DE297872C

DE297872C -

Info

Publication number: DE297872C
Application number: DENDAT297872D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-■Ju 297872 KLASSE 40 c. GRUPPE

Verfahren zur Gewinnung von Metalldämpfen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Februar 1914 ab.

Die Gewinnung von Metallen, z. B. Zink, in Dampfform aus Erzen und die nachherige Kondensation des Dampfes zu flüssigem Metall leiden an dem Umstand, daß in der Mischung Stoffe enthalten sind, die bei dem Erhitzungsprozeß gas- bzw. dampfförmig weggehen und teilweise eine Rückoxydierung des Zinkes verursachen, wie z. B. Wasser und Kohlensäure, weiter Stoffe, die sich teilweise mit dem Zinkdampf verbinden, wie Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe. Das ist die Hauptursache der Zinkstaubbildung, da sich das verunreinigte Zink nicht als Metall in flüssiger Form kondensiert, sondern als Staub (Poussiere) niederschlägt. Bisher fanden kontinuierliche Prozesse nur schwer Eingang in die Technik, da die Ausbeute an flüssigem Metall klein, die Staubbildung hingegen sehr bedeutend war. Außerdem ist die Kondensation natürlich um so vollständiger, je höher der Zinkgehalt und je geringer der Kohlenoxydgehalt der Gase ist.

Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß die oxydierende Wirkung von Wasserdampf und Kohlensäure dadurch vermieden wird, daß die Erze (und zwar zinkhaltiges Eisenerz) während der Erhitzung mit Leuchtgas behandelt werden. Das vorliegende Verfahren hingegen bezweckt die Befreiung der Metalldämpfe von den oxydierend wirkenden Beimengungen dadurch, daß die aus dem Ofenprozeß gewöhnlich vor der eigentlichen Reduktion sich entwickelnden Gase und Dämpfe gesondert abgesaugt werden. Diese Gasabsaugung kann so erfolgen, daß auch sich bereits entwickelndes Kohlenoxyd mitgesaugt wird, so daß von vornherein weit konzentriertere Metalldämpfe in die Kondensationskammern gelangen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von elektrischen öfen zur Durchführung des Verfahrens zur Darstellung gebracht, und zwar zeigt: Fig. ι in lotrechtem Schnitt einen elektrischen Zinkofen und Vorwärmer, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 1 und Fig. 3 einen Ofen mit vertikal hängender Elektrode in lotrechtem Längsschnitt.

Der elektrische Ofen α (Fig. 1 und 2) besteht aus dem gemauerten Ofenraum b, den Polen C₁, C₂, dem Widerstand d und dem Ofenmantel e. Der elektrische Strom wird von der Klemme ^₁ zum Pole C₁ und von diesem < durch den Heizwiderstand d zum Pole C₂ geführt und geht durch den Mantel e zurück zur Klemme f_z. Die Klemmen f_lt f₂ sind mit den Polen eines Transformators oder irgendeiner Stromquelle verbunden. Um den Heizwiderstand d herum liegt das zu reduzierende Erzgemisch g. Auf dem elektrischen Ofen a ist ein Vorwärme- und'Aufgebeschacht h aufgesetzt, durch welchen das Material dem elektrischen Schmelzherd fortlaufend zugeführt

wird. Dieser Schacht h besitzt einen Aufgebetrichter k und ein inneres Gasabsaugungsrohr i; außerdem ist der Vorwärmeschacht h von der Heizkammer I umgeben.

Der Prozeß geht nun so vor sich, daß die aus dem Vorschacht kommende Mischung g im elektrischen Ofenraum durch die Wärme des elektrisch erhitzten Widerstandes auf Reduktionstemperatur gebracht wird. Es entwickeln sich neben Kohlenoxydgasen' Zinkdämpfe, und diese werden durch den Stutzen m zur Kondensationskammer η geführt, wo die Hauptmenge des Zinkes sich als flüssiges Metall niederschlägt und von Zeit zu Zeit durch die Abstichöffnung 0 abgestochen wird. Die von Zink möglichst befreiten Kohlenoxydgase gehen durch die Rohre P₁, p₂ zur Heizkammer I des Vorwärmeschachtes, in welchen durch die Düsen s, S₁, S₂, S₃, s₄ (Fig. 2) Luft eingeführt wird. Hier werden sie verbrannt und bewirken eine Vorwärmung der Mischung g im Vorschacht h. Aus der Heizkammer I werden die verbrannten Gase durch den Stutzen t weggeleitet. Sobald der elektrische Reduktionsprozeß eingeleitet ist, werden durch das im Vorschacht befindliche Gasableitungsrohr i die sich infolge der Vorwärmung entwickelnden Gase und Dämpfe aus der Mischung kontinuierlich abgesaugt.

