DE2045109B2

DE2045109B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Rösttemperatur bei der Oxidationsröstung von metallsulfidhaltigen Konzentraten

Info

Publication number: DE2045109B2
Application number: DE19702045109
Authority: DE
Inventors: G R Grimes
Original assignee: American Metal Climax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1969-09-22
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1978-06-08
Also published as: AT303401B; LU61737A1; DE2045109C3; NL168559C; CA919919A; GB1263419A; NL7013848A; JPS5121929B1; FR2062323A5; NL168559B; BE756239A; SE375327B; DE2045109A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Rösttemperatur bei der Oxidationsröstung von metallsulfidhaltigen Konzentraten, insbesondere Molybdänsulfidkonzentraten, wie von Molybdänit (Molybdänglanz).

Es ist bekannt, metallsulfidhaltige Konzentrate, wie Molybdänit, unter Verwendung von Mehretagenofen, die z. B. als Herreshoff-, Nichols-, Nichols-Herreshoff-, Wedge- und Skinner-Öifen bekannt sind, in Molybdänoxyde umzuwandeln. Hierbei werden große Wärmemengen entwickelt. Bei der Wärmeabfuhr müssen jedoch Temperaturen vermieden werden, bei denen Molybdänoxyd oder ein anderes Oxyd verdampft, schmilzt oder mit anderen Komponenten verschmilzt.

Wenn die Produktionsleistung sehr niedrig ist, kann die durch die Umwandlung von Molybdänit entwickelte Wärme im allgemeinen durch die Ofenwände abgeleitet werden. Hierbei enthält aber das austretende Gas beispielsweise 4 bis 6 % SO₂, das als Schwefelsäure wiedergewinnbar ist. Gesichtspunkte der Wirtschaftlichkeit sprechen jedoch gegen niedrige Produktionsleistungen.

Es wurde daher versucht, die Wärmeabfuhr durch einen großen Luftüberschuß zu erreichen, wobei die nicht zur Oxydation erforderliche Luft dazu verwendet wird, die Temperatur zu steuern. (Vgl. E. S. W h e e 1 e r, »Climax Conversion Practice« in AlME TECHNICAL PUBLICATION 1718, Metals Technology, Band 159, August 1944). In dem Maß, in dem der Luftstrom in dem eo Ofen zunimmt, nimmt die Temperatur im Ofen ab. Diese Steuerung ist jedoch eher generell als selektiv, denn eine Erhöhung oder Verminderung des Ofenzuges führt zu einer Erhöhung bzw. Verminderung des Luftstromes an allen Stellen des Ofens und nicht nur an ausgewählten Stellen.

Es wurde daher der Ofenzug konstant gehalten, aber der Luftstrom in dem Mehretagenofen durch Vergrößern oder Verkleinern der Größe der Strömungswege in den Ofen verändert, wodurch in einem gewissen Maß eine gezielte Steuerung ermöglicht wurde.

Zu den Nachteilen dieser Verfahrensweise gehört, daß die Temperatur der oberen Etagen nicht immer durch Anwendung eines Luftüberschusses gesteuert werden kann, weil bei einer Erhöhung des Luftstromes zu den beiden obersten Etagen die Verbrennung gesteigert und höhere Temperaturen erreicht werden. Die Luftzufuhr in den obersten Etagen müßte daher beschränkt werden.

Weiterhin strömte die Luft in den unteren Etagen nicht quer durch die Etage, wie beabsichtigt, sondern sowohl aufwärts als auch in der Querrichtung Infolgedessen konnte nur ein kleiner Abschnitt der unteren Etagen durch Luftzufuhr durch eine einzige öffnung wirksam gekühlt werden, wobei die unmittelbar darüberliegenden Etagen beeinträchtigt wurden. Das Luftströmungsschema war kompliziert, und eine gleichmäßige Temperatur über die ganze Ausdehnung einer einzigen Etage wurde selten erreicht.

Außerdem verdünnte sich das Rauchgas durch Verwendung eines Luftüberschusses als Mittel zur Erzielung höherer Produktionsleistungen auf nur 1 bis 1,5% Schwefeldioxyd, das nicht wirtschaftlich zurückgewinnbar ist. Somit wurde das Schwefeldioxyd ungenutzt in die Atmosphäre entlassen und verunreinigte die Luft.

Zwar wurde bereits vorgeschlagen, bei der Oxidationsröstung von Pyriten (DT-AS 1013 428) oder Zinksulfiderzen (DT-AS 12 24 933) im Wirbelschichtofen durch direkte Wassereinspritzung eine Temperaturregelung zu erzielen. Dieses Verfahren, bei dem Erzschlamm eingesetzt wird (Chemie-Ingenieur^:Technik 1968, Seite 512; G meli η - Du rrer »Metallurgie des Eisens« Bd. la, 1964, Seite 264a) ist jedoch nicht ohne weiteres auf Mehretagenofen übertragbar, da dort andere Verhältnisse vorliegen und die Temperatursteuerung ungleich schwieriger ist.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung der Rösttemperatur bei der Oxidationsröstung von metallsulfidhaltigen Konzentraten zu schaffen, bei welchem höhere Produktionsleistungen bei geringerem Röstgasvolumen mit höherem Schwefelgehalt und verminderter Staubbelastung unter Verwendung von einem Mehretagenröstofen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Rösttemperatur bei der Oxidationsröstung von metallsulfidhaltigen Konzentraten durch exothermes Rösten unter Schwefeldioxidentwicklung mittels temperaturabhängiger Zufuhr von Wasser und Luft gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens einer Etage eines Mehretagenröstofens ein Sprühgemisch aus Wassertropfen und Luft zugeführt wird, wobei entweder der Druck der Luft verändert wird, während der Druck des Wassers konstant gehalten wird oder der Druck des Wassers verändert wird, während der Druck der Luft konstant gehalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Mehretagenröstofen mit Einrichtungen zur Zufuhr von Wasser und Luft, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mindestens auf einer Etage eine Sprühdüse für das Wasser-Luft-Gemisch und Druckregelventile für Wasser und Luft sowie diesen zugeordnete Steuerventile für die Einstellung des Mischungsverhältnisses von Wasser und Luft, die von einem temperaturabhängigen Regler betätigt werden, auf-

weist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die Zeichnungen näher erläutert, die auch Ausführungsbeispieie der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeigen.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Mehretagenröstofens vom Nichols-Herreshoff-Typ;

F i g. 2 zeigt schematisch die Temperaturbedingungen bei einem Mehretagenofen zur Molybdänitröstung;

F i g. 3 und 4 sind Diagramme zur Veranschaulichung der Veränderlichkeit des Luft- und Wasserdurchsatzes einer Sprühdüse als Funktion des Luft- und Wasserdrukkes;

Fig.5 und 6 sind ein Vertikal- und ein Horizontalschnitt eines Abschnittes des Ofens gemäß F i g. 1;

F i g. 7, 7A, 7B, 8 und 8A zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen von Steuerungen, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Anwendung finden können und Merkmale der Erfindung aufweisen;

F i g. 9 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Wasserstromes durch eine Düse als Funktion von Wasser- und Luftdruck;

F i g. 10 bis 12 sind Darstellungen von Temperaturdiagrammen zur Veranschaulichung der erfindungsgemäß erzielbaren Genauigkeit der Temperatursteuerung durch Sprühkühlung in einer Röstetage.

