PL45902B1 - - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania cyn¬ ku z koncentratów cynkowych, zawierajacych arsen.Przy wytapianiu cynku w piecu przedmucho- wym produkty gazowe doprowadza sie do skrap¬ lacza, gdzie stykaja sie one z krazacym strumie¬ niem roztopionego olowiu, który rozpuszcza pary cynku. Ogólnie biorac, olów wchodzi do skrap¬ lacza o temperaturze 450°C i zawiera 2,0% roz¬ puszczonego cynku, a opuszcza skraplacz o tem¬ peraturze 550—580°C i zawiera 2,25% rozpusz¬ czonego cynku. Taki olów ochladza sie do tem¬ peratury 450°C przez przepuszczanie go przez *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Leslie Jack Derham. chlodzone woda koryta lub przez inne odpowied¬ nie urzadzenie chlodnicze i kieruje do osadnika, w którym nastepuje oddzielanie nadmiaru cynku, pozostawiajac zawartosc cynku w olowiu wy¬ noszaca 2,0%. Nastepnie olów ten wprowadza sie do krazenia w skraplaczu.Koncentraty cynku zawieraja czesto arsen.Czesc arsenu ulatnia sie i rozpuszcza w kraza¬ cym w skraplaczu olowiu. Podczas ochladzania takiego olowiu na zewnatrz skraplacza, arsen zostaje wydzielony razem z cynkiem. Olów po ochlodzeniu do temperatury 450°C zawiera zwy¬ kle jeszcze 0,0004% As razem z 2% cynku. Taka zawartosc arsenu w cynku odpowiada rozpusz¬ czalnosci produktu arsenku cynku (Zn3As2) w olowiu w temperaturze 450CC.Odnosnie zawartosci cynku w gazach opuszcza¬ jacych piec, zawartosc arsenu w tych gazach moze wynosic, ogólnie biorac, 0,2—0,8% i zalezy glównie od charakteru krazacych materialów oraz od zawartosci arsenu w przerabianych kon¬ centratach.Przyjmuje sie, ze zawartosc arsenu w cynku przeprowadzanym przez skraplacz wynosi 0,8% wagowo i gdy krazacy roztopiony olów rozpusz¬ cza 0,25% cynku wagowo, to wówczas zawartosc arsenu w olowiu bedzie wynosic do 0,002% wa¬ gowo. Gdy olów wchodzac dó skraplacza zawiera 2r0% cynku i 0,0004% arsenu, to goracy olów opuszczajacy skraplacz bedzie zawierac 2*25% cynku i 0,0024% arsenu.Obecnosc arsenu jest niekorzystna, po pierw¬ sze dlatego, ze trzeba stosowac srodki do usunie¬ cia go z cynku w celii uzyskania cynku handlo¬ wego. Druga niedogodnoscia jest to, ze podczas chlodzenia olowiu pewna ilosc arsenku cynku krzepnie na sciankach chlodzonego koryta lub innego urzadzenia chlodniczego tworzac scisla powloke, która nalezy * okresowo usuwac. Dalsza niedogodnoscia jest to, ze jak zostalo stwierdzo¬ ne przez wynalazców, obecnosc arsenu znacznie zwieksza mozliwosci utleniania sie roztopionego cynku i przez to zwiekszenie strat cynku meta¬ licznego, podczas przeplywu go przez koryto i osadnik oraz podczas odlewania. Wystepuje to nawet przy stosowaniu topnika takiego, jak amo¬ nowy chlorek cynku w postaci warstwy pokry¬ wajacej roztopiony olów zawierajacy cynk; od¬ dzielony cynk, podczas doprowadzania go do osadnika oraz w osadniku ulega znacznemu utle¬ nianiu.Bardzo wazna cecha wynalazku jest zapobie¬ zenie utlenianiu cynku i w wyniku tego two¬ rzeniu sie zuzli. W nieobecnosci aluminium two¬ rzy sie luzna zgorzelina, gdy olów z jego po¬ wierzchniowa warstwa cynku przeplywa przez chlodnice. Óteecticsc nawet malej UóSti alu¬ minium powoduje tworzenie sie bai»dzo cienkiej dehronnej blony tlenkowej pod która oddzielo¬ ny cynk moze przeplywac bez dalszego utlenia¬ nia sie.Wynalazek polega ha dodawaniu do krazacego olowiu aluminium w ilosci wystarczajacej do Utworzenia zwiazku Al As i w nastepstwie tego prawie calkowitego usuniecia arsenu i dodanego abtminium w postaci zwiazku Al As.W praktyce trudno jest dokladnie okreslic ilosc aluminium równowazna do zawartosci ar¬ senu. Dlatego w praktyce wymagana