DE853822C

DE853822C - Process for extracting zinc dust with a high content of metals in a shaft furnace

Info

Publication number: DE853822C
Application number: DEM4340D
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl-Ing Dr Goehre; Kurt Dipl-Chem Dr Meyer; Helmut Dr Wendeborn
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1941-01-12
Filing date: 1941-01-12
Publication date: 1952-12-08

Description

Verfahren zur Gewinnung von hochmetallhaltigem Zinkstaub im Schachtofen Die Gewinnung von metallischem Zink im Schachtofen ist vielfach versucht, aber niemals mit Erfolg durchgeführt worden. Der Grund ist der, daß der in einer großen Gasmenge befindliche Zinkdampf sich nicht zu metallischem Zink verflüssigen läßt, sondern nur in Form von Zinkstaub mit etwa 40°;ö Zn0 (Fig. i) niedergeschlagen werden kann. Deswegen wurde versucht, das Zink in Form von Zinkstaub zu gewinnen und diesen Zinkstaub dann durch Umschmelzen oder Umdestillieren in metallisches Zink zu verwandeln. Das heute übliche Umschmelzverfahren gibt jedoch nur dann ein genügendes Ausbringen, wenn der Zinkstaub eine entsprechende Beschaffenheit aufweist. Erfahrungsgemäß kann man aus dem beim Muffelverfahren als Nebenprodukt entstehenden Zinkstaub bis zu 95 °/o des Gehaltes an metallischem Zink ausschmelzen. Bei Zinkstaub anderer Herkunft, z. B. Hochofenzinkstaub, gelingt es jedoch nicht, auf diese Weise eine wirtschaftliche Ausbeute beim Ausschmelzen zu erzielen. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß der Zinkstaub, je nachdem wie er gewonnen wird, eine verschiedene Beschaffenheit aufweist.Process for the extraction of zinc dust with a high content of metals in the shaft furnace The extraction of metallic zinc in the shaft furnace has been tried many times, but has never been carried out with success. The reason is that the zinc vapor contained in a large amount of gas cannot be liquefied to form metallic zinc, but can only be precipitated in the form of zinc dust at about 40 °; ZnO (Fig. I). For this reason, attempts have been made to obtain the zinc in the form of zinc dust and then to convert this zinc dust into metallic zinc by remelting or redistilling. The remelting process that is common today, however, only yields sufficient output if the zinc dust is of the appropriate quality. Experience has shown that up to 95 % of the metallic zinc content can be melted out of the zinc dust produced as a by-product in the muffle process. In the case of zinc dust from other sources, e.g. B. blast furnace zinc dust, however, it is not possible to achieve an economic yield when melting out in this way. Extensive tests have shown that zinc dust, depending on how it is obtained, has a different composition.

Für eine gute Ausbeute beim Ausschmelzen ist anzustreben i. ein hoher Gehalt (über 75°/0) an metallischem Zink im Zinkstaub, 2. ein möglichst schwerer Zinkstaub. Für die Gewinnung von metallischem Zink aus Zinkstaub kommt ferner die Umdestillation in Frage, und für diesen Weg genügt es, einen feinen oder spezifisch leichten Zinkstaub mit einem Schüttgewicht von weniger als 2 zu erzeugen (s. Fig. 2), der jedoch ebenfalls einen hohen Gehalt an metallischem Zink aufweisen muß.For a good yield when melting out, the aim should be i. a high one Content (over 75%) of metallic zinc in zinc dust, 2. heavier possible Zinc dust. For the extraction of metallic zinc from zinc dust Redistillation is also an option, and for this route it is sufficient to use a fine or specifically light zinc dust with a bulk density of less than 2 produce (see Fig. 2), which, however, also have a high content of metallic zinc must have.

Der schwere Staub (Fig. 3), der gleichzeitig einen hohen Gehalt an metallischem Zink aufweist, stellt sich unter dem Mikroskop deutlich als eine Vielzahl von Metallkörnern dar und hat ein hohes Schüttgewicht, d. h. i Liter wiegt nach einstündigem Rütteln 2 bis 4 kg. Seine Dichte beträgt bei einem Druck von 25 at über 3,5, durchschnittlich etwa 5. Dieser Zinkstaub ist am wertvollsten, wenn es sich darum handelt, im Ausschmelzverfahren eine möglichst große Metallausbeute zu erhalten.The heavy dust (Fig. 3), which at the same time has a high content of has metallic zinc, turns out to be a multitude under the microscope of metal grains and has a high bulk density, i. H. i liter weighs in 1 hour shaking 2 to 4 kg. Its density is at a pressure of 25 at over 3.5, average about 5. This zinc dust is most valuable when it is It is a matter of achieving the greatest possible metal yield in the melt-out process obtain.

Der Hauptgrund für die Verschlechterung des Zinkstaubes ist das Kohlendioxyd, das den Zinkdampf teilweise oxydiert. Es war daher zunächst notwendig, die Kohlendioxydquellen beim Schachtofenprozeß zu erkennen und die Bildung von CO, nach Möglichkeit zu unterdrücken.The main reason for the deterioration of zinc dust is carbon dioxide, which partially oxidizes zinc vapor. It was therefore first necessary to identify the sources of carbon dioxide in the shaft furnace process and to suppress the formation of CO as far as possible.

Bei der Reduktion von oxydischen Zinkerzen durch Kohlenstoff im normalen Schachtofenprozeß, d. h. beim Einblasen der Verbrennungsluft durch Düsen, verbrennt der Luftsauerstoff mit dem in der Beschickung enthaltenen Kohlenstoff und liefert auf diese Weise die nötige Wärme für die endotherm verlaufende Reduktion des Zinkoxyds. Es spielen sich innerhalb der von den Verbrennungs- und Reduktionsgasen durchströmten Beschickung folgende wichtige Reaktionen ab: C: + OZ = CO, + 97,8 kcal. (i) Diese Reaktion bildet die Wärmequelle des Gesamtprozesses.When oxidic zinc ores are reduced by carbon in the normal shaft furnace process, ie when the combustion air is blown through nozzles, the atmospheric oxygen burns with the carbon contained in the charge and in this way supplies the heat required for the endothermic reduction of the zinc oxide. The following important reactions take place within the charge through which the combustion and reducing gases flow: C: + OZ = CO, + 97.8 kcal. (i) This reaction forms the heat source of the overall process.

C 02. + C = 2 C O - 38,4 kcal. (2) Diese Reaktion liefert das bei dem nachfolgenden Reduktionsprozeß hauptsächlich wirksame Kohlenoxydgas.C 02. + C = 2 C O - 38.4 kcal. (2) This reaction provides that the subsequent reduction process mainly active carbon oxide gas.

Zn 0 -+ C O = Zn + CO, - 14,9 kcal. (3) Diese Reaktion ist die Hauptreaktion, da durch sie der Zinkdampf aus dem Erz freigemacht wird.Zn 0 - + CO = Zn + CO, - 14.9 kcal. (3) This reaction is the main one as it clears the zinc vapor from the ore.

Zn O + C = Zn + C O - 53,3 kcal. (4) Diese Reaktion ist eine Nebenreaktion, da sie nur bei unmittelbarer Berührung des an der Oberfläche des Erzkorns befindlichen Zinkoxyds mit festem Kohlenstoff stattfinden kann.Zn O + C = Zn + C O - 53.3 kcal. (4) This reaction is a side reaction, since they only come into direct contact with the grain on the surface of the ore Zinc oxide with solid carbon can take place.

2 CO = C02 + C + 38,4 kcal. (5) Diese Reaktion (Boudouard-Effekt) stellt die Umkehr der Reaktion (2) dar und findet in zunehmendem Maße bei tieferen Temperaturen zwischen io5o und 400° statt.2 CO = C02 + C + 38.4 kcal. (5) This reaction (Boudouard effect) represents the reverse of reaction (2) and is increasingly found at lower levels Temperatures between io5o and 400 ° instead.

