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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zinnoxyd Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Zinnoxyd aus metallischem Zinn und bezweckt,
ein Verfahren zu schaffen, welches den bisher bekannten gegenüber wesentliche Vorteile,
insbesondere hinsichtlich der Leistung und des gleichmäßigen Ausfalles des Erzeugnisses
.aufweist.
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Die bisher üblichste Methode zur Herstellung von Zinnoxyd ist das
sogernannte Abziühverfahren, bei welchem das Zinn in einem flachen Behälter geschmolzen
wird und ,aus diesem in einen Oxydatlonsbehälter eintritt.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Oxydation dadurch vorzunehmen,
daß erhitzte Luft in geschmolzenes Zinn oder gegen die geschmolzene Zinnmasse geblasen
wird.
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Schließlich ist es auch bekannt, geschmolzenes Zinn durch erhitzte
Preßluft zu zerstäuben, jedoch ist es bisher nicht möglich gewesen, in dieser Weise
ein einwandfreies Produkt herzustellen, weil es nicht gelang, hierbei die für einen
vollständigen und schnellen Verlauf des Oxydationsvorganges erforderlichen Bedingungen
zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung gelöst,
gemäß welchem dite Zerstäubung, Vernebelung und innige Durchmischung des geschmolzenen
Zinns mit der Oxydationsluft unter Mitwirkung der gleichzeitig die optimale Temperaburerzeugenden
Brennergase erfolgt.
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Zu diesem Zweck wird das geschmolzene Zinn, welches aus einer in der
Bodenmitte eines senkrechten Schachtes .angeordneten Düse herausquillt, durch einen
die Düsenmündung ringförmig umgebenden Preßluftstrahl von etwa 3 atü, dem auf seinem
Wege längs der Düse eine Wirbelbeweglung erteilt wird, vorzerstä ;bt, um unmittelbar
anschließend durch die Verbrennungsgase der in.
tangejrdaler Richtung
in. den Schacht wenig .oberhalb seines Bodens bzw. der Düse einmündenden Druckbrenner
unter Erhitzung auf die zweckmäßigste von. etwa _ goo° in eine der der, über die
Düsenmündung zugeführten Primärluft entgegengesetzte Wirbelbewegung versetzt zu
werden. Gleichzeitig wird durch ,den Boden des S.cha,chtes, vorzugsweise in Richtung
schräg dessen Achse nach :oben auf etwa; zoo° vorgewärmte Sekundärluft unter vergleichsweise,
geringem Druck (etwa o,2 atü) eingeblasen, durch welche planmäßig die Wirbelbewegung
des Zinnebels um die Achse des Schachtes gestört wird.
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Es ergibt sieh durch .die Gesamtheit .dieser Maßnahmen Beine so. innige
Durchmis,chung von Primär-und Sekundärluft mit den Zinnteilchen, _ daß, wie die.
Erfahrungen gezeigt haben, unmittelbar eine vollständige Oxydation des Zinns erfolgt.
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Diese Wirkung wird noch verbessert durch die tangential in den Schacht
einmundenden B:enner, von denen vorzugsweise zwei in einander entgegengesetzt gerichteter
Anordnung vorgesehen sind; .die in ihrer Höhenlage etwas gegeneinander versetzt
werden.
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Das gebildete Zinnoxyd wird _ durch .einen Ventilator aus dem Schacht
abgesaugt und vorzugsweise noch -durch am oberen Ende des Schachtes in den Abführungskanal
eingeleitete Frischluft gekühlt.
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Das Schmelzen des Zinns erfolgt in einem seitlich des Schachtes angeordneten
Behälter, der zweckmäßig etwas oberhalb des Düsenaustritts liegt, so daß das geschmolzene
Zinn unter seinem eigenen Druck der ,Düse zugeführt wird.
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Zu(m Zweck der Vorwärmüng der Oxydationsluft wird diese in für -die
Ausnutzung der aufgewendeten Wärme vorteilhaftester Weise durch einen den Oxydationssclacht
umgebenden Ringmantel geleitet.
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Die günstigsten Ergebnisse werden bei dem neuen Verfahren erzielt,
wenn das Verhältnis von Durchmesser zu Höhe des Schachtes etwa i : a12 bis. i :3,
d. h. beispielsweise bei einem Durchmesser von 7 5o mm die Höhe etwa z m beträgt.
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.Nachstehend wird eine zur Durchführung des neuen Verfahrens :geeignete
Anlage im einzelnen an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen - Abb. i in schematischer
Darstellung die Gesamtanlage, teilweise im Schnitt, veranschaulicht; Abb. z zeigt
in vergrößertem Maßstab den unteren Teil des Oxydationsschachtes; Abb.3 ist ein
Schnitt durch den Oxydationss;chacht gemäß Linie A-B der Abb. z, und Abb. q. veranschaulicht
in noch größerem Maß- . süab .die Zuführungsdüse für das geschmolzene Zinn und die
Primärluft.
