PL13277B1 - Sposób obróbki rud i rozmaitych pozostalosci z jednoczesnem gazowaniem paliwa. - Google Patents

Description

Sposoby przemyslowe stosowane do¬ tychczas do obróbki rud cynkowych i olo¬ wianych daja jako pozostalosc produkt o dosc duzej zawartosci metalu. Popioly po¬ chodzace np. z. retort pieców cynkowych zawieraja nieraz powyzej 5% cynku i do 10% olowiu. Popioly te zawieraja nieraz równiez dosc znaczna ilosc srebra. Blota otrzymywane przy elektrolitycznych spo¬ sobach produkcji cynku zawieraja do 30% metalu (cynku i olowiu). To samo dotyczy przeróbki olowiu. Rudy obrabiane w pla¬ szczu wodnym olowianym zawieraja cze¬ sto pewna ilosc cynku, który prawie w ca¬ losci przechodzi do zuzla. Zuzel ten moze zawierac do 15% cynku, a jednoczesnie 1 do 3% olowiu oraz znaczna ilosc zela¬ za. Wreszcie istnieje wiele bardzo waz¬ nych rud siarczkowych lub tlenków, za¬ wierajacych cynk, olów, zelazo, miedz, srebro; niektóre z tych rud, a zwlaszcza zlozone rudy siarczkowe maja obecnie ni¬ ska wartosc, poniewaz dotychczas nie o- pracowano latwego sposobu ich obróbki.Usilowano juz obrabiac rudy lub pozo¬ stalosci fabryczne, zawierajace cynk, lub olów w piecach muflowych, przedmuchi¬ wanych zimnym powietrzem lub slabo ogrzewanym; rudy przewaznie zbrykieto- wane i z dodatkiem koksu stapia sie, cynk i olów ulatniaja sie czesciowo, a na dno pieca zlewa sie zuzel, zawierajacy jeszcze 1 do 2% metalu (cynku lub olowiu); ta strata olowiu juz duza w przypadku ob-róbki tlenków, staje sie bardzo znaczna przy obróbce it| przypadki zlaiy iiizcl moze zawierac do, 8% cynku, przyczem wydajnosc cynku z procesu nie dosiega wtedy 70%, a prócz tego miedz, srebro, zloto sa zupelnie stra¬ cone. W procesach tego rodzaju atmosfe¬ ra pieca jest utleniajaca, otrzymane dymy bardzo gorace zawieraja znaczne ilosci C02 i S02. Dymy prowadzi sie zwykle pod kotlem, w którym wytwarza sie pew¬ ne ilosci pary, lecz praca tych kotlów jest bardzo utrudniona z powodu osadzania sie tlenków, na rurach i przewodach/ W rezultacie zuzywa sie duzo paliwa, glów¬ nie koksu, a odzyskuje sie zaledwie czesc cynku i olowfti z wyjatkiem innych meta¬ li, jak zelaza, miedzi, srebra i zlota.Sposób powyzszy tern trudniej jest stosowac im bardziej ogniotrwale sa obra¬ biane rudy.Sposób wedlug wynalazku polega na obróbce rud lub rozmaitych pozostalosci zmieszanych z paliwem i ewentualnie z wapniakami lub krzemionkami w piecu muflowym przedmuchiwanym powietrzem, ogrzanym do wyzszej temperatury, np. powyzej 300°C i zawartej zwykle w gra¬ nicach od 400 do 700°C.Pod wplywem dmuchu, nagrzanego do wysokiej temperatury, spalanie wegla w strefie wlotowej dmuchaw zachodzi pra¬ wie wylacznie na tlenek wegla, otrzymuje sie przeto piec o atmosferze odtleniajacej.Skoro natomiast stosuje sie dmuch zimny lub zwykly — tylko goracy, nagrzany do 250°, spalanie zachodzi w dwóch okre¬ sach: w strefie dysz wedlug reakcji 1) C + 02 + 4N2 = C02 + 4N2 + + 8000 kaloryj na kilogram wegla.Temperatura w tej strefie nie przekra¬ cza 1600°, ponad ta strefa zas powstaje reakcja odwrotna 2) C02 + C = 2 CO — 5500 kaloryj.Ta jednak reakcja nie jest zupelna w tern mianowicie znaczeniu, ze gazy, ucho¬ dzace z aparatu, zawieraja jeszcze wiele C02. Temperatura ogólna wszystkich ma¬ terialów w generatorze pozostaje przeto wysoka i gazy uchodza z wylotu pieca o temperaturze 800° lub nawet wyzej.Utrzymujac temperature dmuchu na poziomie 400—700°, zaleznie od okolicz¬ nosci, osiaga sie prawie calkowite spala¬ nie wegla na CO, co wychodzi na to, ze praktycznie zachodzi jedynie reakcja 1.Temperatura strefy dysz podnosi sie wów¬ czas do 1800—2000° i 2450 kaloryj wy¬ zwolonych przez reakcje, ida na wytwo¬ rzenie i stopienie zuzli, odtlenienie tlen¬ ków, rozklad siarczków i