DE245361C

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Publication number: DE245361C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

~ M 245361 KLASSE 22/. GRUPPE~ M 245361 CLASS 22 /. GROUP

Dumbarton, Schottl., und SAMUEL BARROW WILSON in LONDON.Dumbarton, Schottl., And SAMUEL BARROW WILSON in LONDON.

aus Bleiglanz.from lead gloss.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. März 1909 ab.Patented in the German Empire on March 3, 1909.

auf Grund der Anmeldung in Großbritannien vom 24. März 1908 anerkannt.recognized on the basis of registration in Great Britain on March 24, 1908.

Zweck der in nachstehender Beschreibung niedergelegten Erfindung ist die Überführung natürlichen Bleiglanzes in ein weißes, aus basischem Bleisulfat bestehendes Pigment, welches vor dem altbekannten Bleiweiß neben größerer Billigkeit auch noch mancherlei andere Vorzüge voraus hat. Der Erfinder hat sich mit diesem Problem seit langer Zeit beschäftigt und die dabei erzielten Resultate in einer Reihe von älteren Patenten (deutsches Patent 53093, amerikanisches Patent 429522, deutsches Patent 155106, englisches Patent 2297/1901 und englisches Patent 6584/1908) niedergelegt.The purpose of the invention set out in the description below is the transfer natural lead luster into a white pigment consisting of basic lead sulfate, which before the well-known white lead, in addition to greater cheapness, there were also many other things Has advantages. The inventor has dealt with this problem for a long time and the results achieved in a number of older patents (German patent 53093, American patent 429522, German patent 155106, English patent 2297/1901 and English Patent 6584/1908).

Das Grundprinzip besteht bei allen diesen älteren Verfahren ebenso wie bei dem vorliegenden Verfahren darin, den Bleigehalt des Erzes in einem Windofen oder Generator zu verflüchtigen und so von der beigemengten Gangart sowie namentlich von dem Eisen zuThe rationale applies to all of these older methods as well as this one Process in which the lead content of the ore is volatilized in a wind furnace or generator and so from the admixed Gait and especially from the iron

ao trennen, dann aber dadurch in Form von basischem Sulfat zu gewinnen, daß man die Abgase des Ofens mit überschüssiger Sekundärluft verbrennt, wobei der Bleigehalt in der gewünschten Form eines Pigmentes sich niederschlägt und in geeigneten Kammern von den abziehenden Verbrennungsgasen getrennt werden kann.
Der Verlauf des im vorstehenden in seinen Grundlagen dargelegten Vorganges ist in hohem Grade abhängig von der Art und Weise der Durchführung des Prozesses. Bei den in den oben genannten älteren Patenten niedergelegten Arbeitsweisen ließen sowohl die erzielten Ausbeuten als auch die Qualität des gewonnenen Produktes zu wünschen übrig. Die Ausbeute stieg niemals über einen Betrag, der mehr als 80 bis höchstens 88 Prozenten des in dem aufgegebenen Erz enthaltenen Bleisulfides entsprach. Der Rest des Bleies fand sich in Form von Bleimetall in der Schlacke des Ofens. Die Qualität des Produktes ließ zu wünschen übrig, weil die Farbe desselben gelblich war, was darauf beruhte, daß das Produkt mehr Bleioxyd enthielt, als der Formel 2 Pb S O₄ · Pb O entsprach, welche als die richtige Zusammensetzung des gesuchten Pigmentes erkannt worden ist. Der Erfinder hat daher in seinen früheren Patenten, beispielsweise dem Patent 53093, eine Waschung des erzielten Produktes mit verdünnter Schwefelsäure in Vorschlag gebracht, durch welche indessen zwar das Bleioxyd in Sulfat übergeführt wurde, das Endprodukt aber kristallinische Beschaffenheit annahm, wodurch seine wertvollste Eigenschaft, nämlich die hohe Deckkraft, aufgehoben wurde.Separate ao, but then to win in the form of basic sulfate by burning the exhaust gases from the furnace with excess secondary air, the lead content is reflected in the desired form of a pigment and can be separated from the exhausting combustion gases in suitable chambers.
The course of the process, which is set out in its fundamentals above, is highly dependent on the manner in which the process is carried out. In the working methods laid down in the earlier patents mentioned above, both the yields achieved and the quality of the product obtained left something to be desired. The yield never rose above an amount corresponding to more than 80 to at most 88 percent of the lead sulfide contained in the ore abandoned. The rest of the lead was found in the form of lead metal in the furnace slag. The quality of the product left a lot to be desired because the color of the same was yellowish, which was due to the fact that the product contained more lead oxide than the formula 2 Pb S O ₄ · Pb O , which was recognized as the correct composition of the pigment sought is. In his earlier patents, for example patent 53093, the inventor therefore proposed washing the obtained product with dilute sulfuric acid, through which the lead oxide was converted into sulfate, but the end product assumed a crystalline nature, which is its most valuable property, namely the high opacity, has been canceled.

