Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie zasilajace reaktor strumieniem zawiesiny rozdrobnionego ma¬ terialu stalego w gazie nosnym.Rozwiazanie wedlug wynalazku znajduje szero¬ kie zastosowanie w procesach, w których zachodza reakcje pomiedzy substancjami stalymi i gazami, a zwlaszcza do podawania koncentratu rudy siar¬ czkowej metalu niezelaznego, wzbogaconego w pro¬ cesie flotacji oraz gazu bogatego w tlen, do goracej atmosfery pieca plomiennego w postaci paraboloi- dalnego strumienia zawiesiny. Znajduja korzystne zastosowanie przy wytapianiu rud siarczkowych ta¬ kich jak rudy miedzi, niklu, kobaltu i olowiu lub mieszaniny tych rud przy wytapianiu plomiennym siarczków, przy obróbce zuzla przykladowo: przy wytopie i redukcji zuzli zawierajacych nikiel i ko¬ balt, przy plomiennej redukcji tlenków, takich jak tlenki kobaltu, miedzi, zelaza, olowiu, magnezu, cyny i cynku, jak równiez przy plomiennym praze¬ niu siarczków takich jak molibdenit.Wiele procesów, zwlaszcza w dziedzinie metalur¬ gii, wymaga przeprowadzenia reakcji pomiedzy roz¬ drobnionym materialem stalym, a gazem w podwyz¬ szonej temperaturze. O ile znane sa srodki wprowa¬ dzajace zawiesine rozdrobnionych materialów i ga¬ zu, to jednak problemem jest wprowadzanie takiej zawiesiny do atmosfery o bardzo wysokiej tempera¬ turze, gdyz w procesach takich konieczne jest za¬ pewnienie dostatecznego kontaktu pomiedzy rozdro¬ bnionym materialem stalym a gazem w czasie krót- 10 15 20 25 30 kiego dzialania goracej atmosfery. Zapewnia to od¬ powiednia szybkosc przebiegu reakcji. Wymagania te musza byc spelnione na przyklad przy wytapia¬ niu rud siarczkowych w piecu plomiennym, gdzie konieczne jest dokladne wymieszanie czasteczek ru¬ dy z gazem nosnym zawierajacym tlen i szybkie zachodzenie reakcji pomiedzy dwoma skladnikami.Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 4147 535 urzadzenie podajace do reaktora strumien zawiesiny sproszkowanej sub¬ stancji w gazie nosnym, wykorzystujace sily grawi¬ tacyjne substancji stalej oraz specjalnie skonstruo¬ wana powierzchnie odchylajaca, zaopatrzona w po¬ ziome dysze dodatkowego gazu wspomagajacego roz¬ praszanie materialu stalego. W urzadzeniu tym sproszkowany material jest zmuszany przeplywac pionowo w dól rura umieszczona wspólosiowo w przewodzie. Przewodem plyna gazy nosne. Ele¬ ment stozkowy, znajdujacy sie blisko otwartego dol¬ nego konca rury, jest wydrazony i polaczony ze zródlem sprezonego gazu i posiada wiele otworów celem wytworzenia strumieni, skierowanych na ze¬ wnatrz powietrza. W czasie pracy urzadzenia spro¬ szkowany material jest zmuszony przeplywac rura w dól, a nastepnie zderza sie z zewnetrzna po¬ wierzchnia elementu stozkowego. W rezultacie spro¬ szkowany material zostaje odchylony na zewnatrz, rozprzestrzeniajac sie na boki i spotyka strumien gazu nosnego, korzystnie naplywajacy pod katem prostym do obszaru reakcyjnego, a skierowane na 135 720135 720 3 4 zewnatrz strumienie powietrza pomagaja odchyla¬ niu jeszcze bardziej na zewnatrz sproszkowanego materialu. Wówczas material sproszkowany wplywa do strumienia gazu nosnego, wyplywajacego z prze¬ wodu otaczajacego rure.Urzadzenie ujawnione w powyzszym opisie paten¬ towym wykorzystuje energie kinetyczna cial stalych, a dzieki powierzchniom slizgowym material sprosz¬ kowany rozprasza sie w kierunku poprzecznym, na¬ potykajac na strumien gazu reakcyjnego, plynacy pod katem prostym do niego. Chociaz zawiesina otrzymana wedlug opisu patentowego Stanów Zje¬ dnoczonych Ameryki nr 4 147 535 jest lepsza niz za¬ wiesiny poprzednio otrzymanej, to jednak nie jest idealna.Celem niniejszego wynalazku jest urzadzenie za¬ silajace reaktor, które wprowadza do reaktora stru¬ mien rozdrobnionego materialu stalego, rozproszone¬ go w gazie nosnym, zapewniajac maksymalny kon¬ takt pomiedzy faza stala, ciekla i gazowa oraz wlasciwa wymiane miedzyfazowa ciepla i masy, zanim czasteczki materialu stalego osiagna kapiel cieklego metalu, jak równiez zapewniajac bardziej jednorodny i równomierny rozklad materialu sta¬ lego na powierzchni zuzla w reaktorze.