[Wynalazek niniejszy dotyczy wytwa¬ rzania tlenków metali i innych zwiazków metali lotnych przy procesie Wetherilla i stwarza w tym celu udoskonalona meto¬ de wydzielania w procesie ciaglym tlen¬ ków i innych zwiazków metalowych, ulat¬ niajacych sie przy stosowaniu pomienio- nego procesu; dotyczy on równiez przyrza¬ dów i aparatów do wykonania metody.Tlenki metalowe, jak naprzyklad tlenek cynku i mieszaniny tlenku cynku i olowiu, równiez jak i inne zwiazki metalowe ulat¬ niajace sie przy procesie Wetherilla, a wiec naprzyklad zasadowy siarczan olowiu lub sublimowany olów, byly juz oddawna mniej lub wiecej intensywnie produkowa¬ ne. Mówiac o metalach, ulatniajacych sie w procesie Wetherilla, mamy na mysli tyl¬ ko te metale, które ulatniaja sie w tempe¬ raturze otrzymywanej przy tym procesie, czyli krócej, takie tylko metale bedziemy nazywali lotnemi. Polaczenie podobnego metalu w jeden lub kilka zwiazków bywa wynikiem warunków, w jakich dany suro¬ wiec, zawierajacy metal, zostal w procesie zredukowany i zredukowany metal prze¬ prowadzony w stan lotny, a nastepnie u- tleniony lub w inny jakis sposób zwiazany.W pewnych wypadkach metal zwiazany mozna bezposrednio przeprowadzic w stan lotny bez lub w polaczeniu z nastepujacem utlenieniem lub dalszem zwiazaniem.Pod terminem proces iWetherilla, któ¬ rego uzywac sie bedzie nadal, rozumiemysposób otrzymywania tlenków lub innych zwiazków metali polegajacy na wprowa¬ dzaniu do pieca surowca metalonosnego, zmieszanego z czynnikiem redukujacym, rozkladaniu go na podlozu z materjalu o- palowego, rozpalaniu paliwa przy doste¬ pie powietrza ssanego lub wdmuchiwanego, prazeniu surowca do temperatury potrzeb¬ nej do uzyskania jego redukcji i przepro¬ wadzeniu w stan lotny zredukowanego me¬ talu lub metalów (albo metalu niezredu- kowanego lub jego zwiazku albo zwia¬ zków), operujac przytem w taki sposób, aby przez ladunek moglo przenikac powie¬ trze, aby caly on podlegal prazeniu w pie¬ cu muflowym lub rusztowym bez znacz¬ niejszych strat wskutek ulatniania lub wy¬ padania przez ruszty i aby wszystek mate- rjal wychodzil z pieca w postaci klinkieru lub zuzla. Taki tylko sposób prazenia da¬ je moznosc wyzyskiwania gazów wydoby¬ wajacych sie z pieca i otrzymywanie zwiaz¬ ków metalu lub metalów.Jako typowy przyklad procesu Wethe- rilla, oddawna zwykle stosowany, przed¬ stawimy w krótkosci zwykla procedure handlowego wytwarzania tlenku cynku i olowiu. Prazenie uskutecznia sie zazwy¬ czaj w piecii o obszernym ruszcie pozio¬ mym lub w muflu o niskiem sklepieniu, za¬ opatrzonym w odpowiednie urzadzenia, które zapewniaja przenikanie przez mase prazona ssanego lub wdmuchiwanego po¬ wietrza. Pierwszy ladunek w piecu mu¬ flowym lub rusztowym stanowi zwykle warstwa antracytu „orzecha" (który za¬ zwyczaj zapala sie od zaru pozostalego w piecu). Antracyt zapomoca silnego pra¬ du ssanego lub wdmuchiwanego powietrza rozpala sie w intensywny plomien. Na warstwe wegla sypie sie zwykla mieszani¬ ne „robocza" charakterystyczna dla pro¬ cesu Wetherilla, a skladajaca sie z drobno sproszkowanego wegla redukujacego i drobno sproszkowanego materjalu, zawie¬ rajacego cynk lub olów, a wiec z krzemia¬ nu cynku, przeprazonej blondy cynkowej, przeprazonej tak zwanej „mieszaniny siarczków" cynku lub olowiu, cynkowych wypalek retortowych lub innego pozosta¬ jacego w dyspozycji fabrykanta tworzywa, zawierajacego redukujace sie zwiazki cyn¬ kowe lub cynkowe i olowiane. Powietrze ssie sie bez przerwy i kiedy charaktery¬ styczne zielonkawe plomyki, znane pod na¬ zwa „swieczek cynkowych", poczna ukazy¬ wac sie na powierzchni prazonej masy, wskazujac na to, ze redukcja, t. j. ulatnia¬ nie sie cynku i utlenianie jego juz nastepu¬ je, produkty spalinowe, zawierajace zgazo- wany tlenek cynku i inne lotne zwiazki me¬ talowe, wprowadza sie do skraplacza i przepuszcza przez rury (najpraktyczniej ochladzane). Przetwory te po przejsciu przez filtry skraplacza, umieszczonego w pewnej odleglosci od pieca, i pozostawie¬ niu w nich zgeszczonych substancyj, wy¬ puszcza sie nazewnatrz w powietrze. Ope¬ racja w piecu prowadzi sie, dopóki nie przestana wydzielac sie w dostatecznych dla produkcji ilosciach dymki lotnych zwiazków metalowych. Po zakonczeniu o- peracji pozostala w piecu mase, rozpostar¬ ta na duzej przestrzeni i czesto spieczona, rozbija sie gracami, osadzonemi na dlugich dragach, podnosi, wyciaga i wygarnia z pieca przez otwarte