DE2660884C2

DE2660884C2 - Verfahren zur Herstellung geschmolzenen Metalls

Info

Publication number: DE2660884C2
Application number: DE2660884A
Authority: DE
Inventors: Ingvar Anton Olof Edenwall; Douglas Sewerin Ekman; Hans Ivar Helsingborg Elvander; Karl Göran Lidingö Görling; Carl-Johan Sigvard Hellestam; Karl-Axel Dr. Helsingborg Melkersson
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1985-04-11
Also published as: NO762314L; NO143165B; FI66433C; JPS5726335B2; CA1077723A; AU1551676A; GB1554263A; AU498857B2; FI761947A7; NO800737L; BR7604353A; NO143068C; US4087274A; LU75298A1; JPS528905A; AT369429B; IT1065052B; NO143068B; FI66433B; DE2629743C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschmolzenen Metalls aus feinzerteilten metalloxidhaltigen Materialien, wie Erzkonzentraten oder oxidischen Zwischenprodukten, wobei das metalloxidhaltige Material beim Abwärtsfallen durch einen Schacht durch Kontakt mit heißen Verbrennungsgasen bei gleichzeitiger Zufuhr kohlenstoffhaltiger Reduktionsmittel zum Schacht zum Schmelzen gebracht wird.

Gemäß den meisten herkömmlichen Metallgewinnungsprozessen müssen feinkörnige oxidische Materialien, ehe sis einer reduzierenden Behandlung unterworfen werden, durch irgendeine Art von Agglomerierung in Stückform übertragen werden. Üblicherweise wird eine Badsinterung oder Kugelsinterung angewandt. Die Herstellung von kaltgebundenen (chemisch gebundenen) Kugeln wurden ebenfalls angewandt. Brikettierung kommt auch vor und hat sich besonders bewährt, wenn Agglomerat, das Reduktionsmittel enthält, erwünscht wird.

Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, oxidische feinkörnige Stoffe vor der Agglomerierung zu reduzieren, siehe z. B. US-PS 36 07 217, gemäß welcher eisenoxidhaltiges Rohmaterial in feinzerteiltem Zustand zuerst in einem Wirbelbettreaktor vorreduziert wird, worauf das feinzerteilte vorreduzierte Material zusammen mit schweren Kohienwasserstoffen in einen weiteren Wirbelbettreaktor eingeführt werden, wobei vorreduziertes Eisenoxid und Koks enthaltendes Agglomerat entsteht, der von dem Kohlenwasserstoff herrührende Koks -als Bindemittel zwischen den Eisenoxidteilchen dient.

Vor der Entstehung der vorerwähnten modernen Methoden zur Agglomerierung ging die Entwicklung auf verschiedene Formen von Sinterung in einer Flamme. Das Grundprinzip der vorgeschlagenen und untersuchisn Flammsinterungsverfahren besteht darin, daß das feinkörnige oxidische Material beim freien Fall durch einen Schacht durch Kontakt mit heißen Verbrennungsgasen auf eine so hohe Temperatur gebracht wird, daß es am Boden des Schachtes eine zusammengesinterte Masse, alternativ eine Schmelze von Oxiden bildet Abkühlung und Abführung des behandelten Gutes erfolgen darauf in verschiedener Weise. Als Beispiel sei hier auf die US-Patentschriften 8 06 774, 8 65 658, 18 12 397 und 19 30010 sowie auf die SE-Patentschriften 68 228 und 90 903 hingewiesen.

Rammsinterung ist aus mehreren Gesichtspunkten von Interesse, von deoen folgende erwähnt werden können:
Es ist keine Vorbehandlung erforderlich, nicht einmal eine Trocknung bei normalen Feuchtigkeitsgehalten;
die Methode ist grundsätzlich einfach und die Anlagekosten sind niedrig;

hoher Produktionsausstoß bei verhältnismäßig geringen Anlagedimensionen;

eine gewisse Vorreduktion des Gutes kann erreicht werden;

der etwaige Anteil des Oxids an Schwefel und \rsen wird in großem Maße abgetrieben und eine gewisse Abtreibung von Zink kann auch errr-r ht werden.

Die Flammsinterung wurde trotz dieser Vorteile bisher niemals in größerem Umfange angewandt. Die Ursachen sind mehrere, von denen folgende erwähnt werden können:
Geschmolzenes Oxid hat die Schachtausmauerung angegriffen;

dieses Problem kann jedoch dadurch überwunden werden, daß der Schacht gekühlt und die Wände dadurch eine Schicht oder Kruste aus erstarrtem Material erhalten;

5u durch die Schwierigkeiten bei der Prozeßsteuerung kann das Sintergut leicht eine so kompakte Konsistenz e^rhalten, daß es sich bei der Weiterbehandlung schwer reduzieren läßt;
große mechanische Probleme entstehen bei der Abführung eines kompakten Sintergutes vom Boden des Schachtes, da das Sintergut im kalten Zustand auch einen monolithischen Charakter erhalten kann.

In der US-PS 27 84 077 ist ein Verfahren zum Schmelzen von Erz in einem Schmelzofenschacht behandelt, wobei feinzerteiltes Erz durch Gegenstromkontakt mit Gasen geschmolzen wird, die in dem Schmelzofen durch Verbrennung von Brennstoff erzeugt werden. Am Boden des Schachtes sickert das geschmolzene Erz nach unten durch eine Säule von hocherhitztem Koks, der in einer regulierten Strömung durch ein Kokseinspeisungssystem nahe des obersten Punktes der Säule eingespeist wird.

Dabei erfolgt die Reduktion dann, wenn das Erz im

geschmolzenem Zustand die Kokssäule passiert, da das Reduktionsmittel nicht zusammen mit dem Erz zugeführt und erhitzt wird.

Diese Verfahrensweise fordert die Zugabe von Stückkoks, um den freien Durchfluß des geschmolzenen Erzes durch die Kokssäule einerseits und des Gases andererseits zu ermöglichen. Der Einsatz eines derartigen Kokses führt zu einem erhöhten technischen Aufwand

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem bekannten Verfahren vereinfachtes Verfahren zu schaffen, bei dem insbesondere Reduktionsmittel geringerer Qualität eingesetzt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Die Ansprüche 2—5 beinhalten weitere Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das metalloxidhaltige Material beim Abwärtsfallen durch den Schacht durch Kontakt mit heißen Verbrennungsgasen bei gleichzeitiger Zufuhr von kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel in den Schacht zum Schmelzen gebracht Dadurch können geringerwertige Reduktionsmittel verwendet werden, da diese während des Abwärtsfallens durch den Schacht verkokt werden, wobei weiterhin keine größere Kokssäule benötigt wird, da das geschmolzene oxidhaltige Material nicht durch das als Feststoff bzw. in Stückform vorliegende Reduktionsmittel sickern muß. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet das Reduktionsmittel vielmehr mit dem teilweise reduzierten Erz ein inniges Feststoffgemisch, welches für die abschließende Reduktion und den Schmelzprozeß besonders geeignet ist.

