DE2533703C3

DE2533703C3 - Vakuumdestillationskolonne zur Reinigung von Buntmetallen

Info

Publication number: DE2533703C3
Application number: DE19752533703
Authority: DE
Inventors: Vladimir Semenovitsch Tscherednitschenko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1975-07-28
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2533703A1; DE2533703B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumdcslillationskolonnc /ur Reinigung von Buntmclallcn durch Verdampfung und Kondensation mit einer zylindrischen Vakuumkammer, in der sich eine Reihe von aufeinanderfolgend in vertikalen Ebenen übereinander angeordneten Tellern mit je einer Zcnlnilbohrung, welche die Kolonne bilden und zur Aufnahme von vorher geschmolzenem und ungereinigtem Metall dienen, befindet, wobei ein Erhitzer die Kolonne umgibt und die niedrig siedenden Beimengungen durch eine von den Bohrungen gebildete Rohrleitung in einen Verflüssiger entfernt werden, der unterhalb der Tcllcrkolonnc in der Vakuumkammer angeordnet ist, während der Ausgang des untersten Tellers mit einem Kühler für das reine Metall verbunden ist, der unterhalb der Vakuumkammer liegt.

Aus der DE-PS 15 58 410 ist eine kontinuierlich arbeitende Anlage zur Reinigung von Metallen von flüchtigen Beimengungen durch Verdampfung und Kondensation unter Vakuum bekannt, bei der eine Vielzahl von Böden vorgesehen ist, die in Form von oben offenen Gefäßen aufgeführt und derart in Gruppen angeordnet sind, daß die Böden jeder Gruppe oder einzelne Gruppen miteinander und mit dem Kondensator durch Dampfleitungen nacheinander verbunden sind und die aus teilweise incinandcrragcndcn Teilstücken bestehen.

Für eine genügend vollkommene Ausdampfiing der

Beimengungen ist dabei eine Vielzahl von Böden oder Tellern erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vakuumdestillationskolonne der eingangs erwähnten Art durch Änderung der Konstruktion der Teiler und Vergrößerung der Abdampffläche die Leistung und den Reinheitsgrad des Metalls zu erhöhen, so d?ß beispielsweise schon mit zwei Tellern gute Ergebnisse erzielbar sind.

ίο Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in jedem Teller an dessen Seitenwand in einem bestimmten Abstand von der oberen Stirnfläche ein Überlauf vorgesehen ist, der parallel zur Achse des Tellers angeordnet ist, wobei der Ausgang des Überlaufs mit dem darunterliegenden Teller verbunden ist bzw. beim untersten Teller mit dem Kühler für das reine Metall und die Kolonne der Teller von einer Induktionswicklung umgeben ist, die ein magnetisches Feld erzeugt, unter dessen Wirkung das in dem Teller befindliche Metall in Drehung versetzt und jeweils bis zur Höhe der zugehörigen Überlauföffnung angehoben wird.

Vorteilhaft sind für jeden Teller Induktionswicklungen um den diesen umgebenden Erhitzer gelegt.

Durch die Einwirkung des magnetischen Feldes, das von der Induktionswicklung erzeugt wird, wird das zu reinigende Material in intensive Drehung versetzt und durchmischt. Die Zentrifugalkräfte bewirken ein Anheben des sich drehenden Metalls an der vertikalen Wand der Teller, wobei sich die Verdampfungsflächc des Metalls bedeutend vergrößert. Durch das intensive Durchmischen wird gleichzeitig Metall aus der Tiefe an die Oberfläche bewegt, wodurch auch Metall aus den unter der Vcrdampfungsflächc liegenden Schichten ständig der Verdampfung zugeführt wird. Auf diese

Jj Weise wird die Geschwindigkeit der Reinigung des Metalls bedeutend erhöht. Da dit Vcrdanipfungsflächc aufgrund der Drehung die Form eines stark konkaven Meniskus annimmt, ist die Schichtdicke des Metalls im oberen Teil dieses Meniskus gering, wodurch der Grad der Reinigung des Metalls in diesem Bereich maximal für den betreffenden Teller ist, bevor das so von verdampfenden Beimengungen gereinigte Metall in den darunterliegenden Teller gelangt. Durch die hohe Geschwindigkeit der umlaufenden Metallschicht und den maximalen Grad der Verdampfung in der obersten, dünn ausgezogenen Schicht kann schon eine wirksame Verdampfung der Beimengungen in nur zwei Tellern erreicht werden, was zu einer wesentlichen Vereinfachung der Destillationskolonne und zu wesentlicher Verminderung von deren Abmessungen führt.