drzwi do odpowiednie¬ go zbiornika i przygotowuje sie piec do przyjecia nowego ladunku. .Wegiel i inne produkty weglowe dodawane do pieca ma¬ ja dwa zadania do spelnienia: po pierwsze sluza za odczynnik redukujacy surowce metalowe, po drugie zas daja przy spala¬ niu wysoka temperature, niezbedna w pro¬ cesie.Opisana powyzej operacja, stosowana zwykle w praktyce, posiada pewne wady, obnizajace skutek pracy. Najpowazniej¬ sza wada jest tworzenie sie zaglebien lub kraterów w rozmaitych miejscach masy reakcyjnej. Obróbka i rozgarnianie masy wymaga duzego nakladu pracy, niszczy — 2 —piec przy znaczniejszem formowaniu sie tych nierównosci uwarstwienia i wywoluje straty w produkcji. Druga wada opisanej powyzej operacji prazenia jest ta, ze ciag powietrza unosi w wiekszych lub mniejszych ilosciach pyl ponad rozzarzona masa, w przestrzen, czemu sprzyja takze i przegar- nianie masy ladunku pieca. Jest i wiele in¬ nych jeszcze wad opisanej operacji pra¬ zenia, stosowanej obecnie w praktyce, któ¬ re w znacznej mierze usuwa patent ame¬ rykanski, zgloszony pod Nr 270179, a któ¬ rego przedmiot polega na wprowadzeniu do pieca oddzielnie lub w mieszaninie wegla i prazonego materjalu w postaci cegielek (brykietów).W praktyce piece do prowadzenia pro¬ cesu Wetherilla budowano dotychczas w postaci bloku zaopatrywanego zazwyczaj w 4—12 palenisk (rusztów), z których kaz¬ de miewalo okolo 4 stóp szerokosci i 10 stóp dlugosci. Ruszty uklada sie albo obok siebie, albo jedna polowe rusztów obok sie¬ bie, a druga ruszt za rusztem. Podobne u- rzadzenie rusztów ma na celu nadanie operacji przeprazania mieszaniny pewnej ciaglosci przez zsumowanie reakcyj, które w róznych miejscach mieszaniny przebie¬ gaja w róznych okresach czasu. W prakty¬ ce operacje w piecu lub muflu mozna przy¬ jac za mniej lub wiecej ciagla, na kazdym zas z polaczonych rusztów za perjodyczna.Patenty amerykanskie NrNr 1112853 i 1112854 opisuja metode i aparaty do otrzymywania sublimowanego metalu za- pomoca procesu Wetherilla w jednej ope¬ racji ciaglej przez przeprowadzenie spo¬ sobem ciaglym przeprazanej mieszaniny przez strefe spalania. Przy przeprowadza¬ niu przez strefe spalania na ruchomym dziurkowanym ruszcie mieszaniny, sklada¬ jacej sie z drobno sproszkowanego mate- l-jalu, uzywanego zwykle przy procesie Wetherilla, jedna z trudnosci przedstawia zbudowanie podpory dla utrzymania mate¬ rjalu na ruszcie. Dzieki ruchowi wzgled¬ nemu murów bocznych strefy spalania i po¬ ruszajacej sie masy reakcyjnej miedzy przesuwajacemi sie powierzchniami, po¬ wstaja wiry pod wplywem przedzierajace¬ go sie przez mieszanine sprezonego powie¬ trza, przyczem wzgledny ten ruch czyni praktycznie niemozliwem zbudowanie sta¬ tecznej opory pomiedzy poruszajaca sie masa i nieruchomemi scianami pieca, do których masa prawie sie dotyka. We wska¬ zanych patentach trudnosci te sa usuniete przez wprowadzanie masy reakcyjnej pod¬ czas ruchu przez strefe spalania na szeregi rusztów tak ustawionych, ze poruszajaca sie masa nie dotyka nieruchomych przed¬ miotów, przyczem same ruszty sluza za opore i oddzielaja czesci, ruchome od nie¬ ruchomych.Bardzo pomyslne wyniki otrzymuje sie przy prowadzeniu procesu V^etherilla jed¬ nym ciagiem bez przerwy, przeprowadza¬ jac mase robocza przez strefe spalania i wprowadzajac do pieca o ruszcie rucho¬ mym wegiel opalowy i warstwe masy ro¬ boczej, jeden lub drugi lub oJa te mate- rjaly w formie brykietów.Wynalazek niniejszy proponuje prze¬ prowadzanie przez odpowiednia strefe spalania masy roboczej, skladajacej sie ze zbrykietowanej mieszaniny rudy metalowej i produktu redukujacego, ulozonej na we- glowem ogniowem podlozu, o ile mozna, takze brykietowem,. z jednoczesnem prze¬ dmuchiwaniem przez przeprazana mase powietrza w ilosciach potrzebnych do spa¬ lania materjalu opalowego. 