CS224964B1 - Zařízení pro výrobu práškového zinku - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro výrobu práškového zinku, který tvoří základ anodové hmoty elektrochemických zdrojů proudu. Zinkový prach, určený pro výrobu alkalických burelových článků, jež jsou hermeticky uzavřeny, musí mít vysokou pasivitu, to je korozivzdornost vůči alkalickému elektrolytu těchto článků. Nehí-li tato podmínka dostatečně splněna, zinek se rozpouští za současného vývoje vodíku, neboí nastává tzv. plynování. Tlak vodíku v alkalickém burelovém' článku stoupá a po překročení určité hranice dochází k destrukci článku a jiným nežádoucím jevům. Koroze a tím i vylučování vodíku je zvyšována převážnou většinou nečistot obsažených v zinkovém prachu, ' . Výroba práškového zinku se dosud provádí převážně pomocí běžného elektrolyzéru. Kvalita práškového zinku touto metodou dosahovaná je sice vyhovující, nevýhodou této metody je však poměrně značné časové a energetická náročnost, která se projevuje obzvláště nepříznivě při. hromadné výrobě práškového zinku. Kromě toho jsou pro roztavené kovy používány pánve žáruvzdorV ných materiálů, které ovšem nezaručují vyloučen/ kontaminace roztaveného zinku, jako je tomu v případě, použití křemenné pánve. ' Dále je známo zařízení pro výrobu kovových prášků. Podsta ta tohoto zařízení, které sestává z vlastní rozprašovací soustavy a rozprašovací komory.spočívá v tom, že rozprašovací sousta-; va je tvořena pánví, jejíž výtokové část tvoří přímo část rozprašovací trysky doplněné na úrovni její výtokové hrany vnějším prstencem, se kterým vytváří kruhovou štěrbinu v ústí rozprašovací trysky. Pomocí tohoto zařízení je možno vyrábět velmi jemné částice rozprašovaných kovů dopadající po přůchodu rozprašovací komorou na její chlazené dno. Výrobní výtěžnost práškového zinku

Description

Vynález se týká zařízení pro výrobu práškového zinku, který tvoří základ anodové hmoty elektrochemických zdrojů proudu.

Zinkový prach, určený pro výrobu alkalických burelových článků, jež jsou hermeticky uzavřeny, musí mít vysokou pasivitu, to je korozivzdornost vůči alkalickému elektrolytu těchto článků. Nehí-li tato podmínka dostatečně splněna, zinek se rozpouští za současného vývoje vodíku, neboí nastává tzv. plynování. Tlak vodíku v alkalickém burelovém' článku stoupá a po překročení určité hranice dochází k destrukci článku a jiným nežádoucím jevům. Koroze a tím i vylučování vodíku je zvyšována převážnou většinou nečistot obsažených v zinkovém prachu, ' . Výroba práškového zinku se dosud provádí převážně pomocí běžného elektrolyzéru. Kvalita práškového zinku touto metodou dosahovaná je sice vyhovující, nevýhodou této metody je však poměrně značné časové a energetická náročnost, která se projevuje obzvláště nepříznivě při. hromadné výrobě práškového zinku.

Kromě toho jsou pro roztavené kovy používány pánve žáruvzdorV ných materiálů, které ovšem nezaručují vyloučen/ kontaminace roztaveného zinku, jako je tomu v případě, použití křemenné pánve. '

Dále je známo zařízení pro výrobu kovových prášků. Podstata tohoto zařízení, které sestává z vlastní rozprašovací soustavy a rozprašovací komory.spočívá v tom, že rozprašovací sousta-; va je tvořena pánví, jejíž výtokové část tvoří přímo část rozprašovací trysky doplněné na úrovni její výtokové hrany vnějším prstencem, se kterým vytváří kruhovou štěrbinu v ústí rozprašovací trysky. Pomocí tohoto zařízení je možno vyrábět velmi jemné částice rozprašovaných kovů dopadající po přůchodu rozprašovací komorou na její chlazené dno. Výrobní výtěžnost práškového zinku 'Λ

