Opis patentowy opublikowano: 1986 04 15 133824 C- £LNIA Int. CP.C22B 19/30 Twórca wynalazku: Uprawniony z patentu: Juan Blas Sitges Menendez, Madryt (Hiszpania) Urzadzenie do odzyskiwania cynku Przedmiotem! wynalazku jest urzadzenie do od¬ zyskiwania cymku zawartego .w zlomie, resztach metalu i kamieniu hutniczym.Ze wzgledu na wysokie zapotrzebowanie na cynk, który jest stosowany jako zabezpieczenie zelaza i stali do wytwarzania powloki galwanicznej, jego odzyskanie ze zlomu i galwanizacyjnego kamienia cynkowego staje sie coraz wazniejsze.Podczas procesu galwanizacji, ze wzgledu na chemiczne reakcje zachodzace miedzy pokrywanym metalem a kapiela cynkowa, oraz na bezposrednie oddzialywanie kapieli na wanny lub pojemniki galwanizacyjne, lacznie z oddzialywaniem sold ze¬ laza powstalych na bazie rozpuszczonych materia¬ lów atakujacych galwanizowane elementy, powstaja cynkowoHZelazowe zwiazki miedzymetaliczne two¬ rzace osad na dnie wanny galwanizacyjnej lub ply¬ wajace po powierzchni roztopionego cyniku, zalez¬ nie od gestosci. Zwiazki (te moga zawierac 4 lub S%, a nawet wiecej zelaza.Zwiazki te sa nazwane wspólnie kamieniem lub poprawniej kamieniem dennym albo kamieniem powierzchniowym i sa wykorzystywane do odzysku wtórnego cynku.Sposób odzyskiwania cynku z wymienionych wy¬ zej kamieni i resztek polega na oddzieleniu zelaza zawartego w krysztalach FeZnu tworzacych ka- mieA, przez dodanie aluminium, aby utworzyc alu- maniowo-zelazDwy miedzymetaliczny zwiazek. Zwia¬ zek lten poddawany jest powierzchniowemu utle- 10 15 \ nianiu i jest zamieniany na czarny proszek, który nie jest zwilzany przez roztopiony cynk. W ten sposób minimalizowane sa straty w procesie sepa¬ racji.(Gestosc utworzonego miedzymetalicznego zwiazku jest mniejsza niz gestosc roztopionego cynku. Tak wiec po zakonczeniu procesu plywa on po po¬ wierzchni. Jednakze, ze wzgledu na lepkosc plynu i maly rozmiar krysztalów stwierdzono, ze proces zachodzi bardzo wolno.Aby przyspieszyc proces separacji stosowane jest mieszanie roztopionej masy umieszczonej w po¬ jemniku stanowiacym wanne lub kadz z roztopio¬ nym kamieniem, ruda lub resztkami. Mieszadlem jest zamontowane na pionowym wale i umieszczo¬ ne w wannie lub kadizi kolo lopatkowe. Wal wirni¬ ka jest podparty na górnej glowicy i moze sie przemieszczac w kierunku pionowym. W górnej glowicy jest takze umieszczony silnik napedzajacy wal oraz pokrywa zakrywajaca wanne lub kadz.Górny odcinek walu jest podparty na mogacym przemieszczac sie w poziomie wózku, natomiast wanna lub kadz jest zamontowana na dwóch, gór¬ nych, zewnetrznych sworzniach, które wyznaczaja os obrotu prostopadla do osi kadzi lub wanny i moze. byc obnizana.W takim pojemniku, lopatki kola lopatkowego sa pochylone pod odpowiednim katem tak, ze prze¬ mieszczaja roztopiona mase w kierunku do dna wanny lub kadzi. Takie ustawienie lopatek kola 133 824133 824 3 lopatkowego powoduje wewnatrz wanny lub kadzi zamkniety przeplyw roztopionego materialu. Ma¬ terial przeplywa pionowo do dolu srodkiem