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Verfahren zur Herstellung von Zinkweiß aus metallischen Ausgangsstoffen
Bei der Herstellung von Zinkweiß sind die von metallischen Rohstoffen ausgehenden
Verfahren wärmewirtschaftlich und hinsichtlich der Anlagekosten sehr vorteilhaft,
bei denen mit direkt über das Metallbad geleiteten Heizgasen gearbeitet wird. Diese
Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die Ausbeuten an Zinkweiß unbefriedigend
sind, da sich wegen der direkten Einwirkung der Heizgase auf das geschmolzene Zink
größere Mengen Asche bilden. Ferner bedecken aus zusammengefrittetem Zinkoxyd gebildete
Krusten die Oberfläche des Bades und stören die weitere Verdampfung des Zinks. Diese
Krusten sind außerdem schlechte Wärmeleiter, so daß die in den Heizgasen vorhandene
Wärme nur unzureichend ausgenutzt wird.
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Befriedigende Ausbeuten an Zinkweiß lassen sich nur dann erzielen,
wenn nicht flüssiges, sondern lediglich dampfförmiges Zink verbrannt wird. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß metallische Ausgangsstoffe in bekannter
Weise verdampft und anschließend oxydiert werden, wobei die zur Aufrechterhaltung
der Zinkverdampfung notwendige äußere Wärme im wesentlichen in Form von direkt auf
geschmolzenes Zink geleiteten Heizgasen in üblicher Weise zugeführt wird, indem
das Metallbad mit einer reduzierend wirkenden Schicht, z. B. aus Kohle oder Koks,
bedeckt wird. Dadurch wird die Einwirkung oxydierender Bestandteile der Heizgase
auf das geschmolzene Metall verhindert. Die Koks- oder Kohlensckhicht wird durch
die Heizgase und durch die oberhalb dieser Schicht gebildete Reaktionswärme zum
Glühen gebracht und fördert ein lebhaftes Verdampfen dies Zinkbades. Die durch die
Kohlen- oder Koksschicht streichenden Heizgase werden von ihren oxydierenden Bestandteilen
befreit und können das Metallbad nicht mehr berühren, wodurch jede Aschenbildung
entfällt und eine faset der Theorie entsprechende Ausbeute an Zinkweiß erzielt wird.
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Es sind zwar schon Verfahren bekanntgeworden, bei denen eine Kohlenschicht
auf ein flüssiges Zinlebad aufgebracht wurde, doch ist die Verfahrensweise und die
dabei erzielte Wirkung eine wesentlich andere.
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So erfolgt beispielsweise die Verwendung von. Kohle im Rahmen eines
abweichenden Verfahrens zu dem Zwecke, um durch die Reaktion dieser Kohle mit den
gleichfalls zugesetzten sauerstoffabgebenden Salzen einen thermischen Effekt zu
erreichen, der dadurch das Zinkbad auf hinreichend hoher Temperatur hält. Die Einwirkung
von Luft auf das
flüssige Zink, somit dessen Verbrennung vor der
Verdampfung, kann durch die verwendete Kohlenschicht deshalb nicht verhindert werden,
weil diese Verbrennungsluft durch das Zinkbad hindurchgeblasen wird.
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Gemäß einem anderen Verfahren wird Kohle mit Zinkerzen gemischt und
diese Mischung zu Briketten geformt, damit durch die Wirkung dieser Kohle bei der
darauffolyenden Erhitzung der Brikette das in diesen enthaltene Zn0 reduziert wird.
Die Kohle hat hierbei die Aufgabe, das Zinkerz zu reduzieren.
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Demgegenüber wird erfindungsgemäß ein flüssiges Metallbad mittels
Heizgase in bekannter Weise zur Verdampfung gebracht, indem es vor der Einwirkung
oxydierender Bestandteile dieser Heizgase durch Bedeckthalten mit einer Kohlenschicht
geschützt wird.
