FI60036B

FI60036B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER RAFFINERING AV RAOKADMIUM

Info

Publication number: FI60036B
Application number: FI2791/74A
Authority: FI
Inventors: Hans Wilhelm Wieking; Karl Ehlers
Original assignee: Preussag Ag Metall
Priority date: 1974-04-13
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1981-07-31
Also published as: FI60036C; SE7413670L; NL7413532A; ES430655A1; ES430654A1; SE401374B; GB1441736A; FI279174A; NL182328C; DE2418170C2; JPS548535B2; CA1022344A; JPS50133923A; BE820375A; IT1019296B; DE2418170B1; NO743438L; NO136799B; NL182328B; NO136799C

Description

·οΜ»'·Ί ΓβΊ Μ1χ KWULUTUSjULKAlSU , η π 7 _ ' UTLÄQG NINGSSKRI FT 6 0036 c (45) 'V'’ !:13 ' ' ; 11 ' 1 ^ ^ (51) Kv.lk.3/lnt.a.3 C 22 B 17/06 SUOMI—FINLAND (21) PtMnttikak«mu« — Pitmtuwekning 2791/7¾ (22) H«Jt*ml*pWvI — AmMcnlngtdtg 25-09-7¾ ' ' (23) AlkupUvi—Glltlghradag 25-09-7¾ (41) Tullut Julkiseksi — Bllvtt offsntllg lU.10.75· ΟΜ »'· Ί ΓβΊ Μ1χ KWULUTUSJULKAlSU, η π 7 _' UTLÄQG NINGSSKRI FT 6 0036 c (45) 'V' '!: 13' '; 11 '1 ^ ^ (51) Kv.lk.3 / lnt.a.3 C 22 B 17/06 FINLAND — FINLAND (21) PtMnttikak «mu« - Pitmtuwekning 2791 / 7¾ (22) H «Jt * ml * pWvI - AmMcnlngtdtg 25-09-7¾ '' (23) AlkupUvi — Glltlghradag 25-09-7¾ (41) Become Public - Bllvtt offsntllg lU.10.75

Patentti- ja rekistarihallitu· .... ...... ,National Board of Patents and Registration · .... ......,

Patent- och registarstyrehwi ' ’ Aiwekan utkgd och ucLakriften pubikerad 31.07.8l (32)(33)(31) *VW«ty atuolkaut-Baginf prtoritet 13.0¾.7¾Patent- och registarstyrehwi '' Aiwekan utkgd och ucLakriften pubikerad 31.07.8l (32) (33) (31) * VW «ty atuolkaut-Baginf prtoritet 13.0¾.7¾

Saksan Liittotasavalta-Förbtindsrepubl iken • lyskland(EE) P 2Ul8l70.2 (71) Preussag Aktiengesellschaft Metall, Rammeilsberger Strasse 2, D-338G Goslar, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Hans Wilhelm Wieking, Goslar, Karl Ehlers, Goslar, Saksan Liittotasa-valta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7¾) Oy Kolster Ab (5¾) Raakakadmiumin puhdistamiseen käytettävä menetelmä ja laite - Förfarande och anordning för raffinering av räkadmiumFederal Republic of Germany Förbtindsrepubl iken • lyskland (EE) P 2Ul8l70.2 (71) Preussag Aktiengesellschaft Metall, Rammeilsberger Strasse 2, D-338G Goslar, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE), (72) Hans Wilhelm W Goslar, Federal Republic of Germany Förbundsrepubliken Tyskland (DE) (7¾) Oy Kolster Ab (5¾) Method and apparatus for the purification of crude cadmium - Förfarande och anordning för raffinering av räkadmium

Keksintö koske· raakakadmiumin puhdistamiseen käytettävää menetelmää ja laitetta* jossa mestemäinen raakakadmium johdetaan tyhjö- 1. alipainekammioon* missä se höyrystyy ja poistuu tiivistämisen jälkeen hienokadmiumina.The invention relates to a method and apparatus for purifying crude cadmium * in which granular crude cadmium is introduced into a vacuum 1. vacuum chamber * where it evaporates and leaves, after compaction, as fine cadmium.

Esimerkiksi sinkin valmistuksessa sivutuotteella syntyvässä raakakadmiu-missa on erilaisia epäpuhtauksia* lähinnä lyijyä ja talliumia* mutta jonkin verran myös kuparia ja sinkkiä. Erilaisilla puhdistusmenetelmillä raakakadmiumin lyijy- ja talliumpitoisuus* joka saattaa joskus olla jopa yli 1 pystytään alentamaan alle 0*1 #:ksi, jolloin myös muut epäpuhtaudet vähenevät samanaikaisesti.For example, in the production of zinc, the crude cadmium produced by the by-product contains various impurities * mainly lead and thallium * but also some copper and zinc. With various purification methods, the lead and thallium content * of crude cadmium *, which may sometimes be even higher than 1, can be reduced to less than 0 * 1 #, whereby other impurities are also reduced at the same time.

Kadmiumin valmistuksessa käytettyjä* tähän mennessä tunnettuja puhdistus-menetelmiä ovat ensinnäkin elektrolyyttinen puhdistaminen liukenevilla ja liukenemattomilla anodeilla* toiseksi raakakadmiumin tislaaminen Faber-Du-Faure-uunissa ja kolmanneksi runsaasti sinkkiä sisältävän* pasuttamoiden puhdistuslaitteista tulevan raakakadmiumin puhdistaminen ns. "Krokowsko-pylväissä”. Ensinmainitussa menetelmässä tallium ja myös suuri osa sinkkiä on poistettava uuttopuhdistusvaiheissa* kun sen sijaan toista em. menetelmää käytettäessä, joka on muuten hyvin yksinkertainen tislausmenetelmä* tisle on 2 60036 jälkeenpäin puhdistettava vielä ammoniumkloridilla, jotta tislauksen jälkeen esiintyvä runsas talllumpltolsuus saadaan alhaisemmaksi. Tässä menetelmässä 5-7 $> kadmiumia siirtyy kuitenkin kadmiumkloridina sakkaan* josta se otetaan talteen uuttamalla,sementoimalla,priketoimalla,sulattamalla, tislaamalla ja puhdistamalla. Kolmannessa menetelmässä, puhdistaminen "Krokovski-pylväissä" -käytetään jakotiivlstysperiaatetta, jolloin saadaan erlttäinpuhdasta kadmiumia, johon jäänyt sirkki on kuitenkin jälkeenpäin poistettava tislauskadmiumista.The * hitherto known purification methods used in the production of cadmium are, firstly, electrolytic purification with soluble and insoluble anodes * secondly, distillation of crude cadmium in a Faber-Du-Faure furnace and, thirdly, purification of crude cadmium from zinc-rich * roasters. “Krokowsko columns.” In the former method, thallium and also a large part of the zinc must be removed in the extraction purification steps *, whereas in the second method, which is otherwise a very simple distillation method *, the distillate must be further purified with ammonium chloride to give the abundant tallow after distillation. In this process, however, 5-7 $> cadmium is transferred as cadmium chloride to the precipitate * from which it is recovered by extraction, cementation, briquetting, smelting, distillation and purification., In the third process, purification on "Krokovski columns" uses the principle of fractional compaction to give cadmium however, the remaining circus must be removed from the distillation cadmium afterwards.

