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Anlage zum Patentgesuch der
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Klockner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft vom 16. August 1982 Vorrichtung
zum kontinuierlichen Ausfällen (Zementieren) von Metallen aus ihren Lösungen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Ausfällen (Zementieren)
von Metallen aus ihren Lösungen, bestehend aus einem schwinyfähiy gelagerten, mit
einem Schwingantrieb versehenen und mit granalienförmigem Fällmittel gefüllten Behälter
mit einer Eintrittsöffnung für die Lösung und einer Austrittsöffnung für das verbrauchte
Fällmittel mit Lösung und ausgefälltem Metall (Zementat), wobei im Schwingbehälter
in Strömungsrichtung der Lösung gesehen mit Abstand hinter der Eintrittsöffnung
und mit Abstand vor der Austrittsöffnung je ein Umlenkblech angeordnet ist, das
sich von der Oberseite des Schwingbehälters nicht ganz bis zum Behälterboden erstreckt,
so daß zwischen dem unteren Rand des Umlenkbleches und dem Behälterboden ein freier
Durchtritt für die Lösung gebildet wird.
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Aus der DE-OS 30 44 261 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Ausfällen (Zementieren) von Metallen aus ihren Lösungen obiger Bauart bekannt, bei
der durch den Einbau der Umlenkbleche die Verweilzeit uer Lösung im Behälter verlängert
und dadurch der Ausfäll-beziehungsweise Zementationsprozeß begünstigt wird. Ferner
ist bei dieser bekannten Vorrichtung die Austrittsöffnung fur das verbrauchte Fällmittel
mit Lösung und dem ausgefällten Metall an der Oberseite des Schwingbehälters angeordnet,
wodurch der Fällungsprozeß bei optimaler Ausnutzung des Behältervolumens durchgeführt
werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese bekannte Vorrichtung
zum kontinuierlichen Ausfällen (Zementieren) von Metallen aus ihren Lösungen, insbesondere
hinsichtlich des Austrages für das verbrauchte Fällmittel mit Lösung und ausgefälltem
Metall zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Austrittsöffnung für das
verbrauchte Fällmittel mit Lösung und ausgefälltem Metall in der Seitenwandung des
Schwingbehälters angeordnet ist, und daß zwischen der Austrittsöffnung und dem vor
der Austrittsöffnung angeordneten Umlenkblech ein vom Behälterboden nach oben geführtes
Staublech vorgesehen ist.
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Dadurch, daß die Austrittsöffnung für das verbrauchte Fällmittel mit
Lösung und ausgefälltem Metall in der
Seitenwandung des Schwingbehälters
angeordnet ist, wird der Austrag dieser Medien aus dem Schwingbehälter wesentlich
erleichtert und dadurch auch Verstopfungen der Austrittsöffnung mit Sicherheit vermieden.
Weiterhin wird dadurch, daß gemäß der Erfindung zwischen Austrittsöffnung und dem
vor der Austrittsöffnung angeordneten Umlenkblech ein vom Behälterboden nach oben
geführtes Staublech vorgesehen ist, sehr vorteilhaft erreicht, daß das granalienförmige
Fällmittel vom Staublech entgegen der Strömungsrichtung der Lösung umgelenkt und
damit der Auslaufbereich für das verbrauchte Fällmittel mit Lösung und gefälltem
Metall entlastet wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
die Austrittsöffnung etwa im mittleren Bereich der Seitenwandung vorgesehen, und
der obere Rand des Staubleches etwa in Höhe der Austrittsöffnung verlaufend angeordnet.
Auf diese Weise wird vermieden, daß insbesondere feinkörnige Granalien mit der Lösung
und dem ausgefällten Metall durch die Austrittsöffnung nach außen ausgetragen werden.
