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Vorrichtung zum Verdichten von Metalldämpfen, insbesondere Zinkdämpfen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Metalldämpfen, z. B.
Zinkdämpfen, in einem Bad aus geschmolzenem Metall, durch welches die Metalldämpfe
geleitet werden und das mit einem Überlauf für das niedergeschlagene Metall versehen
ist. Die Erfindung bezweckt die vollständige Verdichtung von großen Mengen Metall-,
insbesondere Zinkdämpfen, ohne irgendwelche Bildung von Metallstaub. Dies wird bei
,der Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein mit dem flüssigen
Metall gefüllter, mit Prallflächen versehener, schräger Kanaleine untere Eintrittskammer
für die Metalldämpfe und eine obere, unter Unterdruck stehende Austrittskammer für
.die Gase verbindet. Eine besonders wirksame Verdichtung wird erreicht, wenn @erfindungsgemäß
der Kanal unter einem Winkel von etwa 30° geneigt ist. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal
beträgt der Unterdruck in der Austrittskammer i 5o bis 50o mm Quecksilber. Säule.
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Es sind bereits Vorrichtungen zum Verdichten von- Dämpfen destillierbarer
Metalle, insbesondere Zink, bekannt, bei welchen die Metalldämpfe durch einen mit
geschmolzenem Metall teilweise erfüllten Siphonabschluß hindurchgesaugt werden.
Diese bekannten Vorrichtungen eignen sich jedoch nur für vergleichsweise geringe
Dampfmengen, weshalb sie auch nur in Verbindung mit den bekannten Zinkmuffeln vorgeschlagen
wurden, im übrigen aber keinen Eingang in die Praxis gefunden haben. Zur Bewältigung
der von den neuzeitlichen Vertikalzinköfen erzeugten großen Dampfmengen sind diese
bekannten Vorrichtungen unbrauchbar und würden in erheblichem Maße zur Bildung von
Zinkstaub Veranlassung geben. Diese Schwierigkeit ist auch nicht dadurch zu beheben,
daß man bei der bekannten Vorrichtung die Dämpfe in Form zahlreicher dünner Strahlen
in den unteren Teil des Metallbades eintreten läßt, weil @es sich praktisch nicht
erreichen läßt, daß alle Gasdüsen gleich stark b.eaufschlagt werden.
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Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert
werden: Abb. i zeigt eine schematische Ansicht einer vollständigen Zinkverdichtungsanlage,
Abb. z einen Längsschnitt durch einen Kondensator der in Abb. i dargestellten Art,
Abb. 3 und q. Schnitte nach den Linien 3-3 bzw. q.-q. von Abb. z.
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Wie aus Abb. i .ersichtlich, ist ein Bad von geschmolzenem Zink vorgesehen,
-welches die geschlossene Verdichtungskammer i erfüllt,
die vorzugsweise
sich in einem Winkel von etwa 30 schräg nach oben erstreckt. Dcr Zinkdampf und die
anderen Gase aus dem Reduktions- oder Schmelzofen strömen in den Einlaßkanal2, wo
sie oberhalb der Kond#"iisationstemperatur des Zinkdampfes sind. In der Austrittskammer
3 wird durch eine ge-
eignete Pumpe 4 ein Vakuum erzeugt. Dieses Vakuum, vorzugsweise
von 152 bis 5o8 mm Quecksilbersättle, genügt, um den Dampf und die anderen Gase
aus dem Einlaßkanal 2 durch das geschmolzene Zinkbad hindurchzuziehen und die nicht
verdichteten Gase aus dem Austrittsende des Bades fortzuführen. Unter dem Einiluß
des Vakuums wird der Spiegel des Zinkbades auf der Ansaugseite bis etwa zur Linie
vi gehoben Lind auf der gegenüberliegenden Seite bis zur Linie il, gesenkt.
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Der Durchtritt der Dämpfe und Gase durch das Bad bewirkt eine heftige
Durchrührung und Unterteilung des Dampfes in kleine Blasen, welche innig mit dem
geschmolzenen Metall vermischt «-erden, wodurch im wesentlichen der gesamte Zinkdampf
verdichtet wird, bevor er das Austrittsende des Bades erreicht. Um die Rührwirkung
im Bad zu steigern und die Strömung der Gase und Dämpfe durch das Bad zu verzögern,
damit eine im wesentlichen vollständige Verdichtung des Zinks sicher gewährleistet
"wird, sind Prallstücke 5, G auf der inneren Begrenzungswand des oberen Badteiles
vorgesehen.
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Die Dampfblasen werden von dem Zeitpunkt ihres Eintritts an bis zur
Verdichtung stets vollkommen in das Bad untergetaucht. Die Dämpfe kommen mit keinen
anderen Flächen unterhalb der Verdichtungstemperatur in Berührung außer mit den
Flächen des geschmolzenen Metalls und denjenigen Begrenzungswänden des Bades, welche
in dieses eintauchen Lind von dem stark bewegten geschmolzenen DIetall kräftig bespült
-werden. Die Dämpfe haben daher weder vor noch nach Einführung in das Bad praktisch
keine Möglichkeit, Zinkstaub zu bilden, und werden im Bad mit höchster Ausbeute
zu metallischem Zink verdichtet. Falls zufällig einige Teilchen von Zinkstaub im
Bad vorhanden sein sollten, bewirkt die Hitze und Bewegung des geschmolzenen Metalls
eine Verschmelzungdieser Teilchen mit dem geschmolzenen Zink.
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Wem) der Badspiegel ansteigt zufolge der Anhäufung von -esclnnnlzenem
Metall, läßt man dieses über den Damm 7 in einen Beliältcl- 8 überströmen, aus welchem
es in Formen abgestochen «erden kann.
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Die nicht verdichteten und nicht verdicht-Naren Gase, wie z. B.
CO, werden aus der Austrittskammer 3 abgezogen. Sie können durch Zerstäuber
9, 9 gewaschen werden. Die festete Anteile werden in einen Sammelbehälter io übergeführt
und in das Verfahren rückgeführt oder sonstwie benutzt. Die gewaschenen Gase -werden
im Gasbehälter i i aufgesammelt.
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Das geschmolzene Metall in den Verdichtungskammern wird durch die
eintretenden heißen Dämpfe und Gase erhitzt. Um das Bad bei der erwünschten konstanten
Temperatur zu halten, wird es durch eine in den Rohren 12 zirkulierende Flüssigkeit
gekühlt. Di;. Rohre sind in die Wandungen der Verdichtungskammer eingebaut. Die
Kühlflüssigkeit besteht vorzugsweise aus Quecksilber; es kann aber auch Wasser oder
eine andere geeignete Flüssigkeit verwendet- werden.
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Die t?berwachutig der Temperatur und des Fliissi,gkeitsumlaufes wird
mittels des Kühlers 13 und Ofens 14 nebst Brenner 15 und Pumpe 16 bewirkt, die vorzugsweise
durch geeignete selbsttätige Regeleinrichtungen gesteuert werden Das Vakuum wird
ebenfalls vorzugsweise mit Hilfe geeigneter Regelvorrichtungen übermacht.