PL49043B3 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób ciaglej rafinacji skroplonych par kadmu przede wszystkim zanieczyszczonych Zn oraz Tl i skrap¬ lacz do stosowania tego sposobu oraz urzadzenie do równomiernej nadawy plynnego stopu cynkowo- -kadmowego do znanej kolumny rektyfikacyjnej sluzacej do oczyszczania stopów kadmowych.Dotychczas z gabki kadmowej stanowiacej pro¬ dukt cementacji w procesie elektrolizy cynku i tlenków kadmowych przez rozpuszczanie w kwa¬ sie siarkowym, a nastepnie wytracanie cynkiem otrzymywano bogata gabke kadmowa o zawartosci 75—90% Cd. Z bogatej gabki po rozpuszczeniu jej w kwasie siarkowym i pod dzialaniem energii elektrycznej otrzymywano kadm na katodach, któ¬ ry po przetopieniu odlewano w gaski. Bogata gab¬ ke przerabiano takze na drodze pirometalurgicznej z dodatkiem reduktora w piecach destylacyjnych o lezacych muflach zeliwnych. Otrzymany kadm surowy nastepnie rafinowano ogniowo solami. 10 15 20 25 Wyzej podane sposoby byly stosunkowo bardzo skomplikowane, poniewaz proces produkcji kadmu wymagal wielu operacji i z tego powodu uzysk ka¬ dmu byl niski a straty metalu bardzo znaczne. Po¬ za tym czystosc uzyskiwanego produktu byla nie- zadawalajaca (w najkorzystniejszym przypadku ok. 99,95% Cd).Sposób oczyszczania stopów kadmowych przez rektyfikacje wedlug patentu polskiego nr 41351 usunal wiele wad w dotychczas stosowanych meto¬ dach produkcji kadmu. Polegal on na tym, ze czesc stopu kadmowego odparowuje sie w wyniku czego pary wzbogacaja sie w Cd, natomiast do nieodpa- rowanej czesci metalu przechodzil praktycznie bio¬ rac caly Pb, Fe, Cu, Sn, Al i inne wysoko wrzace zanieczyszczenia, Pomimo tego, z powodu zastoso¬ wania znanego pieca topielnego doplyw plynnego metalu do kolumny rektyfikacyjnej byl nierówno¬ mierny, co powodowalo w konsekwencji znaczne skoki zanieczyszczen w skroplonym kadmie w skraplaczu. W celu uzyskania czystosci ok. 99,95% Cd skroplony kadm musial byc dodatkowo zawra^ cainy do obiegu co obnizalo uzysk Cd i moc agre¬ gatu produkcyjnego oraz powodowalo nadmierne zuzycie% paliwa na jednostke produkcji.Poza tym kadm pomimo bardzo precyzyjnego prowadzenia procesu rektyfikacji zwykle bedzie zanieczyszczony metalami o zblizonym punkcie wrzenia do kadmu a mianowicie Zn i Tl, cjiociaz wiekszosc tych metali koncentrowala sie w metalu 4904349043 rileAdparowanjrm. O ile wiec zawartosc Zn lub Tl V C%ys%ym ka%nie, otrzymywanym w skraplaczu byla wyzsza anizeli dopuszczaja wymagania wów¬ czas metal musial byc poddany rafinacji w kotle zeliwnym przy pomocy NaOH lub Na2C03 oraz NH4 Cl z tym, ze najlepiej Tl jest usunac NH4C1.Operacja ta powodowala pewne straty metaliczne¬ go kadmu w zuzlach.Wady powyzsze usuwa sposób wedlug wynalaz¬ ku pozwalajacy na oczyszczenie kadmu z Zn i TI bezposrednio w skraplaczu przy pomocy znanych srodków rafinacyjnychl oraz w urzadzeniu zlozo¬ nym z dwukomorowego pieca topielnego wyposa¬ zonego w urzadzenie nadawcze, które umozliwia równomierny doplyw plynnego metalu do znanej kolumny rektyfikacyjnej. Istota sposobu rafinacji polega na tym, ze srodki rafinacyjne dodaje sie wprost do skraplacza, przy czym pozadany jest mozliwie jak najlepszy kontakt miedzy rafinowa¬ nym metalem a srodkiem rafinacyjnym.Kadm czysty z metalu wsadowego posiadaja¬ cego znaczniejsze zawartosci Zn lub Tl otrzymuje sie korzystniejszym sposobem wedlug wynalazku przez koncentracje w skraplaczu kadmu zawiera¬ jacego maksymalnie ok. 2% Zn lub mniej i taki metal poddaje sie procesowi rafinacji bezposred¬ nio w skraplaczu przy pomocy NaOH, Na2C03 oraz NH4CI lub skroplony metal w skraplaczu poddaje sie rafinacji w odrebnym piecu rafinacyjnym przy pomocy znanych srodków rafinacyjnych.