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z czlonu odchylajacego i dwóch usytuowanych koncentrycz¬ nie cylindrów: zewnetrznego z wlotem i kolnierzem laczacym w czesci górnej i wylotem w czesci dol¬ nej oraz wewnetrznego, majacego w czesci górnej wlot a w dolnej wylot, przy czym do cylindra wewnetrznego dolaczony jest zespól podajacy roz¬ drobniony material staly wlotem.Natomiast do cylindra zewnetrznego dolaczony jest zespól doprowadzajacy gaz stycznie wzgledem obu cylindrów przewodem rurowym, otaczajacym wokól scianke cylindra zewnetrznego przez szczeli¬ ne wlotowa wykonana na obwodzie scianki, przy czym wylot cylindra zewnetrznego znajduje sie po¬ nizej wylotu cylindra wewnetrznego, a pomiedzy tymi wylotami znajduje sie otwór wylotowy czlonu odchylajacego. Czlon odchylajacy jest umieszczony wspólosiowo z wewnetrznym cylindrem w poblizu jego wylotu, przy czym co najmniej wierzcholek czlonu odchylajacego jest umieszczony w wnetrzu cylindra wewnetrznego. Czlon odchylajacy ma ksztalt stozka o kacie nachylenia od wierzcholka dc podstawy mniejszym niz 45° wzgledem osi cylindra wewnetrznego, jest osadzony na trzonku podtrzy¬ mujacym, umieszczonym wspólosiowo z cylindrem wewnetrznym. Czlon odchylajacy ma srednice mniejsza od srednicy cylindra wewnetrznego. Znaj¬ duje sie w cylindrze zewnetrznym. Czlon odchyla¬ jacy oraz trzonek podtrzymujacym posiadaja kanaly polaczone ze soba. Do kanalów trzonka podtrzymu¬ jacego jest dolaczony zespól doprowadzajacy plyn chlodzacy, który jest wprowadzany do reaktora przez otwór w dnie czlonu odchylajacego. Cylinder* zewnetrzny zawiera plaszcz chlodzacy oraz zespól doprowadzajacy plyn chlodzacy do plaszcza. W cy¬ lindrze wewnetrznym jest umieszczony przewód chlodzacy polaczony trwale z zespolem doprowadza¬ jacym plyn chlodzacy.Korzystnie plyn chlodzacy wybrany jest z grupy obejmujacej wode, powietrze, azot i dwutlenek siar¬ ki. Zespól doprowadzajacy gaz stanowi przewód ru¬ rowy w ksztalcie spirali, nawinietej wokól cylindra zewnetrznego. Przewód rurowy zawiera króciec wlo¬ towy gazu, laczacy sie z kanalem ograniczonym boczna, górna i dolna scianka przewodu rurowego oraz cylindrem wewnetrznym, przy czym.scianki te maja szerokosc zmniejszajaca sie od-ptynkfu zetknie¬ cia z cylindrem zewnetrznym do pnnkt-u usytuowa¬ nego w poblizu punktu zetkniecia sil ^ c^iinidrem zewnetrznym, tworzac kanal o stale zmniejszajacym sie przekroju poprzecznym. Przewód rurowy jest polaczony z wnetrzem cylindra zewnetrznego szcze¬ lina wlotowa, wykonana na calym obwodzie cylin¬ dra zewnetrznego. Cylinder zewnetrzny ma scianke 0 przekroju kolowym, nachylona pod katem mniej¬ szym od 20° wzgledem pionu. Korzystnie zawiera zespól wprawiajacy w drgania cylinder wewnetrz¬ ny. Korzystnie zawiera zespól wprawiajacy w drga¬ nia trzonek podtrzymujacy czlonu odchylajacego.Cylinder wewnetrzny sklada sie z segmentu górne-,, go, polaczonego z cylindrem zewnetrznym kolnie¬ rzem laczacym oraz segmentu dolnego, stanowiace¬ go czlon odchylajacy, umieszczonego pod katem ostrym wzgledem osi cylindra zewnetrznego w kie¬ runku wewnetrznej scianki. Kat nachylenia segmen¬ tu dolnego wewnetrznego cylindra wzgledem piono¬ wej osi zewnetrznego cylindra jest