Die Möglichkeit elektrisch leitende Flüssigkeiten und damit auch flüssiges Metall durch ein elektrisches Feld in Drehung zu versetzen, ist an sich bekannt und die Anwendung eines elektrischen Drchfeldes zur llich-

M kraflschcidung aus dem Rolationsparaboloid einer elektrisch leitenden Flüssigkeit ist beispielsweise in der DE-PS 6 32 582 beschrieben.

Die Erfindung wird nun anhand einer Vakuumdcslillationskolonnc zur Reinigung von Zinn, bei der Blei und Wismut abgeschieden werden, mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, lh den Zeichnungen zeigt

F i g. I eine erfindungsgemäße Vakuumdcstillalions-

kolonnczur Reinigung von Bunimclall im Längsschnitt, F i g. 2 den in F i g. I gezeigten Längsschnitt durch die Teller im vergrößerten Maßstab.

Die zum kontinuierlichen Raffinieren von Zinn unter Vakuum vorgesehene Vakuumdcslillationskolonnc enthält eine zylindrische Vakuumkammer 1 (Fig. I).

Innerhalb der Vakuumkammer 1 befindet sich eine Reihe von aufeinanderfolgend in vertikalen Ebenen übereinander angeordneten Tellern, von welchen der Teller 2 zur Aufnahme des vorher geschmolzenen ungereinigten Zinns dient, während die Teller 3 und 4 zum Reinigen von Zinn vorgesehen sind. Die Zufuhr von Zinn zu dem Teller 2 ist in Fig. 1 mit einem Pfeil A angegeben.

In dem Boden der Teller 3 und 4 ist je eine Zentralbohrung 5 vorgesehen, in denen keilförmige Rohrstutzen 6 angeordnet sind. Die Bohrungen 5 und die Rohslutzen 6 sind koaxial zueinander angeordnet und bilden eine Dampfleitung zum Entfernen von niedrig siedenden Beimengungen, weiche beim Reinigen von Zinn ausgeschieden werden. Die Länge des kegelförmigen Stutzens 6 im Teller 3 wird derart gewählt, daß sich seine untere Stirnfläche 7 in einem minimalen Abstand von der Zentralbohrung 5 des Tellers 4 befindet. Dadurch wird ein Eindringen der Dämpfe der Beimengungen aus dem Teller 4 in den Hohlraum des Tellers 3 verhindert und ein Abführen der Dämpfe sichergestellt.

Der Rohrstutzen 6 des Tellers 4 ist mittels eines zusätzlichen Rohrstutzens 8 mit einem Verflüssiger 9 leitungsverbunden. In diesem Verflüssiger 9 werden die Dämpfe der Beimengungen kondensiert und bis auf eine Temperatur von 400⁰C abgekühlt, worauf si· _uus dem Verflüssiger in flüssiger Form durch eine Rohrleitung 10 in einen Behälter Il für das Kondensat abfließen.

Die Teller 2,3 und 4 bilden gemeinsam eine Kolonne, jo die von einem Erhitzer 12 umgeben ist, der als ein Induktor ausgebildet ist. Der Induktor ist mit einer Stromzuführung für Elektroenergie zur Erhitzung der Teller 2, 3 und 4 zusammen mit dem in diesen befindlichen Zinn bis auf die Temperatur der Verdamp- j·; fung der Beimengungen versehen. Die verdampfenden Beimengungen werden, wie oben angegeben, durch eine Dampfleitung entfernt.

In jedem Teller 3 und 4 (Fig. 2) ist an deren Seitenwand 13 in einem bestimmten Abstand von der Stirnfläche 14 ein Überlauf 15 vorgesehen, dessen Eingang 16 mit dem Hohlraum des entsprechenden Tellers verbunden ist.

