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Elektrischer Ofen zur kontinuierlichen Gewinnung von Zink aus Erzen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Ofen zur kontinuierlichen Gewinnung von Zink aus Erzen, der mit einem elektrisch beheizten Kondensator verbunden ist, dessen Temperatur nach Bedarf geregelt werden kann. Der Erfindung gemäss wird dieser Kondensator
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in den Gang der Gase und Dämpfe eingeschaltet werden, um eine Umwandlung etwa gebildeten Zinkoxvds und Kohlendioxyds in Zinkdampf bezw. Kohlenoxyd zu erreichen, damit sich das Zmk in der gewünschten reinen flüssigen Form unter dem Schütze der reduzierenden Atmosphäre desKohlenoxydsabschcidenkann.
Die Zeichnungen veranschaulichen in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines solchen Ofens
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des Kondensators in Ansicht und Schnitt. Der eigentliche Ofen besteht aus einem geschlossenen Tonxylinder rt, durch dessen obere Wandung zwei Elektroden b und bl in die Beschickung ein-
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in der Decke des Ofens und wird durch eine Transportschnecke herbeigeführt, welche sie einem vertikalen Schüttrohr k entnimmt, das die untere Fortsetzung eines Vorratstrichters l bildet.
Die Öffnung i kann durch einen Niederschlag von Zil1ktröpfchen, Zinkstaub, Erzteilchen oder Spritzern des geschmolzenen Bades im Ofen verstopft werden. Sie wird in diesem Fall m'ttels eines Riinmers n frei gemacht, welcher in der Onnung i gedreht und auf-bezw. abbewegt werden kann. Das Sttchloch t des () fens ist durch eine Hilfselektrode u abgeschlossen, die von einem Hchel ? getragen wird, der bei x angelenkt ist. Ein anderes Gelenk des Hebels v ist bei z auf der die Kohle haltenden Hülse angebracht. Die Stirnseite des Ofens, in welcher das Stichloch vor-
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ist und gegebenenfalls zum raschen Freimachen des Ofens aufgemacht werden kann, ohne dass sich der Ofen indes merklich abkühlt.
Die Reihenfolge der Operationen bei gewöhnlichem Ofengang ist folgende : Einige Minuten
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in Bewegung zu setzen, um sicher zu sein, dass die Beschickungsöffnung i nicht verlegt ist ; darauf wird unter Betätigung der Hilfselektrode u abgestochen, sodass der Lichtbogen zwischen dieser Kohle und der Schlacke, die man abstechen will, überspringt. Sobald der Abstich beendigt ist, Wird die Transportschnecke wieder in Bewegung versetzt und dieselben Operationen wiederholen sich in regelmässigen Zwischenräumen, deren Grösse von der Natur des zu behandelnden Erzes abhängt.
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Im wesentlichen aus einem vertikalen gusseisernen Zylinder 1, der innen mit einem Futter von feuerfestem. Ton versehen ist und oben einen etwas grösseren Durchmesser als unten besitzt. Ein dünnwandiges Rohr 2 aus'feinkörnigem und sehr fest gestampften, feuerfestem Ton oder einer anderen bei derartigen Temperaturen möglichst porösen Masse führt von oben nach unten achsial durch den Kondensator. Zwischen der äusseren Wand dieses Rohres und der inneren Wand des Kondensators entsteht ein schmaler, ringförmiger Raum.
Das Rohr 2 ist mit Retortenkohlen-
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nach Wunsch den Kondensator mehr an seinem oberen oder an seinem unteren Ende erhitzen. anstatt ihn in seiner ganzen Länge zu beheizen, indem man die die Hitze abgebende Kohlensäute mehr nach oben oder mehr nach unten durch entsprechendes Einstellen der Elektroden J und verlegt. Nach dem genannten Prinzip kann man bei der elektrischen Heizung auch Heizsäuleil benutzen, die in jeder anderen geeigneten Weise angeordnet sind, z.
