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Vorrichtung zur Behandlung von Erzen und anderen festen Materialien.
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bewirkt werden können.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass beim Sulfatisieren von Materialien durch Anwendung von gesteigertem Druck bei der Behandlung des zu sulfatisierenden Materiales mit den Reagentien eine Beförderung der Reaktion eintritt. Die Erfindung bezweckt die Benutzung dieser Erfahrung in einer einen ununterbrochenen Betrieb in grossem Massstabe gestattenden Vorrichtung.
Bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung wird eine Mehrzahl von Apparatelementen, in welchen das Erz nacheinander behandelt werden kann, so miteinander verbunden, dass das zerkleinerte Erz, welches der Vorrichtung zugeführt wird, aus dem letzten Apparatelement in der Form von Sulfiden abgeführt wird, welche abgeschwemmt werden, während die zurückbleibende Gangart und die Flüssigkeit in einer später anzugebenden Weise abgezogen werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Fig. i zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung mehr oder weniger schematisch, teilweise in senkrechtem Schnitt und teilweise in Seitenansicht ; Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i ; Fig. ist ein Bruch-
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Fig. 4 ist ein horizontaler Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung sind vier Haupt- teile miteinander vereinigt. Der erste dieser vier Hauptteile (A), umfasst eine Mehrzahl von Erz- behältern, aus welchen das Erz zu dem zweiten Hauptelement (B), der Vorrichtung zugeführt wird, in welchem die Sulfatisierung erfolgt. Aus dem Sulfatisierungselement B gelangt das
Material nach den Zwischenbehältern C, aus welchen es dem Element D zugeführt wird, in welchem die Umwandlung zu Sulfid erfolgt. Aus dem Sulfidbehälter D gelangt das Material in den Schwemm- behälter E.
Das Sulfatisierungselement B besitzt ein äusseres Gehäuse 1, welches einem Innendruck zu widerstehen vermag, der höher ist als der Atmosphärendruck und welches zweckmässig mit einer Schutzbekleidung 2 aus Holz oder anderem geeigneten Material versehen ist. Gewisse Teile der Schutzbekleidung 2, welche sich in einem Abstande von dem äusseren Gehäuse 1 befinden, sind mit Öffnungen 3 versehen, um einen Druckausgleich auf beiden Seiten der Bekleidung zu bewirken.
In dem Gehäuse 1 befinden sich mehrere Abteilungen 4, durch welche der Erzbrei der Reihe nach hindurchgeht, während er das Sulfatisierungselement passiert. Die Abteilungen 4 können in irgendeiner geeigneten Weise gebildet sein ; nach der Darstellung der Zeichnung sind sie dadurch hergestellt, dass in einem Innengehäuse 6 Zwischenwände 5 angeordnet sind. Die Zwischenwände J sind an ihren unteren Enden mit Öffnungen 7 und an ihren oberen Enden mit Öffnungen 8 versehen. Es kann daher das zu behandelnde Material aus einer Abteilung nach der nächsten durch die unteren Öffnungen gelangen, während die Gase oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche in den Abteilungen aus einer Abteilung nach der anderen durch die oberen Öffnungen strömen können.
Es ist ersichtlich, dass, bevor Materialbestandteile aus den Abteilungen in das äussere Gehäuse 1 übertreten können, sämtliche Abteilungen des Innengehäuses durchströmt sein müssen. Nachdem auf diese Weise die Gase durch alle Abteilungen der Vorrichtung hindurchgegangen sind, gelangen sie durch die Öffnung 9 in das äussere Gehäuse 1, aus dem sie unter Passierung des Auspuffventiles 10 in einer später beschriebenen Weise ausströmen.
In jeder Abteilung 4 befindet sich ein umlaufender Rührer 11. Die Rührorgane sitzen an hohlen Wellen 12 und lassen durch radiale in ihnen vorgesehene Kanäle Gase ausströmen, welche durch die hohlen Wellen 12 nach abwärts strömen. Die Wellen 12 sind an ihren oberen Enden geschlossen ; aber in ihren Wandungen sind Öffnungen 13 unmittelbar oberhalb des Materialniveaus in den Abteilungen 4 vorgesehen, durch welche Öffnungen die in jedem Behälter oberhalb der flüssigen Masse befindlichen Gase nach abwärts durch die Hohlwellen des Rührwerkes gesaugt werden können, so dass sie aus den Rührorganen in das Material übertreten und in demselben in Form von zahlreichen kleinen Blasen aufsteigen.
Die Rührorgane sind miteinander durch Reibungsräder 14 gekuppelt, welch letztere gleichzeitig durch ein Antriebsreibungsrad 15 in Umdrehung versetzt werden können, das auf einem Wellenstumpf 76 sitzt, der von einer Riemenscheibe 17 aus unter Vermittlung eines Gelenkes 18 angetrieben werden kann. Die Riemenscheibe 17 sitzt vorzugsweise ausserhalb des Gehäuses 1 und die Reibungsräder 14 für den Antrieb der Rührorgane befinden sich vorzugsweise unmittelbar oberhalb der Decke des Gehäuses 6.
