NO136799B

NO136799B - PROCEDURES FOR REFINING RADIUM CADMIUM AND FACILITIES FOR CARRYING OUT PROCEDURES.

Info

Publication number: NO136799B
Application number: NO743438A
Authority: NO
Inventors: Hans Wilhelm Wieking; Karl Ehlers
Original assignee: Preussag Ag
Priority date: 1974-04-13
Filing date: 1974-09-24
Publication date: 1977-08-01
Also published as: FI60036C; SE7413670L; NL7413532A; ES430655A1; FI60036B; ES430654A1; SE401374B; GB1441736A; FI279174A; NL182328C; DE2418170C2; JPS548535B2; CA1022344A; JPS50133923A; BE820375A; IT1019296B; DE2418170B1; NO743438L; NL182328B; NO136799C

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte op, en innretning til raffinering av r "(.kadmium, hvor flytende råkadmium kommer-til et vakuum- resp. undertrykkskammer, her fordampes og etter kondensering trer ut som finkadmium. The invention relates to a method op, a device for refining r "(.cadmium, where liquid raw cadmium enters a vacuum or negative pressure chamber, evaporates here and after condensation exits as fine cadmium.

Eksempelvis som biprodukt ved 'sink frems til], i.ng For example as a by-product of 'zinc forward to], i.ng

dannet råkadmium inneholder forskjellige forurensninger, over-veiende bly og thallium og i mindre mengder kobber og sink. formed raw cadmium contains various impurities, predominantly lead and thallium and in smaller amounts copper and zinc.

Med forskjellige 1 raffineringsfremgangsmåter lykkes det å'ned-sette råkadmiumets innhold av bly og thallium, som delvis ligger betraktelig over 1% til mindre enn 0,1%, idet det samtidig fore-går en ytterligere nedsettelse av de øvrige forurensninger. With various 1 refining procedures, it is possible to reduce the raw cadmium's content of lead and thallium, which is partly considerably above 1% to less than 0.1%, while at the same time a further reduction of the other contaminants takes place.

Som raf f inerings fremgangsmåte ved kadmiumfrernstil-ling er det i første rekke kjent en elektrolytisk raffinering med oppløselige/uoppløselige anoder, for det annet en destillering av råkadmiumet i Pabér-Du-Faure-ovn og for det tredje en raffinering av en sinkrik råkadmium fra raffineringsanlegg fra Muffelhytter i Krokowskisøyler. Mens ved første fremgangsmåte thalliumet og også en stor del av sinken må fjernes i trinn ved utlutning, må ved den annen meget enkle destillasjonsfremgangs-måte destillatet etterpå underkastes en ammoniumkloridraffinering for å redusere den høye mengde av thallium som er tilstede etter destilleringen. Ved denne fremgangsmåte går imidlertid 5 til ']% av kadmiumet over 1 slaggen som kadmiumklorid, hvorfra kadmiumet gjenvinnes ved luting, sementering, brikettering, innsmeltning, destillering og raf /'inering. Ved den tredje fremgangsmåte ved raffinering i Krokowskisøyler anvendes prinsippet med fraksjonert kondensasjon og det fremkommer meget rent kadmium, imidlertid må restmengder av sink etterpå fjernes fra destillasjonskadmiumet. As a refining method for cadmium removal, it is primarily known an electrolytic refining with soluble/insoluble anodes, secondly a distillation of the raw cadmium in a Pabér-Du-Faure furnace and thirdly a refining of a zinc-rich raw cadmium from refining plant from Muffelhytter in Krokowskisøyler. While in the first method the thallium and also a large part of the zinc must be removed in stages by leaching, in the second very simple distillation procedure the distillate must afterwards be subjected to an ammonium chloride refining to reduce the high amount of thallium that is present after the distillation. In this method, however, 5 to 1% of the cadmium passes through the slag as cadmium chloride, from which the cadmium is recovered by leaching, cementation, briquetting, melting, distillation and refining. In the third method of refining in Krokowski columns, the principle of fractional condensation is used and very pure cadmium is produced, however residual amounts of zinc must afterwards be removed from the distillation cadmium.