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Wie Abb. i erkennen läßt, wird das metallische Zinn meinem Behälter
a geschmolzen, der durch einen Brennend beheizt wird -und durch eine Leitung e mit
der Zinneintritts.düsie f * in Verbindung, steht. Der Behälter ia ist zweckmäßig
so angeordnet, daß das Zinn unter seinem eignen Druck der Düse zufließt -und durch
die mittlere Bohrung m der Düse von vorzugsweise etwa 1,5 mm Dairchmesser herausquillt.
Der Düsenkörper at aus geeignetem, gegen Wärme und korrodierende Einflüsse wzderstandsfähigem
Metall, weist in der Nähe der Düsenmünc:ungeinen-Kragen--o auf, in welchem eine
-Mehrzahl von geneigten Rillen p gebildet sind.
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Der Düsenkörpern ist im Abstand von dem Düsenmantel f umgeben. In
den derart gebildeten Ringraum r wird durch eine Ans:chlußleitung g auf etwa zoo°
vorgewärmte Preßluft unter vergleichsweise hohem. Druck, von etwa 3 atü, eingeleitet.
Dieser Preßluft wird durch die Rillen bzw. Rippen p -des Kragens o eine Wirbelbewegung,
gemäß dem Ausführungsbeispiel entgegengesetzt der Richtung des. Uhrzeigers, erteilt,
durch welche das .aus der Mündung -des "inneren Düsenkörpers rt herausquellende
geschmolzene Zinn unmittelbar fein zerstäubt und in eine Wirbelbewegung in gleichem
Sinn versetzt wird. Diese Wirkung wird noch durch die schwach konkav - gewölbte
Ausbildung der Stirnfläche des äußeren Düsenkörpers unterstützt.
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Der derart erzeugte Nebel aus met.allis-chen Zinnteilch en' und primärer
Oxydationsluft gelangt unmittelbar unfer die Einwirkung der aus den beiden Druckbrennern
h, die, wie Abb. 3 erkennen läßt, tangential in einander gegenüberliegender Anordnung
in den Oxydationsschacht münden, .austretenden Brenngase, welche ,auf den aus Metallteilchen
und primärer Luft bestehenden Nebel in der zu der für die.primäre Preßluft erzeugten
Wirbelbewegung entg@e;gen@gesetzten n Richtung, gemäß dem Ausführungsbeispiiel also
in Richtung des Uhrzeigers, einwirken. Die Brenngase prallen derart mit sich zu
der der ersten Wirbelbewegung ,addierender Geschwindigkeit auf die Teilchen auf.
Die Brenner sind zweckmäßig, wie die Abbildungen erkennen .lassen, in vertikaler
Richtung etwas gegeneinander versetzt und ferner leicht .nach aufwärts geneigt.
Die sich derart ergebende innige Verteilung und Vermischung der Teilchen und damit
der Oxydationsvorgang wird noch weiter dadurch gefördert, daß vorgewärmte Sekundärluft
unter wesentlich geringerem Druck von etwa o,2 Atmosphären durch die bei g am Boden
des Oxydationsschachtes, über -dessen Umhang verteilt, in. Richtung schräg nach
oben angeordneten Düsen eingeblasen wird.
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Es erfolgt daher unmittelbar, schon im unteren Teil des Schachtes,
eine vollständige Oxydierung des metallischen Zinns, welches unter der Wirkung des,
Siajugzuges eines bei L angedeuteten Ventilators vorzugsweise in Richtung rechtwinklig
zum Schacht nach einem Zyklon c abgesaugt wird, bi welchem sich das Zinnioxyd von
eriva vorhandenem schweren Teilchen, wie S:chamottestückchen, die aus der Ausmauerung
des Schachtes stammen, sowie Hartmetallteilchen trennt, um anschließend eine Kühlanlage
zu passieren und nach. Fil erung als versandfertiges Produkt abgezogen: zu werden.
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Zweckmäßig wird durch eine mit einer Steuerklappe versehene -Leitung
h .im oberen Teil des Schachtes zwecks schnellerer Kühlung des Zinnoxyds Frischluft
zugegeben.
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Die Vorwärmung der Oxydationsluft erfolgt in dem den Schacht umgebenden
Ringmantel i, in dem
die Luftröhren verlegt sind. Ein Pyrometer
j dient der laufenden Kontrolleder Temperatur.
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Selbstverständlich stellt die vorstehend im einzelnen beschriebenie
Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens nur eine beispielsweise Ausführungsform
einer solchen dar, und es sind zahlreiche Änderungen demgegenüber möglich, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.