t. d. w ten spo¬ sób, ze na niewielkiej odleglosci, np. 30— 50 cm od plaszczyzny dysz temperatura spada gwaltownie, a w czesci górnej la¬ dunku gazy obfitujace w CO wykazuja temperature stosunkowo niska, np. okolo 300°.W ten sposób wegiel ladunku spalaja¬ cy sie na CO rozwija tylko 2450 kaloryj na kilo wegla, podczas gdy przy dmuchu zimnym lub slabo ogrzanym we^rel spa¬ lalby sie w plaszczyznie dysz glównie na C02, rozwijajac 8000 kaloryj na kilo we¬ gla.Z powyzszego wynika, ze w piecu wy¬ twarza sie strefe nadzwyczaj goraca o bardzo malej wysokosci. Strefa ta bardzo goraca sprzyja zwlaszcza reakcjom che¬ micznym oraz wymianie ciepla; miesza sie wiec ladunki materjalów z odpowiednia iloscia wegla, rudy lub pozostalosci tak, zeby otrzymac zuzel o wskazniku -^—| CaO zblizonym do 1; gdy obrabiane mieszani¬ ny sa utlenione lub zelaziste, wskaznik moze byc tern wiekszy im bardziej zelazi¬ ste sa ladunki i w pewnych przypadkach moze dosiegac 2 i wtedy otrzymuje sie: a. bezposrednio ponad wlotami dmu¬ chaw wyzyskuje sie znaczne cieplo gazów do stapiania zuzla w ten sposób ponad ta strefa otrzymuje sie gazy zimne lub o tem- — 2 —peraturze znacznie nizszej, niz w zwyklych piecach muflowych z dmuchem zimnym lub slabo ogrzanym. b. w strefie bardzo wysokiej tempera¬ tury powoduje sie redukcje szybka i cal¬ kowita tlenków i rozklad siarczków Oraz dzieki temu odzyskiwanie metali przez stopienie lub ulotnienie. Nagle obnizenie temperatury ponad wlotami dmuchaw po¬ zwala na ladowanie materjalu na mala wysokosc 2 do 4 m, dzieki czemu mozna do gazowania stosowac najlepsze paliwo.Oczywiscie proces nalezy prowadzic w taki sposób, zeby strefa bardzo goraca o malej wysokosci zmieniala sie nie wiele; poniewaz przeprowadzane ladunki nigdy nie beda mogly miec zupelnie stalego skladu, wiec przesuniecie strefy topienia moze spowodowac tworzenie sie zuzla, zwalniajace bieg#pieca lub tez zatykajace piec; niedogodnosci tej mozna uniknac, zmieniajac temperature goracego dmuchu, w tym celu powietrze wdmuchiwane ogrze¬ wa sie zapomoca grzejników ciaglych o duzej sprawnosci, ogrzewanych czescia gazów, wytworzonych w aparacie.Ponizej podano kilka przykladów za¬ stosowania procesu.Przy obróbce rud niesiarczkowych la¬ dunek wylicza sie z ewentualnym dodat¬ kiem wapniaka lub krzemionki tak, aby otrzymac np. 200 do 400 kg zuzla; jesli ilosc zelaza w mieszaninie nie przekracza 10%, to obliczajac ladunek tak, zeby miec- zuzel, w którym -^—£ zblizone jest do LaO 1, otrzymuje sie zuzel bialy, zawierajacy malo zelaza i zaledwie slady cynku i olo¬ wiu; stopiony metal zbiera sie na trzonie pieca, cynk w calosci sie ulatnia w posta¬ ci tlenku oraz cynku metalicznego, olów zas ulatnia sie czesciowo, czesciowo zas zostanie zredukowany do metalu, który zbiera sie na dnie; w ten sposób zapomoca paliwa gazowego bogatego w CO osiaga sie odzyskiwanie cynku i olowiu w wyso¬ kosci przekraczajacej 95%. Jesli ilosc ze¬ laza w ladunku przekracza 10%, to nie udaje sie naogól zredukowac calej ilosci metalu, mozna wiec wyliczyc ladunki za¬ wierajace wiecej krzemionki i wtedy zuzel zelazisty, moze miec wskaznik 1,5 do 2.Zuzel teil zawiera ponizej 0,5 cynku i olo¬ wiu. Otrzymane tlenki mozna latwo od¬ dzielic od gazu, np. zapomoca wyplókania woda; prodiikty zebrane przy oczyszcza¬ niu mozna uzyc bezposrednio do elektro¬ lizy cynku bez poddawania ich obróbce posredniej.Sposób wedlug wynalazku pozwala równiez na gazowanie paliwa przy jedno¬ czesnej obróbce rud siarczkowych, zawie¬ rajacych cynk, olów, miedz, srebro i zloto.W tym przypadku obrabia sie zwykle mie¬ szanine, zawierajaca zawsze 25% do 35% stalego wegla. Ladunek z ewentualnym dodatkiem wapniaka wylicza sie tak, zeby miec okolo 200 do 400 kg zuzla na tonne mieszaniny, a na