Der Überlauf 15 des Tellers 3 ist parallel zu der Tcllerachse angeordnet, und der Ausgang 17 des 4^ Überlaufs 15 ist mit dem darunterliegenden Teller 4 verbunden. Der Ausgang 17 des Überlaufs 15 des Tellers 4 ist mittels der Rohrleitung 18 (Fig. 1) mit einem Kühler 19 für das reine Zinn verbunden, der außerhalb der Vakuumkammer 1 angeordnet ist.

Aus dem Kühler 19 fließt das abgekühlte reine Zinn durch eine Rohrleitung 20 in einen Behälter 21 für das reine Zinn ab.

Der Erhitzer 12 ist von außen mit einer Induktionswicklung 22 umgeben, die ein magnetische·. Feld erzeugt. Unter der Einwirkung dieses Feldes wird das in den Tellern 3 und 4 befindliche Metall in Drehung versetzt und bis an den Eingang 16 des Überlaufs 15 in den Seitenwänden 13 und der Teller 3 und 4 gehoben.

Die Destillationskolonne arbeitet wie folgt.

Das vorher geschmolzene ungereinigte Zinn wird durch die Rohrleitung 23 in der ;nit Pfeil »Au angegebenen Richtung dem Aufnahmeteller 2 zugeführt. Durch die im Boden dieses Tellers 2 vorgesehene öffnung 24 fließt das Zinn in den ober'··. Teller 3 über, wo es durch die von dem Erhitzer !2 entwickelte Energie bis auf die Temperatur der Verdampfung von Beimengungen erhitzt wird.

Die Induktionswicklung 22 versetzt das flüssige Metall, dac in den Tellern 3 und 4 enthalten ist, in Drehung. Infolge der Durchmischung und der Vergrößerung der Verdampferoberfläche entwickeln sich intensiv aus dem Metall Dämpfe von Beimengungen, die durch die Dampfleitung in den Verflüssiger 9 gelangen, in dem sie kondensiert werden; die abgekühlten Beimengungen fließen durch die Rohrleitung 10 in den Behälter 11 für das Kondensat ab.

Das sich in den Tellern drehende Metall nimmt die Form von einem Meniskus an, erreicht den Eingang 16 des Überlaufs 15 und gelangt in den Hohlraum des Tellers 4.

Im Teller 4 wird das Zinn bis zu einem noch höheren Grad gereinigt, und das völlig gereinigte Zinn gelangt durch den Überlauf 15 dieses Tellers 4 in die Rohrleitung 18. Durch die Rohrleitung 18 fließt das Zinn in den Kühler 19 und dann in den Behälter 21 für das reine Zinn ab.

Aus den Behältern 11 und 21 werden das Zinn und das Kondensat in Barren vergossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vakuumdestillationskolonne zur Reinigung von Buntmetallen durch Verdampfung und Kondensation mit einer zylindrischen Vakuumkammer, in der sich eine Reihe von aufeinanderfolgend in vertikalen Ebenen übereinander angeordneten Tellern mit je einer Zentralbohrung, welche die Kolonne bilden und zur Aufnahme von vorher geschmolzenem ungereinigtem Metall dienen, befindet, wobei ein Erhitzer die Kolonne umgibt und die niedrig siedenden Beimengungen durch eine von den Bohrungen gebildete Rohrleitung in einen Verflüssiger entfernt werden, der unterhalb der Tellerkolonne in der Vakuumkammer angeordnet ist, während der Ausgang des untersten Tellers mit einem Kühler für das reine Metall verbunden ist, der unterhalb der Vakuumkammer liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teller (3, 4) an dessen Seitenwand (13) in einem bestimmten Abstand von der oberen Stirnfläche (14) ein Überlauf (15) vorgesehen ist, der parallel zur Achse des Tellers angeordnet ist, wobei der Ausgang (17) des Überlaufs (15) mit dem darunterliegenden Teller (3, 4) verbunden ist bzw. beim untersten Teller (4) mit dem Kühler (19) für das reine Metall und die Kolonne der Teller (3, 4) von einev Induktionswicklung (22) umgeben ist, die ein magnetisches Feld erzeugt, unter dessen Wirkung das in dem Teller (3, 4) befindliche Metali in Drehung versetzt und jeweils bis zur Höhe der zugehörigen Überlauföffnung (16) angehoben wird.

2. Destillationskolonne nach Ai pruch !,dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Teller (3, 4) Induktionswicklungen (22) um den < "escn umgebenden Erhitzcr(12) gelegt sind.