Vasta aivan viime aikoina on esitelty raakakadmiumin puhdistaminen tyh-jötislauksena. Koska kadmiumin sulamispiste on 321°C ja koska jo 4Q0-550°C välillä kadmiumissa on 5-50 torrin höyrynpaine tyhjötislaus voidaan suorittaa suhteellisen edullisilla lämpötila- ja allpainearvoilla. Eräs tämän periaatteen mukaan toimiva laite sisältyy australialaiseen patenttiin 404. 032. Tällä laitteella valmistetaan 450-460°C lämpötilassa ja 0,03 torrin paineessa tislauskadmiumia, jossa on 0,00$lyijyä, 0,002 $ sinkkiä ja alle 0,001 % talllumia. Tässä laitteessa sinkin sulattamisesta sivutuotteena syntyvä raa-kakadmlum syötetään tyhjökammioon, jonka läpi me menee yhden tai useamman kerran vinoasezmossa olevan kourun kautta painovoiman avulla ja poistuu sitten toisesta kohdasta tislaamattomana jäännöksenä. Osa raakakadmiumia höyrystyy tyhjökammiossa ja tiivistyy sen seinämiin, tisle poistuu taas tisleaukos-ta. Tislaustehon lisäämiseksi on myös ehdotettu, että tyhjökammiossa tai kourussa oleva raakakadmlum johdettaisiin epätasaisille pinnoille, jotta pyörteillä ja raakakadmiumin joutuessa tavallista voimakkaan liikkeeseen saataisiin suuremmat höyrystymispinnat. Tästä riippumatta po. laitteessa pystytään vain osa siihen syötettyä raakakadmiumia puhdistamaan hienokadmiumiksi joten aina osa materiaalia jää tislaamattomaksi kadmiumiksi. Tällöin syntyy lisäksi vain hyvin rajoitettu määrä kadmiumtlslettä, joten tällä laitteella pystytään valmiBtamaanpäiväseä vain n. 1100 kg kadmiumia. Valmistusmäärää ei voida lisätä, koska esim. 1300 kg päivätuotannossa lyijyn osuus nousee jo 0,01 561 kei. Po. laite ei näin ollen ole saanut sanottavaa merkitystä sellaisissa käytännön sovellutuksieea, joissa edellytetään suurta tuottoa, pientä kadmiumhukkaa sekä kustannuksiltaan edullista käyttötapaa, laitteistoa ja työmenetelmää.It is only very recently that the purification of crude cadmium by vacuum distillation has been introduced. Since the melting point of cadmium is 321 ° C and since there is already a vapor pressure of 5-50 torr in the cadmium between 4Q0-550 ° C, vacuum distillation can be carried out at relatively preferred temperature and vacuum values. One device operating according to this principle is included in Australian Patent 404,032. This device produces distillation cadmium with $ 0.00 lead, $ 0.002 zinc and less than 0.001% tallow at a temperature of 450-460 ° C and a pressure of 0.03 torr. In this apparatus, the crude cadmium resulting from the smelting of zinc is fed into a vacuum chamber through which we pass one or more times through a gutter in oblique mesh by gravity and then leaves the other place as a non-distilled residue. Some of the crude cadmium evaporates in the vacuum chamber and condenses on its walls, the distillate leaving the distillation orifice again. In order to increase the distillation efficiency, it has also been proposed that the crude cadmium in the vacuum chamber or trough be fed to uneven surfaces in order to obtain larger evaporation surfaces with vortices and when the crude cadmium is subjected to strong movement. Regardless, po. the device can only purify part of the raw cadmium fed to it into fine cadmium so that always part of the material remains un distilled cadmium. In addition, only a very limited amount of cadmium is produced, so that this device can only produce about 1100 kg of cadmium per day. The production volume cannot be increased because, for example, in a daily production of 1,300 kg, the proportion of lead already rises to 0.01,561 kei. Po. therefore, the device has not been given significant significance in practical applications requiring high yields, low cadmium losses, and cost-effective use, equipment, and working methods.

Tästä syystä nyt esiteltävän keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan em. kaltainen te. tyhjötislausperiaatteen mukaan toimiva laite, jossa ei kuitenkaan ole edellä selostettuja eikä muitakaan varjopuolia,ja joka mahdollistaa lisäksi yksinkertaisena ja kustannuksiltaan edullisena rakenteena erittäin korkean puhtauspitoisuuden omaavan kadmiumin talteenottamisen tehokkaasti ja suurena päivätuotantona. Laitteen tarkoituksena on lisäksi pysyttää käyttöhenkilökunnan sekä korjaus ja energiakulut aikaisempaan verrattuina huomattavasti alhaisempina.Therefore, it is an object of the present invention to provide a te. a vacuum distillation apparatus which, however, does not have the above-described or other drawbacks and which, moreover, as a simple and inexpensive structure, enables the efficient and high daily production of cadmium of very high purity. The purpose of the device is also to keep the operating personnel and repair and energy costs significantly lower than before.