Zn + CO, = Zn O + C O + 14,9 kcal. (6) Diese Reaktion ist die Umkehr der Reaktion (3) bei tieferen Temperaturen. Von größter Bedeutung für die Beschaffenheit des Schachtofenzinkstaubes sind die Reaktionen (5) und (6). Das Gleichgewicht der Reaktion (5) verlagert sich gemäß seiner positiven Wärmetönung bei sinkender Temperatur immer weiter nach der C02 Seite. Bei der Reaktion (6) verschiebt sich aus den gleichen Gründen wie bei Reaktion (5) mit tiefer werdenden Temperaturen das Gleichgewicht nach der Zn0-Seite. Die Empfindlichkeit des Zn-Dampfes gegen CO, steigt rasch an. Es entspricht also bei fallender Temperatur einer erhöhten CO,-Bildung eine verstärkte Umwandlung des Zinks in Zn O (s. Fig. 4 und 5). Da schon beim Aufsteigen der Reaktionsgase im Schachtofen aus dem heißen Teil mit einer Temperatur über iooo° in kältere Teile mit Temperaturen unter goo° eine Wiederoxydation des reduzierten Zinks durch CO, stattfindet, muß zur Vermeidung einer Verschlechterung des Zinks bzw. Zinkstaubes Kohlendioxyd in seiner Umgebung nach Möglichkeit vermieden werden; denn das Kohlendioxyd kann bei zu niedriger Temperatur nicht mehr durch Kohlenstoff reduziert werden. Andererseits entsteht Kohlendioxyd durch den Boudouard-Effekt, Reaktion (2), bei niedriger Temperatur auch in Gegenwart von Koks. Dagegen verläuft die Reaktion der Zn-Oxydation durch Kohlendioxyd, da sie deutlich exotherm ist, auch bei sinkender Temperatur. Man muß daher, um hochmetallhaltigen Zinkstaub zu erhalten, vor allen Dingen die Kohlendioxydbildung im Schachtofen unterdrücken. Zu diesem Zweck sind die Temperaturen im Schachtofen so hoch zu halten, daß die Reaktionen (5) und (6) nicht eintreten können, d. h. es muß dafür gesorgt werden, daß die Bedingungen für Kohlendioxyderhaltung und -bildung durch die Ofenführung beseitigt werden. Wenn dann alles Zink in Dampfform freigemacht ist, muß das Ofengas so schnell auf niedrige Temperatur (unter ioo°) abgekühlt werden, daß alle bei tieferer Temperatur möglichen schädlichen Reaktionen nicht mehr eintreten können.Zn + CO, = Zn O + CO + 14.9 kcal. (6) This reaction is the reverse of reaction (3) at lower temperatures. Reactions (5) and (6) are of the greatest importance for the nature of the shaft furnace zinc dust. The equilibrium of reaction (5) shifts further and further towards the C02 side as the temperature falls, according to its positive warmth. In reaction (6), for the same reasons as in reaction (5), the equilibrium shifts towards the ZnO side as the temperatures drop. The sensitivity of the Zn vapor to CO increases rapidly. As the temperature falls, an increased formation of CO, corresponds to an increased conversion of the zinc into Zn O (see FIGS. 4 and 5). Since the re-oxidation of the reduced zinc by CO takes place when the reaction gases rise in the shaft furnace from the hot part with a temperature above 100 ° to colder parts with temperatures below goo °, carbon dioxide must be present in the vicinity to avoid deterioration of the zinc or zinc dust be avoided if possible; because the carbon dioxide can no longer be reduced by carbon if the temperature is too low. On the other hand, carbon dioxide is produced by the Boudouard effect, reaction (2), at low temperatures even in the presence of coke. On the other hand, the reaction of Zn oxidation by carbon dioxide takes place, since it is clearly exothermic, even when the temperature drops. In order to obtain zinc dust with a high content of metals, one must, above all, suppress the formation of carbon dioxide in the shaft furnace. For this purpose, the temperatures in the shaft furnace are to be kept so high that reactions (5) and (6) cannot occur, ie it must be ensured that the conditions for carbon dioxide maintenance and formation are eliminated by operating the furnace. When all the zinc has been released in vapor form, the furnace gas must be cooled down so quickly to a low temperature (below 100 °) that all possible harmful reactions at a lower temperature can no longer occur.

Beim Einblasen der Luft durch die Düsen des Schachtofens entsteht, wie bereits erwähnt, durch Verbrennen des Sauerstoffes mit dem Kohlenstoffgehalt der Beschickung Kohlendioxyd. Gleichzeitig wird dabei die Gesamtwärmeenergie des Kohlenstoffes frei und erhitzt die Umgebung, durch die die Verbrennungsgase streichen, auf hohe Temperaturen. Das entstandene CO, wird infolgedessen alsbald durch glühenden Kohlenstoff (Koks) zu CO reduziert, so daß der Kohlendioxydgehalt bei iooo° und mehr unter 1 °/o sinkt. Das entstandene CO und im geringen Ausmaß fester Kohlenstoff reduzieren das Zinkoxyd der Beschickung, und metallisches Zink wird in Dampfform frei und mischt sich den Gasen bei. Das bei der Reduktion des ZnO entstandene Kohlendioxyd wird wiederum sofort durch glühenden Koks in CO verwandelt. Solange also die Temperatur über iooo° liegt, kann das frei gewordene Zink in Gegenwart von Kohlenstoff nicht wieder oxydiert werden. Da diese Reaktionen um so lebhafter verlaufen, je höher die Temperatur ist, empfiehlt es sich, den Ofen mit heißem Wind zu betreiben. Außerdem ist es vorteilhaft, den Wind vorher zu trocknen, da Wasserdampf sich ähnlich schädlich dem Zinkdampf gegenüber verhält wie Kohlendioxyd. Würde man nun den von den Ofengasen mitgenommenen Zinkdampf durch die nach oben immer kälter werdende lufthaltige Beschickung hindurchstreichen lassen,. so würde das entstandene Kohlendioxyd nicht mehr rasch genug durch glühenden Kohlenstoff in C O verwandelt werden, so daß dadurch der Kohlendioxydgehalt in den Gasen ansteigt. Bei weiterer Erniedrigung der Temperatur der Gase durch die kalte Beschickung würde unterhalb von iooo° der Boudouard-Effekt gemäß Reaktion (5) auftreten, der dann von 8oo° an abwärts stark einsetzt. Daraus folgt, daß zwecks Gewinnung von möglichst hochmetallhaltigem Zinkstaub das Ofengas bei Temperaturen oberhalb 8oo° abgezogen und alsbald rasch, zweckmäßig unter ioo°, abgekühlt wird oder daß man den Zinkstaub durch rasche Abscheidung auf mechanischem Weg, z. B. mit Hilfe eines Zyklons, aus dem Gas absondert und gegen Luft geschützt abkühlen läßt. Dieser Zinkstaub ist leichter Zinkstaub mit einem Schüttgewicht unter 2. Der Flugstaubgehalt schwankt zwischen 4 und io % der Zinkstaubmenge. Der Gehalt an metallischem Zink in dem flugstaubfreien Produkt beträgt über 75 °/o.When the air is blown in through the nozzles of the shaft furnace, carbon dioxide is produced, as already mentioned, by burning the oxygen with the carbon content of the charge. At the same time, the total thermal energy of the carbon is released and heats the environment through which the combustion gases pass to high temperatures. The resulting CO is immediately reduced to CO by glowing carbon (coke), so that the carbon dioxide content falls below 1% at 100 ° and more. The resulting CO and, to a lesser extent, solid carbon reduce the zinc oxide in the charge, and metallic zinc is released in vapor form and mixes with the gases. The carbon dioxide produced during the reduction of the ZnO is in turn immediately converted into CO by glowing coke. So as long as the temperature is above 100 °, the released zinc cannot be re-oxidized in the presence of carbon. Since the higher the temperature, the more lively these reactions are, it is advisable to operate the furnace with a hot wind. It is also advantageous to dry the wind beforehand, as water vapor is just as harmful to zinc vapor as carbon dioxide. If one were to allow the zinc vapor carried along by the furnace gases to pass through the air-containing charge, which is getting colder and colder at the top. the resulting carbon dioxide would no longer be converted into CO by glowing carbon quickly enough, so that the carbon dioxide content in the gases would rise as a result. If the temperature of the gases were further reduced by the cold charge, the Boudouard effect would occur below 100 ° according to reaction (5), which then sets in strongly from 80 ° downwards. From this it follows that for the purpose of obtaining zinc dust with the highest possible metal content, the furnace gas is withdrawn at temperatures above 800 ° and immediately cooled down quickly, advantageously below 100 °, or that the zinc dust can be removed mechanically by rapid separation, e.g. B. with the help of a cyclone, separates from the gas and can cool down protected from air. This zinc dust is light zinc dust with a bulk density below 2. The airborne dust content fluctuates between 4 and 10% of the amount of zinc dust. The content of metallic zinc in the product which is free of fly ash is over 75%.

Will man den Zinkstaub in schwerer Form (Schüttgewicht über 2) und gleichzeitig hohem Gehalt an metallischem Zink gewinnen, dann ist es erforderlich, daß ein Abschrecken der Zinkdämpfe aus zu hoher Temperatur bei der Kondensation vermieden wird; denn je höher die Temperatur ist, von der die Kondensation des Zinkdampfes zu Zinkstaub durch Abkühlung unternommen wird, desto feiner ist das Korn und demgemäß das Schüttgewicht. Es hat sich gezeigt, daß zur Erzielung eines hohen Prozentsatzes schweren Zinkstaubes die Ausgangstemperatur für das Abschrecken der zinkdampfhaltigen Gase 65o bis 8oo°, im Durchschnitt 7oo°, betragen muß.If you want the zinc dust in heavy form (bulk weight over 2) and at the same time gain a high content of metallic zinc, then it is necessary that a quenching of zinc vapors from excessively high temperature during condensation is avoided; because the higher the temperature from which the condensation of zinc vapor To zinc dust is undertaken by cooling, the finer the grain and accordingly the bulk weight. It has been shown that to achieve a high percentage heavy zinc dust is the starting temperature for quenching those containing zinc vapor Gases 65o to 8oo °, on average 700 °, must be.

