DE95417C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

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Vor mehreren Jahren wurde ein Verfahren zur Extraction von' Nickel aus seinen Erzen durch Behandlung derselben mittelst Kohlenoxyd , wie die Abscheidung des Nickels aus dem gewonnenen Nickelkohlenoxyd gefunden. Trotzdem verschiedene Mittheilungen über dieses Verfahren, unter anderem in der Zeitschrift -»Engin, and mining Journal«. 60, Nr. 20, S. 464, veröffentlicht wurden, so bot die technische Ausführung des Processes derartige Schwierigkeiten,, dafs auch nach Feststellung und Bekanntgabe der Principien der Methode eine Anwendung derselben im Grofsen nicht ausführbar war. Es lag dies daran, dafs die zur Durchführung, des Verfahrens nothwendigen Bedingungen, besonders der schnelle Wechsel der Temperaturen, sowie die Innehaltung bestimmter, von einander nur wenig abweichender Temperaturgrenzen, mit den bisher bekannten Apparaten nicht erreicht werden konnten.

Um daher den Procefs der Nickelgewinnung praktisch ausführen zu können, sind Apparate nothwendig, welche derartige Einrichtungen besitzen, dafs die Innehaltung der erwähnten Bedingungen möglich ist.

Es ist bekannt, dafs die Verflüchtigung des Nickels und die Abscheidung des Nickels aus dem Nickelkohlenoxyd in getrennten Apparaten erfolgt und das Nickelerz den Gasen nach dem Gegenstromprincip entgegengeführt werden mufs. Nicht bekannt sind jedoch die inneren Einrichtungen der Apparate, in denen die Verflüchtigung und Reduction des Nickels erfolgt.

Um die Wirkungsweise des Apparates näher zu erläutern, sei in Folgendem das Princip der Nickelgewinnung mittelst Kohlenoxyd kurz beschrieben.

Das in den nickelhaltigen Erzen und Materialien enthaltene Nickel wird zunächst durch »Rösten« in Oxyd übergeführt, welches dann durch »Reduction« in den metallischen Zustand übergeführt werden mufs, um eine Vereinigung desselben' mit Kohlenoxyd zu ermöglichen. Sowohl die Reduction als auch die Behandlung mit Kohlenoxyd mufs unter ganz bestimmten Bedingungen erfolgen, deren Erfüllung bei der Ausführung im Grofsen nur in eigens für diesen Zweck gebauten Apparaten möglich wird.

Die Schnelligkeit und Vollständigkeit, mit welcher das Nickel im Kohlenoxydstrome verflüchtigt werden kann, hängt im wesentlichen von der Temperatur ab, bei welcher das Nickel aus seinem Oxyde reducirt worden ist, und der Temperatur, bei welcher die Behandlung mit Kohlenoxyd stattfindet. Da die Temperatur, bei welcher die Reduction ausgeführt werden mufs, bedeutend höher (300⁰ C. bis 400° C.) liegt als diejenige, bei welcher die Behandlung mit Kohlenoxyd zu geschehen hat, so mufs das Material nach der Reduction möglichst schnell (um einen continuirlicheii Betrieb zu ermöglichen) auf eine ganz bestimmte Temperatur (50 bis 6o°) abgekühlt

werden, bevor es der Einwirkung des Kohlenoxydes ausgesetzt werden kann.

Die Gründe, weshalb die beiden Reactionen, nämlich »Reduction« und »Verflüchtigung« innerhalb so enger Temperaturgrenzen stattzufinden haben, sind folgende:

Die Reduction des Nickeloxydes durch Generator- oder Wassergas beginnt bei etwa 300⁰, bei 350⁰ findet die Reduction mit mäfsiger Schnelligkeit statt und wird das bei dieser Temperatur reducirte Nickel vom Kohlenoxyd bei 50 bis 6o° sehr leicht und fast vollständig aufgenommen. Bei 400 bis 450⁰ reducirtes Nickel hingegen ist nicht mehr so fein vertheilt, die Aufnahme desselben durch das Kohlenoxyd geschieht infolge dessen langsamer, da ein Theil des Nickels schon inactiv geworden ist, so dafs die Verflüchtigung nicht mehr vollständig stattfindet.

Die Verflüchtigung des Nickels findet am schnellsten und vollständigsten bei 50 bis 6o° statt, wird diese Temperatur überschritten, so findet sofort eine Zersetzung des anfänglich gebildeten Nickelkohlenoxydes statt; es erfolgt eine Abscheidung von metallischem Nickel, so dafs die Verflüchtigung wiederum nur eine theilweise wird.

Der Apparat, welcher die Erfüllung dieser Bedingungen bei der technischen Anwendung des Verfahrens gestattet, besteht, wie aus dem ■»Engin, and mining Journal« 60, Nr. 20, S. 464, bekannt ist, aus zwei Haupttheilen, dem »Reducirer« und dem »Verflüchtiger«, beides vortheilhaft aufrecht stehende, neben oder über einander angeordnete Cylinder, welche Abtheilungen enthalten, die mit einander communiciren.

Im »Verflüchtiger« findet die Behandlung des reducirten und auf eine bestimmte Temperatur abgekühlten nickelhaltigen Materials mit Kohlenoyd statt.

Im »Reducirer« erfolgt hingegen die Ueberführung des Nickeloxydes in den metallischen Zustand und Abkühlung desselben auf die für die Behandlung mit Kohlenoxyd geeignetste Temperatur.