Først i den nyere tid ble raffinering av råkadmium ved hjelp av en vakuumdestiliasjon foreslått. Da kadmiumets smeltepunkt ligger ved 321°c °g kadmiumets damptrykk allerede mellom <i>400°C og 550°C ligger mellom 3 til 50 torr, er en vakuumdestillering ved relativt gunstig temperatur- og under-trykksverdier gjennomførbar. En etter dette prinsipp arbeidende innretning er kjent fra australsk patent nr. 404.032, hvormed det ved temperaturer fra 450°C til 460°C og et trykk på 0,03 torr fremstilles et destillasjonskadmium, som inneholder en mengde på 0,004$ bly, 0,002$sink og under 0,001$ thallium. Ved denne innretning innmates' det ved sinksmelting som biprodukt dannede råkadmium i et vakuumkammer, som det passerer en eller flere. ganger via en skrårenne under tyngdekraftens innvirkning for å tre ut som udestillert rest ved annet sted. En del av rå-kadmiume-t fordamper under oppholdet i vakuumkammeret og konden-serer på dets vegger, destillatet trer ut over en destillatut-gang. For økning av destilleringsvirkningen foreslås videre å la råkadmium strømme i vakuumkammeret resp. i rennen over ujevn-heter for på grunn av uro og hvirvling å tilveiebringe større fordampningsoverflate. Uavhengig herav forarbeides ved nevnte innretning alltid bare en del av det tilsvarende ..råkadmium virksomt til finkadmium, idet det alltid oppstår en restdel av udestillert kadmium. Herved fremkommer en sterkt begrenset produksjonsytelse med hensyn til kadmiumdestillatet, således at det med den kjente innretning bare kan oppnås 1100 kg kadmium pr. dag. En økning av produksjonen er ikke mulig, da det eksempelvis allerede ved 1300 kg pr. dag innstiller seg en uønsket økning av blydelen til 0,01$. Den kjente innretning har således ikke fått noen betydning for praktiske anvendelsesformål, hvor det kommer an på store produksjoner, en nedsettelse av kadmium-tapet og en kostgunstig betjening, apparatur og fremgangsmåte. Only recently has the refining of crude cadmium by means of a vacuum distillation been proposed. As the cadmium's melting point is at 321°c °g the cadmium's vapor pressure already between <i>400°C and 550°C is between 3 to 50 torr, a vacuum distillation at relatively favorable temperature and vacuum values is feasible. A device working according to this principle is known from Australian patent no. 404,032, with which, at temperatures from 450°C to 460°C and a pressure of 0.03 torr, a distillation cadmium is produced, which contains an amount of 0.004$ lead, 0.002$ zinc and less than 0.001$ thallium. With this device, crude cadmium formed as a byproduct of zinc smelting is fed into a vacuum chamber, through which one or more pass. times via an inclined chute under the influence of gravity to exit as undistilled residue at another location. Part of the raw cadmium evaporates during the stay in the vacuum chamber and condenses on its walls, the distillate exits via a distillate outlet. To increase the distillation effect, it is further suggested to let raw cadmium flow in the vacuum chamber or in the chute over irregularities to provide a larger evaporation surface due to turbulence and swirling. Irrespective of this, only a part of the corresponding ..raw cadmium is always processed into fine cadmium by the above-mentioned device, as a residual part of undistilled cadmium always results. This results in a severely limited production performance with regard to the cadmium distillate, so that only 1100 kg of cadmium can be obtained with the known device. day. An increase in production is not possible, as, for example, already at 1300 kg per Today, an unwanted increase of the lead portion to $0.01 is expected. The known device has thus gained no importance for practical application purposes, where large productions, a reduction of cadmium loss and a cost-effective operation, apparatus and method are important.

Til grunn for oppfinnelsen ligger derfor den opp-gave å tilveiebringe en etter vakuumdestillering arbeidende innretning av nevnte type som under unngåelse av de omtalte og ytterligere ulemper muliggjør ved enkel, kostgunstig oppbygning en virkningsfull utvinning av kadmium av stor renhet også med en større dagsytelse. Videre bør innretningen muliggjøre en kost-besparende anvendelse med hensyn til personal-, reparerings- og energianvendelse. The invention is therefore based on the task of providing a device of the aforementioned type which works after vacuum distillation and which, while avoiding the mentioned and further disadvantages, enables, by means of a simple, cost-effective structure, an effective extraction of cadmium of great purity, also with a greater daily output. Furthermore, the facility should enable a cost-saving application with regard to personnel, repair and energy use.

Oppgavens løsning består i en fremgangsmåte, hvor råkadmium fordampes kontinuerlig," de høyerekokende forurensninger kondenseres sammen med en del av kadmiumet, kondensatet bortføres i motstrøm til råkadmiumdampen og den for forurensninger praktisk talt frie hovedmengde av kadmiumdampen kondenseres som finkad-miuin. The solution to the task consists in a method where raw cadmium is continuously evaporated, the higher-boiling impurities are condensed together with part of the cadmium, the condensate is removed in a countercurrent to the raw cadmium vapor and the main quantity of the cadmium vapor, which is practically free of impurities, is condensed as fine cadmium.

Oppfinnelsen vedrører også en innretning for ut-førelse av fremgangsmåten og som omfatter' et vakuumkammer,■idet innretningen er karakterisert ved at vakuumkammeret består av et omvendt U-rør, i hvis ene ben det er anordnet en fordamper, The invention also relates to a device for carrying out the method and which comprises a vacuum chamber, the device being characterized in that the vacuum chamber consists of an inverted U-tube, in one leg of which an evaporator is arranged,

i hvilken det munner ut en tilførsel for råkadmium og at det i in which there is a supply for raw cadmium and that in

U-rørets avløpsben munner ut et utløp for finkadmium og at det i . førstnevnte ben over fordamperen er anordnet en tilbakeløpskjøler som over et stigerør går over i avløpsbenet som danner en kondensator og at det ved innløpsbenet er anordnet en tilbakeløpssikker avgang for destillasjonsresiduet. The drain leg of the U-tube leads to an outlet for fine cadmium and that in . the first-mentioned leg above the evaporator is provided with a reflux cooler which passes over a riser into the drain leg which forms a condenser and that a non-return outlet for the distillation residue is provided at the inlet leg.