224 984 s požadovanou frakcí 63 - 630 ^im pro výrobu alkalických burelových článků pomocí tohoto zařízení by však byla poměrně malá.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje podle tohoto vynálezu zařízení pro výrobu práškového zinku sestávající z rozprašovací komory a rozprašovací soustavy. Podstata vynálezu spočívá v tom, že rozprašovací soustava sestává z pánve na roztavený zinek, které zásahuje tryskou nad úroveň výtokové hrany tlakové plynové rozprašovací trysky, jejíž nepohyblivý díl vnější rotační kuželovou plochou vytváří spolu s vnitřní rotační plochou dolního otočného dílu regulovatelnou výstupní plochu tvaru mezikruží tlakové, plynové rozprašovací trysky, přičemž vnější rotační kuželová plocha nepohyblivého dílu svírá s vertikální osou tlakové, plynové rozprašovací trysky úheldC =10° až 20°, zatímco vnitřní, rotační plocha dolního otočného dílu svírá s vertikální osou tlakové plynové rozprašovací trysky úhel o půl stupně větší, než je úhel«£ a přechází v horní třetině dolního otočného dílu v kruhově zaoblen nou plochu.

Pánev na roztavený zinek a její kruhová tryska mohou být výhodně zhotoveny z křemene. Vyšší účinek zařízení pro výrobu práškového zinku podle vynálezu proti dosavadnímu stavu spočívá v tom, že proud tekutého zinku vytékající z křemenné pánve je rozprašován dynamickým tlakem dusíku, vycházejícím z kruhové regulovatelné trysky, jejíž geometrické uspořádání zajišťuje 75 - 85½ výtěžnost frakce zinkových částic 63 - 630 |im. Další výhoda spočívá v podstatném zkrácení výrobního procesu, čímž dochází jak k úspoře pracovní kapacity, tak i elektrické energie. Mimoto je při použití křemenné pánve a křemenné trysky pro roztavený zinek zajištěňb zachování původní čistoty zinku bez nebezpečí kontaminace nežádoucími nečistotami.

Zařízení pro výrobu práškového zinku podle vynálezu bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení s pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje celkovou sestavu rozprašovacího zařízení obr. 2 znázorňuje detail zásobní nádoby s rozprašovací tryskou v řezu obr. 3 znázorňuje uspořádání tlakové, plynové rozprašovací trysky v řezu

lobuje uspořádáni přívodů stlačeného plynu do

224 964 tlakové, plynové rozprašovací trysky uvedené v půdorysu

Zařízení pro výrobu rozprašovaného zinku podle vynálezu, zná zorněné na,«p^R-. 1, se skládá z rozprašovací komory 1_, která je umístěna nad usazovací vanou 2, naplněnou redestilovanou vodou 21. V horní části rozprašovací komory 1 je umístěna rozprašovací soustava ’ . sestávající ze zásobní nádoby 3 a tlakové, plynové rozprašovací trysky 4 pro rozprašování roztaveného zinku. Hlavní částí zásobní nádoby J je křemenná pánev 5, na roztavený zinek 22, která zasahuje svou kruhovou křemennou tryskou 6 nad úroveň výtokové hrany 25 tlakové, plynové rozprašovací trysky 4. Křemenná pánev 5, js osově zasunuta do odporové pícky 10. Další částí zásobní nádoby J je válcový plášň 7 rozprašovací sous-tavy který je zakončen snímatelným víkem S. V horní části snímatelného víka 8 je umístěn přetlakový nástavec 9 rozprašovací soustavy kterým se při.ádí stlačený plyn, například dusík nebo argon nad hladinu roztaveného zinku 22, Zásobní nádoba 3 je uchycena v držáku 11 rozprašovací soustavy který je spojen přes tři distanční sloupky 12 se základní deskou 13 rozprašovací soustavy a tlakové plynové_zrozpraŠovací trysky 4. Stlačený dusík se přivádí přívody 16 a 16'do horního nepohyblivého dílu 14 tlakové, plynové rozprašovací trysky 4. Zmíněný nepohyblivý díl 14 vnější rotační kuželovou plochou 26 vytváří spolu s vnitřní rotační plo_ chou 27 otočného dílu lj? tlakové, plynové rozprašovací trysky 4 regulovatelnou výstupní plochu 17 tvaru mezikruží, přičemž vnější rotační kuželová plocha 26 dolního nepohyblivého dílu 14 svírá s vertikální osou rozprašovací trysky 4 úhel <C»1G - 20°, zatímco vnitřní rotační plocha 27 otočného dílu 15 svírá s vertikální osou tlakové plynové rozprašovací trysky 4 úhel o půl stupně větší, než úhel <C a přechází v horní třetině dolního otočného dílu IS v kruhově zaoblenou plochu, jak je znázorněno na obr. 3· Tlaková plynová rozprašovací tryska 4 znázorněná na obr. 2 je uchycena v základní desce 13.

Při provozu rozprašovacího zařízení pro výrobu práškového zinku je tavenina zinku nalévána do horní části zásobní nádoby J,. Prochází skrz křemennou pánev 2} která je vyhřívána odporovou

224 964 píckou 10 no teplotu 350 - 45Ο°Ο. V dolní části křemenné pánve

5. je tekutý zinek 22 koncentrován kruhovou křemennou tryskou 6 do kruhového proudu 23, který padá do středu tlakové, plynové rozprašovací trysky 4. Přívody 16 a 16’ znázorněnými na obr. 4 je do tlakové plynové rozprašovací trysky 4 přiváděn stlačený dusík., který vytéká výstupní plochou 17 tvaru mezikruží. Výstupní plocha 17 tvaru mezikruží je' dána vzájemným postavením nepoIhjablivého dílu 14 a otočného dílu 15 tlakové, plynové rozprašovaicí trysky 4. Proud 19 stlačeného dusíku z tlakové, plynové rozprašovací trysky 4 vytékající výstupní plochou 17 tvaru mezikruží, znázorněný na obr.”2, vytváří pod tlakovou plynovou rozprašovací tryskou 4 rozprašovací kužel 18 dusíku. Ve vrcholu 24 rozprašovacího kužele protíná' proud 19 stlačeného dusíku kruhový proud 23 tekutého zinku 22, který se rozpadá působením dynamického tlaku stlačeného dusíku na jemné částice 20 tekutého zinku. Nastavením určité velikosti výstupní plochy 17 tvaru mezikruží je možno dosáhnout výtěžnost 75 - 85% částic zinkového prachu p velikosti částic 63 - 630 /um při různých podmínkách, to je při různé rychlosti výtoku roztaveného zinků 22 do tlakové plynové rozprašovací trysky 4 a při různém množství přiváděného roztaveného zinku do této trysky, závisejícího na velikosti výstupní plochy kruhové křemenné trysky 6. Rozprášené jemné částice 20 tekutého zinku se ochlazují v proudu dusíkové atmosféry a padají rozprašovací komorou JL· do usazovací vany 2, znázorněné na obr. 1, z níž je pak prachový zinek vybírán, sušen a sítován.

Použitím zařízení pro výrobu rozprašovaného zinku s regulovatelnou tlakovou plynovou rozprašovací tryskou v sestavě s křemennou pánví je možno při provozu zařízení dosáhnout optimálního zastoupení frakce velikosti částic v rozmezí 180 '- 220 ^um pro různé podmínky rozprašování tekutého zinku. Změnou parametrů rozprašovacího zařízení podle vynálezu, to je změna geometrického nastavení tlakové, plynové rozprašovací trysky, rychlost výtoku roztaveného zinku z křemenné pánve a množství roztaveného zinku přiváděného dd tlakové, plynové rozprašovací trysky, je možno získat zinkový prach s různým poměrným zastoupením frakcí o velikosti částic 63 - 630 /ím.

Claims (2)

1. Zařízení pro výrobu práškového zinku, sestávající z rozprašovacííkomory a rozprašovací soustavy, význačné tím, že rozprašovací soustava sestává z žáruvzdorné pánve (5) na roztavený zinek (22), která zasahuje tryskou (6) nad úroveň výtokové hrany (25) tlakové plynové rozprašovací trysky (4), jejíž nepohyblivý díl (14) vnější rotační kuželovou plochou (26) vytváří spolu s vnitřní rotační plochou (27) dolního otočného dílu (15) regulovatelnou výstupní plochu mezikruží (17) tlakbvé, plynové rozprašovací trysky (4), přičemž vnější rotační kuželová plocha (26) nepohyblivého dílu (14) svírá s vertikální osou tlakové, plynové rozprašovací trysky (4) = 10°až 20°, zatímco vnitřní rotační plocha (27) dolního otočného dílu (15) svírá s vertikální osou tlakové plyhové rozprašovací trysky (4) úhel o půl stupně větší, než je úhel a přechází v horní třetině dolního otočného dí.'lu (15) v kruhově' zaoblenou plochu.

2, Zařízení pro výrobu práškového zinku podle hodu 1, vyznačené tím,i že pánev (5) na roztavený zinek a její kruhová tryska (6) jsou zhotoveny z křemene.