Titel: Erzrösten.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1907, Band 322 (S. 401–403)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj322/ar322135

Erzrösten.

Von Zivilingenieur Carl Wetzel, Dresden.

Wenngleich recht verschiedene Konstruktionen von Röstöfen Anwendung gefunden haben und in Betrieb stehen, so war es doch für einen neu herzustellenden Röstbetrieb nicht leicht, einen Ofen zu wählen, um das Rösten unter den nachgenannten Bedingungen mit einer gewissen Sicherheit der Leistung zur Ausführung bringen zu können.

Der Ofen sollte täglich mit Nachtbetrieb, also in 24 Stunden, 20 t staubförmiges Erz, das nach einer Analyse in der Hauptsache etwa 9,15 v. H., freien Schwefel, 7 v. H. Schwefelkies, 7,24 v. H. Schwefelsäure und 48 v. H. Eisenoxyd enthielt, mit geringstem Verbrauch an Brennmaterial und wenig Arbeitslohn vollständig durchgeröstet liefern, und da in 1000 kg Röstgut noch 4 g Gold und 203 g Silber vorhanden waren, so sollte der Röstprozeß mit Schonung dieser Edelmetalle geführt werden; ferner wurde gefordert, daß die Röstgase zu ihrer Ausbeutung und Unschädlichmachung gefaßt werden sollten und nicht aus Oeffnungen, die zur Beschickung des Ofens oder zum Rühren des Erzes nötig sein sollten, ausströmen.

Da im Handel 100 kg Rohschwefel 9–10 M. und Schwefel raff. 10–11 M. kosteten, so bestand schließlich die Absicht, den Gehalt von Schwefel möglichst vollständig aus dem Röstgut zu treiben und aus den Röstgasen zu gewinnen oder die gewonnenen Röstgase zu anderen Zwecken zu verwerten.

Da der Gehalt an freiem Schwefel von etwa 9,15 v. H. und dazu noch ein Teil aus den anderen schwefelhaltigen Beimengungen gewonnen werden sollte, so hat man eine Schwefelausbeute von 15 v. H. angenommen, also in 24 Stunden aus 20000 kg Erz etwa 3000 kg, die bei einem Durchschnittspreis von 10 M. für 100 kg Schwefel mit etwa 300 M. Wert in Rechnung gestellt wurde.

Die Höhe der Schwefelausbeute läßt sich rechnerisch nicht genau bestimmen, auch nicht durch Versuche in kleinen Probeöfen, weil sich der Betrieb in größeren Oefen gewöhnlich ganz anders stellt. Auch mit dem besten Ofen wird man nicht ohne weiteres die höchste Ausbeute erlangen können, sondern nur dann, wenn der Ofen mit einer gewissen Aufmerksamkeit und Sorgfalt bedient wird. Hierzu wären jedenfalls die von einer Maschine getriebenen Fortschaufelungsöfen, durch welche das Erz bei einer gleichbleibenden hohen Temperatur in einer genau bestimmten Röstzeit und gleichmäßiger Dicke bewegt wird, zweckmäßig. Da aber bei diesen Oefen die im Röstraum beweglichen Teile durch die andauernde Hitze leiden und in gewissen Zeitabständen Auswechselungen von Betriebsteilen nötig machen, ist man auch bestrebt, eine gleichmäßige Durchröstung, des Erzes in anderen Oefen herbeizuführen.

Wo man auf die Schwefelausbeute oder auf die Ausnutzung der schwefligen Säure in Röstgasen Wert legt und wo man die Röstgase fassen und unschädlich machen muß, wird man die höchste Ausbeute des Röstgutes und der Röstgase zu erzielen suchen, soweit es sich lohnend erweist. Sofern es nicht mehr lohnend ist, die Röstgase auszunutzen, läßt man die wenigen Werte in den gefaßten Röstgasen bei Unschädlichmachung der letzteren auch nicht gerne verloren gehen und sucht dieselben auf rationelle Weise zu verwerten.

