DE674338C - Verfahren zur Gewinnung von Zink - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von ZinkInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/04—Obtaining zinc by distilling
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/04—Obtaining zinc by distilling
- C22B19/14—Obtaining zinc by distilling in vertical retorts
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Zink aus oxydischen Ausgangsstoffen,
ζ. Β. Erzen usw.
Es sind bereits Zinkgewinnungsverfahren bekannt, bei welchen die in üblicher Weise
erzeugten Zinkdämpfe zur Reduktion des mitgeführten Kohlemoxyds und Wasserdampfes
durch eine Schicht von glühendem Kohlenstoff geleitet werden.
Es ist ferner bekannt, die Reduktion von Zinkoxyd in einem KJohlenoxydgasstrom von
regelbarem, dem jeweiligen Stufen dar Reduktion angepaßtem erhöhtem Druck vorzunehmen
bzw. die Reduktion durch gasförmiges Kohlenoxyd Ohne Verwendung von Kohle in
der Beschickung mit regelbarer Gasgeschwindigkeit im Kreislauf unter Verwendung einer
gasdichten Vorrichtung durchzuführen, indem an einer oder mehreren Stellen in der Vorrichtung
das bei der Metalloxydreduktion erzeugte Kohlendioxyd mit Kohlenstoff zu Kohlenoxyd unter möglichst vollständiger
Ausnutzung des Kohlenstoffes reduziert und als solches zur Metalloxydreduktion wieder
verwendet wird.
Die Erfindung bezweckt nun die Herstellung eines von fremden Körpern vollkommen
reinen Zinks auf so wirtschaftlichem Wege, daß das Verfahren auch im hüttenmännischen
Großbetriebe ausgeführt werden kann. Dabei geht die Erfindung von einer Reihe für sich
bekanntgewordener theoretischer Erkenntnisse und praktischer Maßnahmen aus, beruht aber
vor allem auf den Gedanken, daß sämtliche bei der Zinkreduktion mitspielende Faktoren 3S
genau aneinandergepaßt werden und regelbar sein müssen. Der Zweck der Erfindung wird
dadurch erreicht, daß das in einer beheizten Metallreduktionsretorte durch die Einwirkung
des durchgeleitetem CO auf Zinkoxyd gewomnene Gas-Dampf-Gemisch durch eine
Kokssäule hindurchgeleitet, dabei beim Eintritt auf eine Temperatur von 1000 bis iiooJ
erhitzt und am Austritt vorzugsweise bis auf eine Temperatur von etwa 8oo'J abgekühlt
wird, und daß das nach der Kondensation des Zinks verbleibende, bis auf etwa
Raumtemperatur abgekühlte C O in die Metallreduktiomsretorte
in einer solchen Menge eingeblasen wird, daß die Reduktion des Zinkoxyds, in der Höhe der Austrittsstelle des
Dampf-Gas-Gemisches gemessen, bei einer Temperatur von über 88o° jedoch unter 10500 erfolgt.
Dieses Verfahren ermöglicht die ununterbrochene Zinkgewinnung unter dem geringsten
'Wärmeaufwand. Das wichtigste Merkmal des Verfahrens ist also die genaue Regelung
der Wärmetönung der in den verschiedenen Verfahremsstufen aufeinanderfolgenden Reaktionen. Diese geschieht bei der Erfindung
in erster Linie durch die Regelung des Kohlenoxydzusatzes, das kalt eingeführt wird.
Die Einführung von kaltem Kohlenoxyd bietet
weiterhin die vorteilhafte Möglichkeit, die Beschickung vor etwa eintretendem Wasserdampf
mit Sicherheit zu schützen. Dadurch, daß in der ersten Verfahrensstüfe eine Temperatur
unter 10500 eingehalten wird und daß in der zweiten Stufe dann beim Diirchstreichen
der Gase durch die Kohleschicht eine Abkühlung von etwa iooo0 auf 8oo°
erfolgt, erreicht man ein völlig reines Zink in einer reinen Kohlenoxydatmosphäre, denn
alle begleitenden Sulfide und das Blei haben sich in der Kohleschicht niedergeschlagen.
Das mit dem Zink etwa übertretende Cadmium ist unschädlich, da die Trennung
von Zink und Cadmium sehr einfach unter Luftabschluß vorgenommen werden kann.