Erfindungsgemäß werden bei einem herkömmlichen Mehretagenofen, wie er in F i g. 1 dargestellt ist, Wasser und Luft einer Sprühdüse unter Druck zugeführt, wobei die bei einem gegebenen Druck in der Zeiteinheit zugeführte Wassermenge (der Wasserstrom) zum Druck der Luft in Beziehung steht. Es wird eine Temperatursteuerung verwendet, die die Temperatur der Ofenetage ermittelt und bei Änderungen der Temperatur einem entsprechenden Druckregler einen Impuls zum Verändern des Druckes der der Düse zugeführten Luft bzw. des Wassers erzeugt Bei einer Ausführungsform (F i g. 7B) kann also der Wasserdruck konstantgehalten werden und der Wasserstrom durch Veränderung des Luftdruckes verändert werden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform (F i g. 8A) wird der Sprühdüse Luft mit konstantem Druck und Volumen zugeführt, während die Zulieferung des Wassers unter einem veränderlichen Druck erfolgt, der von der vom Temperaturfühler ermittelten Temperatur in der Röstzone abhängt

Der in F i g. 1 dargestellte Nichols-Herreshoff-Ofen 10 weist einen äußeren Mantel 11 aus geeignetem, hitzebeständigem Material auf, der auf Stützen 12 gelagert ist. Der Ofen besitzt mehrere auf übereinanderliegenden Etagen angeordnete Herde 13, mit je einer mittig angeordneten Axialöffnung, durch die eine Hohlwelle 14 geführt ist, die in einem unteren Lager 15 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle ist mit einem Kegelrad 16 ausgerüstet, das über Antriebsritzel 17 von der Welle eines auf einem Bock 19 gelagerten Motors 18 angetrieben wird. Die Hohlwelle 14 ist mit einem Luftzuführstutzen 20 ausgestattet, durch den Luft zugeführt wird, und hat in jeder Ofenetage Luftaustrittsöffnungen, durch die die Luft in die Krählarme an der betreffenden Ofenetage eintritt, wobei die Luft vom Boden zum oberen Ende des Ofens zirkuliert. Gas wird durch nicht dargestellte Einrichtungen geleitet und zirkuliert in herkömmlicher Weise, wie durch Pfeile angedeutet. Gewisse Etagen können jedoch zur Förderung eines Querstromes Auslaßkanäle aufweisen (vgl. F i g. 5). Der Luftstrom trägt dazu bei, den Ofen vor Überhitzung zu schützen und schafft die erforderliche oxidierende Atmosphäre zum Rösten des Erzes. Jeder Etage sind Krählarme 21 zugeordnet, die von der Welle radial auswärts vorspringen. Während die Welle rotiert, wird vom oberen Ende des Ofens her Metallsulfidkonzentrat zugeführt, welches von einer Etage zur nächsten fällt, während das Konzentrat durchgekrählt wird. Dieses Durchkrählen erfolgt derart, daß das Material in einer Etage auswärtsbewegt wird und auf die nächstniedrigere Etage niederfällt, in der die Krählarme derart angeordnet sind, daß sie das Konzentrat radial einwärts bewegen, bis dieses auf die nächstniedrigere Etage niederfällt usw. Bei dieser Bewegung des Konzentrates nach unten wird es in ein Oxid umgewandelt und wird am Boden bei 22 als Röstprodukt ausgestoßen. Schwefeldioxid verläßt mit dem Rauchgas den Ofen am oberen Ende bei 23.

Unter gewöhnlichen Röstbedingungen kann das Temperaturprofil einen Stetigkeitszustand entlang der in F i g. 2 schematisch angedeuteten Linie erreichen. Die höchste Temperatur herrscht in den Etagen Nr. 2 bis 4, und die Temperatur fällt in den Bereich von ca. 650 bis 732⁰C. Die Temperatur an diesen Herden liegt häufig oberhalb der Steuertemperatur, während die Temperatur an den unteren Herden allgemein in herkömmlicher Weise gesteuert wird. Es wäre erwünscht, die Temperatur an den oberen drei oder vier Herden in einem niedrigen Temperaturbereich, beispielsweise zwischen 593 und 650⁰C zu halten, um ein Schmelzen bzw. ein Verschmelzen mit anderen Bestandteilen oder Beimengungen zu verhindern. Dies wird durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Maßnahme der Sprühkühlung in leichter, verläßlicher und wirksamer Weise erzielt.

Bei einer Ausführungsform A kann beispielsweise das Verhältnis eines geeichten Luftstromes zu einem Wasserstrom, die beide unter Druck durch jede Düse zugeführt werden, durch Änderung des Druckes der Luft verändert werden, wobei der Wasserdruck verhältnismäßig konstant gehalten wird. Bei einem Ausführungsbeispiel B kann hingegen das Verhältnis der geeichten Luft- und Wasserströme, die durch die einzelnen Düsen unter Druck zugeführt werden, durch Veränderung des Wasserdruckes verändert werden, wobei der Druck der Luft verhältnismäßig konstant gehalten wird.

Wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich, ändert sich der Wasserstrom (d. i. die in der Zeiteinheit strömende Wassermenge) bei einem beliebigen, gegebenen Wasserdruck mit dem Druck der Luft, d. h. bei Steigerung des Luftdruckes nimmt der Wasserstrom durch die Düse ab. Es ist sogar möglich, daß bei einem gegebenen Druck der Luft überhaupt kein Wasser aus der Düse ausströmt. Das Verhältnis zwischen Wasser und Luft kann daher über einen verhältnismäßig weiten Bereich variieren.

