-
Gewinnung von flüchtigen Metallen aus Schlacken u. dgl. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von flüchtigen Metallen
aus Schlacken und ähnlichen Ausgangsprodukten durch Einblasen von Kohle und Luft
in die geschmolzene Masse. Im allgemeinen ist dieses Verfahren der Idee nach bereits
bekannt, wie auch die Patentschrift 232 479 lehrt, hat aber niemals eine wirtschaftliche
Bedeutung erlangen können. Die Neuerung liegt hier in der eigenartigen Ausführungsweise,
bei der die Luft mit einem solchen Überschusse an Kohlenstaub in die Schmelze eingeleitet
wird, daß die Kohle von der Luft und den Metalloxyden der Schmelze nicht vollständig
verbrannt wird, so daß eine erhebliche Menge unverbrauchten Kohlenstaubes mit den
Metalldämpfen aus dem Reduktionsgefäß entweicht. Auf diese Weise gelingt es, die
an sich bekannte Idee zu einer gewerblich verwertbaren Methode auszubilden.
-
Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung des Verfahrens
dienende Vorrichtung. Abb. z ist ein senkrechter Längsschnitt durch den Behälter
oder- Konverter, in welchem das Verblasen stattfindet; Abb. 2 ist eine teilweise
Draufsicht sowie ein teilweiser Schnitt nach 3-3
der Abb. _ ; Abb. 3 ist eine
Vorderansicht des Behälters und Abb. 4 eine Seitenansicht eines Teiles desselben,
Abb. 5 ein senkrechter Schnitt durch eine Blasform und die Verbindungen, und Abb.
6 veranschaulicht in gleicher Darstellung eine Abänderung. Bei vielen Schmelzvorgängen
gehen bekanntlich beträchtliche Werte in der Schlacke verloren; so werden z. B.
beim Bleischmelzen Schlacken, die eine große Menge Zink enthalten, nicht völlig
ausgebeutet; entsprechende Verluste an Zink, Blei und anderen Metallen sind beim
Schmelzen von Kupfer allgemein.
-
Die Erfindung bezweckt die Wiedergewinnung der flüchtigen Metalle
aus den Schlacken und anderem Material, wie gesagt, unter Verwendung von Kohlenstaub
im Überschuß, so daß eine erhebliche Menge unverbrauchten Kohlenstaubes mit den
Metalldämpfen aus dem Reduktionsgefäß entweicht. Pulverisierte Kohle oder Öl oder
Gas oder ähnlicher fein zerteilter Brennstoff wird zusammen mit der Luft in den
Konverter unterhalb der geschmolzenen Schlacke eingedrückt. Der Brennstoff entzündet
sich und steigt mit der Luft durch die Schlacke hoch, wodurch eine innige Mischung
der Schlacke mit dem brennenden Brennstoff und der Luft bewirkt wird. Der brennende
Brennstoff erzeugt genügend Wärme, um die Schlacke trotz der Kühlwirkung der Luft
geschmolzen zu halten, und er wirkt gleichzeitig mit bei der Ausscheidung der Metalle
aus der Schlacke.
-
Bei Zink z. B. verflüchtigt die brennende Kohle das Zink, wodurch:
es zuerst in freies metallisches Zink umgewandelt wird, das sich darauf mit der
Luft verbindet und in den Dämpfen fortbefördert wird, so daß es in einer
entsprechenden
Vorrichtung, einem Sammelturm o. dgl., als Zinkoxyd leicht wiedergewonnen werden
kann. Andere Metalle können in ähnlicher Weise durch Verflüchtigung erzielt werden.
-
Blei und Zink oder andere Metalle müssen zuerst aus dem Oxyd reduziert
werden, bevor sie von der Schlacke getrennt werden können, was eben dadurch bewirkt
wird, daß man eine größere Menge KOhlenstaüb Verwendet, als sie durch die zugeführte
Luftmenge verbrannt werden kann. Der Kohlenstoffüberschuß reduziert das Zinkoxyd
zu metallischem Zink, das bei der Temperatur in dem Konverter verdampft und dann
reoxydiert. Ebenso wird der Kohlenstoffüberschuß, der in dem abziehenden Gas verbleibt,
oxydiert.
