DE802849C

DE802849C - Blast furnace for volatilization of metals from poor ores, slag, etc. like (half-shaft furnace)

Info

Publication number: DE802849C
Application number: DE1948802849D
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl-Ing Hellwig
Original assignee: UNTERHARZER BERG und HUETTENWE
Current assignee: UNTERHARZER BERG und HUETTENWE
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-02-26

Description

Verblaseofen zur Verflüchtigung von Metallen aus armen Erzen, Schlacken u. dgl. (Halbschachtofen) Es sind Verfahren bekannt, bei denen aus armen Erzen und metallführenden Zwischen- und Abfallgütern neben edelmetallhaltigem Kupferstein Farben-Metalloxyde gewonnen werden. Bei dem sog. Rostofenverfahren wird das metallführende Gut in entsprechend vorbereiteter Mischung mit Reduktions- und Brennstoffen in niedriger Schicht auf Rosten auf eine die Siedepunkte der zu verflüchtigenden Metalle und Metallverbindungen übersteigende Temperatur erhitzt. Die Verflüchtigungsstoffe werden mit den Ofengasen abgeführt und in geeigneten Niederschlagsvorrichtungen aus dem Gasstrom entfernt. DaRostöfen wegen derniedrigen Beschickungshöhe mit großem Luftüberschuß arbeiten, werden die Metalldämpfe, beispielsweise Zinkdampf, Bleisulfiddampf usw.. restlos verbrannt, so daß nach diesem Verfahren die Gewinnung von als Farbe geeigneten Metalloxyden möglich ist. Dagegen gestatten die Rostöfen nicht die Anreicherung von im Aufgabegut enthaltenen Edelmetallen und Kupferstein. Schließlich können Rostöfen nur in kleinen handbedienten Einheiten ausgeführt werden, deren Erfolg in hohem Maße von der Sorgfalt der Aufgabe abhängig ist.Vaporization furnace for the volatilization of metals from poor ores, slag and the like (half-shaft furnace) There are known methods in which from poor ores and metal-bearing intermediate and waste goods in addition to copper stone containing precious metals Color metal oxides are obtained. In the so-called grate furnace process, the metal-leading Good in appropriately prepared mixture with reducing and fuel in lower Layer on grate on one of the boiling points of the metals to be volatilized and Metal compounds heated to exceeding temperature. The volatilizers will be discharged with the furnace gases and in suitable precipitation devices from the Gas flow removed. Because of the roasting ovens because of the low loading height with a large excess of air work, the metal vapors, such as zinc vapor, lead sulfide vapor, etc. completely burned, so that by this process the production of suitable paint Metal oxides is possible. On the other hand, the grate ovens do not allow enrichment of precious metals and copper stones contained in the feed. Finally, grate ovens can can only be carried out in small, hand-operated units, the success of which is high Degree depends on the diligence of the task.

In den gleichfalls bekannten Verblaseschachtöfen können Metallverflüchtigungsprozesse dergestalt durchgeführt werden, daß der nicht flüchtige Rückstand vollkommen verflüssigt wird und in edelmetallhaltigen Kupferstein und Ahsetzschlacke getrennt werden kann. Die Ofengase eines Schachtofens verlassen nach dem Durchstreichen einer vergleichsweise hohen Beschickungssäule die Gicht mit erheblichen Gehalten unverbrannter Bestandteile, wie Metalldampf, Kohlenoxyd u. a., und erfordern daher eine genau geregelte Zweitluftzufuhr zur Nachverbrennung. Infolge der bei Verblaseschachtöfen unvermeidlichen und gefürchteten Ansatzbildung und des lästigen Flugaschenanfalls unterliegen jedoch die Betriebsverhältnisse starken Schwankungen, so daß die Farboxydherstellung im Dauerbetrieb unvollkommen bleibt. Auch ist der Betrieb der Schachtöfen wie der der Rostöfen in starkem Maße von der Sorgfalt der Bedienung abhängig.Metal volatilization processes can occur in the blow shaft furnaces, which are also known be carried out in such a way that the non-volatile residue is completely liquefied and can be separated into precious metal-containing copper stone and sedimentation slag. The furnace gases of a shaft furnace leave comparatively after crossing out a high feed column with the gout considerable amounts of unburned Components such as metal vapor, carbon oxide and others, and therefore require an accurate Regulated secondary air supply for afterburning. As a result of the blow shaft furnaces inevitable and feared buildup and the annoying flue ash attack however, the operating conditions are subject to strong fluctuations, so that the production of color oxide remains imperfect in continuous operation. The operation of the shaft furnaces is also like that of the grate ovens depends to a large extent on the care of the operator.

