DE941391C - Verfahren zur Gewinnung von Zink im Schachtofen - Google Patents

Verfahren zur Gewinnung von Zink im Schachtofen

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DE941391C
DE941391C DEN8469A DEN0008469A DE941391C DE 941391 C DE941391 C DE 941391C DE N8469 A DEN8469 A DE N8469A DE N0008469 A DEN0008469 A DE N0008469A DE 941391 C DE941391 C DE 941391C
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DE
Germany
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shaft furnace
oxygen
gases
zinc
containing gas
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Expired
Application number
DEN8469A
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English (en)
Inventor
Stephen Esslemont Woods
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National Smelting Co Ltd
Original Assignee
National Smelting Co Ltd
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Publication date
Application filed by National Smelting Co Ltd filed Critical National Smelting Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE941391C publication Critical patent/DE941391C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/34Obtaining zinc oxide
    • C22B19/36Obtaining zinc oxide in blast or reverberatory furnaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Description

  • Verfahren zur Gewinnung von Zink im Schachtofen Durch das Patent 924 259 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Zink durch Schmelzen von Zinkerzen; im Schachtofen und Kondensieren der zinkdampfhaltigen Schachtofengase geschützt, bei dem eine geregelte Menge von Luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft in die Schachtofengase derart eingeführt wird, daB in den Gasen enthaltenes Kohlenmonoxyd oxydiert und durch die dabei entstehende Verbrennungswärme die Temperatur der Gase zwecks Verhinderung der Zinkoxydbildung gesteigert wird. Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent werden die Schachtofengase dabei durch einen Auslaß in Form eines umgekehrten Troges, der zwischen der Oberkante der Schmelzzone und unter der Oberfläche der chargierten Charge angeordnet ist, aufgefangen, und die Einführung des sauerstoffhaltigen Gases erfolgt in der Nähe dieses Gasabzuges.
  • Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung und bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach dem Hauptpatent und besteht im wesentlichen in der Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent auf Schachtöfen mit am oberen Ende des Ofens angeordnetem GasauslaB, um die sauerstoffhaltigen Gase in die hierin aufsteigenden Schachtofengase einzuführen. Durch die Erfindung kann in dieser und ähnlicher Weise durch die Steigerung der Temperatur der Schachtofengase durch die bei der Oxydation des Kohlenmonoxydes entstehenden Verbrennungswärme eine Reoxydation von Zinkdampf verhindert werden. Gleichzeitig ist es dabei möglich, verschiedene unerwünschte Nebenwirkungen des Schachtofenbetriebes beim Schmelzen von Zinkerzen zu beseitigen.
  • So ist es vorteilhaft, das Verfahren nach der Erfindung in der Weise auszuführen, daß ein kleiner Teil des sauerstoffhaltigen Gases durch ein in die Beschickungseinrichtung einmündendes Rohr, und zwar vorzugsweise in den Schleusenraum zwischen die beiden Beschickungsglocken eingeführt wird. Hierdurch wird ein bisher sehr störender Niederschlag von Zinkoxyd in Form eines schwer zu entfernenden Steinbelages, welcher bisher in der Beschickungsvorrichtung auftrat und von Zeit zu Zeitmühselig entfernt werden mußte, verhindert. Ähnliche Niederschläge von Zinkoxyd können bei dem Verfahren nach der Erfindung auch im Auslaß des Schachtofens zu den Gasleitungen verhindert werden.
  • Schachtöfen mit einem am oberen Ende befindlichen Gasauslaß sind an sich bekannt, jedoch haben sie bisher im praktischen Betrieb nicht mit Erfolg zur Anwendung gelangen können, während sich bei der Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent auf derartige Schachtöfen im Sinne der vorliegenden Erfindung die gekennzeichneten wesentlichen praktischen Vorteile ergeben.
  • Die nach der Erfindung in die Schachtofengase einzuführende Luft- bzw. Sauerstoffmenge errechnet sich unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Gase und der infolgedessen für die Verhinderung der Reoxydation von Zinkdampf erforderlichen Temperatur nach bekannten Rechnungsarten.
  • Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf. die Zeichnung, die einen senkrechten Schnitt durch einen Zinkschachtofen darstellt, näher erläutert. Dabei werden die Abgase aus dem oberen Teil des Ofens oberhalb des Niveaus der Charge entnommen.