Der Erfinder hat jetzt die Ursache der vorhandenen Ubelstände erkannt und beseitigt dadurch, daß er die bei der Durchführung des Prozesses sich abspielenden Vorgänge genauer erforschte und die Apparatur unter Beibehaltung des ursprünglichen Prinzips in angemessener Weise umgestaltete. Er erzielte dadurch regelmäßige Ausbeuten an einem Produkt von der angegebenen Zusammensetzung,The inventor has now recognized the cause of the existing problems and eliminated them in that he more precisely the operations taking place in the execution of the process researched and the apparatus while maintaining the original principle in reasonable Way remodeled. As a result, he achieved regular yields of a product with the specified composition,

ίο welche einer Nutzbarmachung von 98 bis 99 Prozent des in dem Bleiglanz enthaltenen Bleisulfides entsprechen. Derartige Ergebnisse sind mit Hilfe der in den älteren Patenten angegebenen Arbeitsweisen nicht zu erhalten. Sie werden jetzt dadurch erreicht, daß die Höhe des benutzten Ofens beträchtlich vergrößert worden ist und sein Betrieb nach den unten angegebenen Grundsätzen geleitet wird. In dem zur Zeit bestehenden Betriebe beträgt die Schütthöhe des benutzten Ofens 1,835 m, also etwa das Vierfache dessen, was der Erfinder früher, wie sich aus dem Patent 155106, S. 2, Zeile 30 ergibt, für das Richtige hielt.ίο which a utilization of 98 to 99 percent of the lead sulfide contained in the lead gloss. Such results are cannot be obtained with the help of the working methods specified in the earlier patents. she are now achieved by considerably increasing the height of the furnace used and its operations are managed according to the principles set out below. In the currently existing company the dump height of the furnace used is 1.835 m, so about four times what the inventor used to do, as can be seen from patent 155106, p. 2, Line 30 yields, believed to be correct.

Der Grund dafür, daß eine derartige Änderung eine so durchgreifende Verbesserung des Verfahrens bewirkt und dasselbe erst lebensfähig gemacht hat, ergibt sich aus der jetzt gewonnenen Erkenntnis der Vorgänge im Ofen. In jedem Generator oder Windofen verbrennt der aufgeschüttete Koks in der untersten Zone der Schüttung mit dem zugeführten, im vorliegenden Falle zweckmäßig vorerhitzten Winde zu Kohlendioxyd, welches in der nächstfolgenden Zone durch die Reduktionswirkung des nachsinkenden Kokses zu Kohlenoxyd umgewandelt wird. Das so entstandene brennbare Generatorgas hat keine weitere Wirkung auf den Brennstoff, und es ist daher nicht üblich, die Schütthöhe derartiger öfen größer zu machen, als für die vollständige Reduktion des Kohlendioxydes erforderlich ist. Das Verfahren des Erfinders verläuft aber, wie jetzt erkannt worden ist, nur dann in befriedigender Weise, wenn eben die Schütthöhe noch weiter vergrößert wird, so daß in der Brennmaterialschicht des Ofens eine dritte Zone entsteht, in der eine chemische Wechselwirkung zwischen den Gasen und dem Brennmaterial nicht mehr stattfindet, vielmehr in dem letzteren bloß noch die Wärme aufgespeichert wird, welche die Gase mit sich führen.The reason why such a change is such a profound improvement in the The process that has brought about and only made it viable emerges from the now gained knowledge of the processes in the furnace. Burns in every generator or wind furnace the piled up coke in the lowermost zone of the bed with the supplied, in the present case expediently preheated winch to carbon dioxide, which in the next following zone by the reducing effect of the Sinking coke is converted to carbon dioxide. The resulting flammable Generator gas has no further effect on the fuel and it is therefore not common to to make the bed height of such furnaces larger than for the complete reduction of carbon dioxide is required. The inventor's procedure is as it is now has been recognized, only in a satisfactory manner if the dump height is still further is enlarged so that a third zone is created in the fuel layer of the furnace, in there is no longer any chemical interaction between the gases and the fuel takes place, rather in the latter only the heat is accumulated which the Carry gases with you.