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Das zerkleinerte zu behandelnde Material wird aus einem der Vorrats behälter A durch ein Verbindungsrohr 19 zugeführt. Nach der Darstellung der Zeichnung sind zwei Erzvorratsbehälter 1 a und 2 a vorgesehen. Die Vorratsbehälter sind mit Einlässen versehen, welche durch Schieberventile 3 a, 4 a gesteuert werden. Auch die Auslässe der Behälter sind durch Schieberventile gesteuert, welche mit 5 a und 6 a bezeichnet sind. Das zerkleinerte Erz kann jedem der beiden Vorratsbehälter aus einem Zuführungstrichter 7 a mit Hilfe einer Schnecke 8 a zugeführt werden. Eine ähnliche Schnecke 9 a ist unter den Auslässen der Erzbehälter angeordnet und dient dazu, das Erz von jedem der beiden Behälter 1 a oder 2 a dem Rohr 19 zuzuführen. Das
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in Verbindung gesetzt werden.
Der Durchfluss durch diese Rohre wird durch Dreiweghähne 12 a bzw. 13 a gesteuert, welche gestatten, das Innere der Behälter 1 a und 2 a entweder in Verbindung mit der Aussenluft oder in Verbindung mit dem Inneren des Behälters 1 zu setzen.
Wasser wird der Vorrichtung vorzugsweise durch ein Rohr 20 zugeführt, durch welches der Durchfluss vermittels eines Ventiles 21 geregelt wird. Das Rohr 20 steht in Verbindung mit dem Rohr 19, durch welches das trockene Erz herabkommt. Das durch das Rohr 20 zugeführte Wasser mischt sich mit dem trockenen Erz und der Erzbrei gelangt in die eine Endabteilung 4. Die erforderlichen Reaktionsstoffe, welche aus einem Gemisch von Substanzen bestehen können, welche zur Verfügung stehenden Schwefel und Sauerstoff enthalten, wie z. B. schweflige Säure und Luft oder Hüttenrauch, werden den Abteilungen durch ein Rohr 22
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und steigt dann in einem Rohr 25 in die Höhe, während die sandigen Bestandteile, die aus der letzten Abteilung austreten, in dem Rohr 25 nach abwärts fliessen.
Die Sulfatflüssigkeit gelangt aus dem Rohr 25 in einen Behälter 26 und aus diesem in ein Rohr 27, welches nach abwärts zu den Zwischenbehältern C führt. Der Behälter 26 dient demnach dazu, ein konstantes Flüssigkeits- niveau in der Vorrichtung aufrecht zu erhalten.
Nach der Sulfatisierung kann es zuweilen erwünscht sein, gewisse Stoffe zuzusetzen, wie z. B. Ferrisulfat, um die Sulfate für die Überführung in Sulfid in dem Apparatelement D ge- eignet zu machen. Das Ferrisulfat dient dazu, die freie schweflige Säure zu neutralisieren sowie zum Zweck der Überführung in Sulfid mit dem Kalziumsulfid zu reagieren, welches dem Apparatteil D zugeführt wird. Zu diesem Zwecke ist ein Behälter 28 vorgesehen, der einen durch ein Ventil 29 gesteuerten Einlass und einen durch ein Ventil 30 gesteuerten Auslass besitzt. Aus dem Behälter 28 kann dessen Inhalt in den Behälter 26 mit Hilfe einer Schnecke 31 übergeführt werden.
Ein Verbindungsrohr 32 setzt das Innere des Gehäuses 1 in Verbindung mit dem Innern des Behälters 28, wenn der Dreiweghahn 33 in eine bestimmte Lage gebracht wird, so dass die Drucke im Innern des Behälters 28 und des Gehäuses 1 ausgeglichen werden. Bei einer anderen Lage des Dreiweghahnes 33 wird das Innere des Behälters 28 in Verbindung mit der Aussenluft gebracht.
Materialproben können aus der Sulfatisierungsvorrichtung durch ein Rohr 34 entnommen werden. Dieses Rohr 34 reicht in die letzte Abteilung herab und endigt in der Nähe des Auslasses 24. Das Rohr 34 kann mit einem Ventil 35 versehen sein, welthes bei seiner Öffnung dem Druck im Gehäuse gestattet, etwas von dem darin befindlichen Material herauszudrücken, um es zu untersuchen.
Das untere Ende des Rohres 25 steht in Verbindung mit einem Querrohr 1 c mit darin befindlicher Transportschnecke 2 c zur Beförderung der sandigen Bestandteile in einen der Behälter 3 c oder 4 c. Ein Ventil 5 c überwacht die Verbindung zwischen dem Rohr 25 und dem Querrohr 1 c und kann so eingestellt werden, dass die sandigen Bestandteile in den Qu erkanal1 c nur mit solcher Geschwindigkeit eintreten, dass eine Anhäufung des Sandes in dem unteren Teil des Rohres 25 erfolgt, so dass die Sulfatflüssigkeit in dem Rohr 25 ansteigt und, wie oben angegeben, in das Rohr 27 überfliesst. Das untere Ende des Rohres 27, durch welches die Sulfatflüssigkeit nach abwärts strömt, besitzt zwei Zweige 6 c und 7 c mit Steuerventilen 8 c und 9 c.
Die Sulfatflüssigkeit durchströmt entweder den einen oder den anderen der beidenRohrzweige 6c, 7c, je nachdem das Ventil 8 c oder das Ventil 9 c geöffnet ist und vermischt sich dann mit dem Sand an dem einen oder dem anderen Ende des Querrohres 1 c, worauf das Gemisch entweder in den
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öffnet ist.