Das Verfahren wird also in zwei getrennten Reduktionsräumen durchgeführt, die miteinander
in Verbindung stehen und von denen der erste zur Reduktion des Zinkoxyds durch das Kohlenoxyd dient und der zweite zur
Reduktion des im ersten Raum gebildeten Kohlendioxyds. Im Überschuß des in den
ersten Raum eingeführten Kohlenoxyds geht die Reduktion des Zinkoxyds bei einer Temperatur
vor sich, welche über 88o° und unter 10500 liegt. Das sich dabei bildende Gemisch
von Zinkdampf, Kohlendioxyd und überschüssigem Kohlenoxyd wird in den zwei-•30
ten Reduktionsraum übergeleitet, der mit einem Kohlenstoff enthaltenden Gut, wie
Koks oder Holzkohle, gefüllt ist. Durch diese Schicht von glühendem Kohlenstoff wird
das Gas-Dampf-Gemisch hindurchgeleitet. Die Temperatur der Kohlenstoffüllung soll an
der Eintrittsstelle des Gas-Dampf-Gemisches 1000 bis iioo° betragen, um eine schnelle
und möglichst vollständige Reduktion des vorhandenen Kohlendioxyds zu erzielen. Da
sowohl die Reduktion des Zinkoxyds als auch die der Kohlensäure endotherm verlaufen, so
muß, falls das Verfahren ununterbrochen durchgeführt werden soll, der Beschickung
'der beiden Reduktionsräume ständig Wärme zugeführt werden; das geschieht entweder
dadurch, daß jeder der beiden Reduktionsräume mit Heizräumen versehen ist, in denen
z. B. Gas oder Rohöl verbrannt werden, oder durch Zuführung von elektrischem Strom,
wobei die Beheizung entweder durch außerhalb
der Reduktionsräume liegende Widerstandselemente erfolgen kann, oder indem
die Beschickung selbst die Widerstände bildet. Nach der Reduktion des Kohlendioxyds
wird das Dampfgemisch, welches jetzt praktisch nur aus Metalldampf, Sulfiden, die infolge
unvollkommener Röstung der Erze in der Beschickung vorhanden sind, geringen Mengen Wasserstoff und Kohlenoxyd besteht,
bei Berührung mit dem Kohlenstoff der zweiten Reduktionsretorte auf eine Temperatur
von etwa 8oo° abgekühlt; hierdurch werden die Sulfide, wie auch Blei, das fast immer in den Zinkerzen vorhanden und zusammen mit dem Zink reduziert und teilweise
verdampft ist, auf der Kohlenstoffüllung niedergeschlagen. Die Verunreinigungen werden
zusammen mit den Rückständen der zweiten Retorte entfernt. Das reine Zink-Dampf-Gemisch
wird darauf in die eine Vorlage geleitet, wo das Zink abgeschieden wird. Wird . das Gas- und Dampfgemisch beim
Hindurchgehen durch die zweite Reduktionsretorte nicht allmählich abgekühlt, indem z. B,
der gesamte Retorteninhalt gleichmäßig auf hoher Temperatur gehalten wird, dann gehen
die Begleiter des Zinkdampfes, Blei, Sulfide u. dgl., mit in die Vorlage und kondensieren
dort. Das in der Vorlage niedergeschlagene Zink müßte also noch einem Reinigungsverfahnen,
z.B. dem Seigern oder Umdestillieren, unterworfen werden, eine Maßnahme,
die durch den Temperaturabfall in der zweiten Reduktionsretorte vermieden wird.