In den schließlich noch bekannten Drehrohrofenverfahren werden Metalloxyde gewonnen, welche nicht oder nur nach einem anschließenden Veredelungsprozeß als vollwertige Farbe verwendet werden können. Kupfer und Edelmetalle können im gleichen Arbeitsgang nicht vergütbar gemacht werden. Besonders lästig sind im Drehrohrofen die gefürchteten Ansätze.In the rotary kiln processes, which are still known, metal oxides are used won, which are not or only after a subsequent refinement process as full color can be used. Copper and precious metals can be in the same Operation cannot be made remunerative. Are particularly annoying in the rotary kiln the dreaded approaches.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verblaseofen, der in einem Arbeitgang sowohl die Erzeugung von Metalloxyden zur Verwendung als hochwertige Farbe als auch die Gewinnung von Kupfer und Edelmetallen aus dem Aufgabegut in Form von Kupferstein gestattet. Dabei erfolgt im Ofen die selbsttätige und restlose Aufarbeitung der ansatzbildenden Flugasche ohne zusätzliche Kosten. Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verblaseofens ist, daß man ihn in großen Ofeneinheiten unter erheblicher Einsparung an Brennstoff und im weitgehend mechanisiertenBetrieb verwenden kann. Schließlich gestattet der großräumige, aber einfach gehaltene Ofen eine besonders günstige Ausnutzung der Abhitze durch Dampfgewinnung.The invention relates to a blower furnace, which in one operation both the production of metal oxides for use as high quality paint and the extraction of copper and precious metals from the input material in the form of copper stone allowed. The automatic and complete processing of the takes place in the oven lump-forming fly ash at no additional cost. A particular advantage of the invention Blowing furnace is that it can be used in large furnace units with considerable savings in fuel and in largely mechanized operations. In the end the spacious, but simply kept furnace allows a particularly favorable utilization the waste heat through steam generation.

In der Zeichnung ist der Verblaseofen dieser Erfindung zur gleichzeitigen Gewinnung von Farben-Metalloxyden und edelmetallhaltigem Kupferstein aus armen Erzen und metallführenden Zwischen- und Abfallgütern an einem Beispiel veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch den Ofen mit angebautem Abhitzekessel, Fig. z einen Grundriß derselben Anlage mit einem Dampfkessel, Fig. 3 den Grundriß eines Ofens mit zwei Dampfkesseln.In the drawing, the blower furnace of this invention is for simultaneous Extraction of colored metal oxides and precious metal-containing copper stones from poor ores and metal-bearing intermediate and waste goods illustrated by an example, namely Fig. i shows a longitudinal section through the furnace with an attached waste heat boiler, Fig. Z is a plan view of the same system with a steam boiler, Fig. 3 is a plan view a furnace with two steam boilers.