Wenn nun in einen derartigen Ofen von oben Bleiglanz eingestreut wird, so schmilzt dieser und beginnt bei genügender Erhitzung im unzersetzten Zustande zu verdampfen, solange er in der eben erwähnten dritten Zone des Ofens verbleibt. Gelangt er aber, ehe seine Verdampfung beendet ist, bis in die zweite Zone des Ofens, so wird er auf Kosten des Säuerst off gehaltes des dort vorhandenen Kohlendioxydes zu Bleisulfat verbrannt, welches dann durch die Kohle zu metallischem Blei reduziert wird, in der Weise, wie es bei der normalen Bleigewinnung geschieht. Bei genügender Hitze des Ofens verdampft das Blei zum Teil und wird bei der nachfolgenden Verbrennung der Gase durch die zugeführte Sekundärluft in Form von Bleioxyd niedergeschlagen.If galena is sprinkled from above into such a furnace, it melts this and, when heated sufficiently, begins to evaporate in the undecomposed state for so long it remains in the third zone of the furnace just mentioned. But if he gets there before his Evaporation is finished until the second zone of the furnace, it will be at the expense of the Acid off the content of the carbon dioxide present there is burned to lead sulfate, which is then burned by which coal is reduced to metallic lead, in the same way as it is with normal Lead extraction happens. If the furnace is heated enough, the lead will partly evaporate and is in the subsequent combustion of the gases by the supplied secondary air in Form of lead oxide deposited.

Bei den in den älteren Patenten des Erfinders niedergelegten Arbeitsweisen gewann, wie sich aus den Beschreibungen dieser Patente deutlich ergibt, der eben erwähnte Vorgang die Oberhand. Der Erfinder war damals sogar der irrigen Ansicht, daß der Prozeß im Sinne einer Verbrennung des Bleiglanzes im Ofen selbst geleitet werden müsse, wie sich dies aus dem englischen Patent 2297/1901, S. 3, Zeile 25 und 26 deutlich ergibt. Infolgedessen wurde metallisches Blei in der Schlacke gefunden, und das gewonnene Pigment hatte einen zu hohen Gehalt an Bleioxyd.Among the working methods laid down in the inventor's earlier patents, how It is clear from the descriptions of these patents that the process just mentioned is the Upper hand. At the time, the inventor was even of the erroneous view that the process was in the sense of a Burning the galena must be headed in the furnace itself, as can be seen from the English patent 2297/1901, p. 3, line 25 and 26 clearly results. As a result, metallic lead was found in the slag, and the pigment obtained had too high a lead oxide content.