En slik innretning er forholdsvis enkel og muliggjør en virkningsfull gjenvinning av finkadmium med største renhet og største ytelse. Det i fordamperen dannede råkadmium kommer i tilbakeløpskjøleren, hvori en del av den fordampede kadmium kondenseres og strømmer under rektifikasjon av oppstigende kadmium-damper tilbake i fordamperen.. Derved fremkommer en større renhet av det i kondensatoren kommende destillat således at også ved større produksjoner, tilsvarende den innstilte temperatur, oppstår et finkadmium av største renhet, som over utløpet strømmer inn i et forlag. Such an arrangement is relatively simple and enables an effective recovery of fine cadmium with the greatest purity and greatest performance. The raw cadmium formed in the evaporator enters the reflux cooler, in which part of the evaporated cadmium is condensed and flows under rectification of rising cadmium vapors back into the evaporator. This results in a greater purity of the distillate coming into the condenser so that even with larger productions, correspondingly the set temperature, a fine cadmium of the highest purity is produced, which flows over the outlet into a press.

Til forskjell fra de kjente fremgangsmåter føres ingen flytende råkadmiumstrøm gjennom det samlede vakuumkammer og det har vist seg.at fordampningen ifølge oppfinnelsen med etterfølgende tilbakeløpskjøling fører til et vesentlig gunstigere resultat. Ved innretningen ifølge oppfinnelsen kommer det fra vakuumkammeret ikke noe udestillert kadmium, som etter den' kjente fremgangsmåte eventuelt måtte føres i flere kretsløp igjen gjennom vakuumkammeret. I en eneste arbeidsgang fremkommer på den ene side meget rent finkadmium og på den annen side et konsentrert destillas j.onsresidu, spesielt en bly-thallium-legerihg,' som adskilt strømmer i et forlag for destillatet og i et samlekar for destillasjonsresiduet. Ved tilsvarende tilførsel av råkadmium og uttak av finkadmium samt av destillasjonsresiduet kan innretningen ifølge oppfinnelsen drives helkontinuerlig, hvilket fører til en betraktelig personalbesp.arelse i forhold til tid-ligere råkadmiumraffineringer. In contrast to the known methods, no liquid raw cadmium stream is passed through the overall vacuum chamber and it has been shown that the evaporation according to the invention with subsequent reflux cooling leads to a significantly more favorable result. With the device according to the invention, no undistilled cadmium comes from the vacuum chamber, which according to the known method may have to be passed through the vacuum chamber again in several circuits. In a single operation, on the one hand, very pure fine cadmium and on the other hand, a concentrated distillate residue, especially a lead-thallium alloy, is produced, which flows separately in a press for the distillate and in a collection vessel for the distillation residue. With a corresponding supply of crude cadmium and withdrawal of fine cadmium as well as of the distillation residue, the device according to the invention can be operated completely continuously, which leads to a considerable saving in personnel compared to earlier crude cadmium refineries.

Ved en foretrukket utførelse er tilførselen, bort- In a preferred embodiment, the supply, removed

Teringen og avgangen hver neUdyppet i en beholder som er innrettet til å inneholde et flytende bad av råkadmium, av <f>inkad-mium resp. av destillasjonsresiduet og har høyder som ligger over badspeilet og munningen av tilførselen ligger over munningen av uttaket. Herved består de lukkede rom på i og for seg. kjent måte av sumpene som befinner seg i et irinsmeltningshode for råkadmium, i samlekaret for destillasjonsresiduet og i forlaget for finkadmium. fitter innstilling av temperaturene i de forskjellige innretningsdeler og etter innkopling av en vakuumpumpe innsuges -råkadmium, destillasjonsresiduet og finkadmium på den barometriske høyde i tilledning,. uttak og avgang. Ktter oppnåelse av den barometriske høyde starter kadmiumets fordamp-' ning, som kontinuerlig kompletteres over innsrneltningstonpen. Disse av de eventuelle bad bestående inneslutninger resp. de over de forskjellige barometriske søyler med badene i forbind-else stående innretningsdeler, muliggjør på enkel og hensiktsmessig måte gjennomføring av en helkontinuerlig raffinasjonsdrift. Da det videre mellom munning av tilførsel og avgang består en nivåforskjell er det til enhver tid mulig med en innmatning av råkadmium uten at det er mulig med en tilbaketreden av destillasjonsresiduet fra samlekaret over fordamperen. The die and the waste are each immersed in a container which is arranged to contain a liquid bath of crude cadmium, of <f>ink-mium resp. of the still and has heights that are above the bath mirror and the mouth of the supply is above the mouth of the outlet. In this way, they consist of closed rooms in and of themselves. known manner of the sumps located in an iron smelting head for crude cadmium, in the collection vessel for the distillation residue and in the publisher for fine cadmium. adjusts the temperatures in the various device parts and after switching on a vacuum pump, crude cadmium, the distillation residue and fine cadmium are sucked in at the barometric height in the supply. withdrawal and departure. Once the barometric height is reached, the cadmium's evaporation starts, which is continuously completed above the concentration tank. These of any bathrooms consisting of enclosures or the equipment parts standing above the various barometric columns with the baths in connection, enable in a simple and appropriate way the implementation of a completely continuous refining operation. As there is also a difference in level between the mouth of the supply and the outlet, it is possible at all times to feed in raw cadmium without it being possible for the distillation residue to return from the collection vessel above the evaporator.

