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Herstellung von Zink- und anderem Metallstaub. Die Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Metallstaub sowie auf eine Vorrichtung dazu. Die Erfindung
ist von besonderem Wert bei der Herstellung von Zinkstaub: Zinkstaub, wird bekanntlich
vielfach in der Technik verwendet; jedoch sind die seine Wirksamkeit bestimmenden
Kennzeichen noch nicht in vollem Maße verstanden worden. Zweck der Erfindung ist
die Herstellung eines Zinkstaubes, der aus sehr feinen Teilchen besteht. Bisher
war der Zinkstaub verhältnismäßig unwirksam, weil durch die bekannten Herstellungsverfahren
Erzeugnisse gewonnen wurden, die entweder zu große Teilchen oder solche Teilchen
aufwiesen, die in Größe und Form sehr schwankten. Es hat sich herausgestellt, daß
es durch Verdampfen des Metalls und Kondensieren des Dampfes in der später beschriebenen
Weise praktisch ausführbar ist, ein Erzeugnis zu erzielen, welches nach dem Aussieben
von Metalltröpfchen aus Teilchen von außerordentlicher Feinheit besteht und nur
bis zu einem solchen Betrage oxydiert ist, daß seine erhöhte Wirksamkeit nicht beeinträchtigt
wird. Der Zinktaub nach der Erfindung ist besonders wirksam, wenn er als Fällungsmittel
bei den Zyanidverfahren zur Wiedergewinnurg wertvoller Metalle benutzt wird.
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Die Herstellung von Zinkstaub besteht im allgemeinen darin, daß Zink
verdampft und der Dampf kondensiert wird. Während es bisher üblich war, das Zink
im Zinkerz zu verdampfen, wird bei dem vorliegenden Verfahren die Benutzung von
Zinkmetall, Schlacke, Gekrätz, Rückständen od(r Nebenerzeugnissen der metallurgischen
Zinkverfahren oder von irgendeinem geeigneten zinkführenden Stoff vorgezogen. Wenn
der Dampf daraus in Gegenwart der Luft kondensiert wird, so ergibt sich Zinkoxyd.
Wird der Dampf ohne Luft kondensiert, so ergeben sich Teilchen, die für eine wirksame
Verwendung zu groß sind. Es hat sich gezeigt, daß, wenn man der Zuführung von Luft
oder Gas oder Sauer-@toff enthaltenden Dampf, die den Metalldampf oxydieren können,
in bezug auf die Menge und die Temperatur des Metalldampfes seine Aufmerksamkeit
schenkt, dann die Schwierigkeiten vermieden werden und ein überlegeneres Erzeugnis
schneller erzielt wird. Um dieses Ergebnis in befriedigender Weise ztr erfüllen,
ist es wünschenswert, dein Dampf einr geregelte Menge Luft oder eines anderen Oxydationsmittels
zuzuführen, die einerseits den vollständigen Ausschluß von Luft aus der Kondensierungskammer
(was zu große Teilchen geben würde) und andererseits eine übermäßige Luftmenge in
dem Kondensierungsraum oder irgendeinem anderen Teil vermeidet (was eine zu große
Oxydation der Teilchen oder einiger von ihnen zur Folge haben würde). Diese Regelung
der Menge Luft oder eines anderen Oxydationsmittels kann durch irgendeine Zuführung
bewirkt werden, die irgendein plötzliches Einströmen in irgendeinen Teil der Kondensierungskammer
verhindert. Es hat sich gezeigt, daß die später beschriebene Vorrichtung diese Bedingungen
wirksam und selbsttätig erfüllt.
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Es ist ebenfalls zweckmäßig, die Aufmerksamkeit auf die Wärme des
Dampfes in Verbindung mit der geregelten Luftzufuhr für die beschränkte Oxydation
zu richten. Weil eine Oxydation bei hoher Temperatur schneller stattfindet, so darf
die Luftzufuhr den Dampf erst an der Stelle erreichen, wo er viel von seiner fühlbaren
Wärme verloren hat. Es ist dementsprechend wünschenswert, eine Kondensierungskammer
zu verwenden, die groß genug ist, daß sie einen Kühlraum aufweist, und die Luft
an einer Stelle der verhältnismäßig niedrigen Temperatur eintreten läßt.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung des Verfahrens
gec ignete Vorrichtung im senkrechten Schnitt.
