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Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Zink durch Rückflußkondensation
Gegenstand der Erfindung sind Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung von Zink
von Bestandteilen mit höherem und niedrigerem Siedepunkt, wie Blei und Cadmium,
durch Rückflußkondensation.
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Die Raffination von Zink, das Verunreinigungen von höherem Siedepunkt
enthält, unter Verwendung -eines Rückflußkondensators ist bekannt. Nach einem anderen
Vorschlag, der nicht zum Stande der Technik gehört, ist es auch möglich, Cadmium
oder andere leichter flüchtige Metalle enthaltendes Zink unter Anwendung eines Rückflußkondensators
zu raffinieren. In solchen Rück$ußkondensatoren steigt Metalldampf in inniger Berührung
mit herabfließendem Metall auf, das durch Kondensation des aufsteigenden Dampfes
gewonnen ist. Ein beträchtlicher Teil des herabfließenden Metalls wird am Boden
des Kondensators abgezogen, während der dem oberen Teil des Kondensators entströmende
Metalldampf- aufgefangen wird. Es hat sich gezeigt, daß sich Vorteile beim Betrieb
und in anderer Hinsicht dadurch ergeben, daß man das im Kondensator zurückfließende
flüssige Metall in ein flüssiges Metallbad einleitet, das nicht die Quelle des in
dein Kondensator aufsteigenden Metalldampfes bildet. Beispielsweise kann-man das
in einem Rückflußkondensator herabfließende flüssige Metall einer Destillationsretorte
zuführen, die nicht diejenige Retorte ist, die den Metalldampf für den genannten
Rückflußkondensator liefert. Bei mehreren Retorten kann jede mit einem besonderen
Rückflußkondensator verbunden sein, und man kann aus jedem Rückflußkon-. densator
das flüssige Metall in die zur nächsten Stufe gehörige Retorte überleiten. Die Vorteile,
die hierdurch erzielbar sind, bestehen u. a. in der Verlängerung der ununterbrochenen
Destillationsperioden.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen zur
Durchführung der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Die Fig. i bis 3 zeigen eine Einrichtung zur Ausführung der Erfindung
mit einer Reihe aufenanderfolgender Retorten in Seitenansicht (teilweise im Schnitt),
in Vorderansicht und im Grundriß.
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Fig. q, bis 6 sind ähnliche Darstellungen einer Einrichtung mit ununterbrochener
Rückflußkondensation zur Erzeugung von cadmiumfreiem Zink.
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Die in Fig. i bis 3 dargestellte Einrichtung besteht aus mehreren
Destillationsretorten und zugehörigen Rückflußkondensatoren; die in einer fortschreitenden
Reihe so angeordnet
sind, daß das in der ersten Retorte destillierte
-und im ersten Rückflußkondensator kondensierte Zink der zweiten Retorte zugeleitet
wird, während das in dem zweiten Rückflußkondensator kondensierte Zink der dritten
Retorte zufließt, die mit dem dritten Kondensator verbunden ist. Demgemäß enthält
die Einrichtung drei Destillationsretorten i o, 11, 12, die in einer gemeinsamen
Heizkammer 13 eines Ofens 14 angeordnet sind. Am rückwärtigen Ende jeder Retorte
befindet sich ein Einlaß 15 zum Einfüllen von Metall und zum Entfernen von Rückständen.
Durch die Einlässe 15 kann Blei, das etwa in den Retorten aus dem flüssigen Metall
ausschmilzt, abgezogen werden. Die Retorten sind über Verbindungsleitungen 18 bis
16 je mit einem Rückflußkondensator 19 bis 21 verbund; n. Der vom Blei gereinigte
Zinkdampf gelangt von den oberen Teilen der Rückflul3kondensatoren über Rohre 22
bis 24 zu Kondensatoren 25 bis 27. Das im Rückflußkondensator i9 herabfließende
Metall gelangt vom Boden des Kondensators durch eine Leitung 28 zur Retorte i i,
und ebenso fließt flüssiges Metall aus dem Rückflußkondensator 2o durch ein Rohr
29 zur Retorte 12. Das flüssige Metall aus dem Rückflußkondensator 21 kann entweder
gleichfalls der Retorte 12 wieder zugeleitet oder anderweitig aufgefangen werden.
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Der aus der Retorte i o aufsteigende verunreinigte Zinkdampf enthält
weniger Blei als das in der Retorte befindliche Metall; und im Rückflußkondensator
ig wird der Dampf noch weiter von einem großen Teil seines Bleigehalts befreit.