Die Ergebnisse lassen sich noch verbessern, wenn man zwischen Ofen und Abscheideeinrichtungen einen indirekt oder elektrisch beheizten Zinkstaubregenerator einschaltet. Die Aufgabe eines solchen Regenerators besteht darin: i. bereits entstandenen Zinkstaub wieder zu verdampfen, 2. bereits gebildetes Zinkoxyd wieder zu reduzieren, 3. die Verschiebung des Boudouard-Gleichgewichtes nach der CO,-Seite zu verhindern und, wenn möglich, nach der CO-Seite zu verlagern, was durch Wärmezufuhr von außen bewirkt werden soll.The results can be improved if you switch between the oven and separation devices an indirectly or electrically heated zinc dust regenerator turns on. The task of such a regenerator is: i. already created To evaporate zinc dust again, 2. to reduce already formed zinc oxide again, 3. to prevent the Boudouard equilibrium from shifting to the CO, side and, if possible, to move to the CO side, which is done by supplying heat from the outside should be effected.

Für die Wiederverdampfung von bereits entstandenem Zinkstaub würde an sich der Durchgang der Gase durch einen mit Schamottebrocken gefüllten und von außen beheizten Raum genügen, was durch Versuche nachgewiesen wurde. Wenn man jedoch gleichzeitig die Aufgabe 2 und 3 lösen will, so empfiehlt es sich, den Regenerator mit Koks oder noch reaktionsfähigerem Brennstoff, nämlich Schwelkoks oder Holzkohle zu füllen. Mit Rücksicht auf das schlechte Wärmeleitvermögen von Kohlenstoff ist es zur Entlastung der Heizung zweckmäßig, Brennstoff in hocherhitztem Zustand dem Staubregenerator zuzuführen und eine entsprechende Menge der Füllung aus dem Regenerator zu entfernen. Die Temperatur, die in dem Regenerator herrschen soll, beträgt vorzugsweise um 700°. Man kann auch bei niedrigerer Temperatur, z. B. 65o°, arbeiten, doch besteht hierbei leichter die Gefahr der Verstopfung durch Zinkstaub. Wenn man jedoch die Temperatur der eintretenden Gase über 8oo° hinausgehen läßt, kann der Staubregenerator die ihm gestellten Aufgaben nicht mehr erfüllen. Bei den zu der Erfindung führenden Versuchen betrug der Zinkdampfgehalt im Abgas 4,4 bis 5 Volumprozent. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, kann der Zinkdampf bei einer solchen Verdünnung erst unterhalb 675° kondensieren. Bei Temperaturen über 8oo° ist ferner wenig C02 vorhanden, so daß der Staubregenerator gar nicht in die Lage kommt, die ihm gestellte Aufgabe der Niedrighaltung des C02 zu erfüllen. Es verbliebe dem Staubregenerator bei einer Arbeitsweise über 8oo° lediglich die Reduktion des etwa vorhandenen Zn0.For the re-evaporation of zinc dust that has already formed in itself the passage of the gases through a filled with fireclay lumps and from Outside heated space is sufficient, which has been proven by tests. However, if you can If you want to solve tasks 2 and 3 at the same time, it is advisable to use the regenerator with coke or even more reactive fuel, namely low-temperature coke or charcoal to fill. Given the poor thermal conductivity of carbon is it is advisable to reduce the load on the heating system when the fuel is in a highly heated state Supply dust regenerator and a corresponding amount of the filling from the regenerator to remove. The temperature that should prevail in the regenerator is preferably by 700 °. You can also at a lower temperature, for. B. 65o °, work, but there is the risk of clogging by zinc dust is easier. However, if you have the If the temperature of the incoming gases can exceed 8oo °, the dust regenerator can no longer fulfill the tasks assigned to him. In the leading to the invention Tests the zinc vapor content in the exhaust gas was 4.4 to 5 percent by volume. As shown in Fig. 6 shows, the zinc vapor can only be used below 675 ° with such a dilution condense. At temperatures above 8oo ° there is also little CO2 present, so that the dust regenerator is not able to perform the task of the Keeping the C02 low must be met. The dust regenerator would remain with one The only way of working over 8oo ° is to reduce the amount of Zn0 that may be present.

Die Wirkung des Staubregenerators besteht also in erster Linie darin, den CO,-Gehalt des Abgases kurz vor der endgültigen Kondensation soweit wie möglich herabzusetzen, und zwar bei einer Temperatur von 700°, bei der, wie Fig. 4 zeigt, durch den Boudouard-Effekt sehr viel C02 gebildet würde. Dies wird aber verhindert durch die erneute Wärmezufuhr, bei der die Reaktion nach der CO-Seite, die endotherm verläuft (Reaktion 2), verlagert wird. In zweiter Linie soll das die Staubteilchen umhüllende Zinkoxyd reduziert werden, um die Vergröberung der Zinkstaubteilchen durch Anlagerung von metallischem Zink zu fördern. Drittens erreicht man durch die nochmalige Verdampfung des schon teilweise kondensierten Zinkstaubes eine höhere Konzentration des Zinkdampfes, was ebenfalls bei der nachfolgenden Abschreckung zur Vergröberung der Zinkstaubteilchen beiträgt. Solche Staubregeneratoren wurden in den verschiedensten Ausführungen erprobt, und es hat sich herausgestellt, daß mit größerer Oberfläche der Anteil an schwerem Zinkstaub anwuchs. Die Fig. 7 bis 9 stellen einige der möglichen baulichen Formen von Staubregeneratoren dar.The effect of the dust regenerator is therefore primarily: the CO, content of the exhaust gas shortly before the final condensation as far as possible reduce, at a temperature of 700 °, at which, as Fig. 4 shows, a lot of CO 2 would be formed by the Boudouard effect. But this is prevented by the renewed supply of heat, in which the reaction on the CO side, the endothermic proceeds (reaction 2), is shifted. In the second place, this is supposed to be the dust particles enveloping zinc oxide are reduced to the coarsening of the zinc dust particles to promote through the accumulation of metallic zinc. Third, through the repeated evaporation of the partially condensed zinc dust increases Concentration of the zinc vapor, which also occurs in the subsequent quenching contributes to the coarsening of the zinc dust particles. Such dust regenerators were tried and tested in various designs, and it has been found that the larger the surface, the greater the proportion of heavy zinc dust. Figures 7 to 9 show some of the possible structural forms of dust regenerators.

Im allgemeinen besteht ein Zinkregenerator aus einem schachtförmigen Raum aus hitzebeständigem Eisen oder sonstigem gut wärmeleitenden, feuerfesten Material mit Außenbeheizung. Die Beheizung des Regenerators kann auch teilweise dadurch erfolgen, daß man den verwendeten Füllstoff durch außerhalb des Regenerators erfolgendes Heißblasen erhitzt und einführt. Am besten verwendet man für die Füllung ein nicht zu kleinstückiges Material, und zwar etwa von der Korngröße 6o bis 8o mm, weil sonst der Widerstand durch sich festsetzenden Zinkstaub zu schnell ansteigt und die Füllung während des Betriebes zu rasch erneuert werden muß. Bei der Bemessung des Querschnittes eines Regenerators ist darauf zu achten, daß die Arbeitstemperatur möglichst gleichmäßig bis zur Mitte eingehalten werden kann. Die Abmessungen haben sich also jeweils dem zu verwendenden Baustoff des Füllraumes anzupassen.In general, a zinc regenerator consists of a shaft-shaped one Room made of heat-resistant iron or other good heat-conducting, fire-resistant material with external heating. The regenerator can also be partially heated by that the filler used can be hot-blown outside the regenerator heated and introduces. It is best to use a piece that is not too small for the filling Material, namely about the grain size 6o to 8o mm, because otherwise the resistance due to zinc dust settling on it rises too quickly and the filling during the Must be renewed too quickly. When dimensioning the cross-section of a In the regenerator, care must be taken to ensure that the working temperature is as uniform as possible can be maintained up to the middle. The dimensions are therefore in each case the to adapt the building material to be used for the filling space.