Das wesentlich Neue am Verblaseofen nach der Erfindung ist die enge Verbindung des eigentlichen Ofens, der stirnseitig beschickt wird, mit einer daran unmittelbar angebauten großräumigen Kammer, an deren Rückwand, im oberen Teil, der Gasabzug bzw. der Abhitzekessel angeschlossen ist. Im einzelnen steht auf dem Schachtofentiegel i ein halber, nach rückwärts also nicht geschlossener Wassermantel a mit den üblichen Schachtofenwinddüsen 3 für die Zufuhr des Gebläsewindes. Zweitluft zur restlosen Nachverbrennung der Lichtgase kann dem Ofen durch oberhalb des Wassermantels gelegene Düsen 4 regelbar zugeführt werden. Das Eigenartige an diesem Verblaseofen, dessen Größe im übrigen der gewünschten Leistung angepaßt werden kann, besteht darin, daß er durch eine stirnseitige Öffnung 5 beschickt wird. Die Be- schickung erfolgt durch einen geräumigen Schrägtrichter 6, über den das Gut, regelbar durch einen Schieber 7, dem Ofen zufließt. Die Beschickung liegt dabei in natürlicher Böschung vor den Düsen des Ofens und rutscht in dem Maße durch die Beschickungsöffnung 5 nach, wie sie in der Schmelz-und Verdampfungszone verarbeitet wird. Durch den Regelschieber 7 ist jederzeit die Höhe der Beschickung leicht einstellbar, in der der Gebläsewind wirksam sein soll. Einmal auf einen bestimmten Arbeitsablauf eingestellt, bleibt die wirksame Beschickungshöhe unverändert. Dies gewährleistet dann wieder eine besonders gute Gleichmäßigkeit des Ofenbetriebes. An dem Schrägtrichter 6 kann eine Rostschurre 8 eingebaut sein, um unerwünschtes Feingut dem Ofen fernzuhalten.What is essentially new about the blow furnace according to the invention is the close connection of the actual furnace, which is loaded from the front, with a spacious chamber directly attached to it, on the rear wall of which, in the upper part, the gas exhaust or the waste heat boiler is connected. In detail, on the shaft furnace crucible i is a half water jacket a, which is not closed towards the rear, with the usual shaft furnace wind nozzles 3 for the supply of the fan wind. Second air for complete afterburning of the light gases can be supplied to the furnace in a controllable manner through nozzles 4 located above the water jacket. The peculiarity of this blown furnace, the size of which can also be adapted to the desired output, is that it is charged through an opening 5 on the face. The loading takes place through a spacious inclined funnel 6, through which the material, controllable by a slide 7, flows into the furnace. The charge lies in a natural slope in front of the nozzles of the furnace and slides through the charge opening 5 to the extent that it is processed in the melting and evaporation zone. The height of the charge at which the blower wind is to be effective is easily adjustable at any time by means of the control slide 7. Once set to a specific workflow, the effective loading height remains unchanged. This then again ensures particularly good uniformity of the furnace operation. A grate chute 8 can be built into the inclined funnel 6 in order to keep undesired fine material away from the furnace.

Die sich nach rückwärts an den Schachtofenwassermantel anschließende, voll gemauerte und großräumige Ofenkammer 9 dient Zur Abscheidung der Flugasche und gleichzeitig zur Gichtgasnachverbrennung. Da die Kammer auf Hüttenflur aufgebaut und hinsichtlich ihrer Abmessungen von dem eigentlichen, vorn gelegenen Ofen unabhängig ist, kann sie in Größen ausgeführt werden, die bei den bekannten Schachtofenanlagen nicht zur Verfügung stehen. Im hinteren Teil der Kammer kann ein Fallschacht io für dasjenige Oxyd eingebaut sein, welches sich bereits in den Röhren des Dampfkessels i i abscheidet und beim Reinigen der Röhren in die Kammer zurückgestoßen wird. Diese Anordnung empfiehlt sich insbesondere bei Aggregaten mit mehreren Dampfkesseln.The rearward adjoining the shaft furnace water jacket, fully bricked and spacious furnace chamber 9 is used to separate the fly ash and at the same time for furnace gas afterburning. Because the chamber is built on the hallway of the hut and in terms of their dimensions independent of the actual furnace located in front is, it can be made in sizes that are used in the known shaft furnace systems are not available. In the rear part of the chamber there is a drop shaft io be built in for the oxide that is already in the tubes of the steam boiler i i separates and is pushed back into the chamber when the tubes are cleaned. These This arrangement is particularly recommended for units with several steam boilers.

