PL30177B1 - Sposób otrzymywania cynku, najlepiej w piecach szybowych, z materialów, zawierajacych cynk - Google Patents

Description

Odzyskiwanie cynku z materialów, za¬ wierajacych cynk, np. z pozostalosci z pie¬ ców muflowych, z zuzli otrzymywanych iprzy wytapianiu olowiu w piecach szybo¬ wych, z prazonki pirytu zawierajacej cynk, z rud miedzi i olowiu zawierajacych cynk lub z [podobnych materialów uskutecznia sie najkorzystniej przez ulatnianie tych materialów w piecu obrotowym. Cynk otrzymuje sie przy tym w postaci tlenku cynku. Do przeróbki takiego materialu stosowano juz w wielu przypadkach piece szybowe w celu otrzymywania metalu w stanie cieklym lub stalym. Tego rodzaju piece szybowe ogrzewano goracymi spali¬ nami, przy czym dzieki dostepowi powie¬ trza spalal sie tlenek wegla,, a cynk otrzy¬ mywano calkowicie w postaci tlenku cyn¬ ku. Materialy, zawierajace cynk, przera-. biano równiez w wielkich piecach lub w .piecach szybowych podobnych do genera¬ torów gazowych z ulatnianiem cynku, a otrzymane gazy palne oczyszczano od za¬ wartego w nich pylu cynku przez stracanie go w odpowiednim urzadzeniu przez spry- iskiwanie woda lub tez w innych oddziela¬ czach cynku. Otrzymywany w ten sposób pyl byl latwo palny w otaczajacym powie¬ trzu. Przerabiano go w sposób zwykly na cynk metaliczny w piecu redukcyjnym.Przy stosowaniu tych sposobów tylko me¬ tal nielotny mozna bylo otrzymac od razu w postaci metalicznej, podczas gdy uzyska¬ ny z gazów odlotowych material zawiera¬ jacy cynk trzeba bylo poddawac dalszej redukcji.Sposób wedlug wynalazku niniejszego umozliwia otrzymywanie znacznej czesci cynku, zawartego w pyle, bezposrednio w postaci metalicznej, cieklej i wolnej od zanieczyszczen, tj. bez potrzeby poddawa¬ nia go redukcji. Wedlug tego sposobu cynk zawarty w ladunku calkowicie przeprowa¬ dza sie do gazów wylotowych, w których znajduje sie on przewaznie w postaci pylu cynkowego. Uzyskuje sie to np. przez pod¬ wyzszenie temperatury w piecu szybowym przez odpowiednie zwiekszenie namiaru koksu. Nastepnie z gazów silnie redukcyj¬ nych wydziela sie na drodze suchej pyl cynkowy, który nastepnie ochladza sie w atmosferze redukujacej lub obojetnej do niskiej temperatury, np. do temperatury ponizej 80°C, najkorzystniej zas ponizej 30°C, w której utlenianie lub zapalanie sie pylu iprzy jego zetknieciu sie' z powietrzem jest znacznie utrudnione. Zostalo stwier¬ dzone, ze z otrzymanego w ten sposób py¬ lu zawarty w nim cynk mozna otrzymac w postaci metalicznej prawie calkowicie jako cynk ciekly przez przetopienie go w ogrze¬ walnym z zewtnatrK bebnie, np. sposobem Thedego (patent niemiecki nr 608836) w temperaturach tylko nieznacznie wyzszych od temperatury topnienia cynku, np. prze¬ kraczajacych te temperature mniej wiecej tylko o 100°C.Na przyklad rudy zelazne zawierajace cynk przetapia sie w wielkim piecu przy zwiekszeniu ladunku koksu mniej wiecej o 40 — 60% ponad ilosc koksu stosowana zwyjkle przy przetapianiu rud zelaznych.W ten sposób cynk zawarty w przerabia¬ nych materialach mozna nie tylko prawie calkowicie przeprowadzic do gazów wylo¬ towych, lecz i zapewnic w tych gazach nie¬ duza zawartosc dwutlenku