DD272430A1 - DEVICE FOR PRODUCING POWDER FROM A METAL-CONTAINING MELT - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, insbesondere aus sulfidischen und/oder arsenidischen metallurgischen Zwischenprodukten. Die Vorrichtung besteht aus einer Auslaufoeffnung zur Erzeugung eines vertikalen Giessstrahles und einer konzentrisch angeordneten, ringfoermigen Austrittsoeffnung fuer einen der Zerstaeubung der Schmelze dienenden Gasstrahl und besitzt erfindungsgemaess eine weitere konzentrisch angeordnete, ringfoermige Austrittsoeffnung zur Erzeugung eines Kuehlmittelstrahles. Die Vorrichtung gewaehrleistet die Herstellung eines hochdispersen Pulvers, das nur einen geringen Naessegehalt aufweist und nicht staubt. Durch Nutzung der Verdampfungsenergie zur Kuehlung wird der Anfall von Abwasser sowie dessen Behandlung vermieden. Die Vorrichtung sichert einen geringen Aufwand an Energie, Druckluft und Kuehlmittel und schliesst Gefaehrdungen durch Knallgasbildung aus.The device is used for producing powder from a metal-containing melt, in particular from sulfidic and / or arsenidic metallurgical intermediates. The device consists of an outlet opening for generating a vertical casting jet and a concentrically arranged, ring-shaped outlet opening for a sputtering of the melt serving gas jet and has erfindaess a further concentrically arranged, ring-shaped outlet opening for generating a coolant jet. The device ensures the production of a highly dispersed powder, which has only a low Naessegehalt and does not dust. By using the evaporation energy for cooling the seizure of wastewater and its treatment is avoided. The device ensures a low cost of energy, compressed air and coolant and excludes dangerous by explosive gas formation.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines pulvrigen oder feinkörnigen Materials aus einer metallhaltigen Schmelze, die insbesonder aus einer sulfidischen und/oder arsenidischen Phase besteht, indem die Schmelze zerstaubt wird.The invention relates to an apparatus for producing a powdery or fine-grained material from a metal-containing melt, which consists in particular of a sulfidic and / or arsenide phase by the melt is dusted.

Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions Eine bekannte Verfahrenskonzeption der Gewinnung von Nichteisenmetallen aus Erzen, Konzentraten oder SekundärrohstoffenA well-known process design of the extraction of non-ferrous metals from ores, concentrates or secondary raw materials

beinhaltet die thermische Konzentrierung von Metallen, wie insbesonder Kupfer, Nickel, Cobalt, in einer sulfidischen Phase (Stein) und/oder einer arsenidischen Phase (Sooise), din im weiteren auf hydrometallurgischem Wege zu Reinmetallen verarbeitet werden.involves the thermal concentration of metals, such as, in particular, copper, nickel, cobalt, in a sulfidic phase (Stein) and / or an arsenide phase (Sooise), which are further processed into pure metals by hydrometallurgical means.

Dazu ist es im allgemeinen notwendig, die Zwischenprodukte Stein und Speise vor einer hydrometallurgischenFor this it is generally necessary to intermediate the stone and food before a hydrometallurgical Weiterverarbeitung ausreichend, d.h. bis zur Pulverfeinheit,zu zerkleinern bzw. direkt aus der Schmelze durch Zerstauben einFurther processing sufficient, i. to powder fineness, to crush or directly from the melt by atomizing a

feinkörniges Produkt herzustellen.to produce fine-grained product.

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen ein Strahl einer Schmelze durch einen schnell strömenden Gasstrahl oder durch einenDevices are known with which a jet of a melt through a fast-flowing gas jet or by a Wasserstrahl zerstaubt wird.Water jet is dusted. Es ist eine Vorrichtung zum Zerstäuben von geschmolzenem Metall bekannt, die eine nach unten abgehende Austrittsöffnung fürThere is known a device for atomizing molten metal, which has a downwardly outgoing outlet for

das Metall und eine die Metallaustrittsöffnung umschließende ringförmige, im wesentlichen nacht unten gerichtetethe metal and the metal outlet opening enclosing annular, directed substantially night below

Austrittsöffnung für ein der Zerstäubung der Schmelze dienendes Gas aufweist.Having outlet for a sputtering of the melt serving gas. Ein trockenes, heißes Metallpulver wird am Boden einer Kammer, die sich unterhalb der der Zerstäubung dienenden DüsenA dry, hot metal powder is placed at the bottom of a chamber, which is below the sputtering nozzles

anschließt, aufgefangen und ausgetragen (DE-OS 1.964.584).followed, collected and discharged (DE-OS 1.964.584).