Tähän päästään keksinnön mukaan menetelmällä, jossa raakakadiiumia höyryä te tään jatkuvasti, voimakkaammin kiehuvat epäpuhtaudet tiivistetään tietyn 3 60036 kadmiummäärän kanssa, kondensaatti johdetaan pois vastavirtaan raakakadmn um-höyryyn nähden ja pääosa kadmiumhöyryä tiivistetään. Paluujäähdyttimeen or lisäksi järjestetty kierukka.According to the invention, this is achieved by a process in which crude cadmium is continuously produced, the higher-boiling impurities are condensed with a certain amount of 3,60036 cadmium, the condensate is discharged countercurrent to the crude cadmium um steam and most of the cadmium steam is condensed. In addition, a coil is arranged in the reflux condenser.

Lisäksi on osoittautunut edulliseksi, että raakakadmiumin sulatuspadan ja tislausjäännöksen kokoomasäiliön lämpötilat pidetään hieman höyrystimen lämpötilaa alhaisempia. Min ollen laitteeseen ei pääse syntymään liian suurta 1 ämpoti lasys.äystä, kun raakakadmiumia syötetään laitteistoon sulatuspadasta, tai kun tis1ausjätepalaa kokoomasäiliöstä takaisin höyrystimeen.In addition, it has proven advantageous to keep the temperatures of the crude cadmium melting pot and the distillation residue collection tank slightly lower than the evaporator temperature. Therefore, it is not possible to generate too much heat during the feed of crude cadmium into the equipment from the smelter, or when a piece of distillation waste from the collection tank back to the evaporator.

Jotta saataisiin aikaan tehokas osalauhdutus ja rektifikaatio i. v:‘k«v"-‘ -mistislaus U-muotoisen putken ensimmäisessä haarassa, naiv.uj "öytxir-- 2 · 1.-.-v-tila pidetään höyrystimen lämpötilaa hieman alhaisempi. Höyrystimen ja td o-jäähdyttimen vä.linen liian pieni lämpötilaero aiheuttaa kuitenkin vain riittämättömän rektifikaation, kun sen sijaan liian suuri lämpötilaero saa aikaan kohtuuttoman suuren osalauhdutuksen jo tulohaarassa, niin että laitteen kokonaiskapasiteetti laskee, mikä ei tietenkään ole toivottavaa.In order to achieve efficient partial condensation and rectification i. V: ‘k« v ”-‘ -mistillation in the first branch of the U-shaped tube, the naiv.uj “öytxir-- 2 · 1.-.- v state is kept slightly lower than the evaporator temperature. However, too small a temperature difference between the evaporator and the td o cooler only causes insufficient rectification, whereas too large a temperature difference causes an unreasonably large partial condensation already in the inlet branch, so that the total capacity of the device decreases, which is of course undesirable.

Fräässä käytännön sovellutuksessa on todettu erittäin edulliseksi, että 2 oIn a practical application, it has been found very advantageous that 2 o

n. 72 g/cm /h suuruisella höyrystysteholla höyrystimeen säädetään n. U8ö CWith an evaporating power of approx. 72 g / cm / h, approx. U8ö C is set in the evaporator.

lämpötila, sulatuspataan ja kokoomasäiliöön n. lss°C, ualuujäähdyttimen yläpäähän n. l420°C ja varastosäiliöön n. U20°C. Min ollen lämpötilasysäyksen välttämiseksi höyrystimen sisääntulokohtaan saadaan n. 30°C lämpötilaero, kun taas lämpötilaero höyrystimen ja paluujäähdyttimen välillä on viimeksimainitun laitteen yläpäässä ^j°C. Muissa höyrystimen lämpötilaa muuttamalla aikaansaatavissa tuotantotehoissa olisi ainakin sulatuspadan ja kokoomasäiliön lämpötilat lämpötilasysäyksen vuoksi ja ualuujäähdyttimen lämpötila tällä alueella tapahtuvan tarkoituksenmukaisen osalauhdutuksen kannalta samanaikaisesti muutettava.temperature, to the melting pot and to the collecting tank approx. lss ° C, to the upper end of the uu cooler approx. 1420 ° C and to the storage tank approx. U20 ° C. Thus, in order to avoid a temperature boost, a temperature difference of about 30 ° C is obtained at the inlet of the evaporator, while the temperature difference between the evaporator and the reflux condenser is at the upper end of the latter device. In other production capacities obtained by changing the evaporator temperature, at least the temperatures of the melting pot and the collecting tank should be changed simultaneously due to the temperature boost and the temperature of the uu cooler for appropriate partial condensing in this range.

Edellä esitetyn mukainen menetelmä pystytään toteuttamaan keksinnön mukaisella laitteella siten, että tyhjökammio käsittää ylösalaisin olevan ^-putken, jonka tulohaaraan tulee höyrystimen kohdalle raakakadmiumin tulo- 1. syöttöputki ja poistohaaraan hienokadmiumin poistoputki, ja että ensimmäisessä haarassa höyrystimeen liittyy paluujäähdytin, joka muuttuu nousuputkena lauhduttimen muodostavaksi poistohaaraksi ja edelleen siitä, että tulohaarassa on tulojohtoon nähden vastavirtaan toimiva tislausjätteen poistoDUtki.The method according to the above can be carried out with the device according to the invention in such a way that the vacuum chamber comprises an inverted ^ tube, the inlet branch and further from the fact that the inlet branch has a distillation waste outlet operating upstream of the inlet line.

Tällainen laite on kuitenkin varsin yksinkertainen ja sillä pystytin aikaisempaa tehokkaammin ottamaan talteen puhtaanpaa hienokadmiumia. Höyrystimestä raakakadmium menee paluujäähdyttimeen, jossa osa höyrystettyä kadmiumia tiivistyy ja virtaa takaisin höyrystimeen tällöin syntyvien kadmiumhoyryjen rektifiointina 1. väkevöintitislauksena. Lauhdittimeen menevä tisle on puhtaampaa, joten suurempaa valmistustehoa käyttäen saadaan säädetyn lämpö- 11 €0036 tilan mukaisesti myös puhtaampaa hienokadmiumia, joka virtaa poistojohtoa pitkin vastaanottosäiliöön.However, such a device is quite simple and was able to recover pure fine cadmium more efficiently than before. From the evaporator, the crude cadmium goes to the reflux condenser, where some of the vaporized cadmium condenses and flows back to the evaporator as a rectification of the cadmium vapors then formed as the 1st concentration distillation. The distillate going to the condenser is cleaner, so using higher production power, in accordance with the set temperature of 11 € 0036, cleaner finer cadmium is also obtained, which flows along the discharge line into the receiving tank.