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Aus diesem Grunde können auch kohlensäurehaltige Gase verwendet werden,
wodurch der volle Heizwert der in der Feuerung verarbeiteten Brennstoffe in wärmewirtschaftlicher
Hinsicht ausgenutzt wird. Das Verfahren bietet auch den Vorteil, daß bei Verwendung
von Zinklegierungen die Nebenbestandteile fast restlos im Ofen zurückbleiben und
in großer Reinheit gewonrLen werden. Bei der direkten Einwirkung oxydierender Gase
werden die Oxyde dieser Fremdmetalle vom Gasstrom mitgerissen und verschlechtern
dadurch die Qualität des Zinkweiß. Die reduzierende Schicht verhindert jede Oxydation
dieser Metalle, so daß dieselben mit Rücksicht auf ihren hohen Siedepunkt nicht
mitgerissen werden.
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Zur Ausführung des Verfahrens Sind z. B. Flammöfen bekannter Bauart
geeignet. Auch weitere wärmewirtschaftliche Vorteile können hierbei noch in bekannter
Weise dadurch erzielt werden, indem die von der Ofenwandung aufgenommenen Wärmemengen
durch zweckentsprechende Bewegung dies Schmelzkanals, z. B. durch Verwendung eines
rotierenden Ofens, nutzbar gemacht werden.
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In den Flammofen A treten bei. i in Pfeilrichtung die aus einer beliebigen
Heizquelle stammenden Gase ein. Sie treffen auf eine Koksschicht z, mit welcher
das Zinkbad 3 bedeckt gehalten wird. Durch eine nicht bezeichnete Saugvorrichtung
werden die Zinkdämpfe in den VerbrennungsraumB geleitet, in welchen die zur üblichen
Oxydation erforderliche Luft durch öffnungen 7 einströmt. Das gebildete Zinkoxyd
gelangt von hier aus durch den Kana.1. 8 in -eine nicht dargestellte Auffangsapparatur,
wo es in bekannter Weisse niedergeschlagen wird. Der Ersatz der verbrauchten Koksschicht,
der je nach der Art der verwendeten Heizgase mehr oder weniger oft zu -erfolgen
hat, wird durch: die verschließbare öffnung q. bewerkstelligt. Das Nachsetzen des
Zinks erfolgt durch eine ebenfalls verschließbare Tür 6. Die im Zink enthaltenen
Fremdmetalle können von Zeit zu Zeit durch das Abstichloch 5 entfernt werden. Beispiel
In einem Flanunoferi mit etwa 3 m2 Badoberfläche wird mittels aus einer Koksfeuerung
stammender Heizgase eine Schmelze aus metallischem Zink mit einem Reinheitsgrad
von etwa 96 bis 99 % hergestellt. Die Schmelze wird mit einer etwa iocm hohen Schicht
glühender Koksstücke bedeckt und bis nahe an den Siedepunkt erhitzt. Sobald sich
die Zinkdämpfe aus dem Bade entwikkeln, werden sie mittels eines. hinter der Ofenanlage
befindlichen Exhaustors in eine angeschlossene, aus feuerfesten Steinen gebildete
Oxydationskammer geführt, in der sie mittels der dort einströmenden Oxydationsgase
in bekannter Weise zu -Zinkweiß verbrannt und in -eine Niedersch1ägskammer geleitet
werden. Der Ersatz des verdampften Zinks erfolgt durch regelmäßiges Nachsetzen metallischen
Zinks; es sind etwa i 6o kg Zink stündlich zu ergänzen. Das erhaltene Zinkweiß weist
je nach dem Einsatzniaterialeinen Reinheitsgrad von etwa 99,4 bis 99,8 % auf. Es
enthält Blei nur in sehr geringeir Mengen (o, i o bis 0,20 %) und ist von Zinn und
Eisen praktisch frei. Das in der Niederschlagsvorrichtung gesammelte Zinkweiß ist
ohne weitere Nachbehandlung für alle Zwecke verwendbar. Etwa. 93 % des eingesetzten
Zinkgehalts werden als Zinkweiß gewonnen, der Rest stellt gröberes Zinkoxyd dar,
das evtl. noch für chemische Zwecke verwendet werden kann.