Der »Reducirer« mufs derartig eingerichtet sein, dafs in allen Theilen desselben die Temperatur des in Behandlung befindlichen Materials willkürlich und unabhängig von den anderen Theilen je nach Bedarf verändert und innegehalten werden kann. Um dies zu ermöglichen, wird der »Reducirer« aus einzelnen kurzen Cylindern zusammengesetzt, deren jeder für sich allein von aufsen erhitzt oder abgekühlt ■werden kann, um eine vollständige unabhängige Controle über die Temperatur des Materials in jedem einzelnen Cylinder desselben zu ermöglichen. Die Einrichtung der einzelnen Cylinder ist in den beiliegenden Zeichnungen durch Fig. ι bis 4 dargestellt.

Das Erhitzen oder Abkühlen der einzelnen Cylinder oder Abtheilungen findet im hohlen Boden H (Fig. 1) derselben statt, der Hohlraum ist durch eine Scheidewand so getheilt, dafs die Heizgase, die kalte Luft oder das Kühlwasser, welche durch die Oeffnung O₁ in den Hohlraum eintreten, nur in der Richtung des Pfeiles denselben durchstreichen und durch die Oeffnung O entweichen können.

Die Oeffnung O₁ eines jeden Cylinders ist durch eine Röhre, welche einen Schieber oder ein Ventil enthält, je nach Bedarf mit einer »Heifsluft«-, »Luft«- oder »Wasserleitung« verbunden, während die Oeffnung O mit den entsprechenden Abzugskanälen oder Ableitungen communicirt.

Die einzelnen Cylinder sind oben offen und werden so auf einander gesetzt, dafs der Boden des einen den Deckel des darunter befindlichen bildet.

Um eine gleichmäfsige Vertheilung und continuirliche Fortbewegung des in Behandlung befindlichen Materials über die erhitzten oder abgekühlten Böden der einzelnen Cylinder zu ermöglichen, bringt man im oberen Theil des Cylinders eine Platte P (Fig. 4) an, welche an die Triebwelle zwar anschliefst, deren freie Bewegung jedoch nicht hindert. Die Platte hat einen kleineren Durchmesser als der Cylinder, so dafs ein Zwischenraum \ (Fig. 4) freibleibt, durch welchen das Material auf den Boden des Cylinders fallen kann.

Die Triebwelle JV (Fig. 4) trägt in jedem Cylinder zwei Transportvorrichtungen oder Rührer, welche das Material auf der Platte P vom Centrum gegen die Peripherie derselben und am Boden des Cylinders von der Peripherie gegen das Centrum desselben schaffen, wo es durch die Oeffnung E (Fig. 1 und 3), welche vom Heizraume H abgeschlossen ist, auf die im benachbarten unteren Cylinder, befindliche Platte P fällt.

Die allgemeine Anordnung des Apparates ist aus den Fig. 5 bis 8 ersichtlich, von denen

Fig. 5 den Apparat theils im Aufrifs, theils in Ansicht und Schnitt darstellt.

Fig. 6 zeigt einen Grundrifs des Apparates.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Querschnitte nach der Linie x-y und x₂-y₂.

Die Function der einzelnen Abtheilungen oder Cylinder des »Reducirers« bei normalem Gange ist folgende:

Die obersten zwei bis drei Abtheilungen dienen zum Erhitzen des nickeloxydhaltigen Materials auf die zur Einleitung der Reduction nöthige Temperatur (300⁰). In den nächst¹ folgenden Abtheilungen findet die Reduction statt, dabei wird viel Wärme frei, so dafs die Zuführung der Heizgase in die Heizkammern hier allmälig verringert werden mufs, um die Temperatur des Materials nicht über 400 °

steigen zu lassen; die noch weiter unten befindlichen Abtheilungen werden weder geheizt noch gekühlt, da die Reactionswärme genügt, um die Temperatur im Apparat auf 300 bis 400° zu erhalten.

In den untersten Abtheilungen hingegen wird das reducirte Material durch Einführen von kalter Luft oder Wasser in die Kammern H so Weit abgekühlt, dafs die Temperatur des in den »Verflüchtiger« gelangenden Materials 50 bis 6o° beträgt.

Die bisher bekannten derartigen Apparate ermöglichen die willkürliche und unabhängige Regulirung der Temperatur in den einzelnen Abtheilungen nicht, sind daher für den vorliegenden Zweck nicht zu gebrauchen.

Aufser den geschilderten Neuerungen an dem Verflüchtiger und Reducirer enthalten diese Apparate noch mehrere bereits bekannte Einrichtungen, welche aus der Literatur bekannt sind, wie luftdicht abgeschlossene Förderschrauben , Elevatoren und eigenthümliche Ventile. Dieselben sind in den Zeichnungen zur deutlicheren Veranschaulichung des Apparates dargestellt, ohne dafs dieselben näher beschrieben oder bezeichnet sind.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   An den Apparaten zur Extraction von Nickel aus Erzen oder nickelhaltigen Materialien vermittelst Kohlenoxyd die Anordnung von Heiz- und Kühlkammern an den zur Reduction des Nickeloxydes bestimmten Cylindern, die derartig angebracht .sind, dafs jede Kammer getrennt von der benachbarten Kammer Röhren und Ventile zur Einführung und Abführung von Heizgasen, Luft oder Wasser besitzt, die mit den entsprechenden Zu- und Ableitungen verbunden sind, so dafs eine getrennte Regulirung der Temperatur jeder einzelnen Kammer ermöglicht wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.