PL27520B1 - Sposób wytwarzania tlenku cynku. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania tlenku cynku z mieszaniny materialów, zawierajacych cynk metalicz¬ ny i wegiel, przez odpowiednie ogrzewanie jej w celu wyparowania metalu i spalanie wytworzonych par.Wytwarzanie bieli cynkowej z cynku metalicznego przez stapianie i odparowy¬ wanie metalu oraz utlenianie jego par przeprowadza sie zwykle w nieruchomych retortach lub tyglach, wykonanych z gliny lub grafitu, wzglednie w obrotowych pie¬ cach plomiennych.Przy produkcji ciaglej w obrotowym piecu plomiennym, ogrzewanym np. pale¬ niskiem zewnetrznym, zaladowany cynk stapia sie i wyparowuje, przy czym wy¬ tworzone pary metaliczne spalaja sie na tlenek cynku wewnatrz pieca nad kapiela stopionego cynku. Ciepla, potrzebnego do utrzymania metalu w stanie cieklym, do¬ starczaja zachodzace reakcje, jak równiez pobiera sie czesc ciepla z paleniska ruszto¬ wego. Nastepnie otrzymany tlenek przepro¬ wadza sie do komory zbiorczej, przy czym na powierzchni roztopionego metalu wy¬ tworzyc sie moze w tym przypadku skoru- piasta warstwa tlenku, co znacznie utru¬ dnia lub nawet przerywa parowanie cynku.W celu unikniecia tworzenia sie takiej skorupiastej warstwy próbowano nakladac material, zawierajacy cynk, do jednej lub kilku retort, do których uprzednio wpro¬ wadzono ogrzany podklad zbrykietowany,najlepiej z wegla. Retorty ogrzewa sie cie¬ plem promieniowania, powstalym przy spa¬ laniu par cynku. Cynk wyparowuje w re- iorlach i pary cynku spalaja sie przy wy¬ locie z nich. Przy tym doprowadzanie do retort odbywa sie stale przez komore spa¬ lania, wskutek czego nie osiaga sie czy¬ stych par cynku z powodu stalego styka¬ nia sie ich z doprowadzanym surowcem.Poza tym wymagane jest ogrzewanie do¬ datkowe.Wynalazek niniejszy polega na tym, ze tlenek cynku wytwarza sie w piecu obroto¬ wym przy zastosowaniu stalego dodatku, calkowicie lub czesciowo skladajacego sie z materialu weglowego, co zapobiega two¬ rzeniu sie kapieli lub wolnych skupien sto¬ pionego metalu. Ogrzewanie zaladowanych materialów nastepuje przez spalanie czesci wytworzonych par w górnej strefie pieca obrotowego. Do tej strefy pieca doprowa¬ dza sie równiez powietrze, które przeply¬ wajac przez nia unosi ze soba wytworzone pary cynku do komory spalania tego same¬ go pieca lub tez do komory spalania inne¬ go pieca obrotowego, w którym pary te zostaja spalone calkowicie na tlenek. Po¬ wietrze, przeplywajac nad odkryta po¬ wierzchnia ogrzanej mieszaniny metalu i dodatku weglowego, nie dziala szkodliwie na atmosfere nie utleniajaca.W celu uzyskania calkowitego spalania sie wytworzonych par cynku przy postepo¬ waniu wedlug wynalazku niniejszego do komory spalania doprowadza sie powietrze dodatkowe przez otwory scianek pieca, rozmieszczone w okreslonych odstepach w kierunku podluznym, przy czym dopfyw powietrza reguluje sie za pomoca odpo¬ wiedniego urzadzenia.Przy postepowaniu wedlug wynalazku niniejszego zapobiega sie wadom wspom¬ nianego ostatnio sposobu, gdyz pozwala o- no na latwe regulowanie wszystkich czyn¬ ników, zapewniajacych otrzymywanie za¬ danego tlenku cynku, przy czym proces przebiega bez jakichkolwiek przeszkód. Je¬ zeli material weglowy przedostanie sie do komory