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku jest przedstawione w przykladach wykona¬ nia na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sche¬ mat ogólny dwukomorowego pieca topielnego z mechanizmem nadawczym, fig. 2 schematyczny widok skraplacza zaopatrzonego w mieszadlo, fig. 3 schematyczny widok skraplacza bez mieszadla, fig. 4-schematyczny widok skraplacza wyposazone¬ go w pólki posiadajace w sciankach otwory, a fig. 5 schematyczny widok skraplacza wyposazonego w pólki z syfonowym zamknieciem.Dwukomorowy piec topielny (fig. 1) wyposazony jest w palnik 1, komin 2 do odprowadzenia spalin oraz w mechanizm nadawczy zlozony z ramy 3 na której ustawia sie plyte metalu i sruby pociago¬ wej 4 zaopatrzonej w pokretlo 5, umozliwiajacej regulacje stopnia zanurzenia plyty w kapieli me¬ talowej. Skraplacz (fig. 2 i 3) wykonany jest z ksztaltek karborundowych i posiada przewód 6 doprowadzajacy pary kadmu, kotline 7 na plynny metal 8 zamknieta syfonem 9. Skraplacz dodatko¬ wo moze byc wyposazony w mieszadlo 10, jak to pokazano na fig. 2. Odmiana konstrukcji skrapla¬ cza fig. 4; wyposazona jest w pólki 11 zaopatrzone w otwory 12 — lub w pólki 13 z syfonowym zam¬ knieciem 14 (fig. 5).Gabke kadmowa o minimalnej zawartosci 30% Cd przetapia sie pod warstwa soli ochronnych w wyniku czego otrzymuje sie stop kadmowy w ksztalcie plyt. Mozna takze poddawac rafinacji do¬ wolny stop kadmowy odlany w ksztalcie plyt np. stop uzyskiwany w procesie rektyfikacji cynku.Plyty stopu kadmowego topi sie w piecu topiel- nym wyposazonym w urzadzenie nadawcze jak równiez w system zamkniec syfonowych 15 oraz przelewów 16, dzieki którym zostaje równomiernie nadany plynny metal do ogólnie znanego urzadze¬ nia rektyfikacyjnego. Równomierna nadawa me¬ talu wsadowego ma powazny wplyw na jakosc me- 5 talu i na uzysk Cd w procesie. Gdy nadawa wsadu nie jest równomierna, wówczas w okresie zwiek¬ szonej nadawy zbyt duzo Cd splywa' do kotliny obnizajac odzysk Cd w kadmie czystym, natomiast w momentach niedostatecznej nadawy metalu wsa- 10 dowego nastepuje przegrzanie metalu i wówczas zbyt duzo zanieczyszczen przechodzi do skraplacza obnizajac jakosc produktu. Jak z powyzszego stwierdzenia widac, przez zapewnienie równomier¬ nego doplywu wsadu podwyzsza sie uzysk kadmu 15 czystego i otrzymuje sie lepsza jakosc gotowego produktu.W celu stosowania sposobu rafinacji wedlug wy¬ nalazku, instaluje sie w skraplaczu jedna lub wiecej pólek 11, w których wykonuje sie na poziomie gór- 20 nej krawedzi otwory 12* którymi metal splywa ku dolowi na nizsza pólke 11 lub do kotliny 7 skrapla¬ cza. Na pólki 11 naklada sie srodek rafinacyjny 17, tak ze skondensowany metal opadajac na pólke 11 musi sie przeciskac przez nalozony srodek rafina- 25 cyJny *7 podlegajac rafinacji, Po splynieciu kadmu do kotliny 7 skraplacza zawartosc Zn wzglednie Tl w metalu obniza sie do optymalnego poziomu.Aby srodek rafinacyjny 17 nie mial tendencji splywania wraz z plynnym metalem 8 mozna pól^ 30 ki 13 wykonac z syfonowym zamknieciem 14, pod którym bedzie tylko przeplywal ciezki metal S, podczas gdy srodek rafinacyjny 17 jako lzejszy be¬ dzie sie utrzymywal na pólce 13.Skraplacz do stosowania sposobu wedlug wyna- 35. lazku mozna równiez rozwiazac prosciej, wrzuca¬ jac srodek rafinacyjny 17 do kotliny 7 skraplacza.Rozwiazanie to jest godne polecenia, gdy spust me¬ talu ze skraplacza jest okresowy. Proces rafinacji wtedy mozna zintensyfikowac przez zabudowanie 40 mieszadla 10 w skraplaczu celem zwiekszenia kon¬ taktu srodka rafinacyjnego z metalem.W przypadku gdy spust metalu ze skraplacza odbywa sie poprzez syfonowe zamkniecia 9, wów¬ czas mozna srodek