Aikaisempaan menetelmään verrattuna nestemäistä raakakadmiumvirtaa ei nyt ohjata lainkaan koko tyhjökammion kautta. Tällöin on nimittäin todettu, että keksinnön mukainen höyrystäminen, johon liittyy paluujäähdytys, antaa tuntuvasti paremman tuloksen. Tässä laitteessa ei myöskään synny tyhjökammiosta ulosvirtaavaa tislaamatonta kadmiumia, joka aikaisemman menetelmän mukaan jouduttiin ohjaamaan mahdollisesti useamman kerran uudelleen tyhjökammion läni. Keksinnön mukaan yhdessä työvaiheessa saadaan toisaalta erittäin puhdasta hienokadmiumia ja toisaalta tiivistettyä tislausjätettä, etenkin tiettyä lyijyn ja talilumin seosta. Hienokadmium ja ko. lyijy-talliumseos virtaavat kumpikin erikseen ao. säiliöön, siis tisleen varastointisäiliöön ja tislausjäännöksen kokoomasäiliöön. Kun laitteeseen syötetään raakakadmiumia ja siitä johdetaan pois valmis hieno-kadmium ja tislausjäännös, toiminta pysyy jatkuvana, mikä merkitsee luonnollisesti tuntuvaa säästöä palkkakustannuksissa tähän saakka käytettyihin raakakadmiumin puhdistusmenetelmiin verrattuna.Compared to the previous method, the liquid crude cadmium stream is now not controlled at all through the entire vacuum chamber. In this case, it has been found that the evaporation according to the invention, which involves refluxing, gives a considerably better result. This device also does not generate undistilled cadmium flowing out of the vacuum chamber, which according to the previous method had to be redirected possibly several times again. According to the invention, in one step, on the one hand, very pure fine cadmium and, on the other hand, concentrated distillation waste, in particular a certain mixture of lead and tallow snow, are obtained. Fine cadmium and co. the lead-thallium mixture each flows separately into the tank in question, i.e. into the distillate storage tank and the distillation residue collection tank. When crude cadmium is fed into the unit and the finished fine cadmium and distillation residue are removed from it, the operation remains continuous, which naturally means a significant saving in labor costs compared to the crude cadmium purification methods used so far.

Eräässä suositettavassa rakennemuodossa raakakadmiumin tulojohto, hieno-kadmiumin poistojohto ja jätteen poistoputki on upotettu vastaavasti raakakadmiu-min, hienokadmiumin ja tislausjätteen muodostamiin nestemäisiin hauteisiin.In a preferred embodiment, the raw cadmium inlet line, the fine cadmium outlet line and the waste outlet pipe are immersed in liquid baths formed by the raw cadmium, fine cadmium and distillation waste, respectively.

Nämä kohdat ovat ao. hauteen pintaa korkeammalla, ja po. korkeudet vastaavat vähintään ao. hauteen kulloinkin kyseeseen tulevaa haudelämpötilaa vastaavaa barometristä korkeutta; tällöin tulojohdon aukko on poistoaukon yläpuolella.These points are above the surface of the bath in question, and po. the heights correspond at least to the barometric height corresponding to the relevant bath temperature in the bath in question; then the inlet of the supply line is above the outlet.

Näin ollen sulut muodostuvat jo sinänsä tunnetulla tavalla ra-akakadmiumin sulatuspadassa tislausjäännöksen kokoomasäiliössä ja hienokdmiumin vastaanotto-säiliössä olevista altaista. Kun keksinnön mukaisen laitteen eri osien lämpötilat on säädetty ja tyhjöpumppu kytketty kiinni, raakakadmiumtislausjäännös ja hienokadmium imetään tulojohdossa, poistojohdossa ja .jätteen poistoputkessa baronetrisiin korkeuksiin, minkä jälkeen alkaa kadmiumin höyrystyminen jatkuvan raakakadmiumtäydennyksen tullessa sulatuspadan kautta. Nämä ao. hauteista koostuvat sulut ts. erilaisten barometristen pylväiden kautta hauteisiin yhteydessä olevat laitteen osat mahdollistavat yksinkertaisella ja tarkoituksenmukaisella tavalla yhtenäisenä jatkuvan puhdistustoiminnon. Koska tulojohdon ja jätteen-poistoputken suiden välillä on lisäksi tietty tasoero, pystytään raakakadmi umia syöttämään laitteeseen jatkuvasti, ilman että tislausjääi.nös pääsee purkautumaan ulos kokoomasäiliöstä höyrystimen kautta..Thus, in a manner already known per se, the barriers are formed in the melting pot of the crude cadmium from the tanks in the distillation residue collection tank and in the fine dmium receiving tank. Once the temperatures of the various parts of the device according to the invention have been adjusted and the vacuum pump is switched on, the crude cadmium distillation residue and fine cadmium are sucked into the inlet line, outlet line and waste discharge pipe to baronetric heights, after which cadmium evaporates through continuous crude cadmium replenishment. These closures, which consist of the baths in question, i.e. the parts of the device which are connected to the baths via various barometric columns, enable a continuous and continuous cleaning function to be carried out in a simple and expedient manner. In addition, due to a certain level difference between the inlet line and the mouth of the waste discharge pipe, the raw cadmium can be fed continuously into the apparatus without the distillation residue being allowed to discharge out of the collecting tank through the evaporator.