Ved en praktisk utførelse munner tilførsel, bortførsel og avgang ut i de fri ender av de to ben og er med en vakuumtilknytning ført over et med kondensasjonsflater utstyrt vakuumrør gjennom det annet, ben til et punkt som ligger like over det laveste sted i kondensatoren. Bortsett fra andre tilslutningsmuligheter har det vist seg spesielt gunstig, idet den samlede lengde av det U-formede rør virkningsful.lt ut-nyttes til vakuumdestillering. I første ben av U-røret finner det sted fordampning, en delkondensering samt tilbakeløps-kjøling og rektifikasjon, mens den egentlige kondensering og bortstrømning av destillatet er konsentrert til annet ben, In a practical design, supply, removal and discharge open into the free ends of the two legs and are led with a vacuum connection over a vacuum tube equipped with condensing surfaces through the other leg to a point just above the lowest point in the condenser. Apart from other connection options, it has proved particularly advantageous, as the total length of the U-shaped tube is effectively used for vacuum distillation. In the first leg of the U-tube, evaporation, partial condensation as well as reflux cooling and rectification take place, while the actual condensation and outflow of the distillate is concentrated in the second leg,

som for å øke kondensasjonsvirkningen er gjennomtrent av vakuumrøret. Riktignok kunne- vakuumtilslutningen også være foreskrevet på annen måte og-på annet sted, imidlertid fører denne flergahgs utnyttelse med hensyn til en vakuumtilførsel og en kondensasjonsflateforstørrelse til et gunstig samlet forhold av innretningen. Da vakuumrøret er ført ovenifra inn i området over det dypeste sted av which, in order to increase the condensation effect, is drawn through the vacuum tube. Admittedly, the vacuum connection could also have been prescribed in a different way and in a different place, however, this multiple utilization with regard to a vacuum supply and a condensation surface enlargement leads to a favorable overall ratio of the device. As the vacuum tube is led from above into the area above the deepest point of

kondensatoren unngås en ti Ist opn ing av utskilt kadmium. the condenser is avoided a ti Ist opening of secreted cadmium.

Videre kan vakuumrøret i kondensatoren under fri-gjøring av tilstrekkelig ringrom, ha en størst mulig diameter. Herved fremkommer det en ytterligere økning av kondensasjons-flaten, således at det eventuelt er mulig uten ekstra forholds-regler å øke produksjonen. Furthermore, the vacuum tube in the condenser, while freeing up sufficient annulus, can have the largest possible diameter. This results in a further increase in the condensation surface, so that it is possibly possible to increase production without additional precautions.

Videre kan stigerøret mellom benene forløpe hellende i forhold til horisontalen. Da dét allerede i tilbakeløpskjøleren finner sted en delkondensasjon som strekker se<p> til stigerøret, oppnås ved dets skråstilling en uhindret bortløpning av kondensatet i kondensatoren. Også herved påvirkes gunstig innretningens samlede funksjon med hensyn til et øket kadmiumsuttak. Furthermore, the riser between the legs can run at an angle in relation to the horizontal. Since a partial condensation already takes place in the return cooler that extends se<p> to the riser, its inclined position results in an unhindered run-off of the condensate in the condenser. This also favorably affects the device's overall function with regard to an increased cadmium withdrawal.

Ved en ytterligere utformning har fordamperen og tilbakeløpskjøleren en varmemantel, mens en kondensatormantel oppvarmes eller avkjøles upåvirket. Mens temperaturen i fordamperen og tilbakeløpskjøleren alt etter produksjon må holdes innen bestemte områder, avhenger temperaturen i kondensatoren av mengde av kondenserende kadmium, da den til fordampning nødvendige varme igjen frigjøres ved kondensering. Under drift innstiller det seg i kondensatoren en temperaturlikevekt, som avhenger av kondensasjonsvarmen og destillatet og av varmetap gjennom veggene. Alt etter driftskravene kan det i kondensatoren også være foreskrevet en ekstra ekstern oppvarmning eller avkjøling for å påvirke kondensasjonsforholdet. Videre er det meget hensiktsmessig når fordamperen har en temperaturstyring for å kunne innstille den samlede ytelse av innretningen og der-med kadmiumproduksjonen. Spesielt ved en større temperaturend-ring i fordamperen er det imidlertid hensiktsmessig at også enkelte eller alle andre temperaturer i innretningen samtidig endres innen visse grenser, for at innretningen alltid arbeider ved optimale driftsforhold. In a further design, the evaporator and reflux cooler have a heating jacket, while a condenser jacket is heated or cooled unaffected. While the temperature in the evaporator and return cooler must be kept within specific ranges depending on production, the temperature in the condenser depends on the amount of condensing cadmium, as the heat required for evaporation is released again by condensation. During operation, a temperature equilibrium is established in the condenser, which depends on the heat of condensation and the distillate and on heat loss through the walls. Depending on the operating requirements, additional external heating or cooling may also be prescribed in the condenser to influence the condensation ratio. Furthermore, it is very appropriate when the evaporator has a temperature control in order to be able to set the overall performance of the device and with it the cadmium production. However, especially in the case of a major temperature change in the evaporator, it is appropriate that certain or all other temperatures in the device also change within certain limits at the same time, so that the device always works at optimal operating conditions.

Dessuten har det vist seg gunstig, at temperaturen Moreover, it has proven beneficial that the temperature

i innsmeltningskaret av råkadmium og i samlekaret av destillasjonsresiduet ligger litt under temperaturen i fordamperen. På denne måte hindres at ved innmatning av råkadmium fra innsmelt-ningsbeholderen resp. tilbaketreden av destillasjonsresiduet fra samlekaret i fordamperen, opptrer et for stort temperatur-sj okk. in the melting vessel of raw cadmium and in the collection vessel of the distillation residue is slightly below the temperature in the evaporator. In this way, it is prevented that when raw cadmium is fed from the melting vessel or the retreat of the distillation residue from the collection vessel into the evaporator, an excessive temperature shock occurs.

