DE557499C

DE557499C - Process for the production of zinc oxide

Info

Publication number: DE557499C
Application number: DES91889D
Authority: DE
Original assignee: SMELTING METALLURG und METALLW
Current assignee: SMELTING METALLURG und METALLW
Priority date: 1928-05-29
Filing date: 1929-05-26
Publication date: 1932-08-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Zinkoxyd Gemäß einem früheren Verfahren des Erfinders, das z. B. aus der österreichischen Patentschrift 105794 bekannt geworden ist, wird zur Herstellung von Zinkweiß aus metallischem Zink, aus zinkhaltigen Metallen oder Metallegierungen in der Weise vorgegangen, daß über einer aus diesen metallischen Stoffen in einem Kanal geschlossenen Querschnittes ohne Beimengung von Brennstoff durch äußere Wärmezufuhr hergestellten Schmelze ein oxydierender Gasstrom hinweggeleitet und dadurch die hierbei infolge Verbrennung der Zinkdämpfe in der Ofenatmosphäre entstehende Reaktionswärme auf die Schmelze als Strahlwärme von oben zur Einwirkung gebracht wird.Method of Making Zinc Oxide According to an earlier method the inventor who z. B. from the Austrian patent specification 105794 became known is used to produce zinc white from metallic zinc, from zinc-containing metals or metal alloys proceeded in such a way that one of these metallic Substances in a channel with a closed cross-section without the addition of fuel an oxidizing gas stream passed away by the melt produced by external heat supply and thereby the resulting combustion of the zinc vapors in the furnace atmosphere resulting heat of reaction on the melt as radiant heat from above to act is brought.

Das obenerwähnte bekannte Verfahren bietet den Vorteil, daß selbst zinkarme Zinklegierungen zu einer Zinkfarbe von tadelloser Weißheit und Deckkraft verarbeitet werden können, da infolge der Abwesenheit einer mittels Außenwärme bewirkten Bodenbeheizung vermieden werden kann, daß das Zinkbad unter Blasenbildung in heftiges Kochen gerät und dadurch die im Bade etwa enthaltenen Verunreinigungen in die Zinkdämpfe mit herausgerissen werden; dabei kann infolge Nutzbarmachung der Reaktionswärme auch eine große Brennstoffersparnis erzielt werden.The above-mentioned known method has the advantage that even Low-zinc zinc alloys to a zinc color of impeccable whiteness and opacity can be processed as a result of the absence of an external heat effect Floor heating can be avoided that the zinc bath with blistering in violent Cooking gets into the zinc vapors and thereby any impurities in the bath to be torn out with; this can result from utilizing the heat of reaction a large fuel economy can also be achieved.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung von Zinkweiß gemäß dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren in einer Weise, die unter Beibehaltung sämtlicher Vorteile dieses älteren Verfahrens des Erfinders zu weiterer Ersparnis an Brennstoff führt und gleichzeitig in einfacher Weise ermöglicht, die Oualität der herzustellenden Zinkfarbe jener Ware entsprechend, die man jeweils herzustellen wünscht, regeln zu können.The invention aims to produce zinc white in accordance with the opening paragraph mentioned known methods in a way that while maintaining all Advantages of this older method of the inventor for further saving of fuel leads and at the same time in a simple manner enables the quality of the to be produced Regulate the zinc color of the goods that one wishes to manufacture in each case to be able to.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren die Aufrechterhaltung des Dauerprozesses, d. h. die Erhitzung der ebenfalls ohne Beimengung von Brennstoff in die Schmelze nachgespeisten Metallstücke auf Schmelztemperatur und deren Überführung aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand dadurch erfolgt, daß der die metallische Schmelze enthaltende Kanal während der Verbrennung der Zinkdämpfe, fortlaufend oder absatzweise gedreht und dadurch die in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme auf die metallische Schmelze auch nach Art einer Bodenbeheizung zur Einwirkung gebracht wird. Auf diese Weise kann bei richtiger Einstellung der Umlaufzahl erreicht werden, daß die in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme sogar fähig ist, den durch Einführung von Außenwärme einmal in Gang gesetzten Verfahrensprozeß ohne weitere Einführung von Brennstoff selbst dauernd aufrechtzuerhalten, wobei also die Brennstoffzufuhr gewissermaßen aus den zeitweise nachgespeisten zu verdampfenden Zinkblöcken selbst und für sich allein besteht. Die Regelung der Verdampfungsgeschwindigkeit und der Qualität des hergestellten Zinkweißes kann dabei in einfachster Weise durch Änderung der Umlaufzahl der die metallische Schmelze enthaltenden Drehtrommel erfolgen. Ein weiterer Vorteil besteht dabei darin, daß auf kleinerem Raume und mit kleineren Anlagekosten als bisher eine Anlage größerer Leistungsfähigkeit erhalten wird, bei der auch die Instandhaltungskosten verringert sind, da die Chainotteausfütterung der Trommel dadurch, daß sie beim Drehen unter die Schmelze gelangt, infolge Abgabe eines Teiles ihrer eigenen Wärme an die Schmelze bzw. an die nachgespeisten Metallblöcke unter die Einwirkung eines fortlaufend auf ihre ganze Umfläche sich erstreckenden Kühlungsprozesses gelangt, wodurch die Lebensdauer des Ofens erhöht wird.This is achieved according to the present invention in that at the above-mentioned known method to maintain the continuous process, d. H. the heating of the also without adding fuel to the melt refilled metal pieces to melting temperature and their transfer from the liquid into the vapor state takes place in that the metallic Melt-containing channel during the combustion of zinc vapors, continuous or rotated intermittently and thereby the heat of reaction generated in the furnace atmosphere brought into action on the metallic melt also in the manner of floor heating will. In this way, with the correct setting, the number of revolutions can be achieved that the heat of reaction generated in the furnace atmosphere is even able to pass through Introduction of outside heat once a process process has been started without any further The introduction of fuel itself must be maintained continuously, i.e. the fuel supply to a certain extent, from the zinc blocks that are temporarily replenished themselves and exists on its own. The regulation of the evaporation rate and the The quality of the zinc white produced can be changed in the simplest way the number of revolutions the rotating drum containing the metallic melt take place. Another advantage is that in a smaller space and obtain a system of greater efficiency with lower system costs than before in which the maintenance costs are also reduced, because the chainotteausfutterung the drum in that it gets under the melt when rotating, as a result of discharge part of their own heat to the melt or to the subsequently fed metal blocks under the action of a continuously extending over its entire surface Cooling process, whereby the service life of the furnace is increased.

