PL11899B1 - Sposób otrzymywania metali w postaci pary zapomoca redukcji zwiazków metalowych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu otrzymywania metali w postaci pary zapo¬ moca redukcji zwiazków metali.Znane sposoby tego rodzaju dotycza przewaznie otrzymywania cynku oraz me¬ tali alkalicznych. Zgodnie z temi znanemi sposobami zwiazek metalowy w prostem naczyniu nieprzepuszczalnem dla gazów o- grzewa sie wraz ze srodkiem redukujacym, np, weglem, powyzej temperatury redukcji, wzglednie wrzenia. Jako naczynie reduk¬ cyjne sluzy przytem retorta z materjalu ogniotrwalego (dla cynku — szamotowa) lub metalowa (dla potasu, sodu — zela¬ zna), ogrzewana zapomoca bezposredniego opalania z zewnatrz.Wady tych znanych sposobów destyla¬ cji sa nastepujace. Ze wzgledów konstruk¬ cyjnych (wytrzymalosci) retorty musza byc stosunkowo male, tak, iz dla duzego przerobu niezbedne jest stosowanie duzej ich ilosci, nastepnie ladowanie i wylado¬ wywanie retort nie jest ciagle i wymaga duzo pracy recznej, przyczem wyzyskiwa¬ nie ciepla jest zle; retorty podlegaja znacz¬ nemu zuzyciu pod dzialaniem wysokiej temperatury gazów ogniowych, a przede- wszystkiem pod dzialaniem materjalu re¬ akcyjnego, par metali oraz pozostalosci.Niedogodnosci tych mozna uniknac za¬ pomoca sposobu wedlug niniejszego wyna¬ lazku, stosujac zamiast duzej ilosci malych re^tont duze naczynie reakcyjne dla duzego przerobu z ogrzewaniem wewinetrzmem, za¬ opatrzone w uklad wamstw, wytworzony wewnatrz pod dzialaniem sily odsrodkoweji miarodajny dla ogrzewania, wzglednie przebiegu reakcji oraz izoluj acy materj al od zewnajtrz. To naczynie reakcyjne w ze¬ wnetrznych sw^ch ezeseiach jest stosunko¬ wo zimne. Dlatego moze byc ono zupelnie nieprzepuszczalne dla gazów, tak iz desty¬ lacje metali mozna w niem wykonywac pod cisnieniem albo w prózni. Ogrzewanie we¬ wnetrzne tej wielkiej retorty odbywa sie zapomoca oporu elektrycznego w kazdej warstwie, albo zapomoca gazów wprowa¬ dzonych do wewnatrz, przyczem niezbedna wysoka temperature nadaje sie im znanemi srodkami przed naczyniem albo w naczyniu reakcyjnem.Poniewaz zewnetrzna powierzchnia re¬ torty jest zimna, zuzycie ogranicza sie tyl¬ ko do jej wewnetrznych czesci, podlegaja¬ cych dzialaniu wysokiej temperatury, a mianowicie: do wyprawy, ogniw ogrzewaja¬ cych i t. d. Mozna je znacznie ograniczyc dzieki temu, ze czesci pieca, dzialajace na siebie w niepozadany sposób, oddziela sie w odpowiedni sposób zapomoca warstw od¬ dzielajacych lub ochronnych z odpowied¬ niego materjalu. Prócz tego szkodliwe skutki ekonomiczne zuzywania sie retorty mozna ograniczyc do minimum dzieki temu, ze budowe wewnetrznych czesci retorty u- skutecznia sie praktycznie w ciagu bardzo krótkiego czasu bez pracy recznej.Wynikajaca stad duza przystosowalnosc do uciazliwych warunków otrzymywania metali przez destylacje osiaga sposób ni¬ niejszy dzieki temu, ze przewaznie stosuje sie naczynie reakcyjne w postaci pustego cylindra latwo obracanego wokolo swej b- si. Dzieki temu mozna poszczególne lub wsizystkie czesci zawartosci pieca umiescic w dowolnie po sobie nastepujacych war¬ stwach symetrycznie wzgledem osi obrotu, obracajac naczynie reakcyjne co najmniej od czasu do czasu szybko wokolo jego osi.Zawartosc pieca istosuje sie w takim stanie, cieklym lub stalym dostatecznie rozdrob¬ nionym, ze moze ona podlegac sile odsrod¬ kowej wystepujacej podczas obrotu. Dzieki temu ukladowi warstwowemu zapomoca od¬ powiedniego wzajemnego rozmieszczenia warstw oraz wlaczenia warstw odpowied¬ niego materjalu mozna uniknac szkodliwe¬ go stykania sie miedzy czesciami zawarto¬ sci pieca.Przy wewnetrznem ogrzewaniu elek- trycznem zapomoca warstw