Die Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine große Gasmenge (Inertgas oder Luft) erforderlich Ist, um eine ausreichendeThe device has the disadvantage that a large amount of gas (inert gas or air) is required to a sufficient Abkühlung der zerstäubten Partikel und deren Überführung in die feste Phase zu erreichen.Cooling of the atomized particles and their transfer to the solid phase to achieve. Eine Zerstäubung einer sulfidischen und/oder arsenidischen Schmelze mittels Luft ist insofern problematisch, als dasAtomization of a sulfidic and / or arsenidic melt by means of air is problematic in that Zusammentreffen mit Luft zu einem Rösteffekt, d. h. zur Verflüchtigung und Oxydation von Bestandteilen, wie Schwefel undCoincidence with air to a roast effect, d. H. for the volatilization and oxidation of constituents, such as sulfur and Arsen, führt. Das macht erhebliche Aufwendungen für die Abgasreinigung erforderlich. Eine Zerstäubung mittels Inertgas ist fürArsenic leads. This requires considerable expenditure for the exhaust gas purification. Atomization by means of inert gas is for

großtechnische Belange aus ökonomischen Gründen nicht realisierbar.large-scale concerns not feasible for economic reasons.

Außerdem entsteht durch Zerstauben einer Schmelze mittels eines Gases im allgemeinen ein stark staubendes Produkt, dasIn addition, by atomizing a melt by means of a gas in general, a heavily dusty product, the

fördertechnisch schwer zu behandeln ist und besondere arbeitsschutztechnische Maßnahmen erfordert.is technically difficult to treat and requires special occupational safety measures.

Es ist ferner eine Vorrichtung bekannt, die eine öffnung zum vertikalen Austritt einer Schmelze aus einem Vorratsraum und eineThere is also known a device which has an opening for the vertical exit of a melt from a storage space and a

ringförmige Düse zum Zerstauben der austretenden Schmelze mittels Wasser besitzt. Das Pulver wird in einem unterhalb einerhas annular nozzle for atomizing the exiting melt by means of water. The powder is in a below one

Verdüsungskammer angeordneten Behalter mit Wasserkreislauf aufgefangen (DE-OS 3.104.003).Atomization chamber arranged container with water cycle collected (DE-OS 3,104,003). Eine Zerstäubung einer Schmelze mittels Wasser bringt die Gefahr der Bildung explosiver Knallgaskonzentrationen, der nur mitAn atomization of a melt by means of water brings the danger of the formation of explosive oxyhydrogen concentrations, which only with

dem Einsatz entsprechend großer Wassermengen zum Zerstäuben begegnet werden kann. Große Wassermengen erfordernthe use of correspondingly large amounts of water can be counteracted for atomizing. Require large amounts of water

hohen Aufwand für deren Bereitstellung und deren Aufbereitung, auch dann, wenn mit Wasserkreislauf gearbeitet wird.high expenditure for their provision and their preparation, even when working with the water cycle.

Eine Zerstäubung einer sulfidischen und/oder arsenidischen Schmelze mittels Wasser ist wegen der besonders hohenAn atomization of a sulfidic and / or arsenidic melt by means of water is because of the particularly high Explosionsgefahr und des damit verbundenen Sicherheitsrisikos stets problematisch.Explosion hazard and the associated safety risk always problematic. Außerdem entsteht bei dieser Arbeitsweise ein Produkt mit sehr hohem Nässegehalt, der im allgemeinen Folgeoperationen zurIn addition, arises in this operation, a product with a very high moisture content, which in general follow-up operations for

zumindest teilweisen Trocknung erfordert.requires at least partial drying.