Bemerkt soll werden, daß die Verwendung von Drehöfen in einer Reihe von Industrien, darunter auch in der Zinkhüttenindustrie, bekannt ist. Die in letzterer mit Drehöfen ausgeführten Verfahren, durch die als Verkaufsprodukt das als Ausgangsmaterial für die Weiterarbeitung auf metallisches Zink oder Farboxyde dienende Hüttenoxyd gewonnen wird, weisen das gemeinsame Merkmal auf, daß der Prozeß nur aufrechterhalten werden kann, falls das Rohgut an dem einen Ende des Ofens in Form eines Gemisches mit Brennstoff (Kohle, Koks) eintritt und den Ofen in Achsenrichtung durchwandert, um, nachdem es dabei das Zink durch Verflüchtigung aus dem festen Aggregatszustand in Form von Zinkdämpfen abgegeben hat, am anderen Ende des Ofens in chemisch geänderter Form als nutzbares Produkt oder Abfall wieder auszutreten. Demgegenüber ist im Sinne der Erfindung zunächst neu, daß die in der Ofenatmosphäre einer Drehtrommel erzeugte Reaktionswärme der Ofenbeschickung allseitig lediglich zur Herbeiführung des Schmelzflusses und Überführung der Schmelze in die Dampfform zugeführt wird. Dabei stellt beim erfindungsgemäßen Verfahren die Ofenbeschickung ein auf der ganzen Länge einheitliches Metallbad dar, das in Achsenrichtung der Trommel keine Bewegung vollführen soll, und der Dauerprozeß kann auch dann fortlaufend aufrechterhalten werden, wenn die äußere Wärmezufuhr völlig abgestellt wird, während die bekannten Hüttenprozesse abbrechen, wenn die äußere Brennstoff- (Kohlen-, Koks-) Zufuhr aufhört, und zwar selbst in dem Falle, wenn man die Zinkdämpfe in der Drehtrommel selbst zur Verbrennung bringen und den Prozeß sonst auf eine Art Selbstbrennung einstellen würde.It should be noted that the use of rotary kilns in a row of industries, including the zinc smelting industry. The one in the latter Processes carried out with rotary kilns, through which the raw material as a sales product For the further processing on metallic zinc or Farboxyde serving metallurgical oxide obtained have the common feature that the process is only sustained can be, if the raw material at one end of the furnace in the form of a mixture enters with fuel (coal, coke) and wanders through the furnace in the axial direction, to after it doing the zinc by volatilization from the solid state of aggregation in the form of zinc fumes, at the other end of the furnace in chemically modified Form as usable product or waste to exit again. In contrast, is in the sense the invention initially new that the generated in the furnace atmosphere of a rotating drum Heat of reaction of the furnace charge on all sides only to bring about the melt flow and transferring the melt into the vapor form is supplied. In doing so, the According to the method according to the invention, the furnace loading is uniform over its entire length Metal bath, which should not move in the axial direction of the drum, and the continuous process can be maintained continuously even if the external heat supply is completely turned off during the known smelter processes stop when the external fuel (coal, coke) supply stops, namely even in the case of using the zinc vapors in the rotating drum itself for combustion and would otherwise stop the process in a kind of self-immolation.