a do góry po obwodzie pojemnika, przy czym przeplyw jest odcinany lub przerywany przez lopatki mie¬ szadla.Z drugiej strony, ze wzgledu na ksztalt wanny lub kadzi nie jest imoaLiwe uzyskanie odpowiedniej regulacji temperatury roztopionego materialu.Opisane powyzej urzadzenie nie zapewnia wy¬ maganej wydajnosci, glównie ze wzgledu na cha¬ rakter powstajacego wewnatrz wanny przeplywu roztopionego materialu, niemozliwosc regulacji tem¬ peratury oraz doplywu powietrza niezbednego do utlleniania miedzymetalicznych zwiazków.Rodzaj przeplywu generowanego w wannie lub kadzi oraz brak regulacji temperatury materialu powoduje w konsekwencji powstanie miedzymeta¬ licznego zwiazku typu FeAlj majacego wysoka temperature topnienia. Oznacza to, w polaczeniu z brakiem regulacji przeplywu powietrza utleniaja¬ cego, ze utlenianie powierzchni miedzymetalicznego zwiazku i jego oddzielenie od roztopionego ma¬ terialu wymaga dlugiego czasu pracy urzadzenia, lacznie z koniecznoscia wielokrotnego zatrzymywa¬ nia i uruchamiania procesu.Celem obecnego wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do odzyskiwania cynku poz¬ bawionego wymienionych wad, z [pojemnikiem, w którym wirnik jest przemieszczany, a lopatki kola wirnika sa (tak ustawione ze proces separacji moae byc przeprowadzony szybko, zas scianka wanny lub kadzi jest tak uksztaltowana, ze umozliwia jej cfhlodzenie, czyli pozwala na regulacje temperatury roztopionego materialu. W wannie lub kadzi zacho¬ dzi reakcja egzotermiczna, istnieje wiec koniecznosc rozpraszania ciepla* W przeciwnym razie tempera¬ tura wzrosnie powyzej granicy, w której zachodzi reakcja i proces bedzie musial byc przerwany.(Konstrukcja urzadzenia winna posiadac prosta Instalacje zapewniajjaca doprowadzenie dostatecznej ilosci powietrza niezbednej do utrzymania w wan- x nie lub kadzi atmosfery utleniajacej. Bósc ta musi zapewnic powierzchniowe utlenienie krysztalów miedzymetalicznego zwiazku.Zgodnie z niniejszym wynalazkieoa dla zapew¬ nienia odpowiedniego chlodzenia, wanny lub kadzi, ich boczne scianki sa otoczone komora wylozona warstwa ogniotrwala. {Praez wnetrze komory prze¬ chodza poprzeczne, spiralne seiaa&i wyznaczajace spiralny kanal prtacgomc promieniowo z otocze* Odam przez górna i dotaa tiysze, które umieszczone aa w zewnetrznej sciance wymienteftej komory i umozliwiaja przeplyw powietrza chlodzacego. && zaptigatania wymaganej do wytworzenia atmosfery ulfleiiiajacej ilosci powietrza, w pokrywie kadzi Job wanny jest umieszczony otwór wlotowy powietrza, a jednoczesnie w wannie lub kadzi, wo- fctfl gniazda pokrywy jest umieszczona górna, pier¬ scieniowa komora. Pierscieniowa komora jest po¬ laczona z wnetrzem wanny lub kadzi poprzez po¬ krywe i posiada zewnetrzna dysze polaczona przy pomocy dacza obrotowego lub zlacza kulowego z tonalem wlotowym, polaczonym z filtrem worko¬ wym lub podobnym urzadzeniem sluzacym do od^ 4 zyskiwania tlenków oraz zapewniajacym regulacje w zaleznosci od ilosci zanieczyszczen, zarówno pod¬ czas fazy mieszania