DE831608C

DE831608C - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Zink oder aehnlichen Metallen

Info

Publication number: DE831608C
Application number: DEM3440A
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Meyer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1950-05-18
Filing date: 1950-05-18
Publication date: 1952-02-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Zink oder ähnlichen Metallen Zur Zinkgewinnung in kontinuierlichem Verfahren unter Einsparung von Kohle gegenüber den bekannten Methoden in der liegenden oder stehenden Muffel ist bereits vorgeschlagen worden, die Zieiklierstellung in einem Muffelschachtofen durchzuführen, dessen unterer Teil aus einem Gebläseschachtofen und dessen oberer Teil aus einer in einer Heizkammer eingebauten, mit gereinigten Abgasen des Ofens beheizten stehenden Retorte bestelit. Hierbei hat man die im Schachtofenteil und in der Reduktionszone entstehenden Gase entweder gesondert in verschiedener Höhe des Ofens abgeführt oder gemeinsam in mittlerer Ofenhöhe in Vorlagen geleitet, um ihren Zinkinhalt niederzuschlagen. Diese Verfahren haben sich indessen in die Praxis nicht einführen können, da es nicht gelang, die erhoffte Kohlenersparnis auch wirklich zti erzielen. Durch die Erfindung wird die Erreichung dieses Zieles möglich, und es werden gegenüber den bekannten Verfahren noch weitere Vorteile erlangt. Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Gewinnung von Zink oder ähnlichen leichtflüchtigen Metallen in Form von Staub oder flüssigem Metall in einem Muffelschachtofen aus einem Erz-Brennstoff-Gemisch, wobei der Muffelschachtofen im unteren Teil aus einem Gebläseschachtofen und im oberen Teil aus einer in einer Heizkammer eingebauten, mit gereinigten Abgasen beheizten stehenden Retorte besteht, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten durch das Gebläse erzeugten Verbrennungsgase und die in der Barüberliegenden Reduktionszone entstehendenReduktionsgase und Metalldämpfe gemeinsam durch die volle oder nahezu volle Höhe der Beschickungssäule hindurchgeführt werden. Durch diese Maßnahme wird es möglich, die aufzugebende Brennstoffmenge und dementsprechend die Luftmenge um so viel zu vermindern, wie der durch dieBeheizung desRetortenteiles der Beschickung von außen zugeführten Wärmemenge etwa entspricht, und dadurch gegenüber den bekannten Muffelverfahren eine bedeutende Brennstoffersparnis zu erzielen. Infolgedessen kann auch die für die Verbrennung des Brennstoffes benötigte Luftmenge entsprechend verringert werden, so daß in den Gasen eine höhere Zinkdampfkonzentration erzielbar wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich etwa folgendermaßen durchführen: a) Der untere Teil des Reaktionsofens entspricht einem normalen Schachtofen mit Schlackenabstich USW.
1>) Darauf sitzt-ein Ofenteil, der ähnlich wie die stehende Muffel ausgebildet ist und aus entsprechend widerstandsfähigem Material besteht; dieser Teil befindet sich evtl. mit einem Staubregenerator zusammen in einer Heizkammer, in der die zusätzliche Wärme erzeugt wird.
Es ist möglich, mehrere Ofenaggregate zur Verininderung der Abstrahlungsverluste in eitre genieitisame große Heizkammer zu stellen.
Durch eine Doppelwand können die Abstrahlungsverluste des Brennofens noch mehr vermindert werden, wenn man zwischen die eigentliche und die Doppelwand ein Luftpolster legt und die aus dem das Luftpolster bildenden Raum stammende erwärmte Luft anschließend in die Regeneratoren geleitet oder in anderer Weise, vorzugsweise für Zwecke des Verfahrens, nutzbar gemacht wird. c) Über der Heizkammer befindet sich eine gasdichte Aufgabevorrichtteng, die Beschickung kann evtl. vorerwärmt dein Ofen zugeführt werden.
d) Das Abgas kann bei ungefähr 80o° C abgezogen und. evtl. na cli Passieren eines z. B. mit Holzkohle gefüllten Staubreinigers, durch eine Abscheidevorrichtung geleitet werden.
e) Die Heizgase aus der Heizkammer können den verschiedensten Zwecken dienen. wie Vorwärmutig der Charge, der Luft usw.
f) Um die Durchbildung des Gasabzuges nicht zu gefährden, wird dieser oberhalb der 14eizkaniiner gelegt.
g) In den Ofen wird nur so viel Luft eingeblasen, daß die hinterherige Verbrennung des entstehenden Abgases außerhalb des Ofens die für den Prozeß fehlende Wärmemenge liefert bzw. die für die vollständige Reduktion des Zn O erforderliche Überschußkohle verbrennt.
h) Der Zinkstaub kaiiii rektifiziert bzw. destilliert werden.
i) Die Zinkdampfkonzentration läßt sich durch Zusatz von zinkhaltigen Stoffen erhöhen.
j) Eine Verminderung der Abgasmenge durch Zuschleusen von Satter:t<>ff zur Luft kann sich günstig auswirken, da <furch die Verminderung der Abgasmenge der Zinkgehalt steigt und die Abscheidevorriclitung einfacher wird.
Ein Vergleich der bekannten Zinkgevvinnungsverfahren in der Muffel und dein Schachtofen mit dem neuen Verfahren ergibt bedeutende Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der verschiedenen Verfahren in cliai-akteristisclienDaten:

Gesamtkohlen- g Zn/cbm Abgasmenge °!o Zn im

Verfahren Stoffbedarf Ofengas pro t Zn Abgas

für i t Zn

r Liegende, diskontinuierliche Muffel 2 t - 1500 - 35o cbm 5o

(verloren)

2 Stehende, kontinuierliche :Muffel -- i,8 t - 15o0 -- 350 cbm 50

3 Schachtofen 6ooo cbm Luft/t Zii 1,4 bis 1,7 t -v 125 - 7500 cbm 4,2

4 a bluffelschachtofen 2000 cbm Luft/t Zn o,8 bis i t ^- 330 ~ 2730 cbm ii bis 12

4 b Muffelschachtofen i5oo cbm Luft/t Zn .,. o,8 bis i t -- 400 -- 2 40 cbm 14

4 c Muffelschachtofen iooo cbm Luft/t Zii -@. o,6 bis o,8 t -. 530 - 1540 cbm 1S,5

Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß der Kohlenstoffverbrauch im Muffelschachtofen gegenüber dem normalen Schachtofen eine Verminderuii, auf 6o0,!0. gegenüber der stehenden Muffel auf 50°/0 und gegenüber der liegenden Muffel auf 4500 ergibt.

Die Zinkdampfkonzentration der Abgase aus (lern Muffelschachtofen kann evtl. bis 50o g und n<xli mehr pro Kubikmeter gesteigert werden, wodurch ein sehr schwerer Zinkstaub entsteht, wenn nicht sogar eine flüssige Abscheidung erfolgt.
Zur Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung, in der ein zur Ausführung des Verfahrens geeigneter Ofen im senkrechten Schnitt beispielsweise und schematisch dargestellt ist. In der Abbildung ist i der gegebenenfalls mit feuerfestem Mauerwerk ausgekleidete, einen Gebläseschaclitofen darstellende untere Teil und 2 der aus einer stehenden Retorte bestehende obere Teil des Ofens. In den Schachtofenteil i wird durch die Düsen 3 Luft oder auch sauerstoffangereicherte Luft oder Sauerstoff eingeführt: die Beheizung des oberen Ofenteils 2 erfolgt mittels der Heizkatnnier 4, in die die Gase durch die Brenner 5 eingeführt werden. An die Heizkammer 4 schließt sich nach außen der das Luftpolster enthaltende Raum 6 an, der durch die Doppelwand 7 gebildet ist. Die in dem Raum 6 erhitzte Luft wird bei 8 abgezogen und in der beschriebenen Weise verwertet. Oberhalb der Heizkammer befindet sich die gasdichte Aufg=abe 9, die beispielsweise mittels der (@lcxke to ltetä tigt werden kann. Der Abzug der (fiert Zinkdampf eritlialtenden Gase aus der Retorte 2 erfolgt durch den Gasabzug i i, während bei 12 das gewonnene Zink atis (lern Ofen entnommen wird.

Claims

l'AtENraxsi'r1i,`CrtE:: t. \"erfahren zur Gewinnung von Zink oder ähnlichen leichtflüchtigen Metallen in Form von Staub oder flüssigem Metall in einem Muffelschachtofen aus einem Erz-Brennstoff-Gemisch, «-olrei der Muffelschachtofen im unteren Teil aus einem Gebläseschachtofen und im oberen Teil aus einer in einer Heizkammer eingehatiten, mit gereinigten Abgasen beheizten stehenden Retorte besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten durch das Gebläse erzeugten N"erl)renriungsgase und die in der Barüberliegenden Reduktionszone entstehenden heduktionsgase und Metalldämpfe gemeinsam durch die volle oder nahezu volle Höhe der Beschickungssäule hindurchgeführt werden, wobei dic aufzugebende Brennstoffmenge und dementsprechend die Luftmenge um so viel verinindert werden können, wie der durch die Beheizung des Retortenteiles der Beschickung von außen zugeführten Wärmemenge etwa entspricht. 2. \"erfahren nach :ltispruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Abgasen entlialterieWärme durch entsprechende Gestaltung der lleizkaninier für den oberen Teil des Ofens zur Beheizung mehrerer Ofenaggregate ausgenutzt wird. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlung der lfeizkammer zur Erhitzung eines sich zwischen der :1.tißenwand der Heizkammer und einer um diese gelegten zusätzlichen Wand in dein dadurch entstandenen Raum befindlichen Luftpolsters ausgenutzt wird. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem um die Heizkammer gelegten Raum abgeführte erwärmte Luft in die Regeneratoren geleitet oder in anderer Weise, vorzugsweise für die Zwecke des Verfahrens, nutzbar gemacht wird. 5. X-erfahren nach den Ansprüchen i bis dadurch gekennzeichnet, daß die gegebenenfalls vorgewärmte Beschickung durch eine oberhalb der Heizkammer angeordnete gasdichte Aufgabevorrichtung in den Ofen eingebracht wird. 6. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas bei Temperaturen von etwa 8oo° C abgezogen und das in dem gegebenenfalls durch Hindurchleiten durch einen z. B. mit Holzkohle gefüllten Staubreiniger vom Staub gereinigten Gas entlialterie Zink in einer geeigneten Abscheidevorrichtung niedergeschlagen wird. 7. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß .die Heizgase aus der Heizkammer z. B. zur Vorwärmung der Charge, der Verbrennungsluft oder zii ähnlichen Zwecken verwendet werden. Verfahren nach den Ansprüchen i bis dadurch gekennzeichnet, daß das den Zinkdampf enthaltende Gasgemisch oberhalb der 1-leizkaniiner abgezogen wird. 9. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahren anfallender Zinkstaub rektifiziert bzw. destilliert wird. io. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkdampfkonzentration durch Zusatz von zinkhaltigen Stoffett erhöht wird. i i. Verfahren nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen mit sauerstoffangereicherter Luft betrieben wird. 12. Ofen zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis i i, gekennzeichnet durch einen oberhalb der Reduktionszone angeordneten Gasabzug (i i).