" Sobald die Gase den Staubregenerator verlassen haben, werden sie so schnell als möglich aus dem gefährlichen Temperaturbereich abgekühlt, indem man sie an kalten Oberflächen entlangführt oder den Staub mechanisch gegen kalte Flächen schleudert und aus dem Gas abscheidet. Wie schon erwähnt, hat man es durchaus in der Hand, durch Vergrößerung des Staubregenerators den Anteil schweren Staubes zu steigern. Aus wirtschaftlichen Gründen empfiehlt es sich jedoch nicht, möglichst allen Staub in die schwere Form überzuführen, weil der verbleibende leichtere Reststaub nach einer Staubregeneratorbehandlung sehr wenig ZnO enthält und schwerer ist als ohne diese, so daß er dem angefallenen schweren Staub beim Umschmelzen zugemischt werden kann. Der erhaltene Gesamtstaub gemischt, entspricht immer noch den Anforderungen, die vorstehend für schweren Staub festgelegt wurden."As soon as the gases leave the dust regenerator, they will cooled as quickly as possible from the dangerous temperature range by it runs along cold surfaces or the Mechanical dust hurls against cold surfaces and separates out of the gas. As already mentioned, has you have it in your hand, by enlarging the dust regenerator the share to increase heavy dust. However, it is recommended for economic reasons not to convert as much of the dust as possible into the heavy form, because the remaining one lighter residual dust after a dust regenerator treatment contains very little ZnO and is heavier than without it, so that it is with the heavy dust that has accumulated Remelting can be added. The total dust obtained, mixed, corresponds to still meet the requirements set above for heavy dust.

Der feinere Staub kann in Multiklonen abgeschieden werden, und der dann noch verbleibende Rest wird zweckmäßig mit Wasser ausgewaschen oder durch Sackfilter aufgefangen.The finer dust can be separated in multi-clones, and the then the remaining residue is expediently washed out with water or through a bag filter caught.

Die Wege, die zur Lösung der Aufgabe der Herstellung von Zinkstaub mit hohem Gehalt an metallischem Zink geführt haben, werden in nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben, die sich wie folgt unterteilen i. Herstellung von hochmetallhaltigem, leichtem Zinkstaub mit einem Schüttgewicht unter 2, 2. Herstellung von hochmetallhaltigem, schwerem Zinkstaub mit einem Schüttgewicht über 2, 3a) Herstellung von hochmetallhaltigem, schwerem Zinkstaub unter Zwischenschaltung eines Staubregenerators (SR.), 3b) Erhöhung des Anfalls an schwerem Staub durch Vergrößerung des Staubregenerators, 30 Erhöhung des Anfalls an schwerem Staub durch die Art der Füllung des Staubregenerators. i. Herstellung von hochmetallhaltigem, leichtem Zinkstaub mit einem Schüttgewicht unter 2.The ways that led to the solution of the task of producing zinc dust with a high content of metallic zinc are described in the following exemplary embodiments, which are divided as follows: i. Production of high metal content, light zinc dust with a bulk density of less than 2, 2. Production of high metal content, heavy zinc dust with a bulk density of over 2, 3a) Production of high metal content, heavy zinc dust with the interposition of a dust regenerator (SR.), 3b) Increase in the amount of heavy zinc dust Dust by increasing the size of the dust regenerator, 30 Increasing the amount of heavy dust due to the way in which the dust regenerator is filled. i. Production of high metal content, light zinc dust with a bulk density of less than 2.

Die Beschickung setzt sich beispielsweise zusammen aus mit Kalkstein gesinterter Röstblende in Stückgrößen von 8 bis 2o mm und aus gewöhnlichem Koks oder Schwelkoks, Stückgröße io bis 30 mm, und zwar gemischt im Verhältnis i : i. Bei einem Aschegehalt von io °/o wurden 1,6 kg Koks/kg Zn aufgegeben. Die Beschickungsbestandteile werden, falls notwendig, vor der Aufgabe getrocknet und mit Außentemperatur oder schwach vorgewärmt dem Schachtofen zugeführt.The charge is composed, for example, of roasting diaphragm sintered with limestone in piece sizes of 8 to 20 mm and of ordinary coke or smoldering coke, piece size of 10 to 30 mm, mixed in the ratio i: i. With an ash content of 10%, 1.6 kg of coke / kg of Zn were applied. If necessary, the feed components are dried before being fed and fed to the shaft furnace at outside temperature or slightly preheated.

Ein für Versuchszwecke dienender Schachtofen hatte eine Höhe von i,io m, gemessen von der Gicht bis zur Düsenebene. Er hatte einen viereckigen Querschnitt von 28 x 28 cm. Für industrielle Zwecke kann man diese Abmessungen natürlich in solchem Verhältnis vergrößern, daß die gleichmäßige Durchdringung der Beschickung mit Luft gewährleistet ist. Die aufgegebene Luftmenge betrug 6 Ncbm/kg Zn; der Durchsatz des Ofens 25o kg Koks/qm Düsenebene und Stunde.A shaft furnace used for experimental purposes had a height of i, io m, measured from the top to the nozzle level. It had a square cross-section of 28 x 28 cm. For industrial purposes these dimensions can of course be converted into such a ratio that the uniform penetration of the feed is guaranteed with air. The amount of air applied was 6 Ncbm / kg Zn; the throughput of the furnace 25o kg coke / m² nozzle level and hour.

Die Luft trat durch drei in einer Ebene liegende Düsen ein, nachdem sie vorher auf 6oo° vorgewärmt war. Der Abzug der Gase lag in Höhe der Gicht, und der C OZ Gehalt betrug o,6 °/o.The air entered through three nozzles lying in one plane after it was preheated to 600 ° beforehand. The withdrawal of the gases was at the level of the gout, and the COZ content was 0.6%.

Bei einem zweiten Versuch wurde an Stelle der vorgewärmten Luft mit kalter Luft gearbeitet, und es war erforderlich, den Gasabzug etwas niedriger zu legen, um eine Abgastemperatur von 1 ooo° zu erreichen.In a second attempt, the preheated air was replaced with cold air worked, and it was necessary to turn the gas vent a little lower too place in order to reach an exhaust gas temperature of 1,000 °.

Das Verfahren wird zweckmäßigerweise unter Druck ausgeführt, weil unter allen Umständen das Einsaugen von falscher Luft wegen der Explosionsgefahr und der Möglichkeit der Nachoxydation von Zinkdampf vermieden werden muß. Der Überdruck der in den Ofen eintretenden Luft betrug Zoo bis 400 mm. Um auch in der Abscheidevorrichtung das Einsaugen von Luft zu vermeiden, wurde der Abschlußschieber vor dem Kamin so reguliert, daß an dieser Stelle noch 7 bis 20 mm Überdruck herrschten.The process is expediently carried out under pressure because under all circumstances sucking in the wrong air because of the risk of explosion and the possibility of post-oxidation of zinc vapor must be avoided. The overpressure the air entering the furnace was up to 400 mm. To also in the separation device To avoid sucking in air, the locking slide in front of the chimney was like this regulated that there was still 7 to 20 mm overpressure at this point.

Die Beschickung kann auch in brikettierter und verkokter Form aufgegeben werden, wobei man bezüglich des Zn O-Gehaltes, wie aus nachstehender Tabelle i hervorgeht, etwas bessere Resultate erhält. An die Festigkeit dieser Briketts wird keine hohe Anforderung gestellt, weil die Beschickungssäule nicht sehr hoch ist.The feed can also be delivered in briquetted and coked form with regard to the Zn O content, as can be seen from the following table i, gets slightly better results. The strength of these briquettes is not high Required because the charging column is not very high.

Der Austrag kann flüssig oder trocken erfolgen; bei Verwendung von heißem Wind ist ein völliges Zusammenschmelzen der Schlackenbestandteile nicht zu vermeiden. Wenn man bei nicht vorgewärmtem Wind den Austrag flüssig erhalten will, empfiehlt es sich, den Schachtofen in seinem unteren Teil zu verengen (Koksbelastung mindestens 5oo kg je Quadratmeter Düsenebene und Stunde) oder notfalls eine zusätzliche Beheizung, beispielsweise eine Widerstandsheizung, im Gestell vorzusehen.The discharge can be liquid or dry; when using A complete melting of the slag constituents is not possible in hot winds avoid. If you want to keep the discharge liquid when the wind is not preheated, it is advisable to narrow the shaft furnace in its lower part (coke load at least 500 kg per square meter of nozzle level and hour) or an additional one if necessary Provide heating, for example resistance heating, in the frame.

Um mitgerissenen Flugstaub (Koksstaub, Beschickungsstaub) vorher abzuscheiden, empfiehlt es sich, unmittelbar nach Austritt der Gase aus dem Schachtofen einen Vorabscheider anzubringen, der den Flugstaub zurückhält.In order to separate entrained airborne dust (coke dust, feed dust) beforehand, it is advisable to have one immediately after the gases have escaped from the shaft furnace To install a pre-separator that holds back the fly ash.