Zur Herstellung des vorreduzierten Produktes können ganz oder teilweise sulfidische Rohstoffe benutzt werden. Es ist somit ein Verfahren geschaffen, das im wesentlichen darin besteht, daß wenigstens ein Teil des metalloxidhaltigen Materials durch Rösten von feinzerteiltem Meu.üsulfidmaterial in einer Zone im Schacht hergestellt wird, weiche oberhalb des Teils — der reduzierenden Zone — liegt, in welcher das metailoxidhaltige Material teilweise reduziert wird. Hierdurch erhält man eine für die anschließende Metallgewinnung aus Metallsulfidmaterial äußerst vorteilhafte Vorbehandlungsmethcde, indem der Bedarf arc separater Ausrüstung für das Rösten des Metallsulfidmaterials zum Metalloxidmaterial enthält, wobei außerdem die beim Rösten des Sulfidschwefels entstehende Wärme für das Schmelzen des Metalloxidmaterials ausgenützt wird.

Das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel kann Koks oder auch andere organische Produkte, wie Steinkohle, Lignit, Torf usw. umfassen, welche unter Abgabe brennbarer Gase im Schacht in Koks umgewandelt werden. Das Reduktionsmittel wird vorzugsweise unterhalb der etwaigen Röstzone, d. h. der Zone, in welcher das Metallsulfidmaterial geröstet wird, dem Schacht zugeführt.

Das vorerwähnte Reduktionsmittel kann im oberen Teil der reduzierenden Zone zugeführt und dabei einer Vorwärmung und etwaiger Verkokung während der Passage hinunter durch diese Zone unterworfen werden. Das Reduktionsmittel kann jedoch unter Umständen dem Schacht weiter unten in der reduzierenden Zone oder einem an den unteren Teil des Schachtes angeschlossenen Reaktor zur Schlußreduktion und Schmelzung des Sintergutes zugeführt werden.

Es ist zweckmäßig, das Reduktionsmittel dem Schacht zusammen mit einem Trägergas, das mehr oder weniger oxidierend und vorgewärmt sein kann, zuzuführen. Die Ströme aus den Zufuhrdüsen werden dabei so gerichtet, daß in der reduzierenden Zone ein Wirb;! mit im wesentlichen vertikaler Achse entsteht, wobei teils eine intensivere Reaktion zwischen geschmolzes nem Oxid und Gas herbeigeführt wird, teils das Reduktionsmittel über die Querschnittsfläche des Schachtes in erwünschter Weise verteilt wird. Der Wirbel wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß die aus den Zufuhrdüsen austretenden Ströme schräg nach unten und

ίο gleichzeitig tangential zu einem gedachten horizontalen Kreis mit kleinerem Durchmesser als die kleinste Querschnittsabmessung des Schachtes gerichtet werden.

Das metallsulfidhaltige Material wird dem Oberteil des Schachtes zugeführt, dessen Röstzone ebenfalls Verbrennungs- oder Röstgas, das vorgewärmt sein kann, zugeführt wird. Dieses Gas kann 20—100 VoL-% freien Sauerstoff enthalten; es kann jedoch auch ganz oder teilweise Wasserdampf sein, wenn man beim Rösten ein Röstgas zu erhalten wünscht aus dem elementarer Schwefel gewonnen werden kjII, beispielsweise nach einem Claus-Verfahren.

Das metallsulfidhaltige Material wird während seines Durchgangs durch die Röstzone einem Röstprozeß unterworfen, wobei Sulfidschwefel entröstet und das Metall gaoj oder teilweise oxidiert wird.

Die heißen Gase zum Schmelzen des metalloxidhaltigen Materials können durch Verbrennung fester, flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe und/oder durch teilweise Verbrennung des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels erzeugt werden. Für diese Verbrennung des Brennstoffes und/oder des Reduktionsmittels kann ein oxidierendes Gas, enthaltend 20—100Vol.-% Sauerstoff verwendet werden. Dieses Verbrennungsgas kann zum Zwecke der Brennstoffeinsparung vorgewärmt werden, zweckmäßig unter Ausnützung geringhaltiger Abgaswärme vom Prozeß.

Das Reduktionsmittel und das geschmolzene Oxid reagieren im unteren Teil des Schachtes miteinander bei teilweiser Reduktion des Oxids und unter Bildung von im -vesentlichen Kohlenstoffmonoxid. Bei den meisten Metalloxiden, z. B. bei Eisen, ist diese Reaktion wärmeverbrauchend. Das geschmolzene metalloxidhaltige Material geht daher bei der teilweisen Reduktion desselben in einen halbgeschmolzenen Zustand und schließlich in gesintertes festes Produkt über.

Bei der weiteren Reduktion in den halbgeschmolzenen Zustand hat die Gasentwicklung zur Folge, daß das Sintergut einen porösen, scheinbar blasigen Charakter erhält.

Das bei der teilweisen Reduktion von Oxid im Schacht gebildete reduzierende Gas sowie reduzierendes Gas, das in dem etwaigen Endreduktions- und Schmei2reaktor, bei der etwaigen Verkokung von kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel und bei der tei'weisen Verbrennung von Reduktionsmitte! mit oxidierendem Trägergas entstanden sein kann, können durch Zufuhr von oxidierendem Gas zu geeigneten Teilen des Schachts ganz ode: teilweise im Schacht verbrannt werden.

Üblicherweise ist ein verhältnismäßig hoher Reduktionsgrad des Produktes erwünscht Dieses kann dadurch erreicht werden, daß die Zufuhr des oxidierenden Gases über die Höhe des Schachts derart verteilt wird, daß im oberen Teil u?s Schachts mehr oxidierende Veres hältnisse und in dessen unterem Teil mehr reduzierende Verhältnisse erreicht werden, wodurch das metalloxidhaltige Material während des Fallens durch den Schacht einen gewissen Grad an Vorreduktion erhält. Ein ent-

sprechender Effekt kann erfindungsgemäß auch dadurch erreicht werden, daß Reduktionsmittel etwaiger Brennstoff sowie ein so abgepaßter Teil des oxidierenden Gases dem unteren Teil des erwähnten Schachtes zugeführt werden, daß in diesem Teil d<:s Schachts reduzierende Bedingungen entstehen.

