PL41869B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 4 maja 1959 r. ^:*% mk h% *4 BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41869 The National Smelting Company Limited Londyn, W&elka Brytania KI. 40 a, *&%± Sposób doprowadzania par cynku z pieca do skraplacza i urzadzenie do wytapiania cynku Patent trwa od duda 26 kwietnia 1958 r.Wynalazek dotyczy sposobu doprowadzania par cynku z pieca do skraplacza, zwlaszcza gdy uchodzace .gazy piecowe zawieraja dwutlenek wegla. Da sie on szczególnie korzystnie zastoso¬ wac do szybowego pieca do otrzymywamia cyn¬ ku, w którym zawartosc dwutlenku cymku wy¬ nosi zwykle 5—12% przy zawartosci 5—7% cyn¬ ku. Sposób tak nadaje sie równiez do korzystne¬ go (zastosowania w piecach elektrycznych, w których zawartosc dwutlenku wegla jest mniej¬ sza, a zawartosc cynku wieksza.Zawartosc par cynku i dwutlenku wegla mo¬ ze znajdowac sie w pewnej równowadze tylko w obecnosci tlenku wegla i w pewnej tempera¬ turze krytycznej, zaleznej od skladu chemicz¬ nego gazów piecowych wedlug równowagi sta¬ lej reakcji: ZnO staly + CO gazowy = Zn gazowy + C02 gazowy [1] To równanie równowagi stalej mozna przedstawic w postaci równania: Zn • C02 K = — CO- gdzie Zn, C02 i CO przedstawiaja cisnienie cza¬ steczkowe tych gazów w otaczajacej atmosferze, przy czym K zmienia sie przy zmianie tempe¬ ratury w sposób nastepujacy: K 0,007 0,008 0,09 0,010 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 0,022 0,024 0,026 0,028 0,030 Temperatuira. w °C W gazach, zawierajacych 902 912 920 927 939 949 959 967 974 981 987 993 998 1004 5,3% Zn, 10% C02 i 20% CO K = 0,0265, temperatura równowagiwynosi zatem 995°C. Gaz taki moze byc wy- twarzainy w piecu szybowym. Gazy z pieca elek¬ trycznego zawieraja 40% Zn, 2% C02 i 50% CO a wspólczynnik K = 0,016 d temperatura rów¬ nowag:! wynosi 953°C.Temperatura równowagi, ponizej kitórej pary cynku moga ulegac utlenianiu dwutlenkiem wegla,, wynosi zwykle 900—1000°C, zaleznie od skladal chemicznego gazów.Wysoka temperatura w górnej czesci wsadu pieca, wymagana wedlug danego rozwazania, jest niekorzystna w piecu szybowym z uwagi na otrzymywanie srebra wraz z cynkiem. Wystepu- . je tu niewlasciwa lotnosc siarczku olowiu.Stwierdzono, ze reakcja: Zn _|_ C02 = ZnO + CO ...[2] tj. odwrotnosc reaifecji wedlug równania [1], za¬ chodzi [tylko w poblizu scian otworu wylotowego.Wynalazek dotyczy równiez przewodu przelo¬ towego, sluzacego do doprowadzania par cynku z pieca do skraplacza, (którego scianki sa ogrze¬ wane itak, aby byly utrzymywane w tempera¬ turze przewyzszajacej temperature równowagi, w której pary cynku i gazowy icfwutlenek weg¬ la, przeplywajace przez ten przewód, pozostawa¬ ly w stanie stalej równowagi w obecnosci tlenku wegla.Gdy ogrzewany przewód 'znajduje sie np. w piecu szybowym, wówczas temperatura w gór¬ nej czesci wsadu pieca moze byc bardziej obni¬ zona, niz temperatura zapobiegajaca ponowne¬ mu utlenianiu par cynku w przypadku uzywa¬ nia pdeca do topienia samego cynku bez domie¬ szek olowiu.W patencie brytyjskim nr 741258 wyjasniono, iz niska temperatura w górnej czesci wsadu pie¬ ca umozliwia