1 Praktycznie, fabrykacja wedlug tej me¬ tody uskutecznia sie w ten sposób, ze mase robocza sformowana w brykiety i sklada¬ jaca sie z mieszaniny rudy metalowej (na- przyklad cynkowej lub olowianej lub cyn- kowo-olowianej) z produktem redukuja¬ cym, uklada sie na plonacem podlozu we- glowem, takze z brykietów, i caly ten la¬ dunek, ulozony na dziurkowatym ruszcie, przesuwa sie przez strefe lub komore spa- — 3 —lania. Zbrykietowany wegiel moze w razie zyczenia zawierac w sobie pewien procent materjalu metalonosnego, nie przekracza¬ jac jednak granic, któreby mogly obnizyc jego wartosc redukujaca.Brykiety weglowe mozna wyrabiac przez prasowanie drobno sproszkowanego wegla, zmieszanego ze srodkiem spajaja¬ cym, naprzyklad z koncentrowanym roz¬ tworem siarczynowym, pozostalym jako odpadek przy fabrykacji celulozy. Naj- rozmaisze gatunki i formy materjalów we¬ glowych sa przydatne do wyrobu brykie¬ tów na podloze ogniowe. A wiec, naprzy¬ klad wegiel aiitracytowy wielkosci orzecha ponizej Nr 3, Nr 4, odmywki weglowe, od¬ padki weglowe, pyl weglowy, równiez jak i odsiewki koksowe. Brykiety podloza we¬ glowego musza miec takie wymiary i for¬ me, aby nie wykazywaly wiekszego oporu przenikaniu powietrza i gazu i ponadto byc dostatecznie jednolite, aby utrzymac na sobie w stanie niezmienionym górna war¬ stwe masy roboczej i dac dostep do niej gazom i powietrzu, pozwalajac im pra¬ widlowo przenikac wszystka mase na calej jej powierzchni. Wreszcie brykiety pod¬ loza weglowego i brykiety masy roboczej winny byc jednakowej wielkosci i formy, w postaci kul albo szescianów. Spotykane w praktyce bryly w postaci poduszek, ja¬ jowate, zaokraglone, bryly ze scietemi kan¬ tami i inne podobne formy nadaja sie rów¬ nie dobrze do pracy podlug niniejszej me¬ tody.Masa robocza skladajaca sie z miesza¬ niny materjalu metalonosnego i odpowied¬ niego czynnika redukujacego moze byc roz¬ poscierana na brykietowanej warstwie o- gniowej w formie niezbrykietowanej, ko¬ rzystniej jednak poslugiwac sie masa w formie cegielek, ma to bowiem duzo stron dodatnich. Poza tern przy brykietowaniu moga zachodzic najrozmaitsze kombinacje, a wiec mozna brykietówac sam tylko ma¬ terjal metalowy, nie brykietujac produktu redukujacego, mozna brykietówac tylko sam produkt redukujacy lub materjal ten i materjal zawierajacy metal moga byc brykietowane oddzielnie. Praktyka wyka¬ zala jednak, ze najlepiej jest uzywac bry¬ kietów, w których zmieszane sa razem od¬ czynnik redukujacy i materjal metalo- nosny.Czynnik redukujacy moze byc najroz¬ maitszych rodzajów. Ponad inne srodki redukujace nalezy przelozyc produkty we¬ glowe. Nie znaczy to jednak, aby i inne substancje nie nadawaly sie do metody ni¬ niejszej. Dobra strona stosowania brykie¬ tów do celów redukcyjnych w formie wy¬ zej opisanej jest to, ze na brykiety mozna uzyc materjalu weglowego najrozmaitsze¬ go rodzaju i wszelkiego stopnia rozdrab¬ niania.Brykiety podloza ogniowego i brykiety masy roboczej przygotowuje sie w specjal¬ ny sposób. Bardzo dobra recepte w zasto¬ sowaniu do metody niniejszej daje wspo¬ mniany powyzej patent (zgloszenie amery¬ kanskie Nr 270179), który podaje wyborny materjal cegielkowy w zupelnosci nadaja¬ cy sie do naszych celów. Wyrób brykietów wedlug tego patentu polega na mieszaniu brykietowanego materjalu ze srodkiem spa¬ jajacym, naprzyklad z zageszczonym roz¬ tworem siarczynowym 30 Be, na formowa¬ niu mieszaniny w brykiety okreslonej wiel¬ kosci i formy i suszeniu lub prazeniu ich w temperaturze mniej wiecej 200° C tak, aby w stanie wysuszonym byly w dostatecznym stopniu odporne na sily_ lamiace i kruszace i aby bez uszczerbku dla swej calosci mo¬ gly byc magazynowane, wprowadzane i la¬ dowane do pieca maszynowo lub recznie.W razie brykietowania materjalu zawiera¬ jacego metal, jest pozadane, aby brykiety te posiadaly odpowiednia odpornosc na lamanie i kruszenie, niezbedna do zacho¬ wania formy podczas przeprazania tak, aby i po przeprazeniu dawaly sie wyladowy- — 4 —\ wac z pieca w niezmienionym, nadanym im uprzednio ksztalcie.Udoskonalony piec, stanowiacy przed¬ miot niniejszego wynalazku, pokazany jest na zalaczonym rysunku.Fig. 1 przedsta\via przekrój podluzny pieca. fig. 2 widok boczny pieca, fig. 3 wi¬ dok zgóry, fig. 4, 5 i 6 przekroje poprzecz¬ ne pieca wedlug linji 4—4 i 5—5 i 5—6, fig. 7 przekrój ochladzanego** woda przy¬ rzadu niwelujacego masy roboczej i fig. 8 widok szczególowy rusztów w palenisku.Piec, przedstawiony na rysunku, po¬ siada ruchome przesuwajace sie palenisko 10 w postaci lancucha bez konca. Za wzór podobnego paleniska moga sluzyc mecha¬ niczne paleniska kotlowe. Podobniez jak i tam, palenisko pieca sklada sie z wiel¬ kiej ilosci sekcyj (rusztów), umocowanych na lancuchu 11, nawijajacym sie na na- pedne kola zebate. Kazda sekcja rusztów sklada sie ze sztywnej ramy obciagnietej wycieta w formie wycinka kola tkanina, na której umieszczone sa waskie stosun¬ kowo paski 12, przytykajace nie zupelnie scisle do siebie, dzieki czemu pomiedzy niemi krazy