Für den Fall, daß metallsufidhaltige* Material zugeführt (wie oben beschrieben) und im Schacht geröstet wird, reicht oft die beim Rösten entwickelte Energie aus, um das Röstgut zu schmelzen. Abgesehen davon, ob ein Schmelzen erfolgt oder nicht, kann reduzierendes Gas von der darunterliegenden reduzierenden Zone durch Zufuhr von oxidierendem Gas zu der Röstzone in dieser Zone verbrannt werden, wobei die entwickelte Energie zur Schlußschmelzung und/oder Überhitzung des Röstgutes ausgenützt wird. Das reduzierende Gas wird im Schacht unterhalb der Röstzone gan;; oder teilweise verbrannt. Letzteres Vorgehen ist besonders günstig, tt/Ann jj^orj £·»^ schwefelrsiches Rost"» ^7|1 *»**Haitf»n wünscht, wobei wenigstens der Hauptteil des verbrannten Gases vorteilhaft dem Schacht unterhalb der Röstzone entnommen werden kann.

Die Röstgase vom Prozeß werden, gegebenenfalls zusammen mit verbranntem Gas, zweckmäßig am Kopf des Schachts abgeführt Der obere Teil des Schachts ist dabei so ausgebildet, daß das Röstgut durch Zyklonwirkung von der Gasmasse abgeschieden wird. Diese kann dadurch erzielt werden, daß die Zufuhrdlüsen für Metallsufid und Röstgas im Kopf des Schachts peripherisch angebracht werden, wobei sie schräg nach unten gerichtet und seitlich so gestellt sind, daß die Strahlen die Peripherie eines Kreises mit geringerem Durchmesser als die kleinste Querschnittsabmessung des Schachts tangieren. Die Materialteilchen, die in die reduzierende Zone des Schachts nicht unmittelbar hintergeschleudert werden, werden dabei an der Wand des oberen Teils des Schachts angesammelt und bewegen sich entlang dieser Wand in die reduzierende Zone hinunter. Die Zyklonwirkung wird verstärkt, wenn auch der aus der reduzierenden Zone stammenden Gasmasse eine Drehbewegung beigebracht worden ist, sowie wenn das oxidierende Gas, das, wie oben erwähnt, dem Schacht zugeführt wird, ebenfalls zur Verstärkung der Drehbewegung dadurch beiträgt, daß es beispielsweise in der oben im Zusammenhang mit den Zufuhrdüsen beschriebener Weise tangential in den Schacht eingeblasen wird.

Die Zufuhr des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels wird zweckmäßig so angepaßt, daß die Kohlenstoffmaterialmenge des vorreduzierten Produkts wenigstens für die endgültige Reduktion des metalloxidhaltigen Materials in den. genannten Produkt ausreicht Das Sinterprodukt wird hierdurch spröde, wobei die Kokskörner des Produkts Bruchangriffsstellen darstellen. Dies hat in Verbindung mit dem vorerwähnten porösen Charakter des Sintergases zur Folge, daß· das gesinterte Produkt abgeführt werden kann, ohne das Schwierigkeiten mechanischer Art entstehen.

Das Produkt erhält weiterhin für die Weiterbearbeitung äußerst geeignete Eigenschaften, von denen folgende erwähnt werden können:

die hohe Porigkeit bewirkt eine sehr gute Reduzierbarkeit;

die Koksnienge des Produkts kann zur direkten Abschmelzung in Niederschachtofen vom elektrischen Typ oder Gebläsetyp angepaßt werden: früher wurden zum Zwecke der Kokseinsparung Materialien für solche öfen durch Brikettierung aus einfacher Steinkohle und Bindemitteln hergestellt, worauf die Briketts gewöhnlich verkokt worden sind; indem das flammgesinterte Produkt einen erheblichen Reduktionsgrad erhält, wird der Energiebedarf bei dem darauffolgenden Schmelzprozeß herabgesetzt, was in ökonomischer Hinsicht besonders wichtig ist, wenn dieser Schmelzprozeß auf elektrischem Wege erfolgt.

Es sei außerdem erwähnt, daß ein äußerst wichtiger Vorteil des Verfahrens darin liegt, daß Reduktionsmittel, z. B. geringwertige Kohle, die qualitativ nicht als Ausgangsstoff für die Herstellung metallurgischen Kokes geeignet ist, ohne Nachteil verwendet werden kann. Die Vorräte der Welt an solcher geringwertiger Kohle sind reichlich im Gegensatz zur Kohle, die für metallurgische Zwecke geeignet ist und bei der eine ernsthafte

is Mangelsituation in naher Zukunft vorliegen wird.

Es wurden bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen, die darin bestehen, durch Schmelzung und Reduktion in einer Flamme in einem Schacht Metalle, insbesondere Eisen, aus Oxiden direkt herrustellen. Als Beispiel können die amerikanischen Patentschriften 7 74 930,8 117 414,18 47 527,19 04 683 und 26 30 309,die canadische Patentschrift 8 64 451, die schwedische Patentschrift 2 06 113 sowie die deutsche Offenlegungsschrift 23 51 374 genannt werden. Die Schwierigkeiten, die bei praktischen Versuchen gemäß den genannten Vorschlägen aufgetreten sind, lagen teils darin, daß die Reduktion nicht weit genug getrieben werden konnte, auch ^rt»nn das Gas den Schacht unverbrannt und mit hohem Reduktionspotential verlassen darf, teils hin sichtlich der Angriffe auf die Ausmauerung des Schachts, der im Hinblick auf d<:n Wärmeausgleich des autogenen Prozesses nicht gekühlt sein soll. Der Wärmeverbrauch des Prozesses wird auch durch unvollständige Ausnutzung des chemischen Wärmeinhaltes der

Abgase hoch.