mniejszy od 20°.Cylinder wewnetrzny jest zamocowany obrotowo wzgledem cylindra zewnetrznego.Urzadzenie wedlug wynalazku zapewnia bardziej jednorodny oraz szerszy rozklad czasteczek mate¬ rialu stalego na powierzchni zuzla w reaktorze, uzy¬ skany z nizszego poziomu niz urzadzenie znane z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 4 147 535.Efekt ten uzyskuje sie dzieki zastosowaniu duzej skladowej stycznej predkosci gazu nosnego, która zapewnia rozpraszanie czasteczek, zamiast przewo¬ du o odpowiedniej krzywiznie.Przedmiot wynalazku zostal uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku w wi¬ doku perspektywicznym, fig. 2 -^ urzadzenie z fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 — przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalazku W przekroju osiowym, fig. 4 — drugi przyklad wykonania urzadzenia we¬ dlug wynalazku w przekroju osiowym.Zgodnie z fig. 1 i 2 urzadzenie posiada koncen¬ trycznie umieszczone cylindry 3, 5, zespól doprowa¬ dzajacy gaz nosny oraz zespól doprowadzajacy roz¬ drobniony material staly do cylindrów. Cylider we¬ wnetrzny 3 ma wlot 7, przez który rozdrobniony material staly 9 jest wprowadzany za pomoca zna¬ nego urzadzenia zasypowego (nie pokazanego na ry¬ sunku). Material staly 9 przechodzi w kierunku osio¬ wym, wzdluz cylindra 3 i opuszcza cylinder 3 przez wylot 11.Cylinder zewnetrzny 5 osadzony koncentrycznie wzgledem cylindra 3, ma scianke cylindryczna 13, zamknieta od góry kolnierzem laczacym 15. Korzy¬ stnie kolnierz laczacy 15 mocuje cylinder wewnetrz¬ ny 3. Cylindry 3, 5 umieszczone sa wspólosiowo, a wylot 17 cylindra zewnetrznego 5 jest przesunie¬ ty w kierunku osi a wzgledem wylotu 11 cylindra wewnetrznego 13. Scianka cylindra zewnetrznego 5 jest korzystnie nachylona pod katem mniejszym od 20° wzgledem pionu, pomiedzy wylotem gazu a Wy¬ lotem 17. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60135 720 5 Zespól doprowadzajacy gaz w kierunku stycznym wzgledem cylindra zewnetrznego 5 posiada przewód rurowy 21, stanowiacy spiralny kanal, który otacza cylinder zewnetrzny 5 i wyposazony jest w króciec wlotowy 23. Spiralny przewód rurowy 21 posiada scianke boczna 25, scianke górna 27 oraz scianke dolna 29. Rozmiary scianek stopniowo zmniejszaja sie w kierunku scianki zewnetrznego cylindra 5, w miare jak spiralny kanal otacza cylinder zewnetrz¬ ny 5. Przewód rurowy 21 tworzy zamkniety kanal, polaczony z wnetrzem cylindra zewnetrznego 5 za pomoca szczeliny wlotowej 19. Szczelina wlotowa 19, wykonana w cylindrycznej sciance 13 cylindra zewnetrznego 5 powoduje, ze gaz doprowadzany do przewodu rurowego 21 króccem wlotowym 23 jest wprowadzany stycznie wzgledem cylindra zewnetrz¬ nego 5.W cylindrze wewnetrznymi znajduje sie trzonek podtrzymujacy 37 czlonu odchylajacego 39 usytuo¬ wany wspólosiowo z cylindrem. W poblizu wylotu 11 cylindra wewnetrznego 3 trzonek podtrzymuja¬ cy 37 jest zakonczony stozkowym czlonem odchyla¬ jacym 39.Korzystnie trzonek podtrzymujacy 37 oraz czlon odchylajacy 39 maja kanaly przelotowe 41 polaczo¬ ne ze soba, w których plynie woda lub inny plyn chlodzacy, doprowadzany króccem wlotowym 43.Plyn chlodzacy przechodzac przez trzonek podtrzy¬ mujacy 37 oraz czlon odchylajacy 39 chlodzi oba te elementy a jednoczesnie strefe cylindra wewnetrz¬ nego 3. Co najmniej czesc plynu wydobywa sie przez otwór wylotowy 45 chlodzac czlon odchylajacy 39 i jego otoczenie. Nachylenie czlonu odchylajacego 39 pomiedzy wierzcholkiem a podstawa wzgledem osi cylindra wewnetrznego 3 wynosi mniej niz 45°.W urzadzeniu wedlug wynalazku zarówno cylin¬ der zewnetrzny 5, jak i cylinder wewnetrzny 3 oraz trzonek podtrzymujacy 