Die F i g. 5 und 6 erläutern, wie Düsen um einen oder mehrere Herde eines Mehretagenofens angeordnet sein können. F i g. 5 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil eines Mehretagenröstofens des in F i g. 1 gezeigten Typs und F i g. 6 ist ein Horizontalschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig.5. Es ist ein Ausschnitt aus der Hohlwelle 14 dargestellt, die mittig durch die Etagen 13Λ, 13J3,13Cund 13£> hindurchgeführt ist. Es ist nur ein Satz Krählarme 21 dargestellt. Beim obersten Herd 13Λ bewegen die (nicht dargestellten) Krählarme das zu röstende Material einwärts gegen die Hohlwelle, wo das Material von dem Herd der Etage 13/4 auf den der

Etage 13ß niederfällt, auf dem es unter Bewegung nach außen (d. i. gegen die Ofenwand oder den Mantel) von (nicht dargestellten) Krählarmen durchgekrählt wird und schließlich durch öffnungen 13Ö-1 auf den nächsten Herd 13C niederfällt, wo das Material wiederum von den Armen 21 unter Einwärtsbewegung durchgekrählt wird, bis es schließlich von dem Herd 13Cauf den 13D der darunterliegenden Etage niederfällt usw. Im Falle eines schwefelhaltigen Erzes entweicht als Nebenprodukt Schwefeldioxyd durch den Fuchs 23. Wenn das Rauchgas genügend Schwefeldioxyd enthält, wird es einer Schwefelsäure-Wiedergewinnung zugeführt, wobei SO2 katalytisch zu Schwefeltrioxyd umgewandelt an Schwefelsäure absorbiert wird.

Gemäß Fig.5 münden Düsen 25, 26 und 27 in Wandöffnungen an den Herdetagen 13Ä, 13Cund 13D. In jeder Herdetage sind 3 Düsen angeordnet, wobei diese Zahl je nach Größe und Ausbildung einer Röstzone oder eines Herdes beliebig sein kann. Wie aus Fig.6 erkennbar, sind 3 Düsen 27Λ, 27B und 27C in gleichen Bogenabständen um den Umfang der Etage 13D verteilt, die an eine Wasserleitung 28 und eine Luftleitung 29 in Parallelschaltung angeschlossen sind.

Gemäß F i g. 6 sind mehrere Arbeitstüren 30 vorgesehen, die die Zugänglichkeit für Instandhaltungsarbeiten während des Röstens ermöglichen. Die Schaufeln 31 an den Krählarmen 21 stehen unter einem Winkel von 15° zur Achse der Krählarme und bewegen daher bei Drehung in der Pfeilrichtung das Erz gegen die Außenwand des Ofens.

In der Ausführungsform A (veränderlicher Luftdruck) werden den in F i g. 7 dargestellten drei Sprühdüsen Wasser und Luft unter Druck zugeliefert. Die genau bemessenen Luft- und Wassermengen, die durch jede Düse hindurchströmen, sind mit den Drücken der Luft und des Wassers veränderlich. F i g. 7 zeigt, daß das verwendete System in (1) einen linken Abschnitt, der die Luft- und Wasser-Hauptsteuerleitungen für den kompletten Ofen in Plattenmontage enthält, und (2) einen rechten Abschnitt, der eine der Anordnungen für jede Herdetage des Ofens darstellt, unterteilt ist. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, dient der eine Teil des Systems für die Zufuhr von Wasser unter Druck und der andere Teil für die Zufuhr von Luft unter Druck.

Die Wasserleitung ist mit einem Schaltventil 36 für konstanten Wasserdruck ausgestattet, das mit einer Luftzuleitung über ein Rohr 37 gekoppelt ist, das beispielsweise einerseits auf einen Druck von l,55kp/cm² eingeregelt ist und andererseits mit einem Wassersteuerventil 38 (für konstanten Wasserdruck) gekoppelt ist, dem über eine Leitung 39 dps Arbeitswasser mit einem Druck von beispielsweise 3,52 kp/cm² zugeführt wird. Ein Manometer 40 hinter dem Ventil 38 in der Hauptwasserdruckleitung 41 konstanten Druckes und in Verbindung mit dem Schaltventil 36 zeigt den durch die Einstellung des Ventils 38 festgelegten Druck an und wird von dem Schaltventil 36 automatisch gesteuert. Mit der Wasserleitung 41 ist ein Druckschalter 42 gekoppelt, der sich bei steigendem Druck öffnet und mit einer Warneinrchtung 43 mit einer Signallampe 44 verbunden ist.

Von einem Hauptwassermengenzähler 45 hinter der Warnanlage wird das Wasser den einzelnen Herdetagen zugeleitet. Die Etagenwasserleitungen 46 und 47 (die zu nicht dargestellten anderen Etagen führen) sind nur teilweise dargestellt und die Etagenwasserleitung 48 ist dem rechten Teil des Leitungsschemas zugeordnet, Das Wasser strömt durch das Ventil 49 in den Wassermengenzähler 50 und von dort zu einem Magnetventil 51 das normalerweise geschlossen ist. Hinter dem Ventil 5 befindet sich in der Leitung 48 ein Wassermanomete 52, dem ein Regelventil 53 folgt, das zur Einstellung de hydrostatischen Druckes bei Wasserzufuhr unte konstantem Druck dient. Das Ventil wird mittels eine: Schaltventils 54 betätigt, das mit der Luftzufuhr übe eine Kupplung 55 gekoppelt ist, die ebenfalls auf eine Druck von 1,55 kp/cm² geregelt sein kann. Außerdem is das Schaltventil mit dem Regelventil 53 gekoppel wobei ein Druckfühler 56 für die Leitung 48 mit dem Schaltventil 54 gekoppelt ist. Das Wasser in der Leitung 48 strömt über einen Durchflußmesser 57 mit Entnah meventil 59 zu einer Leitung 58, die die Sprühdüsen 35 speist. In jeder der Wasserzweigleitungen 60, die zu den Düsen führen, sind optische Strömungsanzeiger 61 handbetätigte Drosselventile 62 und Druckmesser vorgesehen. Vor dem Ventil 53 ist in der Zweigleitun 535 ein normalerweise offenes Magnetventil 53,4 zum Ablassen von Wasser angeordnet, dessen Funktionswei se später behandelt wird.

In der Luftleitung 66 ist ein Schaltventil 65 füi konstanten Druck von beispielsweise l,55kp/cm^: angeordnet, das außerdem mit einem Regelventil 67 füi konstanten Luftdruck gekoppelt ist. Arbeitsluft win beispielsweise unter einem Druck von 3,52 kp/cm² übe eine Leitung 68 dem Regelventil 67 zugeliefert. Ein Luftmanometer 69 in der Hauptdruckluftleitung 70 is mit dem Schaltventil 65 gekoppelt und zeigt den mittel!

des Schaltventils 65 durch das automatisch gesteuert Luftdruckventil 67 bestimmten Druck an. In dei Luftleitung 70 ist eine Drossel 73 vorgesehen, zu de: parallel ein Differenzdruckmanometer 74 über Ventil· 71, 72 angeschlossen ist, das vorzugsweise mit einei Durchflußskala für die Anzeige in mVmin bei normale Temperatur und normalem Druck versehen ist. Dii Hauptluftleitung setzt sich in Zweigleitungen 75, 76 fü die Versorgung der anderen unabhängigen Etagen sprühsysteme mit Arbeitsluft fort. Das Rohrsystem fü jede Etage entspricht demjenigen der Zweigleitung T, für die Luftzufuhr zu den Düsen 35 einer der Etagen.