Beispielsweise in der US-Patentschrift 18 47 527 wird die Reduktion von feinzerteilten oxidischen Erzen in einem Schacht in einem Gleichstromverfahren, teilweise mit Hilfe eines vertikalen elektrischen Lichtbogens als Wärmequelle, vorgeschlagen, worauf ganz oder teilweise reduziertes Material in einer, ebenfalls mit Lichtbogen erwärmten horizontalen Schmelzkammer angesammelt wird, in welcher reduzierendes Gas aus dem Schacht durch Luftzufuhr verbrannt wird, wobei man in der Schmelzkammer eine oxidierende Atmosphäre erhält, was u. a. Gefahr einer Rückoxidation gebildeten Metalls sowie eine unerwünschte Verschlackung des Metallinhaltes bedeutet Schwierigkeiten der genannten Art werden dadurch überwunden, daß

— der Schacht mit gekühlten Wänden ausgeführt ist, welche durch daran erstarrtem Material eine Schutzschicht haben, wobei die Kühlung vorzugs weise durch Verdampfung von Wasser unter Druck erfolgt;

— die Gase werden vorzugsweise ganz verbrannt ehe sie den Schacht verlassen;

— Die Forderung an beinahe vollständige Reduktion des Metalloxids entfällt

Auch wenn die Vorreduktion somit nicht besonders weit getrieben wird, beispielweise in bezug auf Eisenoxide nicht weiter als zum FeO-Stadium, wird der Ener-6t giebedarf für die Endreduktion sowie Schmelzung von Schlacke und ausreduziertem Metall im Falle eines unmittelbar an den unteren Teil des Schachts angeschlossenen Reaktors infolge der Schmelzung des Metalloxid-

materials und weitgehender Überhitzung des geschmolzenen Oxids während der Passage durch den Schacht äußerst niedrig. Im Schacht erfolgt weiterhin in vorteilhafter Weise eine Verkokung des Reduktionsmittels und eine Erhitzung des gebildeten Kokses, sowie eine Kalzinierung und Erhitzung gegebenenfalls zugeführter Flußmittel. Außerdem trägt die Strahlung von der Flamme ihi Schacht gegen die Oberfläche der Charge im unteren Teil des Schsichtes dazu bei, den genannten Energiebedarf zu decken.

Es hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, daß die für die Schlußreduktion erforderliche Energie dem Reaktor auf elektroinduktivem Wege zugeführt wird. Hierbei können die in den SE-Patentschriften 73 06 053-4 und 73 06 064-2 angegebenen Verfahren vorteilhaft angewandt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf den in diesen Patentschriften angegebenen Frequenzbereich für den Wechselstrom in der Induktionswicklung begrenzt.

Eine andere Methode, um dem Reaktor die erforderliche Wärme zuzuführein, betrifft die Verbrennung von überschüssigem Kohlenstoff in dem teilweise reduzierten bzw. vorreduziertein Produkt. Eine Anordnung, wie sie beispielsweise der bei den konventionellen Hochofenprozessen ähnlich ist, kann hierbei angewandt werden. Dieses bedeutet, daß eine Anzahl von Blasdüsen um den Umfang des Reiaktors in geeigneter Höhe über dessen Boden angebracht una daß durch die Düsen ein Gebläsegas, das aus Luft besteht, gegebenenfalls mit Sauerstoff angereichert, ist, und das vorzugsweise vorgewärmt ist, eingeführt wird. Gegebenenfalls können gleichzeitig mit dem Gebläsegas zur Deckung des Energiebedarfs, aber auch zur Regelung des Sauerstoffpotentials auf ein erwünschtes Niveau, feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe eingeführt werden, derart, daß die Reduktion und Verflüchtigung des Zinkanteils sichergestellt werden.

Um dem Reaktor die erforderliche Energie zuzuführen, können sogenannte Plasmabrenner verwendet werden.

Wenn ein kalkhaltiger Schlackenbildner während der Reduktion zugeführt und die geschmolzene Schlacke aus dem Reaktor abgelassen wird, kann man erfindungsgemäß weiterhin bei der Herstellung eines geschmolzenen ausreduzierten Produktes einen Teil der physikalischen Wärme der abgelassenen geschmolzenen Schlakke ausnützen. Hierbei werden Schlackenbildner aus einem Teil der abgelassenen geschmolzenen Schlacke und ungebranntem kalksteinhaltigem festem Material hergestellt, welches Material wenigstens teilweise durch Zusammenführen desselben mit dem erwähnten Teil der Schlacke gebrannt wird. Durch diese rationelle Ausnutzung des Wärmeinhaltes der abgelassenen Schlacke kann ein effektiver Schlackenbildner unter Ausnützung im wesentlichen solcher Energie, die sonst im wesentlichen verloren ginge, aui> billigen Rohstoffen erhalten werden. Erhebliche Reduktionsmittel- oder Brennstoffmengen, ebenso wie elektrische Energie werden somit dadurch erspart daß keine Brennung von Kalkstein im Schacht oder im Reaktor durchgeführt zu werden braucht, wobei noch hinzukommt, daß der Schlackenbildner in wärmen Zustand zugeführt werden kann.

Von den Metallsulfiden, die erfindungsgemäß mit Vorteil behandelt werden können, können Schwefelkies, Magnetkies, Kupferkies, Bieigianz, Eisennickeikies, Arsenkies, Zinkblende odeir gewisse Gemische von zwei oder mehreren dieser Sulfidmaterialien genannt werden. Bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Zusammenhang mit gewissen Metallsulfiden, z. B. Sulfiden von Blei oder Kupfer, ein Röstgut mit hohem Gehalt an metallischem Material erreicht werden. Der Gehalt an direkt hergestelltem Metall ist in der praktischen Ausführung von dem Schwefelgehalt abhängig, den man in dem fertigen vorreduzierten Produkt gestatten kann. Wird ein niedriger Gehalt erwünscht, so muß ein größerer Teil des Metallsulfids in der Röstzone in Metalloxid überführt werden.

In den Figuren sind schematisch drei Ausführungsbeispiele von Schachtkonstruktionen gezeigt, die vorteilhafterweise im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenützt werden können.

Die in F i g. 1 gezeigte Anlage, die zur Produktion von geschmolzenem Roheisen aus feinkörnigem Eisenoxid bestimmt ist, das man beim Rösten von Schwefelkies im Wirbelbett erhalten hat, umfaßt einen Schacht 1 zum Schmelzen und zur Vorreduktion von Eisenoxid. Der unterste Teil des Schachtes 1 geht direkt in eine Reaktorzone 2 über, in welcher das vorreduzierte Eisenoxid ausreduziert und zur Bildung von geschmolzenem Roheisen geschmolzen wird.