Bei einem Versuch, wobei das Gas mit einer Temperatur von 976° abgezogen und ohne Vorabscheider gearbeitet wurde, betrug der Gehalt des Zn-Staubes an Gesamtzink infolge Verdünnung durch Flugstaub nur 83,85 °/o und an metallischem Zink 77,4 %. Da der Rest aus mitgerissenem Flugstaub besteht und dieser Anfall nicht gleichmäßig ist, werden alle nachfolgenden Ergebnisse auf den reinen Zinkstaub, also unter Abrechnung des Flugstaubes, bezogen. Auf diese Weise ist eine sichere Vergleichsgrundlage geschaffen. Der vorgenannte Staub hat daher, so berechnet, 98,1 °/o Gesamtzink und 9o,5 °/o metallisches Zink sowie 9,5 °/o Zinkoxyd. Nach einstündigem Rütteln des Zinkstaubes war das Schüttgewicht o,67.In an attempt, the gas withdrawn at a temperature of 976 ° and working without a pre-separator, the total zinc content of the Zn dust was as a result of dilution by airborne dust only 83.85% and that of metallic zinc 77.4%. Since the rest consists of entrained fly dust and this attack is not even is, all subsequent results are based on the pure zinc dust, i.e. under accounting of the fly ash. In this way, a reliable basis for comparison is created. The above-mentioned dust therefore has 98.1 per cent total zinc and 90.5 per cent, calculated in this way metallic zinc and 9.5 per cent. zinc oxide. After shaking the zinc dust for one hour the bulk weight was o.67.

Aus nachstehender Tabelle i sind die Ergebnisse verschiedener Versuche, die mit vorgewärmter Luft zwischen 65o und 730° durchgeführt wurden und Abgastemperaturen zwischen 96o und 97o° aufwiesen, zu entnehmen. Es zeigt sich, daß der Versuch i den Höchstgehalt an metallischem Zink ergab. Bei Versuch 2 wurde durch Abänderung der Abscheidevorrichtung die Abkühlung etwas verlangsamt, und sofort ist ein Anwachsen des Zinkoxydpehaltes von 9,5 auf 14,5 °/o festzustellen.The results of various tests are given in Table i below, which were carried out with preheated air between 65o and 730 ° and exhaust gas temperatures between 96o and 97o °. It turns out that the experiment i showed the maximum content of metallic zinc. Trial 2 was changed by modification the separator slows down the cooling somewhat, and there is immediate growth of the zinc oxide content from 9.5 to 14.5 per cent.

Bei Versuch 4 und 5 wurde mit kalter Luft gearbeitet und die Gichtgastemperaturen betrugen etwa 6oo°. Der hohe Oxydgehalt dieser Versuche zeigt, daß es sehr nachteilig ist,@mit tiefen Temperaturen aus dem Ofen herauszugehen (s. auch Versuch 3). Tabelle i \r. Versuchskennzeichen Temperatur Gehalt des Staubes an Schütt- des Windes der Abgase I Gesamtzink met. Zink Zn0 I gewicht'1 i heiße Luft, rasches Ab- schrecken der Licht- gase .............. 650 976 98,1 90,5 9,5 o,67 2 heiße Luft, Abkühlung etwas verlangsamt . . 730 96o 97,1 85,5 1 14,5 1,66 3 heiße Luft, Abkühlung in erhöhtem Schacht- ofen (I,40 m gegen i,lo m) ..... . ... . . 610 663 90,3 51,8 48,2 0,75 4 kalte Luft, Abkühlung im Schachtofen etwa 20 567 93,1 65,6 34,4 5 kalte Luft, Abkühlung im Schachtofen ver- kokte Zinkerz-Koks- Briketts etwa ..... . 20 6o9 94,1 I 70,1 29,4 0,53 *1 Zinkstaub wurde i Stunde auf Vibrationsvorrichtung in einem geschlossenen Gefäß gerüttelt. 2. Herstellung von hochmetallhaltigem, schwerem Zinkstaub mit einem Schüttgewicht über 2.In experiments 4 and 5, cold air was used and the top gas temperatures were about 600 °. The high oxide content of these experiments shows that it is very disadvantageous to leave the furnace at low temperatures (see also experiment 3). Table i \ r. Test indicator temperature Content of the dust in bulk of the wind of the exhaust gases I total zinc met. Zinc Zn0 I ge w i c ht'1 i hot air, quick exit horror of light gases .............. 650 976 98.1 90.5 9.5 o, 67 2 hot air, cooling down slowed down a bit. . 730 96o 97.1 85.5 1 14.5 1.66 3 hot air, cooling in a raised shaft oven (I, 40 m against i, lo m) ...... ... . 610 663 90.3 51.8 48.2 0.75 4 cold air, cooling down in the shaft furnace about 20 567 93.1 65.6 34.4 5 cold air, cooling down in the shaft furnace coke zinc ore coke Briquettes for example ...... 20 6o9 94.1 I 70.1 29.4 0.53 * 1 Zinc dust was shaken on a vibrator in a closed vessel for one hour. 2. Production of high metal content, heavy zinc dust with a bulk density of over 2.

Die Beschickung usw. waren gleich wie in Beispiel i. Abgeändert wurde lediglich die Höhe des Schachtes, die insgesamt i,60 m und von den Düsen bis zur Erzaufgabe 1,40 m betrug. Ferner wurde der Gasabzug nicht mehr an die Stelle der Erzaufgabe gelegt, sondern tiefer, und zwar seitlich am Ofen angebracht. Die :litte des Gasabzugs lag o,85 m über den Düsen. Die Gase hatten bei ihrem Austritt eine Temperatur um 700°. Das Gas wurde also sehr früh dem Ofen entzogen und kam daher nicht mehr mit der lufthaltigen Beschickung in Berührung, da diese an der bezeichneten Stelle bereits so weit vorgewärmt war, daß die darin enthaltene Luft verbrannt war.The loading etc. were the same as in example i. Only the height of the shaft, the total of i 60 to Erzaufgabe was 1.40, and the nozzles m m was changed. Furthermore, the gas vent was no longer placed at the point of the ore feed, but deeper, attached to the side of the furnace. The: litte of the gas vent was 0.85 m above the nozzles. When they emerged, the gases had a temperature of around 700 °. The gas was withdrawn from the furnace very early and therefore no longer came into contact with the air-containing charge, as it was already preheated at the point indicated to such an extent that the air it contained was burned.

Durch das frühzeitige Abziehen der Gase wurde vor allen Dingen deren Verweilzeit im Schachtofen sehr stark abgekürzt. Die Tabelle 2 gibt die Ergebnisse an, die bei diesen Versuchen erreicht wurden. Tabelle 2 \r. Versuchskennzeichen Temperatur Gehalt des Staubes an Schüttgewicht des Abgases Gesamtzink met. Zink Zn0 I nach Rütteln 6 kalte Luft . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705 95.3 81,3 18,7 3.04 7 kalte Luft vorgetrocknet ....... 744 97,3 88,2 11,8 3,o6 Der Versuch 6 ergab einen Zn0-Gehalt von 18,7o(0 und ein Schüttgewicht von 3,0:1. Dieser Zn0-Gehalt ist im Vergleich mit Versuch i wesentlich höher, was sich auf die Arbeitsweise mit kalter Luft und die hierdurch bedingten niederen Temperaturen sowie die Abkühlung auf 700` im Schachtofen zurückführen läßt. "trotzdem zeigen die Ergebnisse des Versuches 6 deutlich, daß durch das frühzeitige Abziehen bei höheren Temperaturen als bei den Versuchen 4 und 5 (Tabelle i) die Zn O-Bildung geringer war. Besonders erstaunlich ist aber der Unterschied des Schüttgewichtes, der durch das schnelle Abschrecken des bei optimalen Temperaturen dem Schachtofen entnommenen Abgases etwa 5- bis 6mal so hoch war. Wie schon oben erwähnt, ist nicht der gesamte Staub in dieser schweren Form angefallen, sondern in diesem Fall waren es 40 °,/0. Der dahinter gewonnene Staub enthält noch weniger 7.n0, doch ist er etwas leichter: Gesamtzink . . . . . . . . . . . . . . 94,3% met. Zink ...... . . . . . . . ... 89,8()/() Zn 0 . . . . . . . . . . . . . . . . .... 5,70/0 I chüttgewicht nach dem Rütteln: 2,1. Auch dieser Staub kann noch als schwerer Staub bezeichnet werden.Above all, the early withdrawal of the gases greatly shortened their dwell time in the shaft furnace. Table 2 shows the results that were achieved in these experiments. Table 2 \ r. Test indicator temperature Content of the dust in bulk weight of the exhaust gas total zinc met. Zinc Zn0 I after shaking 6 cold air. . . . . . . . . . . . . . . . . . 705 95.3 81.3 18.7 3.04 7 cold air pre-dried ....... 744 97.3 88.2 11.8 3, o6 Experiment 6 resulted in a Zn0 content of 18.7o (0 and a bulk density of 3.0: 1. This Zn0 content is significantly higher in comparison with experiment i, which affects the way of working with cold air and the resulting lower Temperatures as well as the cooling to 700 'in the shaft furnace can be reduced. "Nevertheless, the results of test 6 clearly show that the Zn O formation was lower due to the early removal at higher temperatures than in tests 4 and 5 (table i) What is astonishing, however, is the difference in bulk density, which was about 5 to 6 times as high due to the rapid quenching of the exhaust gas removed from the shaft furnace at optimal temperatures. As mentioned above, not all of the dust was produced in this heavy form, but in this case it was 40 °, / 0. The dust obtained behind it contains even less 7.n0, but it is somewhat lighter: total zinc ............... 94.3% met. zinc ... .......... ... 89.8 () / ( ) Zn 0. . . . . . . . . . . . . . . . .... 5.70 / 0 I bulk weight after shaking: 2.1. This dust can also be described as heavy dust.

