed preparation
    • C10J2300/0906Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0959Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953Gasifying agents
    • C10J2300/0973Water
    • C10J2300/0976Water as steam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører, en fremgangsmåte til termisk behandling av finkornede, faste stoffer som ved behandlingstemperaturen gir smelteflytende og gassformede produkter med oksygenrike gasser og eventuelt, energibærere, blandes under reak-sj onstemperat^ren til en' suspensjon, innfører en hastighet som utelukker tilbaketenning i en vertikal brennstrekning og der bringes til reaksjon og den dannede suspensjon som nu inneholder overveiende smelteflytende partikler innføres i en syklonkammer.
Som i fyringsteknikken (sml. Lueger "Lexikon der Energietechnik und Kraftmaschinen", bind 7, L - Z, Deutsche Verlangsanstalt Stuttgart, 1965) har også i pyrometallurgien syklonkammere funnet økende interesse (sml. f.eks. I.A. Ohajew "Zyklonschmelzen von Kupfer und polymetallischen Konzentraten", Neue Hutt.e., 10 (1965)»s. 210 og følgende). Nye anvendelsestil-feller resp. utformninger i driftsmåten for området pyrometallurgi er omtalt i DT-AS 1.161.033, 1.907.204, 2 ..010.872,. DOS 2.109-350 samt hos Sch. Tschokin, "Freiburger Forschungshefte" B 150, Leipzig, 1969, s. 41 ff., G. Melcher et al resp. E. Muller i "Erzmetall", Bd. 28, (1975), s. 313 ff., resp. bd. 29 (1976)
s. 322 ff. resp. bd. 30 (1977), s. 54 ff.
En spesiell betydning av anvendelse av syklonkammer kommer på den ene side av den betraktelig høye produksjonsytelse pr. reaktorvolumenhet og på den annen side av de høye innstillbare reaksjonstemperaturer som muliggjør flyktiggjøring av enkelte komponenter av ifyllingsgodset..
En med betraktelig fordeler forbundet videreutvikling av syklonkammerdriften foreskriver godt å blande reaksjonsdel-tagerne før innføringen i syklonkammeret og å la det best mulig utreagere i en vertikal brennstrekning (DT-AS 2.253.074). I for-skjell til drift av syklonkammere uten brennstrekning unngåes herved at visse mengder av ifyllingsgodset før avslutning av for-brenningen eller utreaksjon utskilles i syklonkammeret, innbindes'
i den i syklonkammeret alltid tilstedeværende smeltefilm og derved unndras en fullstendig omsetning.
Enskjønt med de ovennevnte fremgangsmåter syklon-kammerprosesser er fordelaktig gjennomførbare på teknisk enkel måte, inneholder - ved en på forhånd gitt prosess - siden av smeiten gassfasen under tiden en (eller flere) produkter, som sett fra et samlet fremgangsmåteforløp bare danner et mellomprodukt og etter dets. isolering derfor må underkastes en videreforarbeidelse.
Den innen oppfinnelsens ramme stilte oppgave var å unngå ovennevnte mangler og å tilveiebringe, en fremgangsmåte som etter forløp av første reaksjon muliggjorde følgereaksjoner.
Oppgavens løsning består i å utforme den innlednings-vis nevnte fremgangsmåte således at man innfører suspensjonen i ..et syklonkammer, atskiller det smelteflytende produkt fra suspensjonen i syklonkammeret og har ut over en i syklonmantelens nedre område anbragte åpning, bortfører den for smelteflytende produkt mest mulig befridde gasstrøm gjennom en tilnærmet' i syklonkammerets akse liggende åpning i avslutningsveggen.til en i strømningsret-ningen umiddelbart etterkoplet kjølekammer og at man ved tilførsel av reaks j onssto.f f er i gassfasen allerede innen kj ernestrømningen av syklonkammeret og/eller umiddelbart etter uttreden av gassene fra syklonkammeret innleder en følgereaksjon.