Die der Etage zuzuführende Luft strömt über da Ventil 78 durch das Luftdruckregelventil 79, das von dem Temperaturschreiber 81 in der Leitung 80 gesteuert ist. Die Luft für den Betrieb des Gerätes wire dem Temperaturschreiber 81 über die Leitung 82 unte einem Druck von ca. 1,27 kp/cm² zugeleitet. Paralle zum Ventil 79 ist ein Minimaldruckregelventil 83 geschaltet, das selbstregelnd ist und einen Minimaldruck aufrechterhält, wenn infolge bestimmter Bedingungei das Ventil 79 die Luftzufuhr vollständig zu unterbrecher droht. Mit dem Temperaturschreiber 81 ist einf Warnanlage 84 gekoppelt, die das Auftreten anomale Bedingungen anzeigt.

Ein Luftleitungs-Druckschalter 85 mit einem Kontakt der bei niedrigem Luftdruck öffnet und über (ii unterbrochenen Linien dargestellte) Leitungen 86 unc 87 mit einem Microswitch im Temperaturschreiber 8 elektrisch verbunden ist, ist hinter den Ventilen 79 unc 83 vorgesehen. Die Leitung 86 ist ferner mit eine weiteren Warnvorrichtung 88 und mit einem Drehschal ter (RS) 89, der an der zentralen Säule des Ofens ode dergleichen montiert ist, sowie mit einer Signallampe 90 mit einer Magnetspule 51/1 des Wasserventils 51 in de Wasserleitung 48 sowie mit einer Magnetspule 53Cde Abwasserventils 53Λ verbunden.

Hinter dem Druckschalter 85 befindet sich eil Luftdruckmanometer 91, das den Luftdruck vor eine

Drossel 92 ermittelt, zu der über Ventile 94, 95 ein Differenzdruckmanomeler 93 parallel geschaltet ist. Nach dem Verlassen der Drossel 92 strömt die Luft über die Luftzweigleitung 96 in die einzelnen Luftleitungen 97 der Sprühdüsen 35 mit einem von Manometern 98 gemessenen Luftdruck.

Bei Anwendung des Systems gemäß Ausführungsbeispiel A für einen oder mehrere Röstherde wird der Wasserdruck mittels des Druckreglers 53 auf einen vorgeschriebenen Herd eingeregelt. Druckluft wird dem System mit einem festgelegten Druck zugeführt, der von dem Luftdruckregler 67 bestimmt wird. Dieser dient außerdem zur Begrenzung des maximalen Luftdurchsatzes durch die Düsen. Die Temperatursteuereinrichtung 81 ermittelt die Temperatur der Ofenetage und erzeugt einen Impuls zum Verändern des Druckes der den Düsen zugeführten Luft mittels des Luftdruckreglers 79 über die Leitung 80.

Die Temperatursteuerung 81 arbeitet derart, daß bei einer Herdtemperatur über dem Sollwert der Druckregler 79 ein Signal erhält und den Druck der zur Düse 35 strömenden Luft vermindert. Durch den geringen Luftstrom zu dieser Etage wird der Wasserstrom in der in F i g. 3 und 4 veranschaulichten Weise erhöht und die entwickelte Wärmemenge nimmt ab, während die höhere Wassermenge mehr Wärme ableitet. Die Etagentemperaturen nehmen infolgedessen ab. Wenn die Temperaturen unterhalb des Sollwertes liegen, erfolgt der Vorgang im umgekehrten Sinn. Auf diese Weise wird ein Gleichgewichtszustand zwischen der freiwerdenden und der abgeleiteten Wärmemenge hergestellt, so daß die Temperatur an der Regelstelle konstant bleibt.

Die für die Instrumentierung der Steuerung verwendete elektrische Schaltung ergibt sich für den Fachmann aus F i g. 7.

Wenn der Luftdruck zu niedrig ist, wird der Wassersprühnebel grob und bildet im Extremfall einen massiven Strahl. Dies wird durch den Luftdruckregler 83 und den Druckschalter 85 verhindert. Der Druckregler 83 hält einen Mindestluftdruck in den Sprühdüsen aufrecht, der von der Wirkung der Temperatureinrichtung unabhängig ist. Der elektrische Kontakt des Druckschalters 85 öffnet sich bei Abfall des Luftdruckes in der Leitung zu den Düsen unterhalb eines vorgegebenen Mindestwertes. Die Magnetventile 51 und 53Λ werden von dem elektrischen Kontakt in dem Luftdruckschalter 85 betätigt. Wenn der elektrische Kontakt des Druckschalters 85 geöffnet ist, schließt das Magnetventil 51 und das Magnetventil 53Λ öffnet, wodurch kein Wasser durch die Düsen strömt, wenn kein Luftdruk zur Wasserstromregelung verfügbar ist. Wenn der elektrische Kontakt in dem Druckschalter 85 geschlossen wird, öffnet das Magnetventil 51 und das Magnetventil 53A schließt, wodurch Wasser durch die Düsen 35 entsprechend der Druckänderung der den Düsen zugeführten Luft strömt.

Der elektrische Kontakt der Temperatursteuerung 81 öffnet, wenn die gemessene Temperatur einen bestimmten Sollwert unterschreitet. Er ist mit dem elektrischen Kontakt in dem Luftdruckschalter 85 in Reihe geschaltet, wodurch bei offenem Kontakt in der Temperatursteuerung 81 das Magnetventil 51 schließt und das Magnetventil 53A öffnet. Hierdurch strömt kein Wasser durch die Düse 35 bei der Sollwertunterschreitung der Meßtemperaturen.

Zusätzliche Sicherheitseinrichtungen können vorgesehen sein, insbesondere ein Kontakt, der von dem Röstofenregelkreis betätigbar ist und den Wasserstrom durch die Düsen unterbindet, wenn der Röstofen sich außer Betrieb befindet.

Solange keine elektrische Energie für die Steuerschaltung verfügbar ist, können die Magnetventile 51 und 53Λ nicht arbeiten, und es kann kein Wasser durch die Düsen strömen.

Die Manometer 40, 52, 63, 69, 91 und 98, der Durchflußrnesser 57, die Wassermengenzähler 45 und

ίο 50, die Drosseln 73 und 92 und die Differenzdruckmanometer 74 und 93 sind zwar erwünscht, für den Betrieb des Systems jedoch nicht wesentlich. Mit Diagrammen der in F i g. 3 und 4 gezeigten Art können die genannten Manometer dazu verwendet werden, den Wasser- und Luftdurchsatz der Düsen zu schätzen. Der Durchflußmesser 57 ermöglicht ein augenblickliches Messen des Wasserdurchsatzes, der mit dem geschätzten Wasserstrom verglichen werden kann, der sich aus der Ablesung der Wassermanometer 40, 52 und 63 ergibt, um zu prüfen, daß die Sprühdüsen 35 ihren Eichzustand beibehalten haben. Der Wasserzähler 45 ermöglicht eine Messung des gesamten Wasserverbrauchs.