jak i podczas fazy wyjmowania mieszadla, .podczas wlewania metalu jak i usuwa- i nia resztek, które pozostaja w wannie lub kadzi pod koniec kaizdego cyklu, w formie tlenków.Lopatki wirnika sa ulozone w jednej plaszczyzn nie z osia wanny lub kadzi i powoduja promienio¬ wy przeplyw roztopionego metalu powodujacy par- U cie na scianki wanny lub kadzi.Komora pierscieniowa jest przerwana w okoli¬ cach kanalu wlewowego do wanny }ub kadzi, a wewnetrzna scianka pierscieniowej komory ma ksztalt okragly i tworzy ciagly obwodowy rowek.U Zewnetrzna scianka ma ksztalt spirali, rozpoczyna¬ jacej sie po jednej stronie kanalu wlewowego i po¬ siada otwór przylegajacy dp drugiej strony kanalu.Pokrywa Wanny lub kadzi posiada obwodowa, pierscieniowa komore majaca skierowane do dolu M otwory usytuowane w rejonie osadzenia jej na wannie lub kadzi i promieniowe otwory w ze¬ wnetrznej sciance.Otwory w zewnetrznej sciance sa umieszczone naprzeciw ciaglego, obwodowego otworu w we- ss wnetrznej sciance górnej komory pierscieniowej i zapewniaja poprzez pokrywe polaczenie miedzy pierscieniowa komora a wnetrzem wanny hub ka¬ dzi, przy czym mieszadlo jest umieszczone w wan¬ nie lub kadzi.M Wanna lub kadz urzadzenia jest zamontowana na dwóch górnych zewnetrznych podporach wyznacza¬ jacych os obrotu, która jest prostopadla do osi wanny lub kadzi i umozliwia jej obnizanie. Jedna z tych podpór jest wydrazony czlon, lozyskujacy u wal. Do jednej strony tego czlonu przylaczony jest przewód doprowadzajacy powietrze. (Druga strona jest polaczona przewodem z górna dysza spiralnego kanalu uksztaltowanego na obwodzie komory i slu¬ zacego do chlodzenia scianki wanny lub kadzi. 41 Tak w4ec przy pomocy prostego urzadzenia wedlug wynalazku uzyskano efektywne chlodzenie wanny lub kadzi.Aby uniknac przedwczesnego zuzycia sie nape¬ dzajacego wirnik walu i uchronic lozyska toczne « przed dziafemiem nadmiernej temperatury spowo¬ dowanej cieplem przekazywanym przez roztopiony metal, wal wykonany jest z rury i posiada w swym wnetrzu przewód siegajacy okolic wirnika. Prze¬ wód" i wal wyznaczaja pierscieniowa komore. w Rrzewód i pierscieniowa komora sa polaczone w górnej czesci zlaczem obrotowym z ukladem chlo¬ dzenia.Specjalne ustawienie lopatek wirnika w urzadze¬ niu wedlug wynalazku oraz mozliwosc regulacji H temperatury roztopionego materialu w wannie Lub kadzi powoduja zwiekszenie ilosci miedzymetalicz¬ nego zwiazku typu ALFe, którego temperatura topnienia jest nizsza *nz zwiazku typu Al»Fe. Cha¬ rakter miedzymetalicznego zwiazku lacznie z mo- m efliwoscia dostarczenia wymaganej do utleniania ilosci powietrza umozliwia prostsze i szybsze pro¬ wadzenie procesu separacji niz w znanych dotych¬ czas (urzadzeniach. Ponadto, obnizenie temperatury roztopionej masy wydluza zywotnosc wanny lub « kadzi oraz kola lopatkowego.133 824 5 6 Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 — przedstawia urzadzenie wedlug wynalazku w wi¬ doku z przodu, fig. 2 — urzadzenie jak na fig. 1 w widoku z (boku, fiig. 3 — urzadzenie przedsta¬ wione na fig. 1 i 2 w widoku z góry, fig. 4 — wanne llulb kadz urzadzenia lacznie ze srubowym kanalem chlodzacym w widoku schematycznym z czesciowym przekrojem, fig, 5 — wanne lub kadz urzadzenia w widoku z góry, fig. 6 — pokrywe urzadzenia otoczona górna komora pierscieniowa w widoku z góry, fig. 7 — wal wirnika w przekroju pionowym,, fig. 8 i 9 — wirnik w widoku z góry i z -boku.Urzadzenie do odzyskiwania cynku wedlug wy¬ nalazku posiada kadz lufo wanne 1, w której umieszczony jest wirnik 2 zaznaczony na fig. 1 linia przerywana. Wirnik 2 zamocowany jest na pionowym wale Obrotowym 3, który podparty je sit w glowicy 4, mogacej przemieszczac sie w plasz¬ czyznie pionowej. Glowica 4 jest zamontowana na wózku 5, który moze przemieszczac sie w pla¬ szczyznie poziomej po zespole szyn 7.Wanna lufo ikadz 1 zawierajaca roztopione resztki metalu lub kamien jest zamontowana na dwóch górnych podporach 8 i 9 opartych na dwóch piono¬ wych kolumnach 10. Do boków wanny lub kadzi 1 sa przymocowane na zewnatrz dwa silowniki hydrauliczne 11 obracajace wanne lufo kadz 1 wo¬ kól podpór 8 i 9. Kadz lufo wanna 1 jest przykryta pokrywa 12 podwieszona na glowicy 4.Glowica 4 jest zamontowana na pionowych pro¬ wadnicach 13, wzdluz 'których jest przemieszczana hydraulicznymi silownikami 14. W glowicy 4 jest umieszczony silnik 15, napedzajacy poprzez paski 16 rolke 17 przymocowana do walu 3. Wózek 5 jest przesuwany hydraulicznymi silownikami 18.Silowniki hydrauliczne 14 przemieszczaja glowi¬ ce 4 wzdluz pionowych prowadnic 13, natomiast hydrauliczne silowniki 18 przemieszczaja wózek 5 wzdluz zespolu szyn 7, w polozenie zaznaczone linia przerywana w taki sposób, ze glowica 4 jest pod¬ noszona w polozenie 4' unoszac ze soba odkrecona od wanny lub kadzi 1 pokrywe 12 i lopatkowe kolo wirnika 2.W tym polozeniu wanna lufo kadz 1 moze byc napelniona plynnym metalem, lufo oprózniana po¬ przez uruchomienie silowników hydraulicznych 11.Zarówno wanna lufo kadz 1 jak i zespól szyn 7 sa przymocowane do ramy osadzonej na funda¬ mencie.W sciance wanny (fig. 4 i 5) lub kadzi 1, do okola oslony ogniotrwalej 30 uwidocznionej na fig. 2 jest umieszczona pierscieniowa komora. W pier¬ scieniowej komorze wystaje spiralna scianka 20 wy¬ znaczajaca spiralny kanal 21, który w górnej cze¬ sci jest zakonczony styczna dysza 22, a w dolnej — otworem 23. Po przeciwnych stronach, na zewnatrz wanny lub kadzi sa umieszczone na srednicy wy¬ stepy 24 (fig. 5), do których sa przymocowane hydrauliczne silowniki 11. Takze na fig. 5 zazna¬ czono przymocowane do zewnetrznej strony wanny lufo kadzi dwie pary pierscieni 25 i 26 majacych rózne srednice. Górna dysza 22 srubowego kanalu jest polaczona przewodem 27 z wewnetrznym pier¬ scieniem 26. Podpory 8 i 9 wanny lub kadzi 1 posiadaja lozyska slizgowe {fig. 1, 2 i 3) lufo toczne, zamontowane pomiedzy parami pierscieni 25 i 26.W lozyskach tocznych zamontowanych miedzy pier¬ scieniami 26 jest umieszczony wydrazony wal, któ¬ ry wystaje do przewodu 27, a zewnetrzny