Stedet for tilsetning av reaksjonsstoffer for følge-reaksjonen retter seg i det vesentlige etter den med følgereak-sjonen forbundne varmetoning. Da det uunngåelig med avgassen fra syklonkammeret utføres små mengder smelteflytende dråper og må hindres at smeiten stivner ved avkjøling og frembringer oppbak-ninger i forbindelseskanalens frie tverrsnitt, mellom uttredelsesåpningen av syklonkammeret og kjølekammeret bør sterkt endotermo følgereaksjoner i det vegentlige først innledes i kjølekammeret. Her forstyrrer ikke den ved den endoterme reaksjon betingede stivning av på forhånd smelteflytende partikler som foregår i fritt fall.
Ved bestemmelse av karakterene av følgereaksjonen kommer det ikke bare an på den med cen kjemiske omset&ing av reak-sj onsdeltagerne forbundne positive eller negative varmetoning, men det er å innkalkulere før følgereaksjonen nødvendige fysikalske tilstandsendring for selve reaksjonsstoff eventuelt for dets transportmedium (latent varme). Det er altså å danne summen av alle før og med følgereaksjonen forbundne varmeforbrukende og varmeleverende deloperasjoner.
Ved følgereaksjoner med eksoterm karakter kan disse innføres ved tilsetning av reaksjonsstoffer allerede i kjerne-strømningen av syklonkammeret, i mellom syklonkammeret og kj-ølekammeret befinnende forbindelseskanal eller først i selve kjøle-
. kammeret..
Med kjernestrømning er det herved ment et strømnings-område som er.leiret omtrent symmetrisk til syklonkammerets. akse, strekker seg over syklonkammerets lengde og strekker seg til et tverrsnitt, tilsvarende tverrsnittet av syklonkammerets uttredelsesåpning. Den forløper i vesentlig svakt dreiet parallelt til syklonaksen i retning av uttredelsesåpningen.
Ved svakt endoterm følgereaksjon eller slike med hverken negativ eller positiv varmetoning er' innledningen av følgereaksjoner i kjernestrømningen av syklonkammeret. eller i forbindelseskanalen ennu tillatelig, når syklonkammeret drives med meget høye avgasstemperaturer.
Vanligvis bør følgereaksjonen være endoterm og derfor først være å innlede i kjølekammeret. Reaksjonsstoffet tilblandes derved til den fra forbindelseskanalen med høy hastighet uttredende gasstråle. Herved bør impulsene av den fra syklonkammeret uttredende gass samt det tilførte reaksjonsstoff utnyttes til god gjennomblanding. Gjennomblandingen av komponentene påvirker spesielt gunstig når uttredelseshastigheten av gasstrålen fra forbindelseskanalen inn i kjølekammeret ligger mellom 30 og 300 m/sek., fortrinnsvis mellom 50 og 120. m/sek. Ved de høye strømningshastig-heter og de nedenfornevnte kjølekammerdimensjoner danner det seg en symmetrisk til kjølekammerets akse lagret resirkulasjonsstrøm-ning. Ved tilførsel av reaksjonsstoffer i resirkulasjonsstrøm-ninger lar resirkulasjonen og kjemisk reaksjon seg intensivere.
En spesielt•foretrukket utførelse av oppfinnelsen
er gitt når reaksjonsstoffet tilblandes gjennom flere åpninger, hvis uttredelsesretninger ligger i mantelen av en tenkt kjegle med en åpning fra 30 til l60°. Derved er kjegleaksen identisk
med forbindelseskanaleris forlengede akse og har kjeglespissen i strømningsretningen.
Kjølekammeret bak syklonkammeret kan fortrinnsvis ut-formes som en i forhold til forbindelseskanalen utbrett kammer som til den gjennom syklonkammerets akse tenkte, loddrette plan er tilnærmet symmetrisk.
Por å hindre at de med gassene fra forbindelseskanalen i kammeret utførte smelt.e£lytende partikler før deres stivning kommer i kontakt med kjølekammerets vegger, bør kjølekammerets flater minst utgjøre 535ganger, fortrinnsvis 10 til 30 ganger flaten av syklonkammerets uttredelsesåpning. Tverrsnittet av kj ølekammeret kan være kvadratisk, firkantet, sirkelformet,, ellip-tisk eller polygonalt. Spesielt hensiktsmessig er det å utføre kj ølekammeret således at dets. tverrsnitt, .dannes av en firkant med nedenpå påsatt trapes, hvis korte parallellsider peker nedad. Lengden (L) av kjølekammeret bør tilfredsstille forholdet
3~V~F< L < 10~\fT3 , idet F er dets flate. Lengden av f orbindelses-kanalen mellom syklonkammeret og kjølekammeret dimensjoneres hensiktsmessig ifølge 0,5 D til 5 D, fortrinnsvis 1 D til 2 D, idet
D er deres diameter. Dens diameter er lik diameteren av syklonkammerets uttredelsesåpning og bør ikke utgjøre under 0,3 meter.