grzejnych, wy¬ tworzonych dzialaniem sily odsrodkowej z drobnego wegla, mozna zapobiec naruszeniu pieca ze strony materjalu reakcyjnego, u- mieszczajac warstwe ochronna z materjalu, który nie reaguje z weglem w danej tem¬ peraturze. Odpowiednim do tego materja¬ lem sa pozostalosci poreakcyjne.W podobny sposób mozna zapobiec wplywowi mater jalu reakcyjnego na ojnu- ro\yanie pieca lub omurowania na ogniwo ogrzewajace.Przy ogrzewaniu wewnetrznem zapo¬ moca gazów, zwlaszcza gazów spalajacych sie, mozna zapobiec oddzialywaniu produk¬ tów spalania na materjal reakcyjny, na produkt reakcji (pary metalu), na ewen¬ tualnie uzyte elektryczne ogniwa ogrzewa¬ jace w sposób opisany ponizej. Ulatnianiu sie gazów ku przestrzeni reakcyjnej zapo¬ biega sie nakladajac na latwo przepu¬ szczalna warstwe prowadzaca gaz, warstwe pokrywowa trudno przepuszczalna, zwarta, zlozona z drobnoziannisteigo materjalu o- trzymana przez spiekanie.Materjal reakcyjny umieszcza sie rów^ niez w jednej lub kilku warstwach wytwo¬ rzonych przez wirowanie. Mozna jednak co najmniej czesci materjalu reakcyjnego na¬ dawac nie caly obrót, przyczem materjal reakcyjny spada stale zpowrotem na dana plyte pieca. Zalety tego sposobu postepo¬ wania polegaja na tern, ze osiaga sie. do¬ kladne zetkniecie skladników reakcji, np. rudy i wegla , dzieki czemu osiaga sie szyb¬ ka i calkowita reakcje. Prócz tego przy ma- lem nachyleniu osi pieca mozna osiagnac przenoszenie ogrzewanego materjalu w — 2 —kierunku podluznym, a zatem mozna osia¬ gnac ciaglosc ruchu.Powyzsze korzysci, w mysl niniejszego wynalazku, osiagnac mozna, stosujac na¬ stepujace zabiegi. 1. Po uksztaltowaniu pod dzialaniem sily odsrodkowej ukladu warstw w piecu, a mianowicie wyprawy pieca lub jej czesci z drobnoziarnistego materjalu, warstwy ogrzewajacej (np. do ogrzewania zapomioca plonacych gazów przez spalanie bez plomieni — warstwy mocno przepu¬ szcza j?.cej z iraterjalu drobnoziarnistego, do ogrzewania elektrycznoscia — warstwy z przewodzacego drobnoziarnistego lub cie¬ klego materjalu oporowego) oraz potrzeb¬ nych warstw pokrywajacych i oddzielaja¬ cych zmniejsza sie liczbe obrotów o tyle, ze calkowite zabieranie mas na zewnetrznym plaszczu nie ma juz miejsca. Wprowadzo¬ ny drobnoziarnisty materjal reakcyjny nie jest tem samem przytrzymywany na calym obwodzie. 2. Po uksztaltowaniu budowy warstw, jak opisano powyzej, zapomoca prazenia przy dostatecznie wysokiej tem¬ peraturze osiaga sie spiekanie, a tem sa¬ mem utrwalenie wewnetrznych warstw: wy¬ kladzinowej oraz kryjacej. W tym stanie naczynie reakcyjne przy powolnym obro¬ cie lub nawet w spoczynku nadaje sie do u- zytku. Materjal reakcyjny, wprowadzony do kanalu centralnego przy powolnym ob¬ rocie, opada stale na trzon (plyte) pieca Draz przy malem nachyleniu osi pieca o- trzymuje przesuw naprzód potrzebny do pracy ciaglej. 3. Warstwa pokrywajaca, u- mieszczona na wewnetrznej stronie war¬ stwy ogrzewajacej, otrzymuje ksztalt stoz¬ kowy (daje sie to latwo osiagnac sposobem wirowania). Warstwe pokrywajaca utrwala sie przez wypalanie. W tym kanale, posia¬ dajacym ksztalt stozkowy, przy dostatecz¬ nie powolnym obrocie materjal reakcyjny obraca sie stale w strone wiekszego pro¬ mienia.Tworzace sie pary metali i pozostale ga¬ zowe produkty reakcji mozna najlepiej od¬ prowadzac z kanalu centralnego. Mozna to ulatwic, doprowadzajac obojetny gaz prze- plókiwtijacy do kanalu centralnego albo stosujac próznie. Gaz przeplókiiwujacy mozna wjprowadzac równiez w kierunku promieniowym przez warstwy zewnetrzne.Dalej mozna równiez i. odlociny pro¬ wadzic promieniowo przez warstwy na- izewmatrz, iNiegazowe pozostalosci reakcyjne, zuz¬ le, mozna usuwac albo w postaci