Przedmiotem wynalazku niniejszego jest sposób odparowywania cynku, a zwlaszcza w duzych ilosciach w przebiegu w przybli¬ zeniu ciaglym. Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany przy dowolnym odpa¬ rowywaniu cynku, a wiec np. przy wytwa¬ rzaniu tlenku cynku metoda francuska.Sposób ten nadaje sie najkorzystniej do oczyszczania zanieczyszczonego cynku za pomoca kontrolowanej destylacji.Próby wykazaly, ze szybkosc odparo¬ wywania cynku w naczyniu ogniotrwalym zalezy od stosunku powierzchni ogrzanej sciany, z która styka sie roztopiony cynk, do powierzchni nie stykajacej sie z rozto¬ pionym cynkiem. Dzieki temu zetknieciu sie temperatura wewnetrznej sciany na¬ czynia jest w przyblizeniu stala i odpowia¬ da w przyblizeniu temperaturze wrzenia cynku, tak iz róznica pomiedzy temperatu¬ ra powierzchni sciany wewnetrznej, z któ¬ ra styka sie roztopiony cynk, i temperatu¬ ra komory ogniowej jest duza, zwieksza sie wiec równiez ilosc ciepla przenoszona ze srodka ogrzewajacego na parujacy cynk.Przy stosowaniu sposobu wedlug wyna¬ lazku przerabiana ilosc roztopionego cynku jest podzielona na wieksza liczbe warstw tak, iz z roztopionym cynkiem styka sie sto¬ sunkowo wielka czesc powierzchni we¬ wnetrznej sciany ogniotrwalego naczynia, w którym ulatnia sie cynk. Glówna cecha wy¬ nalazku polega wiec na tym, iz wieksza licz¬ ba warstw roztopionego cynku, umieszczo¬ nych jedna ponad druga, zostaje ogrzana do dostatecznej wysokiej temperatury, aby$pówohoto&£WiiniStii^ sie cfnku. Warstwy te, jak równiez ich przeplyw sa utrjcynw- wane przez stale doprowadzanie ro^topio-* nego cynku na górnym koncti * naczynia, Warstwy roztopionego cytaku znajduja sie w pewnym oddaleniu jedna nad druga, a mianowicie w pionowym naczyniu ognio¬ trwalym, posiadajacym wewnatrz narzady, umozliwiajace splywanie cynku z góry na dól, oraz przeplyw par cynku w kierunku przeciwnym, L j. w góre. Narzady te mo¬ ga stanowic koryta, osadzone jedno ponad drugim i w pewnym oddaleniu jedno od drugiego, przy czym koryta te posiadaja otwory, przez które metal plynie7 w dól, a para w góre.Urzadzenie, sluzace do wykonywania sposobu wedlug wynalazku, posiada retor¬ ty, których rozmiary w porównaniu z roz¬ miarami znanych retort do wydzielania cyn¬ ku sa bardzo duze. Ulatniania cynku doko¬ nywano dotychczas w cylindrycznych retor¬ tach poziomych lub nieco pochylonych, któ¬ re sa wykonane podobnie do belgijskich pieców do stapiania cynku, albo tez w re¬ tortach o wiekszych wymiarach i o ksztal¬ cie butelek. Stosunek powierzchni, z która styka sie roztopiony cynk, do powierzchni, nie stykajacej sie z roztopionym cynkiem, jest ograniczony, poniewaz retorta musi po¬ siadac na górnym koncu wolna przestrzen do par cynku. Zwiekszenie rozmiarów re¬ tort w celu zwiekszenia ich wydajnosci jest jednak polaczone z wielkimi trudnosciami.Przy wielkich rozmiarach retort i napelnia¬ niu ich normalna iloscia ladunku powstaja "warstwy roztopionego cynku o wielkiej gru¬ bosci1, przy czym cisnienie hydrostatyczne takich warstw roztopionego cynku, posia¬ dajacego stosunkowo wielki ciezar wlasci¬ wy, zwieksza sie tak szybko, iz zachodzi obawa uszkodzenia retorty. Wykonywanie jednolitych retort o takich rozmiarach jest prawie niemozliwe, a przy wykonywaniu ich w znany sposób z cegiel — spoiny po¬ miedzy ceglami staja sie nieszczelnymi po uplywie krótkiego czasu pod cisnieniem cynku. Przy parowaniu warstw znacznej '* grtibo^ci metalu o duzym ciezarze, np. sto¬ pionego cynku, punkt wrzenia metalu na dnie warstwy ¦, cynku jest wyzszy niz w reszcie warstwy, a to z powodu cisnienia warstw cynku lezacych na tej warstwie; metal wrze wiec lub pieni sie z powodu przeplywu par w góre, czego nastepstwem jest zanieczyszczanie par cynku porwanymi kroplami zanieczyszczonego metalu.Sposób wedlug wynalazku oraz urza¬ dzenie do wykonywania tego sposobu usu¬ waja powyzsze wady i umozliwiaja parowa¬ nie cynku W jednolitych urzadzeniach o wielkich rozmiarach i wydajnosci, a to dzie¬ ki nastepujacym czynnikom. Podzielenie roztopionego cynku na wieksza liczbe warstw zmniejsza znacznie cisnienie hy¬ drostatyczne, dzieki czemu nie zachodzi niebezpieczenstwo uszkodzenia urzadzenia do odparowywania cynku. Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku, skladajace sie z wiekszej liczby czesci, mo¬ ze byc wykonane tak, iz roztopiony cynk nie dziala na miejsca spojenia tych czesci, a wiec urzadzenie jest stale szczelne. Roz¬ topiony cynk jest podzielony na pewna liczbe warstw, a wiec kazda warstwa cyn¬ ku posiada stosunkowo mala grubosc, przez co zwyzka punktu wrzenia na dnie warstwy, spowodowana cisnieniem hydro¬ statycznym cynku, nie posiada juz znacze¬ nia. Nieznaczna grubosc warstw oslabia pienienie sie cynku lub jego wrzenie, przy czym( wrzenie to wedlug sposobu niniejsze¬ go nie dziala szkodliwie, gdyz roztopiony metal, plynacy w kierunku przeciwnym do przeplywu par cynku, wymywa zanieczy¬ szczenia porwane przez pary, przez có pa¬ ry postepuja w góre niezanieczyszczone.W celu umozliwienia stykania sie roz¬ topionego metalu z mozliwie najwieksza powierzchnia ogrzewanych scian, przy czym ciezar roztopionego cynku w kazdej retorcie nie zwieksza sie znacznie, wyko- — 2 -nywa sie retorte jako jednolita calosc, w której koryto biegnace wzdluz kazdej scia¬ ny powoduje zetkniecie sie roztopionego cynku prawie z calkowita powierzchnia sciany. Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku zanieczyszczenia o wyzszym punkcie wrzenia niz cynk i o wiekszej ge¬ stosci, np. olów i zelazo, posiadaja daz¬ nosc do krzepniecia i pozostawania w ko¬ rytach. Krzepniecie to zostaje ograniczone przez ciagle odprowadzanie wymienionych zanieczyszczen w sposób dwojaki. Przy pierwszym sposobie wrzenie cynku dopro¬ wadza sie do takiego wysokiego stopnia, iz zanieczyszczenia unosza sie wewnatrz warstw stopionego metalu i dostaja sie z jednego koryta do drugiego, po czym zo¬ staja odprowadzone z koryta dolnego wraz z mala iloscia cynku (fig. 1 — 4, 7 i 8), Drugi sposób polega na takim wykonaniu koryt i ich scianek, iz strumien metalu ply¬ nacy z jednego koryta do drugiego- porywa zanieczyszczenia osadzone na dnie koryt (fig. 5, 6 i 9), Jest rzecza znana, iz