Hierbei kann es besonders zweckmädig sein, ein Staublech zu benutzen, daß aus einer
Scheibe mit einem Ausschnitt besteht, dessen Rand etwa dem im Betrieb des Schwingbehälters
einstellenden Böschungsverlauf der granalienförmigen Fällmittel angepaßt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der obere Rand des Staubleches
höherliegend als der untere Rand des Umlenkbleches angeordnet. Auf diese Weise wird
sehr vorteilhaft im Austragsbereich des Schwingbehälters eine zweimalige Umlenkung
der Lösung mit dem Fällmittel und dem ausgefällten Metall erreicht, und zwar werden
diese Medien durch das Umlenkblech zuerst nach unten zur Bodenwandung des Schwingbehälters
hin und anschließend durch das Staublech nach oben hin umgelenkt, wobei die als
Fällmittel eingesetzten Granalien nach unten zum Behälterboden hin bewegt werden,
während die Lösung mit dem ausgefällten Metall über den oberen Rand des Staubleche
überläuft und von dort durch die Austrittsöffnung in der Seitenwandung des Schwingbehälters
ungestört ausfließen kann. Das granalienförmige Fällmittel kann auf diese Weise
besser genutzt und dadurch der Verbrauch an Fällmittel für das Ausfällen von Metallen
aus ihren Lösungen verringert werden.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend anhand eines
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, dem weitere Merkmale
und Vorteile zu entnehmen sind. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemäß ausgestatteten Schwingbehälter,
Fig. 2 einen Schnitt
nach der Linie II - II in Fig. 1 Wie Fig. 1 zeigt, besteht die Vorrichtung zum kontinuierlichen
Ausfällen (Zementieren) von Metallen aus ihren Lösungen gemäß der Erfindung aus
einem Behälter 1, der auf Gummipuffern 2 schwingfähig gelagert ist. Unterhalb des
Behälters 1 ist ein Schwingantrieb 3 vorgesehen, der am Behälter angreift.
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Auf der linken Seite oben ist der Behälter 1 mit einer Eintrittsöffnung
4 für die frische Lösung und mit Abstand daneben mit einer Einfüllöffnung 5 für
die Zugabe von granulatförmigem Fällmittel versehen. Rechts neben der Einfüllöffnung
5 ist im Behälter 1 mit geringem Abstand eine Austrittsöffnung 6 angeordnet, durch
die der Abzug von Gasen aus dem Behälter erfolgt. Ferner ist der Behälter 1 am gegenUberliegenden
Ende der Eintrittsöffnung 4 in der Seitenwandung mit einer Austrittsöffnung 7 für
das verbrauchte Fällmittel mit Lösung und ausgefälltem Metall versehen.
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Im Schwingbehälter 1 ist in Strömungsrichtung der Lösung gesehen hinter
der Eintrittsöffnung 4 und mit Abstand vor der Austrittsöffnung 7 je ein Umlenkblech
8, 9 angeordnet, das sich von der Oberseite des Schwingbehälters 1 nicht ganz bis
zum Behälterboden erstreckt, so daß zwischen den
unteren Rändern
der Umlenkbleche 8 und 9 und dem Behälterboden ein freier Durchtritt für die Lösung
gebildet wird Durch die Umlenkbleche 8 und 9 wird die durch die Eintrittsöffnung
4 dem Behälter zugeführte frische Lösung gezwungen durch das granalienförmige Fällmittel
hindurchzuströmen.