Ziel dtr ErfindungAim of the invention

Ziel der Erfindung Ist es, eine Vorrichtung iur Herstellung von Pulver, vorzugsweise aus einem sulfidischen und/oder arsenldlschen metallurgischen Zwischenprodukt, durch Zerstluben einer Schmelze zu entwickeln, dte die beschriebenen Nachtelle weltgehend ausschließt, wobei Insbesondere ein hoher apparativer Aufwand und ein Arbeitsschutzrlslko vermieden werden sollen und ein relativ trockenes gut fördertÜhlges Produkt tu erhalten beabsichtigt Ist.OBJECT OF THE INVENTION It is to develop a device for the production of powder, preferably from a sulfidic and / or arsenldlschen metallurgical intermediate, by atomizing a melt, dte the described night world excludes, in particular, a high expenditure on equipment and a Arbeitsschutzrlslko should be avoided and intends to obtain a relatively dry good product.

Da/legung des Wesens der ErfindungDa / essence of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Pulver, Insbesondere aus einem sulfidischenThe invention is based on the object, an apparatus for producing powder, in particular from a sulfidic

und/oder arsenldlschen metallurgischen Zwischenprodukt, durch vertikales Zerstäuben eines Qleßstrahles mittels eines dieand / or arsenldl metallurgical intermediate, by vertical atomization of a Qleßstrahles by means of a

Metailau8trittsöffnung umschließenden ringförmigen Gasstrahles bei Einstellung extrem hoher AbkühlungegeschwindigkeitenMetailau8trittsöffnung enclosing annular gas jet at setting extremely high cooling rates

mit definiert niedrigen Kühlmittelmengen zu entwickeln.to develop with defined low coolant quantities.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß einer vertikalen Ausströmöffnung für die metallhaltige Schmelze, der eine ringförmige, ImThe object is achieved in that a vertical outflow opening for the metal-containing melt, the an annular, im

wesentlichen ebenfalls nach unten gerichtet* Austrittsöffnung für einen der Zerstäubung dienenden Gasstrahl konzentrischessentially also directed downward * outlet for a sputtering serving gas jet concentric

zugeordnet ist und Mittel zur Kühlung der aus dem Gießstrahl gebildeten Schmelztröpfchen zwecks deren Überführung in festeis assigned and means for cooling the melt droplets formed from the pouring stream for the purpose of their transfer to solid

Partikel vorgesehen sind, erfindungegemäß eine weitere, Im wesentlichen nach unten gerichtete ringförmige AustrittsöffnungParticles are provided, according to the invention, a further, substantially downwardly directed annular outlet opening

zur Erzeugung eines ein Kühlmittel beinhaltenden Strahles konzentrisch zugeordnet ist.is associated concentrically for generating a coolant-containing jet.

Die ringförmig Austrittsöffnung für den Kuhlmittelstrahl besitzt erfindungsgemBß einen größeren Abstand zur AuslauföffnungAccording to the invention, the annular outlet opening for the coolant jet has a greater distance from the outlet opening

der Schmelze als die Austrittsöffnung für den Gasstrahl. Die Austritteöffnung für den Kühlmittelstrahl kann segmentartig unterteilt sein.the melt as the outlet for the gas jet. The outlet opening for the coolant jet may be subdivided in segments.

Der Gasstrahl wird bekanntermaßen aus Luft hohen Druckes gebildet. Der Kühlmittelstrahl besteht erfindungsgemfißThe gas jet is known to be formed from high pressure air. The coolant jet consists according to the invention

vorzugsweise aus einem Luft-Wasser-Gemlsch oder einem Dampf-Wasser-Gemisch im Niederdruckbereich.preferably from an air-water mixture or a steam-water mixture in the low pressure range.

AusführungsbetspielAusführungsbetspiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Aus führungsbelspiel näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below on an imple mentation. Show it

Fig. 1: Vorrichtung in Seitenansicht im Schnitt Fig. 2: Vorrichtu ng in der Ansicht von u ntenFig. 1: device in side view in section Fig. 2: Vorrichtu ng in the view of u nten