wegla. Otrzy¬ manie calkowitej ilosci cynku, zawartego w (przerabianym materiale, w postaci py¬ lu, nie jest oczywiscie mozliwe, gdyz po¬ wstajacy w wielkim piecu dwutlenek we¬ gla, jak równiez para wodna powoduja podczas ochladzania dodatkowe utlenianie sie par cynku. Dzieki nastepujacemu bez¬ posrednio potem oddzielaniu na sucho py¬ lu cynkowego zapobiega sie dalszemu jego utlenianiu sie podczas chlodzenia zwiaza¬ nego z itym oddzielaniem. W ten sposób otrzymany pyl cynkowy podczas nastepu¬ jacego ochladzania traci swoje wlasciwosci samopalnosci i mozna go wówczas bez tru¬ du przerobic na ciekly cynk metaliczny przez przetapianie. Tlenek cynku obecny przy oddzielaniu nie ulega oczywiscie re¬ dukcji podczas tego procesu przetapiania, lecz trzeba, go nastepnie przerabiac w spo¬ sób zwykly. Przy stosowaniu sposobu we¬ dlug wynalazku niniejszego jest rzecza ce¬ lowa unikanie stosowania ladunku o wiek¬ szej zawartosci chlorków, gdyz obecnosc chlorków w ladunku znacznie obniza wy¬ dajnosc) cynku metalicznego. Nastepnie pyl cynkowy winien byc mozliwie suchy przy ladowaniu go do bebna obrotowego, prze- znafczionego do przetapiania cynku.Oprócz wielkich pieców lub innych pie¬ ców szybowych do przeprowadzania sposo¬ bu wedlug wynalazku niniejszego mozna równiez stosowac piece o innej konstrukcji, n(p. konwertory o rusztach szczelinowych, piece obrotowe, wielkie piece elektryczne lub podobne piece. Warunkiem nieodzow¬ nym przy tym jest oczywiscie to, aby przy ulatnianiu sie cynku w piecu powstawaly pary cynku i gazy silnie redukcyjne. W szy¬ bowych piecach elektrycznych lub podob¬ nych, sluzacych do przerabiania materia¬ lów, zawierajacych cynk, na pary cynku, skraplanie tych par na ciekly cynk meta¬ liczny bez zawartosci w nim innych zanie¬ czyszczen dotychczas bylo prawie ze nie¬ mozliwe lub tez napotykalo sie przy tym — 2 —znaczne trudnosci. Piece takie mozna sto¬ sowac wedlug wynalazku w ten sposób, ze straca sie cynk w postaci pylu cynkowego Ogazów piecowych, a suchy pyl po odpo¬ wiednim ochlodzeniu go poddaje sie prze¬ tapianiu na^ cynk metaliczny.Przy przetapianiu niektórych materia¬ lów wyjsciowych w piecach szybowych nie zawsze mozna calkowicie uniknac tworze¬ nia sie osadów u wylotu pieca. W takich przypadkach pomagano sobie czestokroc w ten sposób, ze do ladunku dodawano soli kuchennej w celu wytworzenia latwo lot¬ nego chlorku cynku wzglednie tlenochlorku cynku, a to w celu usuniecia osadów utwo¬ rzonych u wylotu pieca. Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku takie wprowa¬ dzanie soli kuchennej do ladunku jest nie¬ korzystne, gdyz odpowiednio do dodatku chlorku zmniejsza sie mozliwosc otrzymy¬ wania bezposrednio cynku metalicznego.Wedlug wynalazku niniejszego usuwanie tworzacych sie osadów uskutecznia sie me¬ chanicznie przez otwory wykonane w gór¬ nej czesci szybu, w poblizu jego wylotu.Otwory te moga byc zamykane szczelnie.Osady zas, utworzone ewentualnie w gór¬ nej czesci pieca ponizej jego wylotu, usu¬ wa sie w pewnych odstepach czasu, np. co 6 — 8 tygodni, przez obtlukiwanie osadów i usuwanie ich z pieca przez wyzej wspom¬ niane otwory bez jakichkolwiek przeszkód w pracy.Przyklad. Prazonke