For sterk endoterm reaksjon kan kjølekammeret bare være utmuret.. I andre tilfeller bør veggene avkjøles med vann
■ eller med damp.
Spesielt ved eksotermo følgereaksjoner er det prin-sipielt mulig å dele strømmen av reaksjonsstoffet og å tilblande en del over syklonspissen, den andre deretter ved inntreden i det etterkoplede kjølekammer til hovedstrømmen. Ved egnet oppdeling av de to strømmer'kan temperaturen i syklonkammeret styres.
I foretrukket utførelse av oppfinnelsen innstilles oppholdstiden i brennstrekningen hvori primærreaksjonen innføres således at reaksjonen av suspensjonen ved å forlate brennstrekningen avsluttet til minst 80 %. Oppholdstiden kann.innstilles ved tilsvarende dimensjon av brennstrekningen. Den resterende omsetning innen primærreaksjonen kan deretter foregå i selve syklonkammeret. Foregår riktignok innføringen av følgereaksjonen allerede i kjerne-strømmeh av syklonkammeret, er det å anbefale å dimensjonere brennstrekningen således at primærreaksjonen praktisk talt er fullsten-
dig avsluttet ved inntreden av suspensjonen i syklonkammeret.
På denne måte unngås at i syklonkammeret forløper primær- og følgereaksjonen parallelt og på grunn av mangel på mulighet på
en innflytelse dannes eventuelt uønskede biprodukter.
Den spesifikke overflate, av de til suspensjonen blandede faststoffpartikler som skal innføres i brennstrekningen bør utgjøre 10 til 100 m ? /kg, fortrinnsvis 40 til 300 m ?/kg.
Dette tilsvarer omtrent en midlere partikkeldiameter fra 3 til
300 u resp. 10 til 80 ) xs idet den midlere partikkeldiameter
er definert således at 50 vektprosent ligger over og 50 vektprosent under den eventuelle verdi.
Den til tomrør refererte gasshastighet i 'brennstrekningen utgjør ca. 8 til 30 m/sek.
Oksygenrike gasser innen oppfinnelsens ramme er
slike med et oksygeninnhold på minst '30 volumprosent. Alt etter tilsiktet følgereaksjon kan oksygeninnholdet ligge nær denne grense eller ved betraktelige høyere verdier. Hvis de oksygenholdige gasser ikke på forhånd står til disposisjon med den ønskede konsen-trasjon, fremstilles de ved sammenblanding av høyprosentig oksygen med luft eller andre gasser. Det kan foregå, idet ved blanding av det finkornede, faste stoffer tilføres oksygen, luft og/eller andre gasser' atskilt, eller på forhånd blandet.
Hvis primærreaksjonen av de faste, stoffer som'skal behandles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med de oksygenrike gasser er endoterm eller ikke så sterkt eksoterm at prosessen forløper selvstendig, blandes suspensjonen med en ønskelig energibærer. Med energibærer skal det forstås slike stoffer som ved forbrenning med oksygen gir varme. De kan være gassformede, flytende eller faste. Hvert av disse brennstoffer kan anvendes alene eller i blanding med andre. Derved forblandes for danning av suspensjonen hensiktsmessig gassformede brennstoffer med de oksygenrike gasser og faste brennstoffer med de finkornede faste stoffer som skal behandles. Istedenfor karbonholdig brennstoffer kan det også anvendes karbonfrie stoffer som ved omsetning med oksygen frembringer varme, eksempelvis pyrit eller svovel. I dette til-felle er det .selvsagt å ta hensyn til karakteren av primærreaksjonen som ikke bør påvirkes ved dannelse av svoveldioksyd. Innføringen av suspensjonen med en hastighet som ute lukker tilbaketenning kan foregå på forskjellige måter. Eksempelvis kan sammenblanding av reaksjonskomponentene allerede gjennom-føres således at suspensjonen har en tilstrekkelig høy hastighet.. Spesielt fordelaktig er det imidlertid før brennstrekningen å inn-bygge en med dyselignende forsnevring utstyrt innføringsinnretning hvori det foregår en akselerering til en tilstrekkelig stor hastighet. Ved denne forholdsregel oppløses de ellers i suspensjonen lett opptredende strenger og baller. Suspensjonen homogeniseres fullstendig og dermed nyttiggjøres fullstendig partikkeloverflaten for reaksjonen.
