DE824107C

DE824107C - Process for the condensation of zinc

Info

Publication number: DE824107C
Application number: DEN993A
Authority: DE
Inventors: Bennet Gregory Perry; Stephen Esslemont Woods
Original assignee: National Smelting Co Ltd
Current assignee: National Smelting Co Ltd
Priority date: 1949-06-13
Filing date: 1950-06-04
Publication date: 1951-12-10

Description

Verfahren zur Kondensation von Zink Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Zink. Es sind verschiedene Anordnungen für die Kondensation von Zinkdampf mit Hilfe eines Bades geschmolzenen Metalls beschrieben worden.Process for Condensation of Zinc The invention relates to the extraction of zinc. There are different arrangements for the condensation of Zinc vapor using a bath of molten metal has been described.

Auch sind verschiedene Kühleinrichtungen für die b-tetallschmelze versucht worden, da eine Einrichtung benötigt wird, bei der die Geschwindigkeit der Wärmeentziehung genauestens geregelt werden kann, .derart, daß die Temperatur in dem Kondensator auf der gewünschten Höhe gehalten wird.There are also various cooling devices for the b-metal melt Tried because a facility is needed at which the speed the heat extraction can be precisely regulated, so that the temperature is kept in the condenser at the desired level.

llit Wasser als Kühlmittel kann die Geschwindigkeit des Wärmeentzugs je Flächeneinheit der Reizfläche nicht in brauchbarer Form dadurch geregelt werden, daß die Geschwindigkeit des Wasserumlaufs verändert wird; überdies wird, wenn aus irgendeinem Grund die `'Wasserzufuhr aussetzt oder der Wasserumlauf zu langsam wird, Dampf erzeugt, und die Schlangen werden erhitzt; wenn dann die Wasserzufuhr wieder einsetzt, besteht Explosionsgefahr.llit water as a coolant can reduce the rate of heat extraction per unit area of the stimulus surface cannot be regulated in a usable form, that the speed of the water circulation is changed; moreover, when out the water supply stops for any reason or the water circulation becomes too slow, Steam is generated and the snakes are heated; if then the water supply again starts, there is a risk of explosion.

Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, bei der Kondensation von Zinkdämpfen mit Hilfe einer Metallschmelze eine umlaufende leicht schmelzbare Metallegierung als Kühlmittel für ein Bad der Metallschmelze zu verwenden. Dieses Metallbad kann beispielsweise aus Blei, Zink, das ein anderes Metall in Lösung enthält, oder einer Lösung von Zink in Blei bestehen. Die Geschwindigkeit der Wärmeentziehung kann hierbei durch Änderung der Geschwindigkeit, mit der die Legierung durch in das flüssige Metall eintauchende Rohre umläuft, oder durch Änderung der Temperatur geregelt werden, auf die die Legierung außerhalb des Kondensators abgekühlt wird. Die Kühlschlangen können in fester Lage in eine mit dem Kondensator in Verbindung stehende Wanne für das Metall oder in ein Metallbad innerhalb des Kondensators eingesetzt sein. Die Kühlschlange im Kondensator kann im allgemeinen waagerecht angeordnet sein.According to the invention it is therefore proposed during the condensation of zinc vapors with the help of a metal melt a circulating easily fusible To use metal alloy as a coolant for a bath of molten metal. This Metal bath can, for example, consist of lead, zinc, which contains another metal in solution, or a solution of zinc in lead. The rate of heat extraction by changing the speed at which the alloy passes through in the liquid metal rotates immersed pipes, or by changing the temperature be regulated on the alloy outside of the capacitor is cooled. The cooling coils can be fixed in one with the condenser related sink for the metal or in a metal bath within the Be used capacitor. The cooling coil in the condenser can generally be arranged horizontally.

Für die Abführung der Wärme sind mehrere Schlangeneinheiten, die je aus einer einzelnen Rohrschleife bestehen, in dem Kondensator angebracht, derart, daß sie in das Metallbad eintauchen, und durch diese Rohrschlange wird eine leicht schmelzbare Metallegierung, in Umlauf gesetzt, die außerhalb des Kondensators beispielsweise durch äußerlich aufgebrachtes Wasser gekühlt wird.For the dissipation of the heat are several snake units, each consist of a single pipe loop, placed in the condenser, in such a way that that they are immersed in the metal bath, and through this coil one becomes light fusible metal alloy, put into circulation outside the capacitor for example is cooled by externally applied water.