Eräässä käytännön sovellutuksessa tulojohto, poistojohto ja jätteen Tjoistoputki päättyvät U-putken molempien haarojen vapaisiin päihin ja tyhjö-liitäntä on johdettu kondensaatiopinnoilla varustetun tyhjöputken kautta 5 60036 toisen haaran läpi tiettyyn, lauhduttimen alemman kohdan yläpuolella olevaan pisteeseen. Muihin liitäntämahdollisuuksiin tässä lähemmin puuttumatta voidaan todeta, että em. menetelmä, on osoittautunut erittäkin edulliseksi, koska tällöin pystytään tehokkaasti käyttämään hyväksi tyhjötislaukseen käytettävän U-muotoisen putken koko pituus. U-putken ensimmäisessä haarassa tapahtuvat höyrystys, osalauhdutus, paluujäähdytys ja rektifikaatio, kun taas varsinainen lauhdutus ja tisleen poisjohtaminen on keskitetty toiseen haaraan, jonka läpi on lauhdutuste-hon lisäämiseksi johdettu tyhjöputki. Tyhjöliitäntä voitaisiin tosin järjestää myös muulla tavalla ja muussa paikassa, mutta tällä monikertakäytöllä saadaan tyhjöjärjestelyn ja lauhdutuspinnan suurentamisen kannalta laitteen kokona]s-toiminta paremmaksi. Koska tyhjöputki on johdettu ylhäältä lauhduttimen alimpaan kohtaan saakka kadmiumsaostumat eivät pääse aiheuttamaan laitteen tukkeutumista.In one practical application, the inlet line, the outlet line and the waste manifold terminate at the free ends of both branches of the U-tube and the vacuum connection is passed through a vacuum tube with condensing surfaces through 5 60036 second branches to a certain point above the lower point of the condenser. Without interfering with other connection possibilities here, it can be stated that the above-mentioned method has proved to be very advantageous, since it is possible to make efficient use of the entire length of the U-shaped tube used for vacuum distillation. In the first branch of the U-tube, evaporation, partial condensation, refluxing and rectification take place, while the actual condensation and distillate discharge are concentrated in the second branch, through which a vacuum tube is passed to increase the condensing power. Although the vacuum connection could be arranged in another way and in another place, this multiple use improves the overall operation of the device in terms of vacuum arrangement and increase of the condensing surface. Because the vacuum tube is routed from the top to the bottom of the condenser, cadmium deposits cannot cause the device to clog.

Lisäksi lauhduttimen tyhjöputki saadaan halkaisijaltaan mahdollisimman suureksi jättämällä vapaaksi riittävä pyöreä tila. Tällöin lauhdutuspinta tulee vielä suuremmaksi, niin että laitteen puhdistuskapasiteettia voidaan tarvittaessa lisätä ilman erityisiä lisätoimenpiteitä.In addition, the diameter of the condenser vacuum tube is made as large as possible by leaving a sufficient circular space free. In this case, the condensing surface becomes even larger, so that the cleaning capacity of the device can be increased if necessary without special additional measures.

Käelleen U-putken haarojen 1. kylkien vä.linen nousuputki voi vaakatasoihin nähden olla vinoasennossa. Koska osa lauhdutuksesta tapahtuu jo paluujäähdyt-timessä lauhdutuksen ulottuessa nousuputkeen, lauhde pääsee po. putken vinoasen-nosta johtuen virtaamaan vapaasti lauhduttimeen. Myös tämä vaikuttaa edullisesti laitteen kokonaistoimintaan, kun on kysymys kadmiumtuotannon lisäämisestä.On the hand, the riser between the 1. sides of the branches of the U-tube can be in an oblique position with respect to the horizontal planes. Since part of the condensing already takes place in the reflux condenser as the condensation extends into the riser, the condensate enters the po. due to the oblique position of the pipe to flow freely into the condenser. This also has a beneficial effect on the overall operation of the device when it comes to increasing cadmium production.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa rakennemuodossa höyrystimessä ja paluujäähdyttimessä on erillinen kuumennusvaippa, kun sen sijaan lauhduttimen vaippa kuumenee tai jäähtyy näistä riippumatta. Höyrystimen ja paluujäähdyttimen lämpötilat joudutaan laitteen kapasiteetista riippuen pitämään määrätyissä rajoissa, kun taas lauhduttimen lämpötila riippuu lauhdutettavasta kadiummääräs-tä koska höyrystämiseen tarvittava lämpö vapautuu jälleen lauhdutuksessa. Laitteen ollessa käytössä lauhduttimessa on tietty lämpötilatasapaino, joka riippuu tisleen lauhdutuslämmöstä ja seinämien kautta tapahtuvasta lämpöhäviöstä. Kulloisenkin käyttötarpeen mukaan lauhduttimeen voidaan järjestää myös ulkopuolinen lisäläirmi-tys tai -jäähdytys, mikä puolestaan vaikuttaa laitteen lauhdutuskykyyn.In another embodiment of the invention, the evaporator and the reflux condenser have a separate heating jacket, while the condenser jacket instead heats or cools independently. Depending on the capacity of the device, the temperatures of the evaporator and the reflux condenser have to be kept within certain limits, while the temperature of the condenser depends on the amount of cadmium to be condensed because the heat required for evaporation is released again during condensing. When the device is in use, the condenser has a certain temperature balance, which depends on the condensing heat of the distillate and the heat loss through the walls. Depending on the current application, the condenser can also be provided with additional external heating or cooling, which in turn affects the condensing capacity of the device.

Lisäksi on edullista, että höyrystimeen järjestetään lämpötilanohjaus, jotta laitteen kokonaiskapasiteetti ja näin ollen sen kadmiumtuotanto pystytään säätämään. Etenkin silloin, kun höyrystimessä tapahtuu suurempi lä.moötilan-muutos, on kuitenkin tarkoituksenmukaista, että myös erilliset tai kaikki muut lämpötilat muuttuvat laitteessa määrätyissä rajoissa, jotta laite toimii aina optimiolosuhteissa.In addition, it is preferred that the evaporator be provided with temperature control in order to be able to control the overall capacity of the device and thus its cadmium production. However, especially when there is a larger change in temperature in the evaporator, it is expedient that the individual or all other temperatures also change within certain limits in the device, so that the device always operates under optimal conditions.

Keksintöä selostetaan Lähemmin seuraavassa viittaamalla tällöin piirus- 6 60036 tuksessa esitettyyn rakenne-esimerkkiin.The invention will be described in more detail below with reference to the structural example shown in the drawing 6,60036.

