DE158545C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den bis jetzt bekannt gewordenen elektrothermischen Verfahren der Zinkdestillation haften nach Ansicht der Erfinder Mängel an, welche den Betrieb unwirtschaftlich gestalten, und zwar zum großen Teil deshalb, weil das Zink fast ausschließlich in Staubform mit Zinkoxyd gemischt erhalten wird.

Die Schwierigkeit, beim elektrothermischen Verfahren die Zinkdämpfe zu verdichten,

ίο rührt daher, daß die Zinkdämpfe durch größere Mengen Kohlenoxydgas als beim Muffelofenbetrieb verdünnt werden und bei einigen Verfahren eine weitere Verdünnung durch die mit der Beschickung eingeführte Luft und Feuchtigkeit eintritt. Eine gute Verdichtung der auf diese Weise gewonnenen Zinkdämpfe ist selbst bei Vorwärmung der Beschickung erst unter Verwendung" zweckentsprechender Vorrichtungen und unter Druck

möglich. Ein weiterer Ubelstand der bekannt gewordenen Verfahren ist der, daß die durch den Zersetzungsvorgang entstehende Wärme nicht genügend ausgenutzt wird.

Diese Übelstände sollen durch das vorliegende Verfahren vermieden werden. Dasselbe besteht darin, daß die in der Heizzone, die zwischen einer Glockenelektrode und einer Ringelektrode liegt, entstandenen Zinkdämpfe und Kohlenoxydgase zunächst in die Glockenelektrode eintreten. Dieselbe hat den Zweck,, die überschüssige Wärme an die sie umgebende Beschickung behufs Trocknung und Vorwärmung abzugeben und den Druck bei etwa stoßweiser und plötzlicher Gasentwicklung zu regeln, damit die Gase mit einer für die Verdichtung günstigen Wärme und unter gleichmäßigem Druck in das Verdichtungsrohr gelangen. Die in demselben entstehenden Zinktröpfchen werden infolge der Geschwindigkeit des Gasstromes mit fortgerissen und scheiden sich bei der Brechung des Gasstromes —■ beim Austritt in den Verdichtungsraum — gut ab. In letzterem findet ebenso wie in der Vorlage eine weitere Verdichtung statt, und da der Gasstrom sowohl den Verdichtungsraum als auch die Vorlage erhitzt, so bleibt das flüssige Zink in diesem Zustande erhalten und kann als solches abgestochen werden.

Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform des für dieses Verfahren erforderlichen Ofens, und zwar in Fig. 1 im senkrechten Schnitt und in Fig. 2 im wagerechten Schnitt nach der Linie A-B der Fig. i. Der Ofen besteht im wesentlichen aus einer geschlossenen Elektrodenglocke a, die vom Beschickungsschacht d umgeben wird, und einer ringförmigen unteren Elektrode b, in deren Mitte sich das Ableitungsund Verdichtungsrohr e befindet, welches einerseits in die Elektrodenglocke α hineinragt und andererseits in den Verdichtungsraum f mündet. Hieran schließt sich die Vorlage g, welche mittels des Kanals h mit der Flugstaubkammer in Verbindung steht.

Die Stromzuführung zu den Elektroden

vermitteln die Kontakte i und /-,; für den Abstich sind vorgesehen die Abstichlöcher k und Zt₁, ersteres für Blei und Schlacken, letzteres für Zink. Zum Ansammeln des Zinks und zur Abdichtung des Kanales It₁ dient der Wagen /.

In diesem Ofen wird das Zink in folgender Weise gewonnen: Nachdem der Schacht d mit dem vorbereiteten Schmelzgute c beschickt

ίο ist, findet nach und nach die Zersetzung" desselben zwischen den beiden Elektroden α und b in der Schmelzzone statt. Die entstehenden Zinkdämpfe und Kohlenoxydgase werden am Entweichen nach außen hin durch das hoch aufgeschüttete Schmelzgut verhindert und gezwungen, in das Innere der Elektrodenglocke α zu gehen. Hier werden die Gase gesammelt und zur Ruhe gebracht, damit die plötzliche und oft stoßweise Entwicklung der Zinkdämpfe durch den großen Raum der Glocke ausgeglichen wird. Die Gase und Zinkdämpfe geben ihre überschüssige Wärme an die Wände des Kohlenrohres α ab und werden dann von den nachdringenden Gasen durch das Abführungs- und Verdichtungsrohr e in die Verdichtungskammer/gedrückt. Die vorherige Abkühlung der Zinkdämpfe und Kohlenoxydgase durch die Beschickung und die Länge des Rohres e bewirken, daß erstere auf den für die Abdichtung erforderlichen Wärmegrad gebracht werden. Die Verdichtung der Zinkdämpfe wird weiterhin befördert durch den Druck, unter dem dieselben infolge der Ofenbauart stehen, und durch die Reibung derselben an den Wandungen des Verdichtungsrohres. Die im letzteren abgeschiedenen flüssigen Zinktröpfchen werden von dem Gasstrome mit fortgerissen und scheiden sich beim Austritt desselben in den Verdichtungsraum ab. Die nicht auf diesem Wege verdichteten Zinkdämpfe werden entweder in dem Verdichtungsraum oder in der sich an denselben anschließenden Vorlage weiter verflüssigt, während die letzten Spuren davon in bekannter Weise entweder durch die Kleemann'sehe Vorlage oder durch Ballons sowie in der Flugstaubkammer aufgefangen werden. Das im Verdichtungsraum aufgesammelte flüssige Zink gelangt durch das Abstichloch Ar₁ in den Wagen /. Das sich während der Reduktion ansammelnde Blei und die Schlacken werden von Zeit zu Zeit durch das Abstichloch k abgestochen.
Dieses Verfahren hat die Vorteile, daß