Bei Versuch 7 wurde die Luft, die am betreffenden Versuchstag io g H20/cbm enthielt, auf unter 2 g mit Hilfe von Silikagel vorgetrocknet.In test 7, the air that was io g on the test day in question H20 / cbm contained, predried to less than 2 g with the help of silica gel.

Vorstehende Tabelle zeigt deutlich, daß der Zn0-Gehalt durch die Entfernung des H20 bei der beschriebenen Arbeitsweise erheblich gesenkt werden kann. Auch bei diesem Versuch fielen etwa 40 0/0 schwerer Staub von der angegebenen Zusammensetzung an, während der Rest Gesamtzink . . . . . . . . . . . . . . 99,3 01'o met. Zink . . . . . . . . . . . . . . . . 96,3% Zn O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -3,7% enthielt.The table above clearly shows that the Zn0 content by the removal of the H20 can be reduced considerably when working as described. Also at this test dropped about 40% heavy dust of the stated composition while the rest is total zinc. . . . . . . . . . . . . . 99.3 01'o met. zinc . . . . . . . . . . . . . . . . 96.3% Zn O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -3.7%.

3 a) Herstellung von hochmetallhaltigem, schwerem Staub unter Anwendung eines Staubregenerators Bei den in Tabelle 3 angeführten Versuchen 8 bis 13 handelt es sich um Versuche, die ohne und mit Staubregenerator durchgeführt werden, um den Einfluß des Staubregenerators zu verdeutlichen. Als Staubregenerator (Versuch ii) wurde ein mit Koks von 6o bis 8o mm Körnung gefüllter Staubregenerator in Form eines eisernen Rohres verwandt, dessen Abmessungen aus der Zeichnung Fig. 7 hervorgehen.3 a) Production of heavy dust with high metal content using of a dust regenerator. Tests 8 to 13 listed in Table 3 are concerned these are experiments that are carried out with and without the dust regenerator Influence of To clarify the dust regenerator. As a dust regenerator (Experiment ii) was a dust regenerator filled with coke with a grain size of 6o to 8o mm in the form of an iron pipe, the dimensions of which are taken from the drawing Fig. 7 emerge.

Die Zusammensetzung der Beschickung war wie üblich i kg Erz: i kg Koks oder, auf den Zinkinhalt bezogen, i kg Zn : 1,6 kg Koks. Lediglich bei Versuch io wurde dieses Verhältnis geändert. Die Höhe des Schachtes variierte von Fall zu Fall und ist jeweils unter den Versuchskennzeichen angegeben. Im übrigen waren die Versuchsbedingungen betreffend eingeblasene Luft, Schachtquerschnitt, Korngröße der Beschickung usw. die gleichen wie bei den früheren Versuchen; etwaige Abweichungen sind in den Versuchskennzeichen besonders vermerkt. Bei allen Versuchen, mit Ausnahme von Versuch 12, wurde kalte Luft eingeblasen. Tabelle 3 Gichttemperatur Zinkgehalte Schüttgewicht Nr. Versuchskennzeichen o C Gesamtzink I met. Zink Zn0 nach Rütteln °/o °/o °/o I 8 Schachthöhe 1,4 m .. 350 9355 677 i 32,3 0,81 Schachthöhe i,1 m, Be- schickung auf 4oo° vorgewärmt ... . .... 800 93,07 65,91 344 1,66 io Schachthöhe 1,4 m, i kg Erz: 2 kg Koks 455 86,5 36,4 63,6 0,18 Temperatur im SR. ii Schachthöhe i,i m, Eintritt Austritt SR. 1 ............. 8o8 j 632 94,4 73,6 26,4 1,88 12 Schachthöhe 0,85 m, heiße Luft 565° SR. 1 . . . . . . . . . . . . 883 720 97,0 85,2 14,8 1,82 13 Schachthöhe i,i m, i SR. I ..... ..... 650 700 98,3 90,85 9.i5 3,00 Die Tabelle 3 zeigt deutlich, daß man ohne die Merkmale der Erfindung mit dem üblichen schlechten Zinkstaub von 35 bis 6o % Zn0 rechnen muß (vgl. Versuche 8 bis io).The composition of the charge was, as usual, 1 kg of ore: 1 kg of coke or, based on the zinc content, 1 kg of Zn: 1.6 kg of coke. This ratio was only changed in the case of attempt io. The height of the shaft varied from case to case and is indicated in each case under the test identification. Otherwise, the test conditions regarding blown air, shaft cross-section, grain size of the feed, etc., were the same as in the earlier tests; any deviations are specially noted in the test labels. In all experiments, with the exception of Experiment 12, cold air was blown. Table 3 Top temperature zinc content bulk weight No. Test mark o C Total zinc I met. Zinc Zn0 after shaking ° / o ° / o ° / o I. 8 shaft height 1.4 m .. 350 9355 677 i 32.3 0.81 Shaft height i, 1 m, loading sending to 4oo ° preheated .... .... 800 93.07 65.91 344 1.66 io shaft height 1.4 m, i kg ore: 2 kg Coke 455 86.5 36.4 63.6 0 18 Temperature in SR. ii Shaft height i, im, inlet outlet SR. 1 ............. 8o8 j 632 94.4 73.6 26.4 1.88 12 shaft height 0.85 m, hot air 565 ° SR. 1st . . . . . . . . . . . 883 72 0 97 0 85.2 14.8 1.82 13 Shaft height i, im, i SR. I ..... ..... 650 700 98.3 90.85 9.i5 3.00 Table 3 clearly shows that, without the features of the invention, one must reckon with the usual bad zinc dust of 35 to 60% ZnO (cf. Experiments 8 to 10).

Bei Versuch 8 ist der Zn O-Gehalt noch verhältnismäßig niedrig, weil der Kokssatz im Verhältnis zur Luft richtig bemessen war, so daß eine unnötige Verdünnung des Zinkdampfes im Abgas vermieden wurde im Gegensatz zu Versuch io. Das schlechtere Ergebnis bei Versuch 9 bezüglich des Zn0-Gehaltes ist auf die durch die Vorwärmung verursachte erhöhte CO,-Bildung im oberen Teil des Schachtes zurückzuführen.In Experiment 8, the Zn O content is still relatively low because the coke set was properly sized in relation to the air, so that there was unnecessary dilution of zinc vapor in the exhaust gas was avoided in contrast to experiment io. The worse one The result of experiment 9 with regard to the Zn0 content is due to the preheating caused increased CO, formation in the upper part of the shaft.

Um nun für diese Verhältnisse die Wirkung einer Nachbehandlung des Staubes zu zeigen, wurde bei den Versuchen i i bis 13 der Staubregenerator (s. Fig. 7) bei niederen, hohen und mittleren Temperaturen betrieben und die Abgase hinterher, wie üblich, in einem luftgekühlten Röhrenkühler abgeschreckt.In order to have the effect of an after-treatment of the To show dust, the dust regenerator (see Fig. 7) operated at low, high and medium temperatures and the exhaust gases afterwards, as usual, quenched in an air-cooled tube cooler.