powietrze potrzebne do spa¬ lania. Odstepy pomiedzy sasiedniemi sek¬ cjami rusztów i pomiedzy sasiedniemi pa¬ skami 12 kazdej sekcji tworza szpary lub waskie przejscia prawidlowo rozkladajace sie nad cala powierzchnia paleniska. Dwa zazebiajace sie lancuchy 11 wprawiaja w ruch kola zebate 13 i 14, osadzone na o- siach 15, 16 na dwóch przeciwleglych kran¬ cach pieca. Waly 15 i 16 otrzymuja naped od walu glównego 23 za posrednictwem sli¬ maków 21 i 22\ kól zebatych 19 i 20 i sli¬ maków 17 i 18. Wal 23 otrzymuje ruch np. zapomoca kola pasowego 24 od odpo¬ wiedniego silryka, naprzyklad elektrycz¬ nego. Urzadzenie walów 15 i 16, umie¬ szczonych na krancach pieca, zabezpiecza jednostajnosc ruchu obrotowego, a tym sposobem prawidlowosc ruchu kól zebatych i umieszczonego na nich paleniska pieca.Piec muruje sie w sposób zwykly z ce¬ gly ogniotrwalej. Sciany jego zewnetrzne moga byc wylozone cegla zwyczajna. Kon¬ strukcja ceglana pieca, a przedewszyst- kiem luki i boki stropu wzmacniaja sie pio- nowemi filarami 25 i poprzecznemi sworz¬ niami 26. Filary 25 zwykle umacnia sie w czesciach dolnych plytami 27, wpu- szczonemi w fundament cementowy. Ciegna 26 zaopatrzone sa w sprezyny 28 przycia¬ gajace do siebie rozmieszczone na prze¬ ciwleglych stronach pieca filary i tym spo¬ sobem przyciskajace je do plyt 29, umie¬ szczonych pomiedzy filarami i obmurowa¬ niem.Plyty te maja forme litery L, jak to wskazuja fig. 4 i 6 i plyty 30 podtrzymu¬ jace w sposób zwykly luki paleniska, o czem szczególowiej mowa bedzie ponizej.Jak to wynika z fig. 4 i 6, stójce 25 doty¬ kaja jedynie plyt 29 i pozostawiaja waska wolna przestrzen pomiedzy soba i obmuro¬ waniem. Podobny sposób zakotwiania cie¬ gna 26 i sprezyny 28 przyciska kazda pare stojców do plyt 29, zabezpiecza zupelnie calosc obmurowania pieca i sklepienia przy osiadaniu i obsychaniu i zapobiega zawa¬ leniu sie sklepien, tzop umieszczony w dolnej czesci stojaka 25 i laczacy ja z ply¬ ta podstawowa zabezpiecza, ruch obrotowy filara naokolo czopa podczas* osiadania i rozszerzenia sie sklepienia.Przestrzen wewnetrzna pieca dzieli sie lukami na szereg sklepionych komór. Ko¬ mora 31, przeznaczona do spalania sie we¬ gla w miejscu, gdzie on laduje sie do pieca, ograniczona jest sklepionemi lukami 32 i 33. Komora przeznaczona do prazenia ru¬ dy jest oddzielona sklepionemi lukami 35 i 36. Luki te sa stosunkowo szersze w ce¬ lu dogodniejszego ladowania brykietowa- nej masy roboczej, o czem w przyszlosci jeszcze bedzie mowa. Komora do gaszenia i utlenienia produktów prazenia miesci sie pomiedzy sklepionemi lukami 36 i 37.Trzy przewody 38, 39 i 40 sluza do — 5 —odprowadzania z pieca produktów lotnych operacji wyprazania. Rury wylotowe 38, 39 i 40 moga odprowadzac gazy do od¬ dzielnych skraplaczy, albo tez laczyc sie w jedna rure i prowadzic gazy do wspól¬ nego skraplacza. Komora 31 do spalania wegla posiada wypust 41, a komora 34 do prazenia wypust 42. Gazy uchodzace przez wyloty 41 i 42 mozna wypuszczac w powietrze lub w inny odpowiedni sposób spozytkowywac.Na koncu pieca, w miejscu wyladowy¬ wania miesci sie pomiedzy sklepionemi lu¬ kami 37 i 37l — komora 43. Po obu stro¬ nach komory 43 znajduja sie otwory obser¬ wacyjne 44 i 45. Otwory te daja jedno¬ czesnie dostep do przenosnika i kola zeba¬ tego 14. Mieszcza #sie one po obu stro¬ nach pieca w odpowiednich odstepach ha wysokosci komór ogniowych lub strefy o- gniowej.Luld 32, 33, 36, 37 posiadaja budowe jednakowa. Kazdy z nich murowany jest z prostokatnych cegiel ogniotrwalych.Sworznie 47, wpuszczone w mur z cegiel ogniotrwalych, przechodza przez luki i strop pieca i sa przytwierdzone u góry do przecznic 48. Przestrzen w ksztalcie wy¬ cinka kola pomiedzy górna powierzchnia cegiel ogniotrwalych i krzywa dolna po¬ wierzchnia sklepienia piecowego zapelnia sie ceglami ogniotrwalemi, majacemi forme dostosowana do ksztaltu przegród pomie¬ dzy pószczególnemi komorami pieca.Sklepienie lub strop pieca 49 jest zbu¬ dowane z cegiel ogniotrwalych 'i spoczywa na filarach 30 w sposób wskazany na ry¬ sunku. Sklepienie 49 moze byc pokryte u góry warstwa popiolu 50. Wzdluz kazdej podluznej sciany pieca ze strony we¬ wnetrznej na poziomie bezposrednio ponad powierzchnia robocza ruchomego rusztu 10 sciany pieca mozna wylozyc ceglami z kar- borundu 51 dla zapobiezenia stopieniu sie rudy z ceglami sciany pieca. Zprzodu pieca miesci sie przyrzad zasypowy 52, na¬ rzucajacy