For at det skal opptre en virkningsfull delkondensasjon og en rektifikasjon i første ben av det U-formede rør, bør temperaturen i tilbakeløpskj'øleren ligge noe under fordamperens. Mens en for liten temperaturforskjell mellom fordamper og tilbakeløpskjøler fører til en utilstrekkelig rektifikasjon fremkommer■ved en for stor temperaturforskjell en overmåtelig øket delkondensasjon allerede i enløpsbenet, således at innretningens samlede produksjon nedsettes på uønsket måte. In order for effective partial condensation and rectification to occur in the first leg of the U-shaped tube, the temperature in the return cooler should be slightly below that of the evaporator. While too small a temperature difference between evaporator and return cooler leads to insufficient rectification, an excessively large temperature difference results in excessively increased partial condensation already in the one-pass leg, so that the device's overall production is reduced in an undesirable manner.

Ved en praktisk utførelse har' det vist seg meget hensiktsmessig ved en fordamperytelse på ca. 72 g/cm<2>/time å innstille temperaturer på ca. 485°C på fordamperen, på ca. In a practical implementation, it has proven to be very appropriate with an evaporator performance of approx. 72 g/cm<2>/hour to set temperatures of approx. 485°C on the evaporator, in approx.

i)55°C i innsmeltningskaret samt i samlekaret, fra ca. 420°C ved spissen av tilbakeløpskjøleren og fra ca. 420°C i forlaget. Herved fremkommer for å minske temperatursjokket ved fordamperens inngang en temperaturforskjell på ca. 30°C, mens temperaturfor-skjellen mellom fordamper og tilbakeløpskjøler med hensyn til dets høyeste sted utgjør 65°C. Ved andre produksjoner som innstiller seg ved endring av temperaturen i fordamperen, bør temperaturen i innsmeltningskaret og i samlekaret med hensyn til et temperatursjokk og i tilbakeløpskjøleren med henblikk på en hensiktsmessig delkondensasjon samtidig endres i dette området. i) 55°C in the melting vessel as well as in the collection vessel, from approx. 420°C at the tip of the reflux cooler and from approx. 420°C in the publisher. In order to reduce the temperature shock at the evaporator inlet, a temperature difference of approx. 30°C, while the temperature difference between evaporator and return cooler with respect to its highest point is 65°C. In the case of other productions that occur when the temperature in the evaporator is changed, the temperature in the melting vessel and in the collecting vessel with regard to a temperature shock and in the reflux cooler with a view to an appropriate partial condensation should be changed at the same time in this area.

Da en virkningsfull vakuumdestillering av kadmium kan overholdes ved relativt lave temperaturer, fremkommer under hensyntagen til kokekurven for kadmium, bly, thallium og kobber i avhengighet av lufttrykk og disse stoffers forenlighet med jern den mulighet å fremstille det U-formede rør og/eller til-førsler, uttak samt bortføring, av jern resp. stål. Den samlede innretning kan derved fremstilles uten dyre materialer meget prisgunstig.. As an effective vacuum distillation of cadmium can be achieved at relatively low temperatures, taking into account the boiling curve for cadmium, lead, thallium and copper in dependence on air pressure and the compatibility of these substances with iron, the possibility of producing the U-shaped tube and/or deliveries, withdrawals and abductions of iron or steel. The overall arrangement can thereby be produced without expensive materials at a very favorable price.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et på tegningen vist utførelseseksempel. - In the following, the invention will be explained in more detail by means of an embodiment shown in the drawing. -

Det ifølge oppfinnelsen omvendte U-rør har et vakuumkammer 20. De begge, nedadrettede ben er på f-orsiden utstyrt med forskjellige tilslutninger. I det venstre ben munner en tilførsel 12, som er dyppet ned i et innsmeltningskar 10 for flytende råkadmium. I dette ben-munner det også ut en avgang 16, som er dyppet ned i et samlekar 14 -for destillasjonsresiduet resp. bly-thallium-legeringen. Munningene 24 og 26 av tilførsel 12 og avgang 16 har en nivåforskjell da tilførsel 12 rager videre inn i det indre av vakuumkammeret 20. Innsmeltningskaret 10 og samlekaret 14 er omgitt av en felles varmeinnretning 18, hvormed de to bad holdes på samme temperaturr Uavhengig herved er det selvsagt også mulig med en adskilt oppvarmning av råkadmiumet i innsmeltningskaret og av destillasjonsresiduet i samlekaret. The inverted U-tube according to the invention has a vacuum chamber 20. The two downward-directed legs are equipped on the front side with different connections. In the left leg opens a feed 12, which is dipped into a melting vessel 10 for liquid raw cadmium. In this leg there is also a discharge 16, which is dipped into a collection vessel 14 - for the distillation residue or the lead-thallium alloy. The mouths 24 and 26 of supply 12 and outlet 16 have a level difference as supply 12 protrudes further into the interior of the vacuum chamber 20. The melting vessel 10 and collection vessel 14 are surrounded by a common heating device 18, with which the two baths are kept at the same temperature. it is of course also possible with a separate heating of the raw cadmium in the melting vessel and of the distillation residue in the collection vessel.

