DE622473C - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Zink durch Destillation und Rueckflusskondensation - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Zink durch Destillation und Rueckflusskondensation

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DE622473C
DE622473C DEN35416D DEN0035416D DE622473C DE 622473 C DE622473 C DE 622473C DE N35416 D DEN35416 D DE N35416D DE N0035416 D DEN0035416 D DE N0035416D DE 622473 C DE622473 C DE 622473C
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zinc
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cadmium
reflux
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    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/04Compounds of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Zink durch Destillation und Rückflußkondensation Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung metallischen Zinks von Blei und Kadmium oder anderen höher und niedriger siedenden Metallen durch Destillation unter Verwendung eines Rückflußkondensators nach Patent 579 776. Gemäß diesem Patent gelangen die aufsteigenden Zinkdämpfe mit herabfließendem Zink, das durch Wiederkondensation von aufsteigendem Dampf gewonnen wird, in innige Berührung; hierbei kann das flüssige Zink am Boden des Kondensators abgezogen und der in den oberen Teil des Kondensators gelangende, die niedriger siedenden Verunreinigungen enthaltende Metalldampf in geeigneter Weise weiterverarbeitet werden.
  • Gemäß der Erfindung wird mit Blei und Kadmium verunreinigter Zinkdampf nacheinander zwei Rückflußkondensationen unterworfen; bei der ersten Rückflußkondensation werden die Verunreinigungen mit höherem und bei der zweiten diejenigen mit niedrigerem Siedepunkt als dem des Zinks ausgeschieden. Dabei wird dieselbe Wärmequelle zur Destillation des Zinks und zur Beheizung desjenigen Rückflußkondensators benutzt, in welchem das Zink von den Verunreinigungen mit niedrigem Siedepunkt befreit wird. Die Wärmezufuhr zu diesem Rückflußkondensator wird so geregelt, daß eine Ausscheidung des Kadmiums in gewünschtem Ausmaß erreicht wird.
  • Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind mehrere Zinkretorten in den Heizraum eines Ofens eingebaut. Mit jeder Retorte ist ein Rückflußkondensator zur Abscheidung des Bleies verbunden. Durch eine Verbindungsleitung zwischen einer Retorte und dem zugehörigen Kondensator wird der Metalldampf aus der Retorte zum Boden des Kondensators geleitet, in welchem er dem herabfließenden flüssigen Metall entgegenströmt. Jeder Rückflußkondensator steht an seinem oberen Ende über einem Auslaß mit einer Leitung zur Sammlung des Metalldampfes in Verbindung. Zur Abscheidung des Kadmiums ist ein weiterer Rückflußkondensator mit der Heizkammer des Ofens thermisch verbunden, so daß man ihm Wärme in regelbarer Menge zuführen kann. Die genannte Leitung führt Metalldampf und kondensiertes Metall dem Kadmiumkondensator an einer Stelle zwischen Boden und Oberteil zu. Dieser Kondensator ist mit Einrichtungen zum Abziehen des gereinigten Zinks am Kondensatorboden und von mit Kadmium angereicherten Dämpfen aus dem oberen Kondensatorteil ausgestattet.
  • Die neue Einrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
  • Fig. i ist ein Querschnitt in der Ebene i-i der Fig. 2, Fig. 2 ein waagerechter Schnitt in der Ebene 2-2 der Fig. i, Fig. 3 ist eine Seitenansicht.
  • Der Ofen io ist durch eine Längsmittelwand ii in zwei benachbarte Heizräume i2 geteilt. In jedem Heizraum ist eine Reihe von Retorten so gelagert, daß sie ihre rückwärtigen Flächen der Scheidewand ii zukehren und nach dem äußeren Ende hin schwach geneigt sind, wo sie in Öffnungen der Ofenwand münden. Die Retorten 13 können z. B. aus Siliciumcarbid bestehen. Eine zweite tiefer gelegene Reihe von Retorten 14 aus Ton oder anderem feuerbeständigem. Baustoff dient zur Ablenkung der die Heizkammern durchströmenden Heizgase. Der Bau des Ofens, die Anordnung der Retorten und die mit einem Rekuperator, versehene Heizeinrichtung ähneln zweckmäßig den üblichen belgischen Zinköfen.
  • ' Die in den Zeichnungen dargestellte Einrichtung besteht aus zwei durch die Mittelwand i i.voneinander getrennten Abteilungen, die sich .völlig gleichen. Jede Abteilung enthält drei Retorten und die zugehörigen Rückflußkondensatoren zur Bleiabscheidung, die den von. Blei gereinigten Zinkdampf einem Rückflußkonderisator zur Kadmiumabscheidung zuführen. Nachstehend ist nur eine dieser Abteilungen beschrieben.
  • Der Rückflußkondensator zur Abscheidung des Kadmiums liege in einer Kammer 15, die in die Heizkammer 12 eingebaut- ist und zwei von der vorderen Ofenwand zur Mittelwand i i führende Wände i6 aus Siliciumcarbid oder anderem feuerbeständigem Baustoff von hoher Wärmeleitfähkigkeit besitzt. Der Ofen ist in zwei Kammern 15 unterteilt, die einander die Rückwände zukehren. An der einen Seite jeder Kammer liegen je zwei Retorten 13, an der anderen Seite je eine (Fig. 2).