Einem steigenden Druck des den Düsen zugeführten Wassers ist ein steigender Luftdruck zugeordnet, bei dem der Wasserdurchfluß durch die Düsen vollständig unterbunden wird. Das Maximum des Luftdrucks muß jederzeit gleich dem Absperrdruck für den Wasserstrom oder größer als dieser sein, da sonst keine Veränderung des Wasserdurchsatzes gegen Null erfolgt, und eine übermäßige Kühlung auftreten könnte.

Die Leistung des Systems kann geändert werden, indem der Wasserdruckregler 53 und die Luftdruckregler 67 und 83 auf andere Werte eingestellt werden. Eine Erhöhung des von dem Regler 53 gelieferten Wasserdruckes erfordert, daß der von dem Regler 67 gesteuerte Maximalluftdruck und der von dem Regler 83 gesteuerte Minimalluftdruck erhöht werden.

Beste Resultate bei einer Mehretagenofenanlage werden durch Steuerung der Düsen 35 jeder Etage als Einheit durch die Regelventile 79, 83 und 53, die Temperatursteuereinrichtung 81 und die Wassermagnetventile 51 und 53Λ für jede gesteuerte Etage erreicht.

Die Ausführungsform B des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch den Schaltplan gemäß F i g. 8 erläutert. Auch dieser ist in (1) den linken Abschnitt, der die Hauptsteuerleitungen tür Luft und Wasser enthält, die für den kompletten Ofen auf einer Tafel montiert sind, und (2) den rechten Abschnitt, der eine von

so mehreren Anordnungen für jede Etage des Ofens zeigt, unterteilt. Ebenfalls dient ein Teil zur Wasserzufuhr unter Druck und der andere Teil zur Luftzufuhr unter Druck, wirkt also als Sprühkühlungs-Steuerung, wobei der Luftdruck konstant und der Wasserdruck veränderbar und daher auf die vom Ofen zur Steuerung der Temperatur benötigte Menge einstellbar ist.

In der Wasserleitung 103,108 ist ein Schaltventil 100 für konstanten Wasserdruck angeordnet, das über ein Rohr 101 mit einer Luftzuleitung oder Druckluftquelle, die auf einen Druck von beispielsweise l,55kp/cm² eingeregelt ist, sowie mit einem Wassersteuerventil 102 (für konstanten Wasserdruck) gekoppelt ist. Das Arbeitswasser wird beispielsweise auf einen Druck von 3,52 kp/cm² mit dem Steuerventil 102 gehalten, der von einem Manometer 104 an der Leitung 105 zwischen der Hauptwasserleitung 103 und dem Schaltventil 100 den am Ventil 102 eingestellten Druck angezeigt wird. Hinter dem Ventil 102 ist ein Wasserventil 106 mit

Magnetspule 106/4 an einen Drehschalter 107 geschaltet, (unterbrochene Linien) der an der Mittelsäule des Ofens oder dergleichen angeordnet ist.

Die Wasserleitung 108 weist ferner einen Druckschalter 109 auf, der mit einer Warnanlage 110 und einem Lichtsignal 111 gekoppelt ist, und mündet in einen Wassermengenzähler 1112, von dem die verschiedenen Leitungen, wie 113,114 und 115 zu den einzelnen Etagen (rechter Teil des Netzplanes) abzweigen.

Vor den Wassermengenzähler 117 ist ein Schieber 116 geschaltet, und der Wassermengenzähler ist seinerseits mit einem Steuerventil 118 für den Wasserdruck gekoppelt, das über ein Differenzdruck-Schaltventil 119, 120 gesteuert wird, an das über eine Leitung 121 eine Luftzuleitung angeschlossen ist, die auf einen geeigneten Druck, beispielsweise l,55kp/cm² eingestellt ist. Das Schaltventil wird von einem Temperaturschreiber 122 über eine Leitung 123 gesteuert, die über ein Rohr 124 an eine Luftzuleitung angeschlossen ist. Eine V/arnanlage 125 ist ebenfalls mit der Steuereinrichtung elektrisch gekoppelt.

In die Wasserleitung ist zwischen dem Schaltventil 120 und der Wasserleitung 115 ein weiteres Wassermanometer 127 eingeschaltet, das den Wasserdruck anzeigt, der durch das Differenzdruck-Schaltventil 119, 120 gesteuert ist. In der Wasserleitung 115 hinter dem Manometer 127 ist ein normalerweise geschlossenes Magnetventil 128 mit zugeordneter Magnetspule 128/4 angeordnet, das über Leitungen 128ß und 126 mit der Temperatursteuereinricrrtung 122 elektrisch verbunden ist. Mit der Wasserzweigleitung 130, ist ein Ablaufventil 129 gekoppelt, dessen Magnetspule 129/4 ebenfalls über eine Leitung 126 von der Temperatursteuereinrichtung gesteuert ist.

Die Wasserleitung 115 setzt sich über einen Durchflußmesser 131 bis zur Wasserzweigleitung 132 fort, an die die Wasserzuleitungen 133 zum Zuleiten von Wasser unter Druck zu den Wassersprühsätzen 35/4 in einer oder in mehreren Etagen angeschlossen sind. Ein Prüfwasserentnahmeventil 131,4 zweigt von der Leitung hinter dem Durchflußmesser ab. Jede Wasserzuleitung 133 enthält ein von Hand betätigbares Wasserabsperrventil 134 und ein Wassermanometer 135.

Die Luftleitung weist ein Schaltventil 140 für konstanten Druck auf, das über eine Leitung 141 mit Luft von beispielsweise 1,55 kp/cm² Druck gespeist wird und außerdem über eine Leitung 143 mit einem Regelventil 142 (für die Luftzufuhr unter konstantem Druck) gekoppelt ist, das mit Arbeitsluft unter einem Druck von beispielsweise 3,52 kp/cm² über die Leitung 144 versorgt wird, von der die Luft durch das Ventil 142 in die Hauptleitung 145 strömt. Zwischen das Schaltventil 140 und die Hauptluftleitung 145 ist ein Luftmanometer 146 geschaltet. Die Luft in der Hauptleitung strömt weiter durch eine Drossel 147, mit über Luftventile 149, 150 parallel geschaltetem Differenzdruckmanometer 148, das vorzugsweise mit einer Skala für die Anzeige in mVmin bei normaler Temperatur und normalem Druck ausgestattet ist. Die Hauptluftleitung setzt sich in Zweigleitungen 151,152 zu anderen, nicht dargestellten entsprechenden Etagensprühleitungen fort, wobei jedes Herdsystem unabhängig gesteuert wird.