dno aparatu zlewa sie stopiony metal o duzej wartosci, zawiera¬ jacy znaczna czesc zelaza, miedzi siarki, srebra i zlota.Wraz z ta leizna zlewa sie zuzel malo zelazisty, zawierajacy mala ilosc cynku i olowiu, naogól nizsza od 0,5%. Cynk i o- lów przeszly w stan lotny i daly sie odzy¬ skac w ilosci przeszlo 90%. Cynk i olów ulatniaja sie glównie w postaci tlenków wraz z czescia siarczków. Przemywanie gazów woda daje produkty, które po krót- kotrwalem przeprazeniu nadaja sie zwla¬ szcza do obróbki elektrolitycznej.We wszystkich wyzej wymienionych przypadkach na tomie mieszaniny otrzy¬ muje sie 1500 do 2000 m3 gazu, który, za¬ leznie od rodzaju paliwa oraz dodatków, wykazuje cieplo spalania od 800 do 1300 kal. Czesc tego gazu (od 10 do 20%) sto¬ suje sie do nagrzewania dmuchu, reszta zas moze byc zastosowana do innych ce¬ lów.Gaz, oczyszczony z wielka latwoscia, — 3 —mozna stosowac do otrzymywania energji elektrycznej, badz to do silników gazo¬ wych, badz tez w centrali cieplnej. Na tonne mieszaniny mozna w ten sposób o- trzymac 400 do 500 kilowattów. Tak od¬ zyskana energja bedzie dostateczna do za¬ pewnienia ruchu wszelkich urzadzen, a prócz tego umozliwi ekstrakcje cynku za- pomoca elektrolizy.Sposób niniejszy pozwala pracowac w cyklu zamknietym, zawierajacym piec muflowy i urzadzenie elektrolityczne. Ru¬ dy cynkowe, przetworzone w prazaku na tlenki o wysokiej zawartosci metalu, obra¬ bia sie nastepnie elektrolitycznie, przy¬ czem niezbedna energje dostarcza sie z ga¬ zów palnych wytworzonych w piecu mu¬ flowym. Calosc pozwala na obróbke rud albo róznych pozostalosci cynku, przyczem odzyskuje sie przeszlo 90% metalu zawar¬ tego w obrabianych materjalach. PL

Claims (4)

1. Za strzezenia patentowe. 1. Sposób obróbki rud lub pozostalo¬ sci, zawierajacych cynk, olów, miedz, ze¬ lazo, srebro, zloto, z jednoczesnem gazo¬ waniem paliwa, znamienny tern, ze rudy te lub pozostalosci zmieszane z paliwem i produktami wapnistemi lub krzemionko- wemi tak, zeby w otrzymanym zuzlu sto- Srft2 sunek CaO zawieral sie miedzy 1 a 2, obrabia sie w piecu muflowym z dmuchem ogrzewanym do wysokiej temperatury, przewyzszajacej 300°C i zawartej zwykle miedzy 400 a 700^C, przyczem dozowanie ladunków reguluje sie tak, zeby wpoblizu wlotu dmuchaw wytworzyc strefe o malej wysokosci, gdzie temperatura dosiega 1000 do 2000°C, co pozwala na prawie calkowi¬ ta redukcje tlenków i rozklad siarczków oraz calkowite odzyskiwanie metali.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze strefe o wysokiej temperaturze utrzymuje sie stale odpowiednio zmienia¬ jac temperature wdmuchiwanego powie¬ trza, np. zapomoca ogrzewaczy ciaglych, zasilanych czescia gazów wytworzonych w aparacie.
3. 3. Sposób wedlug zastrtz. 1—2, zna¬ mienny tern, ze ladunki piecowe zawiera¬ ja 25 do 35% wegla stalego, pewna ilosc metali cynku i olowiu, naogól przewyzsza¬ jaca 5%, zwykle nie dosiegajaca 15%, i daja zuzel w ilosci od 200 do 400 kg na tonne mieszaniny, przyczem cynk w tych warunkach wydziela sie w postaci lotnej w calosci, olów zas wydzieTa sie takze w po¬ staci lotnej lub zredukowany na metal.#
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, (zna¬ mienny tern, ze do ladunków piecowych dodaje sie materjalów siarczkowych oraz ewentualnie zelazistych, poczem cynk i o- lów wydziela sie w postaci lotnej, zas ze¬ lazo, miedz, zloto i srebro zbiera sie w leiznie na dnie aparatu wraz z pewna ilo¬ scia zuzla (okolo 200 do 400 kg na tonne mieszaniny), zawierajacego malo zelaza i nie zawierajacego wcale lub tylko bardzo niewiele cynku i olowiu. Fusion & V o 1 a t i 1 i sa t i o n S ociete Anonyme. Zastepca: M. Skrzypkowski, mzecznik patentowy. i B I B L 1 G :ka| Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. Mr PL