zanieczyszczenia o punkcie wrzenia wyzszym niz punkt wrze¬ nia cynku, np. olów, dostaja sie do pary cynku, poniewaz czasteczki metalu w po¬ staci mgly zostaja porwane przy wrzeniu i pienieniu sie cynku. Z tego powodu zanie¬ czyszczenie par cynku zwieksza sie w wiek¬ szym stopniu, niz przy bezposrednim utle¬ nianiu. Jezeli wiec sposób wedlug wyna¬ lazku ma sluzyc do oczyszczania cynku od zanieczyszczen o punkcie wrzenia wyzszym niz punkt wrzenia cynku, wykonywa sie ko¬ ryta tak, iz pary zostaja wymyte, a kieru¬ nek ich przeplywu zmienia sie. W tym przypadku mozliwe jest wydzielenie z par bardzo wielkiej liczby czastek w postaci mgly, porwanych przy wrzeniu i pienieniu sie. Jezeli zas wewnetrzne sciany retorty sa pokryte warstwa roztopionego metalu, to przegrzewanie pary, a wiec i parowanie wymienionych czastek bedzie nieznaczne.W razie zbyt silnego parowania, a wiec zwiekszania zawartosci zanieczyszczen w parach cynku, stosuje sie przebieg, przy któryni pary stykaja sie z roztopionym me¬ talem, dzieki czemu nadmiar par zanieczy¬ szczajacych zostaje ponownie pochloniety przez ten metal.Oprócz tego liczbe czastek w postaci mgly zawartych w parze mozna zmniejszyc przez takie zmniejszenie wymiarów! koryta, aby metal pienil sie jedynie nieznacznie.Jezeli jest to rzecza pozadana, mozna zmniejszyc te wymiary tak dalece, iz ko¬ ryto posiada bardzo mala wysokosc, przy czym jednak wydajnosc urzadzenia zmniej¬ sza sie.Do wykonywania sposobu wedlug wy¬ nalazku mozna stosowac urzadzenia roz¬ maitego rodzaju. Na rysunku uwidocznio¬ no przyklady wykonania takich urzadzen, przy stosowaniu których otrzymuje sie bardzo dobre wyniki.Fig. 1 przedstawia w przekroju urza¬ dzenie do wydzielania cynku; fig. 2 — w rzucie poziomym jedno z koryt; fig. 3 — urzadzenie, które jest polaczone z naczy¬ niem do wydzielania olowiu; fig. 4— w rzucie poziomym korytko takiego urzadze¬ nia; fig. 5 — 8 uwidoczniaja dalsze odmia¬ ny wykonania korytek, a fig. 9 — jest prze¬ krojem wzdluz linii 9 — 9 na fig. 5.Komora ogniowa 11 pieca pionowego 10 (fig. 1) posiada otwory 12 do palników i otwór 13, przez który uchodza z pieca ga¬ zy. Cieplomierze 14 sluza do oznaczania temperatury w piecu. Zamiast palników mozna stosowac ogrzewanie innego ro¬ dzaju.W komorze 11 znajduja sie korytka czworokatne 15 z karborundu lub podobne¬ go materialu o dobrej przewodnosci ciepla.Korytka te sa osadzone jedno na drugim i tworza pionowa retorte sluzaca do wy¬ dzielania par cynku. Krawedzie górne 16 korytek i ichj dna sa sciete ukosnie,; co ula¬ twia budowe retorty pionowej. Miejsca po¬ laczen pomiedzy korytkami wypelnia sie — 3 —Szczelnie kitem z karbotutidu lub. podobne¬ go materialu oraz malyrtii ilosciami gliny.Kazde korytko posiada na jednym koncu otwór /7^ a na dnie — zeberka 18, które sa równolegle do otworu 17, przy czym wyso¬ kosc zeberek zwieksza sie od tego otworu ku drugiemu koncowi dna. Dna korytek sa utworzone z plyt, umieszczonych jedna po¬ nad druga w pewnym oddaleniu od siebie, przy czym otwory 17 sa przestawione wzgledem siebie, dzieki czemu umozliwia¬ ja przeplyw stopionego cynku w