spalania w postaci pylu, wytworzo¬ nego wskutek jego scierania sie w komorze parowania pieca obrotowego, to wówczas bez trudnosci mozna go w tej komorze spa¬ lic calkowicie.Dalsze zalety wynalazku, odnoszace sie do polepszenia jakosci wytwarzanego tlen¬ ku cynku, sa opisane nizej.Jedna z glównych zalet sposobu wedlug wynalazku stanowi to, ze zapobiega sie niezawodnie i przy pomocy zwyklych srod¬ ków szkodliwemu zeskorupianiu sie ma¬ terialu cynkowego, W komorze parowania zapewnione sa wlasciwe warunki redukcji metalu, jak równiez zapobiega sie powstawaniu jakich¬ kolwiek skupien stopionego cynku. Poza tym dla utrzymania w tej czesci pieca tem¬ peratury potrzebnej do wyparowania cyn¬ ku i czesciowego utlenienia jego par, jak równiez w celu odprowadzenia ich do dru¬ giej komory pieca, w której nastepuje cal¬ kowite utlenienie, do komory parowania doprowadza sie dostateczna ilosc powie¬ trza.Sposób wedlug wynalazku niniejszego moze byc przeprowadzany np. w urzadze¬ niu, skladajacym sie z obrotowych komór do parowania i do spalania, które moga w pewnych przypadkach tworzyc rózne od¬ cinki cylindra obrotowego. Wyklada sie je odpowiednim materialem ogniotrwalym, wytrzymalym w wysokiej temperaturze o- raz odpornym na dzialanie metalicznego cynku i jego par. Komory parowania i spa¬ lania moga posiadac ruch obrotowy wspól¬ ny, albo tez kazda z nich moze obracac sie oddzielnie. W tym przypadku przestrzen spalania stanowi przedluzenie przestrzeni parowania, przy czym calosc tworzy jedna komore obrotowa, podzielona na dwie ko¬ mory, z których mniejsza komora stanowi strefe parowania, a wieksza — strefe spa¬ lania, czyli glówna strefe utleniania. Stre- — 2 —fa wzglednie komora parowania posiada urzadzenie do napelniania jej, przy czym korzystnie jest chlodzic powyzsze urzadze¬ nie woda, np. za pomoca wiekszej liczby rur wodnych. Do rozpoczecia procesu wy¬ twarzania tlenku cynku sluzy palnik olejo¬ wy lub gazowy oraz urzadzenie do dopro¬ wadzania dodatkowego powietrza do ko¬ mory spalania. Obrotowa komora spalania posiada jeden lub kilka wylotów, polaczo¬ nych z odpowiednimi zbiornikami.Przebieg sposobu wedlug wynalazku niniejszego moze byc nastepujacy. Strefe parowania ogrzewa sie do temperatury po¬ trzebnej do parowania cynku metaliczne¬ go, co mozna uskuteczniac za pomoca pal¬ nika olejowego lub gazowego. Do tej stre¬ fy doprowadza sie przed ogrzaniem jej lub po nim pewna ilosc materialu weglowego, np. miekkiego koksu lub antracytu. Na¬ stepnie po osiagnieciu odpowiedniej tem¬ peratury laduje sie do tej strefy cynk me¬ taliczny i rozpoczyna sie wyparowywanie go. W celu osiagniecia korzystnego prze¬ biegu procesu nalezy ladunki materialu we¬ glowego i cynku metalicznego dobierac tak, zeby zapewnic dobre warunki miejsco¬ wej redukcji dookola stopionego metalu.Wskutek obracania komory parowania sto¬ piony metal zostaje rozdzielony na mate¬ riale weglowym, dzieki czemu unika sie powstawania skupien wzglednie kapieli cieklego metalu pod materialem weglowym.W tym celu stosuje sie nadmiar materialu weglowego ponad ilosc, potrzebna do wy¬ tworzenia warunków miejscowej redukcji i zapobiezenia powstawaniu skorupy tlenko¬ we} lub do redukowania juz utworzonych takich skorup. W pewnych przypadkach