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Verfahren und Einrichtung zum Ausschmelzen von Zink aus zinkhaltigen
Rückständen Die Erfindung bezieht sich auf die Wiedergewinnung von metallischem
Zink aus in Verzinkereien anfallenden Zinkrückständen und insonderheit auf ein Verfahren
und eine Einrichtung zum Ausschmelzen dieser Zinkrückstände in einem Zinkbad, insbesondere
in Feuerverzinkereien, das sich von den bisher hierfür gebräuchlichen Verfahren
dadurch unterscheidet, daß die säulenartig aufeinandergeschichteten Zinkrückstände
schichtweise nacheinander derart in das Zinkbad eingebracht werden, daß sich an
der unteren, nur wenig in das Zinkbad eintauchenden Säule der Zinkrückstände durch
an den Zinkrückständen erstarrendes, die Rückstände umschließendes Zink des Zinkbades
ein fester Körper bildet, der bei zunehmender Erwärmung des Zinkbades langsam wieder
abschmilzt, durch nachdrückende Zinkrückstände immer wieder neu gebildet wird und
immer wieder abschmilzt, wobei sich die frei gewordenen Oxydteilchen an der Zinkbadoberfiäche
sammeln und hier abgeschöpft werden.
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Bekanntlich enthält die in Feuerverzinkereien am Kessel anfallende
Zinkasche je nach Art und Sorgfalt des Abschöpfens mehr oder weniger große Mengen
an metallischem Zink in Form von Zinktropfen und Zinkperlen, deren Wiedergewinnung
von wirtschaftlicher Bedeutung ist. Hierfür werden mit Erfolg Siebkugelmühlen verwendet,
durch deren Siebe die feingemahlene Asche fällt, während die Zinkteilchen zurückbleiben.
Ähnliche Zinkrückstände fallen auch in Zinkhütten und Zinkschmelzereien beim Gießen
des Zinks als Zinkspritzer o. dgl. an. Um das in den Zinkrückständen enthaltene
Zink zu gewinnen und wiederverwenden zu können, müssen die Zinkrückstände eingeschmolzen
werden, was man auf die verschiedenste Art und Weise versucht hat. In Feuerverzinkereien
hat man zum Beispiel die Zinkrückstände einfach in
den Zinkkessel
eingebracht, um sie hierin einzuschmelzen. Da aber die Zinkrückstände oxydhaltig
sind und zum Teil auch Hohlräume besitzen, schwimmen sie oben auf dem Zinkbad, werden
also nicht allseitig von der Badhitze erfaßt und schmelzen daher nicht ein. Das
Einschmelzen wird auch dadurch erschwert, daß jedes Zinkteilchen mit einer ein Zusammenlaufen
des Zinks verhindernden Oxydhaut umgeben ist, zu deren Zerstörung ein starkes mechanisches
Durcharbeiten der Zinkrückstände notwendig ist, um nach Zerstörung der Oxydhaut
das Zusammenlaufen der Zinktropfen zu ermöglichen. Hier besteht auch noch der Nachteil,
daß das Einschmelzen der Zinkrückstände nur während der Zeit durchgeführt werden
kann, in der nicht im Zinkkessel verzinkt wird. Da diese Art des Einschmelzens der
Zinkrückstände nebenbei auch noch zeitraubend ist, bleibt diese Art des Einschmelzens
auf kleinere, nicht im Dauerbetrieb befindliche Verzinkereien beschränkt, wo sie
aber auch nicht restlos befriedigt. Für das Verarbeiten größerer Mengen von Zinkrückständen
hat man auch kohle-oder gasbeheizte Flammöfen vorgeschlagen; bei denen die Zinkrückstände
in einem muldenförmigen Herd mit offener Flamme eingeschmolzen werden. Aus dem muldenförmigen
Herd wird das erschmolzene Zink mit Schöpflöffeln entnommen und in Formen gefüllt,
in denen es erstarrt. Das erstarrte Zink wird dann im Zinkkessel wieder eingeschmolzen.
Aber auch hier erfordert die Rückgewinnung des Zinks ein kräftiges Durcharbeiten
der Zinkrückstände mit besonderen, zweckdienlichen Werkzeugen, ganz abgesehen davon,
daß bei den gegebenen großen Oberflächen der Rückstände erhebliche Mengen von Zink
oxydieren und auch der wärmewirtschaftliche Wirkungsgrad derartiger Ofen sehr schlecht
ist. Schließlich ist es noch bekannt, die Zinkrückstände in einem mit feuerfestem
Werkstoff ausgekleideten, in einer beheizten Kammer sich langsam drehenden Rohrofen
einzuschmelzen. Dabei wurde auch bereits vorgeschlagen, den Drehrohrofen mit erhöhter
Umlaufzahl zu betreiben, um durch die Zentrifugalkraft, der die Zinkrückstände unterliegen,
deren Oxydhäutchen zu zerstören und damit ein Zusammenlaufen des erschmolzenen Zinks
zu ermöglichen. Derartige Drehrohröfen hat man auch durch axial eingebaute Strahlrohre
beheizt und in ihrem Innern zum Zwecke der Zerstörung der Oxydhäutchen lose Walzen
vorgesehen. Aber auch diese Verfahren wiesen in bezug auf ihre Durchführung mehr
oder weniger Nachteile auf, und sie bedingten vor allem umständliche und teure Einrichtungen
für ihre Verwirklichung, sie befriedigten also ebenfalls nicht.