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Der zinkführende Stoff wird zweckmäßig in metallischer Form und mit
oder ohne eine Menge Kohlenstoff oder eines anderen Reduktionsmittels in eine Retorte
2 eingebracht, die in einem Ofen 3 angeordnet ist, so daß sie auf die gewünschte
Temperatur gebracht werden kann. Bei der dargestellten Vorrichtung wird (51 als
Brennstoff benutzt. Der Hals der Retorte geht durch die Ofenwand hindurch, ist hier
abgedichtet und ragt in einen Stutzen 4. der Kondensierungskammer 5 hinein. Die
Fuge zwischen der Ofenwand und dem Stutzen q. ist durch Lehmverschlüsse G abgedichtet.
Der Stutzen .1 hat einen großen Durchmesser, so daß die aus der Retorte austretenden
Dämpfe nicht in unmittelbare Brrührung damit kommen, da hierdurch die Neigung bestände,
regulinisches Zink anstatt Zinkstaub zu bilden. Die Kammer he>teht zweckmäßig aus
Metall und befindet sich in therrnischf r 13rrührung mit der Luft,
so
daß sie wärmeableitend wirkt. Die Kammer ist zweckmäßig unten konisch und mit einem
durch Schieber regelbaren Auslaß 7 für die Entleerung des Staubes versehen. Eine
Ausführungsform der Zufuhr für das Oxydationsmittel nach dem Kondensator besteht
aus einer Öffnung 8, die zweckmäßig an der der Retorte gegenüberliegenden Seite
sich befindet und an die außen ein Sack 9 aus geeignetem Gewebe, z. B. Wollenflanell,
angeschlossen ist. Wenn der Druck in der Kammer über demjenigen der Atmosphäre ist,
so wird der Sack ausgedehnt, während er, wenn der Druck aufhört, zusammenfällt.
Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung pulsiert der Sack ständig,
und zwar infolge der Druckschwankungen zwischen den Größen über und unter dem Atmosphärendruck,
und es wird während der Zeit, wo der Druck nicht über dem Atmosphärendruck ist,
Luft in die Kammer 5 eingeführt. Die Lage der Öffnung ist zweckmäßig so, daß, wenn
der Sack entfernt wird, eine Rührstange durch dieselbe und in die Retorte eingeführt
werden kann. Die Luftmenge, die in die Kammer eintritt, kann durch Verwendung von
Säcken aus verschiedenem Gewebe geregelt werden, so daß die gewünschte Einschränkung
erzielt werden kann.
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Wenn das Verfahren nach der Erfindung durch eine solche Vorrichtung
ausgeübt wird, so wird die Luft, die in der Kammer enthalten ist, wenn die Arbeit
beginnt, zuerst den Dampf zu Zinkoxyd oxydieren, bis der Sauerstoff zum größten
Teil verbraucht ist, worauf sodann eine beschränkte Menge Luft dem Dampf dargeboten
und die Berührung von zuviel Luft mit irgendeinem Teil des Dampfes vermieden wird
(was z. B. eintreten würde, wenn man ein plötzliches Einströmen von Luft in irgendeinen
Teil der Kondensierungskammer bei der Kondensierung zulassen würde). Diese begrenzte
Menge Luft wird des weiteren dem Dampf zuerst an einer Stelle dargeboten, wo der
Dampf etwas von seiner latenten Wärme verloren hat. Das Ergebnis ist ein Staub,
dessen Teilchen außerordentlich fein und bis zu einem begrenzten Maße oxydiert sind,
wobei die Oxydation nicht genügend ist, um die erfolgreiche Verwendung des Erzeugnisses
in der Technik zu beeinflussen. Durch Regelung der Luftzufuhr kann der Prozentsatz
der Oxydation genau geregelt werden, um jeweils ein für den besonderen Zweck am
besten geeignetes Erzeugnis zu erzielen.
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Dadurch, daß man in der Kondensationskammer elastische Lufteinlässe
geschaffen hat, wird es ermöglicht, daß der Dampf während der Kondensierungsperiode
von der Berührung mit zuviel Sauerstoff getrennt ist, ohne solche Druckverhältnisse
o. dgl. zu schaffen, als deren Ergebnis bei der Kondensierung verhältnismäßig große
Teilchen erzielt werden würden. Die Aufrechterhaltung eines genauen Gleichgewichts
zwischen dem Dampf, der Luft und Temperatur während der Kondensierung ergibt sowohl
eine große Gleichmäßigkeit des Erzeugnisses und eine Schnelligkeit der Herstellung
als auch ein wirkungsvolleres Erzeugnis als bisher.