Bei Versuch ii wurde der Staubregenerator nur sehr schwach beheizt; daher enthielt das Endprodukt noch 26,4 °j, Zn O. Bei Versuch 12 gelang es, auf einen Zn 0-Gehalt von 14,8 % herunterzukommen, doch war auch hier das Schüttgewicht noch verhältnismäßig niedrig. Erst der Versuch 13 zeigt, daß die volle Wirkung des Staubregenerators dann zur Geltung kommt, wenn der Staubregenerator im richtigen Temperaturbereich gehalten wird. Der Zinkstaub von Versuch 13 ist von einer Beschaffenheit, die bezüglich des niedrigen Zn 0-Gehaltes von 9,15 °/a sowie seines hohen Schüttgewichtes an die Qualität eines Zinkstaubes, wie er bei den Muffelhütten anfällt, herankommt. 3b) Erhöhung des Anfalls an schwerem Staub durch Vergrößerung des Staubregenerators Aus Tabelle 3 ging hervor, daß der Staubregenerator, bei einem richtigen Temperaturbereich betrieben, durchaus die Voraussetzung für die Erzeugung eines schweren und Zn 0-armen Zinkstaubes schafft. Bei den Versuchen 13, 14 und 15 (vgl. Tabelle 4) wurden für den Ofenbetrieb die normalen Verhältnisse bezüglich Korngröße der Charge und des Kokssatzes angewandt. Die Ofenhöhe betrug durchweg i,io m. Es wurde kalte Luft eingeblasen. Die Form und Abmessungen der verwendeten Staubregeneratoren I, 1I und III geht aus den Fig. 7, 8 und 9 hervor. Tabelle 4 Temperatur Zinkgehalte Schüttgewicht °/°C02 IN r. Versuchskennzeichen SR. nach Gesamt- met. Zn O a. d. nach Eintritt Austritt zink Zink Rütteln Gicht SR. 13 S R. I ..... ... . . 65o 700 - 98,3 9o,85 915 3,0 2,8 2,8 14 S R. II .... . . . . . . . . . . 730 771 97,8 89,0 11,0 3,1 3,3 2,2 15 S R. III . . . . . . . . . . . . . 640 870 97,5 88,2 11,8 2,6 1,6 11 1,4 Füllt man den S R. mit Koks, so kann man die Ausbeute an schwerem Staub auch durch Verlängerung der Verweilzeit der zinkstaubhaltigen Gase im Staubregenerator erhöhen. Die Zahlen (Verweilzeit in Sekunden, zugehörige beheizte Außenfläche und Zn-Gehalt) gehen aus Fig. io hervor. In dieser Figur ist unter metallischem Zink im schweren Staub das Verhältnis der Menge des metallischen Zinks in der Gesamtmenge des im Schachtofen verflüchtigten Zinks zu verstehen.In experiment ii, the dust regenerator was only heated very weakly; therefore the end product still contained 26.4% Zn O. In experiment 12 it was possible to get down to a Zn O content of 14.8%, but here too the bulk density was still relatively low. Only experiment 13 shows that the full effect of the dust regenerator comes into its own when the dust regenerator is kept in the correct temperature range. The zinc dust from experiment 13 is of a quality which, with regard to the low Zn 0 content of 9.15% / a and its high bulk density, comes close to the quality of zinc dust, such as occurs in the muffle smelters. 3b) Increase in the accumulation of heavy dust by enlarging the dust regenerator. Table 3 shows that the dust regenerator, operated at a correct temperature range, certainly creates the prerequisites for the generation of heavy zinc dust with a low content of Zn 0. In tests 13, 14 and 15 (see Table 4), the normal ratios with regard to the grain size of the charge and the coke set were used for furnace operation. The furnace height was consistently i, io m. Cold air was blown in. The shape and dimensions of the dust regenerators I, 1I and III used are shown in FIGS. 7, 8 and 9. Table 4 Temperature zinc content bulk density ° / ° C02 IN r. Test label SR. after Total met. Zn O ad after Entry exit zinc zinc shaking gout SR. 13 S R. I ..... .... . 65o 700 - 98.3 9o, 85 915 3 , 0 2.8 2.8 14 S R. II ..... . . . . . . . . . 73 0 771 97.8 89 0 11 0 3.1 3.3 2.2 15 S R. III. . . . . . . . . . . . . 640 87 0 97.5 88.2 11.8 2.6 1.6 11 1.4 If you fill the SR with coke, you can increase the yield of heavy dust by extending the residence time of the zinc dust-containing gases in the dust regenerator. The numbers (dwell time in seconds, associated heated outer surface and Zn content) emerge from FIG. 10. In this figure, metallic zinc in the heavy dust means the ratio of the amount of metallic zinc to the total amount of zinc volatilized in the shaft furnace.

3c) Erhöhung des Anfalls an schwerem Staub durch die Art der Füllung des Staubregenerators Durch Versuche wurde festgestellt, daß nicht nur durch die Vergrößerung des Staubregenerators ein höherer Anfall von schwerem Zinkstaub erzielbar ist, sondern daß dies auch durch die Art der Füllung im Staubregenerator erreicht werden kann, so daß es dann nicht erforderlich ist, sehr große Regeneratoren zu benutzen, sondern daß man durch Kombination beider Möglichkeiten jeweils die optimalen Verhältnisse erzielen kann.3c) Increase in the accumulation of heavy dust due to the type of filling of the dust regenerator Experiments have shown that not only through the Enlarging the dust regenerator, a higher accumulation of heavy zinc dust can be achieved is, but that this is also achieved by the type of filling in the dust regenerator can be, so that it is then not necessary to use very large regenerators use, but that by combining both options you can find the optimal Can achieve proportions.

In den nachfolgend zu besprechenden Versuchen ist die Größe des Staubregenerators gleichgehalten worden, und zwar wurde jedesmal der kleinste Typ, SR. I (s. Fig. 7), benutzt. Die sonstigen Verhältnisse waren die gleichen wie bei den Versuchen 13 bis 15.In the experiments to be discussed below, the size of the dust regenerator is have been kept the same, each time the smallest guy, SR. I (see Fig. 7) is used. The other conditions were the same as in the experiments 13 to 15.

Tabelle 5 zeigt deutlich, daß bei Verwendung einer geeigneten Körnung und einer hochreaktionsfähigen Füllung ein sehr hohes Schüttgewicht des Zinkstaubes zu erreichen ist, welches dasjenige des Zinkmuffelstaubes bei weitem überschreitet.Table 5 clearly shows that when using a suitable grain size and a highly reactive filling, a very high bulk density of the zinc dust can be achieved, which by far exceeds that of the zinc muffle dust.

Versuch 16 und 17 zeigen deutlich, daß man ohne die nötige Reduktion des ZnO infolge Fehlens oder falscher Körnung des Reduktionsstoffes und ohne eine gute Beheizung des Regenerators keine besonders guten Schüttgewichte erzielen kann. Tabelle 5 Temperatur Zinkgehalte Schüttgewicht °,!e CO, N r. Versuchskennzeichen im SR. Gesamt- met. ZnG nach a. d. nach Eintritt I Austritt Zink Zink I Rütteln Gicht I S R. 16 S R. mit Schamotte- brockenfüllung 6o bis @, 8o mm ........... 672 68o 97,0 85,4 14,6 2,1 1,5 - 17 S R. mit Koksfüllung 3o bis So mm ...... 681 669 94,5 72,0 28,o 2,1 1,8 i,9 18 S R. mit Koksfüllung ' 6o bis 8o mm ...... 650 I 700 98,3 9o,85 9,Z5 3,0 2,8 2,8 i9 S R. mit Holzkohlen 6o bis 80 mm ...... 664 665 97,8 88,7 11,3 4,0 3,95 3,3 Durch die Erfindung sind folgende Ergebnisse erzielt worden i. Durch Einhaltung bestimmter Bedingungen hat man es in der Hand, einen hochmetallhaltigen Zinkstaub durch Verhüttung von Erzen im Schachtofen zu erzeugen.Experiments 16 and 17 clearly show that without the necessary reduction of the ZnO due to the lack of or incorrect granulation of the reducing substance and without good heating of the regenerator, particularly good bulk weights cannot be achieved. Table 5 Temperature zinc content bulk density °,! E CO, No. Trial mark in the SR. Total met. ZnG after ad after Entry I exit Zinc zinc I Shaking Gout IS R. 16 S R. with chamotte lump filling 6o to @, 8o mm ........... 672 68o 97 0 85.4 14.6 2.1 1.5 - 17 rows with coke filling 3o to So mm ...... 681 669 94.5 72.0 28, o 2.1 1.8 i, 9 18 S R. with coke filling ' 6o to 8o mm ...... 650 I 700 98.3 9o, 85 9, Z5 3.0 2.8 2.8 i9 S R. with charcoal 6o to 8 0 mm ...... 664 665 97.8 88.7 11.3 4.0 3.95 3.3 The following results have been achieved by the invention: i. By observing certain conditions, you have the ability to generate zinc dust with a high content of metals by smelting ores in a shaft furnace.

2. Durch die rechtzeitige Abfuhr bei bestimmten Temperaturen und sofortiges Abschrecken ist es möglich, einen hochmetallhaltigen und gleichzeitig schweren Zinkstaub zu erzeugen.2. Due to the timely removal at certain temperatures and immediate It is possible to quench a zinc dust with a high metal content and at the same time heavy to create.

3. Durch Nachbehandlung der Zinkstaub enthaltenden Abgase eines Zinkschachtofens in einem Staubregenerator wird die Erzeugung eines hochmetallhaltigen und schweren Zinkstaubes verbessert und vermehrt. Hierbei kann auch im Schachtofen teilweise oxydierter Zinkstaub verbessert werden.3. By post-treating the zinc dust-containing exhaust gases from a zinc shaft furnace in a dust regenerator is the production of a high metal content and heavy Zinc dust improved and increased. This can also be done partially in the shaft furnace oxidized zinc dust can be improved.

4. Durch die Innehaltung optimaler Arbeitstemperaturen des Staubregenerators wird seine Wirkung erhöht.4. By maintaining optimal working temperatures of the dust regenerator its effect is increased.