Der Umlauf der Metallegierung kann zweckmäßig durch Wärmesiphonwirkung bewirkt werden. Außerhalb des Bades aus flüssigem Metall, dein Wärme entzogen werden soll, besitzt die Rohrleitung für die schmelzbare Legierung die Form eines in senkrechter Ebene angeordneten U oder umgekehrten U. Von beiden senkrechten Rohrschenkeln wird der eine gekühlt, beispielsweise durch äußerliche Anwendung von Wasser und die Dichtunterschiede zwischen der gekühlten Legierung in diesem Schenkel und der heißen Legierung in dem anderen senkrechten Rohrschenkel liefern die für den Umlauf der Legierung erforderliche treibende Kraft, ohne daß Pumpen angewendet zu werden brauchen. Innerhalb des Kondensators bestellt jede Rohrschlange in einer einzigen Rohrschleife, die in die Metallschmelze eintaucht. Zwecks Erzielung einer ausreichenden Kühlfläche können mehrere solcher Schlangen in ein und derselben Kondensationskammer verwendet werden. Jede Schlange bildet mit ihrem Wärmeheber eine unabhängig geregelte Einheit, die mit einer geeigneten Einrichtung, etwa einem Ventil, für die Regelung der Umlaufgeschwindigkeit 'der Legierung sowie mit Hilfsmitteln für die Änderung der Temperatur, auf die die Legierung abgekühlt wird, ausgestattet ist, welch letztere in einer veränderlichen Länge des wassergekühlten Rohrabschnittes bestehen.The circulation of the metal alloy can expediently be brought about by a heat siphon effect. Outside the bath of liquid metal, your heat is to be removed from the pipeline for the fusible alloy has the shape of an object placed in a vertical plane U or inverted U. From both vertical tube legs of a cooled, for example by topical application of water and the sealing differences between the cooled alloy in this leg and the hot alloy in the other vertical pipe leg provide the driving force necessary for the circulation of the alloy without the need for pumps. Inside the condenser, each coil is ordered in a single pipe loop that is immersed in the molten metal. In order to achieve a sufficient cooling surface, several such coils can be used in one and the same condensation chamber. Each coil and its heat siphon form an independently regulated unit, which is equipped with a suitable device, such as a valve for regulating the speed of rotation of the alloy, as well as with tools for changing the temperature to which the alloy is cooled, the latter consist in a variable length of the water-cooled pipe section.

Auf diese Weise ist eine schnelle Regelung der zwangsläufigen Abkühlung möglich, so daß die Temperaturen auf den gewünschten Höhen -gehalten werden können.In this way there is a quick regulation of the inevitable cooling possible so that the temperatures can be kept at the desired levels.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine Anlage nach der Erfindung im Schnitt dargestellt.In the drawing is an example of a system according to the invention in Section shown.

Der Kondensator i hat rechteckigen Querschnitt, und seine Seitenwand 2 ist auf ihre ganze Länge oder auf einen Teil derselben nur bis zur Höhe 3 in gewissem Abstand vom Boden ,I des Kondensators heruntergezogen. Dadurch wird eine Öffnung zwischen dem Kondensator und einer Wanne 5 gebildet. Der Spiegel 6 des Bleis oder sonstigen geschmolzenen Metalls im Kondensator befindet sich über der Unterseite 3 der Seitenwand 2, die somit in die Metallschmelze zwischen dem Kondensator und der Wanne eintaucht.The capacitor i has a rectangular cross section and its side wall 2 is over its entire length or in part only up to level 3 to a certain extent Distance from the floor, I of the condenser pulled down. This creates an opening formed between the condenser and a well 5. The mirror 6 of lead or other molten metal in the condenser is above the bottom 3 of the side wall 2, which is thus in the molten metal between the capacitor and the bathtub is immersed.

Das Metall in dem Kondensator und der Wanne wird mittels einer Schmelze einer leicht schmelzbaren Legierung gekühlt, die durch ein U-förmiges Rohr in der Richtung vom Schenkel 7 zum Schenkel 8 umläuft. Beim Verlassen des waagerechten Schenkels 8 strömt die Legierung durch einen aufwärts geneigten Schenkel (9 und ein senkrechtes Rohr io aufwärts, das mit w@ärnieisolierendem '.Material ii umkleidet ist. Vom oberen Ende des Rohres io strömt die Legierung durch ein waagerechtes Rohr 12 und darin aliw"irts durch ein senkrechtes Rohr 13, das auf seiner ganzen Länge oder auf einen Teil seiner Länge finit Wasser gekühlt werden kann. Durch diese Kühlung wird erreicht, daß die Dichte der Legierung in dein Schenkel 13 größer als im Schenkel io ist, und dieser Dichteunterschied liefert die treibende Kraft für den Umlauf der Legierung, die den Kreislauf vollendet, indem sie durch Rohr 1I in den waagerechten Schenkel 7 zurückströmt.The metal in the capacitor and the tub is melted by means of a melt an easily fusible alloy, which is cooled by a U-shaped tube in the Direction from leg 7 to leg 8 revolves. When leaving the horizontal Leg 8, the alloy flows through an upwardly inclined leg (9 and a vertical pipe upwards, which is clad with heat-insulating material is. The alloy flows from the upper end of the tube through a horizontal tube 12 and in it aliw "irts by a vertical tube 13, which runs along its entire length or finite water can be cooled over part of its length. Through this cooling it is achieved that the density of the alloy in your leg 13 is greater than in the leg io, and this difference in density provides the driving force for the orbit the alloy that completes the cycle by passing through tube 1I into the horizontal Leg 7 flows back.