Zum Betrieb des Verblaseofens nach dieser Erfindung wird die Höhe der im natürlichen Böschungswinkel innerhalb des Wassermantels und vor den Winddüsen liegenden Beschickung so eingeregelt, daß die Entfernung zwischen den Winddüsen und der natürlichen Böschung 6o bis ioo cm beträgt. Wenn das der jeweiligen Beschickung an- zupassende Maß eingehalten wird, ist erreicht, daß einerseits die Abgase mit höchstmöglicher Temperatur die Beschickung verlassen und dadurch die Bildung lästiger Ansätze vermieden wird. Anderseits behält der Verblaseofen seine Wirkung als Schmelzofen insofern, als der entzinkte und entbleite Rückstand zum Einschmelzen kommt. Die Schmelze kann den Ofen kontinuierlich verlassen und sich außerhalb desselben in Überlauftiegeln in Kupferstein und Absetzschlacke trennen.To operate the blower furnace according to this invention, the height of the charge lying at the natural angle of slope within the water jacket and in front of the tuyeres is adjusted so that the distance between the tuyere and the natural embankment is 60 to 100 cm. If the of the respective feed is maintained Toggle zupass end measure, it is achieved that on the one hand the exhaust gases at the highest possible temperature to leave the feed and thereby the formation of troublesome approaches is avoided. On the other hand, the blowing furnace retains its effect as a melting furnace insofar as the dezincified and defleaded residue is melted down. The melt can leave the furnace continuously and separate outside of it in overflow crucibles into copper matte and sedimentation slag.

Oberhalb der Beschickung kann Zweitluft regelbar in die Kammer eingeblasen werden mit dem Ziel, die mitgeführten Metalldämpfe restlos in Oxyd zu verbrennen. Erst wenn alle Abgasbestandteile vollkommen verbrannt sind, hat das abgeschiedene Oxyd seine volle Farbenqualität.Second air can be blown into the chamber above the loading area with the aim of completely burning the carried metal vapors in oxide. Only when all exhaust gas components have been completely burned off does the separated one have Oxyd its full color quality.

Die Abgase führen anfänglich auch gewisse Mengen Flugasche aus der Ofenbeschickung mit. Sie bestehen vornehmlich aus leichten kohlehaltigen Teilchen. Da die Kammer nun sehr geräumig und die Gasgeschwindigkeit damit ausreichend gering ist, kann sich die Flugasche in der Kammer schnell absetzen, ohne an den hochgelegenen Dampfkessel zu gelangen. Es hat sich gezeigt, daß die Hitze der Kammer ausreicht, um aus dem Gemisch von kohlehaltiger Flugasche und Metalloxyd letzteres erneut zu reduzieren und zu verflüchtigen, während der nichtflüchtige Rückstand geschmolzen und metallarm dem Schlackenauslauf zufließt. Laufende Arbeiten und Kosten für die Flugaschebewältigung oder die Beseitigung von Ofenansätzen entstehen nicht.The exhaust gases also initially lead to certain amounts of fly ash from the Furnace loading with. They mainly consist of light carbonaceous particles. Since the chamber is now very spacious and the gas velocity is therefore sufficiently low is, the fly ash can quickly settle in the chamber without getting on the high Steam boiler to get. It has been shown that the heat of the Chamber is sufficient to remove the mixture of carbonaceous fly ash and metal oxide the latter again reduce and volatilize, while the non-volatile Residue melted and low in metal flows into the slag outlet. Work in progress and costs are incurred for handling fly ash or removing furnace deposits not.