pierscien 26 jest polaczony z przewodem 28, doprowadzaja¬ cym do wanny lub kadzi powietrze chlodzace, od¬ prowadzane dolna dysza 23.,W górnej czesci wanny lub kadzi (fig. 1,2 16) wokól .ookrywy 12 jest zamontowana pierscienio¬ wa komora 29, przerwana w górnej czesci wanny lufo kadzi, po przeciwnej stronie do dyszy wyloto¬ wej. Górna komora pierscieniowa, (fig. 6) ma kolo¬ wa scianke wewnetrzna i spiralna scianke ze¬ wnetrzna. Jej przekrój zwieksza sie poczynajac od' dyszy wylotowej w kierunku dyszy wylotowej 31 pierscieniowej komory 29. Do dyszy wylotowej 31 jest przymocowany przewód ssacy, odprowadzajacy tlenki do filtra workowego (nie uwidoczniony na rysunku).W wewnetrznej sciance (fig. 2) pierscieniowej ko¬ mory 29 znajduje sie podluzny rowek 32. Pokrywa 12 posiada obwodowa komore 33, w której dnie sa umieszczone otwory 34, polaczone z wnetrzem wanny lub kadzi. Zewnetrzna scianka komoiy 33 posiada takze otwory 35 usytuowane na przeciw rowka 32 komory 29. W ten sposób górna komora 29 jest .polaczona poprzez pokrywe 12 z wnetrzem wanny lufo kadzi. Pokrywa jest osadzona w gniez¬ dzie scianki wanny lufo kadzi (fig. 2), co zapewnia pewne podparcie pokrywy 12.Pokrywa 12 posiada otwór 36, którym (fig. 6) doprowadzane jest powietrze.Wal 3 mocujacy kolo lopatkowe (fig. 7) jest wy¬ konany z rury i posiada przewód 37, który prze¬ chodzi przez jego wnetrze i siega do dolnego konca walu. Wal 3 i przewód 37 wyznaczaja pierscienio¬ wa komore. Górny koniec komory jest zakonczony dysza 38, a górny koniec przewodu 37 dysza 39.Dysze te sa polaczone z ukladem chlodzenia. Dolny koniec walu 3 jest zakonczony kolnierzem 40, do którego jest przymocowane kolo lopatkowe (fig. 8 i 9). Kolo lopatkowe posiada promieniowe wystepy 41, które leza w jednej plaszczyznie z osia walu 3 i do których przymocowane sa lopatki 42. Dzieki takiej konstrukcji obroty kola 2 powoduja promie¬ niowy przeplyw roztopionego materialu, który na¬ piera na scianki wanny lufo kadzi i zwieksza sprawnosc procesu separacji. Przyczyna jest wy¬ tworzony wir, który ulatwia utlenianie krysztalów zwiazku ALFe.Aby mieszadlo moglo byc umieszczone na róznych poziomach, dla zmiany wiru i ulatwienia, zgodnie z wymaganiami, procesu separacji lub utleniania zwiazku AlFe, zastosowano zespól, który umozliwia unoszenie na dana wysokosc glowicy mieszadla bez koniecznosci podnoszenia pokrywy. W tym celu na pokrywie 12 sa zamontowane trzy prowadnice 43, przechodzace przez otwory w plycie 44, która jest nieruchoma wzgledem glowicy 4 mieszadla. Glowi¬ ca 4 moze byc podnoszona lacznie z mieszadlem bez zmiany polozenia pokrywy az do momentu, gdy plyta 44 zetknie sie z wystepami 45. Dalsze uno- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60133 824 szenie glowicy 4 powoduje takze uniesienie pokry¬ wy 12 .kadzi' lufo wanny.(Konstrukcja taka zapewnia ulepszony sposób chlodzenia wanny lub kadzi i prosty konstrukcyj¬ nie uklad doprowadzajacy do wanny lub kadzi powietrze tworzace wymagana atmosfere utlenia¬ PL PL PL PL PL PL PL