Entstehende Gase mit einer gewissen Menge an Staub und verdampften oder vergasten Komponenten aus dem dem Schacht 1 zugeführten Material verlassen den Oberteil des Schachts durch eine Abgasleitung 3 und gelangen zu Vorrichtungen 4,5,6 zur Reinigung der genannten Gase und Rückgewinnung ihres Wärmeinhaltes. Diese Vorrichtungen bestehen aus einem Dampfkessel 4, einer Zyklonvorrichtung 5 sowie einer beispielsweise für die Naßgasreinigung geeigneten Gasreinigungsvorrichtung 6, von welcher die gereinigten und zum Hauptteil ihres Wärmeinhalts beraubten Gase durch eine Leitung 7 zum Schornstein abgehen. Mindestens der obere Teil des Schachts 1 sowie auch die Abgasleitung umfassen Metallrohre, durch die Wasser zirkuliert, das dadurch zum Sieden gebracht wird. Die Abgasleitung 3 ist zweckmäßig mit Vorrichtungen zur Reinigung ihrer mit Rohren ausgekleideten Wänden von Belägen versehen, während dagegen ein schützender Belag aus erstarrtem Eisenoxidmaterial für die mit Rohren bekleideten Schachtwände erstrebt wird, welche vorteilhaft mit aufgeschweißten Zapfen oder Stutzen, welche das Erstarren von geschmolzenem Material erleichtern, versehen sein können. Der in den Rohren gebildete Dampf wird zusammen mit dem im Dampfkessel 4 gebildeten Dampf im Dampfdom 8 des Dampfkessels abgeschieden, aus welchem er durch Leitungen 9 und 10 über einen im Dampfkessel 4 enthaltenen, nicht gezeig-

ten Überhitzerteil zu einer Kondensationsturbine 11 geleitet wird. Der Dampf, der durch die Turbine 11 passiert, wird in einem Kühler 12 kondensiert, wobei das gebildete, durch die Leitung 13 austretende Kondensat in den Dampfkessel 4 zurückgeleitet werden kann. Falls es für Wärmeenergie in der Form von Niederdruckdampf oder Heißwasser Absatz gibt, kann die Kondensationsturbine 11 vorteilhaft durch eine Gegendruckturbine ersetzt werden.
Im Dach des Schachtes ! ist ein Kranz von Brennern 14 vorgesehen, durch weiche f einzelteil ic, Eisenoxid, feinzerteilte Kohle oder anderes kohlenhaltiges Reduktionsmittel, feinzerteilter Kalkstein und/oder andere Schlackenbildner oder Flußmittel. Retourstaub von dem Dampfkessel 4 und der Zyklonvorrichtung 5, sowie Sauerstoffgas oder anderes, eine Verbrennung unterhaltendes Gas, wie Luft oder sauerstoffangereicherte Luft, zugeführt werden. In dem gezeigten Beispiel wird den Brennern 14 Sauerstoffgas zugeführt, das in einem Sau-

ίο

erstoffgaswerk 15 erzeugt wird, das von einem von der Turbine U getriebenen Kompressor 16 mit komprimierter Luft gespeist wird. Die Lufteinlaß- und -auslaßleitungen des Kompressors 16 sind mit 17 bzw. 18 bezeichnet

Das Eisenoxid, der Kohlenstoff, der Kalk und der Retourstaub werden in Silos 19—22 aufbewahrt, aus welchen sie in geeigneten Proportionen entnommen und durch ein Förderband 23 einem Misch- und Ausgleichssilo 24 zugeführt werden. Aus dem Silo 24 wird das Materialgemisch durch Leitungen 25, 26 den Brennern 14 zugeführt. Das Sauerstoffgas wird den Brennern durch die Leitungen 27 und 28 zugeführt, von denen die letzteren in die Leitungen 26 münden.

Die Brenner 14, von denen nur zwei in F i g. 1 gezeigt sind, sind schräg nach unten und tangential zu einem gedachten Kreis im Boden des Schachts 1 gerichtet. Der Durchmesser des genannten Kreises beträgt etwa ein Viertel des Durchmessers des .Schachts und die Anordnung und Neigung der Brenner sind derart, daß das durch die Brenner zugeführte Material entlang dieses Kreisumfanges in symmetrisch dazu angeordneten Bereichen auftrifft. Zusätzliches Sauerstoffgas für die Schlußverbrennung wird dem oberen Teil des Schachts 1 durch horizontale Düsen 29 zugeführt, welche von der Leitung 27 durch von dieser abgezweigte Leitungen 30 gespeist werden. Die Düsen 29 sind in gewissem Maße einem bestimmten Umfang tangential gerichtet, zweckmäßig so, daß die abgegebenen Sauerstoffgasströme einen gedachten Kreis tangieren, dessen Durchmesser etwa ein Drittel des Durchmessers des Schachts beträgt

Während der Passage von den Brennern 14 hinunter durch den Schacht 1 wird das Eisenoxid geschmolzen und etwas vorreduziert und der Kohlenstoff wird verkokt und der Kalkstein gebrannt. Auch der Retourstaub, der im wesentlichen aus Eisenoxid besteht, wird geschmolzen und vorreduziert. Das geschmolzene und etwas vorreduzierte Eisenoxid sowie Koks und gebrannter Kalk erreichen die obere Fläche des Materialbettes der Reaktorzone im unteren Schachtteil, und in dem oberen Teil des Materialbettes reagiert das geschmolzene Eisenoxid mit dem Koks unter weiterer Vorreduktion und Abkühlung. Das Bettmaterial nimmt hierbei eine halbflüssige oder teigige Konsistenz an.

in der Reaktorzone 2 wird das Eisenoxidmaterial unter Verbrauch von weiterem Koks ausreduziert und geschmolzen, wobei geschmolzenes Roheisen gebildet und mit geschmolzener Schlacke im ßodenteil der Reaktorzone angesammelt wird. Aus dem Bodenteil werden geschmolzenes Roheisen und Schlacke durch eine geeignete Austragsvorrichtung 31 kontinuierlich oder intermittierend abgeleitet Der Kohlenstoffzusatz wird vorteilhaft so gewählt, daß ein auf dem Roheisen- und Schlackenbad 38 schwimmendes Koksbett 39 aufrechterhalten wird. Während der Passage durch das Koksbett 39 erhält die geschmolzene !Schlacke einen niedrigeren Eisengehalt, Silizium wird durch Reduktion gebildet und es erfolgt die Aufkohlung von ausreduziertem geschmolzenem Eisen.

Die zur Schmelzung und Schlußreduktion des Eisenoxids erforderliche Energie wird der Reaktorzone 2 durch elektroinduktive Erwärmung des Materials darin zugeführt Zu diesem Zwecke ist um die Reaktorzone 2 eine Induktionswicklung 32 vorgesehen, die von einem Generator 33 über einen allgemein mit 34 bezeichneten Umformer mit Wechselstrom gespeist wird.