Der Druck kann in dem Gehäuse 1 und dem Zwische nbehälter 3 c durch ein Verbindungsrrhr 12 c ausgeglichen werden, welches durch ein Ventil 13 c überwacht wird. In gleicher Weise kann der Druck in dem Erzzwischenbehälter 4 c mit dem Druck im Gehäuse 1 ausgeglichen werden mit Hilfe eines Verbindungsrohres 14 c mit Überwachungsventil 15 c. Ein Zweigrohr 16 c verbindet das Rohr 12 c mit dem Raum unterhalb des Behälterbodens 22 c und gleicht auf diese Weise die Drucke oberhalb und unterhalb des Behälterbodens aus.
Dieses Zweigrohr 16 c wird durch einen Dreiweghahn 17 c gesteuert, welcher dazu benutzt werden kann, dass Rohr 12 c in Verbindung mit dem Raum unterhalb des Behälterbodens 22 c zu setzen oder um das Innere des Behälters 3 c in Verbindung mit der Aussenluft zu setzen, wenn 13 c geschlossen ist. Ein
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Apparatteil D zugeführt. Der Apparatteil D kann von einem Behälter 1 d gebildet werden, dem das zur Überführung in Sulfid dienende Reagens aus einem Behälter 2 d mit Hilfe einer Schnecke. 3 d zugeführt werden kann. In dem Behälter 1 d ist ein hohles Rohr 4 d vorgesehen, welches an einem Punkt unmittelbar oberhalb des Behälterhodens mündet. Das im Behälter 1 d befindliche Material wird durch das Rohr 4 d angesaugt.
Zu diesem Zwecke ist ein Drehteil 5 d vorgesehen, welcher aus zwei im Abstande voneinander angeordneten Platten mit dazwischen liegenden radialen Kanälen 6 d besteht. Dieser Drehteil kann durch eine Riemenscheibe 7 d, die mit ihm verbunden ist. angetrieben werden und saugt, wenn er sich im Betriebe befindet, Material durch das Rohr J d an und befördert es radial nach allen Richtungen in den Behälter 1 d.
Um dies zu ermöglichen, steht das Innere des Rohres J d in Verbindung mit dem Raum zwischen den Platten des Drehteiles 5 d. Bestandteile des durch den Drehteil 5 d angesaugten Sandes
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durch ein Ventil 10 d geregelt. Wenn dieses Ventil geöffnet ist, dann strömt das Material in den Schwemmbehälter E.
Der Schwemmbehälter E kann eine Mehrzahl von Abteilungen 1 e besitzen, die durch Wände 2 e voneinander getrennt sind. Die Wände 2 e besitzen in ihrem unteren Teil Öffnungen 3 e,
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Abschäumer J e angeordnet ist. In jeder Abteilung befindet sich ein Rührer 11, ähnlich den im Sulfatisierungsraum B angeordneten Rührern ; der rotierende Abschäumer kann unmittelbar auf den Wellen der Rührer angeordnet sein. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, können die Abschäumer von einem radartigen Körper gebildet werden, welcher radiale Speichen 6 e besitzt, um den Schaum abzublasen und herauszuschleudern.
Die Wellen der Rührorgane erstrecken sich nach aufwärts durch die Zwischenwände 7 e und 8 e (Fig. 2 und 3) und sind unmittelbar oberhalb
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ist. sind die oberen Teile der Reihe von Abteilungen von einem Verschlussstück des Gehäuses umschlossen, das einen Deckelteil 9 e und Seitenteile 10 e besitzt. Der Deckelteil 9 e ruht auf den Querträgern 11 e (Fig. i) und die Seitenteile 10 e sind mit den Zwischenwänden 2 e durch Bolzen 12 e verbunden. Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist an jeder Seite des Gehäuses zwischen den unteren Kanten der oberen Seitenwände 10 e und den oberen Kanten der unteren Seitenwände 13 e eine Öffnung gelassen.
Diese Öffnungen sind bei 14 e angedeutet und dienen dazu. den Schaum, welcher von der Materialobeefläche in den Abteilungen abgeschäumt worden ist, nach den Rinnen 7J e zu befördern, von welchen je eine an jeder Seite des Gehäuses angeordnet ist und an dem Gehäuse entlang läuft. Es ist ersichtlich, dass die Zwischenwände 7 e und 8 e eine geringere Breite besitzen als die Gehäusedecke. Deshalb wird das umgebende Medium, welches im vorliegenden Falle Luft ist, nicht durch in den Wandungen der hohlen Rührwerkswellen befindliche seitliche Öffnungen nach abwärts gesaugt, sondern durch die oberen Öffnungen der Rührwerkswellen, welche zu diesem Zwecke offen gelassen sind.
Seitliche Verschlussklappen 16 e, die an dem oberen Teil des Gehäuses angelenkt sind, dienen dazu, die
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im Betriebe benutzt wird, im Gehäuse einzuschliessen, so dass die Rührwerke dieselbe Luft immer von neuem durch das Material in den Abteilungen hindurchtreiben.
Das Material wird in den Schwemmbehälter E aus dem Apparatteil D durch eine Leitung 17 e eingeführt. Um die Sulfide in einen Zustand zu versetzen, in dem sie abgeschwemmt werden können, ist es notwendig@ eine kleine Menge Öl oder ähnliche Materialien zuzusetzen ; dieses kann aus einem Behälter 18 e durch einen durch ein Ventil gesteuerten Auslass 19 e erfolgen, welcher das aus 18 e austretende Material dem Rohr 17 e zuführt. Ein Behälter 20 e, der neben der letzten Abteilung 1 e angeordnet ist und mit ihrem unteren Teil in Verbindung steht, dient dazu, ein konstantes Materialniveau in den Abteilungen 1 e zu erhalten.