Infolgedessen -enthält der aus dem Rückflußkondensator 1.9 .entweichende und im
Kondensator 25 aufgefangene Dampf verhältnismäßig wenig Blei. Das im Rückflußkondensator
i 9 niederfließende Metall wird in der Retorte i i wieder destilliert, und es wird
in ähnlicher Weise im Kondensator 26 ein verhältnismäßig reines Zink gewonnen. Das
im Rückflußkondensator 2o herabströmende Metall wird in der Retorte 12 destilliert
und im Rückflußkondensator 21 einer Reinigung unterworfen.
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Wird frisches, mit Blei verunreinigtes Zink nur in die Retorte io
eingefüllt, so verteilt sich der Bleigehalt .auf die drei Retorten i o bis 12, so
daß ein bleireicher Rückstand nicht so häufig von den Retorten abgezogen zu werden
braucht, als es erforderlich wäre, wenn man die Retorten unabhängig voneinander
betreiben würde. Zinkmetall mit niedrigerem Bleigehalt als das in die Retorte io
ein-, ge zann in die Retorten i i und 12 durch füllte 1,
die
Einlässe 15 eingebracht werden; in diesem Fall scheiden die Rückflußkondensatoren
2o und 21 den Bleigehalt nicht bloß aus dem Metall .aus, das in dem vorhergehenden
Rückflußkondensator niedergeflossen ist, sondern auch von dem Zink, das in die Retorten
i i und 12 eüzgefüllt wurde.
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Die beschriebene Einrichtung kann in mannigfacher Weise abgeändert
werden, beispielsweise kann man die Retorten in unabhängige Heizkammern einbauen,
ihre Anzahl beliebig wählen oder auch die Rohre 16 bis 18
in die zugehörigen
Rückflußkondensatoren in verschiedenen Bodenabständen einmünden lassen, so daß der
Metalldampf in die ,einzelnen Rückflußkondensatoren in voneinander verschiedenen
Stufen eintritt.
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Bei der in Fig. q. bis 6 dargestellten Einrichtung zur Reinigung von
cadmiumhaltigem Zink durch Rückflußkondensation wird das in einem Rückflußkondensator
herabfließende Metall einer zweiten Retorte zu nochmaliger Destillation und Reinigung
zugeleitet. Eine Retorte oder mehrere Retortenpaare 31, 32 sindin einer gemeinsamen
Heizkammer derart angeordnet, daß die eine Retorte 31 höher liegt als die andere,
32. Die höher liegende Retorte 31 besitzt einen Einlaß 33 zum Einfüllen cadmiumhaltigen
Zinks. Dieses wird in der Retorte 31 verdampft, und der Dampf strömt durch ein Verbindungsrohr
34 zum Rückflußkondensator 35, wo er beim Aufsteigen sich fortschreitend
mit Cadmium anreichert, während das herabströmende flüssige Metall fortschreitend
von Cadmium befreit wird. Durch den Auslaß 36 entweicht Cadmiumdampf oder cadmiumreicher
Zinkdampf und gelangt zu einem Kondensator 37. Das flüssige Metall gelangt vom Boden
des Rückflußkondensators 35 durch einen Krümmer 38 zur tieferen Retorte 32 und wird
hier zum Teil wieder verdampft. Der Dampf strömt durch das Rohr 38 im Gegenstrom
zum herabströmenden flüssigen Metall. zum Rückflußk ondensator 35. Cadmiumfreies
Zink wird aus der unteren Retorte 32 am rückwärtigen Ende durch ein Zapfloch 39
abgelassen. Diese Vorrichtung eignet sich ganz besonders für solche Fälle, bei denen
der Temperaturgradient in einem Rückflußkondensator zur Reinigung von Zink von Cadmium
dadurch geregelt wird, daß man zusätzliche Wärme dem unteren Teil des Rück$ußköndensators
zuführt. Die untere Retorte 32 spielt hier die Rolle des unterem Teils des Rückflußkondensators.
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Die beschriebenen Einrichtungen sind nur Ausführungsbeispiele der
Erfindung. Diese kann stets dann .angewendet werden, wenn es sich aus irgendwelchen
Gründen empeehlt, das in einem Rückflußkondensator niederströmende flüssige Metall
in einer anderen Weise weiterzubehandeln als im Wege der Wiederdestillation in demjenigen
Metallbad, aus dem das Metall ursprünglich stammt.