brykietowany wegiel na podloze ogniowe i na ruszt ruchomy. Zasuwa lub przyrzad rozposcierajacy 53 jest zwiazany mechanicznie z przyrzadem zasypowym i daje sie podnosic lub opuszczac zapomoca kola slimakowego 54 i dalszego mechani¬ zmu regulujacego zasyp materjalu. Opu¬ szczajac lub podnoszac zasuwe 53, mozna normowac scisle wedlug zyczenia grjibosc warstwy zasypywanego na ruszt ruchomy wegla.Przyrzad zasypowy 55 wprowadza ma- terjal w przestrzen pomiedzy lukami 33 i 35. Ochladzana woda zasuwa lub inny regulujacy zasypywanie przyrzad miesci sie poza przyrzadem zasypowym 55 i slu¬ zy do normowania ilosci tworzywa, wpro¬ wadzanego przyrzadem zasypowym na ru¬ chomy ruszt. Zasuwa 56 (fig. 7) wydrazo¬ na wewnatrz ma ksztalt prostokatnego na¬ czynia z przegródkami, nadajacemi plyno¬ wi ochladzajacemu ruch zygzakowaty. Plyn ten, naprzyklad woda, naplywa do naczy¬ nia rurka 58 i odplywa nazewnatrz rurka 59. 2asuwa 56 wisi u stropu pieca na pio¬ nowym precie 60 i moze byc podnoszona do góry lub opuszczona nadól sruba 61 dla regulowania grubosci warstwy mate¬ rjalu na ruchomym ruszcie.Jak to juz bylo wyjasnione powyzej, ruszt wprawia w ruch w kierunku od strony przedniej pieca ku tylnej wal glówny, na¬ pedzany silnikiem. Galaz powrotna rusztu podtrzymuja belki 62 osadzone w ply¬ tach bocznych 63. Trzon roboczy pieca spoczywa na odpowiednim fundamencie 64 i posiada zwykle pewne pochylenie ku kon¬ cowi wyladunku, gdzie sie konczy dosc stromym spadkiem 65, po którym masa zsuwa sie do wózków lub wagoników.Ponad galezia powrotna rusztu rucho¬ mego 10 w pewnej odleglosci od niego miesci sie podloga 66, która sluzy za dno komór powietrznych, znajdujacych sie pod powierzchnia robocza ruchomego rusztu.Na podlodze 66 stoja cztery skrzynki po- _ 6 -wietrzne €) W stosownych odstepach wzdluz pieca. Doprowadzaja one powie¬ trze od dolu do rusztów 10. Przestrzen po¬ miedzy sasiedniemi przewietrznikami 67 jest podzielona przegrodami pionowemi 68.W ten sposób pod rusztem 10 powstaje o- siem komór powietrznych. Plyty 671, 681 u- mocowane sa do górnych czesci powietrzni- ków 67 i przegród 68, i sluza im za nakry¬ cie, a jednoczesnie podtrzymuja górna ga¬ laz ruchomego rusztu. Pierwsza komora powietrzna, znajdujaca sie w czesci przed¬ niej pieca, odgrodzona jest od strony ze¬ wnetrznej od kola zebatego zelazna scian¬ ka 69, w podobnyz sposób sciana 70 stano¬ wi tylna oslone ostatniej komory w czesci tylnej pieca.Kazdy z powietrzników 67 z jednej strony pieca wysuniety jest nazewnatrz (fig. 2, 3 i 4) i poza sciana pieca laczy sie pionowa rura 71 ze wspólna rura 72. Kaz¬ da z rur 71 zaopatrzona jest w klape 73, re¬ gulujaca doplyw powietrza do komór po¬ wietrznych. Kazda z poprzecznych scian komór 67 ma otwory 74. Kazda zasuwa 75 jest zakonczona nazewnatrz korba 76, któ¬ ra sluzy do zamykania calego szeregu o- tworów 74. Korba 76 reguluje sie ilosc po¬ wietrza wprowadzonego do komór i pod ruszt. Kazdy powietrznik 67 obsluguje dwie komory i ilosc powietrza, doplywa¬ jacego do kazdej komory, mozna regulo¬ wac tak klapa 73, jak i zasuwa 75.Kadzie 77, ustawione w kazdej komo¬ rze powietrznej, napelniaja sie woda przez rury 78.W piecu tym praca odbywa sie prak¬ tycznie w sposób nastepujacy. Zbrykieto- wany wegiel laduje sie w czesci przedniej pieca zapomoca przyrzadu zasypowego 52; grubosc warstwy podloza weglowego reguluje zasuwa 53, która, jak to wyzej bylo zaznaczone, daje moznosc rozsypy¬ wania na ruszcie wegla do pozadanej gru¬ bosci. Stad ulozony w warstwe wegiel przechodzi do komory ogniowej 31, gdzie sie zapala od powstalego tam zaru. Gazy spalinowe z komory tej uchodza rura wy¬ lotowa 41.Poza komora ogniowa bezposrednio przy luku 33 wprowadza sie zapomoca przyrzadu zasypowego 55 na gorejace pod¬ loze weglowe zbrykietowana mieszanine robocza, regulujac jej grubosc zasuwa 56.Jak to juz bylo wspomniane, czesc ta o- chladza sie krazaca woda. Mieszanina ro¬ bocza rozpostarta na podlozu weglowem wprowadza sie do komory prazalnej 34 i doprowadza w niej do temperatury, w któ¬ rej nastepuje redukcja. Przewód 42 po¬ siada takie urzadzenie, ze, stosownie do zyczenia, produkty lotne prazenia otrzy¬ mane w tej komorze, mozna przerabiac od¬ dzielnie, tak aby nie laczyly sie z produk¬ tami lotnemi, powstajacemi w glównej ko¬ morze utleniajacej 79.Mieszanina przechodzi teraz popod lu¬ kiem 35 prazalnej komory, w której na¬ stepuje intensywna reakcja redukcyjna.Doplyw