dól wzglednie jego par w góre po drodze zyg¬ zakowatej. Zeberka 18 zatrzymuja na dnie korytek warstwe stopionego metalu, który Splywajac poprzez zeberka i z korytka do korytka w dól ulatwia scisle mieszanie sie stopionego cynku z jego parami plynacy- ifci w góre.Dolne korytko 19 posiada otwór w sciance bocznej, w który wchodzi rura 20 zatykana czopem 21. Rura ta sluzy do od¬ prowadzania stopionego metalu. Od górne¬ go korytka prowadzi rura 22, przez która uchodza z retorty pary cynku. Rura 22 jest polaczona z (nie przedstawionym) u- fzadzeniem sluzacym do zuzywania lub dalszej przeróbki par cynku. Przez rure 24, zabezpieczona od uchodzenia par cyn¬ ku, stopiony cynk doprowadza sie do gór¬ nego konca retorty.W miare doprowadzania stopionego cynku do rury 24 (bez przerwy lub w krótkich odstepach czasu) cynk doplywa do górnego korytka 15 i plynie nastepnie przez otwory 17 do dalszych korytek w dól, przy czym zeberka 18 zatrzymuja na dnach korytek warstwy stopionego metalu.Retorte frgrzewa sie gazami z komory 11 w takim stopniu, aby warstewki cynku znajdowaly sie w stanie silnego wrzenia.Dzieki stosowaniu duzej liczby warstw cynku znaczna czesc powierzchni rozgrza¬ nych scian retorty styka sie ze stopionym thfetalem, przy czym na duza liczbe jego tfcarstw 0 stosunkowo duzej powierzchni dziala cieplo promieniujace. Okolicznosci te, a zwlaszcza rozgrzanie scianek retorty^ powoduja skuteczne wydzielanie sie par.Cynk doprowadza sie w takiej ilosci, aby na dnach wszystkich korytek utworzyly sie warstwy stopionego metalu. Warunko¬ wi temu czyni sie zadosc, jezeli do dolne¬ go korytka 19 doplywa stale mala ilosc stopionego1 cynku. Zasadniczo ilosc dopro¬ wadzanego metalu powinna odpowiadac wydajnosci retorty pod wzgledem parowa¬ nia, przy czym po przekroczeniu tej ilosci mozna doprowadzac nadmiar stopionego metalu, odprowadzanego z dna 19, ponow¬ nie do rury 24, o ile nie jest on zanieczy¬ szczony w zbyt wysokim stopniu.Pionowa retorta, przedstawiona na fig. 3, sklada sie z korytek 25, posiadajacych na obwodzie zlobki 26 o ksztalcie litery V, w których zbiera sie stopiony metal. Zlo¬ bek jest utworzony przez zewnetrzna scia¬ ne korytka i wewnetrzna ukosna sciane 27 jego dna 28. Korytko jest wykonane z je¬ dnego kawalka. W dnie 28 korytka znaj¬ duje sie otwór 29 otoczony zeberkiem 30, które pozwala na tworzenie sie na po¬ wierzchni dna warstwy stopionego metalu o malej grubosci.Górny koniec retorty jest polaczony z urzadzeniem, do którego doplywaja pary cynku i które sluzy do wydzielania z tych par olowiu. Urzadzenie to sklada sie z pewnej liczby korytek 31 umieszczonych jedno ponad drugim lub z plyt, których wykonanie odpowiada korytkom 15 przed¬ stawionym na fig. 1 i 2. Pary cynku, z któ¬ rych wydzielono olów, Uchodza przez ru¬ re 32 na górnym koncu retorty do skrapla¬ cza lub podobnego urzadzenia sluzacego do zuzywania lub przeróbki takich par.Stopiony cynk doprowadza sie do jed¬ nego z dolnych korytek 31 przez rure 33 polaczona z korytem 34, do którego efnk doplywa bez przerwy przez dtwót 35 dna leju 36. Do regulowania ilosci cytiku sluzy — A —zawór 37. W leju 36 utrzymuje sie stale pewna ilosc stopionego metalu.Stopiony metal plynie przez otwory 29 w dól z jednego korytka do drugiego, a zanieczyszczenia, które moglyby sie osa¬ dzac w zlobkach 26, unosza sie dzieki sil¬ nemu wrzeniu cynku wewnatrz jego war¬ stwy i odplywaja z korytek zostajac wraz z cynkiem odprowadzone na dno retorty.Zanieczyszczenia, posiadajace punkt wrze¬ nia wyzszy niz punkt wrzenia cynku, sa wydalane wraz z mala iloscia cynku przez rure 20.Urzadzenie skladajace sie z korytek 31 jest izolowane na calej dlugosci z wyjat¬ kiem górnego konca, który dziala wobec tego jak skraplacz i powoduje powrotny przeplyw skroplonego cynku na dól. Re¬ torta utworzona z korytek 25 pracuje bez przerwy, wobec czego paruja wielkie ilo¬ sci zanieczyszczonego cynku. Pary te zo¬ staja za pomoca sposobu opisanego w pa¬ tencie Nr 19 691 oczyszczone od olowiu w urzadzeniu skladajacym sie z korytek 31.Kadm ewentualnie mozna wydzielic z par cynkowych (nie zawierajacych olowiu i u- chodzacych przez rure 32) za pomoca spo¬ sobu opisanego w patencie Nr 21 910.Korytko 38, przedstawione na fig. 5, 6 i 9, posiada w przekroju poprzecznym ksztalt czworokata, a na obwodzie —- zlo¬ bek 39 do stopionego metalu. Na jednym koncu zlobka znajduja sie scianki 40 i — w pewnych odstepach od siebie — prze¬ gródki 42. Cynk plynie wiec ponizej prze¬ gródek 42 ponad scianka 40 i uchodzi przez otwór 41, znajdujacy sie w dnie ko¬ rytka pomiedzy sciankami 40. Przy prze¬ plywie ponizej przegródek 42 cynk pory¬ wa wszelkie zanieczyszczenia o gestosci wiekszej niz gestosc cynku (np. olów i ze¬ lazo), które to zanieczyszczenia posiadaja daznosc do osadzania sie na dnie zlobka.Przy tym wykonaniu pary plyna bez prze¬ szkody przez srodkowe czesci korytek w góre, podczas gdy stopiony metal plynie po drodze zygzakowatej w dól przez otwo* ry 41 i--zlobki-'39-z korytka do korytka. v Korytko 38 wedlug fig. 7 i 8 odpowiada korytku przedstawionemu na fig. 5, 6 i 9, posiada jednak w przekroju poprzecznym ksztalt kolisty, przy czym w zlobku 39* posiada tylko przegródki 40' i otwór 41' pomiedzy przegródkami.Przy wykonywaniu sposobu wedlug wynalazku stosowano retorte o wysokosci 1,5 m, skladajaca sie z 10 korytek o sze¬ rokosci 30 cm, dlugosci 60 cm i grubosci scianek 30 mm, wykonanych wedlug fig. 3 i 4. W takiej retorcie przerabiano w prze¬ ciagu 24 godzin 9 000 kg cynku. Zewnetrz¬ na powierzchnia ogrzewana retorty wyno¬ sila 278 dm2, tak iz z 1 dm2 otrzymywano w 24 godziny w przyblizeniu 32 kg cyiiku.Wydajnosc jest wiec trzy do szesciu razy wieksza, niz przy dotychczas znanych spo¬ sobach odparowywania cynku.