Bei induktiver Erhitzung nimmt die Energieentwicklung pro Volumeneinheit des Bettmaterials vom Zentrum der Reaktorzone zur Peripherie hin ab. Das dem Bett zugeführt Material wird sich daher bei weiterer Reduktion des Eisenoxids schräg nach unten und nach außen unter zunehmender Abschmelzung bewegen, wie in F i g. 1 mit Pfeilen angedeutet.

In dem Dampfkessel 4 und der Zyklonvorrichtung 5 wird ein Staub abgeschieden, der im wesentlichen aus Eisenoxid besteht Dieser Staub wird mittels Förderbändern 35,36 abgeführt und durch nicht gezeigte Vorrich-

to tungen weiter zu denjenigen von den Silos 19—22 gefördert, die zur Aufbewahrung von Retourstaub dient. Im Prozeß verflüchtigte Metalle, wie Blei und Zink in Form von feinkörnigen Oxiden, sowie Arsentrioxid in Dampfform, werden durch den Dampfkessel 4 und die Zyklonvorrichtung 5 geleitet und in der Gasreinigungsvorrichtung 6 in festem Zustand abgeschieden. Dc in die Vorrichtung 6 fallende Staub wird zur getrennten Behandlung durch eine Leitung 37 abgeleitet und wird somit in keines der Silos !9—22 zurückgeführt.

Der im Schacht 1, der Abgasleitung 3 und im Dampfkessel 4 erzeugte Dampf wird zum Antrieb der Turbine 11 ausgenützt, welche neben dem Kompressor 16 auch der Generator 33 antreibt.

Die Energieentwicklung im Flammschmelzschacht 1 kann durch Anpassung der Zufuhr von brennbarem Material vorteilhaft so eingestellt werden, daß eine Dampfmenge erzeugt wird, die ausreicht um den gesamten Energiebedarf zur Schmelzung und Reduktion sowie zum Betrieb des Sauerstoffgaswerkes 15 zu decken.

In einer Anlage der oben beschriebenen Art mit einer Kapazität von 30 Tonnen geschmolzenen Roheisens je Stunde beansprucht der ganze Prozeß etwa 590 kg Steinkohle je Tonne Roheisen bei einem Wärmewert der Steinkohle von 26,4 GJ/t (63 Gcal/t), wobei der Prozeß bei normalen Wirkungsgraden in den verschiedenen Energieumwandlungsstufen, wie Dampfkessel, Turbine, Generator, Umformer usw, in bezug auf Energie zur Schmelzung, Reduktion und Sauerstoffgasherstellung selbstversorgend wird. Der Prozeß hat somit einen Bedarf an Primärenergie in der Form von Steinkohle von lediglich 15,6 G] (3,7 Gcal) je Tonne Roheren. Als Vergleich sei erwähnt, daß der Bedarf an Primärenergie für den gewöhnlichen Hochofenprozeß 18,2 GJ/t (4,35 Gcal/t) einschließlich der Koksherstellung ist.

Gleichzeitig ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anordnung an die Qualität der Steinkohle äußerst niedrig im Vergleich zur Qualität der Kohle, die zur Herstellung von Hochofenkoks verwendet wird.

Der in F i g. 2 gezeigte Schacht 41, der eine obere und

so eine untere Zone 55 bzw. 56 aufweist, bildet einen Teil einer Anlage gemäß F i g. 1, die jedoch zur Herstellung von geschmolzenem Roheisen aus feinkörnigem Schwefelkieskonzentrat modifiziert worden ist Der unterste Teil des Schachtes 41 geht in eine Reaktorzone 42 direkt über, in welcher vorreduziertes Eisenoxid ausreduziert und zur Bildung von geschmolzenem Roheisen geschmolzen wird.

Im Dach des Schachts 41 ist ein Kranz von Brennern 43 vorgesehen, durch welche feinzerteiltes Konzentrat feinzerteiltes Kalk und/oder andere Schlackenbildner oder Flußmittel, Retourstaub sowie Sauerstoffgas oder anderes eine Verbrennung oder Röstung bewirkendes Gas, wie Luft oder sauerstoffangereicherte Luft zugeführt werden. In dem gezeigten Beispiel wird den Bren-

"ε_ nern 43 das feste Material durch Leitungen 44,45 sowie Sauerstoffgas durch eine Leitung 46 und von dieser abgezweigte Leitungen 47 und 48 zugeführt
Die Brenner 43, von denen lediglich zwei in der Zeich-

nung gezeigt sind, sind schräg nach unten und tangential zu einem gedachten Kreis unterhalb der geringsten Querabmeisung des Schachts gerichtet, so daß man eine Wirbelbewegung im Schacht erhält. Sauersioffgas wird dem Schacht 42 durch horizontale Düsen 49 zugeführt, welche von Leitungen 47 über von diesen abgezweigte Leitungen 50 gespeist werden, welche in gewissem Maße tangential zur Unterstützung der von den Düsen 43 bewirkten Wirbelbewegung gerichtet sind.

Weitere Düsen zur Zufuhr von Sauerstoffgas zu gewünschten Niveaus der Zone 55 und/oder der Zone 56 können, wie bei 49a bzw. 49b angedeutet, angeordnet sein, welche Düsen von den Leitungen 47 gespeist werden. Durch die Düsen 51, die im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die Brenner 43 angeordnet sind, wird dem Schacht ein festes kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel zugeführt, das bei der im Schacht herrschenden Temperatur Koks bildet, wobei die Düsen von Leitungen 52 und 53 gespeis* werden. Ais Trägergas des Reduktionsmittels wird in dem gezeigten Beispiel Sauerstoffgas verwendet, <jas den Düsen 51 durch Leitungen 54, die von den Leitungen 47 abgezweigt sind, zugeführt wird.

Während der Passage von den Brennern 43 hinunter durch die Zone 55 des Schachts 41 wird das Konzentrat geröstet und Retourstaub und entstandenes Röstgut werden geschmolzen. Während der weiteren Passage hinunter durch die Zone 56 des Schachts werden das Eisenoxid und der Retourstaub in gewissem Maße vorreduziert Das geschmolzene und etwas vorreduzierte Eisenoxid nebst dem von dem Reduktionsmittel gebildeten Koks und gebrannten Kalk trifft die obere Fläche des im Boden des Schachts 41 und in der Reaktorzone 42 befindlichen Materialbettes, und im oberen Bereich des Bettes reagiert das geschmolzene Eisenoxid mit dem Koks unter weiterer Vorreduktion und unter gleichzeitiger Abkühlung. Das Bettmaterial nimmt hierbei eine halbP.üssige oder teigige Konsistenz an.