Bei der angenommenen Schwefelausbeute von 3000 kg in 24 Stunden aus 20000 kg Erz soll zunächst die Temperatur so gehalten werden, daß der freie Schwefel in Gas- oder Dampfform ausscheidet. Da nun das Erz von pulverförmiger Beschaffenheit ist, so wird auch der in der Masse gebundene Schwefel bei dieser Temperatur mit gelöst und zum Teil in Dampfform ausgetrieben werden. Damit aber die im Röstgut entstehenden Gase oder Dämpfe schnellstens ausscheiden, muß das Röstgut öfter oder fortwährend gerührt und nach Erfordernis gelüftet werden.

Das staubförmige Material von 0–2 mm Korngröße ist allein in Schachtöfen mit Vermischung von Kohlen oder bei schichtenweiser Schüttung von Kohlen und Erz wegen Undurchlässigkeit von Luft und Gasen nicht vorteilhaft zu rösten, weil die Entschwefelung des schwefelhaltigen Erzes nur mit größerer Luftzuführung ermöglicht werden kann, und bei zu dünner Schüttung des Erzes zwischen stückigen Kohlen ein zu hoher Kohlenverbrauch entsteht, das Erz auch mit einer zu großen Menge Asche vermischt wird; der große Aschegehalt würde bei Versendung des gerösteten Erzes die Transportkosten unnötig erhöhen.

Das Rösten in Schachtöfen ist bekanntlich wirksamer als das Haufen- und Stadelrösten, da aber der Betrieb von Schachtöfen allein bei Füllung mit ganz klarem Erz und mit außerhalb der Oefen angeordneten Feuerungen wegen der Undurchlässigkeit von Luft und Gasen ebenso unmöglich ist, so mußte von den bekannten Schachtöfen abgesehen werden.

Man kann wohl klares, nicht sinterndes Erz, um es in gewöhnlichen Schachtöfen rösten zu können, vorher zu Briketts formen. Dieses Verfahren wurde aber in diesem Falle für zu umständlich und zu kostspielig gehalten. Schwefelhaltiges Erz wird aber besser in kleineren Stücken oder in klarem Zustande geröstet. Je kleiner im allgemeinen die Erzstücke sind, also je klarer die Masse ist, um so vollständiger wird bei entsprechend hoher Temperatur und reichlichem Luftzutritt die Röstung und Entschwefelung ausgeführt.

Es sind Oefen bekannt, in welchen auch das Rösten von staubförmigen Erzen ununterbrochen betrieben werden kann, wie z.B. Herd- und Flammöfen, Muffelöfen mit wagerechten, übereinanderliegenden und geneigten Herden, Schachtöfen mit übereinander angeordneten, gegenseitig |402| abwechselnd geneigten Gleitflächen, verschiedene Fortschaufelungsöfen usw., in welchen das Material dem Zuge des Feuers entgegen geführt wird, und die zum Teil so eingerichtet sind, daß die Röstgase von den Feuergasen getrennt oder mit den Feuergasen vermischt zur Abführung gebracht werden.

Textabbildung Bd. 322, S. 402
Textabbildung Bd. 322, S. 402

Der ununterbrochene Betrieb mit getrennter Abführung der Röstgase von den Feuergasen ist auch bei dem für den in Rede stehenden Röstbetrieb konstruierten, in Fig. 1 und 2 dargestellten Ofen ermöglicht. Es ist aber der Grundsatz angenommen, den Röstbetrieb, wie in gewöhnlichen Schachtöfen, mit selbsttätiger Abwärtsbewegung des Erzes zu führen, um die gestellten Bedingungen möglichst gut erfüllen zu können.

Durch die Zusammenhaltung der Wärme innerhalb des Röstgutes im Schachte soll eine gute Wärmeausnutzung und sonach eine Ersparnis an Brennmaterial herbeigeführt werden.

Da das Erz innerhalb des Schachtes beim Abziehen von geröstetem Gut aus den unteren Oeffnungen selbsttätig nachsinkt, ist kein Rühren und Fortschaufeln des Erzes mit von Hand oder von Maschinen bewegten Vorrichtungen notwendig.

Die zur Oxydation nötige Luftmenge wird nach Bedarf in die im Schachte angeordneten Kanäle zur Verteilung der Luft und Abführung der Röstgase geleitet, wo sie mit dem Erz in Berührung kommt und bei jeder Abwärtsbewegung des Erzes mitgezogen und von der nachsinkenden Masse eingehüllt werden soll; auf diese Weise soll die Luft durch die Erzmasse geführt und gleichzeitig bei dieser Abwärtsbewegung das Erz etwas durcheinander bewegt werden.

Die aus dem Erz in die dazwischen liegenden Kanäle strömenden Röstgase werden in diesen Kanälen aus dem Ofen in die zu ihrer Ausnutzung bestimmten Vorrichtungen geleitet.

Da die Luft nicht frei in den Röstraum eintritt, sondern nach Bedarf eingeführt wird, sind Oeffnungen vermieden, durch welche die einströmende Luft Röstgase aus dem Ofen ins Freie drängen kann.

Um eine Abkühlung des Röstraumes durch die Luftzuführung zu verhindern, soll die Luft vorgewärmt eingeführt werden. Zur Vorwärmung der Luft soll die in dem gerösteten Erz befindliche Wärmemenge Verwendung finden.

Die außerhalb des Ofens in einer Feuerung erzeugten Feuergase werden in Zugmuffeln durch den Ofen geführt, und damit die Wärme an eine größere Menge Röstgut abgegeben werden kann, sind mehrere Züge in wagerechter Lage übereinander angeordnet. Die in den Zugmuffeln geführten Feuergase kommen mit den Röstgasen nicht in Berührung. Der zur Abführung der Feuergase nötige hohe Schornstein kann an der Abzugsseite des Ofens stehen.

Gewöhnlich schwankt die Rösttemperatur von leicht und schwer sinternden Erzen zwischen dunkler und lichter Rotglut. Um das Verhalten des zu verarbeitenden Erzes im Feuer festzustellen, wurde es bis auf halbe Rotglut erhitzt. Hierbei blieb die Masse körnig, pulverartig und locker und nahm dunkelbraune Farbe an. Durch die Einwirkung der Hitze war die Masse so mürbe geworden, daß man sie zwischen den Fingern zu feinem Pulver zerreiben konnte. Bei dieser Feuerprobe konnte der Sinterungspunkt des Erzes nicht festgestellt werden, da es aber im allgemeinen keine Veränderung angenommen hatte, wurde es zu den nicht sinternden Erzen gerechnet, die in Schachtöfen geröstet werden können.

Im Längsschnitt Fig. 2 sind zwei nebeneinander angeordnete senkrechte Schächte erkenntlich, die durch neben- und übereinander liegende Zug- oder Glühmuffeln a miteinander verbunden sind. Die in der Richtung der Pfeillinien von unten nach oben, hin- und hergeführte, durchziehende Flamme wird an beiden Seiten der Zugmuffeln in Kanälen c, an den Schachtwänden b, wie auch im Querschnitt Fig. 1 zu ersehen, aus einer Muffelreihe in die andere übergeführt. Aus der obersten Muffelreihe ziehen die Feuergase bei S in den Schornstein.

Die Feuerung ist mit einfachem Planrost und mit Rauchverbrennungseinrichtung versehen und könnte auch, da sie außerhalb des Schachtofens angebracht ist, für jedes andere Brennmaterial eingerichtet werden. Die Sekundärluft, die zur Rauchverbrennung eingeführt wird, kann schon, soweit die Wärme reicht, entweder durch die heiße, geröstete Erzmasse oder durch die in den Schornstein ziehenden Feuergase vorgewärmt werden.

Da die Feuergase nicht mit den Röstgasen zusammentreffen und dieselben im Abzüge nicht hindern, so können die Zugmuffeln mit Feuer ausgefüllt werden, und man kann, um eine gleichmäßige Temperatur in der Höhe der Röstzone zu erzielen, die Feuerzüge etwas unter Druck stellen – die Feuergase etwas gedrückt durch die Feuerzüge bewegen. Darin liegt ein gewisser Vorteil in der Wärmeausnutzung und im Verbrauch an Brennmaterial.

Damit der Abzug der Feuergase nach Erfordernis geregelt werden kann, wird im Abzugskanal S, dicht am Ofen, ein Regulierschieber angeordnet, der von der Feuerung aus mittelst Zugseil bedient wird.

I Zwischen den Zug- oder Glühmuffeln a sind aus gelochten Platten k, wie in Fig. 1 zu ersehen, die Luftkanäle n hergestellt. Die Luft durchzieht diese Kanäle in derselben Richtung wie das Feuer die Züge, also von unten nach oben, und treibt zugleich die in diesen Kanälen angesammelten Röstgase mit fort. Die Röstgase werden aus der oberen Kanalreihe in Röhren abgeführt und in die zur Ausnutzung bestimmten Vorrichtungen geleitet.

Da es aber keinen Zweck hat, die Röstgase längere Zeit im Ofen zu halten und auf längerem Wege aus dem Ofen zu führen, so ist es zweckmäßig, sie auf kürzestem Wege aus jeder Kanalreihe für sich, abzuführen. Sollen sie in einer gewissen Dichte zur Abführung gebracht werden, so kann, der Abzug aus einer Kanalreihe danach geregelt werden. Die Abzugrohre aus den einzelnen |403| Kanälen einer Kanalreihe werden außerhalb des Ofens mit einem gemeinschaftlichen Abzugrohr verbunden. In diesem Falle muß auch jeder Kanal in einer Reihe ein Luftzuführungsrohr erhalten, die zusammen mit einem Hauptzuleitungsrohr verbunden werden.

Die Luft kann mit einer solchen Stärke in die Kanäle n (Fig. 1) eingedrückt werden, daß sie die an den Kanalwänden liegende Erzmasse durchdringt. Wird der Ofen unter einen gewissen gleichbleibenden Luftdruck gestellt, so muß der beständige Abzug der Röstgase nach dem Druck geregelt werden. Es ist aber auch möglich, die Röstgase in kleinen Zeitabständen abzuführen, wodurch stets ein wechselnder Druck im Ofen entsteht; in diesem Falle werden die Röstgase abgeführt, nachdem der höchste zulässige Druck erreicht ist.

Die zeitweise Abführung der Röstgase ist jedenfalls zweckmäßiger als die fortwährende, weil die Luft bei geschlossenem Abzüge besser gegen die Erzmasse und in dieselbe gepreßt werden kann. Es werden sich die in den Zwischenzeiten gesammelten Röstgase mehr verdichten; es wird auch weniger Luft unnütz durch den Ofen getrieben. Durch das Einpressen der Luft in die Erzmasse soll das Rösten und Austreiben der Röstgase befördert werden. Das zeitweise Oeffnen und Schließen des Röstabzuges kann gleichzeitig mit der in Betrieb stehenden Luftbeförderungsmaschine ausgeführt werden.

Zur Ausnutzung der im gerösteten Gut vorhandenen Wärme ist eine Muffel m unterhalb der Röstzone angeordnet. Wie es scheint, wird diese Muffel allein die Wärme weniger vollkommen aus dem glühend heißen Röstgut ableiten, und sofern auch die Sekundärluft für die Rauchverbrennung schon an dieser Stelle mit vorgewärmt werden soll, muß entweder die Muffel zwei Züge erhalten oder es sind zwei Muffeln oder Röhren in einem gewissen Abstande voneinander anzubringen; ferner können auch zu beiden Seiten der Muffel m in der senkrechten Ebene der Kanäle n, noch Wärmeabzugröhren eingebaut werden.

Das Erz wird oben in den Schacht eingeschüttet, und nachdem die an den untersten Zugmuffeln befindliche Menge genügend geröstet und entschwefelt ist, wird soviel geröstetes Erz unten aus den Schächten h gezogen, daß die zwischen den Zugmuffeln befindliche Erzmenge so weit als nötig nachsinkt.

Nach jedem Erzabzuge oder schon während desselben wird der Schacht von neuem mit Erz angefüllt. Da der Betrieb ununterbrochen ist, wird in bestimmten Zeitabständen eine bestimmte Menge geröstetes Erz abgezogen.

Im oberen Teil des Schachtes soll das Erz beim Ziehen nicht so weit herabsinken, daß die oberste Muffelreihe frei wird. Sie soll stets auf eine gewisse Höhe mit Erz bedeckt bleiben, um das Ausströmen von Röstgasen an dieser Stelle zu verhindern. Die kleinste Schütthöhe über der oberen Muffelreihe soll bei der Beschaffenheit des Erzes, um das es sich handelte, mindestens 0,50 m betragen. Die Füllung könnte aber auch nach Abdeckung des Schachtes mit mechanischer Vorrichtung unter Luftabschluß ausgeführt werden.

Die Abziehlöcher w sind etwas über die Sohle gelegt, damit man das Erz bequem wegschaufeln oder in Wagen oder in andere Transportgefäße ziehen kann. Die Ziehöffnungen sind so angeordnet, daß das in den Schächten befindliche Erz beim Abziehen von geröstetem Erz ganz gleichmäßig nachsinkt.

Beim Nachrutschen des Erzes zwischen den Zugmuffeln und Luftkanälen gleitet die Masse abwechselnd an Glüh- und Lüftungsflächen, wobei auch eine gewisse Lockerung der Masse und Einziehen von Luft in die Masse stattfindet; ferner ist eine Mischung der abwärtsgleitenden Masse besonders durch die von den schrägen Gleitflächen der Muffeln herbeigeführten Richtungsänderungen erkenntlich.

Jedenfalls ist es zweckmäßig, zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Röstung diese Bewegung des Erzes öfter durch Abziehen von nur kleinen Mengen geröstetem Gut auszuführen.

Schnelles, gleichmäßiges Durchglühen wird noch durch die Schüttung des Erzes in dünner Schicht von nur 120 mm zwischen den Feuermuffeln und Luftkanälen herbeizuführen gesucht.

Wie zu erkennen, könnte das Rühren oder Durcheinanderführen des Erzes beim Nachsinken zwischen den Glüh- und Lüftungsflächen noch durch einige quer in die Erzzüge eingebaute Teilungskörper befördert werden. Da aber das Erz nur senkrecht niedergeht, würden die an den Glüh- und Lüftungsflächen liegenden Massen durch diese Teilungskörper nicht in die Mitte der Masse hineingebracht werden, und da die Masse abwechselnd an Glüh- und Lüftungsflächen niedergeht, also dadurch schon in Bewegung kommt, wird eine weitere Mischung der Masse an den Glüh- und Lüftungsflächen nicht nötig.

Es ist auch zu erkennen, daß die Röstgase aus den 120 mm dicken Erzschichten einmal auf dieser, das andere Mal auf jener Seite schnell austreten können und daß diese Erzschichten wechselseitig mit den Glühflächen in Berührung kommen.

Dieser Ofen zeigt acht senkrechte, durch Lüftungsflächen unterbrochene Röstherde. Die Zahl der Röstherde, oder die der Erzzüge könnte auch erhöht oder vermindert werden.

(Schluß folgt.)

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