Wynalazek dotyczy redukcji zwiazków metali, zwlaszcza zas zwiazków o charak¬ terze tlenków, przez ogrzewanie dokladnej mieszaniny materjalu redukowanego ze srodkami redukujacemi, zawierajacemi we¬ giel, do temperatury wyzszej, niz punkt wrzenia otrzymywanego metalu pod cisnie¬ niem roboczem (przy niedopreznosci, pod cisnieniem atmosferycznem lub podwyzszo- nem). Jako glówne przyklady zastosowa¬ nia sposobu wedlug wynalazku mozna przytoczyc: uzyskiwanie cynku lub cynku i kadmu z rud tlenkowych lub materjalów hutniczych o charakterze tlenków, a zwla¬ szcza otrzymywanie magnezu z magnezji spiekanej lub mieszaniny MgO i CaO, ja¬ kie daje dolomit palony w temperaturze spiekania, Sposób polega na tern, ze wsad nadaje sie do rozgrzanej komory redukcyjnej w postaci jednostajnie malych, regularnie po sobie nastepujacych namiarów, przyczem zawartosc metalu w jednostce wsadu, sto¬ sunkowy udzial srodka redukujacego, tem¬ po doprowadzania i doplyw ciepla tak sa dobrane wzgledem siebie, ze wydzielanie gazowych lub znajdujacych sie w stanie pary produktów reakcji ze wsadu odbywa sie mniej wiecej w tempie doprowadzania go, to znaczy bez znaczniejszego nagroma¬ dzenia sie wsadu w komorze redukcyjnej.Procesy redukcyjne, oplacajace sie do¬ piero w temperaturze wyzszej od punktu wrzenia danego metalu (a wiec dajace me¬ tal w stanie pary, a nie cieczy), przeprowa¬ dza sie dotychczas glównie w sposób prze-fywtóy w rurach, ietortach i mufiach o nie¬ duzej stosunkowo pojemnosci. Mimo licz¬ nych trób Ae znaleziono dotychczas zado¬ walajacegoJfcechniczilie rozwiazania np. pvoblem.il redukcji tlenku cynkowego na cynk metaliczny zapomoca pieców plomien¬ nych, szybowych lub pionowych retort spo¬ sobem ciaglym. Ciagly sposób pracy moz¬ na bylo uzyskac jedynie na drodze elek¬ trotermicznej. Duzym zaletom tej metody przeciwstawiaja sie jednak nie mniejsze wady, zwlaszcza zas powrotne utlenianie pary cynkowej na tlenek cynku wywiazu¬ jacym sie C02 [o ile w ciagu procesu nie na¬ stapi zredukowanie tegoz zapomoca C na CO).Próby otrzymywania magnezu przez re¬ dukcje weglem tlenku magnezowego lub zawierajacych go rud ograniczaly sie sci¬ sle do metody elektrotermicznej. W tym celu stosowano z jednej strony mieszanie materjalów wyjsciowych z weglem i pra¬ sowanie Ich na elektrody, pomiedzy które- mi mial przechodzic luk swietlny, lub tez ogrzewanie mieszaniny materjalów wyj¬ sciowych z weglem zapomoca oporników elektrycznych. Poniewaz jednak magnez metaliczny juz w temperaturze niewiele nizszej od temperatury redukcji ulega e- nergicznemu utlenieniu takze tlenkiem we¬ gla, który przy redukcji zapomoca wegla wytwarza sie w ilosciach równowazniko¬ wych, przeto usilawania te do najnowszych czasów nie dawaly dobrych rezultatów.Mimo ze redukcja przeprowadzana byla w strumieniu gazu obojetnego lub reduku¬ jacego, ponowne utlenianie sie metalu i wy¬ nikajace stad trudnosci przy skraplaniu par magnezu stanowily przez cale dzie¬ siatki lat przeszkode nie do przezwycieze¬ nia. Dopiero sposób, stanowiacy przedmiot niniejszego wynalazku, usuwa* powyzsze trudnosci dzieki utrzymywaniu produktów reakcji, maj dujacych sie w stanie pary lub gazu* az do chwili opuszczenia komory re¬ akcyjnej w temperaturze tak wysokiej, aby równowaga reakcji: MgO + C -± Mg + CO w praktyce byla przesunieta na prawo, a produkty reakcji wskutek doplywu znacz¬ nej ilosci gazów obojetnych lub redukuja¬ cych ulegaly przy opuszczaniu goracej ko¬ mory redukcyjnej rozcienczeniu, a jedno¬ czesnie ochlodzeniu do temperatury, w któ¬ rej magnez metaliczny i dwutlenek wegla pozostaja obojetnemi wzgledem siebie.Sposób wedlug wynalazku polega na stosowaniu ciaglego systemu pracy, dosto¬ sowanego do termicznych i elektrotermicz¬ nych procesów opisanego rodzaju. Sposób ten posiada przytem te wielka zalete, ze dzieki zupelnemu opanowaniu temperatu¬ ry redukcji bardzo prostemi srodkami, sku¬ tecznie zapobiega odwracaniu sie w strefie redukcyjnej reakcyj, opartych na równo¬ wadze c co RO ++ R CO C02 Poniewaz wywiazujace sie pary metalu i gazowe produkty reakcji, pochodzace z kazdego niewielkiego namiaru wsadu, któ¬ ry osobno dostaje sie do goracej komory redukcyjnej, prawie natychmiast zostaja odtlenione, przeto wahania temperatury pieca sa uniemozliwione.Trudnosci, wystepujace w strefie skra¬ plania, doprowadzily w nowszych czasach przy otrzymywaniu cynku do tego, ze za¬ czeto przez szybkie chlodzenie skraplac cynk na pyl cynkowy, czego dotychczas starano sie wedle moznosci unikac. Naogól pracuje sie obecnie najczesciej w dwóch stadjach, a mianowicie: poczatkowo wytwa¬ rza sie produkt cynkowy w postaci pylu, o mozliwie jak najmniejszej zawartosci tle- - 2 -nu, a nastepnie niszczy, sie powloke tlen¬ kowa otrzymanego pylu przez mechanicz¬ ne poruszanie (mieszanie, wstrzasanie) go w atmosferze nieczynnej lub obojetnej i przez to przetwarza sie pyl w cynk topli- wy.W dziedzinie elektrotermicznej reduk¬ cji magnezu brano pierwej pod uwage skraplanie par magnezu tylko w tym celu, aby otrzymac ten pyl, uchodzacy za nieto- pliwy produkt koncowy, a i ten wynik u- waiano za mozliwy jedynie w razie calko¬ witego usuniecia tlenku weglowego z we¬ glowych srodków redukcyjnych. Dokonane badania i próby spowodowaly takze i pod tym wzgledem stanowczy przewrót, gdyz wykazaly niespodziewanie, ze redukcja tlenku magnezowego zapomoca wegla jest mozliwa mimo wytworzenia sie równowaz¬ nikowych ilosci CO, jezeli przez szybkie ochlodzenie pary magnezu zostana skro¬ plone na pyl; równiez stwierdzono, ze pyl ten mozna nastepnie — w zupelnem prze¬ ciwienstwie do twierdzen, zawartych w dawniejszej literaturze, — doprowadzic przez ogrzewanie i destylacje do stopienia sie.Sposób powyzszy stanowi znaczne ulep¬ szenie dawniej stosowanych sposobów tak¬ ze w kierunku przeprowadzania omawia¬ nych procesów redukcyjnych przy plano- wem skraplaniu wytworzonych par meta¬ lu na pyl. Dzieki