ι. die Wärme der entstehenden Gase zweckentsprechend ausgenutzt wird, denn dieselben erhitzen zunächst die Beschickung, wobei letztere von Luft und Feuchtigkeit befreit wird, umspülen dann das Verdichtungsrohr und erwärmen letzteres sowie den Verdichtungsraum nebst Vorlage, um dieselben auf einer für die Verdichtung der Zinkdämpfe günstigen Wärme zu erhalten,

2. durch die Verwendung der Elektrodenglocke der Druck und die Geschwindigkeit der Gase geregelt werden,

3. die Zinkdämpfe infolge des langen Weges unter Druck stehen und sich durch Reibung und Berührung, da das Verdichtungsrohr lang und von geringem Querschnitt ist, gut verdichten,

4. die Gase die im Verdichtungsrohr entstandenen Zinktröpfchen mit fortreißen und beim Austritt des Gasstromes in den Verdichtungsraum infolge Stoß und Brechung desselben gut abschleudern,

5. in die Schmelzzone und in den Ofen-, raum weder Luft noch Feuchtigkeit eindringen kann, selbst dann nicht, wenn beschickt oder Zink, Blei und Schlacken abgestachen werden,

6. das Zink ununterbrochen abgestochen werden kann.

In der Patentschrift 100921, Kl. 40, ist ein elektrischer Ofen für die Zinkgewinnung beschrieben, bei welchem statt der Elektrodenglocke mit in dieselbe hineinragendem Verdichtungsrohr ein Kohlenrohr mit daran befestigter Vorlage vorgesehen ist. Der Betrieb dieses Ofens, in welchem die Dämpfe und Gase nach oben durch das Kohlenrohr abgeführt werden, ist im Gegensatz zu der beschriebenen Ofenform, bei der die Abführung der Dämpfe und Gase durch ein besonderes, in die Glockenelektrode hineinragendes Verdichtungsrohr stattfindet, kein ununterbrochener, denn beim Auswechseln der Vorlage muß der Strom abgestellt werden, weil die Vorlage stromführend ist. Das Auswechseln der Vorlage und Abstellen des Stromes hat aber u. a. folgende Nachteile: Infolge Eindringens von Luft findet eine Oxydation der Zinkdämpfe statt, . was einen wesentlichen Metallverlust bedingt. Die in das Kohlenrohr eintretende kalte Luft bringt die Schlacke an ihrer Oberfläche zum Erstarren, wodurch die Stromleitung aufgehoben wird, so daß man gezwungen ist, Beschickung und Schlacke zu entfernen, um von neuem die Bildung des Lichtbogens zu bewirken. Das Einsetzen der kalten Vorlage bewirkt so lange die Bildung von Zinkstaub nebst Zinkoxyd, bis die Vorlage die erforderliche Temperatur angenommen hat. Die Arbeiter werden durch die bei dem Auswechseln der Vorlage austretenden Zinkdämpfe und Kohlenoxydgase gesundheitlich geschädigt. — Während weiter bei der Ofenform nach der Patentschrift 100921 die Beschickungshöhe je nach dem Abbrande der Kohlenelektrode wechselt, bleibt sie in dem oben beschriebenen Ofen konstant, was den Vorteil bietet, die Beschickungshöhe dem

günstigsten Druck für die Verdichtung der Zinkdämpfe entsprechend zu wählen, so daß letztere nicht durch die Beschickung austreten können, wogegen es beim Arbeiten nach der Patentschrift 100921 nicht ausgeschlossen ist, daß Zinkdämpfe durch die Beschickung hindurch entweichen. Infolge des großen Druckes, unter dem in dem vorliegenden Ofen die im Verdichtungsrohr befindlichen Zinkdämpfe stehen, findet auch eine bessere Verdichtung der letzteren statt, und schließlich ist ein weiterer Vorzug in der konstanten und gleichmäßigen Aufgabe der Beschickung zu erblicken, während bei Benutzung des Ofens nach der Patentschrift 100921 die bereits vorgewärmte Beschickung beim Auswechsel der Vorlage ganz oder teilweise, herausgenommen werden muß, was mit größerem Arbeitsaufwand sowie Wärme- und Zeitverlust verbunden ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Gewinnung von Zink im elektrischen Ofen unter Benutzung einer von der Beschickung umgebenen rohrförmigen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebildeten Zinkdämpfe und Kohlenoxydgase unmittelbar in eine oben geschlossene, rohrförmige Elektrode (a) eintreten läßt, welche als Wärmeausgleicher und Druckregler dient, und sie aus dem Innenraum dieser Elektrode durch ein in dieselbe von unten hineinragendes Rohr (e), welches von der ringförmigen Gegenelektrode (b) umgeben ist, dem Verdichtungsraum ff) zuführt, wobei sowohl dieses Rohr wie der Verdichtungsraum und die Vorlage von den abziehenden nicht verdichteten heißen Gasen bestrichen werden.

   Hierzu 1 Blntt Zeichnungen.