Die Zusammenhaltung der Wärme in der großräumigen Kammer des Verblaseofens, die eine kleinstmögliche abstrahlende Oberfläche besitzt, hat im Vergleich zu den mit gleichem Einsatz betriebenen bekannten Rost- und Schachtöfen zu einer um rund 50% verbessertenAbhitzeausbeute geführt.The retention of heat in the spacious chamber of the blown furnace, which has the smallest possible radiating surface compared to the known grate and shaft furnaces operated with the same use to one around 50% improved heat recovery.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Ofens sei an nachstehendem Beispiel erläutert: Bleischachtofenschlacken mit 16 bis 24% Zn, i bis 3% Pb, i bis 1,5% Cu, 2o bis 6o gt Ag und Zinkdestillationsrückständen mit 6 bis io% Zn, 4 bis 6% Pb, 10/0 Cu, 18o gt Ag, i gt Au, 300/O C werden gemahlen und unter Zusatz von Pech als Bindemittel warm brikettiert. Hierbei ersetzt der Kohlenstoffgehalt der Zinkdestillationsrückstände den sonst notwendigen Zuschlag von 20% Reduktionskohle.The operation of the furnace according to the invention is explained using the following example: lead shaft furnace slag with 16 to 24% Zn, 1 to 3% Pb, 1 to 1.5% Cu, 2o to 6o% Ag and zinc distillation residues with 6 to 10% Zn, 4 to 6 % Pb, 10/0 Cu, 180 gt Ag, i gt Au, 300 / O C are ground and briquetted warm with the addition of pitch as a binding agent. The carbon content of the zinc distillation residues replaces the otherwise necessary addition of 20% reducing carbon.

Die Preßlinge kommen nun in Mischung mit o bis 8% Grobkoks in den Verblaseofen, wobei der Grobkoks ganz oder teilweise durch grobe, unvorbereitete Destillationsrückstände ersetzbar ist. In dem Verblaseofen werden nun durch Erhitzung auf etwa 130o° C die Verflüchtigung des Zink- und Bleiinhaltes der Beschickung und die Verflüssigung des Rückstandes durchgeführt.The compacts are now mixed with 0 to 8% coarse coke in the Blowing furnace, whereby the coarse coke is wholly or partially replaced by coarse, unprepared Distillation residue is replaceable. In the blow furnace are now by heating to about 130 ° C the volatilization of the zinc and lead content of the charge and the liquefaction of the residue carried out.

Der V erblaseofen nach dieser Erfindung, dem als Abhitzeverwerter ein oder mehrere Dampfkessel unmittelbar nachgeschaltet sind, kann auch als Dampfkesselfeuerung mit Koks und minderwertigen Brennstoffen betrieben werden, indem die Verbrennung wie in einer Halbgasfeuerung und gegebenenfalls durch Dampfzusatz wie in einem Generator geleitet und die Asche durch geeignete Zuschläge verflüssigt und abgestochen wird.The V erblaseofen according to this invention, as a waste heat recycler one or more steam boilers are connected immediately afterwards, can also be used as steam boiler firing run on coke and substandard fuels by burning like in a half-gas furnace and possibly by adding steam like in a generator and the ash is liquefied and tapped using suitable additives.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Vaporizing furnace for the volatilization of metals poor ores, slag and the like, in particular for the simultaneous extraction of colored metal oxides by reduction, evaporation and reoxidation of volatile metals and of Copper stone in addition to settable arm slag from the completely liquefied non-volatile Residue (half-shaft furnace), characterized in that the generally rectangular The furnace is mainly composed of a spacious brick chamber (9), * on the front side on a shaft furnace crucible (i) a half, d. H. after Chamber to open shaft furnace water jacket (2), while the one on the rear wall of the chamber, in the upper part, the gas exhaust is connected to a waste heat recovery system (i i) and the feed is at the front by a located above the water jacket Opening (5) with a pre-built hopper (6) takes place, so that the feed material to the The furnace automatically flows in at the natural slope angle and always at a constant rate regulated height in front of the openings for the wind feed.

2. Oven according to claim i, characterized in that the regulation of the effective loading height in the furnace by a slide (7) arranged in front of the loading opening (5) which the filling opening in the intended: dimensions opens or closes.

3. Furnace according to the claims i and 2, characterized in that the wind supply for carrying out the blowing and melting process only takes place on the water jacket side and for complete afterburning of the developed metal vapors secondary air nozzles in the free space above the actual N'erblase and melting zone are arranged.

4. Procedure for operating the furnace according to claims i to 3, characterized in that the regulated, constant in operation Feed height in the oblique stroke direction of the `` 'meanwhile, from the wind feed openings measured up to the natural slope of the feed material. is low enough to to enable a good metal color production, on the other hand, in the vertical The direction of drip of the slag measured, is high enough to use a To completely liquefy the non-volatile residues in the shaft furnace base.