Die Vorrichtung zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze besitzt eine vertikale zentrale Ausströmöffnung 1, die aus einer feuerfesten Keramik besteht. Konzentrisch um die Ausströmöffnung 1 ist eine ringförmige, ebenfalls nach unten gerichtete Austrittsöffnung 2 für einen Druckluftstrahl vorgesehen. Mit größerem Abstand zur Ausströmöffnung 11st eine weitere Austrittsöffnung 3 angeordnet, die zur Erzeugung eines Kühlmittelstrahles dient. Innerhalb der Vorrichtung, die auch als Düsenkörper bezeichnet werden kann, sind eine ringförmige Kamme.* 4 mit der Austrittsöffnung 2 und eine weitere ringförmige Kammer 5 mit der Austrittsöffnung 3 verbunden. Der Kammer 4 ist ein Anschlußstutzen β und der Kammer 6 sind Anschlußstutzen 7 und 8 zugeordnet.The device for producing powder from a metal-containing melt has a vertical central outflow opening 1, which consists of a refractory ceramic. Concentrically around the outflow opening 1, an annular, also downwardly directed outlet opening 2 is provided for a compressed air jet. At a greater distance from the outflow opening 11st, a further outlet opening 3 is arranged, which serves to generate a coolant jet. Within the device, which can also be referred to as a nozzle body, an annular comb. * 4 are connected to the outlet opening 2 and a further annular chamber 5 with the outlet opening 3. The chamber 4 is a connection piece β and the chamber 6 are connecting piece 7 and 8 assigned.

Die Vorrichtung wirkt wie folgt: ·The device works as follows: ·

Aus der Ausströmöffnung 1, die aus einer feuerfesten Keramik besteht, wird eine sulfidische Nickelschmelze (Stein) mit einer Temperatur von 1200°C in Form eines vertikalen Gießstrahles in einer Menge von 1,2 t/h ausgetragen. Über den Anschlußstutzen 6 und die Ringkammer 4 wird der Austrittsöffnung 2 Druckluft mit 0,6MPa zugeführt. Die Druckluft zerstäubt den Gießstrahl in feine Tröpfchen. Über die Anschlußslutzr λ 7 und 8 und die Ringkammer 5 wird der Austrittsöffnung 3 ein Kühlmittelstrahl zugeführt, der eine Abkühlung der Sctimelztröpfchen bis zur Erstarrung und Überführung in pulvrige Partikel bewirkt. Über den Anschlußstutzen 7 wird Druckluft mit 0,2MPa oder Dampf zugeführt, die alsTrägerrriedium für das Kühlmittel Wasser dienen, das über den Anschlußstutzen 8 dosiert (etwa 200l/t Schmelze) zugegeben wird. Das pulverförmige Material wird in bekannter Weise in einem unterhalb der Vorrichtung befindlichen schachtförmigen Sedimentationsraum aus dem Gasstrom abgeschieden.From the outflow opening 1, which consists of a refractory ceramic, a sulfidic nickel melt (stone) is discharged at a temperature of 1200 ° C in the form of a vertical pouring stream in an amount of 1.2 t / h. About the connection piece 6 and the annular chamber 4 of the outlet opening 2 compressed air with 0.6 MPa is supplied. The compressed air atomizes the pouring stream into fine droplets. About the Anschlußslutzr λ 7 and 8 and the annular chamber 5, the outlet opening 3 is supplied with a coolant jet, which causes a cooling of the Sctimelztröpfchen until solidification and conversion into powdery particles. Via the connecting piece 7, compressed air with 0.2 MPa or steam is supplied, which serve as a carrier for the coolant water, which is metered via the connecting piece 8 (about 200 l / t melt) is added. The pulverulent material is deposited in a known manner in a shaft-shaped sedimentation space located below the device from the gas stream.

Mit einer dosierten Wasserzufuhr gelingt ?s, die bei der Abkühlung der Schmelze und der Überführung der Schmelztröpfchen in den festen, pulverförmigen Zustand abzuführende Wärmeenergie mehr oder weniger vollständig in Form von Verdampfungsenergie für die Überführung des Kühlmittels Wasser in Wasserdampf zu verbrauchen. Der Feuchtegehalt des Pulvers ist demzufolge leicht mit der Wassermenge regulierbar. Es hat sich gezeigt, daß eine Gefährdung durch Knallgasbildung vollständig ausgeschlossen werden kann.With a metered water supply manages to consume the dissipated during the cooling of the melt and the transfer of the melt droplets in the solid, powdery state heat energy more or less completely in the form of evaporation energy for the transfer of the coolant water in water vapor. The moisture content of the powder is therefore easily adjustable with the amount of water. It has been shown that a threat of oxyhydrogen gas formation can be completely ruled out.