B. mit Hilfe übereinander angeordneter oder ineinander gesetzter Scheiben von Elektrodenkohle oder von Karborundum. wobei diese Säulen an den Enden des Kondensators mittels aus Metall oder Kohle ill geeigneter Weise hergestellter Kopfstücke gehalten werden, während die Heizung in derselben Weise, wie oben beschrieben, geregelt werden kann. Das wesentliche Merkmal des Kondensators ist seine Innenbeheizung durch Elektrizität, wobei die Anordnung der einzelnen Teile so getroffen wird. dass die Regelung der Temperatur ganz nach Wunsch für jeden Teil des Kondensators geschehen kann.
Der elektrische Lichtbogen, den man zwischen zwei vertikal übereinander stehende Elktroden überspringen lassen könnte, die anstelle des Rohres 2 angeordnet sind, oder Heizsäulen. wie sie oben beschrieben worden sind, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Innen beheizung des Kondensators für die Zinkdämpfe einander vertreten. Von der Öffnung tl strömen die Zinkdämpfe in den Kondensator 1 und treten dort tangential ein, wie dies die Zeichnung zeigt. In der Wand des Kondensators ist gegenüber der öffnung tel ein Verschlussstück J eingesetzt. durch welches eine Kratze 6 zum eventuellen Freimachen der Öffnung t'hindurchgeführt ist.
Das aus dem Dampf sich kondensierende flüssige Zink fliesst auf die geneigte Sohle des Kondensators und wird durch die untere Öffnung 7 abgestochen. Auf jeder Seite der Öffnung ; sind in der unteren Wand des Kondensators zwei Stopfen 8 angeordnet, durch welche zwei Kratzen IfJ hindurchgeführt sind, mittels deren man den Boden des Kondensators von Zinkstauh. der sich dort zt) fälli bei unregelmässigem Ofengange absetzen kann. reinigen kann.
Eine andere Ausführungsform des Kondensators, die zweckmässig in dem Falte benutzt wird, wo man Zinkerze verarbeitet, welche Kohlensäure oder Feuchtigkeit enthalten, ist ill den Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei der Verarbeitung unvollkommen gerösteten Galmeis und besonders roher Blenden, deren Gangart kohlensauren Kalk oder Feuchtigkeit enthält, oxydieren die Kohlen säure und der Wasserdampf, welche sich im Ofen gleichzeitig mit den Zinkdämpfen entwickeln. die letzteren und bewirken die Bildung von oxvdhaltigen Zinkstaub im Kondensator und iiii Ofen selbst. Man vermeidet diesen Nachteil, indem man die Metalldämpfe zwingt, nach ihrelll Austritt aus dem Ofen über eine Säule von glühenden Kohlen hinwegzustreichen.
Die Kohlensäure und der Wasserdampf werden dann ill Gegenwart der auf Rotglut erhitzten Kohle reduziert.
Der Zinkstaub, der sich innerhalb des Ofens bilden kann. wird durch das Abziehen der Zinkdämpfe mitgerissen und während seines Durchganges durch die glühende Kohle wird das Zinkoxyd dieses Staubes unter Bildung von Zinkdämpfen und Kohlenoxyd auch reduziert. Auf diese Weise hat man nach dem Durchleiten des Gases und der Metalldämpfe durch diese Säule von auf lebhafte Rotglut erhitzter Kohle nur noch Kohlenoxyd und Zinkdämpfe, welche sich in dieser reduzierenden Atmosphäre zu geschmolzenem Zink kondensieren können. Dieses Hindurchführen der Gase und Dämpfe durch glühende Kohlen nach dem Austritt aus dem Ofen ist mit der Kondensation der Zinkdämpfe in einem Kondensator verbunden, welcher auf geeigneter Temperatur mittels einer regelbaren elektrischen Beheizung nach dem vorher erläuterten Prinzip gehalten wird.