zmniejszenie lotnosci siarczku olo¬ wiu. Ulatnianie sie siarczku olowiu przy czescio¬ wej redukcji olowiu, który muisi byc usuniety z garu pieca, zanieczyszcza skraplacz, co zwiazane jest z koniecznoscia zdjecia go i oczyszczenia.Wedlug wynalazku zasttosowamie kanalu prze¬ lotowego o sciankach ogrzewanych do tempera¬ tury powyzej temperatury równowagi umozliwia prowadzenie pieca tak, aby gazy opuszczaly wsad pieca w temperaturze znacznie nizszej, niz temiperatura równowagi (800—850°C).Wynalazek dotyczy wiec sposobu doprowadza¬ nia par cynku z pdeca do skraplacza, "wedlug którego przy powierzchni wsadu pieca jest utrzy¬ mywana taka temperatura, ze gazy opuszczaja ten wsad w temperaturze nizszej niz tempera¬ tura równowagi, w kitórej pary cynku i dwutle¬ nek wegla moga pozostawac w stanie stalej równowagi i sa doprowadzane do skraplacza przez kanal, którego scianki Sa ogrzewane do temperatury, przewyzszajacej wyzej wspomnia¬ na temperature równowagi.W celu wytworzenia warunków, w których gazy opuszczaja piec o temperaturze zadanej (zwykle 800—850°C), odprowadza sie je z górnej czesci wsadu oraz unika sie zbyt silnego prze¬ grzewania tej czesci wsadu, która zawiera zela¬ zo. Ta czesc wsadu moze byc wprowadzana w stanie zimnym lub w stanie ogrzanym do tem¬ peratury nie przekraczajacej 600°C. Koks wsadu korzystnie jest silnie ogrzac do temperatury 800—1000°C.Obnizanie temperatury gazów opuszczajacych wsad znacznie ponizej .temperatury równowagi jest korzystne, poniewaz uzyskuje sie dalsze zmniejszenie lotnosci siarczku olowiu. Ponadto zmniejsza sie ilosc ulatniajacego sie olowiu me¬ talicznego, jak równiez ulatnianie sie arsenu.Scianki przelotowe moga byc ogrzewane do tem¬ peratury 1000QC lub wyzszej.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do topienia cynku, zawierajace piec do otrzymywa¬ nia par cynku, skraplacz do skraplania tych par, kanal przelotowy do doprowadzania par cynku z pieca do skraplacza oraz urzadzenie do ogrze¬ wania scianek kanalu do temperatury przewyz¬ szajacej temperature doprowadzanych gazów.Korzystnie jest kanal wykonac z metalu, odpor¬ nego na dzialanie ciepla i na korozje.Przedmiot wynalazku uwidoczniono na rysun¬ ku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pio¬ nowy wzdluz osi pieca, kanalu przelotowego i skraplacza, a £ig. 2 — przekrój wzdluz linii A—A na fig. 1.Piec 1 jest polaczony ze skraplaczem 2 za po¬ moca przewodu przelotowego 3. Przewód 3 jest wykonany ze stali stopowej, zawierajacej 18,2% chromu, 38,1% niklu, 2,48%, 1,02% manganu 0,08% kobaltu i 0,08% wegla. Gorace gazy palni¬ ków 4 omywaja przewód 3 w komorze spalania 5 i ogrzewaja go; uchodza one na zewnatrz przewodem wylotowym 6, w którym umieszczo¬ ny jest zawór dlawiacy 7. Przewód 3 jest zabez¬ pieczony przed zatkaniem. W celu przetkania go wystarczy zdjac pilytke 8.