Ein Ventil 21 e am unteren Teil des Behälters 20 e gestattet die Abführung der Gangart und des zurückbleibenden Sandes, während der flüssige Teil des faterialbreies überfliesst und durch eine Rinne 22 e abgeleitet wird.
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Wenn alle Hähne geschlossen sind, wird das zu behandelnde Material in einem solchen Zustand der Vermahlung, dass das Gut durch ein So-Maschensieb hindurchgeht, aus dem Fülltrichter 7 Åa in den einen oder den anderen der beiden Behälter 1 a oder 2 a eingeführt. Soll das Material zunächst in den Behälter 1 a eingeführt werden, dann wird das Ventil 3 a geöffnet und
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die Schnecke 8 a in Umdrehung versetzt.
Wenn der Behälter 1 a hinreichend gefüllt ist, wird das Ventil 3 a geschlossen, die Ventile 10 c, 5 c und 13 c, welche die Verbindung zwischen dem Sulfatisierungsraum und dem Zwischenbehälter 3 c regeln, werden geöffnet und der Dreiweghahn 12 a wird so gestellt, dass der Speisebehälter 1 a in Verbindung mit dem Innern des Gehäuses 1 des Sulfatisierungsbehälters gelangt. Das Ventil 21 des Sulfatisierungsbehälters wird darauf geöffnet, um Wasser durch das Rohr 20 in die Behälterabteilungen 4 einzulassen, bis das gehörige Flüssigkeitsniveau erreicht ist. Hierauf wird das Ventil 21 so weit offen gelassen, dass ein konstantes Niveau der Flüssigkeit in den Behälterabteilungen während des Sulfatisierungsprozesses erhalten bleibt.
Das Ventil 23 wird dann geöffnet, um das dem Sulfatisierungsbehälter zugeführte Material in Berührung mit einem Gemisch von schwefliger Säure und Luft oder anderen geeigneten Reagentien, wie z. B. Hüttenrauch, zu bringen. Diese Reagentien werden zugelassen, bis der Druck im Gehäuse annähernd sieben Atmosphären erreicht hat. Hierauf wird das Rohr 22 mit einer Quelle für schweflige Säure und Luft unter einem konstanten Druck von etwa sieben Atmosphären verbunden. Infolge der Verbindung zwischen dem Erzvorratsbehälter und den Erzzwischenbehältern herrscht der gleiche Druck in allen Teilen der Vorrichtung und der Übergang von Material von einem Teil zu den anderen erfolgt ebenso, als wenn alle Teile in einem einzigen Gehäuse untergebracht wären, welches in allen Teilen den gleichen Druck aufzunehmen vermag.
Das Ventil 5 a, welches den Auslass aus dem Vorratsbehälter 1 a regelt, wird darauf ge- öffnet und Material mit Hilfe der Schnecke 9 a durch das Rohr 19 in die Behälterabteilungen 4 allmählich eingeführt. Diese Materialeinspeisung geht schnell vor sich, da der Druck in dem Erzbehälter 1 a der gleiche ist wie in den Abteilungen 4. Hierauf werden die Rührwerke 11 in Betrieb gesetzt und die gasförmigen Reagentien in den Abteilungen 4 werden durch die Öffnungen 13 und die hohlen Rührwerkswellen nach abwärts gesaugt und in das in den Abteilungen befindliche Material durch die Rührwerksorgane hineingeblasen.
Die Saugzone, welche selbsttätig in der Xachbarschaft jedes Rührwerkes gebildet wird, zieht die gasförmigen Reagentien an, so dass sie durch die hohlen Rührwerkswellen nach abwärts strömen und einen Kreislauf durch die Flüssigkeit in der Form feiner Blasen vollführen. Das Reaktionsgas strömt nacheinander von einer Abteilung nach der anderen und in jeder Abteilung erfolgt seine Zirkulation durch das Material, so dass beim Erreichen der letzten Abteilung ein erheblicher Teil des in der schwefligen Säure bzw. der Luft zur Verfügung stehenden Schwefels bzw. Sauerstoffs verbraucht worden ist.
Frische schweflige Säure und Luft werden jedoch beständig durch das Rohr 22 zugeführt und das Auspuffventil 10 kann teilweise geöffnet bleiben, um eine beständige Zirkulation der schwefligen Säure und der Luft durch die Behälterabteilungen zu ermöglichen, welche Gase in das Gehäuse durch die Öffnung 9 strömen und schliesslich durch dasAuspuffventil10 austreten.
Die schweflige Säure und die Luft werden unter konstantem Druck zugeführt und das Ventil 10 wird ganz oder teilweise offen gelassen, je nach der Menge der von dem der Behandlung unterworfenen Material erforderten gasförmigen Reagentien. Es ist klar, dass die Reagentien nicht an demselben Ende der Vorrichtung wie das Material selbst zugeführt zu werden brauchen, da es unter Umständen erwünscht sein könnte, die gasförmigen Reagentien im Gegenstrom zu dem Material durch die Vorrichtung zu führen. Die gasförmigen Reagentien können auch gewünschten- falls einer beliebigen Apparatabteilung zugeführt und durch die Abteilungen zu beiden Seiten der Zuführungsstelle in entgegengesetzten Richtungen hindurchgeführt werden.