powietrza reguluje sie w ten spo¬ sób, aby ruda zostala zredukowana zupel¬ nie, zanim materjal prazony opusci komo¬ re prazalna. Lotne produkty prazenia u- chodza z komory przez rury wylotowe 38, 39 i 40 i odplywaja w sposób znany do skraplacza. Kazda z rur wylotowych 42, 38, 39 i 40 jest zaopatrzona w zasuwe re¬ gulujaca odplyw gazów, co sie odbywa na podstawie danych kontroli temperatury, notowanej w róznych punktach komory 79- Zasuwa 80 przymocowana do luku 37, za¬ pobiega przenikaniu powietrza zewnetrzne¬ go popod sklepieniem_do komory 79.Z komory 79 przeprazona ruda prze¬ chodzi pod sklepieniem 37 do tylnej komo¬ ry 43 zaopatrzonej w rure wylotowa 82 dla wyrównania cisnienia powietrza pomiedzy komora tylna i komora prazalna. Po doj¬ sciu ruchomego rusztu do kola zebatego 14 tenze sie obraca i przeprazona masa, skla¬ dajaca sie z lekkiego zuzla weglowego i z wypalek rudy, spada z rusztu po pochylni — 7 —65 do odbieralnika (na rysunku pominie¬ tego). Klapa 81 przymocowana jest do luku 371 i sluzy do zamykania otworu wyj¬ sciowego komory 43. Wisi ona na zawia¬ sach, przyciskajac sie ciezarem swym szczelnie do otworu- Kazdorazowo pod cisnieniem nagromadzonej wiekszej ilosci przepalek klapa sie uchyla, przepuszcza na pochylnie nagromadzony materjal, po- czem powraca na miejsce.Ruchomy ruszt posuwa sie bardzo wol¬ no z szybkoscia paru zaledwie stóp na go¬ dzine. Szybkosc ruchu rusztu musi byc dostosowana do rozmiarów komory pra- zalnej, do wlasnosci i jakosci uzytej rudy i do innych okolicznosci. Przy otrzymy¬ waniu cynku wedlug metody niniejszej temperatura w piecu dosiegala 1190 do 1250° C. W znanym piecu Franklina wy¬ bornie sie przeprazala ruda w sferze ognio¬ wej i dawala zupelnie zadawalniajaca wy¬ dajnosc tlenku cynku; przepalki zawieraly minimalne ilosci niewyprazonego cynku; operacja zachodzila w piecu o komorze re¬ akcyjnej dlugosci osiemnastu stóp, przy- czem ruszt poruszal sie z szybkoscia sied¬ miu stóp na godzine; trwala ona od dwóch i pól do trzech i pól godzin.W praktyce przy realizacji procesu Wetherilla calkowita ilosc zuzytego wegla, t- j* wegla potrzebnego do wytworzenia wysokiej temperatury i wegla idacego na redukcje, jest o wiele wieksza od ilosci teoretycznie wyliczonej dla tychze celów redukcyjnych. W dotychczasowej prakty¬ ce zwykle znaczniejsza czesc calkowitej ilosci wegla, potrzebnego do operacji, u- mieszczano w mieszaninie roboczej. Tak naprzyklad przy przeróbce rudy cynkowej w znanych powszechnie piecach Franklina zazwyczaj 15 do 25% ogólnej ilosci wegla szlo na podloze weglowe, pozostale 75 do 85% wprowadzano do mieszaniny z ruda.Ogólnie przyjete normy grubosci warstw byly mniej wiecej jeden cal dla podloza weglowego i od 5 do 7 cali dla mieszaniny rudy z weglem.Istota udoskonalenia niniejszego proce¬ su Wetherilla polega na innym podziale wegla, uskutecznianym w ten sposób, ze wieksza czesc calkowitej ilosci wegla wpro¬ wadza sie w formie brykietowanej do pod¬ loza weglowego, mniejsza zas do miesza¬ niny roboczej, czyli wprost przeciwnie niz sie to dzieje obecnie. Odciagajac stosun¬ kowo bardzo znaczna czesc ogólnej ilosci wegla lub innego materjalu opalowego z mieszaniny prazonej do podloza ogniowego w formie brykietów, otrzymuje sie po ope¬ racji pozostalosc, skladajaca sie ze stosun¬ kowo niewielkiej ilosci zuzli i popiolu od spalonych brykietów weglowych i przepal¬ ki rudy. Zbrykietowana mieszanina rudy i wegla rozmieszczona na podlozu weglo- wem po przeprazeniu zachowuje, jako przepalka, swoja forme pierwotna i dzieki temu moze byc z latwoscia oddzielona od popiolu z podloza weglowego. Poza tern przepalki mieszaniny roboczej, do której weszla stosunkowo niewielka czesc calko¬ witej ilosci wegla, zawieraja stosunkowo malo popiolu, co bardzo ulatwia dalsza o- peracje ich przeróbki i wydobywania z nich pozostalosci cennych metali. Operacja ta bedzie opisana obszerniej w tekscie dal¬ szym. Wszystkie wymienione tu zalety ope¬ rowania materjalem nie zanieczyszczonym pobudzily do zmienienia istniejacej metody fabrycznej przez wprowadzanie znaczniej¬ szej czesci ogólnej ilosci wegla do brykie- towanego podloza ogniowego. Uzyskuje sie wyborne rezultaty, umieszczajac okolo 75 do 85% calkowitej ilosci wegla w formie brykietów w podlozu ogniowem.Jako typowy przyklad praktycznego zastosowania niniejszej metody do wytwa¬ rzania tlenku cynku, opiszemy w krótkich zarysach pojedyncza operacje, przy której i mieszanina robocza i podloze weglowe by¬ ly uzyte w postaci brykietów. 