37 posiadaja plaszcze chlo¬ dzace.Jak pokazano na fig. 3 cylinder zewnetrzny 5 jest otoczony plaszczem chlodzacym 31. Pomiedzy scianka 33 plaszcza chlodzacego 31 oraz cylindrem zewnetrznym 5 znajduje sie woda. Plaszcz chlodza¬ cy 31 jest zamkniety od dolu kolnierzem 35 i za¬ wiera krócce wlotowe i wylotowe doprowadzajace do niego plyn chlodzacy (nie oznaczone na rysun¬ ku). Plyn chlodzacy cylinder zewnetrzny 5 jest wtryskiwany przez otwory 61 w kierunku do dolu, tworzac plaszcz chlodzacy 31. Plyn przeplywa wokól scianki rozdzielajacej 63 i wyplywa przez otwory 65.Chlodzenie cylindra wewnetrznego 3 jest realizo¬ wane za pomoca plaszcza chlodzacego 66, utworzo¬ nego pomiedzy sciankami 53, 55 oraz scianka roz¬ dzielajaca 57, umieszczona miedzy nimi. Scianka rozdzielajaca 57 konczy sie w pewnej odleglosci od dna 59 laczacego scianki 53 i 55. Plyn chlodzacy jest wtryskiwany pomiedzy scianki 53 i 57, a odplywa pomiedzy sciankami 57 i 55.Natomiast trzonek podtrzymujacy 37 oraz czlon odchylajacy 39 stanowia jednolity zespól, posiada¬ jacy usytuowany wewnatrz przewód chlodzacy 47, przy czym otwarty koniec 49 przewodu chlodzacego 47 znajduje sie w pewnej odleglosci od dna 51 czlo¬ nu odchylajacego 39. Plyn chlodzacy, przykladowo woda, jest podawany przez przewód chlodzacy 47, z którego wyplywa przez otwarty koniec 49. Czesc plynu chlodzacego wyplywa przez otwór 45, nato¬ miast pozostala czesc plynu przeplywa w kierunku do góry pomiedzy przewodem chlodzacym 47 oraz wewnetrzna scianka trzonka podtrzymujacego 37.W korzystnym przykladzie wykonania wynalazku cylinder wewnetrzny 3 lub trzonek podtrzymujacy 37 wraz z czlonem odchylajacym 39 lub tez oba te elementy wprawia sie w drgania, aby ulatwic prze¬ plyw rozdrobnionego materialu stalego przez cylin¬ der wewnetrzny 3. Wprawienie w drgania realizuje sie za pomoca znanych wibratorów7.W przykladzie wykonania wynalazku przedstawio¬ nym na fig. 4 wyeliminowano trzonek podtrzymu¬ jacy oraz czlon odchylajacy. W rozwiazaniu tym urzadzenie 71 zawiera cylinder wewnetrzny 73 oraz cylinder zewnetrzny 75. Cylinder wewnetrzny 73 ma wlot 77 oraz wylot 79. Przez wlot 77 jest poda¬ wany rozdrobiony material staly z zasilacza (nie pokazanego na rysunku). Dolny segment 81 cylindra wewnetrznego 73 jest przesuniety wzgledem osi seg¬ mentu górnego 83 cylindra wewnetrznego 73 tak, ze segment 81 jest skierowany w strone cylindrycz¬ nej scianki 85 cylindra zewnetrznego 75.Przemieszczenie segmentu 81, stanowiacego czlon odchylajacy cylindra wewnetrznego 73, jest takie, ze pomiedzy tym segmentem a osia pionowa cylin¬ dra powstaje kat ostry mniejszy niz 20°, korzystnie mniejszy niz 15°. Cylinder wewnetrzny 73 jest osa¬ dzony obrotowo w kolnierzu laczacym 87 cylindra zewnetrznego 75 za pomoca lozyska 89. Gaz nosny jest wprowadzany przez szczeline wlotowa 91, wy¬ konana w sciance 85 cylindra zewnetrznego 75, prze¬ wodem 93 o ksztalcie spirali, majacym zmniejsza¬ jacy sie przekrój poprzeczny. Wylot 95 cylindra ze¬ wnetrznego 75 jest przesuniety w kierunku osio¬ wym wzgledem wylotu 79 cylindra wewnetrznego 73.Chlodzenie cylindra zewnetrznego 75 zapewnia plaszcz chlodzacy 115, utworzony pomiedzy scianka zewnetrzna 101 oraz scianka wewnetrzna 85, po¬ miedzy którymi znajduje sie scianka rozdzielajaca 103. Krócce wlotowe 105 oraz krócce wylotowe 107 zapewniaja doplyw i odplyw plynu chlodzacego.Chlodzenie cylindra wewnetrznego 73 zapewnia plaszcz chlodzacy 114* utworzony pomiedzy scian¬ kami 109 i 111, pomiedzy którymi znajduje sie scian¬ ka rozdzielajaca 113.Jako plyn chlodzacy scianki cylindra wewnetrz¬ nego 73 oraz cylindra zewnetrznego 75 stosuje sie korzystnie wode. Plyn