I syklonkammeret utskilles 85 % og mer av den til sammen deri og i det etterkoplede brennstrekning dannede smelte.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen lar det seg blant annet gjennomføre følgende reaksjoner: Flyktiggjøring av flyktige metaller fra oksydiske malmer, malmkonsentrater eller prosess-mellomprodukter og reoksydasjon ifølgereaksjonene tilsetning av oksygen.
Som eksempel skal det nevnes overføring av urent sinkoksyd til rent sinkoksyd. Da reaksjonen metalloksyd vanligvis er eksoterm, spesielt også en etterforbrenning av de reduserte gassfaser må forløpe parallelt, kan følgereaksjonen allerede innledes i syklonkammerets kjernestrømning.
Røsting av sulfidiske malmer., malmkonsentrater eller prosess-mellomprodukter under dannelse av. en oksydisk msmelte og svoveldioksyd i primærreaksjonen og reduksjon av svoveldioksyd i følgereaksjonen overveiende til elementærsvovel ved tilsetning av gassformede reduksjonsmidler. Følgereaksjonen er endoterm og bør derfor innledes i kjølekammeret.
Avrøsting av sulfidiske malmer, malmkonsentrater eller prosess-mellomprodukter under dannelse av en oksydisk smelte og svoveldioksyd i primærreaksjonen og spaltning av avfallssvovelsyre som følgereaksjonen. På grunn av den sterke endoterme reaksjon er spaltningen å gjennomføre i kjølekammeret. Tvangsaykjøling i kjølekammeret er herved uunngåelig.
Avspaltning av det disponible svovel fra pyrit, overføring av jern i jernsten og sammensetning på ca. FeS og forbrenning av det på forhånd avspaltede elementærsvovel til svoveldioksyd med støkiometriske oksygenmengder. I følgereak- sjonen omsettes det dampformet, flyktige sink til sinkoksyd og resterende, elementærsvovel til svoveldioksyd. Denne fremgangsmåte er spesielt interessant for at det herved det i py-riten inneholdte, og i primærreaksjonen flyktiggjorte sink ved avrøstning av det fra syklonkammeret bortførte og granulerte, jernsulfid ikke mere står til disposisjon til en sinkferrit-dannelse.
Utvinning av fosforpentoksyd ved termisk behandling
av råfosfat eller fosforholdige mellomprodukter med silikatisk og karbonholdig stoffer i primærreaksjonen og fremstilling av kondenserte fosfater ved tilsetning av alkalilut som reaksjons-stof f ifølge reaksjonen. På grunn av den nødvendige senkning av temperaturen av de fra syklonkammeret uttredende gasser til den for dannelse av kondenserte fosfater nødvendige temperatur . er følgereaksjonen til sammen sterkt endoterm og derfor å gjennomføre i kjølekammeret.?
Partiell karbonforbrenning under dannelse av karbon-monooksyd- og karbondioksydholdige gasser i primærreaksjonen og omsetning av gassen til vanngass ved tilsetning av flytende eller dampformet vann. På grunn av den sterke endoterme karakter av følgereaksjonen foregår vanngassdannelsen i kjølekammeret.
Oppfinnelsen'skal forklares nærmere ved hjelp av tegningsfigurer og utførelseseksempler. Figur 1 viser skjematisk fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser et snitt loddrett til den forlengede syklonkammer akse gjennom kj ølekammeret..
Med 1 er det betegnet den til syklonkammeret 2 forankoplede brennstrekning og med 3 den til syklonkammeret 2 tilknyttede forbindelseskanal. Til forbindelseskanalen 3 slutter det seg kjølekammeret 5. Tilsetning av reaksjonsstoffer kan alt etter karakteren av følgereaksjonen foregå ved ledning 4 i spissen av syklonkammeret
2 over ledning 6 i forbindelseskanal 3 eller over ledning 7 inn i kjølekammeret 5>
Den på figur 2 gjengitte, utformning av kj ølekammeret
5 med en tverrsnittsflate som består av en firkant med nedenpå påsatt trapes er spesielt fordelaktig fordi som det dannede faste sluttprodukt seg avleirer i smalsiden og der ifra på enkel måte kan borttransporteres.