  • Der Rückflußkondensator zur Abscheidung von Kadmium besteht aus einem Stapel von Trögen 17 aus Schamotte, Siliciumcarbid oder ähnlichem feuerfestem Baustoff. Die Tröge sind im Grundriß rechteckig und haben aufgekantete Seitenwände, so daß sie aufeinandergestapelt werden können. Jeder Trog hat an einer Seite des Bodens einen Schlitz ig und auf dem Boden .parallel zum Schlitz 18 verlaufende Rippen i9. Die Höhe der Rippen i9 nimmt bei zunehmender Entfernung vom Schlitz zu. Die Tröge 17 sind mit versetzten Schlitzen 18 aufeinandergestapelt, so daß der aufsteigende Metalldampf und das niederfließende Metall im Zickzack auf- bzw. abwärts strömen. Die Rippen i9 halten flache Teiche geschmolzenen Metalls auf den Trogböden zurück, während das überschüssige Metall kaskadenartig über die Rippen abfließt, wodurch eine innige Berührung zwischen dem aufsteigenden Dampf und dem abwärts fließenden Metall herbeigeführt wird. Der obere Teil des Kondensators zur Kadmiumabscheidung erstreckt sich durch eine Öffnung in dem gewölbten Dach 2o des Ofens. Über dem Kondensator ist ein Dephlegmator 2i mit zwei oder mehr versetzt gegeneinander angeordneten Querplatten 22 angeordnet, der einerseits mit dem Rückflußkondensator, andererseits mit einem (nicht dargestellten) Koridensatör für den mit Kadmium angereicherten Dampf verbunden ist, der aus dem oberen Teil des Rückflußkondensators entweicht. Die Temperatur im Dephlegmator kann beispielsweise durch Änderung der Wärmeisolierung geregelt werden.
  • Das äußere Ende jeder Retorte 13 ist durch ein Kniestück 23 an das untere Ende eines Rückflußkondensators zur Bleiabscheidung angeschlossen. Dieser besteht aus einem feuerfesten Zylinder (z. B. Schamottezylinder) 2.4, durch dessen Boden das Kniestück 23 hindurchreicht und der durch eine mit Lehm o. dgl. verschmierte Platte 25 abgeschlossen ist. Ferner ist der Zylinder 24 mittels einer Isolierschicht 26 (z. B. Zinkoxydabfall) isoliert, die von einem an der Vorderwand des Ofens befestigten Stahlblechmantel 27 umgeben ist.
  • Die Rückflußkondensatoren 24. zur Bleiabscheidung sind mit napfartig ausgebildeten, im Abstand voneinander und übereinander angeordneten Ablenkwänden 28 versehen. Die napfartigen Wände sind als Kreisscheiben mit einem weggeschnittenen Segment ausgebildet. Ihre geraden Ränder sind nach oben aufgekantet, so daß sich auf ihnen flache Teiche geschmolzenen Metalls bilden. Die Scheiben sind in dem Zylinder 2q, beispielsweise mittels an der Unterseite vorspringender Stifte befestigt und mit den abgeschnittenen Seiten versetzt angeordnet, so daß sie einen zickzackförmigen Weg für den Metalldampf und das flüssige Metall bilden.
  • Ein Knierohr 29 erstreckt sich mit einem Ende durch die Abdeckplatte 25 und ragt mit dem anderen Ende in ein Fallrohr 3o, das in einen geschlossenen Kanal 31 einmündet. Dieser läuft mit leichter Neigung an der Außenseite des Ofens entlang und führt zu einem Punkt gegenüber dem Rückflußkondensator für die Kadmiumabscheidung. Der Kanal 31 ruht auf einer Mulde 32 aus Metallblech, die innen mit feuerbeständigem Baustoff, wie Lehm "oder Schamotte 33, ausgekleidet ist. Die Mulde 32 ruht ebenso wie die Rückflußkondensatoren 24 auf einem Traggerüst oder auf Konsolen 34, die an der Armierung des Ofens befestigt sind.
  • Die Fallrohre 30 stehen mit der Leitung 31 durch Öffnungen in Verbindung, die durch Steine 35 verschließbar sind, um ein Entweichen von Zinkdampf aus der Leitung beim Reinigen oder Auswechseln der Retorten oder Kondensatoren zu verhüten. Das Kniestück 29, das Fallrohr 30 und die Leitung 31 können aus feuerbeständigem Baustoff, z. B. Schamotte, bestehen.
  • Jede Retorte 13 ist durch ein Knierohr 37 mit einem Fülltrichter 36 verbunden, in den das zu reinigende geschmolzene Zink aus einer Pfanne 38 durch eine Rinne 39 einfließt.