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Um nun die den bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen anhaftenden
Nachteile zu vermeiden, schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Ausschmelzen von
Zinkrückständen in einem Zinkbad vor, das sich besonders gut für Feuerverzinkereien
eignet und mittels dessen das Einschmelzen der Zinkrückstände in einfacher und billiger
Weise ermöglicht wird. Dabei kann das Verfahren mittels einer einfachen Einrichtung
verwirklicht werden, indem zu einem normalen Zinkbadkessel zusätzlich nur ein in
das Zinkbad eintauchendes Rohr erforderlich ist, in das die Zinkrückstände eingefüllt
werden und über das die Zinkrückstände schichtweise nacheinander durch ihr Eigengewicht
dem Zinkbad zugeführt und durch letzteres ausgeschmolzen werden, wobei sich die
Oxydteilchen infolge ihres geringeren spezifischen Gewichtes an der Badoberfläche
sammeln und hier abgeschöpft werden.
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In der Zeichnung ist die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienende Einrichtung in einem Ausführungsbeispiel schematisch im Schnitt dargestellt.
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Mit A ist ein in Feuerverzinkereien üblicher Zinkkessel mit dem hierin
enthaltenen Zinkbad B bezeichnet, und C ist das in das Zinkbad B eintauchende Rohr
für die Aufnahme der Zinkrückstände D.
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Das Rohr C für die Aufnahme der Zinkrückstände D wird um wenige Millimeter
in das Zinkbad B eingetaucht und alsdann mit den Zinkrückständen D gefüllt. Hierbei
werden die unteren Zinkrückstände durch das Gewicht der im Rohr stehenden Zinkteilchensäule
in das flüssige heiße Zink gedrückt. Dabei erstarrt an den kalten Zinkrückständen
flüssiges Zink, und dieses erstarrende Zink verbindet nun die in ihm liegenden Zinkrückstände
zu einem festen Körper von etwa der Dicke der Rohreintauchtiefe. Um dabei ein allseitiges
Umfassen der im Zinkbad liegenden Zinkrückstände durch das flüssige Zink zu ermöglichen
sowie um der Wärmeausdehnung der Zinkrückstände bei ihrem Einfallen in das Zinkbad
Rechnung zu tragen, ist es zweckmäßig, das Rohr C ganz oder in seinem unteren Teil
konisch nach außen zu erweitern, so daß sich die Zinkrückstände D bei ihrem Einfallen
in das Zinkbad etwas auseinanderbreiten können. Bei steigender Temperatur des unter
ständiger Erhitzung stehenden Zinkbades B schmilzt das erstarrte Zink wieder, wobei
auch die mit ihm verbundenen Zinkrückstände bei Erreichung der Schmelztemperatur
ausschmelzen. Der erstarrte Körper schmilzt also von unten ab, und die frei werdenden
Oxydteilchen steigen infolge ihres geringen spezifischen Gewichtes an die Badoberfläche,
um hier von Zeit zu Zeit abgeschöpft zu werden. Mit abschmelzendem Körper werden
immer neue Zinkrückstände D durch das Gewicht der im Rohr C stehenden Zinkrückständesäule
in das Zinkbad gedrückt, um hier zunächst zu erstarren und alsdann abzuschmelzen.
Durch entsprechendes Nachfüllen der Zinkrückstände kann der erstarrende Körper immer
auf etwa gleicher Länge gehalten und damit ununterbrochen 'ausgeschmolzen werden.
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Um die Zinkrückstände während des Verzinkungsbetriebes laufend einschmelzen
zu können, wird das Eintauchrohr C für die Aufnahme der Zinkrückstände
D zweckmäßig einseitig im Zinkkessel A vorgesehen, so daß er für die
Verzinkung nicht hinderlich ist.
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Die Vorteile des neuen Verfahrens bestehen zunächst darin, daß es
mit einer denkbar einfachen Einrichtung verwirklicht werden kann, es werden also
kostspielige Einrichtungen vermieden. Gegenüber dem Einschmelzen im Flammofen hat
es den Vorteil, daß während des Ausschmelzens der Zinkrückstände eine Oxydation
weitgehendst vermieden wird, da die Zinkteilchen im Gegensatz zum Einschmelzen im
Flammofen
nicht über den Schmelzpunkt bzw. nicht über die Zinkbadtemperatur
erhitzt werden können und die Luft keinen Zutritt hat. In Feuerverzinkereien kann
das Einschmelzen der Zinkrückstände ohne Störung des Verzinkungsbetriebes erfolgen,
es erübrigt sich dadurch das doppelte Einschmelzen des Zinks, was eine entsprechende
Verminderung des Wärmeverbrauchs bedeutet.
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Versuche haben die Brauchbarkeit des Verfahrens in weitem Maße erwiesen
und die große Leistungsfähigkeit des Verfahrens ergeben. So zum Beispiel ließen
sich bei einem Eintauchrohr von 400 lichtem Durchmesser, das etwa 5cm in das Zinkbad
eintauchte, bei einer Zinkbadtemperatur von 45o° etwa ioo kg Zinkperlen je Stunde
einschmelzen.