Es ist wohl auch ein Verfahren zur Herstellung von Zinkweiß bekannt, bei dem das Metall in einem schwenkbaren Masutofen unter ständiger Bewegung des Schmelzbades niedergeschmolzen wird, hierauf die aus dem Bade entwickelten Zinkdämpfe in einem besonderen Schornsteinraum zu grauem Pulver oxydiert werden und dasselbe dann in einem weiteren, mit Koks beheizten Röstofen in Zinkweiß umgewandelt wird. Bei diesem bekannten Verfahren fehlt die Ausnützung der Reaktionswärme, die dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie bereits erwähnt, die höchste Wirtschaftlichkeit sichert, und außerdem ist es bei diesem bekannten Verfahren nicht wie beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Qualität des hergestellten Produktes je nach dem gewollten Zweck zu regeln; dadurch ferner, daß die Oxydation im Raume des Drehofens selbst vor sich geht und nachträgliche Röstungen entbehrlich sind, werden auch die Bau- und Instandhaltungskosten der zur Ausführung des neuen Verfahrens erforderlichen Anlage ganz erheblich verringert.A process for the production of zinc white is also known, in which the metal is placed in a swiveling masut furnace with constant movement of the Molten bath is melted down, then the zinc vapors developed from the bath be oxidized to gray powder in a special chimney, and the same is then converted into zinc white in another roasting furnace heated with coke. In this known method, the utilization of the heat of reaction is missing, which the Process according to the invention, as already mentioned, the highest economic efficiency secures, and moreover, it is not like in the case of this known method as in the case of the invention Process possible, the quality of the manufactured product depending on what is wanted Purpose to regulate; by the fact that the oxidation in the room of the rotary kiln itself is going on and subsequent roasting is unnecessary, the construction and maintenance costs of those necessary to carry out the new process Plant reduced considerably.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Verwirklichung des Verfahrens geeigneten Einrichtung dargestellt. Abb. i ist die Einrichtung im Längsschnitt, während Abb. z den Querschnitt gemäß Linie 2-z der Abb. i darstellt.In the drawing, an embodiment is one for implementation of the procedure suitable facility. Fig.i is the establishment in Longitudinal section, while Fig. Z shows the cross section along line 2-z of Fig. I.

Auf der Zeichnung bezeichnet c eine Vorrichtung, welche die zum Ingangsetzen des Verfahrens notwendige Außenwärme liefert, a ist ein einen reverberierenden Ofen darstellender Karial, und g ist ein Kanal, durch den die verbrannten Zinkdämpfe abgeführt werden.In the drawing, c denotes a device which is used to start up The process provides the necessary outside heat, a is a reverberating furnace representing carial, and g is a channel through which the burned zinc fumes be discharged.

Als Beispiel der Vorrichtung, die die Außenwärme zum Ingangsetzen Jes Verfahrens liefert, ist eine Rostfeuerung dargestellt, an Stelle derselben kann aber eine beliebige andere Feuerung, z. B. eine 0l-, eine Gasfeuerung usw. oder eine elektrische Heizvorrichtung, zur Anwendung gelangen.As an example of the device that starts the outside heat A grate furnace is shown instead of the same but any other type of furnace, e.g. B. an oil, a gas furnace, etc. or an electric heater, are used.

Der Kanal a ist als rotierende Trommel ausgebildet, die auf Rollen k abgestützt ist und z. B. mittels Zahnräder y1, r2 und eines Schneckenbetriebes r3 von einem regelbaren und reversierbaren Elektromotor r4 gedreht werden kann. Das zu schmelzende Zink wird in den Kanal a in beliebiger Weise, z. B. durch eine sohließb_are Öffnung h, eingebracht.The channel a is designed as a rotating drum on rollers k is supported and z. B. by means of gears y1, r2 and a worm gear r3 can be rotated by a controllable and reversible electric motor r4. The zinc to be melted is in the channel a in any way, for. B. by a sohließb_are opening h, introduced.