Das aus der Voilage entweichende Kohlenoxyd
ist noch mit Zinkdampf vermischt, dessen Menge dem Teildruck des Zinks bei der Temperatur des aus der Vorlage entweichenden
Gases entspricht. Das Gas wird daher nach dem Verlassen der Vorlage durch einen
Kühler geleitet, wo das Zink in Form von Zinkstaub ausfällt. Das jetzt von allen Beimengungen
befreite Kohlenoxyd wird nunmehr seinen weiteren Verwendungszwecken zugeführt. Bei der Reduktion des Zinkoxyds
durch Kohlenoxyd und der nachfolgenden
Reduktion des entstandenen Kohlendioxyds entstehen je Mol gewonnenem Zink 2 Mol
Kohlemoxyd, welche zusammen mit dem eingeführten Kohlenoxydüberschuß wieder Verwendung
finden. Der eine Teil des Kohlenoxydstnomes wird wieder in die erste Reduktiomsretorte
als Reduktionsmittel eingeführt. Der überschüssige Teil wird als Brennstoff
zur Beheizung der Retorten, wozu er sich dank seines hohen Heizwertes besonders gut
eignet, verwendet. Das Einblasen des Kohlenoxyds in die Reduktionsretorte geschieht bei
stehenden Retorten an ihrem unteren Teil im Gegenstrom zu den herabsinkenden Rückständen
der Beschickung, wodurch diese, abgekühlt wer den, während das Gas vorgewärmt
wird. Durch diese Art der Gasführung wird auch vermieden, daß die Zinkdämpfe in die bereits im Erkalten begriffenen Rückstände
strömen, wo sie verlorengehen.
Bei stehenden Retorten ist es ferner zweckmäßig, am unteren Ende . Wasserverschlüsse
anzuordnen. Durch die Berührung der warmen Beschickungsrückstände mit· dem Wasser entwickelt
sich jedoch, aus den Wasserverschlüssen Wasserdampf, der in die Reduktions-
räume gelangt, liier zersetzt wird und dann eine schädliche Wirkung ausübt, da er oxydierend
auf das Zink wirkt. Um dieses zu vermeiden, werden erfindungsgemäß die W-ässerdämpfe
abgeleitet, indem ein Teil des an dem unteren Ende der Retorten eingeführten Kohlenoxyds im Gleichstrom mit der herabgehenden
Beschickung geführt und dann dicht über dem Wasserverschluß abgeleitet
ίο wird; hier durch wird ein Aufsteigen von
Wasserdampf in die Reduktionsretorte verhindert.
Eine schädliche Wirkung auf das reduzierte und kondensierte Metall üben auch, der
Sauerstoff und das Kohlendioxyd aus, welche aus den Heizgasen durch die porigen Wände
der aus keramischen Stoffen aufgebauten Retorten treten. Um dieses auszuschalten, wird
ein Teil des frei gewordenen Kohlenoxyds in feine Kanäle «angeblasen, welche in die
Wände der Retorten eingelassen sind. Es bilden sich dann in den Poren des Retortenbaustoffs
zwei Strömungen, welche sowohl das Eindringen der Bestandteile der Feuergase in die Retorten als auch des Zinkdampfes
in die Poren der keramischen Baustoffe verhindern, wodurch die Ablagerung von ZnO in den Poren und weiterhin die
Bildung von Zinkspinell unmöglich gemacht wird.
Es erweist sich ferner als zweckmäßig, zur Auflockerung der Beschickung poriges Gut,
wie Schamottebrocken oder Koks, zuzuschlagen. Hierdurch werden auch eine bessere
Ausnutzung des eingeführten Kohlenoxyds und leine größere Ausbeute erzielt.
In der Zeichnung ist ein zur Durchführung des Verfahrens bestimmter Ofen schematisch
dargestellt.
In die gasbeheizte Retorte 1 wird die in bekannter Weise für die Reduktion vorbereitete
und mit porigem Gut, vorzugsweise Koks, gemischte Erzbeschickung eingeführt. Das bei der Reduktion gebildete Gemisch
von Metall dämpf en und Kohlendioxyd sowie das überschüssige Kohlenoxyd gehen durch
die Verbindungskanäle 2 5 in das Rohr 2 über und von hier nach der zweiten Retorte 3,
welche gleichfalls von außen beheizt ist. In die durch den Deckel verschlossene Retorte
wird kohlenstoffhaltiges Gut, z. B. Koks oder Holzkohle, eingefüllt. Durch die glühende
Säule dieses Gutes wird das häuptsächlich aus Zink, Kohlenoxyd und Kohlendioxyd bestehende
Gas-Dampf-Gemisch, geleitet. An der heißen Kohlenjoberfläche wird das Kohlendioxyd
zu Kohlenoxyd reduziert, welches dann gemeinsam mit dem Zinkdampf und dem bereits
vorhandenen Kohlenoxyd durch den Sammelkanal 5 zur Vorlage 6 gelangt, worin
das Zink in flüssiger Form niedergeschlagen wird. Die Rückstände werden durch den
Wasserverschluß 7 abgezogen.