Keksinnön mukaisessa ylösalaisin Äännetyssä U-putkessa on tyhjösäiliö 20. Putken molemmat alaspäin suuntautuvat haarat onpäätyosiltaan varustettu erilaisilla liitännöillä. Vasempaan haaraan tulee johto 12,joka en upotettu nestemäisen raakakadmiumln sulatuspataan 10. Tässä putkihaarassa on lisäksi jätteen poistoputki 16, joka on upotettu tislausjätteen 1. lyijy-talliumeeoksen kokoomasäiliöön 14· Johdon 12 ja putken 16 suut 24 ja 26 ovat eri tasoilla, koska johto 12 menee syvemmälle tyhjökammioon 20. Sulatuspadan 10 ja kokooma-säiliön 14 ympärillä on yhteinen lämmityslaite 16, jonka avulla molempien hauteiden lämpötila pysyy samanlaisena. Tästä riippumatta sulatuspadassa oleva raakakadmium ja kokoomasäiliöesä oleva tislausjäte voidaan luonnollisesti kuumentaa myös erikseen.The inverted U-tube according to the invention has a vacuum container 20. Both downwardly directed branches of the tube are provided with different connections at their end portions. The left branch comes with a line 12 which is not immersed in the liquid crude cadmium melting pot 10. This tube branch also has a waste outlet pipe 16 which is immersed in the collection tank 14 of the lead-thallium mixture of the distillation waste 1. · The nozzles 24 and 26 of the line 12 goes deeper into the vacuum chamber 20. Around the melting pot 10 and the collecting tank 14 there is a common heating device 16, by means of which the temperature of both baths remains the same. Regardless of this, the crude cadmium in the smelter and the distillation waste in the collection tank can, of course, also be heated separately.

Johto 12 ja putki 16 päättyvät höyrystimeen 22, jossa on kuumennusvaippa 2Θ, jolla lämpötila säädetään kulloinkin halutun kadmlunmäärän mukaan. Höyrystimeen 22 liittyy samoin sisääntulohaaraan kuuluva paluujäähdytin 30, jonka ympärillä on kuumennusvaippa 32. Tällä vaipalla paluujäähdyttimen 30 lämpötila säädetään siten, että se on hieman höyrystimen 22 lämpötilaa alhaisempi, jotta saadaan aikaan jo etukäteen höyrystetyn kadmiumin osalauhdustus. Tällöin syntyvä lauhde palaa kadmiumhöyryyn nähden vastavirtaan takaisin höyrystimeen, Jolloin tapahtuu samalla kokonaisprosessiin erittäin edullisesti vaikuttava reaktlflkaatio 1. väkevöimistislaus.The line 12 and the pipe 16 terminate in an evaporator 22 with a heating jacket 2Θ, with which the temperature is adjusted according to the desired amount of cadmium in each case. The evaporator 22 is also associated with a reflux condenser 30 belonging to the inlet branch, surrounded by a heating jacket 32. In this jacket the temperature of the reflux condenser 30 is adjusted to be slightly lower than that of the evaporator 22 to provide partial condensation of pre-evaporated cadmium. In this case, the condensate returned to the evaporator countercurrent to the cadmium vapor, whereby at the same time the reaction, which has a very advantageous effect on the overall process, takes place 1. concentrated distillation.

Tulohaara muuttuu paluujäähdyttimestä 30 alkaen nousuputkeksi 34» joka yhdistää molemmat U-putken haarat toisiinsa ja kallistuu oikealle vaakatasoihin nähden. Häin nousuputken 34 kohdalla esiintyvä lauhde pääsee esteettä lauhduttimeen 36, joka käsittää U-putken 1. tyhjökammion 20 oikeanpuoleisen haaran.The inlet branch changes from the return condenser 30 to a riser 34 »which connects the two branches of the U-tube to each other and tilts to the right with respect to the horizontal planes. The condensate present at the riser 34 enters the condenser 36, which comprises the right-hand branch of the vacuum chamber 20 of the U-tube 1, without hindrance.

Lauhdittimessa 36 on ulkovaippa 30, joka joko kuumennetaan tai jäähdytetään aina tarpeen mukaan. Ylemmästä tyhjöliitännästä 40, joka johtaa tyhjöpumppuun (ei näy kuvassa), menee tyhjöputki 42 lauhduttimen 36 kohdalla tyhjökammion 20 läpi ja päättyy hieman lauhduttimen 36 alimman kohdan yläpuolelle. Tyhjöputki 42 toimii toisaalta alipaineen urnnyttäjänä tyhjökammioon 20 ja toisaalta se suurentaa lauhdutuspintoja. Mahdollisimman edullisen lauh-dutustehon aikaansaamiseksi tyhjöputken 42 halkaisija voidaan valita melko suureksi, mikäli tyhjöputken 42 ja tyhjökammion 20 ulkorajojen välillä on riittävästi pyöreää tilaa 3°·The condenser 36 has an outer jacket 30 which is either heated or cooled whenever necessary. From the upper vacuum connection 40 leading to the vacuum pump (not shown), the vacuum tube 42 at the condenser 36 passes through the vacuum chamber 20 and terminates slightly above the lowest point of the condenser 36. The vacuum tube 42, on the one hand, acts as a vacuum booster for the vacuum chamber 20 and, on the other hand, increases the condensing surfaces. In order to obtain the most favorable condensing power, the diameter of the vacuum tube 42 can be chosen to be quite large if there is a sufficient circular space of 3 ° between the outer boundaries of the vacuum tube 42 and the vacuum chamber 20.

Hienokadaiumin poistojohto 44 liittyy U-putken oikeanpuoleisen haaran vapaaseen päähän 1. lauhduttimeen 36. Hienokadmium kerätään varastosäiliöön 46, Jossa on myös lämmitys 46 hlenokadmiumin pitämiseksi halutussa käyttölämpötilassa.The fine cadmium outlet line 44 is connected to the free end of the right branch of the U-tube to the 1st condenser 36. The fine cadmium is collected in a storage tank 46, which also has a heating 46 to keep the hlenocadmium at the desired operating temperature.

Edelleen U-putken molempien haarojen yläpäissä on sulut 32 ja 54« joiden kautta päästään tyhjökammion 20 sisäosaan,Ja jotka muodostavat optisen ilrnai- 7 60036 sinlaitteen. Tässä tapauksessa sulut 52 ja 54 on varustettu läpinäkyvillä, lämmönkestäviilä kansilla.Furthermore, at the upper ends of both branches of the U-tube there are closures 32 and 54 «through which the inner part of the vacuum chamber 20 is accessed, And which form an optical detector device. In this case, the closures 52 and 54 are provided with transparent, heat-resistant file lids.