chlodzacy przeplywajacy przez czlon odchylajacy 39, wtryskiwany do wne¬ trza rozpylacza, moze stanowic woda, powietrze lub azot. W przypadku wystepowania w reaktorze dwu¬ tlenku siarki, jako plyn chlodzacy mozna stosowac dwutlenek siarki. Wtryskiwanie plynu chlodzacego przez czlon odchylajacy 39 do strefy wylotowej urzadzenia zapewnia jego wlasciwe chlodzenie.W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 1, 2, 3 rozdrobniony material staly 9 taki jak kon¬ centrat rudy siarczkowej, o wielkosci czasteczek mniejszej niz 0,295 mm jest podawany przez wlot 7 do cylindra wewnetrznego 3. Na wylocie cylindra wewnetrznego 3 material staly napotyka na stozko¬ wy czlon odchylajacy 39 i ulega przemieszczaniu w kierunku promieniowym. Jednoczesnie gaz nos¬ ny bogaty w tlen jest wprowadzany przez króciec wlotowy 23 do przewodu rurowego 21, przy czym 10 15 20 25 30 / 35 40 45 50 55 60135 720 7 8 gaz przeplywa wzdluz spirali, utworzonej przez scianki 23, 27 i 29 przewodu rurowego 21. Gaz nos¬ ny jest wtryskiwany przez szczeline 19 w sciance cylindrycznej 13 stycznie do cylindra zewnetrzne¬ go 5 i pionowo do dolu w kierunku osi cylindra 3.Spiralny strumien gazu mijajac wylot 11 cylindra wewnetrznego 3 oraz stozkowy czlon odchylajacy 39, porywa czasteczki materialu stalego. 9, tworzac zawiesine, majaca styczna predkosc rozpraszania wieksza niz polowa skladowej pionowej predkosci.Rozdrobniony material staly, tworzac zawiesine w gazie nosnym bogatym w tlen, wyplywa w kierun¬ ku stycznym z wylotem 17 zewnetrznego cylindra 5.Zawiesina opuszczajaca zewnetrzny cylinder 5 ma siyczna predkosc rozpraszania korzystnie przewyz¬ szajaca pionowa skladowa predkosc taka, ze stru¬ mien zawiesiny ma ksztalt paraboloidalny.Zgodnie z wynalazkiem rozdrobniony material sta¬ ly jest wprowadzany do pionowego cylindra, na wy¬ locie tego cylindra, za pomoca stycznego strumie¬ nia gazu nosnego zostaje rozproszony w kierunku stycznym do przestrzeni pomiedzy cylindrem we¬ wnetrznym i cylindrem zewnetrznym. Gdy strumien gazu nosnego przeplywa w postaci spirali kolowej, to porywa czasteczki materialu stalego, tworzac za¬ wiesine, która opuszcza cylinder zewnetrzny ze skladowa styczna predkosci wieksza niz polowa skladowej pionowej predkosci,. Korzystnie zawiesi¬ na opuszcza cylinder zewnetrzny ze skladowa stycz¬ na predkosci wieksza,, niz skladowa pionowa pred¬ kosci. Styczna skladowa predkosci gazu wywoluje podcisnienie w poblizu wylotu cylindra wewnetrz¬ nego, ulatwiajace wyplyw czasteczek rozdrobnione¬ go materialu stalego.Wielkosc skladowej stycznej oraz skladowej pio¬ nowej predkosci gazu na, wylocie urzadzenia po¬ winna byc na tyle duza, aby zapobiec zapaleniu czasteczek palnych w obrebie cylindra zewnetrzne¬ go. Przykladowo w piecu plomiennym, gdzie war¬ stwa zuzla znajduje sie mniej niz 3 metry ponizej otworu wylotowego cylindra zewnetrznego, sklado¬ wa styczna oraz skladowa pionowa predkosci po¬ woduje, ze niejednorodnosc rozkladu masowego cza¬ steczek na warstwie zuzla jest mniejsza niz 2 :1 w obrebie kola o srednicy przekraczajacej 4 metry, na powierzchni zuzla. 10 15 20 25 30 40 Wynalazek jest zilustrowany ponizszymi przykla¬ dami.Przyklad I. Rozwiazanie wedlug wynalazku zostalo zastosowane w procesie wytapiania koncen¬ tratu rudy miedzi. Parametry procesu byly naste¬ pujace: Sklad suchego koncentratu: 29,5% Cu; 26,0% Fe; 31,0% S; 8% SiOz; 5,4% tlenków i 0,1% HzO Sklad zuzla: 38,3 Temperaturaj zuzla i kamienia: 1200°C Temperatura gazów spalinowych: 1260°C Sklad topnika (suchego): 81,5% Si02 Temperatura wszystkich skladników wsadu: 25°C Tlen przemyslowy: 98% Oz, 2% N2 (100% ulega re¬ akcji) Szybkosc