Rohr 13 wird durch das in dein Mantel 15 enthaltene Wasser gekühlt, das dein 'Mantel durch Ventil 16 und Leitung 17 zugeführt wird. Ist Ventil 18 geöffnet, so tritt (las Wasser durch den Allschluß icg aus, und das Rohr 13 wird nur bis zu dieser Hölle gekühlt. Sind die Ventile 18, 20, 21, 22 und 23 sämtlich geschlossen, so tritt (las Wasser durch die Leitung 24 aus und bewirkt eine Kühlung des Rohres 13 auf seine ganze Länge. Falls nicht die völle Kühlwirkung erforderlich 'ist, wird von den Ventilen dasjenige geiiftnet, das den «'asserabfluß auf der gewünschten Höhe regelt, wägend alle darunterliegenden'-entile geschlossen werden. In jedem Fall fließt das Kühlwasser schließlich durch die Leitung 25 ab. Zwecks Feinregelung der Kühlung wird die Wasserströmung am Ventil 16 geregelt.Tube 13 is cooled by the water contained in your jacket 15, that your 'coat is fed through valve 16 and line 17. If valve 18 is open, so comes out (read water through the all-circuit icg, and the pipe 13 is only up to this hell chilled. If valves 18, 20, 21, 22 and 23 are all closed, so (read water out through the line 24 and causes a cooling of the pipe 13 along its entire length. If the full cooling effect is not required, will of the valves, the one that gives the water drainage at the desired point Height regulates, while all 'valves below are closed. In each In this case, the cooling water finally flows off through line 25. For fine control the water flow at valve 16 is regulated for cooling.

Die schmelzbare Legierung kann aus Blei und Zinn annähernd in den für die Bildung einer eutektischen Mischung erforderlichen Mengenverhältnissen bestehen, daß heißt dem Gewicht nach etwa 38 % Blei und 62 0,'o Zinn. Zur Erzielung eines sehr niedrigen Schmelzpunktes kann eine Legierung aus 50% Wismut, 27% Blei, 13% Zilln und 1o % Kadmium verwendet werden. Auch können andere Mischungen aus diesen vier Metallen oder aus zwei oder drei derselben verwendet werden. Eine geeignete Zusammensetzung wäre 5o % Zinn, 32 % Blei und 18 % Kadmium.The fusible alloy can be approximated in the lead and tin the proportions required for the formation of a eutectic mixture exist, that is, by weight, about 38% lead and 62.0% tin. To achieve a very low melting point, an alloy of 50% bismuth, 27% lead, 13% Zilln and 10% cadmium can be used. Other mixtures of these can also be used four metals or two or three of them can be used. A suitable one Composition would be 50% tin, 32% lead and 18% cadmium.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of zinc by condensation of zinc vapor by means of a metal melt, characterized in that a circulating Easily fusible metal alloy as a coolant for a bath of molten metal is used.

2. The method according to _ \ n: l) rucli i, characterized in that the : Metal alloy through an artificially created temperature gradient in a circulatory system is put into college.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that the rate of heat extraction from the metal bath by changing the temperature, on which the metal alloy cooled outside the condenser is regulated. .1.

Method according to claim i or 2, characterized in that that the speed of withdrawal from the metal bath by changing the Circulation speed of the alloy is regulated.

5. \ "experienced according to claim i Iris .4, characterized in that the alloy is made by external application of \\ 'ater is cooled.

6. The method according to claim 3 and 5, characterized in that the length of a water-cooled line section is regulated for the purpose of changing the temperature to which the alloy is cooled. Cooling device for the method according to Claim i, characterized by a cooling coil which is immersed in the metal bath and filled with the easily fusible metal alloy and to which a cooling device is attached outside the bath. B. Device according to claim 7, characterized in that the cooling device consists of a water-cooled line section of variable length. G. Device according to claims 7 to 8, characterized by a U-tube dipping into the metal bath with vertical legs protruding from the metal bath, one leg of which is surrounded by heat-insulating material and the other leg is surrounded by a water-cooled jacket. ok Device according to claim 9, characterized in that the water jacket is provided with lockable drains at different heights and the water inlet is equipped at the lower end with a valve for fine regulation. i i. Condenser for carrying out the method according to claim i, characterized by the arrangement of several cooling devices according to claims 7 Iris 1o.