Jotta sulatuspadan 10, kokoomasäiliön 14 ja vastaanottoeäiliön 46 hsudp-altaita voitaisiin käyttää laitteen barometrisinä sulkuina, on tulojohdon 12, jätteenpoistopu tken 16 ja poistoputken 44 vapaiden, haudepintojen yläpuolelle tulevien korkeuksien vastattava vähintään ao. hauteen barometristä korkeutta.In order to use the hsudp basins of the melting pot 10, the collection tank 14 and the receiving tank 46 as barometric closures of the device, the free heights above the bath surfaces of the inlet line 12, the waste outlet pipe 16 and the outlet pipe 44 must correspond at least to the bath.

On todettu, etteivät tuloputken 12 ja poistoputken 44 halkaisijoiden koot vaikuta lainkaan tai sitten vain hyvin vähän laitteen toimintatapaan. Sen sijaan poistoputken 16 (tislausjätettä 1. lyijy-talliumseosta varten) halkaisija ei höyrystimen 22 halkaisijaan verrattuna saa ylittää tiettyä mittaa, koska poistoputki 16 toimii puskurina,ja koska sen on voitava hoitaa raaka-kadmiumin syöttäminen höyrystimeen. Lisäksi putken 16 tehtävänä on estää raakakadmiumin pääseminen lyijy-talliumaeoksen kokoomasäiliöön 14* Syötettäessä raakakadmiumia sulatuspadan 10 kautta höyrystimeen 22 jaksoittain kerran tunnissa höyrystimen 22 ja kokoomasäiliön 14 välillä tapahtuu paineentäsaus. Tällöin osa raakakadmiumia varastoituu poisto-osaan 16, kunnes höyristimen 22 ja kokoomasäiliön 14 metallisten yläpintojen välille on saatu barometrises-ti edellytetty tasoero. Samanaikaisesti vastaava osa tislausjäännöstä painetaan kokoomasäiliöön 14. Kadmiumin jatkuvan höyrystämisen aikana poistoput-kessa 16 varastoituna oleva raakakadmium siirtyy takaisin höyrystimeen höyrystymisen aiheuttamaa tllavuushäviötä vastaavasti. Tämä edellyttää samanaikaisesti jäännöksen palaamisen kokoomasäiliöstä 14 takaisin polstoputkeen 16. Tästä johtuen poistoputken 16 halkaisija ei saisi olla lilan pieni.It has been found that the diameters of the inlet pipe 12 and the outlet pipe 44 have little or no effect on the mode of operation of the device. On the other hand, the diameter of the outlet pipe 16 (distillation waste for the 1st lead-thallium mixture) must not exceed a certain dimension compared to the diameter of the evaporator 22, since the outlet pipe 16 acts as a buffer and must be able to handle the feed of crude cadmium to the evaporator. In addition, the tube 16 serves to prevent the raw cadmium from entering the lead-thallium mixture collection tank 14. * When the raw cadmium is fed through the melting pot 10 to the evaporator 22 periodically once an hour, a pressure build-up takes place between the evaporator 22 and the collection tank 14. In this case, part of the raw cadmium is stored in the discharge part 16 until the barometrically required level difference is obtained between the metal upper surfaces of the evaporator 22 and the collecting tank 14. At the same time, a corresponding part of the distillation residue is pressed into a collecting tank 14. During the continuous evaporation of cadmium, the crude cadmium stored in the discharge pipe 16 is transferred back to the evaporator in proportion to the volume loss caused by evaporation. This simultaneously requires the residue to return from the collecting tank 14 back to the incinerator 16. Therefore, the diameter of the outlet pipe 16 should not be small in purple.

Käytössä höyrystimen 22, paluujäähdyttinen 50 ja lauhduttimen 56 lämpötilat säädetään tarvittaessa polttlaia käyttämällä,kun taas sulatuspadassa 10, kokoomasäiliöesä 14 ja vastaanottosäililssä 46 olevat erilliset hauteet ovat sopivissa lämpötiloissa.Ko. lämpötilat on höyrystimessä 22 mahdollisesti sattuvan lämpötilasysäyksen välttämiseksi valittava siten, että raakakadmiumin ja tislausjäännöksen lämpötila on vain hieman höyrystimen 22 lämpötilaa alhaisempi. Paluujäähdyttimeen 50 voidaan tehon lisäämiseksi konstruoida kierukka, joka jarruttaa kadniumhöyryn suoraviivaista nousua ylöspäin,ja joka panee kadniumhöyryn pakkokierrolla koskettamaan paremmin paluujäähdytti-men kylmään seinämään. Tällä tavoin erotusedsllytykeet saadaan tuntuvasti paremmiksi.In use, the temperatures of the evaporator 22, the reflux condenser 50, and the condenser 56 are controlled, if necessary, by using a burner, while the separate baths in the melting pot 10, the collection tank 14, and the receiving tank 46 are at suitable temperatures. the temperatures must be chosen so that the temperature of the crude cadmium and the distillation residue is only slightly lower than the temperature of the evaporator 22 in order to avoid any temperature boost in the evaporator 22. To increase power, a coil can be constructed in the reflux condenser 50 to inhibit the upward rise of the cadmium vapor and to cause the cadmium vapor to contact the cold wall of the reflux condenser in a forced rotation. In this way, the separation solutions are considerably improved.

Kun tyhjöfcammioon 20 on säädetty riittävä alipaine, kadmium höyrystyy höyrystimessä 22 ja siirtyy paluujäähdyttlmeen 50, joeaa osa höyryetettyä kadmiumia tiivistyy Ja siirtyy vastavirtaan kadmiumhöyryihln nähden höyrystimeen 22. Tällöin tapahtuu ylöskohoavien kadmiumhöyryjen rektifikaatio 1. väke-vöimistislaus. Kadmiumhöyryt menevät tämän jälkeen nousuputken 54 kautta U-putken toisessa haarassa olevaan lauhduttineen 56, Jossa tapahtuu niiden 8 60036 vielä voimakkaampi tiivistyminen. Tällöin syntyvä lauhde 1.tisle on erittäin puhdasta hienokadmiumia, joka johdetaan poistoputkea 44 pitkin vastaanotto- säiliöön 46.When a sufficient vacuum has been set in the vacuum chamber 20, the cadmium evaporates in the evaporator 22 and passes to the reflux condenser 50, some of the vaporized cadmium condenses The cadmium vapors then pass through a riser 54 to a condenser 56 in the second branch of the U-tube, where their 8 60036 condenses even more strongly. The resulting condensate 1 distillate is very pure fine cadmium, which is led along the outlet pipe 44 to the receiving tank 46.