korzystnie jest do materialu weglowego do¬ dawac odpowiedniego materialu w postaci bryl, np. z cegiel ogniotrwalych. W komo¬ rze spalania utrzymuje sie odpowiednia temperature na calej dlugosci tej komory.W celu zapewnienia dobrego utleniania si^ par cynku w komorze spalania doprowadza sie do niej powietrze dodatkowe przez kil¬ ka otworów, rozmieszczonych na calej dlu¬ gosci komory i regulowanych za pomoca zaworów. Odpowiednio regulujac ilosc po¬ wietrza, uprzednio doprowadzonego do ko¬ mory parowania, mozna utrzymywac w niej temperature, potrzebna do wyparowywa¬ nia metalu, przez czesciowe spalanie jego par, powstajacych na powierzchni parowa¬ nia, przed odprowadzeniem ich do komo¬ ry spalania. Po odpowiednim uregulowa¬ niu doplywu powietrza i rozpoczeciu spa¬ lania par palniki olejowe lub gazowe moz¬ na wylaczyc. Za pomoca opisanych urza¬ dzen i przez obracanie komory spalania, pary cynku poddaje sie odpowiedniemu stopniowaniu temperatury, dzieki czemu o- siaga sie produkt jednolity pod wzgledem barwy i skladu.Takie stopniowanie temperatury jest bardzo korzystne, poniewaz zmiany tempe¬ ratury w komorze spalania powoduja zmia¬ ne barwy i wielkosci ziarn wytwarzanego tlenku. Dalsza zaleta sposobu niniejszego jest zapobieganie powstawaniu skorupy tlenkowej na powierzchni metalu podczas przeróbki przez zastosowanie materialu weglowego i osiagniecie dzieki temu wa¬ runków miejscowej redukcji okolo stopio¬ nego metalu. Dzieki temu unika sie opóz¬ niania sie procesu powstawania par. Przy odpowiednim regulowaniu komory spala¬ nia i warunków w niej pod wzgledem roz¬ mieszczenia materialu weglowego oraz przy regulowaniu szybkosci wytwarzania par metalu wszystkie czastki weglowe zostaja spalone w tej komorze, wobec czego nie moga one spowodowac zmiany barwy wy¬ twarzanego tlenku.Rysunek przedstawia przyklad wyko¬ nania urzadzenia do przeprowadzania spo¬ sobu wedlug wynalazku niniejszego. Fig. 1 przedstawia widok z boku urzadzenia, a fig- 2 — przekrój podluzny komory obrotowej, podzielonej wewnatrz na strefe parowania i strefe spalania. — 3 —Wedlug fig. 1 urzadzenie posiada obro¬ towa komore A, pionowa chlodnice B z plaszczem wodnym, pierwsza wirówke (cyklon) C, druga wirówke D, jedna lub kilka dmuchaw E i filtr workowy F. Ko¬ mora A jest wewnatrz przedzielona kol' nierzem a na dwie polaczone ze soba stre^ fy, mianowicie na strefe parowania b i stre¬ fe spalania c.Cynk metaliczny doprowadza sie do strefy parowania przez otwór d, zaopatrzo¬ ny w tym przypadku w pochylnie e, utwo¬ rzona z wiekszej liczby rur chlodzonych woda. Bryla cynku metalicznego jest ozna^ czona litera /.Przy rozpoczeciu procesu strefe paro¬ wania 6 komory obrotowej podgrzewa sie za pomoca palnika olejowego lub gazo¬ wego g. Podczas ogrzewania strefy paro¬ wania lub po ogrzaniu jej wprowadza sie do niej ladunek cynku metalicznego i we¬ glowego materialu redukcyjnego, np. koksu.Po osiagnieciu potrzebnej temperatury cynk paruje i za pomoca strumienia po¬ wietrza, doplywajacego otworami h i d, je¬ go pary przeprowadza sie do komory spa¬ lania c. Stramien powietrza nie powinien zmieniac wspomnianych warunków, panu¬ jacych w poblizu stopionego metalu. Jak¬ kolwiek nie mozna podac dokladnych da¬ nych, nalezy jednak zaznaczyc, ze