Tilførselen 12 og avgangen 16 munner ut i en fordamper 22, som har en varmemantel 28, hvormed temperaturen innstilles alt etter den ønskede kadmiumproduksjon. Til fordamperen' 22 slutter det seg en likeledes i området for innløpsbenet liggende tilbakeløpskjøler 30, som er omgitt av en varmemantel 32. Med denne innstilles temperaturen i tilbakeløpskjøleren 30, således at den ligger noe under temperaturen av fordamperen 22 for å oppnå en delkondensasjon av på forhånd fordampet kadmium. Det derved dannede kondensat flyter i motstrøm til kadmiumdampen tilbake i fordamperen, idet det samtidig opptrer en til den samlede prosess meget gunstig påvirkende rektifikasjon. The supply 12 and the outlet 16 open into an evaporator 22, which has a heating jacket 28, with which the temperature is set according to the desired cadmium production. The evaporator' 22 is joined by a reflux cooler 30, also located in the area of the inlet leg, which is surrounded by a heating jacket 32. With this, the temperature in the reflux cooler 30 is set so that it is slightly below the temperature of the evaporator 22 in order to achieve a partial condensation of pre-vaporized cadmium. The condensate thus formed flows countercurrently to the cadmium vapor back into the evaporator, while at the same time a rectification occurs which has a very favorable effect on the overall process.

Innløpsbenet går fra tilbakeløpskjøler 30 over i et stigerør 34, som forbinder de to ben av U-røret med hverandre og heller i retning til det loddrette ben i forhold til horisontalen. Herved avledes det i området av stigerøret 34 opptredende kondensat uten hindring i en kondensator 36, som består ,av høyre ben The inlet leg passes from the return cooler 30 into a riser 34, which connects the two legs of the U-tube with each other and rather in the direction of the vertical leg in relation to the horizontal. Hereby, the condensate occurring in the area of the riser 34 is diverted without obstruction into a condenser 36, which consists of the right leg

av U-røret resp. av vakuumkammeret 20. of the U-tube or of the vacuum chamber 20.

Kondensatoren 36 har en ytre mantel 38, som eventuelt oppvarmes eller avkjøles. Av en øvre vakuumtilslutning 40, som fører til en ikke vist vakuumpumpe strekker det seg et vakuumrør 42 i området av kondensatoren 36 gjennom vakuumkammeret 20, som ender noe over det dypeste sted av kondensatoren 36. Vakuumrøret 42 tjener på den ene side til undertrykkfrembringelse i vakuumkammeret 20 og på den annen side til å øke kondensasjonsflåtene. For å oppnå en mest mulig gunstig kondensatorvirkning kan dia-meteren av vakuumrøret 42 velges relativt stort, når bare et tilstrekkelig ringrom 50 står til disposisjon mellom vakuumrøret 42 og den ytre begrensning av vakuumkammeret 20. The condenser 36 has an outer jacket 38, which is optionally heated or cooled. From an upper vacuum connection 40, which leads to a vacuum pump not shown, a vacuum pipe 42 extends in the area of the condenser 36 through the vacuum chamber 20, which ends somewhat above the deepest part of the condenser 36. The vacuum pipe 42 serves on the one hand to create negative pressure in the vacuum chamber 20 and on the other hand to increase the condensation rafts. In order to achieve the most favorable condenser effect possible, the diameter of the vacuum tube 42 can be chosen relatively large, when only a sufficient annular space 50 is available between the vacuum tube 42 and the outer limit of the vacuum chamber 20.

I den fri frontside av det.høyre ben resp. i kondensatoren 36 munner det ut et utløp 44 for finkadmium, som samles i et forlag 46, som likeledes er utstyrt med -en oppvarmningsinn-retning 48 for å holde finkadmium på den ønskede driftstempera-tur. In the free front side of the right leg or in the condenser 36 there is an outlet 44 for fine cadmium, which is collected in a store 46, which is also equipped with a heating device 48 to keep the fine cadmium at the desired operating temperature.

Videre befinner det seg ved den til benets frontside overforliggende side luker 52,. 54, som muliggjør en tilgang til det indre av vakuumkammeret 20 og tillater en optisk inspek-sjon. I dette tilfellet er lukene 52, 54 utstyrt med gjennom- Furthermore, there are hatches 52 on the side opposite the front side of the leg. 54, which enables an access to the interior of the vacuum chamber 20 and allows an optical inspection. In this case, the hatches 52, 54 are equipped with through-

siktige, temperaturstabile lokk. transparent, temperature-stable lids.

For at bacisumpene i innsmeltningskaret 10 og samlekaret 14 og i forlaget 46 kan tjene som barometriske låser for innretningen, må de fri over badspeilene anordnede høyder av tilledning 12, avgang 16 og- utløp' 44 minst tilsvare den barometriske høyde av det eventuelle bad. - In order for the baci sumps in the melting vessel 10 and collection vessel 14 and in the press 46 to serve as barometric locks for the device, the heights of supply 12, outlet 16 and outlet 44 arranged above the bath mirrors must at least correspond to the barometric height of the possible bath. -