In der Reaktorzone 42 wird das Eisenoxidmaterial unter Verbrauch von weiterem Koks ausreduziert und geschmolzen, wobei geschmolzenes Roheisen entsteht und zusammen mit geschmolzener Schlacke im Bodenteil der Reaktorzone angesammelt wird. Bei Reduktion entstehen kohlenstoffoxidhaltige Gase, welche zusammen mit den bei der Verkokung entstehenden Gase aufwärts im Schacht strömen. Diese Gase werden zum Teil durch Reaktion mit dem geschmolzenen metalloxidhaltigen Material der Zone 56 oxidiert und mit dem durch Düsen 49 oder gegebenenfalls Düsen 49a zugeführten Sauerstoffgas endgültig verbrannt. Vom Bodenteil der Reaktorzone werden geschmolzenes Roheisen und Schlacke durch eine geeignete Austragsvorrichtung 57 kontinuierlich oder intermittierend abgeleitet. Der Reduktionsmittelzusi'tz wird zweckmäßig so gewählt, daß ein auf dem Roheisen- und Schlackenbad 58 schwimmendes Koksbett 59 aufrechterhalten wird. Während der Passage durch das Koksbett 59 erfährt die geschmolzene Schlacke eine Herabsetzung ihres Eisengehaltes; Silizium wird ausreduziert sowie es erfolgt eine Aufkohlung von ausreduziertem geschmolzenem Eisen.

Die zur Schmelzung und Schlußreduktion des vorreduzierten Eisenoxids erforderliche Energie wird der Reaktorzone 42 durch elektroinduktive Erhitzung des Materials darin zugeführt Zu diesem Zwecke ist um die Reaktorzone 42 eine über Leitungen 60 wechselstromgespeiste Induktionswicklung 61 angeordnet Ein Teil des physikalischen Wärmeinhalts der abgezogenen Schlacke kann vorteilhafterweise, wie gezeigt, durch Verwendung derselben zum Brennen von Kalkstein zurückgewonnen werden, welcher dann im Prozeß als Schlackenbildner verwendet wird. Zu diesem Zwecke werden Roheisen und Schlacke von der Austragsvorrichtung 57 zu einer Schlackentrennvorrichtung 62 geführt, von der geschmolzenes Roheisen und geschmolzene Schlacke getrennt abgehen, wie mit den Pfeihtn 63 bzw. 64 angedeutet. Ein Teil der Schlacke wird zu einem Behälter 65 geführt, in dem sie mit kalksteinhaltigem to Material zusammengeführt wird, das durch einen Einlaß 66 zugeführt wird. Dabei wird der Kalkstein gebrannt und die Schlacke erstarrt, wobei das Kohlendioxid entsteht und durch einen Auslaß 67 abgeleitet wird, während das heiße Gemisch von Schlacke und gebranntem Kalk in einer Mahlausrüsiung 68 auf geeignete Korngröße gemahlen und dem Schacht, zweckmäßig in noch warmen Zustand, entweder über einen Silo für Schlakkenbildner oder direkt den Brennern 43 zugeführt wird. Schiacke, die zur Kaikbrennung nicht ausgenützt wird, wird bei 69 abgeleitet.

Das AusJührungsbeispiel nach F i g. 3 wird nachstehend nur, sov.eit es sich vom Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 unterscheidet näher beschrieben, wobei in din F i g. 2 und 3 übereinstimmende oder im wesentlichen übereinstimmende Einzelteile dieselben Bezugszeichen haben. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 wird ein verhältnismäßig schwefelreiches Gas von der Röstzone 55 erwünscht, und zwar ein Gas, aus welchem Schwefel in elementarer Form beispielsweise gemäß einem Claus-Prozeß gewonnen werden kann. Hierzu ist ein Röstgas erforderlich, das sowohl H2S als auch SO2 enthält, welche im Claus-Prozeß unter Bildung von H₂O und S miteinander reagieren. Hierzu wird ein Gemisch aus Wasserdampf und Sauerstoffgas als Trägergas für das durch die Brenner 43 zugeführte Material verwendet und ein solches Gemisch wird auch durch die Düsen

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55 angeordnet werden, so kann diesen ein wasserdampfreiches Gas als den Düs^n 49 zugeführt werden. Als Trägergas für das durch die Leitungen 52 und 53 zugeführte Reduktionsmittel wird im wesentlichen reines Sauerstoffgas verwendet, das über Leitungen 70 zugeführt wird, von denen die Düsen 72 speisende leitungen 71 abgezweigt sein können. Diese können in wesentlich in derselben Weise wie die Düsen 496 in F i g. 2 angeordnet sein und dienen dazu, brennbares Gas im oberen Teil der Schachtzone 56 wenigstens teilweise zu verbrennen. Das verbrannte Gas wird der Zone 56 durch eine Auslaßleitung 73 entnommen, um eine Verdünnung von Röstgas zu verhindern. Der restliche Wärmeinhalt des entnommenen Gases kann im Dampfkessel auf dieselbe Weise zurückgewonnen werden, wie es für die aus dem Schacht abgehenden Gase in dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel gezeigt wird.

Schließlich sei hervorgehoben, daß infolge der Einfachheit der Apparatur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie infolge des Wegfalls des Bedarfs an Kokswerk und Sinterungswerk und gegebenenfalls auch besonderer Röstanlagen die Investitionskosten für dieses Verfahren sehr viel niedriger als bei dem konventionellen Hochofenprozeß liegen, und zwar auch bei verhältnismäßig kleinen Einheiten je Tonne Kapazität

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen weiterhin erläutert

Beispiel 1

In eine Anlage der allgemeinen in F i g. 1 beschriebenen Art, aber ohne den an den Schacht angeschlossenen

Reaktor, werden in den Schacht kontinuierlich 45 t/h oxidisches Eisenerzkonzentrat, enthaltend 65,5 Gew. -% Eisen mit einem Oxidationsgrad von 95% (95 Gew.-% von Fe als Fe₂O₃), 6,9 t/h Kalkstein sowie 19 t/h Steinkohle, enthaltend 6Gew.-% Feuchtigkeit und 20Gew.-% Asche, eingeführt Sauerstoffhaltig« Gas wird dem Schacht ebenfalls kontinuierlich zugeführt und die Sauerstoffzufuhr beträgt pro Stunde 15 800 Nm³, bezogen auf 100% O₂.

Während des Abwärtsfallens durch den Schacht wird das Erzkonzentrat geschmolzen und vorreduziert, und es erfährt dann im Bett im unteren Teil des Schachts im Kontakt mit dem zugeführten Reduktionsmittel eine weitere Reduktion bei gleichzeitiger Abkühlung. Das geschmolzene und im wesentlichen zu FeO vorreduzierte Material hat eine Temperatur von etwa 1500° C, wenn es die Benfläche im unteren Teil des Schachts erreicht, wo es unter Weiterreduktion auf etwa 1000⁰C gekühlt wird. Von der Bodenpartie des Schachtes werden während derselben Zeit mit Hilfe von gekühlten Abführungsorganen 41,7 t Sintergut, enthaltend 69Gew.-% Fe mit einem Oxidationsgrad von etwa 10% und 4Gew.-% Kohlenstoff abgeführt Das Abgas vom Sciiacht mit einer Temperatur von etwa 1750⁰C wird zu einem Dampfkessel geführt wobei je Stunde Hochdruckdampf mit einem Energieinhalt von 55 MWh produziert wird. Der Dampf wird zum Betrieb einer Dampfturbine ausgenützt die dabei pro Stunde 18 MWh in der Form von elektrischer Energie liefert von der 5,8 MWh in dem zur Anlage gehörenden Sauerstoffgaswerk ausgenützt und die restliche 12,2 MWh als elektrische Energie zum Netz geliefert werden.

Beispiel 2

35

In derselben Anlage wie im Beispiel 1, jedoch mit einem elektroinduktiv erhitzten Schmelz- und Schlußreduktionsreaktor, der an den unteren Teil des Schachts angeschlossen ist wie es unter Hinweis auf Fig. 1 beschrieben ist wurden dem Schacht je Stunde dieselben Mengen und Qualitäten von Eisenerzkonzentrat, Kalkstein und Steinkohle zugeführt. Der Sauerstoffgasbedarf wird geringfügig auf 16 700 NmVh erhöht

Das gebildete Sintergut wird in dem induktiv erhitzten Reaktor allmählich abgeschmolzen. Das Endpro- dukt ist in diesem Falle geschmolzenes Roheisen und Schlacke. Während einer Stunde werden bei einer Temperatur von etwa 145O⁰C 30 Tonnen Roheisen mit einem Kohlenstoffgehalt von 2,5 Gew.-% und einem Siliziumgehalt von < 1 Gew.-% sowie 9,9 t Schlacke hergestellt und abgelassen. Das Abgas vom Schacht mit einer Temperatur von etwa 1930⁰C wird dem Dampfkessel zugeführt, in dem Hochdruckdampf mit einem Energieinhalt von 58 MWh produziert wird. Die Dampfturbine erzeugt in derselben Zeit mit Hilfe des zugeführten Hochdruckdampfes eine Menge an elektrischer Energie von 203 MWh, von denen 6,2 MWh zum Betrieb des Sauerstoffgaswerkes, 11,1 MWh zur induktiven Erwärmung des Reaktors sowie restliche 3,0 MWh zum Betrieb der Hilfsausrüstung gebracht werden.

Beispiel 3

zugeführt Dem Schacht werden in derselben Zeit weiterhin 1500 kg Kalkstein, 310 kg Koks sowie 170 kg schweres Heizöl sowie Retourstaub im wesentlichen h Form von Bleisulfaten in einer Menge von 6000 kg zu· geführt Der Sauerstoffbedarf ist bei 3000 Nm³/h, bezogen auf 100% O₂.

Flammgeschmorjenes und teilweise reduziertes Material, von dessen Bleiinhalt 30 Gew.-% zu PbO oxidiert sind, erreicht den an den unteren Teil des Schachts an geschlossenen, induktiv erwärmten Schlußreduktions und Schmelzreaktor bei einer Temperatur von 1200⁰C Vom Reaktor werden stündlich 15 000 kg geschmolzenes Blei mit einer Temperatur von 800⁰C sowie weiterhin 2700 kg Schlacke mit einer Temperatur von 1250⁰C abgelassen. Dem Schacht wird ein Gas in einer Menge von 4100 NmVh und mit einer Temperatur von 1200⁰C enthaltend 52 Vol.-% SO₂, sowie 4400 kg Staub in dei Form von PbO entnommen, welcher Staub vom SO₂ im Gas sulfatiert und in dem Dampfkessel und in der Gas reinigungsanlage abgeschieden und dann als bleisulfat- haltiger Retourstaub dem Schacht zurückgeführt wird Im Dampfkessel wird in 1 Stunde Hochdruckdampf mil einem Energieinhalt von 210OkWh erzeugt weichet Dampf eine Dampfturbine antreibt welche stündlich elektrische Energie in einer Menge von 690 kWh liefert von denen 130 kWh für die Sauerstoffgasherstellung und 560 kWh zum Betrieb des Reaktors benutzt werden.

30

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

In einer Anlage von dem in F i g. 2 beschriebenen Typ und zur Herstellung von Blei aus Bleisulfid mit einer Produktionsausbeute von etwa 15 t/h Blei bestimmt werden der Röstzone des Schachts stündlich 20 440 kg Bleisulfidkonzentrat mit 75 Gew.-% Blei kontinuierlich

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung geschmolzenen Metalls aus feinzerteilten metalloxidhaltigen Materialien, wie Erzkonzentraten oder oxidischen Zwischenprodukten, bei dem das metalloxidhaltige Material beim Abwärtsfallen durch einen Schacht durch Kontakt mit heißen Verbrennungsgasen bei gleichzeitiger Zufuhr kohlenstoffhaltiger Reduktionsmittel zum Schacht zum Schmelzen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene metalloxidhaltige Material im unteren Teil des Schachts durch Kontakt mit dem zugeführten Reduktionsmittel in ein vorreduziertes, festes Kohlenstoffmaterial enthaltendes Produkt überführt wird, das anschließend in einem an den unteren Teil des Schachtes angeschlossenen Reaktor ausreduziert und geschmolzen wird.

2. Verfafct :n nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das dem Reaktor Energie zur Endreduktion und Schmelzung auf elektroinduktiven Wege zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor Energie zur Endreduktion und Schmelzung durch Verbrennung von überschüssigem Kohlenstoff in dem vorreduzierten Produkt zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktor Energie zur EndreduVtion und Schmelzung durch Zufuhr von festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff sowie sauerstoffhaltigem Gebläsegas zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem kalkhaltige Schlackenbildner während der Reduktion zugeführt werden sowie ausreduziertes Metall und gebildete geschmolzene Schlacke aus dem Reaktor abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbildner aus einem Teil der abgezogenen geschmolzenen Schlacke und ungebranntem kalksteinhaltigem festem Material hergestellt werden, das wenigstens teilweise durch den zugeführten Teil der Schlacke gebrannt wird.