-
Ofen zur Herstellung von reinem Zinn unmittelbar aus Zinnerzen oder
seinen Konzentraten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ofen zur Herstellung
von reinem Zinn, und zwar unmittelbar aus Zinnerzen oder feinen Konzentraten, in
dem das zinnhaltige Gut in -Mischung mit kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln auf
einem porösen Herd aus Metall aufgebracht ist.
-
Es ist bekannt, bei solchen Öfen der Beschickung Kohlen in beträchtlichem
Überschuß zuzusetzen, so daß sich eine Atmosphäre von etwa 6o °,ö CO aufrechterhalten
lä ßt. Bei den bekannten Öfen dieser Art wird von einer Zinneisenlegierung ausgegangen.
Zinn und Eisen sind jedoch, einmal in Legierung, sehr schwer voneinander zu trennen.
Man erhält daher auch aus einem solchen Ofen kein Zinn von marktfähiger Reinheit.
-
Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, daß als metallische
Unterlage Schwammeisen verwendet wird, das vor Einbringung der zinnhaltigen Beschickung
in 'lein Ofen aus Eisenerzen und Kohle erzeugt wurde.
-
Verwendet man bei einem solchen Schwammeisenbett die richtige Temperatur
und reduzierende Atmosphäre, so bildet sich keine Zinn-Eisen-Legierung, und es wird
Zinn von marktfähiger Reinheit dem Ofen entnommen.
-
Auch (las bekannte Schmelzen von Zinnerz, d. h. Zinnkies (Sn0_), mit
Kohle bei hoher Temperatur kann dem Ertindungsgegenstand nicht gleichgestellt werden,
da dabei hohe Verluste und Beschädigungen des Ofenfutters entstehen. Auch das bisher
übliche Raffinieren ist beim Erfindungsgegenstand nicht mehr erforderlich.
-
Das Schmelzen kann bei verhältnismäßig niedriger Temperatur ausgeführt
und das resultierende Metall unmittelbar in handelsfähiger Form erhalten werden.
-
Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise ausführen. In der Zeichnung
ist beispielsweise eine Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i eine
Ansicht, teilweise im Schnitt, nach Linie A-A der Abb. 2, Abb. 2 eine Draufsicht,
teilweise im Schnitt. Die Wände und die Decke i des Ofens 15 sind in geeigneter
Weise bekleidet und gehärtet. Der Drehherd 2 ist auf der mittels Getriebe 4. angetriebenen
Welle 3 gelagert. Der Ofen wird durch die röhrenförmig ausgeführten und aus hitzebeständigem
Material hergestellten Heizelemente 5 erhitzt, welche elektrisch, mit staubförmigem
Brennstoff, oder, wie in der Zeichnung dargestellt, mit flüssigem Brennstoff, z.
B. Öl, geheizt werden. Die Zuführung für das Erz und den Brennstoff erfolgt an der
Rohrmündung 6 des Rohres
9, das einen Ffilltrichter 7 und eine
Förderschnecke 8 aufweist. Als Kratzer dienende Arme io, die durch Wasser gekühlt
werden, tragen Arme oder Kratzbleche i i, die das Material nach der Peripherie des
Herdes 2 hinschieben und durch die Rinne 12 in einen geschlossenen Behälter 13 führen.
Als bestes Material für die Arme i i hat sich harter Blockkohlenstoff erwiesen.
Der Fugenabschluß wird durch eine mit Koks oder anderem geeigneten Material gefüllten
Rinne 1.1. bewirkt. Der Ofen 15 ist luftdicht abgeschlossen. Der Herd 2 besitzt
besondere Form, und zwar weist er eine Vertiefung i6 auf, die finit Schwammeisen
ausgefüllt ist, das als ein Filterbett für flüssiges metallisches Zinn wirkt.
-
Zu Beginn des Arbeitsganges wird pulverisierter Koks benutzt, der
jedoch im eigentlichen Arbeitsgang durch Schwammeisen ersetzt wird, wie nachstehend
beschrieben ist.
-
Die Ölbrenner 17, 17 erzeugen Flammen, welche durch die Rohre 5 gehen
und die Temperatur des Ofens auf etwa goo° C bis iooo° C erhöhen. Ungefähr 95o°
C ist die zweckmäßigste Temperatur.
-
Soll der Ofen zur Ausführung des Verfahrens angelassen werden, so
werden Koks und Eisenerz, z. B. Hämatit oder Magnetit, vermischt und durch den Fülltrichter
7 eingeführt. Auf die Mischung folgt dann Koks und Zinnerz oder Konzentrat mit allen
LTnreinigkeiten.