Eksempel 1
Fremstilling av rent sinkoksyd fra forurenset sinkoksyd.
Til gjennomføring av eksemplet tjente en innretning hvis brennstrekning 1 har en diameter på 0,400 m og en lengde på 1,3 m og hvis syklonkammer 2 har en diameter på 1,3 m og en lengde på 0,93 m. Kjølekammeret 5 hadde formen ifølge figur 2 med en firkant av sidelengder 2,1 x 1,3 m og et trapeshøyde på 1,3 ni og lengde av smalsiden på 0,48 m. Den samlede lengde av kjølekammeret' - utgjorde 12,5 m.
Diameteren av uttredelsesåpningen av syklonkammeret
2 og dermed forbindelseskanalen 3 målte 0,520 m. Lengden av for-bindelseskanålen 3 utgjorde 0,6 m.
I brennstrekningen 1 ble det innført .en homogen suspensjon av
1000 kg/h finkrystallinsk sinkoksyd 98 prosentig renhet
(forurensninger CaO, MgO, Si02og A120^, midlere partikkeldiameter 70 u)
2600 Nm^/h kokserigass med 63 volumprosent H2, 23 volumprosent CH^, 5 volumprosent CO, 2 volumprosent C02, resten N2av 20°C samt
2720 Nm^/h oksygenholdig gass med 40 volumprosent oksygen,
resten nitrogen av 20°C
Det foregikk i brennstrekningen 1 en understøkiometrisk forbrenning. Temperaturen i syklonkammeret nådde 1500°C.
Sinken ble redusert praktisk talt kvantitativt og uttatt i elementær form over gasstrømmen som mengdemessig utgjorde 4790 Nm^/h og har' sammensetning
5,6 volumprosent Zn
3,5 volumprosent CO
9,4 volumprosent C02
14,1 volumprosent H"2
33,3 volumprosent H20
Til reoksydasjon av det. elementære sink og oksydasjon av de reduserende gassbestanddeler ble det over ledning 6 i for bindelseskanal 3 innblåst 3100 Nm^/h luft av 20°C. Det oppsto 970 kg/h sinkoksyd av praktisk talt 100 prosentig renhet som ble utskilt støvf ormet..
Fra kj ølekammeret 5 ut trådte: 7060 Nm^/h avgass med sammensetning
32,1 'volumprosent HgO
8,7 volumprosent COg
1,3 volumprosent Og
resten Ng
Eksempel 2
Fremstilling av vanngass.
I brennstrekningen 1 av innretningen med dimensjonene ifølge eksempel 1 ble det innført
3190 kg/h kull med 80,5 vektprosent C og 4,5 vektprosent Hg
(midlere partikkeldiameter 80 p) samt
4470 Nm■-z<vh>oksygenholdig gass med 50 volumprosent Og, resten N2av 20°C og
550 kg/h vanndamp av 25 bar, oppvarmet til 280°C.
Ytterligere
550 kg/h vanndamp av 25 bar og 280°C
ble tilført til syklonkammer 2 direkte, over syklonspissen.
Ibrennstrekningen 1 og syklonkammeret .2 foregikk en partiell forbrenning av karbonet som førte til en gass med sammensetning
45,1 volumprosent CO
3,9 volumprosent COg
2,3 volumprosent Hg
5,0 volumprosent HgO
Resten Ng
som fremkom i mengde på 9630 Nm^/h og med en temperatur på 1500°C. Over åpningen i mantelen av syklonkammeret ble det fjernet 390 kg/h slagg.
Ved inntreden av gassene i kjølekammeret 5 ble det innblåst over ledning 7 2300 kg/h vanndamp, like.lé&es av 25 bar og 280°C. På grunn av vanngassreaksjonen som førte til en gass av sammensetning
27,5 volumprosent CO
10,1 volumprosent COg
25j3volumprosent Hg
19,5 volumprosent HgO
resten Ng
(mengde 12.490 Nm^/h) og ekstra avstråling av kjølekammeret kjølte de forenede gasstrømmer seg til 800°C. Deretter ble gassens vanninnhold utkondensert.. Det fremkom en gass med sammensetning 3 4,16 volumprosent CO
31.4 volumprosent Hg
12.5 volumprosent COg
resten Ng
Ved oppdeling av damptilsetringen til brennstrekning 1 syklonkammer 2 og kjølekammer 5 var det mulig, tross anvendelse av ennu oksygenrik gass å holde temperaturen i syklonkammeret .2 , ved 1500°C.
Eksempel 3
Fremstilling av natriumtripolyfosf at.:
Til utførelse av eksemplet tjente, en innretning ifølge eksempel 1.
Brennstrekning 1 ble tilført blandet til en homogen suspensjon
4700 kg/h apatit'
2340 kg/h kiselsyre
900 kg/h koks med 88 vektprosent C og
5 vektprosent Hg
(midlere partikkeldiameter av blandingen 70 u)
samt
410 kg/h fyringsolje (H = .9600 kcal/kg)
6720 Nm-Vh oksygenholdig gass med 50 volumprosent /0|, resten Ng
I nærheten av aksen av syklonkammeret'. 2 innstilte det seg en temperatur på.ca. 1800°C. Over en i veggen av syklonkammeret .2 anbragte åpning ble det bortført 5300 kg/h slagg.
Det oppstod 5200 Nrrr3/h gassformede produkter, som
ble innført i kjølekammeret 5. Ved deres inntreden ble det til-
dosert 1490 kg/h etsnatron (beregnet som NaOH) oppløst i 5200 kg/h vann over ledning 7- Under hensyntagen til reaksjons- og fordampningsvarme ble det oppnådd en sluttemperatur på 350°C. Det fremkom natriumtripolyfosfat i en mengde på 2730 kg/h.
Eksempel 4
Avrøsting av malm med overføring av svovelkomponenten i overveiende elementær svovel.
For gjennomføring av forsøket tjente, igjen den i eksempel 1 omtalte innretning.
Til brennstrekning 1 ble det tilført en homogen sammenblandet suspensjon av
6120 kg/h pyritkonsentrat med 40 vektprosent Fe
46 vektprosent S
1 vektprosent Zn,
0,6 vektprosent Pb og
en midlere partikkeldiameter på 25 ) x og
7480 Nm^/h oksygenholdig gass med 40 volumprosent'Og,
resten Ng
I brennstrekning 1 og syklonkammer 2 foregikk avrøstingen til FeO og SOg. En temperatur som innstiller seg i nærheten av syklonkammerets. akse utgjorde' 1620 C.
Den FeO-holdige avbrann ble fjernet som smelte over den i syklonkammermantelen befinnende åpning i en mengde på
3650 kg/h og granulert i vann.
Fra uttredelsesåpningen av syklonkammeret 2 kom det
ut' .7380 Nm^/h gass med sammensetning
27 volumprosent SOg
6,2 volumprosent HgO
6,7 volumprosent Og
resten Ng
og av en temperatur på l620°C. Gassen ble innført i kjølekammeret 5 og der blandet med over ledning 7 tilført vanngass (4800 Nm-Vh) av sammensetning
12 volumprosent COg
51 volumprosent CO
34 volumprosent Hg
resten Ng
og bragt til reaksjon. Derved ble SOg i det vesentlige redusert til elementær svovel og gassen avkjølt til 800°C. Kjølekammeret 5 forlot, en gass med sammensetning
15.7 volumprosent S
0,8 volumprosent SOg
4,1 volumprosent CH^ .+ COS + HgS
2,4 volumprosent CO
1,6 volumprosent Hg
22,2 volumprosent COg
15.8 volumprosent HgO
resten Ng
i en mengde på 11.730 Nm^/h.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte til termisk behandling av finkornede, faste stoffer som ved behandlingstemperaturen gis smelteflytende og gassformede produkter med oksygenrike gasser og eventuelt energibærere, hvor de faste stoffer, oksygenrike gasser og eventuelt energibærere sammenblandes under reaksjonstemperaturen til en suspensjon, innføres med en hastighet som utelukker tilbaketenning i en vertikal brennstrekning og der bragt til reaksjon og den dannede suspensjon inneholdende nu overveiende smelteflytende partikler, innføres i et syklonkammer, karakterisert ved at suspensjonen innføres i et syklonkammer, smelteflytende produkt utskilles fra suspensjonen i syklonkammeret og uttas over en i det nedre området av syklonmantelen anbragte åpning, den for smelteflytende produkter sterkt befridde gasstrøm bortføres gjennom en tilnærmet i aksen av syklonkammeret liggende åpning i avslut-nings.veggen i et i strømningsretningen umiddelbart, etterkoplet kjølekammer'og at tilførsel av reaksjonsstoffer innledes i gassfasen allerede innen syklonkammerets kjernestrømning og/eller umiddelbart etter uttreden av gassen fra syklonkammeret en følge-reaks jon.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man ved eksoterm inntil svakt, endoterm følgereaksjon innfører reaksjonsstoff i aksial retning i syklonkammeret og innleder følgereaksjonen i syklonkammerets kjernestrømning og senest avslutter i kjølekammeret.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man ved eksoterm følgereaksjon innfører reaksjonsstoffet i den mellom syklonkammerets uttredelsesåpning og kj ølekammeret .befinnende f orbindelseskanal innleder følgereak-sjonen med forbindelseskanalen og senest avslutter i kjølekammeret.
4. Fremgangsmåte, ifølge krav 1, karakterisert ved at man ved eksoterm eller endoterm følgereaksjon innfører reaksjonsstoffet i kjølekammeret og innfører følgereak-sjonen i kjølekammeret og avslutter den der.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,. karakterisert ved at man innfører reaksjonsstoffet i et kjøle-kammer, hvis tverrsnitt minst utgjør 535 ganger, fortrinnsvis 10 til 30 ganger flaten av åpningen i avslutningsveggen.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 53karakterisert ved at man innfører reaksjonsstoffet i et kjøle-kammer hvis lengde (L) tilfredsstiller forholdet idet F betyr kjølekammeret flate.
7- Fremgangsmåte ifølge krav 4, 5 eller 6, karakterisert , ved at man tilfører reaksjonsstoffet med høy impuls i inntredelsesstrålen.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, 5, 6 eller 73karakterisert ved at man innfører reaksjonsstoffet i den innen kjølekammeret rundt inntredelsesstrålen- dannede resirkula-sj onsstrømning.
9. Fremgangsmåte ifølge ett. eller flere av kravene'4-8, karakterisert ved at man innfører reaksjonsstoffet over flere åpninger, hvis uttredelsesretningen ligger i mantelen av en tenkt kjegle med en åpning på fra 30 til l60°.
10. fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-93karakterisert ved at man innstiller oppholdstiden i den til syklonkammeret forankoplede brennstrekning således at reaksjonen av suspensjonen ved utgangen er avsluttet til minst 80 S8 -
11. Fremgangsmåte ifølge ett -eller flere av kravene 1-10, karakterisert ved at man overfører på forhånd dampformet,. flyktiggjorte metaller som Zn,. Pb, Ag, Sb, Cd i følgereaksjonen ved tilsetning av oksygenholdige gasser som reak-sj onsstof f til oksyder.
12. Fremgangsmåte ifølge ett. eller flere av kravene 1-10, karakterisert , ved at man reduserer på forhånd røsting av sulfidiske malmer, malmkonsentrater. eller pro.sess-produkter dannet svoveldioksyd i følgereaksjonen ved tilsetning av reduksjonsmiddel som reaksjonsstoff overveiende til elementært svovel.
13. Fremgangsmåte, ifølge ett. eller flere av kravene 1-10', karakterisert ved at man omsetter på forhånd ved termisk behandling av en blanding av råfosfater eller fosfat-holdige mellomprod ukter, silikatiske og karbonholdige stoffer dannet fosforpentoksyd i følgereaksjonen ved tilsetning av alkalilut som reaksjonsstoff til kondenserte fosfater.
14. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-10, karakterisert ved at man overfører på forhånd ved partiell forbrenning av C-holdig materialer dannede gasser i følgereaksjonen ved tilsetning av flytende eller dampformet vann som reaksjonsstoff til vanngass.