  • Bei dem Zinkschachtofen nach der Zeichnung sammeln sich die Abgase in dem oberen Teil des Ofens 1 und werden dort oberhalb des Niveaus. a der Charge entnommen. Die zu schmelzende Charge, die auf eine Temperatur von mindestens 700° C und vorteilhaft auf eine solche von $5o° C vorerhitzt wird, wird in den oberen Teil des Schachtofens eingeführt, und zwar durch eine Beschickungsvorrichtung 2 inDoppelglocken-Form (oderDoppelschieber oder Schieber- und Glocken-Form), um den oberen Teil des Hochofens abzudichten. Die Abgase werden durch einen Gasauslaß 3 in einen Durchlaß oder ein Gasrohr q. geleitet und von dort zu einem Zinkkondensator.
  • Nach der Erfindung wird eine gesteuerte Menge eines Sauerstoff enthaltenden Gases, wie etwa Luft, rnit Sauerstoff angereicherte Luft oder Sauerstoff durch ein Rohr 5 in die Abgase eingeleitet, die sich in dem Raum oberhalb der Charge sammeln, um durch die Oxydation des Kohlenmonoxydes die Temperatur der Gase auf mindestens zooo° C zu erhöhen. Nach einer solchen Erhitzung enthalten die Abgase ungefähr 10/a mehr Kohlendioxyd und 2 % weniger Kohlenmonoxyd, während der Zinkgehalt ungefähr gleich bleibt. Wenn die Abgase eine Anfangsnormaltemperatirr von 9q.1° C und die folgende Zusammensetzung haben: Zink . .................... $ 0%n Kohlendioxyd . . . . . . . . . . . . . . . 6,5 0/0 Kohlenmonoxyd . . . . . . . . . . . . . . 26,40/0 Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62,1 0/0 dann bringen 3 % Luft (basierend auf dem Volumen der Abgase bei normaler Temperatur und normalem Druck), die auf ungefähr 60o° C vorerhitzt sind, bei Einführung durch das Rohr 5 oberhalb der Charge in den Ofen die Temperatur der Abgase auf ungefähr 103o° C. Wenn Gase mit einem höheren Sauerstoffgehalt als Luft benutzt werden, dann kann die gleiche Temperatursteigerung der Abgase mit einem entsprechend geringeren Volumen des. sauerstoffhaltigen Gases .erreicht werden. So bewirken beispielsweise o,5 % Sauerstoff die gleiche Temperatursteigerung der Abgase wie die vorerwähnten 3 0/a vorerhitzter Luft. Eine Vorerhitzung von Sauerstoff ist unnötig, da er kein Verdünnungsmittel enthält und seine Kühlwirkung unwesentlich ist. Die Oxydation des Kohlenmonoxyds durch den Sauerstoffgehalt des sauerstoffhaltigen Gases steigert die Temperatur der Abgase genügend (beispielsweise auf mindestens rooo° C), um ihre Weiterleitung undAbgabe in dieAbschreckzonedes Kondensators mit einer Temperatur zu bewerkstelligen, die über der liegt; bei der ein merklicher Teil der Zinkdämpfe mit dem Kohlendioxyd in dem Abgas reagiert.