zaladunku wsadu: 1350 ton wzbogaconej rudy na dzien Straty ciepla: 9,l-106J/sek Szybkosc przenikania powietrza: 70 m8 (75% tlenu ulega reakcji) Sklad wegla: 61,0% C; 4,5% H2; 5,0% S; 19,5% popio¬ lu; 10,0% H*0 wartosc opalowa: 26-106 J/kg Wegiel osuszony do zawartosci 0,10% H20.Straty ciepla i przenikania powietrza rozkladaly sie równomiernie na trzy urzadzenia zasilajace we¬ dlug wynalazku.Ttrzy urzadzenia zasilajace wedlug wynalazku, przedstawione na fig. 1, umieszczono w sklepieniu pieca plomiennego. Zgodnie ze zgloszeniem paten¬ towym St. Zjedn. Ameryki nr 971995, wzbogacona rude miedzi wytapiano z szybkoscia 1350 ton na dzien, wprowadzajac przez kazde z, urzadzen zasila¬ jacych 450 ton wzbogaconej rudy na dzien* Dwa urzadzenia zasilajace pracowaly bez podawania do¬ datkowych surowców, natomiast do trzeciego urza¬ dzenia zasilajacego, usytuowanego najblizej wylo¬ tu pieca, dodawano wegiel. Bilans materialowy pro¬ cesu, przyjmujac za podstawe 45,3 kg wzbogaconej rudy byl nastepujacy: Srednia zawartosc miedzi, w wytworzonym ka¬ mieniu wyniosla 50,8% Cu. Sredni sklad gazu po¬ wstalego w wyniku procesu byl nastepujacy (w pro¬ centach wagowych): 70,1% SO*; 1,3% Sa; 17,6% N2; 1,9% H2Q i 0,1,% CQ2.Tablica 1 1 Urzadzenie zasilajace (kg) r | Wsad Koncentrat Powietrze Wegiel Tlen (Oz) Topnik Suma Wytop Kamien Gaz Zuzel | Suma Nr 1 15,0 1,6 0 3,5 2,2 22,3 7,2 (61% Cu) (7,2 7,9 22,3 Nr 2 15,0 1,6 0 3,5 2,2 22,3 7,2 (61% Cu) 7,2 2,9 22,3 Nr 3 15,3 1,6 0,7 2,8 0 20,4 11,7 (38% Cu) 6,3 2,1 20,1 Suma 45,3 4,8 0,7 9,8 4,4 65,0 26,1 (50% Cu) 20,7, 17,9 64,1135 720 9 10 Bilans energetyczny procesu, obliczony przyjmu¬ jac za podstawe 45,3 kg wzbogaconej rudy przy 450 tonach rudy na dzien, przypadajacych na kazde urzadzenie zasilajace byl nastepujacy: Wytop w piecu plomiennym z nadmuchem tlenu: Szygkosc wytopu: 1350 ton koncentratu na dzien Zuzycie paliwa: 3,8-108J na tone koncentratu Kamien: 50% Cu Tablica 2 Zródla Wsad Usuwanie siarki Spalanie wegla Suma Wytop Kamien Gaz Zuzel Straty ciepla Suma Bilans energetyczny (J-107) Urzadzenie zasilajace Nr 1 3,4 0 3,[4 0,65 0,80 1,0 0,95 3,40 Nr 2 3,4 0 3,4 0,65 0,80 -1,0 0,95 3,40 Nr 3 1,2 2,0 3,2 1,10 0,85 0,30 0,95 3,20 Suma 6,0 2,0 10,0 2,40 2,45 2,30 2,85 10,00 Równowaznik paliwowy procesu (PFE), opisana w publikacji H.H. Kellog i J.M. Henderson: „Ener¬ gy use in sulfide smelting of cepper", Extractive Metallurgy of Copper, J.C. Yannapculos i J.C. Agar- wal, Eds. TMS-AIME, Port City Press, Baltimore, 1976, Vol. I, pp. 376—415, zostal obliczony w opar¬ ciu, o tabele III.Wskaznik zuzycia tlenu (OUE): 97,6% Tlen o zawartosci 98% 02 (100% reaguje): 137,2 m< na tone koncentratu Powietrze (75% reaguje): 74,7 m3~na tone koncentratu Ilosc ton kwasu na tone metalu elektrolitycznego: 3,2 Tablica 3 Na tone miedzi anodowej 1 1. Wytop a) suszenie wsadu b) wegiel c) wytwarzanie tlenu d) topniki do wytopu e) obróbka gazu i zbiera¬ nie pylów f) para, wytwarzanie ener gii 2. Konwersja a) energia dostarczana b) para, wytwarzanie enei gii 3. Wytwarzanie anod 4. Rózne 5. Kwasne skladniki a) gaz kominowy (53% S02) b) gaz konwertorowy (8,2% S02) PFE = 110,6-108J na tone i Ilosc 4,2 tony 50 kg/tone 476 m3 0,34 tony 672 m3 270-106J 1,04 ton miedzi konwer¬ torowej 331-106J 1,0 tona 173-106j 360-106J 468-106J niedzi anodowej Jednostkowa energia 4,3-108 J/tone 0,26-108 J/kg 6,3-106 J/m3 1,05-108 J/tone 9,5-104 J/m 3,056 J/J 20,5-108 J/tone 3,056 J/J 14,2-10° J/tone 3,056 J/J 3,056 J/J 3,056 J/J Suma J-108 | 18,2 13,0 30,2 0,31 -0,63 -8,32 21,4 -10,2 14,2 5,3 n,o 14,4 110,1135 720 11 12 Ilosc ton koncentratu na tone metalu elektrolitycz¬ nego: 3,44.Przyklad IL Przyjmujac