osiagnie¬ to pozadane warunki przy zastosowaniu urzadzenia, skladajacego sie ze strefy pa¬ rowania o dlugosci 305 cm i srednicy 152 cm oraz komory spalania o takiej samej srednicy i o dlugosci 610 cm, przy przebie¬ gu procesu z ciagiem = 3,8 — 6,4 mm slu¬ pa wody oraz przy wielkosci otworu h wy¬ noszacej 78 — 1% cm2. Powietrze dodat¬ kowe doprowadza sie przez przeloty i, wy¬ konane w scianie komory spalania. Otwór wlotowy kazdego przelotu jest regulowany za pomoca nastawnej zasuwy lub zaworu w postaci klapy.Ilosc powietrza, przeplywajacego przez te przeloty, moze byc regulowana, np. w razie zaopatrzenia kazdego przelotu w na¬ stawny suwak lub inne zamkniecie. Regu¬ lowanie to jest potrzebne dla unikniecia zabarwiania wytwarzanego tlenku cynku.Ilosc doprowadzanego powietrza najlepiej jest okreslac doswiadczalnie, gdyz zmienia sie ona zaleznie od utrzymujacych sie wa¬ runków. Za duza lub za mala ilosc powie¬ trza powoduje zabarwianie sie tlenku. Pary tlenku przeplywaja z komory spalania wy¬ lotem J do dolnego konca pionowej chlod¬ nicy B, zaopatrzonej (najlepiej) w plaszcz wodny. Pary unosza sie w chlodnicy i sa spryskiwane ciecza chlodzaca za pomoca jednego lub kilku natrysków. Do spryski¬ wania uzywa sie do 9 1 wody na minute.Najodpowiedniejsza ilosc wynosi 4,5 1 na minute i jest dobierana tak, iz niezawodnie zostaje ona wyparowana przed osiagnie¬ ciem dna chlodnicy.Czesciowo ochlodzone pary przeplywa¬ ja z górnego konca chlodnicy rura glówna / kolejno do dwóch wirówek C i D, z któ¬ rych na dolnych koncach odprowadza sie oddzielony produkt. Pozostale pary i re¬ szte produktu przeprowadza sie za pomo¬ ca jednej lub kilku dwuchaw E do filtru workowego F. Stwierdzono, ze otrzymuje sie zwykle 5 czesci wagowych produktu w wirówce C, 2 czesci wagowe w wirówce D i 2 czesci wagowe w filtrze workowym. i PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób wytwarzania tlenku cynku z mieszaniny materialów, zawierajacych cynk metaliczny i material weglowy, przez ogrzewanie tej mieszaniny, az do wyparo¬ wania metalu, i spalanie wytworzonych par, znamienny tym, ze wprowadza sie do ko¬ mory parowania pieca obrotowego dosta¬ teczna ilosc stalego materialu dodatkowe¬ go, calkowicie lub czesciowo skladajacego sie z materialu weglowego, co zapobiega tworzeniu sie kapieli lub skupien cieklego metalu, ogrzewa sie mieszanine ta przez — A —czesciowe spalanie wytworzonych par w górnej strefie pieca obrotowego przy do¬ prowadzaniu do niej powietrza, przeply¬ wajacego przez te górna strefe bez zmiany nie utleniajacej atmosfery w poblizu od¬ krytej powierzchni ogrzanej mieszani¬ ny metalu i stalego dodatku, przy czym przeplywajace powietrze przeno¬ si wytworzone pary do drugiej ko¬ mory tego pieca lub do oddzielnego pieca, zwlaszcza obrotowego, w któ¬ rym pary te spala sie calkowicie na tlenek za pomoca powietrza dodatkowego, dopro¬ wadzanego w regulowanej ilosci przez o- twory, wykonane w scianie pieca w okre¬ slonych odstepach na calej jego dlugosci, po czym uskutecznia sie chlodzenie i od¬ dzielanie wytworzonego tlenku cynku od przenoszacego go gazu. Henry Edwin Coley. Zastepca: Inz. F, Winnicki, rzecznik patentowy. Fzc?./. s/i i £ z a- J ^^ & +s** Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL