DE326593C - Verfahren zur Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub. Die Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren, welches in wirtschaftlicher Weise metallisches Zink aus Zinkstaub zu gewinnen gestattet. Man führt deshalb das Zink der Erze absichtlich ganz in Zinkstaub über. Das Verfahren läßt sich insbesondere für die Schmelzung des Zinkstaubes der belgischen und schlesischen oder der elektrisch betriebenen Ofen anwenden.
• Wenn man -darauf ausgeht, das Erz so zu behandeln, daß nur Zinkstaub erhalten wird, so kann man Apparate von viel besserer Wärmeausbeute benutzen, als wenn man unmittelbar auf Metall hinarbeitet, und diese Vorrichtungen sind zudem wesentlich billiger in der ersten Herstellung und in der Unterhaltung und erfordern nur wenig Handarbeit. Man kann z. B. Schachtöfen benutzen, die mit besonderen Einrichtungen versehen sind und die viel weniger Brennstoff verbrauchen als Muffelöfen. Man kann auch den elektrischen Ofen und im besonderen den Lichtbogenofen benutzen, der in diesem Falle ein Ofen mit großer elektrothermischer Ausbeute und großer Leistung bei geringem Raumbedarf ist und der gestattet, das Metall aus dem Erz in Form von reichem Zinkstaub und unter so geringem Verbrauch von Elektrizität zu gewinnen, daß die Benutzung des elektrischen Ofens selbst dort wirtschaftlich bleibt, wo billige Wasserkraft nicht zur Verfügung steht. 'Die Vorrichtung zur Gewinnung des Zinkstaubs kann zu ganz verschiedenen Ofentypen gehören. Sie kann aus mehr oder weniger großen Muffeln, beispielsweise senkrechten Retorten bestehen, in denen die Erzbeschikkung nicht mit den. Feuerungsgasen in Berührung ist, die aber trotzdem bessere Wärmeausbeute geben als die belgischen und schlesischen Öfen, weil man ähnliche Anordnungen treffen kann, wie sie bei den modernen Vorrichtungen zur Herstellung von Leuchtgas benutzt werden. Allgemein gesprochen, wird man, um die höchste Wärmewirtschaftlichkeit zu erreichen, eine Ofenart wählen, bei der die Wärmequelle in Berührung mit dem zu behandelnden Erz ist. Die Wärmequelle wird z. B. aus reduzierenden oder unwirksamen Gasen bestehen können, die aus einem Gaserzeuger herkommen.
• Es ist ebenfalls möglich, einen Schachtofen zu benutzen, um das Metall des Erzes in Form -von Zinkstaub zu gewinnen. Man kann den Gebläsewind in bekannter Weise mit Sauerstoff anreichern, so daß man an den Windformen die Temperatur erhält, die nötig zu den das Metall freimachenden Reaktionen ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß nur eine sehr geringe Menge von Kohle nötig wird, und man braucht nicht mit einem überfluß von Stickstoff .zu arbeiten, der bei der Wiedergewinnung. des Zinkstaubes stören würde. Wenn man einen Schachtofen- anwendet, so kann man das Erz entweder mit der Reduktionskohle im großen überschuß brikettieren und so die Schmelzung der Beschickung verhindern; in diesem Falle geht der Ofen als Saiger-Ofen.- Man kann aber auch das Erz mit Brennstoff und einem Flußmittel-mischen, so daß die Beschickung in dem Maße, wie sie erschöpft wird, sich verflüssigt.
• Bei der Benutzung eines Schachtofens kann der Ofengang beispielsweise in folgender Weise geleitet werden: Wenn man Zinkblenden zu behandeln hat, so können sie roh in den Kupolofen mit der nötigen Menge Schrott oder Gußeisen zusammen eingebracht werden, um den Schwefel zu binden und das Zink zu verdrängen, nebst einer solchen Menge Kohle, die gerade genügt, daß man, wenn man fast reinen Sauerstoff einbläst, die nötige Temperatur erzielt, um die Reaktion des Austausches von Eisen gegen Zink herbeizuführen, ohne daß indessen die Schmelztemperatur des Ofenfutters erreicht wird. Am Fuße des Ofens laufen. die Schlakken und ein Schwefeleisenstein zusammen wie bei den Kupfer-, Blei- u. dgl. Ofen, und die Gase, welche aus der Gicht abziehen, haben nur ein geringes Volumen wegen der Abwesenheit des Stickstoffes; infolgedessen wird die Bildung und die Gewinnung des Zinkstaubes aus den Gasen sehr erleichtert.
• Diese Arbeitsweise ist ganz besonders vorteilhaft, wenn man gemischte Blende= und Galmeierze behandeln will, denn sie gestattet, das Blei vom Zink in einem einzigen;Arbeitsgang zu trennen. Bekanntlich bildet die Fällung des Bleis aus dem Galmei durch Schmelzung mit Eisen im Schachtofen eines der ältesten Verfahren der Metallurgie dieses Metalles.
• Schließlich kann man sich, um das Verfahren, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, auszuführen, ebenso dies elektrischen Ofens bedienen. Der Ofen kann irgendeiner der zahlreichen bekannten Gattungen angehören; er kann mit direkter oder indirekter Widerstandsheizung, mit Lichtbogen- und Widerstandsheizung zugleich oder ausschließlich mit Lichtbogenheizung betrieben werden. Man kann in dem elektrischen Ofen das vorher geröstete Erz mit Kohle reduziefen oder das rohe Erz mit geeigneten Zuschlägen schmelzen. Die Ofenart und die Art der Behandlung, welche im Falle der Benutzung von Blende im allgemeinen die besten Erfolge liefern, sind der Lichtbogen- und Widerstandsofen und die Schmelzung des rohen Erzes ruit Ätzkalk .und Kohle. Mit den Schlacken fließt Schwefelkalzium ab, und es entwickelt sich Kohlenoxyd, welches die Zinkdämpfe, die aus einem äußerst metallreichen Pulver bestehen, nach außen abführen. Diese Dämpfe haben eine hohe Temperatur und sind infolgedessen leicht hinterher in metallisches Zink überzuführen.
• Der auf die eine oder die andere Weise gewonnene Zinkstaub wird nun mit den Dämpfen, mit denen er sich gebildet hat und in denen er schwebt, in eine Vorrichtung geführt, die im folgenden beschrieben wird, und von der ein Beispiel in der anliegenden Zeichnung veranschaulicht ist.
• Die Zeichnung stellt eine schematische Seitenansicht der Anlage dar. Den Ofen bildet ein Kupolofen a; in den bei b das Erz zusammen mit dem Brennstoff, den Zuschlägen und den Flußmitteln eingeführt wird. Die Windzuführung geschieht bei c, die Schlacken werden durch das Abstichloch, das mit der Schnauze d versehen ist, entfernt. Die Gase, die den Zinkstaub mit sich reißen, der sich bildet, sobald die Metalldämpfe die Schmelzzone verlassen, entweichen durch den Kanal e. Ein Rohr f, das im Innern mit einem feuerfesten Futter versehen ist, führt die hoch erhitzte Mischung von Gasen und Zinkstaub in eine Kammer g, von wo sie sofort in eine geräumige Trommel h, i, j gelangt, die leicht gegen die Wagerechte geneigt ist. Diese Trommel ist an jedem Ende auf einem Paar Laufrollen gelagert und dreht sich um ihre Achse. Die Trommel ist im Innern mit einer besonders harten Auskleidung versehen, die aus einer scharf gesinterten Mischung von Karborund und Kieselsäure besteht. Durch ihre ganze Länge hindurch ist die Trommel ungefähr zu einem Drittel ihres Rauminhalts ausgefüllt mit sehr schweren Kugeln aus Chromeisen von ungefähr ioo bis izo mm Durchmesser. Chromeisen wird durch geschmolzenes Zink nicht angegriffen.
• Die Trommel ist außerdem mit geeigneten Flußmitteln beschickt.
• Indem die Gase aus dem Ofen diese Vorrichtung durchziehen, lassen sie den größten Teil des Zinkstaubes fallen, der sich so von selbst und bei einer geeigneten Temperatur auf den Kugeln absetzt, die dazu bestimmt sind, das Durchmahlen des Zinkstaubes mit den Flüßmitteln vorzunehmen. Die Flußmit tel werden in Pulverform in den Zylinder h, i, j durch die Kammer g mittels einer geeigneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung eingeführt, welche die regelmäßige und dauernde Abmessung der Zuschläge im Verhältnis zu der von den Ofengasen mitgerissenen Menge des Zinkstaubes vornimmt. Die Mischung wird durch die Kugeln mit den Flußmitteln sehr kräftig vermahlen, da die Kugeln durch die Drehung der Trommel zum Rollen und zu fortwährendem Aufeinanderfallen gebracht -werden. Die geeignete Temperatur wird entweder durch eine Regelung des Ganges des Kupolofens erreicht oder durch eine besondere Beheizung oder auch Abkühlung der Gase bei ihrem Eintritt in die Trommel h, i, j: Die Abkühlung kann dadurch erhalten werden, daß man die Gase mit einem Teil der aus dem Apparat herauskommenden Gase mischt.