Die dem rechts in dem Schaltplan angedeuteten Etagensystem zugeführte Luft strömt über ein Luftventil 154 und von dort und einem Luftdruckschalter 155 zu den Sprühkühlsätzen, der über die Leitung 126 mit der Temperaturschreibersteuerung 122 elektrisch in Reihe geschaltet ist, wobei zu der Leitung 126 eine Warnanlage 156, eine Signallampe 157 und Magnetspulen 128S und 129Λ parallel geschaltet sind. Die Luftleitung 153 versorgt die Sprühkühlsätze mit der Luft über eine Zweigleitung 158, die ihrerseits jede der Leitungen 159 der drei Kühlsprühdüsensätze 35/4 mit Luftdruckmanometern 160 versorgt.

Bei Benutzung des Systems gemäß Ausführungsbeispiel B für eine oder mehrere Röstofenetagen wird den Sprühdüsen 35/4 Wasser unter variablem Druck

ίο zugeführt, der von dem Steuerventil 118 bestimmt wird. Die Temperatursteuereinrichtung 122 ermittelt die Temperatur der Ofenetage und liefert einen pneumatischen Impuls an das Differentialdruck-Schaltventil 119, 120. Wenn die Etagentemperatur die gewünschte Steuertemperatur überschreitet, erhöht die Temperatursteuereinrichtung 122 den dem Differenzdruck-Schaltventil 119,120 zugeführten pneumatischen Druck, wodurch der pneumatische Druck der Membran des Steuerventils 118 erhöht wird. Im gleichen Maß öffnet das Steuerventil 118, bis der Ausgangsdruck das pneumatische Signal zum Differenzdruck-Schaltventil ausgleicht. Entsprechend der Zunahme des den Sprühdüsen 35Λ zugelieferten Druckes steigt der Durchfluß des Wassers zum Ofen und vermindert die Temperatur in Richtung der gewünschten Solltemperatur.

Wenn andererseits die Etagentemperatur unter den gewünschten Wert absinkt, erfolgt der Vorgang im umgekehrten Sinn. Der von der Temperatursteuereinrichtung 122 gelieferte pneumatische Druck nimmt ab. Der hydraulische Ausgangsdruck des Steuerventils 118 ist nun höher als der von der Temperatursteuereinrichtung 122 gelieferte pneumatische Druck. Hierdurch vermindert sich der Ausgangsdruck des Steuerventils 118, bis dieser mit dem niedrigeren oder sinkenden pneumatischen Druck von der Temperatursteuereinrichtung 122 ins Gleichgewicht kommt. Der Wasserstrom zum Ofen wird vermindert, und die Ofentemperatur steigt gegen den Sollwert hin.

Diese Durchflußänderung der Wassermenge zur Ofenetage steuert die Herdtemperaturen in den Etagen wirksam. Das Magnetventil 128 unterbricht den Wasserdurchsatz der Düsen 35Λ entsprechend den Steuerungsmaßnahmen, und das Magnetventil 129 sorgt für eine Druckentlastung hinter dem Magnetventil 128 und schafft dadurch zusätzliche Sicherheit für das dichte Schließen des Magnetventils 128. Es sorgt ferner für eine Leckwasserableitung aus dem Magnetventil 128, wenn dieses nicht in die dichtende Schließstellung

so zurückkehrt.

Es ist wichtig, daß das System nicht mit zu niedrigem Luftdruck als angegeben betrieben wird, da sonst der Wassersprühnebel zu grob wird und im Extremfall als massiver Wasserstrahl abgegeben wird. Dies wird durch den Druckschalter 155 in der Luftzuleitung verhindert, dessen elektrischer Kontakt immer dann öffnet, wenn der Luftdruck in der Leitung zu den Sprühdüsen 35/4 den vorgeschriebenen Mindestwert unterschreitet. Dann schließt das Magnetventil 128, und das Magnetventil 129 öffnet und der Wasserdurchsatz durch die Düsen 35/4 wird unterbunden.

Der Kontakt der Temperatursteuerung 122 öffnet, wenn die gemessenen Etagen- oder Herdtemperatur niedriger als der Sollwert ist. Dann schließt das

faß Magnetventil 128, und das Magnetventil 129 öffnet und der Wasserdurchsatz durch die Düsen 35/4 wird unterbunden.
Zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen können in glei-

eher Weise wie die elektrischen Kontakte in dem Druckschalter 155, in der Temperatursteuereinrichtung 122 oder in dem Drehschalter 107 vorgesehen sein.

Die Wasserdruckanzeiger 104, 127 und 135, die Luftdruckanzeiger 146 und 160, die visuellen Strömungsanzeiger, die Wasserdurchflußmesser 131, die Wassermengenzähler 112 und 117, der Wasserdruckschalter 109, die Drossel 147 und der Luftströmungsmesser 148 sind erwünscht, jedoch für den Betrieb dieses Systems nicht wesentlich. Das Regelventil 102 beeinflußt den Wasserlieferdruck gegen einen konstanten Wert hin und verhindert eine Änderung des Druckes des den Sprühdüsen 35A zugelieferten Wassers unter anderen Einflüssen als dem der Temperatursteuerung 122. Beste Ergebnisse bei einer Mehretagenofenanlage werden durch Regelung der Sprühdüsen 35Λ in jeder Etage mittels eines Steuerventils 118, einer Temperatursteuereinrichtung 122 und eines Magnetventils 128 erhalten.

Fig.9 zeigt Beispiele der Zustände, die bei der Ausführungsform B bei konstanten Drücken von 1,41, 2,11 bzw. 2,81 kp/cm² erzielbar sind, wobei die Abhängigkeit des Wasserdurchflusses vom statischen Wasserdruck an den Sprühsätzen bei den genannten konstanten Luftdrücken angegeben sind.

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Beispiel 1

Diese Werte sind in Fig. 10 wiedergegeben, die ein Temperatur-Zeit-Diagramm mit rechtwinkligen Koordinaten darstellt, dessen ^werte dem Radial- oder Polardiagramm eines Temperaturschreibers entnommen sind. Die in dem Diagramm gezeigten beiden Zacken A und B während des Sprühkühlzyklus sind auf Unterbrechungen, wie öffnen und Schließen der Herdtüren und/oder auf die Einstellung des Temperaturschreibers von Hand zurückzuführen. Es zeigt sich, daß während mindestens 8 Betriebsstunden eine sehr glatte Temperatursteuerung aufrechterhalten werden konnte.