Bei der jetzt benutzten Arbeitsweise wird in dem Generator an der Oberfläche der Koksbeschickung dort, wo der Bleiglanz mit dem Koks in Berührung sich befindet, eine von Luftsauerstoff und Kohlensäure praktisch freie Gaszone für den dort entstehenden Bleisulfiddampf geschaffen und erhalten. Es wird also der weitaus größte Teil des Sulfides in der durch die Erhöhung der Schütthöhe genügend ausgebildeten Oberschichtzone des Windofens als solches verdampft und bei der nachfolgenden Verbrennung seines Dampfes mit Hilfe von Sekundärluft zu Sulfat oxydiert. Der basische Charakter des Produktes beruht wahrscheinlich auf einer partiellen Dissociation des bei der Verbrennung mit Sekundärluft entstehenden Sulfates und nicht auf dem Vorhandensein von Dämpfen metallischen Bleies in den aus dem Ofen entweichenden Gasen. Doch mag dies dahingestellt bleiben. Jedenfalls wird durch die jetzt befolgte Arbeitsweise das für den Erfolg des Verfahrens wesentliche Resultat erreicht, daß nicht mehr als ein Viertel des in dem Bleiglanz enthaltenen Bleisulfides in Form von Bleioxyd chemisch gebunden in dem Endprodukt sich wiederfindet, wodurch dieses letztere die für seine Verwendung als Pigment so wesentlichen Eigenschaften einer vollkommen weißen Farbe und einer hohen Deckkraft gewinnt.In the mode of operation now used, the coke charge is placed in the generator at the surface where the galena comes into contact with the coke, it is practically free from atmospheric oxygen and carbonic acid Gas zone created and maintained for the lead sulphide vapor produced there. So it will by far the largest part of the sulphide is sufficient due to the increase in the bed height formed upper layer zone of the wind furnace evaporated as such and in the subsequent Combustion of its steam with the help of secondary air is oxidized to sulphate. The basic character of the product is probably based on a partial dissociation of the resulting from the combustion with secondary air Sulphates and not on the presence of fumes metallic lead in the gases escaping from the furnace. But this may remain an open question. In any case, the working method now followed the result, which is essential for the success of the procedure, is that no more than a quarter of the lead sulfide contained in the galena in the form of lead oxide chemically bound in the end product finds itself again, whereby this latter the for its use as Pigment so essential properties of a perfectly white color and a high one Opacity wins.

Gemäß den vorstehend entwickelten Prinzipien gestaltet sich die Durchführung des Verfahrens in der Praxis folgendermaßen. Zur Erläuterung wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen. Fig. 1 zeigt die ganze Anlage, in welcher b den benutzten Windofen oder Generator darstellt; derselbe ist in Fig. 2 und 3 im Längsschnitt und Querschnitt abgebildet und muß eine solche Höhe haben, daß in ihm die in der vorstehenden theoretischen Darlegung erwähnten drei Zonen in vollem Um-In accordance with the principles developed above, the method is carried out in practice as follows. Reference is made to the accompanying drawing for an explanation. Fig. 1 shows the whole installation in which b represents the wind furnace or generator used; the same is shown in Fig. 2 and 3 in longitudinal section and cross-section and must have such a height that in it the three zones mentioned in the preceding theoretical explanation in full.