stalemu, uskutecznianemu w jednakowych odstepach czasu przerywa¬ nemu doprowadzaniu wsadu w postaci rów¬ nomiernie malych namiarów, które w piecu ulegaja natychmiastowej redukcji, komore redukcyjna opuszcza jednostajny równiez strumien produktów reakcji, znajdujacych sie w stanie pary lub gazu, dzieki czemu utrzymywanie zupelnie niezmiennych wa¬ runków skraplania nie wymaga juz dosto¬ sowywania ilosci dodawanego gazu rozcien¬ czajacego i chlodzacego do zmiennej wy¬ dajnosci procesu redukcyjnego. Skoro raz ustalono ilosc gazu chlodzacego w stosunku do ilosci parowych i gazowych produktów redukcji, wytwarzanych w jednostce czasu, nie jest juz potrzebne dalsze regulowanie w celu niezawodnego utrzymania zupelnie jednostajnego bdegu procesu.Materjaly wyjsciowe, zawierajace me¬ tal, o który chodzi, w postaci tlenku, moz¬ na bezposrednio poddac procesowi reduk¬ cyjnemu. G ile materjaly te zawieraja we¬ glany lub siarczki danego metalu, to utle¬ nia sie je naogól lub prazy. Takze rudy tlenkowe wzglednie pozostalosci hutnicze o charakterze tlenków nalezy, jak i w in¬ nych zreszta przypadkach, poddac wstep¬ nemu ogrzewaniu, o ile zawieraja one wo¬ de lub inne lotne substancje obce. Korzyst¬ na odmiana sposobu wedlug wynalazku po¬ lega na ladowaniu wsadu do rozgrzanej komory redukcyjnej w postaci malych bry¬ kietów, które w zwykly sposób formuje sie z mieszaniny mialko sproszkowanego ma- terjalu, zawierajacego tlenek metalu, z mialkim weglem przy pomocy zweglajace¬ go sie w wysokiej temperaturze spoiwa i wypala. Jezeli do wyrobu brykietów uzy¬ wa sie spoiwa szybko zweglajacego sie, np. smoly gazowej, to mozna je, w razie nie¬ obecnosci wody i lotnych cial obcych, wpro¬ wadzac do komory redukcyjnej w fitanie niewypalonym.W przypadku przerabiania materjalów wyjsciowych, zawierajacych duzo metalu, który ma sie uzyskac w drodze redukcji, to znaczy zawierajacych odpowiednio mniejsze ilosci domieszek (cial towarzy¬ szacych), nieulatmajacych sie w tempera¬ turze roboczej, sposób wedlug wynalazku posiada jeszcze jedna zalete, a mianowicie te, ze wytwarzajace sie nagle pary meta¬ lu, rozrywajac poszczególne namiary wsa¬ du, porywaja ze soba zarazem domieszki nielotne (np. zelazo, glin, wapn, krzem i t. d. w postaci Fe, Al±Cs, CaC2 i Si, któ¬ re dzieki temu zostaja wydalone z komory redukcyjnej w postaci chmur mialkiego py¬ lu jednoczesnie z produktami redukcji, iiznajdujacemi sie w stanie pary i gazu. To — 3 —samo zachodzi np. przy przeróbce magne¬ zji spieczonej, zawierajacej przecietnie 80 do 90% MgO. Ulatwieniem tego procesu jest okolicznosc, ze redukcja odbywa sie w strumieniu gazu obojetnego lub redukuja¬ cego. Przy powyzszym sposobie wystepuje inna, bardzo wielka zaleta, polegajaca na tern, ze redukcja odbywa sie w komorze bez wytwarzania pozostalosci lub zuzla.Wydzielone domieszki nielotne dobrze jest oddzielic od metalu przed skraplaniem je¬ go par, wywiazujacych sie podczas reduk¬ cji, lub po