Det har vist seg at tverrsnittet av tilførsel 12 og utløp 44 ikke har eller.bare har en forsvinnende innvirkning på innretningens .arbeidsmåte. Derimot bør'imidlertid tverrsnittet av avgangen 16 for destillasjonsresiduet resp. bly-thallium-legering i forhold til tverrsnittet av fordamperen 22 ikke under-skride et bestemt mål, da avgangen 16 kan tjene som puffer og innmatning av råkadmium i fordamperen må kunne forsterkes. Avgangen skal hindre at- råkadmiumet kommer i samlekaret 14 for bly-thallium-legering. Ved innmatning av råkadmium over innsmeltningskar 10 i' fordamperen 22, som kan foregå driftskonti-nuerlig en gang i timen, finnes det mellom fordamper 22 og samlekar 14 sted., en trykkutligning". Derved opplades en del av råkadmiumet til oppnåelse av den barometrisk betingede nivåforskjell mellom metalloverflaten i fordamperen 22 og i samlekaret 14 i avgangen 16, idet' en tilsvarende del av destillasjonsresiduet trykkes inn i samlekaret 14. Under en kontinuerlig fordampning av kadmium tilbakeføres råkadmium, som i avgangen 16 ligger som et depot, tilsvarende det ved fordampningen dannede volumsvinn inn i fordamperen. Dette betinger samtidig en tilbakestrømning av residuet fra samlekaret 14 inn i avgangen 16. Følgelig bør tverrsnittet av avgangen 16 ikke velges for lite. I drift innstilles eventuelt ved tenning av brennere 'temperaturen i fordamperen 22 It has been shown that the cross-section of supply 12 and outlet 44 has no or only a vanishing effect on the device's way of working. In contrast, however, the cross-section of the departure 16 for the distillation residue or lead-thallium alloy in relation to the cross-section of the evaporator 22 does not fall below a certain target, as the outlet 16 can serve as a buffer and the feed of raw cadmium into the evaporator must be able to be increased. The outlet is to prevent the raw cadmium from entering the collection vessel 14 for lead-thallium alloy. When raw cadmium is fed via melting vessel 10 into the evaporator 22, which can take place continuously once an hour, there is a pressure equalization between evaporator 22 and collecting vessel 14". Thereby, a part of the raw cadmium is charged to achieve the barometrically conditioned level difference between the metal surface in the evaporator 22 and in the collection vessel 14 in the exit 16, as a corresponding part of the distillation residue is pressed into the collection vessel 14. During a continuous evaporation of cadmium, raw cadmium, which is located in the exit 16 as a depot, is returned, corresponding to that formed during the evaporation loss of volume into the evaporator. This also conditions a return flow of the residue from the collection vessel 14 into the outlet 16. Consequently, the cross-section of the outlet 16 should not be chosen too small. During operation, the temperature in the evaporator 22 is set, if necessary, by lighting burners

i tilbakeløpskjøler 30' og i kondensatoren 36, mens de enkelte bad i innsmeltningskaret 10 i samlekaret 14' og i forlaget 16 befinner, seg på egnet temperatur.- Disse skal med hensyn til unngåelse av et temperatursjokk i fordamperen 22 velges således at temperaturen av råkadmium av -destillasjonsresiduet bare ligger noe under temperaturen, for fordamperen 22. T tilbakeløpskjøler 30 kan det for økning av ytelsen være innbygget en spiral 56, som avbremser den. rettlinjede oppaddrivning av kadmiumdampen og ved en tvungen rotasjon bringer kadmiumdampen en bedre kontakt med tilbakeløps-kjølerens kalde vegg. På denne måte forbedres vesentlig adskil-lingsbetingelsene. in the reflux cooler 30' and in the condenser 36, while the individual baths in the melting vessel 10 in the collection vessel 14' and in the source 16 are at a suitable temperature. - With regard to avoiding a temperature shock in the evaporator 22, these must be selected so that the temperature of raw cadmium of the -distillation residue is only slightly below the temperature, for the evaporator 22. In the return cooler 30, to increase the performance, a spiral 56 can be built in, which slows it down. rectilinear upward propulsion of the cadmium vapor and a forced rotation brings the cadmium vapor into better contact with the cold wall of the return cooler. In this way, the separation conditions are significantly improved.

Etter innstilling av et tilstrekkelig undertrykk i vakuumkamrricret 20' fordampet' kadmium i fordamperen ?<' og kummer inn i tilbakeløpskjøler 30, hvor en del av det fordampede kadmium kondenseres og strømmer tilbake i motstrøm til kadmium-dampene inn . i fordamperen Derved, f j.nner det sted en rektifikasjon av oppadstigende kadmiurndamper. Uns no kommer- deretter* over stigerør 34 inn i kondensatoren 36 .i det andre ben av U-røret, hvor den utsettes for en sterk kondensasjon. Det derved dannede kondensat resp. destillat er meget rent finka-dmiurn .'".om føres over utløp 44 inn 1 forlaget 46. After setting a sufficient negative pressure in the vacuum chamber 20, the cadmium evaporates in the evaporator ?<' and flows into the return cooler 30, where part of the evaporated cadmium is condensed and flows back in countercurrent to the cadmium vapors in. In the evaporator, there is therefore a rectification of rising cadmium vapors. Uns now comes* via riser 34 into the condenser 36 in the other leg of the U-tube, where it is exposed to a strong condensation. The resulting condensate or distillate is very pure finka-dmiurn .'". if passed over outlet 44 into 1 the press 46.

Vakuurndest i 1 las j ons innretningen Ifølge oppfinne loen muliggjør en meget virkningsfull kadrniumf r ernst illing med store produksjoner og-høy renhetsgrad av finkadmium, slik det fremgår av følgende eksempler. The vacuum unit in the 1 las j ons device According to the invention enables a very effective cadmium extraction with large productions and a high degree of purity of fine cadmium, as can be seen in the following examples.

i^ ksernpel 1. i^ ksernpel 1.