fange vorhanden sind. Der Generator ist mit einem Magnesiafutter versehen, der zugeführte Koks ruht auf drehbaren, wassergekühlten Roststäben e, welche durch den Mechanismus u, ν hin und her gedreht werden und auf diese Weise die Asche selbsttätig entfernen. Der Wind wird durch die Düsen c zugeführt und in der Weise vorerhitzt, daß er eine Spirale ο durchstreicht, welche in der weiter unten beschriebenen Kammer I (Fig. i) angeordnet ist, in der die Verbrennung des erzeugten Gases mit Hilfe von Sekundärluft erfolgt. Durch die Trichter f, g und h wird das Erz dem Ofen zugeführt und auf der Oberfläche des Kokses gleichmäßig verstreut, wobei eventuell Druckluft zur Hilfe genommen werden kann, die sich dann dem erzeugten Gase beimengt und einen Teil der später erforderlichen Sekundär-, luft bildet. Der zugeführte Koks fällt aus dem Trichter k zunächst in die Büchse /, wo er sich vorwärmt, um dann durch den Schieber i in den Ofen gedrückt zu werden. In der Verbrennungskammer I werden die Gase durch einen Überschuß an zugeführter Sekundärluft zur raschen Verbrennung gebracht, ein Teil der erzeugten Hitze dient zur Vorerwärmung des Gebläsewindes in der Spirale 0, außerdem wird noch durch das in die obere Schale η zugeleitete Wasser eine möglichst rasche Abkühlung herbeigeführt. Die Gase ziehen dann in den Kondensator p, welcher mit hohlen, wassergekühlten Querwänden q ausgestattet ist. Ein großer Teil des gebildeten Pigmentes setzt sich schon hier ab und kann durch Schieber am Boden des Apparates entnommen werden. Der letzte Rest schlägt sich in der Staubkammer r nieder und wird periodisch durch die an derselben angebrachten Trichter entnommen. Der ganze Apparat steht zweckmäßig mit einem Ventilator in Verbindung, der einen geringen Unterdruck erzeugt und auf diese Weise den gleichmäßigen Zug der Gase durch die ganze Apparatur gewährleistet. Durch dieses Absaugen der Gase an einem und die Zufuhr gepreßten Windes am anderen Ende der Apparatur wird der sehr gleichmäßige Gang des Prozesses gewährleistet, der für die Erzielung eines befriedigenden Resultates als unbedingt erforderlich sich erwiesen hat.catch are present. The generator is lined with magnesia, the coke supplied rests on rotatable, water-cooled grate bars e, which are rotated back and forth by the mechanism u, ν and in this way remove the ash automatically. The wind is supplied through the nozzles c and preheated in such a way that it passes through a spiral ο which is arranged in the chamber I (Fig. I) described below, in which the combustion of the gas produced takes place with the aid of secondary air. The ore is fed to the furnace through the funnels f, g and h and is evenly scattered on the surface of the coke, whereby compressed air can be used if necessary, which is then added to the gases generated and forms part of the secondary air required later . The coke fed in falls from the funnel k first into the can /, where it is preheated and then pushed through the slide i into the furnace. In the combustion chamber I , the gases are brought to rapid combustion by an excess of secondary air supplied, part of the heat generated serves to preheat the blower wind in the spiral 0, and the water fed into the upper shell η also brings about the fastest possible cooling . The gases then move into the condenser p, which is equipped with hollow, water-cooled transverse walls q . A large part of the pigment formed is already deposited here and can be removed through a slide at the bottom of the apparatus. The last residue is deposited in the dust chamber r and is removed periodically through the funnel attached to it. The entire apparatus is expediently connected to a ventilator, which generates a slight negative pressure and in this way ensures that the gases are drawn evenly through the entire apparatus. By sucking off the gases at one end of the apparatus and supplying a compressed wind at the other end of the apparatus, the very smooth course of the process is ensured, which has proven to be absolutely necessary for achieving a satisfactory result.

Für einen regelmäßigen ununterbrochenen Betrieb des beschriebenen Ofens ist es natürlich wesentlich, daß die Temperatur in dem Ofen bzw. auch in dessen Oberraum möglichst gleichförmig hoch gehalten wird. Hierzu genügt der beschränkte Luftzutritt am Scheitel des Ofens; man läßt hier eine geringe Menge Luft von oben her eintreten, um einen Teil des Kohlenoxydgases zu verbrennen, wobei durch die strahlende Wärme der entstehenden Flamme die Temperatur in dem Ofenoberraum auf der Höhe gehalten und die Abkühlung ausgeglichen wird, die bei der Beschickung entstehen kann.It is natural for regular uninterrupted operation of the oven described It is essential that the temperature in the furnace or also in its upper space is as uniform as possible is held high. The restricted air admission at the top of the furnace is sufficient for this; a small amount of air is left here enter from above to burn off some of the carbon dioxide gas, whereby through the radiant heat of the resulting flame the temperature in the furnace upper space on the Height is maintained and the cooling is compensated, which can occur during the loading.

Claims

Patent claim:

Process for the production of white lead vitriol paint (basic lead sulfate) from Galena, which is found in the top layer of a gas generator furnace as sulphide evaporated and then burned to sulphate in a combustion chamber and cooled is characterized by a supply of wind excluding any excess of oxygen to the coke feed and one with a correspondingly higher feed column of the furnace, that in the top layer of the coke charge where the galena is in contact with the coke, one of atmospheric oxygen and carbonic acid and created practically free gas zone for the lead sulphide vapor produced there is obtained.

For this purpose ι sheet of drawings.