Beim Ingangsetzen des Verfahrens wird mittels der Heizvorrichtung c das in den Kanal a vorher eingebrachte Zink oder die zinkhaltige Legierung geschmolzen. Die Zinkdämpfe, die aus dem sich auf diese Weise ergebenden Zinkbade hochsteigen, gelangen mit der durch die Öffnung d in den Kanal a einströmenden Luft zur Verbrennung und strömen hierauf durch die Öffnung f in den Kanal g und von hier zwecks Verdichtung zu Zinkweiß in eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Sammelvorrichtung usw. Die Öffnung d liegt mit ihrer unteren Fläche dl stets höher als die Badoberfläche, so daß die Luft in einer gewissen Höhe über der Badoberfläche hinwegstreicht.When the process is started, the zinc or the zinc-containing alloy previously introduced into the channel a is melted by means of the heating device c. The zinc vapors that rise from the zinc bath resulting in this way reach the combustion with the air flowing into the duct a through the opening d and then flow through the opening f into the duct g and from here into one for the purpose of compression to zinc white the drawing, not shown collecting device, etc. The opening d is always with its lower surface dl higher than the bath surface, so that the air sweeps away at a certain height above the bath surface.

Hat der Verbrennungsvorgang der Zinkdämpfe eingesetzt, so kann die Heizung c je nach der angewendeten Umlaufzahl der Trommel ganz oder zum größten Teil abgestellt werden, da die infolge Verbrennung der Zinkdämpfe erhaltene Reaktionswärme sichert, daß die in das Metallbad b nachgespeisten Metallblöcke in flüssigen Zustand gebracht und die Zinkdämpfe durch Oberflächennachverdampfung kontinuierlich ersetzt werden.Once the zinc vapors have started to burn, the Heating c, depending on the number of revolutions of the drum used, entirely or to the greatest extent Partly be turned off because the heat of reaction obtained as a result of the combustion of the zinc vapors ensures that the metal blocks fed into the metal bath b are in a liquid state and the zinc vapors are continuously replaced by surface evaporation will.

Die zur Verbrennung der Zinkdämpfe notwendige Luft kann durch den Spalt in oder durch zu diesem Zwecke an der Heizvorrichtung separat vorgesehene Einführungsöffnungen einströmen, zur Verbrennung der Zinkdämpfe kann jedoch in bekannter Weise auch ein Strom von CO= dienen, das zweckmäßig von der Feuerung c selbst geliefert wird.The air required to burn the zinc vapors can pass through the Gap in or through separately provided for this purpose on the heating device Inlet openings flow in, however, for the combustion of the zinc vapors in known Way also a stream of CO = serve, which is expediently supplied by the furnace c itself will.

Während der Verbrennung der Zinkdämpfe wird die Trommel a ständig oder intermittierend gedreht. Dadurch gelangen die durch die Reaktionswände erhitzte Wölbung a1 bzw. die Seitenwände a2 unter das Metallbad, so daß der Boden des Metallbades von der Reaktionswärme auf der erwünschten hohen Temperatur gehalten wird, und es wird hierdurch jener Wärmeverlust, der sich sonst am Boden infolge Abwesenheit einer Bodenbeheizung mittelsAußenwärme ergeben würde, beseitigt.While the zinc vapors are being burned, the drum a becomes steady or rotated intermittently. This causes the heated by the reaction walls Curvature a1 or the side walls a2 under the metal bath, so that the bottom of the metal bath is kept at the desired high temperature by the heat of reaction, and it This results in the loss of heat that would otherwise occur on the ground due to the absence of a Floor heating by means of external heat would be eliminated.

Das Verfahren kann auch in der Weise ausgeführt werden, daß die Trommel a während der Verbrennung der Zinkdämpfe nicht kontinuierlich, sondern intermittierend nur dann gedreht wird, wenn es sich als zweckmäßig erweist, die sich in den Trommelteilen a1, a. aufspeichernde Wärme unter das Metallbad b zu bringen.The method can also be carried out in such a way that the drum a not continuously but intermittently during the combustion of the zinc vapors is only rotated if it proves to be expedient, which is located in the drum parts a1, a. to bring accumulating heat under the metal bath b.