jest ilosc aluminium wystarczajaca do utworzenia zwiaz¬ ków (AlFe i Al As) aluminium z zelazem i arse¬ nem. Ilosc aluminium potrzebna do usuniecia malej ilosci zelaza jest mala w porównaniu z iloscia aluminium potrzebna do usuniecia ar¬ senu. Takie usuwanie zelaza jest korzystne, po¬ niewaz z wielu wzgledów cynk o malej zawar¬ tosci zelaza jest pozadany.W panujacych warunkach temperatury, alumi¬ nium dziala jako odtleniacz i czynnik zapobie¬ gajacy (pochlanianiu tlenu przez mieszanine olów — cynk.Arsenek glinowy zostaje w skraplaczu stra¬ cony z roztopionego olowiu. Tworzy on czesc zuzli powstajacych w skraplaczu i gdy skraplacz jest zaopatrzony w urzadzenie do usuwania zuzli zawierajace .pochylony przenosnik slima¬ kowy, to. zuzle te usuwa sie z powierzchni roz¬ topionego olowiu, umozliwiajac doprowadzanie roztopionego olowiu z powrotem do skraplacza; zuzle te zostaja usuniete czesciowo za pomoca powyzszego urzadzenia, a czesciowo z olowiu w pompie na zewnatrz skraplacza.Aluminium jest tylko bardzo nieznacznie roz¬ puszczalny w olowiu, natomiast jest bardzo do¬ brze rozpuszczalny w roztopionym cynku. Dian tego wieksza czesc nadmiaru aluminium zostaje oddzielona razem z cynkiem, podczas chlodze¬ nia olowiu na zewnatrz skraplacza; tylko nie¬ znaczna ilosc aluminium bedzie pozostawac w olowiu powracajacym do skraplacza.Cynk w pewnych przypadkach zastosowania np. przy niektórych rodzajach galwanizacji wi¬ nien zawierac pewna nieznaczna ilosc aluminium.Gdy cynk sluzy do takiego uzytku, to aluminium dodaje sie do olowiu (z którego cynk jest od¬ dzielany w osadniku), jprzed doprowadzeniem^ olowiu do skraplacza, w ilosci wystarczajacej do stracenia arsenu i do wprowadzenia wyma¬ ganej ilosci do cynku.Gdy zawartosc aluminium w cynku nie jest Wymagana, to moze byc korzystnie prawie cal¬ kowite usuniecie aluminium z cynku za pomoca roztopionego chlorku cynku. Qdy uzywa sie chlorku cynku w postaci ogólnie przyjetej war¬ stwy topnika zapobiegajacej utlenianiu, to nad¬ miar aluminium moze byc dodany do olowiu wchodzacego do skraplacza w celu zapewnienia calkowitego usuniecia arsenu; nadmiar doda¬ nego aluminium moze byc nastepnie usuniety przez reakcje z topnikiem, np. chlorkiem cynku pokrywajacym powierzchnie roztopionego cynku w osadniku. Gdy olów po opuszczeniu chlodza¬ cego koryta ma przechodzic razem z oddzielonym roztopionym cynkiem przez warstwe chlorku cynku stanowiaca pokrywe topnika, ulatwia sie usuwanie aluminium. - 2 -Nieznaczny brak aluminium mcm byc dodany i calkowita ilosc aluminium zostanie stracona, lecz pewna ilosc arsenu pozostanie nie stracona, podczas przeplywu oiowiu przez chlodzace koryta i osadnik oraz podczas odlewania. Na przyklad, gdy zawartosc arsenu w olowiu przeplywajacym przez skraplacz wynosi 0,002% wagowo, a do olowiu dodaje sie 0,0007% aluminium przed wejsciem olowiu do skraplacza; ta ilosc alu¬ minium jest wystarczajaca do usuniecia 0,0007X X 75/37 = 0,00194% arsenu. Pozostaje w olowiu zawartosc 0,00006% arsenu, który przechodzi do joztopionego oddzielonego cynku (0,25%) i two¬ rzy zawartosc 0,024% arsenu; ta nieznaczna ilosc arsenu moze byc usunieta z cynku przez obróbke sodem metalicznym.Korzystnie jest dodawane aluminium wprowar cizac do olowiu w postaci stopu jego z cynkiem o mozliwie niskiej temperaturze topnienia (po¬ nizej 500°C) i zawierajacego nie wiecej, niz okolo 20% aluminium. Taki stóp moze byc przygoto¬ wany z czystego zlomu aluminium i cynku. Moz¬ na równiez stosowac zlom odlewniczy stopu alu- miniowc-cynkowego, zawierajacego okolo 4% .aluminium. Na przyklad moze byc uzyty stop -aluminiowc-krzemowy o