-Przewód 3 posiada ksztalt litery Ti jest wy¬ konany z rurki o przekroju okraglym. Przy kon¬ cu wlotowym przewód 3 jest przypawany do czesci wlotowej w postaci plyty kolnierzowej 3a, wykonanej z podobnej stali stopowej, która za¬ myka komore 5 od strony pieca 1.Do górnej pochylonej czesci poprzecznej ele¬ mentu teowego jest przypawana plyta kolnie- — 2 —rzowa 3b, natomiast kolnierz 3c jest zanurzony w rynnie pierscieniowej 9, tworzacej szczeline pomiedzy komora 5 i skraplaczem 2\ co umozli¬ wia rozszerzanie sie czesci pod wplywem ogrza¬ nia.Gazy piecowe sa ogrzane do temperatury znacznie nizszej, niz ich temperatura ponownego utleniania, gdy przeplywaja prz^z ogrzewany przewód 3.Wedlug jednego z przykladów gazy sa ogrza¬ ne tylko o 10—15^ podczas przechodzenia ich przez przewód przelotowy 3.Moga byc zastosowane równiez inne urzadze¬ nia do ogrzewania przewodu przelotowego. Na przyfklad mozna go ogrzewac za pomoca grzejni¬ ków elektrycznych oporowych lub indukcyjnych. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób doprowadzania par cynku z pieca do skraplacza, znamienny tym, ze powierzchnie wsadu w piecu utrzymuje sie w takiej tem¬ peraturze, iz gazy opuszczaja ten wsad w temperaturze nizszej, niz temperatura rów¬ nowagi, w której pary cynku i dwutlenek wegla pozostaja w stanie równowagi stalej, przy czym doprowadza sie je do skraplacza, którego scianki sa ogrzewane do temperatu¬ ry, wyzszej od temperatury równowagi.
2. 2. Sposób wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze gazy opuszczaja wsad. pieca w temperaturze 800—850°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze scianki przewodu przelotowego ogrzewa sie do temperatury 100°C lub wyzszej.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze czesc wsadu, zawierajaca zelazo, ogrzewa sie do temperatury nie przekraczajacej 600°C, a czesc wsadu zawierajaca koks ogrzewa sie do temperatury 800—1000°C.
5. 5. Urzadzenie do wytapiania cyniku, obej¬ mujace piec do wytwarzania par cynku i skraplacz do skraplania tych par, do którego pary cynku sa doprowadzane z pieca sposo¬ bem wedlug zastrz. 1—4, znamienne tym, ze zawiera przewód przelotowy do doprowadza¬ nia par cynku z pieca do skraplacza oraz srodki ido ogrzewania tego przewodu do tem¬ peratury przewyzszajacej temperature, w ja¬ kiej gazy przeplywaja przez ten przewód, przy czym przewód przelotowy jest wykona¬ ny ze stali stopowej, odpornej na dzialanie ciepla i na korozje, a scianki tego przewodu sa przystosowane do takiego ogrzewania, iz mozliwe jest utrzymywanie temperatury prze¬ kraczajacej temperature równowagi, przy której pary cynku i dwutlenek wegla znaj¬ duja sie podczas przeplywania przez przewód w stanie stalej równowagi w obecnosci tlen¬ ku wegla.
6. 6. Urzadzenie do wytapiania cynku wedlug za¬ strz. 5, znamienne tym, ze przewód przeloto¬ wy zawiera czesc pozioma, która jednym* kon¬ cem jest polaczona z piecem, a której drugi koniec prowadzi do pionowej czesci, której dolny koniec jest polaczony ze iskraplaczem, przy czym przewód przelotowy jest osadzony w komorze, przez która przeplywaja gorace gazy, sluzace do ogrzewania tego przewodu od zewnatrz. The National S m e 11 i n g Company Limited Zastepca: mgr inz. Adolf Towpik, rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 41869 BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego RSW „Prasa" W^wa, Okopowa 58/72. Zam, 95/A. Pap. druk. sat. ki. III 70 g. 100 egz PL