  • Der Kanal 31 hat an seiner tiefsten Stelle gegenüber dem Rückflußkondensator zur Kadmiumabscheidung eine zu einem Fallrohr 41 führende Seitenöffnung 40. Ein Knierohr 42 verbindet das Fallrohr 41 mit dem Rückflußkondensator zur Kadmiumabscheidung an einer ungefähr in mittlerer Höhe gelegenen Stelle. Ein Rohr 43 führt das flüssige Metall in ein Auffanggefäß 44 für das gereinigte Zink.
  • Die Dämpfe, die sich aus den siedenden Zinkbädern in den Retorten 13 entwickeln, fließen durch die Kniestücke 23 in die zugehörigen Rückflußkondensatoren, in denen sie durch Rückflußrektifikation von Blei befreit werden. Sie verlassen die Kondensatoren durch die Kniestücke 29 und ziehen durch die Fallrohre 3o, den Kanal 3i, Öffnung 4o und Fallrohr 41 zum Rückflußkondensator für die Kadmiumabscheidung. Flüssiges Metall, das sich im. Kanal 3 1 niederschlägt, gelangt durch sein Eigengewicht zu der Öffnung 40 und von hier in den Rückflußkondensator für die Kadmiumabscheidung.
  • Diesem Kondensator wird durch die Wände 16 Wärme in regelbarer Menge zugeführt, so daß das durch das Rohrstück 42 eintretende Zink- und Kadmiumgemisch ununterbrochen rektifiziert wird. Der aufsteigende Metalldampf reichert sich fortschreitend mit Kadmium an, während das herabfließende Metall fortschreitend von Kadmium befreit wird. Der mit Kadmium angereicherte Dampf strömt oben aus dem Kondensator durch den Dephlegmator 2i ab. Das gereinigte Zink, d. h. Zinkmetall mit sehr geringem Kadmiumgehalt, wird am Fuß des Kondensators in den Behälter 44 abgezogen, dem es in geeigneter Weise entnommen werden kann.
  • Die Retorten 13 werden ständig oder von Zeit zu Zeit, beispielsweise durch die Rinne 39 und die Eintragtrichter 36, nachgefüllt, so daß sie stets ungefähr gleich hoch gefüllt bleiben. Jede Retorte bleibt ununterbrochen in Betrieb, bis der Bleigehalt des in ihr.befindlichen Metalls einen Prozentsatz erreicht, der dem höchstzulässigen Bleigehalt in dem von dem zugehörigen Rückflußkondensator an den Kanal 31 abgegebenen Metalldampf entspricht. Wenn eine Retorte diese Grenze erreicht hat, wird sie ausgeschaltet, gereinigt und dann wieder in Betrieb genommen.
  • Die Wärme für den Rückflußkondensator zur Kadmiumabscheidung wird von der ,gleichen Wärmequelle geliefert, die auch die Retorten beheizt, wozu die Wärmeleitung durch die Wände 16 benutzt wird. Unter normalen Betriebsbedingungen wird daher dem Rückflußkondensator für -die Kadmiumabscheidung eine Wärmemenge zugeführt, deren Betrag mittels einer oder aller nachstehend beschriebenen Maßnahmen geregelt werden kann: i. Auf Gesimsen 45 an den Wänden 16 kann eine Auskleidung gelagert werden, durch die sich die Wärmeübertragung an den Rückflußkondensator verringern läßt.
  • 2. Durch Öffnungen 46 in den Wänden 16 können Heizgase aus dem Heizraum 12 in die Kammer 15 übertreten und hier den Rückflußkondensator für die Kadmiumabscheidung umspülen. Falls dies nicht geschehen soll, kann man die Öffnungen 46 durch lose Steine verschließen. Die Vorderwand der Kammer 15 ist mit einem herausnehmbaren Stein versehen, um im Bedarfsfall an die Regelungseinrichtungen für die Wärmezuführung gelangen zu können.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCFIE: r. Verfahren zum Reinigen von Zink durch Destillation und Rückflußkondensation in zwei Stufen, in deren einer die Verunreinigungen mit höherem und in deren anderer diejenigen mit niedrigerem Siedepunkt als dem des Zinks ausgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbeWärmequelle zum Destillieren des Zinks und zurBeheizung desjenigen Rückflußkondensators benutzt wird, in welchem das Zink von den Verunreinigungen mit niedrigerem Siedepunkt befreit wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere j e an eine Retorte (13) angeschlossene Rückflußkondensatoren (2q.) für die Bleiabscheidung mit einem einzigen Rückflußkondensator (17) für die Abscheidung des Kadmiums durch einen Kanal (31), in welchem derbleifreie Zinkdampf teilweise kondensiert wird, verbunden sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur der untere Teil des Rückflußkondensators (17), in welchem das Zink von den niedriger siedenden Verunreinigungen befreit wird, mit der Heizkammer (12) mittels Leitung oder Konvektion thermisch verbunden ist. ¢. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rückflußkondensatör (17) in einer durch Querwände (16), deren Wärmedurchlässigkeit z. B. durch verschließbare Öffnungen (q.6) oder veränderliche Auskleidung regelbar ist, gebildeten Kammer (15) innerhalb der Heizkammer (12) angeordnet ist.
DEN35416D 1933-04-06 1933-06-29 Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Zink durch Destillation und Rueckflusskondensation Expired DE622473C (de)

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