In jedem der Durchlässe an der Ost- und Westseite der dritten Etage wurden Sprühkühlsätze angeordnet, und sämtliche Lufteintrittsöffnungen zur dritten Etage wurden geschlossen. Als das Sprühsystem eingeschaltet wurde, fiel die Herdtemperatur schnell von 788°C auf 638° C und blieb dort mit einer Abweichung von nur ca. ± H⁰C. Die Temperatursteuerung wurde dann auf 62O⁰C eingestellt und die Temperaturabweichungen gemessen und das Verhältnis zwischen Wasser- und Luftzufuhr zur Etage automatisch verändert. In den folgenden Tabellen I und IA sind die Beziehungen zwischen der Zufuhr von Wasser und Luft unter Druck zu den Sprühsätzen wiedergegeben.

Tabelle

Uhrzeit Min.

Wasser

Liter

Zeit

Min.

Es wurden Versuchsreihen beim Betrieb von Zwölf-Etagen-Röstöfen durchgeführt, wobei eine ungesteuerte 30 Wasserdurchsatz bei konstantem Wasserdruck Wassereinspritzung nach dem Stand der Technik mit (1,05 bis 1,27 kp/cm²) der erfindungsgemäßen Verfahrensweise bei der Molybdänitröstung verglichen wurde. Ausgehend von der dritten Etage von oben (vgl. F i g. 1) als Prüfetage wurde eine laufende Aufzeichnung einer ungesteuerten Küh- 35 Std. lung durchgeführt, wobei festgestellt wurde, daß die Temperatur unregelmäßig schwankte und mitunter plötzlich von weniger als 482°C auf über 805° C anstieg, was einer Temperaturdifferenz von bis zu 323° C bzw. darüber entspricht. Wenn hingegen eine Sprühkühlung 40 entsprechend der Ausführungsform A der Erfindung (mit konstantem Wasserdruck) verwendet wurde, wurde ein stetiger Zustand mit einem Temperaturniveau von zwischen 620 und 650° C erzielt und während einer Zeitspanne von nahezu 8 Stunden aufrechterhalten. 45

Durchschn.
Durchsatz

l/Min.

5	15	—	—	—
5	52	102	37	2,763
7	17	151	85	1,775
8	15	7,6	58	0,129
9	20	102	65	1,571
9	45	61	25	2,423
10	40	75,7	55	1,374
11	55	71,9	75	0,951
		571.2	400	1,431

Tabelle !	bis	Zeit	Zahl der Druck	Gesteuerter	Luftdruck	Durchschn.
IA	6.23		ablesungen	Max.	Min.	kp/cm²
	7.17	Min.		kp/cm²	kp/cm²	3,11
Druck der Düsenspeisduft	8.15	68	15	3,8	2,53	3,38
Uhrzeit	9.20	54	16	4,01	2,53	4,07
	10.40	58	11	4,5	3,8	3,39
von	10.55	65	6	4,78	2,67	3,22
5.15	80	12	3,52	2,95	3,2
6.23	75	8	3,37	3,09
7.23
8.15
9.20
9.40

In einem ähnlichen Probebetrieb der dritten Etage von oben des Zwölf-Etagen-Röstofens wurden Beobachtungen hinsichtlich des gesteuerten Luftdruckes durchgeführt, der erforderlich war, um den Wasserdurchsat:: durch die Sprühdüsen vollständig abzusperren, Dabei ergab sich, daß ein Wasserdruck von

4,08 kp/cm² den Wasserdurchsatz der Sprühdüsen bei einem Wasserdruck von 1,5 kp/cm² unterbindet, während ein Luftdruck von 5,06 kp/cm² den Wasserdurchsatz bei einem Wasserdmck von 1,48 kp/cm² verhindert. Unter derartigen Bedingungen steigt die Temperatur in der Röstzone so lange, bis im Verein mit dem konstanten Wasserdruck der richtige Luftdruck verwendet wird.

Ein Probebetrieb wurde mit Molybdänitkonzentrat in der zweiten Etage des gleichen Ofens entsprechend Ausführungsbeispiel A durchgeführt. Solange der Druck der zugeführten Luft konstant gehalten wurde, konnte der Wasserdruck an der Steuerstation leicht eingestellt und mittels der Temperatursteuereinrichtung leicht gesteuert werden. Bei einem statischen Wasserdruck von 0,7 bis 0,84 kp/cm² wurden für den Wasserfluß zur zweiten Etage folgende Werte ermittelt:

Tabelle	II	Wasser	Zeit	Durschnitt-
Uhrzeit				licher
				Durchfluß
		Liter	Min.	kg/Min.
Std.	Min.			= l/Min.

9	15	34,1	45	0,757
10	00	56,8	60	0,946
11	00	47,1	60	0,803
12	00	29,5	30	0,984
12	30	61,4	60	1,020
1	30	87,9	75	0,136
2	45	52,6	60	0,904
3	45	369,4	390	0,95

Tabelle	HA	Anzahl	Gesteuerter Druck	an der
Uhrzeit		der Druck	Steuerstation
		ablesungen
			Max. Min.	Durchschn.
von	bis		kp/cm² kp/cm²	kp/cm²
		10	2,67 2,39	2,53
9.15	11.30	9	2,81 2,53	2,60
11.30	1.45	8	2,95 2,53	2,67
1.45	3.45

Die hervorragende Steuergenauigkeit ist in F i g. 11 veranschaulicht, die einen Vergleich zwischen der erfindungsgemäßen gesteuerten Sprühkühlung und einer herkömmlichen Anlage mit ausgeschaltetem Sprühsystem erzielbaren Temperatursteuergenauigkeit zeigt. Die Daten wurden von einem Radial- oder Polardiagramm eines Temperaturschreibers entnommen und in rechtwinklige Koordinaten übertragen.

Die von der zweiten und vierten Etage entnommenen Gasproben des gleichen Ofens ergaben bei der Analyse 3 bis 4% SO₂. Die folgende Tabelle III zeigt den Schwefelgehalt des Molybdäniterzes in den verschiedenen Ofenetagen nach Erzielung eines Stetigkeitszustandes gemäß der Erfindung, beginnend mit der Etage Nr. 3 (von oben) und endend mit der Etage Nr. 12 am Boden.

Tabelle III	% Schwefel
Etage Nr.	27,25
3	21,0
4	15,2
5	5,9
6	1,5
7	0,5
8	0,038
9	0,036
10	0,012
11	0,011
12

Beobachtungen des Verfahrens gemäß der Erfindung ließen erkennen, daß (1) der maximale Wasserdruck niedrig genug sein sollte, so daß der verfügbare Luftdruck ausreicht, den Wasserdurchsatz bis auf Null zu senken, und (2) der Mindestluftdruck ausreichend hoch sein sollte, um das Wasser befriedigend zu zerstäuben.