-
Der Herd besteht aus einer unteren Lage 32 Kieselsäure und. einer
oberen Lage 33 Magnesitstein. Die Seiten 34, die Enden 35 und.36 sowie die Decke
37 und der Steigkanal 38 sind hohle Stahlwände, durch die Wasser zirkuliert, um
sie kühl zu halten und der zerfressenden Wirkung der geschmolzenen Beschickung Widerstand
zu bieten. Der Steigkanal jedes Konverters ist durch ein Gewölbe 39 aus Mauerwerk
überdeckt, welches so weit reicht, daß es einen Teil des gemeinsamen Rauchkanals
bildet. Der Steigkanal 38 erstreckt sich quer zu der vollen Breite des Konverters,
ungefähr über die Hälfte zwischen der Vorder- und Rückseite. An dem hinteren Ende
der Decke befindet sich eine Öffnung 40, über der ein Trichter 0: angeordnet ist,
durch den die geschmolzene Beschickung aus Gießpfannen eingeführt wird, worauf man
die Öffnung durch einen Schieber 42 verschließt. An der Vorderseite des Steigkanals
38 sind Öffnungen 43 vorgesehen (Abb. 3), durch die Luft zur Oxydierung der austretenden
Gase und Brennstoffe eingelassen wird. In der vorderen Wand befinden sich Zapföffnungen
44, die in wassergekühlten Gußblöcken 45 hergestellt sind.
-
Die Schlacke wird abgestochen und läuft in Rinnen 46 zu irgendeiner
geeigneten Verfügungsstelle. In der Vorderwand ist ebenfalls ein Schauloch vorgesehen,
das für gewöhnlich durch einen Schieber 47 aus Schamotte verschlossen ist.
-
Die Einführung von Luft und Brennstoff findet an zahlreichen Stellen
längs der unteren Teile der beiden Seitenwände-34 statt. Zu diesem Zweck ist ein
Luftdruck von zwei Stufen vorzuziehen, und die Düsen oder Formen sind entsprechend
ausgeführt. Hochdruckluftleitungen 48 und 49 und Niederdruckluftleitungen 50 und
51 befinden sich an beiden Seiten und sind mit den üblichen Absperrventilen versehen.
Die Hochdruckleitung führt die gepulverte Kohle, während die Niederdruckleitung
die erforderliche zusätzliche Luft führt, und zwar derart, daß -der Brennstoff git
einem Teil der Luft unter hohem Druck und die restliche Luftmenge unter niedrigerem
Druck in das Schmelzgefäß eingeführt wird.
-
Jede Düse oder Form 52 geht durch die beiden in Abstand angeordneten
Platten 53 hindurch, die die Seitenwand bilden. Sie mündet in einen Teil 54, der
eine seitliche Verbindung mit einem Abzweig 55 hat, der von der Hochdruckleitung
kommt, sowie mit einem Abzweig 56 von der Niederdruckleitung und ebenfalls mit einem
Abzweig 5,7, der einen Schlackenfang bildet, welcher für gewöhnlich durch eine Schmelzsicherung
58 geschützt ist, die schmilzt und das Austreten geschmolzener Schlacke ermöglicht,
die in die Düse gelangt. An ihrem äußeren Ende besitzt der Teil 54 eine Durchstoßöffnung
mit einer Verschlußplatte 59, die derart aasgelenkt ist, daß sie nach innen, aber
nicht nach außen schwingen kann, so daß der Luftdruck sie geschlossen hält.
-
Abb. 6 veranschaulicht im senkrechten Querschnitt einen Teil eines
gewöhnlichen Kippkonverters mit einem gerundeten Boden. Das Gehäuse 6o ist durch
senkrechte * Bänder 61 versteift und mit Magnesitstein oder ähnlichem hitzebeständigen
Material 62 ausgefüttert, durch das die an ihrer Innenfläche ausmündenden Düsen
oder Formen 63 hindurchgehen. An der Außenseite befindet sich eine Hauptleitung
64, die Luft unter geringem Druck führt und durch ein Rohr 65 mit einem Teil 66
an dem Außenende der Düse verbunden ist, der ein Rückschlagventil 67 zum Verschließen
eines Loches 68 aufweist, durch die eine Reinigungsstange eingeführt werden kann,
für den Fall, daß die Düse an ihrem inneren Ende verstopft ist. Dies trifft in gleicher
Weise für die Offnung und das Ventil 59 nach Abb. 5 zu. Das Rohr 69 führt die Hochdruckluft
und die gepulverte Kohle, die von hier durch ein Abzweigrohr 7o zu der Düse oder
Form gelangt.