niskiej zawartosci krze¬ mu, przy czym zawarty w nim krzem ulatwia usuwanie zelaza. Mozna stosowac mieszanine zlomu aluminiowego i stopu aluminiowo-krze- mowego ze zlomem odlewniczego stopu cynkp- wo-a'iuminiowego.Wynalazek obejmuje wiele odmian nie prze¬ kraczajacych jego zakresu. Na przyklad "zamiast dodawania aluminium do olowiu przed dopro¬ wadzaniem go do skraplacza, mozna je dodawac do zbiornika pompy. Wykazuje to podobne ko¬ rzysci (tj. zapobieganie utlenianiu na powierzch¬ ni w korycie chlodniczym i nie zwiekszaja sie narosty arsenku cynku na sciankach koryta- jak i wedlug sposobu opisanego wyzej. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania cynku z koncentratów cynkowych, zawierajacych arsen przez to¬ pienie koncentratów w piecu przedmucho- wym i nagle ochladzanie produktów, gazo¬ wych krazacym strumieniem roztopionego olowiu oraz przez chlodzenie olowiu tak, aby wydzielic zawarty w nim cynk, znamienny tym, ze arsen usuwa sie przez dodanie alu¬ minium do krazacego olowiu w celu utwc^ rzenia zwiazku aluminium i arsenu, nieroz¬ puszczalnego - w roztopionym olowiu. 1 Sposób Wedlug zartfi. 1, znamienny tynu ze pary zelaza obecne w parach cynku usu¬ wa sie przez dodatek nadmiaru aluminium ponad ilosc aluminium potrzebnego do usu¬ niecia arsenu tak, iz zostaje utworzony zwia¬ zek aluminium i zelaza nierozpuszczalny w roztopionym oJowiu. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze dodaje sie aluminium w ilosci wystarcza¬ jacej do calkowitego stracenia arsenu i ze¬ laza obecnego w roztopionym olowiu. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze aluminium dodaje sie w ilosci przekra- czajacej ilosc potrzebna do stracenia arsenu i zelaza obecnych w roztopionym olowiu. 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze nadmiar dodanego aluminium usuwa sie na¬ stepnie przez reakcje z chlorkiem cynku. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze olów ochladza sie w celu oddzielenia cynku przez przeprowadzanie go przez chlodzone koryta i doprowadza do osadnika, którego scianki sa pokryte od wewnatrz warstwa topnika chlorku cynku. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze olów i oddzielony cynk doprowadzane do osadnika przeprowadza sie przez warstwe topnika pokrywajaca cynk w osadniku. 8. Sposób wed&ug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze arsen pozostaly w olowiu po obróbce go aluminium usuwa sie przez obróbke sodem metalicznym. 9. Sposób wedlug zastrz. 1—8, znamienny tym, ze aluminium dodaje sie w postaci stopu cynkowc^aluminiowego, zawierajacego mniej niz 20% aluminium i o temperaturze top¬ nienia ponizej 500°C. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze dodaje sie stopu cynkowo-aluminiowego wytworzonego z czystego zlomu aluminium i cynku. 11. Sposób wedlug zastrz. 1—9, znamienny tym, ze aluminium dodaje sie w postaci jednego z nastepujacych stopów lub mieszanin stopu kokilowego ze zlomu aluminium i cynku o zawartosci okolo 4% aluminium, stopu krzemowo-alumlniowego o malej zawartosci krzemu oraz mieszaniny zlomu aluminiowe¬ go, stopu krzemowc-aluminiowego i zlomu kokilowego stopu aluminiowo-cynkowego*12. Spsób wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze aluminium dodaje sie do krazacego olo¬ wiu przed doprowadzeniem olowiu do skrap¬ lacza. 13. Sposób wedlug zastrz. 1—12, znamienny tym, ze aluminium dodaje sie do zbiornika pom¬ py wprawiajacej olów w krazenie. Metallurgical Processes Limited The National Smelting Company Limited Metallurgical Development C o m p a n y Zastepca: mgr inz. Adolf Towpik rzecznik patentowy 918. RSW „Prasa", Kielce. PL