rafinacyjny nalozyc nie tyl- 45 ko na plynny metal w kotlinie, ale równiez na powierzchnie metalu po zewnetrznej stronie sy¬ fonu.Opisany sposób rafinacji stopów kadmowych umozliwa uzyskanie kadmu o czystosci okolo 50 99,99% Cd przy uzysku czystego kadmu od 90—96% oraz z jednoczesnym obnizeniem zuzycia energii cieplnej na jednostke produkcji.Sposobem wedlug wynalazku mozna przerabiac takze stop kadmowy o duzej koncentracji TL 55 Wówczas metal taki poddaje sie procesowi wstep¬ nej rafinacji przy pomocy soli na przyklad sal- miaku, tak aby zawartosc Tl spadla ponizej 0,8%.Tak przygotowany dopiero metal kieruje sie do pieca topielnego i poddaje procesowi rafinacji w 60 celu uzyskania kadmu o czystosci okolo 99,99% Cd.W przypadku gdy stop kadmu zawiera wieksze ilosci skladników wysokowrzacych na przyklad Rh wzglednie Cu, wówczas przed rafinacja sposobem wedlug wynalazku taki stop miesza sie ze stopem 65 Cd—Zn w odpowiednim stosunku. Nastepnie z tak49043 5 6 przygotowanego stopu otrzymuje sie kadm czysty (okolo 99,99o/o Cd). PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób rafinacji stopów kadmowych wedlug patentu nr 41351 przez rektyfikacje w urzadze¬ niu hermetycznie zamknietym, w którym z do¬ prowadzonego z pieca topielnego czesc stopu przeprowadza sie w stan pary a nastepnie czes¬ ciowo skrapla w deflegmatorze uwalniajac w ten sposób od zanieczyszczen o wyzszej tempe¬ raturze wrzenia niz temperatura wrzenia kad¬ mu, po czym tak oczyszczone pary skrapla sie ,w hermetycznym skraplaczu, znamienny tym, ze metal wsadowy przeprowadza sie z dwuko¬ morowego pieca topielnego zaopatrzonego w urzadzenie nadawcze do kolumny rektyfikacyj¬ nej równomiernym strumieniem a w skraplaczu uzyskuje sie kadm o zawartosci Zn okolo 2% lub mniej, przy czym skroplony albo plynny kadm opadajac na pólke lub do kotliny skrapla¬ cza przeplywa do kapieli metalowej przez na¬ lozony srodek rafinacyjny lub poddaje sie go procesowi rafinacji w odrebnym piecu rafina- cyjnym przy pomocy znanych srodków rafina¬ cyjnyeh.
2. 2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze stop kadmowy o duzej zawartosci Tl poddaje sie wstepnej rafinacji ogniowej gdzie obniza sie koncentracje Tl do 0,8% lub ponizej tej granicy, przy czym tak przygotowany metal kieruje sie do hermetycznego urzadzenia rek¬ tyfikacyjnego.
3. 3. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna ,tym, ze stop kadmowy o duzej zawartosci sklad¬ ników wysokowrzacyeh (na przyklad Pb lub Cu) miesza sie ze stopem Cd—Zn i poddaje rafina¬ cji w hermetycznym urzadzeniu rektyfikacyj¬ nym. 4. .
4. 4. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, zlozone z kolumny rektyfikacyjnej wy¬ posazonej w piec topielny i skraplacz, zna¬ mienny, tym, ze dwukomorowy piec topielny zaopatrzony w syfonowe zamkniecie (15) i prze¬ lewy (16) wyposazony jest w mechanizm na¬ dawczy zlozony z ramy (3) oraz sruby pocia¬ gowej (4) zaopatrzonej w pokretlo (5) a karbo- rundowy skraplacz jest zaopatrzony w syfonowe zamkniecie (9) posiadajacy w kotlinie plynny metal (8) pokryty srodkiem rafinacyjnym (17) wyposazony jest w mieszadlo (10).
5. 5. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 4, znamien¬ na tym, ze karborundowy skraplacz wyposazo¬ ny jest w pólki (11) zaopatrzone na poziomie górnej krawedzi w otwory (12) na których plyn¬ ny metal (8) pokryty jest srodkiem rafinacyj¬ nym (17) lub w pólki (13) z syfonowym zamknie¬ ciem (14), przy czym plynny metal (8) pokryty jest srodkiem rafinujacym (17) przed syfono¬ wym zamknieciem (14). 10 15 20 25 7 49043 t 45 <* J Mi # RgJ e V//y;;;;;7\ h& f/gt2 f&3 f/c4 BIBLSOTEKA . *¦: • v.;wegol Urzt fsltiioi a ZG „Ruch" W-wa, zam. 1776-64 naklad 250 egz. PL