Die zu dem eben beschriebenen Zweck bestimmte Vorrichtung besteht aus einem vertikalen Zylinder aus zwei Teilen 20 und ; M, welche aus feuerfestem Ton gefertigt und in einem abnehmbaren eisernen Mantel eingelagert sind. Der Teil 20 hat die Form eines zylindrischen Schachtes, dessen Boden eine grosse Öffnung besitzt. Über den Teil 20 ist ein Schüttrichter 22 aus feuerfestem Ton mit Eisenarmatur in zylindrischer bezw. konischer Form angeordnet. Die in dem Ofen entstehenden Metalldämpfe und Gase strömen durch den Rohrstutzen 23 in diesen Teil 2U
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ein. In der vertikalen Achse des Teils 21 ist ein hohler Zylinder 24 aus feuerfestem Material vor- gesehen, der an seinem oberen Teile mit einer Erweiterung versehen ist, deren Umfang gegen die Wandung von 21 stösst.
Eine Anzahl von oeffnungen 25 ist in diesem erweiterten Rande des Zylinders vorgesehen. Der obere Teil dieser Erweiterung des Zylinders 24 setzt sich bis auf eine kleine Entfernung unterhalb des äusseren unteren Randes des Schachtes 20 fort. In der vertikalen Achse der ganzen Vorrichtung sind zwei zylindrische Kohlenelektroden (von viel kleinerem Durch messer als, die des eigentlichen Ofens) angeordnet. Die obere Elektrode 26 wird durch einen eisernen Rahmen 27 gehalten, der auf der Armatur des Schüttrichtera 22 befestigt ist. Der metallische Kopf dieser Elektrode, an welchem die biegsamen Stromzuführungs-Kabel angebracht sind, ist elektrisch isoliert an einer mit Gewinde versehenen, senkrecht in einer Mutter 28 bewelichen
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Teile des Ofens isoliert.
Wenn man einen eisernen Stift in die Löcher 31 einführt, kann man nach Wunsch die Stange 30 in der Mutter 32 auf-oder abwärts schrauben. d. h. also die Elektrode 29 behufs Regelung der Beheizung oder Auseinandernehmens des Apparates höher oder tiefer stellen.
Der Schüttrichter 22 des Schachtes 20. der innere Zylinder 24 und seine obere Erweiterung sind mit kleinstückiger Kohle angefüllt. Die Kohle nimmt in den verschiedenen Teilen des Apparates den Raum ein. wie er in der Zeichnung angegeben ist, und lässt die Räume im oberen Teile vus 2) und im oberen Teile von 21 frei. Die Kohle gleitet von selbst von oben nach unten in dem Masse. wie man den Apparat arbeiten lässt.
Ehe der Ofen in Gang gesetzt wird, bringt man die Elektroden 26 und 29 m Berührung.
Man lässt die Elektroden in Berührung, bis die Kohlen, welche die Elektroden umgeben, zum Glüben gebracht sind. Darauf entfernt man nach und nach die Elektroden, wobei man die Spannung
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ri Schüttrichters und dem oberen Teile des mittleren Zylinders 24 in Glut sich befindet. Von diesem Augenblick an kann man den Ofen anstellen. Die Metalldämpfe. welche durch den Rohrstutzen 23 austreten, werden durch diese dichte. glühende Schicht im Sinne der Pfeilrichtung filtriert : diese Dämpfe kondensieren sich, nachdem sie die Öffnung 25 durchströmt haben, während
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den Boden des Apparates reinigen, olme den Gang zu unterbrechen.
Das cutstehende Kohlenoxyd und die sich nicht kondensierenden Gase werden durch den Rohrstutzen 35 m emen Abzug geipitet.
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Aschen, weiche ein wenig Zink enthalten, werden mit dem Erz zusammen wieder in den Ofen gegeben. wo sie etwas als Flussmittel wirken. In dem Schüttrichter 22 werden die Zinkdämpfe, welche nach auHen durch die Kohle hindurchstreichen wollen, sofort in Zinkstaub übergeführt. sobald sie mit den @rsten kalten Schichten in Berührung kommen. Der Zinkstaub bildet einen dichten Verschtuss und verhindert jedes Entweichen der Dämpfe : dieser Verschluss bildet sich ganz selbsttätig.
Um die Temperatur m dem Kondensator zu regeln, entfernt man die Elektroden mehr oder
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