z pirytu (Megge- Jier Kiesabbrande), zawierajaca mniej wiecej 50% zelaza i 8 — 9% cynku, która przez prazenie, np. w urzadzeniu prazel- nym Lurgiego, doprowadzono uprzednio do mozliwie malej zawartosci siarki i ska- walkowano, przetqpiono w wielkim piecu z ladunkiem koksu w ilosci 1200 — 1400 kg na 1000 kg otrzymanej surówki. W odku¬ rzaczu otrzymano pyl, który zawieral prze¬ cietnie 50 — 70% cynku metalicznego.Gazy wylotowe zawieraly mniej wiecej 35% CO, 3 — 4o/o CHA i 2 — 4% C02 o wartosci opalowej okolo 1000 Kai. Tempe¬ ratura u wylotu pieca wynosila 300 — 500°C. Pyl ochladzano na sucho do tempe¬ ratury 50°C, po czym w bebnie obrotowym poddano go obróbce sposobem Thedego.Udalo sie przy tym wytopic okolo 80 — 90% zawartego w pyle cynku w postaoi metalicznej. Pozostalosci wykazywaly du¬ za zawasritosc tlenku cynku, wobec czego stanowily one przydatny material do prze¬ róbki w piecach muflowych.Chlodzenie pylu uskutecznia sie celowo w osobnych zbiornikach, polaczonych z ko¬ morami zbiorczymi odkurzaczy. Zbiorniki te sa oczywiscie szczelnie zamkniete przed dostepem powietrza i moga byc tez ewen¬ tualnie przenosne.Na rysunku uwidoczniono schematycz¬ nie, przyklad wykonania urzadzenia do przeprowadzania sposobu wedlug wyna¬ lazku, z opuszczeniem wszelkich znanych urzadzen pomocniczych i szczególów nie stanowiacych istotnych cech wynalazku niniejszego.W wielkim piecu 1 przetapia sie w zna¬ ny sposób np. wymieniona w przykladzie rude zelazna lub inne materialy zawieraja¬ ce cynk i zelazo. W poblizu wylotu pieca znajduja sie zamykane otwory 2, np. w po¬ staci wlazów. Gazy wylotowe, zawierajace pary i tlenek cynku, doprowadza sie prze¬ wodami 7 i 8 do odkurzacza, uwidocznio¬ nego nai rysunku, tytulem przykladu, w postaci trzech komór, które za pomoca scianek 15, 16, 17 sa podzielone! na mniej¬ sze komory 9, 10, 11, 12, 13 i 14, zakonczo^ ne u dolu zwezeniami 18, 19, 20. Komory te sa zamkniete u dolu szczelnie na powie¬ trze za pomoca suwaków lub zaworów 21, 22 i 23. Komory odkurzacza za pomoca kolnierzy moga byc polaczone z szczelny¬ mi na powietrze zbiornikami uwidocznien nymi na rysunku w postaci butli 24 i 25.W celu osiagniecia intensywnego chlo¬ dzenia gazów odkurzacz moze byc chlodzo¬ ny w sposób znany, np. za pomoca zeber — 3 —cluoaZacyich, przez opryskiwanie woda, cnioazeme powietrzem iul, co nie zostalo pouiane osojono na rysunku, dla wiekszej jago przejrzysoosci. Komory 10, li, iz ,i ió oa- lcurzacza sa. polaczone ze soba za pomoca rur zti w celu osiagniecia lepszego cnlo- uzenia gazów. Mozna zastosowac odku¬ rzacz skiadajacy sie z wiekszej liczby ko¬ mor lub tez inne znane urzadzenie do od- Kurzania gazów wielkopiecowych. ryt zbiera sie w dolnej czesci komór odkurzacza, z których od czasu do czasu usuwa sie go do dolaczonych zbiorników 24, 25 przez otwarcie zaworów 21, 22 i 23.Zbiorniki 24, 25 posiadaja równiez za¬ mkniecie szczelne na powietrze. Mozna tez postepowac i tak, ze po napelnieniu zbior¬ ników 24, 25 zamyka sie zawory 21, 22, 28, a zbiorniki te po zamknieciu ich odlacza sie od odkurzacza dopiero wówczas, gdy znajdujacy sie w nich material zostal na¬ lezycie ochlodzony.Oczywiscie nie jest konieczne