Zur Unterstützung des Kondensationsprozesses kann diese Absaugung so erfolgen, daß ein Teil des Zinks und des Kohlenoxyds aus der Reduktionszone mit eingesaugt wird, wobei sich das Zink in der Mischung aufsteigend kondensiert und so wieder durch die herabgehende Mischung dem Reduktionsraum zugeführt wird, während das Kohlenoxydgas zusammen mit den anderen in der Vorwärmezone sich entwickelnden Gasen durch das Rohr i entfernt wird.

Dadurch wird bewirkt, daß die Zinkdämpfe, die durch den Stutzen m zur Kondensationskammer gehen, frei von rückoxydierenden Gasen und Dämpfen sind und an Zink reicher, aber den Kohlenoxyd ärmer in den Kondensationsraum eintreten.

Wenn der Heizwiderstand d durch den Prozeß aufgezehrt ist, so muß er entweder ersetzt werden, oder der Ofeninhalt übernimmt selbst die Rolle des Heizwiderstandes, so daß der Strom vom Pol C₁ durch die Charge zum Pol C₂ geht.

Die sich am Boden des elektrischen Ofens ansammelnden Metalle, wie Blei, Silber usw., sowie die Schlacke werden von Zeit zu Zeit durch die Abstichöffnung w entfernt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten elektrischen Ofen ist eine vertikal regulierbare Elektrode, um welche herum die Mischung g in den Schmelzherd eintritt; C₂ ist die Bodenelektrode. Während die im elektrischen Schmelzraum sich bildenden Zinkdämpfe mit dem Kohlenoxyd durch die Stutzen m_v m₂ in der Richtung der Pfeile zu den Kondensationskammern M₁, n₂ geleitet werden, in welchen das Zink kondensiert wird, werden die Kohlenoxydgase durch die Rohre p_lt p₂ in die Aufgebeschächte A₁, A₂ geleitet, in welchen sie, mit Luft durch die Düsen S₁, S₂ gemischt, verbrannt werden, wobei sie die entwickelte Wärme in die um die Rohre herum-gelegene Mischung abgeben.

■ Um die vertikale Elektrode C₁ herum sind , im Beschickungsschacht des elektrischen Ofens

j Gasabsaugungsrohre i_Xl i₂ angeordnet, durch welche die aus der Mischung sich entwickelnden Dämpfe, eventuell mit aus dem elektrischen Reduktionsraum stammendem Kohlenoxyd gemischt, abgesaugt werden.

Es ist selbstverständlich, daß man auf verschiedene Absaugungsstärken einstellen und die Kondensation des Zinks möglichst voll- ; ständig durchführen kann.

j Vorliegendes Verfahren kann für alle Metalle, die in Dampfform zu gewinnen sind, verwendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Metalldämpfen, insbesondere von Zink und Blei, aus Erzen in elektrischen öfen für ununterbrochenen Betrieb mit Beschickungsschacht, bei welchem die vor dem Reduktionsvorgange sich im Beschickungsschacht entwickelnden Gase getrennt von den im Ofenraum sich bildenden und nach dem Kondensationsraum abgeführten Gasen entweichen, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem Reduktionsvorgange sich entwickelnden Gase aus dem Beschickungsschachte durch besondere, im Innern der Beschickung im Schachte liegende und darin, soweit als zulässig, herabreichende Leitungen abgesaugt werden.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den die Kondensation schädigenden Elementen auch Kohlenoxydgase mit abgesaugt werden, wobei der größte Teil der eventuell mitangesaugten Zinkdämpfc sich in der Mischung kondensiert und durch diese in den Destillationsraum zurückgeführt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.