I et første forsøksstadium ble det med en innretning ifølge oppfinnelsen raffinert mer enn 40.000 kg kadmium med en ytelse på ca. 750 kg/dag og en renhetsgrad på 99,993$ Cd. Derved ble det innstilt resp. oppnådd følgende temperaturer i innretningen: I innsmeltningskaret 10 for råkadmium og i forlaget 46 for finkadmium 420°C; i fordamperen 22 500°C; 1 tilbakeløps-kjøler 30 50 0°C og i kondensatoren 36 380°C:. In a first trial stage, more than 40,000 kg of cadmium was refined with a device according to the invention with a performance of approx. 750 kg/day and a purity of 99.993$ Cd. Thereby, it was canceled or achieved the following temperatures in the device: In the melting vessel 10 for raw cadmium and in the source 46 for fine cadmium 420°C; in the evaporator 22,500°C; 1 return cooler 30 50 0°C and in the condenser 36 380°C:.

Eksempel 2. Example 2.

Med en innretning ble det fremstillet mer enn 200 tonn finkadmium med en produksjon på ca. 2200 kg, hvilket til-svarer en fordamperytelse pa 72 g/cm "/time. Derved ble det over-holdt følgende temperaturer: I. innsmeltningskaret 10 og i samlekaret 14 455°C; i fordamper 22 485°C; i tilbakeløpskjøler 30 ved dets høyeste sted 420°C og i kondensatoren 36 innstilte det seg en temperatur på 420°C mens temperaturen i forlaget 46 ble holdt på 420°C. With one facility, more than 200 tonnes of fine cadmium were produced with a production of approx. 2200 kg, which corresponds to an evaporator performance of 72 g/cm"/hour. The following temperatures were thereby observed: I. melting vessel 10 and in the collection vessel 14,455°C; in the evaporator 22,485°C; in the reflux cooler 30 at its highest point 420°C and in the condenser 36 a temperature of 420°C was established while the temperature in the source 46 was maintained at 420°C.

Det ble anvendt en råkadmium av følgende sammensetning: A crude cadmium of the following composition was used:

1,5 til 2,6% bly, 1.5 to 2.6% lead,

0,015 til 0.,8$ kobber, 0.015 to 0.8$ copper,

0,003 til 0,01$ sink, 0.003 to 0.01$ zinc,

0,4 til 1,8 $ thallium. 0.4 to 1.8$ thallium.

Ved vakuumdestillering fremkom en finkadmium med en sammensetning på hver gang mindre enn 0,001$ bly, 0,0002$ kobber, 0,0001$ sink og 0,001$ thallium. By vacuum distillation, a fine cadmium emerged with a composition each time less than 0.001$ lead, 0.0002$ copper, 0.0001$ zinc and 0.001$ thallium.

Av eksempel 2 sees at renhetsgraden av finkadmium allerede i. innretningens forsøksstadium ved øket produksjon ligger vesentlig gunstigere enn ved den kjente innretning. Forsøket viser videre at det er mulig med en ytterligere økning av produksjonen uten at det fremkommer en nedgang i renhetsgraden. From example 2 it can be seen that the degree of purity of fine cadmium already in the device's trial stage with increased production is significantly more favorable than with the known device. The experiment also shows that it is possible to further increase production without a decrease in the degree of purity.

Claims

Process for refining raw cadmium, where liquid raw cadmium is introduced into a vacuum or vacuum chamber, evaporates here and after condensation emerges as fine cadmium, characterized by the raw cadmium being continuously evaporated, the higher-boiling impurities being condensed together with part of the cadmium, the condensate being removed in a countercurrent to the raw cadmium vapor and the main quantity of the cadmium vapor being condensed as fine cadmium.

2. Device for carrying out the method according to claim 1, comprising a vacuum chamber (20), characterized in that the vacuum chamber (20) consists of an inverted U-tube, in one leg of which an evaporator (22) is arranged in which it opens a supply (12) for. raw cadmium, and that in the drain leg of the U-tube there is an outlet (44) for fine cadmium, and that in the first-mentioned leg above the evaporator (22) a return cooler (30) is arranged, which passes over a riser (34) into the drain leg which forms a condenser (36), and that a non-return outlet (16) for the distillation residue is arranged at the inlet leg.

3. Device according to claim 2, characterized in that the supply (12), the outlet (44) and the outlet (16) are each immersed in a container which is arranged to contain a liquid bath of respectively. raw cadmium, fine cadmium and distillation residue j and that the mouth (24) of the supply (12) lies above the mouth (26) of the outlet (16).

Device according to claim 2 or 3, karak characterized in that the supply (12), the outlet (44) and the outlet (16) project into the free ends of both legs and that a vacuum connection (40) over a vacuum tube (42) equipped with condensation surfaces is led through the other leg. to a point just above the deepest point in the condenser (36).

5. Device according to claim 4, characterized in that the vacuum tube (42) in the condenser (36) while maintaining an annulus (50) has the largest possible diameter.

6. Device according to one or more of claims 2 to 5, characterized in that the evaporator (22) and the reflux cooler (30) have a heating mantle (28, 32), while a mantle (38) on the condenser (36) has independent heating or cooling.