Die Drehung der Trommel macht auch die Regelung der Qualität des herzustellenden Zinkweißes in einfacher Weise möglich, zu welchem Zwecke die Trommel a mit einem Antrieb versehen wird, der mit beliebigen Organen zur Änderung der Umlaufzahl ausgerüstet ist. Durch Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Trommel a wird nämlich auch die Verdampfungsgeschwindigkeit des Zinkes erhöht, während die Verminderung der Drehgeschwindigkeit die Verdampfungsgeschwindigkeit verringert. Aus der erhöhten Verdampfungsgeschwindigkeit resultiert, daß von den im Zinkbade evtl. enthaltenen Verunreinigungen ein verhältnismäßig größerer Anteil durch die sich entfernenden Zinkdämpfe mit herausgerissen wird, so daß in dem Falle, wenn es sich um die Herstellung von billigerer Ware handelt, die Umlaufzahl der Trommel a entsprechend erhöht wird, wobei dann infolge der erhöhten Wärmeausnützung und infolge Verringerung der Fabrikationszeitdauer die Herstellungskosten verringert werden. Aus ähnlichen Gründen kann ein verhältnismäßig stark verunreinigtes Rohmaterial mit kleinerer und ein verhältnismäßig reineres Material mit größerer Umlaufzahl der Trommel verarbeitet werden, wenn in beiden Fällen eine Ware von gleicher Qualität hergestellt werden soll.The rotation of the drum also makes the regulation of the quality of the produced Zinc white possible in a simple manner, for which purpose the drum a with a Drive is provided, which is equipped with any organs to change the number of revolutions is. By increasing the speed of rotation of the drum a, the The rate of evaporation of zinc increases, while the rate of rotation is decreased the evaporation rate is reduced. From the increased rate of evaporation the result is that some of the impurities that may be contained in the zinc bath are proportionate larger proportion is torn out by the zinc vapors that are being removed, so that in the case of the production of cheaper goods, the number of revolutions of the drum a is increased accordingly, then as a result of the increased Heat utilization and, as a result of a reduction in the production time, the production costs be reduced. For similar reasons, a relatively heavily contaminated Raw material with a smaller one and a relatively purer material with a larger one The number of revolutions of the drum can be processed if in both cases a product of the same type Quality should be produced.

Die im Zinkbade evtl. vorhandenen Verunreinigungen, hauptsächlich Blei, setzen sich im übrigen im Zinkbade allmählich ab, und zum Sammeln dieser Verunreinigungen wird an einem Teile der Trommel a zweckmäßig eine Vertiefung p angewendet, aus welcher das an Verunreinigungen schon zu sehr angereicherte Material von Zeit zu Zeit, z. B. durch Ausschöpfen durch die Öffnung lc hindurch oder über eine auf der Zeichnung nicht dargestellte, am Boden der Vertiefung p ausgebildete verschließbare Öffnung, abgezapft werden kann.The impurities that may be present in the zinc bath, mainly Lead, moreover, gradually settle in the zinc bath, and to collect these impurities a recess p is expediently applied to a part of the drum a, from which the material, which is already too rich in impurities, from time to time, e.g. B. by scooping through the opening lc or through one on the drawing closable opening, not shown, formed at the bottom of the recess p, can be tapped.

Der Kanal des reverberierenden Ofens besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einer um eine waagerechte Achse drehbaren zylindrischen Drehtrommel, er könnte aber auch aus mehreren derartigen Drehtrommeln bestehen, die zur Bildung eines Kanales hintereinandergeschaltet werden.The channel of the reverberating furnace exists in the one shown Embodiment consisting of a cylindrical rotary drum that can be rotated about a horizontal axis, but it could also consist of several such rotating drums that are used to form of a channel can be connected in series.

Zur Aufrechterhaltung des oxydierenden Gasstromes bzw. der Strömung der verbrannten Zinkdämpfe kann eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Saugvorrichtung dienen.To maintain the oxidizing gas flow or the flow of the burned zinc vapors can be a suction device not shown in the drawing to serve.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of zinc oxide from zinc or alloys containing zinc by burning the zinc vapor by means of an oxidizing gas stream passed over an elongated bath of molten zinc, characterized in that the metal is produced in a horizontal rotary kiln. a. Method according to Claim i, characterized in that the rate of evaporation of the zinc is regulated by the speed of rotation of the rotary tube. 3. The method according to claim i and z, characterized in that several rotary tubes are connected in series.