Das erzeugte Nicknlsteinpulver steht mit einem Nässegehalt von 0,2 Maseanteilen in % in einer Körnung von 50 bis 500Mm für die Weiterverarbeitung zur Verfügung. Das Pulver ist damit relativ trocken und gut förderfähig.The produced nickel powder is available with a moisture content of 0.2% by mass in a grain size of 50 to 500 μm for further processing. The powder is thus relatively dry and well eligible.

Die erfindungsgemäße Zerstäubungsvorrichtung gewährleistet die Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, insbesondere au? einer sulfidischen und/oder arsenidischen Phase, und ermöglicht die Einstellung jedes beliebigen Nässegehaltes. Der Anfall von Abwasser und die damit verstandenen Aufwendungen für dessen Kreislaufführung und für die Abwasserbehandlung können vermieden werden, wenn die beschriebene Verdampfungskühleffekt genutzt wird. Durch den erzielbaren raschen und intensiven Kühleffekt ist eine gefahrlose umweltfreundliche Zerstäubung und Pulverisierung von insbesondere solchen affinen Schmelzen, wie sulfidische und/oder arsenidische metallurgische Zwischen; ~uukte, sehr vorteilhaft möglich.The sputtering device according to the invention ensures the production of powder from a metal-containing melt, in particular au? a sulfidic and / or arsenide phase, and allows the setting of any moisture content. The accumulation of waste water and the thus understood expenses for its circulation and for wastewater treatment can be avoided if the evaporative cooling effect described is used. The achievable rapid and intense cooling effect is a safe environmentally friendly atomization and pulverization of particular such affine melts, such as sulfidic and / or arsenidic metallurgical intermediate; ~ uukte, very advantageous possible.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Pulver aus einer metallhaltigen Schmelze, die Insbesondere aus einer sulfidischen und/oder arsenldlschen Phase besteht, durch Zerstäuben eines aus einem Vorratsraum austretenden Gießstrahles mittels eines Gasstrahles, indem einer vertikalen Ausströmöffnung für die metallhaltige Schmelze eine ringförmige, im wesentlichen ebenfalls nach unten gerichtete Austrittsöffnung für einen der Zerstäubung dienenden Gasstrahl konzentrisch zugeordnet Ist und Mittel zur Kühlung der aus dem Gießstrahl gebildeten Schmolztröpfchen zwecks deren Überführung in feste Partikel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmöffnung (1) für die Schmelze eine weitere, im wesentlichen nach unten gerichtete, ringförmige Austrittsöffnung (3) zur Erzeugung eines ein Kühlmittel beinhaltenden Strahles konzentrisch zugeordnet ist.1. A device for producing powder from a metal-containing melt, which consists in particular of a sulfidic and / or arsenldlschen phase, by spraying a discharge from a storage space pouring stream by means of a gas jet, by a vertical outflow opening for the metal-containing melt an annular, substantially also Is downwardly directed outlet opening for a sputtering serving gas jet concentrically assigned Ist and means for cooling the Schmolztröpfchen formed from the pouring stream for the purpose of their transfer into solid particles are provided, characterized in that the outflow opening (1) for the melt another, substantially according to downwardly directed, annular outlet opening (3) for generating a coolant-containing jet is associated concentrically. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Austrittsöffnung (3) für den Kühlmittelstrahl einen größeren Abstand zur Ausströmöffnung (1) der Schmelze besitzt als die Austrittsöffnung (2) für den Gasstrahl.2. Device according to claim 1, characterized in that the annular outlet opening (3) for the coolant jet has a greater distance to the outflow opening (1) of the melt than the outlet opening (2) for the gas jet. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (3) für den Kühlmittelstrahl segmentartig unterteilt ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the outlet opening (3) for the coolant jet is divided into segments. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelstrahl aus einem Luft-Wasser-Gemisch oder einem Dampf-Wasser-Gemisch niederen Druckes besteht.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coolant jet consists of an air-water mixture or a steam-water mixture of low pressure.