85% calko* witej~ ilosci wegla wprowadzono do podlo- — 8 —za weglowego, pozostale 15% weszly do mieszaniny z ruda cynkowa. Brykiety weglowe sformowane byly z odmywek we¬ glowych zwiazanych z 3% roztworu skon¬ centrowanego soli siarczynowej. Brykie¬ ty masy roboczej skladaly sie z mieszani¬ ny 90% rudy cynkowej i z 10% odmytego pylu weglowego, skitowanych dodanemi 3 % roztworu siarczynowego. I jedne i drugie brykiety mialy forme zaokraglonych na rogach szescianów.Zapomoca przyrzadów rozposcieraj a- cych 53 i 56 brykiety te ulozono warstwa¬ mi o grubosci szesciu cali w podlozu ognio- wem i trzech cali w masie roboczej.Osiagnieto wyniki zupelnie zadawala¬ jace przy nastepujacych temperaturach: minimalnej jednostajnego rozpalenia wegla w temperaturze od 800 do 950° C w ko¬ morze ogniowej 31, temperaturze} w której zaczynaly sie ukazywac lekkie plomyki cynkowe, 1000 do 1050° C w komorze pra- zalnej 34 i temperaturze 1100 do 1250° C w komorze utleniajacej 79. JW tempera¬ turze 1100 do 1250° C redukcja postepuje bardzo intensywnie w stopniu nie psuja¬ cym jednak ksztaltu brykietów, które je¬ dynie stapiaja sie nieco, dzieki czemu tyl¬ ko niewielkie ilosci przechodza do zuzla.Produkcja tlenku cynku przy omawia¬ nym sposobie fabrykacji jest o wiele wyz¬ sza od produkcji z tych samych rud przera¬ bianych w uzywanych piecach cynkowych dotychczas. Tlenek cynku otrzymany tym sposobem wykazuje zaledwie bardzo male slady zanieczyszczen i domieszek piasku i wyróznia sie swoja jasna barwa. Wydajnosc cynku jest bardzo znaczna i dosiega 90%, jak to wykazaly analizy zuzla.Przy przeprazaniu nowa metoda w tych piecach nie potrzebne sa kosztury i grace, a przeprazana ruda nie wymaga specjalnej przeróbki recznej. Praca przy piecu po¬ lega jedynie na ladowaniu brykietów i wy¬ wozeniu zuzla i przepalek, wyrzucanych z przyrzadu wyladowujacego do podsta¬ wionych wózków. Poza tern potrzebna jest jedynie kontrola ciagu i baczenie na to, aby ladunek nie przylegal do bocznych scian pieca i aby powietrze przenikalo przez mase przeprazana, a nie pomiedzy scianami pieca i masa. Ladunek brykie- towy jest zupelnie jednolity i przepraza- nie mieszaniny rudy i wegla, ma przebieg nadzwyczaj jednostajny. Zuzle, sklada¬ jace sie ze stosunkowo dosyc cienkiej warstwy popiolu i z niewielkiej ilosci nie- wypalonych brykietów, wyladowuja sie natychmiast, co nie wymaga wiekszego na¬ kladu pracy.W razie uzycia, jak to jest najkorzyst¬ niejsze, masy roboczej w postaci brykie¬ tów, forme te zachowuje wogóle przepra- zona pozostalosc. Niektóre z tych brykie¬ tów podlegaja podczas operacji nalado- wywania i przeprazania uszkodzeniom i pe¬ kaja, ale i w tym wypadku wieksza czesc tych nadkruszonych lub polamanych ka¬ walków zachowuje swoja wlasciwa fizycz¬ na forme. Po przeprazenitt brykiety te, bardzo twarde i swemi fizycznemi wla¬ snosciami zblizone do koksu, oddzielaja sie zaraz od stopionego popiolu weglowe¬ go i od pozostalosci brykietowanej podlo¬ za ogniowego.Ta wlasnosc natychmiastowego oddzie¬ lania sie przepalek rudy lub rudy brykie¬ towanej od popiolu brykiet podloza ognio¬ wego ma szczególna donioslosc przy dal¬ szej obróbce przepalek dla wydobycia z nich cennych metalów, nie ulatniajacych sie w procesie Wetherilla. Do wyników dodat¬ nich przeprazania wedlug procesu Wethe¬ rilla, zgodnie z metoda niniejsza, nalezy i ta okolicznosc, ze przepalki brykietowane rudy zawieraja stosunkowo bardzo nie¬ wielkie ilosci popiolu. W razie uzycia bry¬ kietowanej masy roboczej, skladajacej sie z mieszaniny materjalu metalowego i we¬ glowego produktu redukujacego, zbrykie- — 9 —towana masa zawiera w sobie poza prze- palkami materjalu metalowego popiól ze spalonego weglowego produktu redukuja¬ cego i pewna ilosc niestrawionego srodka redukujacego. Popiól sklada sie glównie z krzemianów i glinianów, które stanowia przeszkode przy dalszej obróbce zbrykie- towanej przeprazonej masy. I tak naprzy- klad w tych wypadkach, kiedy zbrykieto- wana przeprazona mase metalowa stapia sie w zeliwiakach przy wyrobie surówki zwierciadlanej, potrzebna jest pewna ilosc topnika dla zeszlakowania popiolu znaj¬ dujacego sie w zbrykietowanej przeprazo¬ nej masie. Jezeli ilosc popiolu jest stosun¬ kowo dosyc znaczna, lo potrzeba uzyc na¬ lezyte ilosci topnika, aby otrzymac w od¬ powiednio znacznych ilosciach zuzel. Przy