• Das flüssige Zink und die Schlacken fallen am Ende der Ofentrommel in die Kammer k und werden hier getrennt voneinander mittels Öffnungen, die besondere Verschlüsse haben, abgezogen.
• Die Gase, die nach der Kammer k gelangen, sind noch nicht vollständig von dem Metallstaub befreit, den sie mit sich führten und der sich nicht vollständig von selbst in der Trommel h, i, j absetzt; man darf deshalb die Gase nicht in die Atmosphäre schicken, ohne den Zinkstaub erst noch vollständiger daraus abzuscheiden. Zu diesem Zwecke werden die Gase durch das Rohr L in eine andere wagerechte, feststehende Trommel-in, zt geleitet, von der Rohre o, p, q ausgehen, welche die Gase durchstreichen müssen, um dann durch den Kanal r, s in das Rohr t zu gelangen, welches Rohr mit dem Saugstutzen eines Ventilators u verbunden ist, der bei v die numnehr erschöpften Gase ins Freie schickt.
• Bei ihrem Gang durch die Anlage folgen die Gase der in der Zeichnung angegebenen Pfeilrichtung. Sie durchstreichen die nach Art der Orgelpfeifen angeordneten Rohre o, P, q (die weit zahlreicher sein können, als sie schematisch in der Zeichnung dargestellt sind) und setzen dabei vollständig den mitgerissenen Zinkstaub ab. Dieser fällt von selbst in den Kanal r, s. In diesem Kanal ist eine achsial wirkende Transportschnecke angeordnet, die sich ständig dreht und den Zinkstaub in die Kammer x überführt, von wo er in die Trommel h, i, j eintritt, um dort gleichzeitig mit dem Zinkstaub, der sich sofort beim Eintritt der Ofengase absetzt, vermahlen zu werden.
• Die gepulverten Flußmittel werden in eine Abteilung der Kammer x gebracht; eine selbsttätige Verteilungsvorrichtung, die von der. Achse der Transportschnecke im Kanal r, s geregelt wird, bringt sie init dem Zinkstaub zum Eintrittsende der Trommel h, i, j.
• Die gewöhnlichsten und billigsten Flußmittel, die man gebrauchen kann, sind Natriumchlorid, K;aliumchlorid, Kalziumchlorid, Carnallit. Diese Körper können getrennt oder auch in bestimmten Verhältnissen zu zweien oder mehreren gemischt angewendet werden. Besonders geeignete Flußmittel sind Zinkchlorid oder seine Verbindungen mit Alkalichloriden, wie Kaliumchlorozinkat und Natriumchlorozinkat, die wiederum für sich verwendet oder miteinander oder mit anderen Flußmitteln gemischt werden können.

Claims (2)

1. PATENT-ANSPRÜCIIE I. Verfahren zur Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinkstaub mit den heißen Gasen, in denen er sich bildet und schwebt, unmittelbar aus dem Destillationsofen in einen Drehofen geleitet wird, der mit Kugeln aus einem sich mit geschmolzenem Zink nicht verbindenden Stoffe beschickt ist und der eine Zuführungsvorrichtung für die Schmelz- oder Flußmittel besitzt, dergestalt, daß bei der Drehung des Ofens der Zinkstaub, der sich selbsttätig auf den Kugeln absetzt, mit dem Fluß- oder Schmelzmittel vermahlen und durchgemischt wird.
2. 2. Verfahren zur Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluß- oder Schmelzmittel Chlorzinkverbindungen allein -oder in Gemeinschaft mit Alkalichloriden Verwendung finden, z: B. Natriumchlorozinkat oder Kaliumchlorozinkat oder ein Gemisch von beiden, oder diese Körper im Verein. =mit den bekannten Schmelzmitteln, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Kalziumchlorid, Carnallit, o. dgl.