NO781122A 1977-04-12 1978-03-31 Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer NO781122L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2716083A DE2716083C2 (de) 1977-04-12 1977-04-12 Verfahren zur thermischen Behandlung von Feststoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO781122L true NO781122L (no) 1978-10-13

Family

ID=6006110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO781122A NO781122L (no) 1977-04-12 1978-03-31 Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4108634A (no)
JP (1) JPS53131967A (no)
AU (1) AU516232B2 (no)
BR (1) BR7802233A (no)
CA (1) CA1089196A (no)
DE (1) DE2716083C2 (no)
ES (1) ES468692A1 (no)
GB (1) GB1596680A (no)
NO (1) NO781122L (no)
PL (1) PL205976A1 (no)
PT (1) PT67890B (no)
RO (1) RO75791A (no)
SE (1) SE7804084L (no)
ZA (1) ZA781461B (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK157442C (da) * 1982-12-07 1990-06-05 Smidth & Co As F L Fremgangsmaade og apparat til kalcinering af fosfat
DE3829534A1 (de) * 1988-08-31 1990-03-08 Heubach & Lindgens Gmbh & Co K Verfahren zum fertigbrennen von bleiglaette
US6932853B2 (en) * 2003-06-27 2005-08-23 Heritage Environmental Services Llc Mechanical separation of volatile metals at high temperatures
FI116571B (fi) * 2003-09-30 2005-12-30 Outokumpu Oy Menetelmä inertin materiaalin sulattamiseksi
US20050247162A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Bratina James E Precious metals recovery from waste materials using an induction furnace

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5313823Y2 (no) * 1972-03-28 1978-04-13
DE2253074C3 (de) * 1972-10-28 1983-12-22 Deutsche Babcock & Wilcox Ag, 4200 Oberhausen Verfahren zur pyrometallurgischen Behandlung von Feststoffen

Also Published As

Publication number Publication date
BR7802233A (pt) 1978-12-19
JPS53131967A (en) 1978-11-17
AU3486978A (en) 1979-10-11
DE2716083A1 (de) 1978-10-26
PT67890B (en) 1979-10-12
ZA781461B (en) 1979-03-28
SE7804084L (sv) 1978-10-13
PL205976A1 (pl) 1979-01-29
CA1089196A (en) 1980-11-11
DE2716083C2 (de) 1985-09-26
AU516232B2 (en) 1981-05-21
PT67890A (en) 1978-05-01
RO75791A (ro) 1981-02-28
GB1596680A (en) 1981-08-26
JPS641172B2 (no) 1989-01-10
ES468692A1 (es) 1978-12-16
US4108634A (en) 1978-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2209331A (en) Roasting process
JP5124073B2 (ja) コバルト回収量の改良された鉄分に富むニッケル高含有マット製造用ニッケルマット連続転炉
JPS59166637A (ja) 酸素吹込による単炉中の連続銅製練、転化法
US4266971A (en) Continuous process of converting non-ferrous metal sulfide concentrates
CN101512024B (zh) 铅渣还原
CA1159261A (en) Method and apparatus for the pyrometallurgical recovery of copper
RU2109077C1 (ru) Способ обработки сульфида цинка или других цинксодержащих материалов, способ частичного окисления материалов, содержащих оксид цинка, сульфид цинка и сульфид железа, способ обработки исходного материала, содержащего сульфид цинка и сульфид железа
NO781122L (no) Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer
FI78506B (fi) Foerfarande och anordning foer kontinuerlig pyrometallurgisk behandling av kopparblysten.
US3687656A (en) Method of treating metal ores and ore concentrates
US4391632A (en) Process for the separation of lead from a sulfidic concentrate
NO781121L (no) Fremgangsmaate til termisk behandling av faste stoffer
US3317308A (en) Process for reduction of iron ores
US3281237A (en) Process for producing lead
JPH0332612B2 (no)
JPS5948939B2 (ja) 多種金属原料の複合連続処理方法およびその装置
US2958597A (en) Manufacture of steel
CN110494389A (zh) 从磷灰岩材料回收磷的方法
JPS622012B2 (no)
KR960011796B1 (ko) 공급물 처리를 위한 건식야금방법
US3058734A (en) Treatment of molten ferrous material
US3157489A (en) Method for reducing metal oxides
JP2024159128A (ja) 自熔炉の操業方法
KR20250172629A (ko) 제련로 배열체
US1435593A (en) Producing potassium compounds