parametry procesu z przykladu I, przy wytopie wzbogaconej rudy mie¬ dzi, wprowadzajac przez urzadzenie zasilajace 450 ton rudy na dzien uzyskano kamien o zawartosci 61% Cu. Bilans materialowy byl nastepujacy: Tablica 4 Wsad Koncentrat Powietrze Wegiel Tlen Popniki Suma Wytop Kamien (61% Cu) Gaz Zuzel Podstawa 45,3 kg koncentratu 45,3 kg 4,8 kg 0 10,6 kg 1 6,8 kg I 67,5 kg | 21,9 kg 21,8 kg 23,8 kg Suma | 67,5 kg | Sredni sklad gazu powstalego w wyniku procesu byl nastepujacy (w procentach wagowych): 81,8% S02; 1,2% 02; 16,8% N; 0,2% H*0.Przyklad III. Przyjmujac parametry procesu z przykladu I, przy wytopie wzbogaconej rudy mie¬ dzi, wprowadzajac przez urzadzenie zasilajace 450 ton rudy na dzien uzyskano kamien o zawartosci 38% Cu. Bilans materialowy byl nastepujacy: ) Tablica 5 Wsad Koncentrat Powietrze Wegiel 1 Tlen Topniki Suma Wytop Kamien (38% Cu) Gaz Zuzel Suma Podstawa 45,3 kg koncentratu 43,3 kg 4,8 kg 2,2 kg 8,4 kg 0 60,7 kg 35,2 kg 19,0 kg 6,5 kg 60,7 kg Sredni sklad gazu powstalego w wyniku procesu byl nastepujacy (w procentach wagowych): 43,4% SO«; 1,4% 02; 19,2% N*; 5,8% H20; 30,2% C02.Przyklad IV. Koncentrat molibdenitu (MOSz) poddano utlenianiu w reaktorze chlodzacym woda, przez prazenie w temperaturze 675°C z nawiewem powietrza, w celu uzyskania trójtlenku molibdenu (M0O3) oraz gazu zawierajacego ponad 5% SO2.Przyklad V. Prazony tlenek cynku o niewiel¬ kiej zawartosci siarki zmieszano z weglem o nie¬ wielkiej zawartosci siarki oraz topnikiem. Miesza¬ nine zredukowano do par cynku przez wytapianie 5 w temperaturze 1350°C z nawiewem powietrza, otrzymujac pary cynku, zuzel i gaz bogaty w tlenek wegla [CO/CO2 wieksze od 3].Przyklad IV. Koncentrat rudy magnetyto¬ wej (68% Fe) nagrzano do temperatury 925°C 10 w pierwszym stopniu pieca obrotowego, spalajac gaz [CO2/CO = 2,4] z drugiego stopnia procesu. Nagrza¬ ne Fe304 uleglo redukcji do FeO w reaktorze flui¬ dalnym w temperaturze 825°C przy wykorzystaniu gazu [COz/CO = 1] z trzeciego stopnia procesu. 15 FeO zmieszano z rozdrobnionym weglem i topni¬ kiem i poddano redukcji uzyskujac surówke (4,5% C) przy wytopie w temperaturze 1600°C z nawie¬ wem powietrza.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie zasilajace reaktor strumieniem za¬ wiesiny rozdrobnionego materialu stalego w gazie nosnym, skladajace sie z czlonu odchylajacego i dwóch usytuowanych koncentrycznie cylindrów: zewnetrznego z wlotem i kolnierzem laczacym w czesci górnej i wylotem w czesci dolnej oraz we¬ wnetrznego majacego w czesci górnej wlot a w dol¬ nej wylot, przy czym do cylindra wewnetrznego do¬ laczony jest zespól podajacy rozdrobniony material staly wlotem, znamienne tym, ze do cylindra ze¬ wnetrznego (5, 71) dolaczony jest zespól doprowa¬ dzajacy gaz stycznie wzgledem obu cylindrów (3, 73) i (5, 71) przewodem rurowym (21), otaczajacym wokól scianke (13, 85) cylindra zewnetrznego (5, 71) przez szczeline wlotowa (19, 91), wykonana na ob¬ wodzie scianki (13, 85), przy czym wylot (17, 95) cylindra zewnetrznego (5, 71) znajduje sie ponizej 40 wylotu (11, 79) cylindra wewnetrznego (3, 73), a po¬ miedzy tymi wylotami znajduje sie otwór wylotowy (45, 79) czlonu odchylajacego (39, 81). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze czlon odchylajacy (39) jest umieszczony wspól- 45 osiowo z wewnetrznym cylindrem (3) w poblizu jego wylotu (11), przy czym co najmniej wierzcholek czlonu odchylajacego (39) jest umieszczony we wne¬ trzu cylindra1 wewnetrznego (3). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, 50 ze czlon odchylajacy (39) ma ksztalt stozka o kacie nachylenia od wierzcholka do podstawy mniejszym niz 45° wzgledem osi cylindra wewnetrznego (3). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze czlon odchylajacy (39) jest osadzony na trzonku pod- 55 trzymujacym (37), umieszczonym wspólosiowo z cy¬ lindrem wewnetrznym (3). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze czlon odchylajacy (39) ma srednice mniejsza od srednicy cylindra wewnetrznego (3). 60 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze czlon odchylajacy (39) znajduje sie w cylindrze zewnetrznym (5). 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze czlon odchylajacy (39) oraz trzonek podtrzymuja- •* cy (37) posiadaja kanaly (41) polaczone ze soba.135 720 13 14 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 7, znamienne tym, ze do kanalów (41) trzonka podtrzymujacego (37) jest dolaczony zespól doprowadzajacy plyn chló^- dzacy. \ 9. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze plyn chlodzacy jest wprowadzany do reaktor^ przez otwór w (45) w dnie (51) czlonku odchylajace¬ go(39). ; 10. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym* ze cylinder zewnetrzny (5, 71) zawiera plaszcz chlo¬ dzacy (31, 115) oraz zespól doprowadzajacy plyn chlodzacy do plaszcza (31, 115). .1 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze w cylindrze wewnetrznym (3) jest umieszczony przewód chlodzacy (47) polaczony trwale z zespolem doprowadzajacym plyn chlodzacy. 12. Urzadzenie wedlug zastrz. 8 albo 10 albo 11, znamienne tym, ze plyn chlodzacy wybrany jest z grupy obejmujacej wode, powietrze, azot i dwu¬ tleneksiarki. i! .- i1 13. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zespól doprowadzajacy gaz stanowi przewód ru¬ rowy (21) w ksztalcie spirali nawinietej wokól cy¬ lindra zewnetrznego (5, 71). 14. Urzadzenie wedlug zastrz. 13, znamienne tym, ze przewód rurowy (21) zawiera króciec wlotowy (23) gazu, laczacy sie z kanalem ograniczonym bo¬ czna (25), górna (27) i dolna (29) scianka przewodu rurowego (21) oraz cylindrem wewnetrznym (3, 73), przy czym scianki te maja szerokosc zmniejszajaca sie od punktu zetkniecia z cylindrem zewnetrznym (5, 71) do punktu usytuowanego w poblizu punktu zetkniecia sie z cylindrem zewnetrznym (5, 71), two- 10 15 & 30 rzac kanal o stale zmniejszajacym sie przekroju poprzecznym. 15. Urzadzenie wedlug zastrz. 14, znamienne tym, ze przewód rurowy (21) jest polaczony z wnetrzem cylindra zewnetrznego (5, 71) szczelina wlotowa (19, 91), wykonana na calym obwodzie cylindra zewne¬ trznego. (5,_ 71). 16. Urzadzenie wedlug zastrz. 15, znamienne tym, ze cylinder zewnetrzny (5) ma scianke o przekroju rikolowym, nachylona pod katem mniejszym od 20° ^wzgledem pionu. 17. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera zespól wprawiajacy w drgania cylinder wewnetrzny (3). 18. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera zespól wprawiajacy w drgania trzonek podtrzymujacy (37) czlonu odchylajacego (39). 19. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze cylinder 'wewnetrzny (73) sklada sie z segmentu górnego (83^ polaczonego z cylindrem zewnetrznym (75) kolnierzem laczacym (89) oraz segmentu dolne¬ go (81), stanowiacego czlon odchylajacy, umieszczo¬ nego pod katem ostrym wzgledem osi cylindra ze¬ wnetrznego (75) w kierunku jego wewnetrznej scian¬ ki (85). 20. Urzadzenie wedlug zastrz. 19, znamienne tym, ze kat nachylenia segmentu dolnego (81) wewnetrz¬ nego cylindra (73) wzgledem pionowej osi zewnetrz¬ nego cylindra (75) jest mniejszy od 20°. 21. Urzadzenie wedlug zastrz. 20, znamienne tym, ze cylinder wewnetrzny (73) jest zamocowany obro¬ towo wzgledem cylindra zewnetrznego (75). -25 Fig 2 Fig. 1135 720 Fig. 3 Fig. 4 ZGK 0338/1331/6 85 egz.Cena 100 zl PL