stalej, al¬ bo tez mozna utrzymywac temperature tak wysoka, zeby je stopic. Umozliwia to dal¬ sza odmiane pracy ciaglej. Trzeba jednak zapobiec przytem wniknaiu mas cieklych do warstw ogrzewajacych lub okladzinowych, a to zapomoca nieprzepuszczalnej, najlepiej wypalonej masy pokrywajacej.Wytworzona pod wplywem wirowania warstwa zuzla nadaje sie poza tem, jako elektryczna warstwa grzejna.Sposób opisany ppwyzej oraz jego od¬ miany nadaja sie najlepiej do wydalania par cynku z mieszaniny rudy cynkowej i wegla.Dalszem waznem zastosowaniem spo¬ sobu jest otrzymywanie metali alkalicz¬ nych, np. sodu. Pary sodu mozna wydalic z mieszaniny sody i wegla przez ogrzewa¬ nie do jasnego czerwonego zaru. Tworzacy sie przytem jednoczesnie tlenek wegla u- trudnia doskonale skroplanie bez strat.Dlatego tez zamiast wegla proponowano stosowac iglin jako srodek redukujacy, jed¬ nakze jest on zbyt drogi.Szczególnie korzystna, zwlaszcza dla prowadzenia reakcji zgodnie z wynalaz¬ kiem, jest nastepujaca dotychczas jeszcze nie stosowana mieszanina reakcyjna, zlo¬ zona z glinianu sodowego Na20 -A/203 (otrzymywana z sody, wegla i glinki przez ogrzewanie) i zelaza — giliniu. Przez ogrze¬ wanie tej mieszaniny w granicach tempera¬ tury od 1000 do 1100°C destyluje sie sód.Mozna stosowac stopy stosunkowo nisko¬ procentowe, np. zawierajace ponizej 50% — 3 —glinu, przyczem zawartosc krzemu nie prze¬ szkadza reakcji. Mozna takze stosowac stop otrzymany bezposrednio z bauksytu w piecu elektrycznym, o wiele tanszy od czy¬ stego glinu. Stosujac próznie, mozna obni¬ zyc równiez temperature redukcji/Obnize¬ nie temperatury osiaga sie równiez, stosu¬ jac mieszanine glinianu sodowego z tlen¬ kiem wapnia. PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób otrzymywania metali w po¬ staci pary zapomoca redukcji zwiazków metali, znamienny tern, ze redukcja doko¬ nywa sie# w jednem naczyniu reakcyjnem z ogrzewaniem wewnetrznem, zaopatrzonem wewnatrz w uklad warstw otrzymywany pod dzialaniem sily odsrodkowej, sluzacy do ogrzewania, wzgledinie zewnetrznej izo¬ lacji lub do innych celów.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze w naczyniu reakcyjnem przez wza¬ jemne ulozepie warstw wzgledem siebie o- raz zastosowanie specjalnych warstw o- chrónnych (rozdzielajacych) unika sie szkodliwego dzialania na siebie czesci u- kladu warstwowego, wzglednie czesci bio¬ racych udzial w reakcji.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze w naczyniu reakcyjnem utworzony uklad warstw utrwalony zostaje przez spie¬ kanie podczas wlasciwej reakcji.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze w celu ogrzewania materjalu reak¬ cyjnego elektrycznoscia, przy ruchu od¬ srodkowym, wytworzonym ukladzie warstw w naczyniu reakcyjnem tworzy sie co naj¬ mniej jedna warstwe grzejna z elektrycznie przewodzacego oporowego materjalu.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze w celu wewnetrznego ogrzewa¬ nia naczynia reakcyjnego gazami stosuje sie przepuszczalna warstwe, przez która przeplywaja gazy grzejne, miedzy dwie¬ ma nieprzepuszczalnemi warstwami.
6. 6. Sposób wedlug izasbrz. 1, znamien¬ ny tem, ze dla ciaglego prowadzenia pro¬ cesu redukcji naczynie reakcyjne wraz z ukladem warsilw utrwalonym przez spiekanie obraca sie z mala szybko¬ scia wokolo osi pochylonej nieco ku pozio¬ mowi.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, w zasto¬ sowaniu do otrzymywania sodu, znamien¬ ny tem, iz redukcja odbywa sie pod dzia¬ laniem zelazo-glinu na glinian sodowy przy temperaturze jasno czerwonego zaru. Gottfried Trumpler. Zastepca: Inz. dypl. M. Zoch, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. BIBLIOTEKA Urzedu Potejl^ego PL