skropleniu, przyczem oddziela¬ nie tych domieszek równiez uskutecznia sie w sposób ciagly.Komora redukcyjna moze byc ogrzewa¬ na z zewnatrz lub przez elektryczne ogrze¬ wanie wewnetrzne (ogrzewanie oporowe i (lub) lukiem swietlnym), przyczem nalezy uwazac, zeby prad nie byl przepuszczany przez wsad. Jezeli proces redukcyjny od¬ bywa sie pod cisnieniem obnizonem lub podwyzszonem, to wsad wprowadza sie do komory redukcyjnej zapomoca sluzy. Na rysunku przedstawione jest urzadzenie, na¬ dajace sie do przeprowadzenia sposobu wedlug wynalazku, którego dzialanie wy¬ jasnia przyklad przerobu magnezji spie¬ czonej.W pulapie pieca lukowego elektryczne¬ go / znajduje sie zakonczenie rury 2, któ¬ rej koniec górny jest przylaczony do- prze¬ nosnika kubelkowego, który wedlug rysun¬ ku sklada sie z kola 4, zaopatrzonego w kubelki 3 i zachodzacego czescia swej po¬ wierzchni bocznej w zapasowy zbiornik 5 na brykiety.Brykiety, wypadajace z kubelków do rury 2, musza przejsc przez sluze, sklada¬ jaca sie z dwóch talerzowych narzadów za¬ mykajacych 6 i 7. Do poruszania narzadów 6 i 7 sluza dwa uklady dzwigni 8 i 9, roz¬ rzadzane zapomoca mimosrodów 10 i 11 w ten sposób, ze jeden z narzadów zamyka przejscie, zanim jeszcze drugi zacznie o- twieiac drugie przejscie. Do dolnego kon¬ ca rury 2 przylaczona jest rurka 19, slu¬ zaca do doprowadzania gazu.Kanal wypustowy| pieca jest zaopatrzo¬ ny w plaszcz chlodzacy 12 i laczy sie za posrednictwem rury 13 z urzadzeniem fil¬ trujacem 14. Wzdluz osi srodkowej kanalu umieszczony jest chlodzony woda cylinder 15. Liicdba 16 oznacza dysze, z których u- chodzi gaz chlodzacy i rozcienczajacy.Z przenosnika kubelkowego spada co pewien równy odstep czasu brykiet, który chwyta talerz 6. Skoro talerz 7 zajmie po¬ lozenie zamykajace, talerz 6 odslania o- twór, przyczem brykiet spada z talerza 6 i zostaje pochwycony talerzem 7, który za¬ czyna przesuwac sie w polozenie otwarcia, skoro tylko talerz 6 zamknie ponownie ru¬ re 2. Brykiet opada nastepnie do pieca. Ru¬ ra 19 doprowadza gaz nieutleniajacy, któ¬ rego zadaniem jest sluzyc jako srodek transportowy, a zarazem nie dopuszczac do tego, zeby gazowe i parowe produkty re¬ dukcji, wywiazujace sie w piecu, wznosily sie wgóra w rurze 2. Produkty te odplywa¬ ja wraz z rozpylonemi domieszkami nie- lotnemi wsadu przez kanal wypustowy i zo¬ staja rozcienczone i szybko ochlodzone zim- nemi obojetnemi lub redukujacemi ga¬ zami, plynacemi z dysz 16. W urzadzeniu filtruj acem 14 nastepuje wydzielenie pylu magnezowego z gazu, który odprowadza sie i po odlpowiedniem oczyszczeniu wpro¬ wadza ponownie do uzytku.Jakosc wsadu i jego doplyw reguluje sie w ten: sposób, aby okres czasu, zawarty miedzy wprowadzeniem dwóch kolejnych brykietów do pieca, odpowiadal wl przybli¬ zeniu okresowi czasu, potrzebnego na wy¬ wiazanie sie parowych i gazowych produk¬ tów reakcji z jednego brykietu, dzieki cze¬ mu gromadzenie sie wsadu w piecu jest nie¬ mozliwe. PL