Sobald das Material die letzte Apparatabteilung erreicht, ist es sulfatisiert und die Sulfatflüssigkeit fliesst durch die Rohre 25 und 27 in den Zwischenbehälter 3 c, nachdem zuvor das
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mit Material aus dem Behälter 28 vermischt worden, um sie in einen für die Umwandlung in Sulfid geeigneten Zustand zu versetzen. Selbstverständlich ist der Hahn 33 zuvor so gestellt worden, dass die Drucke in dem Behälter 28 und dem Gehäuse 1 ausgeglichen wurden, so dass das Material aus dem Behälter 28 nach dem Behälter 26 zu fliessen vermag, sobald der den Auslass steuernde Hahn 30 geöffnet wird. Der Behälter 28 kann wieder gefüllt werden, nachdem das Ventil.'30 geschlossen und der Druck in demselben durch Umstellung des Dreiweghahnes 33 vermindert worden ist.
Die Gangart und die Sulfatflüssigkeit fliessen aus dem Sulfatisierungsbehälter durch das Ventil 10 c in den Zwischenbehälter 3 c, in welchem der Druck der gleiche ist wie in dem Gehäuse 1.
Das Verfahren wird fortgesetzt, bis der Zwischenbehälter 3 c gefüllt ist. Die Grössenverhältnisse werden so eingerichtet, dass dieses der Fall ist, wenn der Behälter 1 a völlig entleert worden ist.
Während der Entleerung des Materials aus dem Behälter 1 a ist der Behälter 2 a durch Umkehrung der Drehrichtung der Transportschnecke 8 a gefüllt worden. Das Verfahren kann daher fortgesetzt werden, indem man die Drucke in dem Behälter 2 a und dem Gehäuse 1 durch das Rohr 11 a ausgleicht und darauf Material aus dem Behälter 2 a in die Sulfatisierungsabteilung B einführt.
Der Druck in dem Erzbehälter 1 a kann darauf durch Umstellung des Dreiweghahnes 12 a in der Weise, dass das Behälterinnere mit der Aussenluft in Verbindung gesetzt wird, vermindert
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werden, was jedoch erst geschieht, nachdem das Ventil 5 a geschlossen worden ist. Hierauf kann dieser Erzbehälter erneut gefüllt werden, während der Behälter 2 a entleert wird. Da der
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entsprechenden Ventile 9 c, 11 c und 15 c für den anderen Zwischenbehälter geöffnet, um die Zuführung des Materials zu dem Zwischenbehälter 4 c zu ermöglichen. Der Dreiweghahn 17 c des Zwischenbehälters 3 c wird dann umgestellt, so dass das Behälterinnere in Verbindung mit der Aussenluft gesetzt wird und eine Verminderung des Druckes eintritt.
Nach Öffnung des Ventils 20 c kann das Material aus dem Behälter 3 c in den zur Umwandlung in Sulfid dienenden Apparatteil D übergeführt werden. Wenn der Behälter 4 c voll ist, kann der Druck in diesem Behälter mit Hilfe des Dreiweghahnes 19 c vermindert werden, nachdem die Ventile 11 c und 15 c geschlossen worden sind. Das Material kann dann aus dem Behälter 4 c der Abteilung D zugeführt werden, während welcher Zeit der Behälter 3 c wieder gefüllt wird.
In der Abteilung D befindet sich das Material in Mischung mit dem die Überführung in Sulfid vermittelnden Reagens und wird durch das Rohr 4 d in Umlauf gesetzt und durch den Drehkörper 5 d herausgeschleudert, so dass die Materialien innig gemischt werden und dadurch die Überführung in Sulfid beschleunigt wird. Das in Sulfid übergeführte Material wird durch das Ventil 10 d in den Schwemmbehälter abgelassen, in welchem Luft oder ein sonstiges Medium durch das Material zirkuliert unter Bildung zahlreicher feiner Blasen, welche durch den Brei aufsteigen und das mit Öl überzogene sulfidische Metall mit in die Höhe nehmen. Hiedurch entsteht eine Anhäufung von Schaum auf der Oberfläche jeder Behälterabteilung, welcher Schaum durch die Abschäumer 5 e entfernt und gegen die Wände des Gehäuses geworfen wird.
Der Schaum fliesst dann in die Rinne 15 e und kann nach einem passenden Ort abgeführt werden.
Der flüssige Bestandteil des Breies, welcher von Kupfer und anderem Metall durch den Schwemmprozess befreit worden ist, fliesst über die Kante des Behälters 20 e hinweg in die Rinne 22 e und wird durch diese abgeführt. Die Gangart kann durch eine Bodenöffnung des Behälters 20 e nach Öffnung des Ventiles 21 e abgelassen werden. Es ist ersichtlich, dass eine gewisse Luftmenge sich im Schwemmbehälter befindet und dass diese Luft im Kreislauf durch das Material hindurch-
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stoff zugeführt wird, besitzt das Kupfer in dem niedergeschlagenen Kupfersulfid die Neigung, Kupfersulfat zu bilden. Je weniger Sauerstoff daher in der Luft vorhanden ist, um so besser ist es, da der Hauptzweck der Zirkulation des Gases durch das Material im Schwemmbehälter der ist, Blasen zu erzeugen, um das sulfidische Metall an die Oberfläche zu bringen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Vorrichtung zur Behandlung von Erzen und anderen festen Materialien mit Gasen unter Druck, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsbehälter und der Vorratsbehälter ausser durch die Speisevorrichtung noch durch einen Druckausgleich in Verbindung stehen, so dass die Einführung der Materialien aus dem Vorrats-in den Reaktionsbehälter ohne Überwindung des Gasdruckes möglich ist.
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Device for the treatment of ores and other solid materials.
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can be effected.
It has been shown in practice that when materials are sulfated, the reaction is promoted by the application of increased pressure when treating the material to be sulfated with the reagents. The invention aims to utilize this experience in an apparatus which allows uninterrupted large-scale operation.
In the device according to the invention, a plurality of apparatus elements, in which the ore can be treated one after the other, are connected to one another in such a way that the crushed ore which is fed to the apparatus is discharged from the last apparatus element in the form of sulfides, which are washed away while the remaining gait and fluid are withdrawn in a manner to be specified later.
The invention is illustrated in the drawing. Fig. I shows an embodiment of the device more or less schematically, partly in vertical section and partly in side view; Figure 2 is a cross-sectional view taken on line 2-2 of Figure i; Fig. Is a fractional
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FIG. 4 is a horizontal section taken along line 4-4 of FIG.
In the embodiment of the device shown in the drawing, four main parts are combined with one another. The first of these four main parts (A) comprises a plurality of ore containers from which the ore is fed to the second main element (B), the device in which the sulfation takes place. From the sulfation element B comes the
Material after the intermediate containers C, from which it is fed to the element D, in which the conversion to sulfide takes place. The material flows from the sulphide tank D into the flood tank E.
The sulfation element B has an outer housing 1 which is able to withstand an internal pressure which is higher than atmospheric pressure and which is expediently provided with protective clothing 2 made of wood or other suitable material. Certain parts of the protective clothing 2, which are at a distance from the outer housing 1, are provided with openings 3 in order to equalize the pressure on both sides of the clothing.
In the casing 1 there are several compartments 4 through which the ore slurry passes in sequence as it passes the sulfating element. The compartments 4 can be formed in any suitable manner; According to the representation of the drawing, they are produced in that 6 partition walls 5 are arranged in an inner housing. The partition walls J are provided with openings 7 at their lower ends and openings 8 at their upper ends. The material to be treated can therefore pass from one compartment to the next through the lower openings, while the gases above the liquid surface in the compartments can flow from one compartment to the other through the upper openings.
It can be seen that before material components can pass from the compartments into the outer housing 1, all compartments of the inner housing must be flowed through. After the gases have passed through all the compartments of the device in this way, they pass through the opening 9 into the outer housing 1, from which they flow out by passing the exhaust valve 10 in a manner described later.
In each compartment 4 there is a rotating stirrer 11. The stirrer elements sit on hollow shafts 12 and let gases flow out through radial channels provided in them, which gases flow downward through the hollow shafts 12. The shafts 12 are closed at their upper ends; but in their walls openings 13 are provided immediately above the material level in the compartments 4, through which openings the gases located in each container above the liquid mass can be sucked downward through the hollow shafts of the agitator so that they can be sucked out of the agitator elements into the material step over and rise in it in the form of numerous small bubbles.
The agitators are coupled to one another by friction wheels 14, which the latter can be set in rotation at the same time by a drive friction wheel 15 which is seated on a stub shaft 76 which can be driven by a pulley 17 by means of a joint 18. The belt pulley 17 is preferably located outside the housing 1 and the friction wheels 14 for driving the agitator elements are preferably located directly above the ceiling of the housing 6.
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The crushed material to be treated is fed from one of the storage containers A through a connecting pipe 19. According to the representation of the drawing, two ore storage containers 1 a and 2 a are provided. The reservoirs are provided with inlets which are controlled by slide valves 3 a, 4 a. The outlets of the container are controlled by slide valves, which are denoted by 5 a and 6 a. The crushed ore can be fed to each of the two storage containers from a feed hopper 7 a with the aid of a screw 8 a. A similar screw 9 a is arranged under the outlets of the ore container and is used to feed the ore from each of the two containers 1 a or 2 a to the tube 19. The
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be contacted.
The flow through these pipes is controlled by three-way cocks 12 a and 13 a, which allow the interior of the container 1 a and 2 a to be set either in connection with the outside air or in connection with the interior of the container 1.
Water is preferably fed to the device through a pipe 20 through which the flow is regulated by means of a valve 21. The pipe 20 is in communication with the pipe 19 through which the dry ore descends. The water supplied through the pipe 20 mixes with the dry ore and the ore slurry reaches the one end section 4. The required reaction substances, which can consist of a mixture of substances which contain available sulfur and oxygen, such as. B. sulphurous acid and air or smelter smoke are passed through a pipe 22 to the compartments
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and then rises in a pipe 25, while the sandy constituents emerging from the last compartment flow down the pipe 25.
The sulphate liquid passes from the tube 25 into a container 26 and from this into a tube 27 which leads downwards to the intermediate containers C. The container 26 therefore serves to maintain a constant liquid level in the device.
After sulfation, it may sometimes be desirable to add certain substances, such as. B. ferric sulfate, to make the sulfates suitable for conversion to sulfide in the apparatus element D. The ferric sulphate is used to neutralize the free sulphurous acid and to react with the calcium sulphide, which is fed to the apparatus part D, for the purpose of converting it into sulphide. For this purpose, a container 28 is provided which has an inlet controlled by a valve 29 and an outlet controlled by a valve 30. The contents of the container 28 can be transferred into the container 26 with the aid of a screw 31.
A connecting pipe 32 connects the inside of the housing 1 with the inside of the container 28 when the three-way valve 33 is brought into a certain position, so that the pressures inside the container 28 and the housing 1 are equalized. If the three-way valve 33 is in a different position, the interior of the container 28 is brought into connection with the outside air.
Samples of material can be taken from the sulfation device through tube 34. This tube 34 descends in the last compartment and terminates near the outlet 24. The tube 34 may be provided with a valve 35 which, when opened, allows the pressure in the housing to force out some of the material therein in order to close it examine.
The lower end of the tube 25 is in connection with a cross tube 1 c with a screw conveyor 2 c located therein for transporting the sandy components into one of the containers 3 c or 4 c. A valve 5 c monitors the connection between the pipe 25 and the cross pipe 1 c and can be adjusted so that the sandy components only enter the cross channel 1 c at such a speed that the sand accumulates in the lower part of the pipe 25 so that the sulphate liquid rises in the pipe 25 and, as stated above, overflows into the pipe 27. The lower end of the tube 27, through which the sulfate liquid flows downwards, has two branches 6 c and 7 c with control valves 8 c and 9 c.
The sulphate liquid flows through either one or the other of the two pipe branches 6c, 7c, depending on whether the valve 8c or the valve 9c is open, and then mixes with the sand at one or the other end of the cross pipe 1c, whereupon the mixture either in the
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is open.
The pressure can be balanced in the housing 1 and the intermediate container 3 c by a connecting tube 12 c, which is monitored by a valve 13 c. In the same way, the pressure in the intermediate ore container 4 c can be balanced with the pressure in the housing 1 with the aid of a connecting pipe 14 c with a monitoring valve 15 c. A branch pipe 16c connects the pipe 12c with the space below the container bottom 22c and in this way compensates for the pressures above and below the container bottom.
This branch pipe 16c is controlled by a three-way valve 17c, which can be used to put the pipe 12c in connection with the space below the container bottom 22c or to put the inside of the container 3c in connection with the outside air, when 13c is closed. One
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Apparatus part D supplied. The apparatus part D can be formed by a container 1d to which the reagent serving for the conversion into sulfide is from a container 2d with the aid of a screw. 3 d can be fed. In the container 1 d a hollow tube 4 d is provided which opens at a point directly above the container testicle. The material in the container 1 d is sucked in through the tube 4 d.
For this purpose, a rotary part 5 d is provided, which consists of two spaced apart plates with radial channels 6 d in between. This rotating part can by a pulley 7 d, which is connected to it. are driven and, when it is in operation, sucks material through the tube J d and transports it radially in all directions into the container 1 d.
To make this possible, the interior of the tube J d is in communication with the space between the plates of the rotating part 5 d. Components of the sand sucked in by the rotating part 5 d
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regulated by a valve 10 d. When this valve is open, the material flows into the washing tank E.
The washing tank E can have a plurality of compartments 1 e which are separated from one another by walls 2 e. The walls 2 e have openings 3 e in their lower part,
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Skimmer J e is arranged. In each compartment there is a stirrer 11, similar to the stirrers arranged in the sulfation room B; the rotating skimmer can be placed directly on the shaft of the stirrer. As can be seen from Fig. 4, the skimmers can be formed by a wheel-like body which has radial spokes 6 e to blow off the foam and throw it out.
The shafts of the stirring elements extend upward through the partition walls 7e and 8e (FIGS. 2 and 3) and are immediately above
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is. the upper parts of the series of compartments are enclosed by a closure piece of the housing, which has a cover part 9 e and side parts 10 e. The cover part 9 e rests on the cross members 11 e (Fig. I) and the side parts 10 e are connected to the intermediate walls 2 e by bolts 12 e. As shown in FIGS. 2 and 3, an opening is left on each side of the housing between the lower edges of the upper side walls 10e and the upper edges of the lower side walls 13e.
These openings are indicated at 14 e and are used for this. to convey the foam, which has been skimmed off from the material surface in the compartments, to the channels 7J e, one of which is arranged on each side of the housing and runs along the housing. It can be seen that the partition walls 7e and 8e have a smaller width than the housing cover. Therefore, the surrounding medium, which in the present case is air, is not sucked down through the lateral openings in the walls of the hollow agitator shafts, but through the upper openings of the agitator shafts, which are left open for this purpose.
Lateral flaps 16 e, which are hinged to the upper part of the housing, are used to
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is used in the company to enclose in the housing, so that the agitators keep pushing the same air through the material in the compartments.
The material is introduced into the washing tank E from the apparatus part D through a line 17e. In order to put the sulphides in a state in which they can be washed away, it is necessary to add a small amount of oil or similar materials; this can take place from a container 18 e through an outlet 19 e controlled by a valve, which feeds the material emerging from 18 e to the pipe 17 e. A container 20e, which is arranged next to the last compartment 1e and is in communication with its lower part, is used to maintain a constant level of material in the compartments 1e.
A valve 21 e on the lower part of the container 20 e allows the gangue and the remaining sand to be discharged, while the liquid part of the pulp overflows and is drained off through a channel 22 e.
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When all taps are closed, the material to be treated is in such a state of grinding that the material passes through a So-mesh sieve, introduced from the hopper 7 Åa into one or the other of the two containers 1 a or 2 a. If the material is first to be introduced into the container 1 a, the valve 3 a is opened and
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the worm 8 a rotated.
When the container 1 a is sufficiently filled, the valve 3 a is closed, the valves 10 c, 5 c and 13 c, which regulate the connection between the sulfation chamber and the intermediate container 3 c, are opened and the three-way valve 12 a is set that the feed container 1 a comes into connection with the interior of the housing 1 of the sulfation tank. The valve 21 of the sulfation tank is then opened to let water through the pipe 20 into the tank compartments 4 until the appropriate liquid level is reached. The valve 21 is then left so wide open that a constant level of the liquid in the container compartments is maintained during the sulphation process.
The valve 23 is then opened to allow the material fed to the sulphation tank to come into contact with a mixture of sulphurous acid and air or other suitable reagents, e.g. B. smelting smoke to bring. These reagents are allowed until the pressure in the housing has reached approximately seven atmospheres. The tube 22 is then connected to a source of sulfurous acid and air at a constant pressure of about seven atmospheres. As a result of the connection between the ore storage container and the intermediate ore containers, the same pressure prevails in all parts of the device and the transition of material from one part to the other takes place as if all parts were housed in a single housing which had the same pressure in all parts able to absorb.
The valve 5 a, which regulates the outlet from the storage container 1 a, is then opened and material is gradually introduced into the container compartments 4 through the tube 19 with the aid of the screw 9 a. This feed of material is quick because the pressure in the ore container 1 a is the same as in the compartments 4. The agitators 11 are then put into operation and the gaseous reagents in the compartments 4 are fed through the openings 13 and the hollow agitator shafts sucked down and blown into the material in the compartments by the agitator elements.
The suction zone, which is automatically formed in the vicinity of each agitator, attracts the gaseous reagents so that they flow downwards through the hollow agitator shafts and circulate through the liquid in the form of fine bubbles. The reaction gas flows one after the other from one compartment to the other and in each compartment its circulation takes place through the material, so that when the last compartment is reached a considerable part of the sulfur or oxygen available in the sulfurous acid or the air has been consumed .
Fresh sulphurous acid and air, however, are continuously supplied through the pipe 22 and the exhaust valve 10 can remain partially open to allow a constant circulation of the sulphurous acid and air through the container compartments, which gases flow into the housing through the opening 9 and finally exit through the exhaust valve 10.
The sulphurous acid and the air are supplied under constant pressure and the valve 10 is left fully or partially open, depending on the amount of gaseous reagents required by the material being treated. It will be appreciated that the reagents need not be fed at the same end of the device as the material itself, as it may be desirable to feed the gaseous reagents through the device in countercurrent to the material. If desired, the gaseous reagents can also be fed to any desired apparatus compartment and passed through the compartments on both sides of the feed point in opposite directions.
As soon as the material reaches the last section of the apparatus, it is sulphated and the sulphate liquid flows through the pipes 25 and 27 into the intermediate container 3c, after the
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has been mixed with material from container 28 to render it suitable for conversion to sulfide. Of course, the tap 33 has previously been set so that the pressures in the container 28 and the housing 1 have been equalized so that the material can flow from the container 28 to the container 26 as soon as the tap 30 controlling the outlet is opened. The container 28 can be filled again after the valve 30 has been closed and the pressure in the same has been reduced by changing the three-way valve 33.
The gangue and the sulphate liquid flow from the sulphation tank through the valve 10 c into the intermediate tank 3 c, in which the pressure is the same as in the housing 1.
The process is continued until the intermediate container 3 c is filled. The proportions are set up so that this is the case when the container 1 a has been completely emptied.
During the emptying of the material from the container 1 a, the container 2 a has been filled by reversing the direction of rotation of the screw conveyor 8 a. The process can therefore be continued by equalizing the pressures in the container 2 a and the housing 1 through the tube 11 a and then introducing material from the container 2 a into the sulfation department B.
The pressure in the ore container 1 a can then be reduced by changing the three-way valve 12 a in such a way that the inside of the container is connected to the outside air
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become, but what happens only after the valve 5 a has been closed. This ore container can then be filled again while the container 2 a is being emptied. Since the
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corresponding valves 9 c, 11 c and 15 c opened for the other intermediate container in order to enable the supply of the material to the intermediate container 4 c. The three-way valve 17 c of the intermediate container 3 c is then switched over so that the interior of the container is connected to the outside air and the pressure is reduced.
After opening the valve 20c, the material can be transferred from the container 3c into the apparatus part D used for conversion to sulfide. When the container 4 c is full, the pressure in this container can be reduced with the help of the three-way valve 19 c after the valves 11 c and 15 c have been closed. The material can then be fed from the container 4 c to the department D, during which time the container 3 c is refilled.
In compartment D, the material is mixed with the reagent that promotes the conversion to sulphide and is circulated through the pipe 4 d and thrown out by the rotating body 5 d, so that the materials are intimately mixed and thereby accelerate the conversion to sulphide becomes. The sulphide-converted material is drained through the valve 10d into the flushing tank, in which air or some other medium circulates through the material to form numerous fine bubbles which rise through the slurry and take up the sulphidic metal coated with oil . This creates an accumulation of foam on the surface of each container compartment, which foam is removed by the skimmer 5e and thrown against the walls of the housing.
The foam then flows into the channel 15 e and can be discharged to a suitable location.
The liquid component of the slurry, which has been freed from copper and other metal by the flushing process, flows over the edge of the container 20 e into the channel 22 e and is discharged through it. The gait can be drained through a bottom opening of the container 20 e after opening the valve 21 e. It can be seen that there is a certain amount of air in the washing tank and that this air circulates through the material.
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material is supplied, the copper in the precipitated copper sulfide has a tendency to form copper sulfate. Therefore, the less oxygen there is in the air, the better it is, since the main purpose of circulating the gas through the material in the flood tank is to create bubbles to bring the sulfidic metal to the surface.
PATENT CLAIMS: i. Device for treating ores and other solid materials with gases under pressure, characterized in that the reaction container and the storage container are connected not only by the feed device but also by pressure equalization, so that the introduction of the materials from the storage into the reaction container without overcoming the gas pressure is possible.