5. Der Anfall an schwerem Zinkstaub kann durch Vergrößerung des Staubregenerators oder Wahl geeigneter Körnung und Füllung mit hochreaktionsfähigem Brennstoff gesteigert werden.5. The accumulation of heavy zinc dust can be reduced by enlarging the dust regenerator or increased choice of suitable grain size and filling with highly reactive fuel will.

6. Die Verwendung von vorgetrockneter Luft bewirkt in Kombination mit allen gefundenen Maßnahmen eine weitere Herabsetzung des Zn O-Gehaltes des Zinkstaubes. 7. Der erzeugte Zinkstaub eignet sich durch seine chemische und physikalische Beschaffenheit für die Gewinnung von Hüttenrohzink durch Ausschmelzen.6. The use of pre-dried air works in combination With all the measures found, a further reduction in the Zn O content of the zinc dust. 7. The zinc dust produced is suitable due to its chemical and physical properties for the extraction of metallurgical zinc by smelting.

Beim Ausschmelzen von Zinkstaub ist es sehr wichtig, daß der Zri0-Gehalt sehr niedrig ist, weil der gesamte Rückstand wieder dem Schachtofenprozeß zugeführt werden muß. Diese Rückführung erfolgt am besten durch Zumischen des ZnO beim Sintern der Schachtofenbeschickung oder in Form von Zn0-Kohle-Briketts, welche vorher verkokt werden müssen.When melting zinc dust, it is very important that the Zri0 content is very low because the entire residue is fed back into the shaft furnace process must become. This return is best done by adding the ZnO during sintering the shaft furnace charging or in the form of Zn0 carbon briquettes, which are coked beforehand Need to become.

Bei der Zinkstaubgewinnung durch Verhüttung von Erzen im Schachtofen wurden beispielsweise pro Kilogramm in den Schachtofen eingesetztes Zink 7,48 Ncbm Abgas mit 34,60/,CO und i,90/,CO, erzeugt, die einen Heizwert von Z020 Cal./cbm hatten. Da der Schachtofenprozeß sehr wenig Wärme verbraucht und der überwiegende Teil des eingesetzten Brennstoffes in Form von C O sich im Abgas wiederfindet, kann dieses Gas nach den jeweiligen Erfordernissen in gereinigtem Zustand für Vorwärmung der Gebläseluft, Beheizung des Staubregenerators, Ausschmelzung von Rohzink, Destillation und Raffination verwendet werden.In zinc dust extraction by smelting ores in a shaft furnace For example, per kilogram of zinc used in the shaft furnace, 7.48 Ncbm Exhaust gas with 34.60 /, CO and i, 90 /, CO, is generated, which has a calorific value of Z020 Cal./cbm had. Since the shaft furnace process consumes very little heat and most of it Part of the fuel used can be found in the exhaust gas in the form of CO this gas according to the respective requirements in a purified state for preheating the blower air, heating of the dust regenerator, melting of raw zinc, distillation and refining can be used.

Ein etwa verbleibender Überschuß kann auch, falls nicht andere wirtschaftlichere Verwendungsmöglichkeiten bestehen, zur direkten Aufheizung eines Teils der Abgase verwendet werden, welche in hocherhitztem Zustand wieder in den Schachtofen eingeblasenwerden, um hierdurch etwas an Brennstoff zu sparen.Any remaining excess can also, if not other, more economical ones There are possible uses for the direct heating of part of the exhaust gases used, which in highly heated State back to the Shaft furnace are blown in to save some fuel.

Nachfolgend ist die Analyse eines Agglomerats angegeben, welches im Schachtofen gemäß der Erfindung verhüttet worden ist: Zn0 60,15, SiO2 3,70, Fe203 11,13, A1203 1,55, Mna0a 0,40, CaO 15,73, M90 0,63, Pb0 2,13, As 0,o55, Sb 0,075, Sn 0,02, CUO 0,82, Cd Spuren, BaSO, 3,39, freies S 0,22.The analysis of an agglomerate which has been smelted in the shaft furnace according to the invention is given below: Zn0 60.15, SiO2 3.70, Fe203 11.13, A1203 1.55, Mna0a 0.40, CaO 15.73, M90 0 .63, Pb0 2.13, As 0, o55, Sb 0.075, Sn 0.02, CUO 0.82, Cd traces, BaSO, 3.39, free S 0.22.

Aus diesem Agglomerat wurde unter Verwendung von i kg Koks/kg Agglomerat ein Zinkstaub erzeugt, der ein Schüttgewicht von 3,30 hatte. Die Zusammensetzung des Staubes betrug Gesamtzink . . . . . . . . . . . . . . 96,7% met. Zink . . . . . . . . . . . . . . . . 83,2 0/0 ZnO .................... r6,80/0 Aus diesem Staub wurde durch Ausschmelzen mit einer Ausbeute von 93,5 0/" bezogen auf den metallischen Zinkgehalt, ein Rohzink folgender Zusammensetzung gewonnen: Zn 96,96 0;'ö, Pb 2,66 0/0, Fe o,320/0, Cd 0,o5 0/0, As Spuren, Cu nichts, Sn nichts. A zinc dust with a bulk density of 3.30 was produced from this agglomerate using 1 kg of coke / kg of agglomerate. The composition of the dust was total zinc. . . . . . . . . . . . . . 96.7% met. Zinc. . . . . . . . . . . . . . . . 83.2 0/0 ZnO .................... r 6.80 / 0 This dust was melted out with a yield of 93.5 0 / "based on the metallic zinc content, a raw zinc obtained with the following composition: Zn 96.96 0; 'ö, Pb 2.66 0/0, Fe 0.320/0, Cd 0.505 0/0, traces of As, Cu nothing, Sn nothing .

Claims

PATENT CLAIMS: Z. Process for the production of zinc dust with a high content of metals by blowing zinc ores or zinc-containing metallurgical products with fuel in the shaft furnace, characterized by the following measures a) The shaft furnace must be at least as high, for example 9o to 10 cm above the nozzle level, that the required to reduce the Zn O reactions, such as burning the coke, reducing the CO produced to CO, reducing the Zn O to Zn, etc., have progressed so far that CO formed primarily by burning coke with atmospheric oxygen, and secondarily by reducing Zn O CO formed with CO, is largely reduced to CO by carbon, ie about 2% CO is contained in the exhaust gas. b) The amount of air blown in at the nozzles should be measured in such a way, about 6 Ncbm air per 1 kg zinc in the abandoned good, that the greatest possible concentration of zinc vapor is produced in the exhaust gas, about 4 to 5 percent by volume zinc in the exhaust gas. c) The heating and reducing carbon is to be adapted to the amount of zinc to be reduced and the air blown in, about r.4 to 1.7, on average 1.6 kg of zinc coke, so that the zinc oxide is largely, ie down to about 3% Zinc and less in the outflows, and that the exhaust gases contain little C 0 " if possible below 2 0/0. D) The charge must contain so much zinc that the air and coke quantity specified below to carry out the process at the highest possible Zinc vapor concentration in the exhaust gas is sufficient, ie at least e.g. about 20%, expediently more, e.g. 50 to 60 0 0 zinc in the abandoned goods Height of the shaft, the zinc vapor-containing exhaust gases at the exit point from the furnace are more than 80o ', expediently iooo', hot, whereupon they are quenched as quickly as possible below ioo 'or the zinc dust that is produced is mechanically separated from the exhaust gas and cooled.

2. Embodiment of the method according to claim i for the production of high metal content, particularly heavy zinc dust, density 2 kg / liter and more, characterized in that the exhaust gases immediately above the condensation temperature of the zinc vapor, 675 'at 50 ! O zinc in the exhaust gas, so about at 65o to 80o ', preferably 700', can be removed from the shaft furnace, whereby the exhaust gas is expediently discharged at such a point in the furnace where it does not come into contact with fresh feed still containing atmospheric oxygen, whereupon the `` '' further treatment such as according to claim i takes place.

3rd embodiment of the Process according to claims i and 2, characterized in that the gases according to A pre-separator for disposal emerges from the shaft furnace before the zinc dust is formed of the airborne dust entrained from the feed pass through.

4th embodiment of the method according to claim 2, characterized in that the gases by a z. B. filled with fuel and indirectly or internally electrically heated zinc dust regenerator are passed through and in this in a temperature range of 65o to 80o ', preferably 70o '.

5. Embodiment of the method according to the claims 2 and 4, characterized in that the accumulation of heavy zinc dust by the Increasing the residence time in the dust regenerator or by using a highly reactive carbon, e.g. B. charcoal, in the dust regenerator as a filler or by a reduced grain size of the filler, which is normally 6o to 8o mm or is increased by all three measures.

6. Embodiment of the method according to claims 4 and 5, characterized in that the filler before introduction is preheated in the dust regenerator e.g. by hot blowing and continuously or temporarily is renewed.