stosowa¬ nie jednego tylko okreslonego sposobu od¬ dzielania pylu, natomiast jest rzecza waz¬ na, aby zastosowane urzadzenie umozlir wialo oddzielanie pylu bez dostepu powie¬ trza. Chcac uniknac dostepu powietrza do pylu po usunieciu go z odkurzacza korzyst¬ nie jest stosowac zbiorniki 24, 25 w posta¬ ci butli napelniajac je pylem nie calkowir cie.Pyl ze zbiorników 24, 25 doprowadza sie nastepnie do urzadzenia w postaci bebna obrotowego, ogrzewanego z ze¬ wnatrz, w którym jest on przetapiany. Be¬ ben 30 za pomoca czopów 81 i 82 jest osa¬ dzony obrotowo w lozyskach 83 i 34 i znaj¬ duje sie w komorze grzewczej 35. Pyl do bebna 30 doprowadza sie przez otwór 36 szczelnie zamykany za pomoca drzwiczek.Beben ogrzewa sie za pomoca palników 87 i 38, których wyloty znajduja sie w ko¬ morze 39 ponizej bebna. Gazy grzewcze przechodza przez otwory sklepienia 40 do wlasciwej komory grzewczej 35 i nastep-i nie przez otwory sklepienia 41 do komory zbiorczej 42, z której uchodza do komina 43. Boczne zamkniecie komory 35 stanowia obydwie pokrywy 44 i 45 bebna 30. Beben jest napedzany za pomoca silnika 46 przez przekladnie 47, której kólko zebate 43 np. za pomoca lancucha 49 dziala na kolo ze¬ bate 50 osadzone na czopie 31.W bebnie 30 utrzymuje sie temperatu¬ re nieco wyzsza od temperatury topnienia cynku. Po zaladowaniu pylu do bebna jego otwór 36 zamyka sie szczelnie na powie¬ trze, a beben obraca sie. Wskutek tarcia czastek pylu cynkowego o siebie i wobec ciaglego obracania przerabianego materia¬ lu cynk metaliczny splywa do dalszej cze¬ sci bebna i po pewnym czasie mozna go usunac z bebna w stanie cieklym. Wydaj¬ nosc wynosi mniej wiecej 70 — 90% ilosci cyjnku metalicznego, zawartego w przera¬ bianym pyle. Pozostalosci, stanowiace glównie tlenek cynku obok innych skladni¬ ków zawartych w materiale wyjsciowym, mozna przerabiac na cynk metaliczny przez destylacje lub tez lugowanie i elek¬ trolize.Otwory 2 sa wykonane w takim miej¬ scu szybu, w którym najlatwiej tworza sie osady cynkowe. Od czasu do czasu otwiera sie drzwiczki wszystkich otworów 2 albo tez, w razie potrzeby, tylko niektórych z nich jpo uprzednim oprózaiaeaiiiu górnej cze¬ sci pieca przez odpowiednie obnizenie wy¬ sokosci slupa ladunku pieca i nastawienie wylotu. Nastepnie przypieczone do scian pieca osady odlamuje sie pretami. Odla- mane osady mozna pozostawic w szybie pieca lub wyjac, pokawalkowac i porcjami znów dodawac do ladunku pieca lub tez zuzytkowac je w inny sposób. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób otrzymywania cynku, najlepiej w piecach szybowych, z materialów, zawie¬ rajacych cynk, przez przetapianie cynku, — 4 —znamienny tym, ze podczas ulatniania cyn¬ ku wytraca go sie w atmosferze silnie re¬ dukujacej w postaci pylu cynkowego, któ¬ ry w tej atmosferze (ewentualnie równiez w atmosferze obojetnej) ochladza sie do temperatury ponizej 80°C, i z tego pylu cynkowego wytapia sie ciekly cynk meta¬ liczny, zwlaszcza w obrotowym, z zewnatrz ogrzewanym piecu. M e t a 11 g e s e 11 is c h a f t Aktiengesellschaf t Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy HUK. U ARCT. CZERNIAKOWSKA 225Do opisu patentowego Nr 30177 ,43 V PL