کورههای ولز سنتی ساختاری شبیه کوره سیمان داشته و به صورت کوره یکپارچه میباشند. تجربیات استفاده از کورههای ولز سنتی و مشکلات پیش روی آن مانند بالا بودن درصد ذغال مصرفی، مشکل بودن کنترل کوره موجب شد تا شرکت معادن سرمک با ایجاد تغییراتی در کوره ولز سنتی کارایی و راندمان این کوره را بالا برده و میزان مصرف ذغال را کاهش دهد.
نوآوری در اصلاح کوره ولز، پس از سالها تحقیق و پژوهش و بر اساس نتایج حاصل از آزمایشهای فرآوری بر روی کانسنگهای معدنی سرب و روی با عیار کم و کانسنگهای کمعیار سنگآهن هماتیت و همچنین بر اساس تجربیات علمی و عملی حاصل از کورههای ولز قدیمی و مشکلات موجود در این کورههای به ثمر رسیده است. با ایجاد تغییرات در ساختار کوره دوار ولز، شرکت توانسته است دو اختراع ارزشمندی در این زمینه (کوره دوار به شیوه ولز WAELZ و SL/RN)، ثبت نماید. اصلاحات انجام شده در کوره ولز، باعث شده فرآوری کانسنگهای معدنی سرب و روی کمعیار با کانیشناسی پیچیده (از جمله کانسنگهای کمعیار سرب و روی با میزبانی کانیهای کربناتی که به روشهای لیچینگ راندمان یا مصرف مواد شیمیایی بالایی دارند) با هزینه پایین فرآوری و با ظرفیت بالا انجام گیرد.
در این روش نوآورانه، با تفکیک کوره ولز به سه کوره خشک کن، کلسینه و کوره احیا و دانهبندی خوراک و تبدیل فرآیند سیستم از پایه ذغال سوز به گازسوز (متناسب کشور ایران به دلیل وجود منابع طبیعی گاز فراوان) صورت گرفته است.
هر سه کوره عملکرد مستقلی از لحاظ دما و دور موتور و زمان ماند میتواند داشته باشد که این یکی از نقاط قوت در این سیستم میباشد. با حذف ذغال در کوره کلسینه، مصرف ذغال که بیشتر ناشی از سوختن میباشد را میتوان کاهش داد.
مصرف زغالسنگ کوره از حدود 45% در کورههای قدیمی به حدود 12% در این کوره رسیده و به همین نسبت هزینههای تولید کمتر شده است.
بخش زیادی از گازهای مزاحم مانند دیاکسید کربن و دیاکسید سولفور و یا هالوژنها در صورت وجود در خوراک، در کوره کلسینه خارج میگردند.
با اصلاح کوره ولز قدیمی، به دلیل تسلط اپراتور به محیطهای مختلف کوره مثل منطقه پیشگرم و منطقه کلسینه و احیاء کاربری کوره آسان شده است.
راندمان بالا در حدود 90-95 درصد، امکان استفاده برای کانسنگهای روی کمعیار و با کانیشناسی پیچیده و با مصرف اسید بالا، کنترل راحت کوره و کاهش هزینههای فرآوری بهخصوص مصرف ذغال و استفاده از مزیت وجود گاز طبیعی در کشور از مزایا و امتیازات ویژه این طرح میباشد.
خوراک مورد استفاده در کوره ولز مجتمع آهنگران، کانه کمعیار سرب و روی معدن تکیه و کانه کمعیار آهن معدن آهنگران میباشد.
در فرایند کوره ولز، خوراک بعد از خردایش و دانهبندی و رسیدن به اندازه حدود 3-10 میلیمتر، وارد کوره میشود. کوره ولز آهنگران از سه بخش با نام کوره خشککن با دمای 300-400 درجه سانتیگراد، کوره کلسینه با دمای حدود 700-800 درجه سانتیگراد و کوره احیا با دمای حدود 1200 درجه سانتیگراد تشکیل شده است که به صورت عمود بر هم قرار گرفتهاند. به طوری که خوراک ورودی با خروج از یک کوره وارد کوره بعدی میشود.
در کوره خشککن رطوبت موجود در خوراک اولیه با برخورد با گاز خروجی از گازهای کوره کلسینه خارج میشود. در کوره کلسینه، کانیهای کربناتی موجود در خوراک کلسینه شده و گاز دیاکسید کربن محتوی آن آزادشده و به همراه ذرات گردوغبار خارج میگردد.
در این کوره عمل تشویه یا خروج گاز دی اکسید گوگرد در صورت وجود ترکیبات سولفیدی در خوراک نیز انجام میشود. محیط این کوره اکسایشی میباشد تا خروج گازهای دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد بهراحتی انجام گیرد.
دی اکسید سولفور، مواد فرار و ترکیبات کلر و فلوئور دار در صورت وجود، در کوره کلسینه از خوراک آزاد شده و با ورود به سیستم جمعآوری غبار (که از سیکلون و اسکرابر ونتوری و اسکرابر استوانهای تشکیل شده)، این ترکیبات در چندین مرحله با استفاده از آب و ترکیبات قلیایی دیگری مانند آب آهک حذف میگردند.
خوراک کلسینه شده و با دمای حدود 800 درجه سانتیگراد، به همراه ذغال وارد کوره احیای میشود.
در اثر سوختن بخشی از ذغال و همچنین به واسطه مشعل موجود در انتهای کوره احیای، دمای به حدود 1100-1200 درجه سانتیگراد میرسید. این دما با افزایش و کاهش میزان گاز ورودی به مشعل قابل تنظیم است. دور این کوره نیز قابلتغییر است و زمان ماند خوراک در داخل این کوره با توجه به دور کوره متفاوت میباشد.
در این فرایند فلز روی موجود در خوراک با ذغال به صورت مستقیم و با گاز مونواکسید کربن تولید شده در کوره احیاشده و تبخیر میشود. بعد از تبخیر دوباره روی در فاز گازی با اکسیژن موجود واکنش داده و اکسید میشود تا پودر سفید رنگ اکسید روی تشکیل گردد.
گاز حاوی اکسید روی خروجی از کوره احیا وارد اتاق آرام شده تا ذرات درشت در این اتاقک تهنشین شوند. گازهای خروجی داغ در ادامه برای خنکسازی شدن وارد سیکلون های جداکننده میشوند تا ذرات درشتتر در این سیکلون ها جداسازی شوند.
اندازه ابعادی اکسید روی و سرب در حدود 3 میکرون میباشد. گاز حاوی اکسید روی داغ وارد لولههای خنککننده میشوند طول این لولهها 400 متر میباشد گازهای خروجی خنک شده وارد اسکرابر ونتوری میشود در این اسکرابر گازهای حامل اکسید روی با آب به شدت ترکیب میشود.
گاز خروجی عاری از اکسید روی برای حذف آلایندههای دیگر مانند دی اکسید کربن و رسیدن به استاندارد محیط زیستی وارد اسکرابر استوانهای میشوند، در این اسکرابر های برای حذف آلایندهها از پاشش آب و آب آهک استفاده میشود تا گازهای خروجی از کوره بدون کمترین آلایندگی وارد اتمسفر گردند.
خوراک بعد از احیای در کوره، در نهایت از انتهای کوره به پایین به صورت باطله گداخته به محل مخصوص تخلیه آن ریخته میشود این مواد بعد از سرد شدن به دپوی باطله انتقال داده شود.