  • Die Abgase sammeln sich im oberen Teil des Schachtofens oberhalb des Niveaus der Charge bei ungefähr atmosphärischem Druck. Ein gesteuerter kleiner Teil (etwa 5 bis z5 %) des sauerstoffhaltigen Gases wird vorteilhaft in die Abgase durch ein Rohr 6 eingeführt, das in die Beschickungsvorrichtung 2 einmündet. Während die, Beschickungsvorrichtung dazu dienen soll, am oberen Ende des Schachtofens eine hermetische Abdichtung zu bilden, läßt sich in der Praxis keine vollkommene Abdichtung erzielen, vmd die Abgase haben die Neigung, durch die Abdichtung in den Beschickungsraum zwischen den beiden Glocken einzudringen, wodurch eine unerwünschte Ablagerung steinartigen Zinkoxyds auf den inneren Wandungen der Beschickungsvorrichtung erfolgt. Durch Einführung eines kleinen Teiles des vorerhitzten sauerstoffhaltigen Gases .in den Raum zwischen den Glocken mit einem leicht höheren Druck als dem der Abgase, wird dieses Eindringen wirksam verhindert. Die hohe Temperatur der Abgase; die sich durch die Einführung der gesteuerten Menge des sauerstoffhaltigen Gases ergibt, drückt auch die Bildung von Ablagerungen steinförmigen Zinkoxyds in der Nähe des Gasauslasses und des Endes. der Beschickungsvorrichtung wirksam herab, die sich andernfalls bilden würden und periodisch abgeklopft oder abgekratzt werden müßten. Ein Teil des oder auch das gesamte sauerstoffhaltige Gas kann in die Abgase ein wenig unterhalb des Niveaus der Charge A, jedoch oberhalb der aktiven Schmelzzone des Ofens eingeführt werden. Die Gase, die durch den oberen Teil der Charge de.s Ofens aufsteigen, haben ungefähr ihre endgültige Zusammensetzung erreicht, und das Einführen des sauerstoffhaltigen Gases in diesen oberen Teil der Charge dient dazu, die Temperatur der Gase in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung zu steigern. Die Abgase, die wie vorbeschrieben auf eine Temperatur erhitzt werden, die wesentlich über ihrer normalen Anfangstemperatur liegt, werden durch das Gasrohrsystem ¢ zu einem nach dem Abschreckungsprinzip arbeitenden Kondensator gebracht, beispielsweise zu einem Bleisprühkondensator, wie er in den Patenten 905 Sao und 836 25o beschrieben isst. Das Gasleitungssystem. ist isoliert, um jeden merklichen Hitzeverlust der Gase während ihres Verlaufes vom Schachtofen zu der Abschrekkungszone des Kondensators zu vermeiden, so daß, obwohl der Kohlendioxydgehalt der Gase durch die vorerwähnte Oxydierung des Kohlenmonoxydes auf ungefähr io % gesteigert wurde, praktisch keine Neigung des Zinkdampfes besteht, mit dem Kohlendioxyd in den Gasen zu reagieren.
  • Während die Erfindung vorstehend besonders im Hinblick auf das Schmelzen von Zinkerzen im Schachtofen beschrieben wurde, können sowohl die Erfindung als auch die zugrunde liegenden Prinzipien der vorstehenden Beschreibung auch auf andere Arten von Zinkschmelzverfahren angewendet wenden, insbesondere wo die Abgase des Schmelzens mindestens i,5 % Kohlendioxyd enthalten und mindestens 8o o/o der Zinkdämpfe in den Abgasen zu metallischem Zink kondensiert werden.
  • Je niedriger der Anfangsgehält an Kohlendioxyd in dem Abgas ist, um so mehr wird die Reöxydationstemperatur durch die Einführung einer bestimmten Menge des sauerstoffhaltigen Gases gesteigert, und demgemäß ist die Wirkung der Einführung des sauerstoffhaltigen Gases weniger günstig bei der Verminderung des Risikos, daß -Zinkdampf zwischen dem Schachtofen und dem Kondensator oxydiert. Dementsprechend wird dort aus der Anwendung der Erfindung weniger Nutzen gezogen, wo der Kohlendioxydgehalt der Abgase wesentlich geringer ist als 1,5 %.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Zink durch Schmelzen von Zinkerzen im Schachtofen und Kondensation der zinkdampfhaltigen Schachtofengase, bei dem eine geregelte Menge von Luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft in die Schachtofengase derart eingeführt wird, daß in den Gasen enthaltenes Kohlenmonoxyd oxydiert und durch die dabei entstehende Verbrennungswärme der Temperatur der Gase zwecks Verhinderung oder Verringerung einer Zinkoxydbildung gesteigert wird, nach Patent 824 259, dadurch gekennzeichnet, daß die sauerstoffhaltigen Gase . im oberen Teil des Schachtofens in die hierin aufsteigenden Schachtofengase eingeführt werden. a. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Teil des sauerstoffhaltigen Gases durch ein in die Beschikkungsvorrichtung einmündendes Rohr in den Schachtofen eingeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas in den die Charge aufnehmenden Raum zwischen den beiden Beschickungsglocken eingeführt wird. 4. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des sauerstoffhaltigen Gases in den Schachtofen unterhalb der Oberfläche der Charge, aber ober',h-alb :der aktiven Schmelzzone eingeführt wird.
DEN8469A 1953-07-03 1954-02-14 Verfahren zur Gewinnung von Zink im Schachtofen Expired DE941391C (de)

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