Beispiel 2

Zwei 5tägige Dauerprüfungen wurden durchgeführt, bei denen die dritte Etage (von oben) des Zwölf-Etagen-Röstofens von Beispiel 1 gesteuert wurde. Die Versuche zeigten die praktische Durchführbarkeit des Verfahrens zur Steuerung der Rösttemperatur bei Verwendung eines konstanten Luftdruckes und eines veränderbaren Wasserdruckes entsprechend Ausführungsform B. Die Anwendung eines veränderbaren Wasserdruckes und somit Wasserstromes zur Regelung der Temperatur in der Etage Nr.3 zeigt Fig. 12 anhand eines Dauerbe-

j5 triebs über 24 Stunden, dessen Werte von einem Radialoder Polardiagramm eines Temperaturschreibers entnommen und in rechtwinklige Koordinaten übertragen wurden. Der Lieferdruck zu den Düsen war praktisch konstant und betrug 2,11 kp/cm². Der Wasserdurchsatz variierte von nur 77,2 l/h bis 200 l/h, um die Durchschnittstemperatur in der dritten Etage auf einem Wert von etwas oberhalb von 593° C konstant zu halten.

Bei einem Versuch mit der Ausführungsform B₁ wurden außerdem drei Etagen während eines Zeitraums von 3 Tagen gesteuert. Wie in den F i g. 7 und 8 gezeigt, können weitere Sprühdüsen an die Zweigleitungen 46 und 47 (Wasserleitungen) und die Zweigleitungen 75 und 76 (Luftleitungen) bei einigen oder sämtlicher Etagen mit zwei oder drei Sprüheinheiten angeschlossen werden.

Die Erfindung kann in mannigfaltigen Ausführungsformen verwirklicht werden. Beispielsweise kann mittels der Temperatursteuereinrichtung der Wasserstrom durch direkte Einwirkung auf das Steuerventil 118 (F i g. 8) verändert werden, ohne daß ein Differentialdruck-Schaltventil verwendet wird. Hierbei wäre jedoch eine empfindlichere Einstellung nötig, und es würden nicht die bei den Ausführungsformen A bzw. B vorgesehenen Sicherheitsvorkehrungen für das Verhältnis Wasser : Luft möglich sein.

In dem Blockdiagramm der F i g. 7A ist eine Steuereinrichtung zum Steuern des Luft: Wasser-Verhältnisses von beliebiger herkömmlicher Art vorgesehen, dem Luft und Wasser getrennt unter Druck zugeführt werden. Dieses aus zwei strömungsfähigen Komponenten bestehende System wird dann der Düse 35C und durch diese der Röstzone zugeführt. Eine Temperaturfühleinrichtung 165 ermittelt eine etwaige

Abweichung vom Sollwert, und dies hat zur Folge, daß vom Temperaturschreiber der Steuereinrichtung 166 für das Luft: Wasser-Verhältnis ein Signal oder ein Impuls übermittelt wird.

In dem Blockdiagramm der Fig.7B (Ausführungsform A) betätigt die Temperatursteuerung getrennt ein Luftventil 167, so daß an der Sprühdüse oder der Einrichtung 35D das gewünschte Verhältnis der beiden strömungsfähigen Komponenten (bei im wesentlichen konstantgehaltenem Wasserdruck) herbeigeführt wird. In dem Blockdiagramm der F i g. 8A (Ausführungsform B) wird von der Temperatursteuereinrichtung zur Herbeiführung des korrekten Luft: Wasser-Verhältnisses an der Sprühdüse oder Einrichtung 35E das Wasserventil 168 betätigt.

Da die Durchschnittsröstgeschwindigkeit durch häufigere Krählwirkung erhöht wird, kann die Krählwirkung bei Verwendung von vier statt zweier Krählarme verdoppelt werden, wobei drei Arme das Gut in der Vorwärtsrichtung und ein Arm das Gut in der entgegengesetzten Richtung durchkrählt.

Beispiele von metallsulfidhaltigen Konzentraten, die erfindungsgemäß geröstet werden können, sind Eisensulfide, Kupfersulfid, Zinksulfid, Nickelsulfid, Gemische aus Nickel- und Kupfersulfid und Molybdänsulfid. Die Erfindung ist besonders anwendbar beim Rösten von Molybdänsulfidkonzentraten, beispielsweise Molybdänit mit einem Gehalt von 48 bis 60% Molybdän und 32 bis 40% Schwefel, Rest im wesentlichen Reste des Gangmaterials und Verunreinigungen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als ein Verfahren zur Erzeugung von mit Schwefeldioxyd angereichertem Rauchgas, z. B. der Herstellung von Schwefelsäure verwendet werden. Das angereicherte Rauchgas kann von 3 bis 6 oder mehr Prozent Schwefeldioxyd enthalten und kann mittels eines Oxydationskatalysators zu Schwefeltrioxyd oxidiert und das Schwefeltrioxyd anschließend in bekannter Weise in einem Schwefelsäureabsorptionsturm wiedergewonnen werden.

Die Rückgewinnungskosten des Schwefeldioxyds aus dem Rauchgas nehmen mit zunehmender Konzentration des Schwefeldioxyds ab. Bei herkömmlichen Molybdänsulfitröstöfen ist das Rauchgas im allgemeinen wegen der Verwendung eines Luftüberschusses zur Steuerung der Temperatur sehr arm an Schwefeldioxyd. Durch die Maßnahme, einen Teil der Luft durch Wasser zu ersetzen, das annähernd eine 6,4mal so große spezifische Wärmekapazität wie Luft hat, wird das Rauchgasvolumen erheblich vermindert. Mit der Verminderung des Rauchgasvolumens geht eine erhebliche Erhöhung der Schwefeldioxydkonzentration Hand in Hand. Daneben wird die Staubbelastung des Rauchgases und anteilig der Metallverlust vermindert und das Abscheiden und Sammeln verbessert, wobei Kosten für die Rauchgasbearbeitungs- und Staubabscheidung vermindert werden.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Rösttemperatur bei der Oxidationsröstung von metallsulfidhaltigen Konzentraten durch exothermes Rösten unter Schwefeldioxidentwicklung mittels temperaturabhängiger Zufuhr von Wasser und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Etage eines Mehretagenröstofens ein Sprühgemisch aus Wassertropfen und Luft zugeführt wird, wobei entweder der Druck der Luft verändert wird, während der Druck; des Wassers konstant gehalten wird oder der Druck des Wassers verändert wird, während der Druck der Luft konstant gehalten wird. ,

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Einern Mehretagenröstofen mit Einrichtungen zur Zufuhr von Wasser und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens auf einer Etage (13/4 bis D) eine Sprühdüse (25, 26, 27, 27 A bis C, 35) für das Wasser-Luft-Gemisch und Druckregelventil (53, 79, 83,102,142,167,168) für Wasser und Luft sowie diesen zugeordnete Steuerventile (67,167, Sl, 53A, 118,128,166) für die Einstellung des Mischungsverhältnisses von Wasser und Luft, die von einem temperaturabhängigen Regler (81) betätigt werden, aufweist.