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Zwischen der Austrittsöffnung 7 und dem vor der Austrittsöffnung 7
angeordneten Umlenkblech 9 ist gemäß der Erfindung im Behälter 1 ein vom Behälterboden
nach oben geführtes Staublech 10 vorgesehen. Der obere Rand 13 dieses Staubleches
10 ist hierbei etwa in Höhe der Austrittsöffnung 7 verlaufend angeordnet. Durch
dieses zwischen der Austrittsöffnung 7 und dem Umlenkblech 9 angeordnete Staublech
10 gemäß der Erfindung wird sehr vorteilhaft das granalienförmige Fällmittel entgegen
der Strömungsrichtung (Pfeil 11) der verbrauchten Lösung mit dem ausgefällten Metall
(Zementat) im Behälter 1 umgelenkt, beziehungsweise zurückgeführt, während die verbrauchte
Lösung mit dem ausgefällten Metall über den oberen Rand 13 des Staubleches 10 in
den zwischen dem Staublech 10 und der Stirnwandung des Schwingbehälters 1 befindlichen
Raum 12 und von dort über die Austrittsöffnung 7 nach außen gelangt. Auf diese Weise
kann sehr vorteilhaft der Fällungsprozeß auch mit Granalien von einer Korngröße
unter 5 mm als Fällmittel vorgenommen werden, ohne daß hierbei
die
Gefahr besteht, daß Granalien mit der verbrauchten Lösung und dem ausgefällten Metall
durch die Austrittsöffnung 7 ausgetragen werden. Die feinkörnigen Granalien werden
daher im Reaktorraum des Schwingbehälters zurUckgehalten, und es wird lediglich
der Granalienabrieb mit der verbrauchten Lösung und dem Zementat aus dem Schwingbehälter
1 durch die Austrittsöffnung 7 nach außen abgeführt. Die Rückführung, beziehungsweise
Trennung der feinkörnigen Granalien von der verbrauchten Lösung mit dem ausgefällten
Metall vor dem Staublech 10 wird auch dadurch sehr vorteilhaft unterstützt, daß
der obere Rand 13 des Staubleches 10 höherliegend als der untere Rand des Umlenkbleches
9 angeordnet ist.
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Wie Fig. 2 zeigt, besteht das Staublech 10 sehr vorteilhaft aus einer
Scheibe mit einem Ausschnitt, dessen Rand 13' etwa dem im Betrieb des Schwingbehälters
1 einstellenden Böschungsverlauf 14 der granalienförmigen Fällmittel angepaßt ist.
Diese Ausbildung des Staubleches 10 ermoglicht sehr vorteilhaft eine optimale Anpassung
an den Füllungsgrad der granalienförmigen Fällmittel im Behälter.
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Um den Rand 13' der Stauscheibe jeweils optimal an den Böschungsverlauf
14 der Granalien anpassen zu können, kann es auch zweckmäßig sein, die Scheibe im
Schwingbehälter in Umfangsrichtung verdrehbar beziehungsweise verstellbar anzuordnen.
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Darüberhinaus kann gegebenenfalls das Staublech 10 auch sehr vorteilhaft
aus einer Scheibe mit etwa kreisförmigem Ausschnitt 15 bestehen. Ferner kann es
gegebenenfalls auch sehr vorteilhaft sein, die Scheibe mit einem seKtorförmigen
Ausschnitt 16 zu versehen, der etwa einen Winkel von 90 ° einschließt, wobei die
Scheibe so angeordnet ist, daß eine von den winkelbildenden Ausschnittskanten waagerecht
verläuft.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung des Staubleches
10 zwischen der Austrittsöffnung 7 und dem Umlenkblech 9 wird somit sehr vorteilhaft
der Fällmittelverbrauch im Vergleich zu den bisher bekannten Schwingbehältern zum
kontinuierlichen Ausfällen (Zementieren) von Metallen aus ihren Lösungen reduziert,
und zwar unter Aufrechterhaltung eines optimalen Fällwirkungsgrades und hoher Durchsatzleistung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient vor allem zur Reinigung von
Metall-Lösungen, zum Beispiel von Zinksulfatlösung zur Vorbereitung auf die nachfolgende
Elektrolyse. In diesem Fall besteht das Fällmittel aus Zinkgranalien, durch welche
aus der Lösung die störenden Begleitmetalle Cu, Cd, Co und Ni ausgefällt werden.
Oie Vorrichtung gemäß der Erfindung kann darüberhinaus auch sehr vorteilhaft zur
Gewinnnung von Metallen aus ihren
Lösungen dienen, zum Beispiel
zur Gewinnung von Kupfer aus Kupfersulfatlösung. In diesem Fall besteht das Fällmittel
aus Eisenstücken, durch welche das Kupfer ausgefällt wird.