uzyciu okolo 85% calkowitej ilosci wegla na podloze weglowe w postaci brykietów glówna czesc, naprzyklad okolo 85% po¬ piolu z calkowitej ilosci materjalu weglo¬ wego, uzytego do ladunku, pozostaje jako zuzel, powstaly przy spalaniu sie brykie- towanej warstwy podloza, a wiec brykie- towana pozostalosc masy metalowej jest w stopniu stosunkowo niewielkim zanieczy¬ szczona popiolem. Ze wzgledu na niewiel¬ ka zawartosc popiolu w zbrykietowanej przeprazonej masie metalowej i ze wzgle¬ du na jej wlasnosci fizyczne, mase te opla¬ ca sie przerabiac w dalszym ciagu w ze¬ liwiakach.Brykiety tej masy zachowuja nadana im przed przeprazaniem forme, a oprócz tego odznaczaja sie porowatoscia, która zawdzieczaja ulotnieniu sie zwiazków me¬ talowych. Ta wlasnosc porowatosci jest bardzo pozyteczna przy dalszej przeróbce.Opisano tu szczególowo przeprazanie rud cynkowych nowa metoda z uwzgled¬ nieniem fabrykacji tlenku cynku, ewen¬ tualnie tlenków cynku i olowiu. Rzecz jednak prosta, ze opisany sposób da sie tak samo zastosowac do produkowania i innych zwiazków ulatniajacych sie metali.Tyczy sie to w szczególnosci zasadowego siarczanu olowiu lub olowiu sublimowanego.Procedura fabrykacyjna dla olowiu subli¬ mowanego jest w ogólnosci taka sama, jak opisana powyzej. Cala róznica polega je¬ dynie na tern, ze zamiast materjalu zawie¬ rajacego cynk bierze sie odpowiednia ru¬ de zawierajaca olów. Materjal podloza ogniowego pozostaje ten sam. I tak na¬ przyklad wegiel rozklada*sie na ruszcie ruchomym pieca w sposób opisany powy¬ zej i zgodnie ze wskazówkami. Na pod¬ loze to w formie brykiet sklada sie znacz¬ niejsza czesc ogólnej ilosci wegla lub in¬ nego paliwa ladowanego do pieca dla ce¬ lów ogrzewalnych i redukcyjnych. Mase robocza stanowi mieszanina drobno spro¬ szkowanego blyszczu olowianego, lub ro¬ dzimego siarczanu olowiu i wegla, najle¬ piej w formie brykietów. Mase robocza rozfilada sie na ruchomej1 gorejacej war¬ stwie wegla podloza ogniowego i przepra- za ja, przyczem siarczek olowiu redukuje sie, ulatnia i utlenia do siarczanu olowiu i tlenku olowiu, tworzac mieszanine, znana pod nazwa zasadowego siarczanu olowiu.Ulatniajace sie substancje gazowe, za¬ wierajace sublimowany olów wyprowadza sie z pieca i produkt zawierajacy metal zageszcza sie w odpowiedni sposób. Bry¬ kiety przepalek olowianych, zawierajace stosunkowo niewielka ilosc popiolu, moga byc z powodzeniem uzyte do dalszej prze¬ róbki dla wydobycia z nich nie ulatniaja¬ cego sie metalu, pozostalego jako niedo¬ palki. W charakterze materjalu zawiera¬ jacego olów mozna masowo uzywac skon¬ centrowany siarczyn olowiany, otrzyma¬ ny przez sublimowanie lub inny jakikol¬ wiek materjal, zawierajacy olów, do któ¬ rego, o ile mu brak siarki, dodaje sie piryt, blyszcz' ziemie siarkowa, lub inne jakie¬ kolwiek cialo zawierajace siarke, a to w tym celu, aby zageszczony i wysublimowa-ny produkt olowiany otrzymac w postaci siarczanu.Bardzo starannie prowadzona i jedno¬ stajna kontrola temperatur w róznych miejscach pieca i podczas calkowitego trwania operacji, jest niezbedna przy fa¬ brykacji wedlug niniejszej metody. Tem- % peratury w najrozmaitszych komorach lub strefach mozna bardzo scisle kontrolowac i odpowiednio regulowac przy pomocy za¬ suw 73 w róznych komorach, równiez i po¬ zadany stopien temperatury tym samym sposobem moze byc utrzymywany w do¬ wolnych miejscach pieca w dowolnych gra¬ nicach. Podtrzymywanie i jednostajnych warunków cieplnych stanowi niezbedny warunek uzyskania jednostajnych warun¬ ków pracy w piecu, dzieki którym utrzy¬ muje sie jednolity produkt o znacznej war¬ tosci jakosciowej i w zwiekszonych ilo¬ sciach. Praktyka wynalazku wykazala, ze wedlug analizy zuzli, wydajnosc ulat¬ niajacych sie metali mozna doprowadzic po¬ wyzej 90% ilosci metalu znajdujacego sie ladunku. Operacja w piecu idzie automa¬ tycznie, nie wymaga wielkiego dozoru i recznej pracy w przeciwienstwie do ópera- cyj w piecach dzisiejszego typu. Spalanie wegla w nowym piecu jest prawie zupelne, wartosc wiec cieplna opalu jest praktycz¬ nie wyzyskana w calosci, dzieki czemu we¬ gla zuzywa sie tu daleko mniej, niz w pie¬ cach4 typu zwyklego. Przepalki otrzymy¬ wane tutaj sa w slabym tylko stopniu za- % nieczyszczone popiolem. Maly ten pro¬ cent zanieczyszczen, jak równiez ich forma i wlasnosci fizyczne czynia z nich produkt, nadajacy sie wybornie do dalszej ich prze¬ róbki droga stapiania. PL