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do odparowywania duzych ilosci cynku, jak tez do wytwarzania cynku, zawieraja¬ cego male ilosci olowiu, za pomoca desty¬ lacji cynku zawierajacego duze ilosci olo-, wiu. W tym przypadku retorta powinna byc wewnatrz wykonana tak, aby pary u- chodzace w góre mieszaly sie scisle z me¬ talem opadajacym na dól. Osiaga sie to przy stosowaniu urzadzenia przedstawio¬ nego na fig. 1—4, którego celem jest za¬ pobieganie przegrzewaniu i umozliwienie wydzielania parujacych czastek metalu w postaci mgly. Doprowadzana do retorty i- losc cynku, zawierajacego olów i inne za¬ nieczyszczenia o wyzszym punkcie wrze¬ nia niz punkt wrzenia cynku, powinna byc nieco wieksza niz wydajnosc retorty. Od¬ parowywanie moze byc prowadzone tak, aby uchodzace pary zawieraly w przybli¬ zeniu ilosci olowiu, odpowiadajace prezno¬ sci czastkowej olowiu w ladunku przy je¬ go wrzeniu. Czystosc par cynku zalezy od dzialania czasteczek stopionego cynku, przeplywajacego przez pare ulatujaca w — 5 —góre, przy czym dzialanie to zdaza do za¬ pobiegania przegrzaniu, przez co czesc o- lowiu przemienionego w pare skrapla sie lub tez zostaje rozpuszczona ponownie, a czastki metali w postaci mgly zostaja wy¬ dzielone z pary. Oprócz tego zanadto sil¬ nemu przegrzaniu pary zapobiega równiez wielkosc powierzchni stopionego cynku, na która dziala cieplo promieniujace scian re¬ torty, oraz wielkosc powierzchni tych scian stykajacej sie ze stopionym cynkiem.W dalszym ciagu pary cynku uchodza¬ ce na górnym koncu retorty mieszaja sie scisle ze stopionym cynkiem plynacym na dól, dzieki czemu zawartosc w nich olowiu jest w przyblizeniu taka, jak i w roztopio¬ nym cynku, tak iz zawartosc olowiu w pa¬ rach uchodzacych z retorty odpowiada w przyblizeniu zawartosci tego metalu w pa¬ rze, która znajduje sie w równowadze z ladunkiem retorty. Pare o najwiekszej) czy¬ stosci otrzymuje sie bezposrednio ze swie¬ zego ladunku stopu cynku i olowiu, gdyz para ta zawiera mniejsze ilosci olowiu i wieksze ilosci cynku niz stopiony ladunek.Wobec tego roztopiony cynk przy prze¬ plywie w dól nasyca sie powoli olowiem, a pary odplywajace z retorty beda zawiera¬ ly co raz wieksze ilosci olowiu, poniewaz ilosci te w metalu, plynacym w dól, zwiek¬ szaja sie. Zawartosc olowiu w parze wy¬ twarzajacej sie na dnie retorty jest wiec wieksza niz zawartosc tego metalu w pa¬ rze na górnym koncu retorty, przy czym nadmiar olowiu jest wymywany splywaja¬ cym cynkiem tak, iz zawartosc olowiu w parach odplywajacych z retorty jest w przyblizeniu równa zawartosci olowiu w doplywajacym swiezym ladunku.Sposób wedlug wynalazku umozliwia o- trzymywanie za pomoca destylacji w pio¬ nowej retorcie wielkich ilosci par cynku, stosunkowo czystych, przy czym nie sto¬ suje sie powrotnego przeplywu, poniewaz czystosc osiaga sie dzieki dzialaniu wymy¬ wajacemu roztopionego cynku. Pary te po¬ siadaja w wielu przypadkach dostateczna czystosc do ich bezposredniego zastosowa¬ nia dalszego i moga byc doprowadzane do odpowiedniego urzadzenia w celu wytwa¬ rzania pylu cynkowego, tlenku cynku lub podobnych produktów. Jezeli pozadane jest wydzielenie olowiu, stosuje sie urza¬ dzenie przedstawione na fig. 3.Wrzenie cynku w zlobach 26 (fig. 3) jest silniejsze, niz wrzenie w warstwach na dnach korytek 15\ (fig. 1), wobec czego wy¬ dajnosc korytek 25 jest wieksza niz wydaj¬ nosc korytek 15. Korytka przedstawione na fig. 5 — 8 nadaja sie w przypadkach, w których zbedna jest lub niepozadana rów¬ nowaga zawartosci olowiu w wytworzonej parze i w ladunku. PL