Die Erhitzung der Retorten 1 und 3 kann auch durch elektrischen Strom erfolgen.
Das in der Vorlage 6 von der Hauptmenge der Zinkdämpfe befreite Kohlenoxyd wird
durch die Rohrleitung 8 zum Abscheider 9 geleitet, . welcher sehr stark gekühlt ist. Hier
wird der letzte Rest des Zinks in Form von Zinkstaub niedergeschlagen. Das Kohlenoxyd
wird durch das Gebläse ι ο in die Leitung 11
gedrückt und von hier aus zu seinen Verbrauchsstellen geleitet. Die Regelung der
Temperatur in der Retorte 3 erfolgt durch Bemessung der Zusatzluft aus den Kanälen
12 und 13 bzw. der Gaszufuhr aus dem Kanal 14. Die Temperatur wird, wie eingangs
beschrieben, oben höher gehalten als in der Nähe der Vorlage, um die mitgeführten
Bleidämpfe und Sulfide auf dem Koks niederzuschlagen.
Das abgehende Kohlenoxyd kann, wie vorerwähnt, zum Teil zur Beheizung der Reduktionsräume
Verwendung finden, wozu es sich dank seines hohen Heizwertes besonders gut eignet. 'Ein ,anderer Teil wird durch die
Rohrleitungen 15 bzw. 16 in den unteren Teil
18 bzw. 19 der Reduktionsräume 1 und 3
eingeblasen. go
Von dem eingeblasenen Kohlenoxyd wird zweckmäßig ein Teil wieder durch die Leitung
23 und 24 abgeleitet, und zwar an Stellen, welche zwischen den Einblasestellen und ^
den Wasserverschlüssen liegen.
Um die notwendige Gasdurchlässigkeit innerhalb der Beschickung in der Retorte 1
aufrechtzuerhalten, ist es, wie bereits angegeben, zweckmäßig, ihr poriges Gut, wie z. B.
Schamottestücke oder Koks, zuzusetzen. Die Rückstände der Metallreduktionsretorte werden
durch den Wasserverschluß 20 entfernt. Mit 21 und 22 sind die Heizräume bezeichnet,
durch die die Retorten 1 und 3 beheizt werden.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Gewinnung von Zink durch Destillation, bei dem die Zinkdämpfe unter Anwendung von Kohlenoxyd als Reduktionsmittel gewonnen, zur Reduktion des mitgefühlten Kohlendioxyds und Wasserdampfes durch eine Schicht van glühendem Kohlenstoff geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer beheizten Metallreduktionsretorte durch die Einwirkung des durchgeleiteten CO auf Zinkoxyd gewonnene Gas-Dampf-Gemisch durch eine Kokssäule hindurchgeleitet, dabei beim Eintritt auf eine Temperatur von 1000 bis iioo° er-hitzt und am Austritt vorzugsweise bis auf eine Temperatur von etwa 8oo° abgekühlt wird, und daß das nach der Kondensation des Zinks verbleibende, bis auf etwa. Raumtemperatur abgekühlte CO in die Metallreduktionsretorte in einer solchen Menge eingeblasen wird, daß die Reduktion des Zinkoxyds, in der Höhe der Austrittsstelle des Dampf-Gas-Gemisches gemessen, bei einer Temperatur von über 88o° jedoch unter 1050° erfolgt,
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mit einem Wasserabschluß am unteren Ende versehenen stehenden Retorten ein Teil der in der Nähe dieses Endes ■eingeführten Kohlenoxydgases im Gleichstrom mit der herabgehenden Beschickung geführt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kohlenoxydgase durch die Retortenwände in die Beschickung 'eingeblasen wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Be-Schickung als Auflockerungsmittel einen Zusatz von Schamotte, Tuff oder Koks enthält.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL84184D DE674338C (de) | 1933-07-30 | 1933-07-30 | Verfahren zur Gewinnung von Zink |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL84184D DE674338C (de) | 1933-07-30 | 1933-07-30 | Verfahren zur Gewinnung von Zink |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE674338C true DE674338C (de) | 1939-04-13 |
Family
ID=7285630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL84184D Expired DE674338C (de) | 1933-07-30 | 1933-07-30 | Verfahren zur Gewinnung von Zink |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE674338C (de) |
-
1933
- 1933-07-30 DE DEL84184D patent/DE674338C/de not_active Expired
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