Keksinnön mukainen tyhjötislauslaite tekee mahdolliseksi erittäin tehokkaan kadmiuminvalmistuksen suurina tuottoerinä hienokadmlumin puhtausasteen muodostuessa tällöin korkeaksi, kuten seuraavista esimerkeistä käy selville.The vacuum distillation apparatus according to the invention enables the highly efficient production of cadmium in high yield batches, the degree of purity of the fine cadmium then becoming high, as can be seen from the following examples.

Esimerkki 2Example 2

Ensimmäisessä koevaiheessa eräällä keksinnön mukaisella laitteella puhdistettiin yli 4000 kg kadmiumia 750 kg päivätuotantona puhtausasteen ollessa 99,998 i° Cd. Laitteeseen säädettiin tällöin seuraavat lämpötilat: raak&kad-miumin sulatuspadassa 10 ja hienokadmiumin vastaanottosäiliössä 46 420°C, höyrystimessä 22 500°C, paluujäähdyttimeesä 30 500°C ja lauhduttimessa 36 380°C.In the first test phase, more than 4000 kg of cadmium was purified by a device according to the invention in a daily production of 750 kg with a purity of 99.998 i ° Cd. The following temperatures were then set in the apparatus: in the crude cadmium melting pot 10 and in the fine cadmium receiving tank 46,420 ° C, in the evaporator 22,500 ° C, in the reflux condenser 30,500 ° C and in the condenser 36,380 ° C.

Esimerkki 2Example 2

Eräällä toisella laitteella valmistettiin yhteensä yli 200 tonnia hienokadmiumia päivätuotannon ollessa n. 2200 kg, mikä vastaa 72 g/cm2 höy-rystintehoa. Lämpötilat olivats sulatuspadassa 10 ja kokoomasäiliössä 14 455°C, höyrystimessä 22 485°C, paluujäähdyttimessä 30 (korkeimmassa kohdassa) 420°C ja lauhduttimessa 36 420°C, kun taas vastaanottosäiliön 46 lämpötila pidettiin 420°C:ssa.Another device produced a total of more than 200 tons of fine cadmium with a daily production of about 2,200 kg, which corresponds to a steam-rust capacity of 72 g / cm2. The temperatures were in the melting pot 10 and the collecting tank 14,455 ° C, in the evaporator 22,485 ° C, in the reflux condenser 30 (highest point) 420 ° C and in the condenser 36 420 ° C, while the temperature of the receiving tank 46 was maintained at 420 ° C.

Kokeeseen käytetyn raakakadmiumin koostumus! 1,5 -2,6 H lyijyä 0,015- 0,6 ia kuparia 0,003- 0,01 i sinkkiä 0,4 - 1,8 i talliumia.Composition of the raw cadmium used in the experiment! 1.5 -2.6 H lead 0.015-0.6 and copper 0.003-0.01 l zinc 0.4-1.8 l thallium.

Tyhjötislauksessa saatiin hienokadmiumia, jonka koostumus oli alle 0,001 i lyijyä, 0,0002 ia kuparia, 0,0001 # sinkkiä ja 0,001 $ talliumia.Vacuum distillation gave fine cadmium with a composition of less than 0.001 μl of lead, 0.0002 μl of copper, 0.0001 # of zinc and $ 0.001 of thallium.

Esimerkistä 2 voidaan todeta, että hienokadmiumin puhtausaste on jo laitteen ollessa vasta koevaiheessa tuntuvasti parempi ja laitteen päivätuotanto huomattavasti suurempi kuin ennestään tunnetussa laitteessa. Kokeista käy lisäksi selville, että päivätuntantoa voidaan vielä lisätä hienokadmiumin puhtausasteen pysyessä kuitenkin yhtä hyvänä.It can be seen from Example 2 that the purity of the fine cadmium is already considerably better already in the experimental phase and the daily production of the device is considerably higher than in the previously known device. Experiments also show that daily sensation can be further increased while maintaining the purity of fine cadmium.

Claims

1. A method of refining shaving cadmium, in which liquid shaving cadmium enters a vacuum or vacuum chamber (? the impurities, which boil stronger, are condensed with a certain amount of cadmium;

2. A method according to claim 1, characterized in that the temperatures in the shaving boiler (10) for shaving radium and in the collection vessel for distillation residues (lit) are poured slightly below the temperature in the evaporator (22).

Method according to Claim 1, characterized in that the temperature of the reflux condenser (30) is poured slightly below the temperature of the exchanger (22). b. A method according to claims 1, 3, characterized in that, at a displacement power of about 72 g / cm the melting boiler (10) and in the collection vessel (1 * 0, approx.

Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the vacuum chamber (20) consists of a non-inverted U-pipe, in which the inlet branch (12) opens a shaft (12) for shaving in the area of a exchanger (22) and in whose outlet branch a fine cadmium outlet (1 + h), and to the first branch at the exchanger (22) joins an ethereal cooler (30), which via a riser (3 * 0) in the outlet branch, which forms a capacitor (36), and at the inlet branch there is an outlet (16) for distillation residues which act countercurrent in the delay supply line (12).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the supply line (12) of the outlet (kU) and the outlet (16) for residues extend into the liquid baths of shaving, fine cadmium and distillation residues and have heights above the bathing surfaces, which at least correspond to the baths. barometric height, which corresponds to the bath temperature in question, and that the orifice (2h) of the supply line (12) is above the orifice (? 6) of the output (16).

7. Device according to claims 5 or 6, characterized in that the supply line (12), the outlet (UU) and the output of the distillation residues (16) open into the free ends of the two bed conducting branches and that a vacuum connection (Uo) is passed over a vacuum tubes (U2) are provided with condensation surfaces through the second branch to a definite point, which is located close to the deepest point in the capacitor (36).