-
Häufig enthalten die eingeführten Konzentrate genügend Eisenerz. als
Verunreinigungen, um die vorhergehende Anlaßladung unnötig zu machen.
-
Die Luft im Ofen wird bald durch Kohlenoxyd ersetzt, welches sich
teils durch Hitze aus der Kohle, die in den Ofen eingeführt wurde, teils von der
Oberfläche des Kokses auf dein Herd entwickelt. Das Eisenoxyd wird in dieser Atmosphäre
reduziert und gibt seinen Sauerstoff an die Kohle ab, und die Rückstände von Schwammeisen
setzen sich auf dem Herd ab, da die Hitze ungenügend ist, um Eisen zu schmelzen.
Die Kratzer io, ii breiten dieses Schwammeisen über die Oberfläche des Kokses, der
auf dem Herd bleibt. Unter den üblichen Arbeitsbedingungen sollte das CO in der
Atmosphäre nicht weniger als Co Volumenprozent betragen. In kurzer Zeit besteht
die Oberfläche des Herdes hauptsächlich aus Schwammeisen. Zinn in Form von Erz oder
Konzentrat wird nunmehr eingeführt und mit einer geeigneten Menge von Kohle gemischt,
um eine reichliche Zufuhr von CO zu sichern. Das Zinnoxyd wird beim Eintritt in
diese Atmosphäre sofort angegriffen und zu Metall reduziert, welches rasch einen
Teich von flüssigem Metall auf der Oberfläche des Schwammeisens auf dem Herd bildet.
Die Kratzer streichen niese Oberfläche ständig ab, indem sie das Metall raffinieren,
und wenn der Metallteich groß genug ist, so filtriert das Metall durch die Schicht
von Schwammeisen durch den Koks unter dieser Schicht und auf die geneigte Bodenplatte
18 des Herdes. Durch geeignete Mittel, wie kurze Rohre oder öffnungen ig, wird das
flüssige Metall in geeignete darunterliegende Formen geleitet.
-
Das Verfahren ist ein kontinuierliches. Das Zinnoxyd muß genügend
fein gemahlen sein (z. B. durch ein Sieb von .1 .8 Maschen pro englischen Zoll durchgehen),
so daß die Reduktion während des Durchganges von der Leitung 9 zum Herd und quer
über diesen hinweg bis zu Rinne 12 stattfindet. Die richtige Korngröße des Erzes
oder Konzentrates ist wichtig, falls die Reduktion in der erwähnten Zeitdauer durchgeführt
werden soll, aber außerdem muß der CO-Gehalt in der Atmosphäre im Ofen aufrechterhalten
werden, und die Temperatur darf nicht sinken. Für die zweckmäßigste Ausführungsform
des Ofens wird der Herd so eingerichtet, daß er sich mit einer solchen Geschwindigkeit
dreht, daß das Material den Ofen in einem Zeitraum von 15 bis 30 Minuten
durchläuft.
-
Während des Arbeitsganges des Ofens wird kohlenstoffhaltiges Material
im Überschuß über- theoretische Erfordernisse mit dem Erz eingeführt, um jeden Mangel
von CO zu verhindern.
-
Die Hitze des Ofens darf nicht auf viel über iooo° C steigen, da sonst
Zinn durch Verflüchtigung verlorengehen könnte.
-
Es ist keine besondere Ventilation des Ofens notwendig. Öffnungen
ini Abschluß und an anderen Stellen genügen. -Nachdem die Schwammeisenoberfläche
auf dem Herd einmal gebildet worden ist, wird sie normal selbsttätig aufrechterhalten
durch die Verunreinigungen, welche mit den Konzentraten vermischt sind, aber sie
kann aufgebaut werden durch Einführung von Eisenoxyd mit dem Erz.
-
Überschüssiges kohlenstoffhaltiges Material, das mit dein überschüssigen
Schwammeisen oder anderen Metallen oder Material als Verunreinigungen mit den Konzentraten
oder dem Erz eingeführt wurde, wird vom Herd abgekratzt und über die Rinne 12, die,
falls erforderlich, besonders gekühlt werden kann, in den Kasten 13 gefördert. Dieses
Abfallmaterial kann dann zur Wiedergewinnung wertvoller Substanzen behandelt werden,
die mit dem Eisen oder anderem Abfallmaterial abgegangen sind, z. B. durch Sortieren,
magnetische Ausscheidung und, wenn nötig, durch Wiederbehandlung ini Ofen.