PL5122B1

PL5122B1 -

Info

Publication number: PL5122B1
Application number: PL5122A
Authority: PL
Filing date: 1921-02-11
Publication date: 1926-07-31

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy ekono¬ micznego sposobu wytwarzania metali, me¬ taloidów, stopów i polaczen (kombinacyj) tych ostatnich, a zwlaszcza metali lub meta¬ loidów, których skladniki utlenione (tlenki, siarczany i t d.) sa trudne do odtlenienia przy pomocy wegla.Sposób ten umozliwia, mianowicie, wy¬ twarzanie cynku, chromu, magnezu, krze¬ mu, tytanu, wolframu, molibdenu, wanadu, niklu, fosforu, oraz otrzymanie bezpo¬ srednie tych cial w polaczeniu z innemi metalamii, mianowicie, z zelazem dla osia¬ gniecia stopów zelaznych o wszelkiej za¬ wartosci; zelazo-krzemu (ferro-krzemu), zelazomanganu, zelazochromu i temu po¬ dobne kombinacje (polaczenia) tych metali lub metaloidów z weglem dla utworzenia weglików (karbidów), a mianowilcie wegli¬ ku krzemu (karborundum), wegliku krze¬ mu, jak i zarówno otrzymanie siarczków alkalicznych ,¦ i alkaliczno^ziemnych przez odtlenienie siarczanów, i wogóle wytwarza¬ nie wszelkich metali lub metaloidów, ich stopów lub ich polaczen (kombinacyj), ich weglików i tym podobnych, gdy odtlenie¬ nie ich tlenków przy pomocy wegla nie wy¬ maga temperatury przewyzszajacej w przy¬ blizeniu.2 500°.Sposób niniejszy polega zasadniczo na dodaniu do utlenionego ciala zlozonego: tlenku, sijarczanu i t. d., którego metal chce¬ my otrzymac, lub do zlozonych cial utle¬ nionych, z których chcemy otrzymac stopy lub kombinacje, odpowiedniej ilosci wegla, potrzebnej do procesu odtleniania, i na pod-stawia tej ^mieszaniny dzialaniu plomienia otrzymywanego ze spalania mialu weglo¬ wego w powietrzu silnie przegrzaiiem, w i- losci okreslonej, zeby otrzymywac tylko tlenek wegla.Mial weglowy musi byc dosc drobny, by sie spalal momentalnie lub nienial mo¬ mentalnie, i w ilosci dostatecznej do odtlenienia kwasu weglowego, powstaja¬ cego przy spalaniu lub dostarczonego przez wegiel i pare wodna, która mo¬ glaby sie dostac z weglem, lub powietrzern, które porywa ten ostatni, tak iz wytworzo¬ ny plomien sklada sie jedynie, z tlenku we¬ gla, wodoru lub azotu, czyli gazów bez¬ wzglednie obojetnych odnosnie do wydzie¬ lonych metali, które sa w wysokim stopniu utlenia!ne.Wegiel wprowadzony w ten sposób w postaci mialu bedzi|e to przewaznie wegiel chudy.Mial weglowy moze byc zastapiony ole¬ jami lub jekiemikolwiek weglowodanami dobrze rozpylonemi, jednak pod tym wa¬ runkiem, który stanowi charakterystyke sposobu, zeby powietrze bylo wprowadzo¬ ne w ilosci potrzebnej do spalenia wegla na tlenek wegla i zeby wodór zostal nie spa- lony- . ¦ : iii- ii Spalanie drobnego mialu weglowego pod postacia tlenku wegla umozliwia otrzyma¬ nie temperatury okolo 2 500° C,gdy wpro¬ wadzane powietrze jest przedtem silnie przegrzane w jakimkolwiek stosownym a- paraoie. Temperatura ta moze byc nawet przekroczona, jesli mial weglowy lub we¬ glowodór sa uprzednio równiez nagrzane.Ta wysoka temperatura i wlasnosc che¬ miczna atmosfery, skladajacej sie z gazów obojetnych, jak wspomniano wyzej, u- mozlifwia zastosowanie niniejszego sposobu do kazdej operacji metalurgicznej lub in¬ nej, która sie osiaga z latwoscia w piecu elektrycznym.Sposób, stanowiacy przedmiot niniej¬ szego wynalazku, da sie zastosowac do wy¬ dzielania z tlenków w nader korzystnych ekonomicznie warunkach, badz metali, badz m^taloidów i wytwarzanie z nich stopów i kombinacyj tych ostatnich.Sposób ninfejszy umozliwia równiez fa¬ brykowanie siarczków metali alkalicznych i alkaliczno-ziemnych (siarczek sodu, pota¬ su, wapnia, baru i t. d.) przez odtleriienie (redukcje) tych metali! w powyzej opisanych warunkach.Tym samym sposobem mocna wytwa¬ rzac weglik wapnia, dodajac do wapna lub weglanu wapna ilosc wegla, potrzebna do jego redukcji, i nagrzewajac mieszanine przy pomocy plomienia zawierajacego prak¬ tycznie tylko tlenek wegla, jak bylo powy¬ zej opisane.Wskazano wyzej, ze ilosc palifwa zasila¬ jacego ogien powinna byc dostateczna do odtleniania kwasu weglowego, tworzacego sie przy spalaniu. W niektórych jednak za¬ stosowaniach niniejszego sposobu to odtle- nienie (redukcja) kwasu weglowego musi byc calkowite, w innych zas przeciwnie, plomien nagrzewajacy moze bez szkody za¬ wierac mala ilosc kwasu weglowego, lecz ilosc tego kwasu w plomieniu musi byc tern mniejsza, jm odtlenienie jest trudniejsze i im otrzymany produkt ulega latwiejszemu utlenieniu.Tak np. w razie wytwarzania siarczków metali ajkalicznych lub alkaliczno-ziem¬ nych obecnosc malej ilosci! kwasu weglo¬ wego w plomieniu nagrzewajacym nie jest szkodliwa. Przeciwnie przy wytwarzaniu weglika wapniowego plomien nagrzewaja¬ cy nie moze zawierac ani) sladu kwasu we¬ glowego, gdyz ten ostatni spowodowalby ponowne utlenienie otrzymywanego wegli¬ ka.Dla lepszego uwydatnienia przewod¬ niej mysli wynalazku podany jest nizej o- pis sposobu urzeczywistnienia przemy¬ slowego niniejszego wynalazku z powola- * niem na zalaczony rysunek, przedstawiaja¬ cy schematycznie, w przekroju pionowym* — 2 ^urzadzenie, które moze byc z korzyscia sto¬ sowane.Jak widac z tego rysunku, urzadzenie powyzsze sklada sie z p^eca regeneracyjne¬ go a, którego czesc robocza jest polaczona zprzodu i tylu zapomoca kanalów b, b1, dobrze zabezpieczonych przeciw promienio¬ waniu, z komorami regeneracyj nemi ciepla c, c1, wypelnionemi cegla ogniotrwala.Z dwóch stron tego pi|eca znajduja sie rurki dr d1, ochladzane woda krazaca. Rur¬ ki te wrzucaja naprzemian do pieca mial (pyl) weglowy, doprowadzany przy pomo¬ cy srub e, e1, których szybkosc: daje sie re¬ gulowac, i porywany stalym pradem powie¬ trza, najlepiej cieplego, plynacego rurkami f, f1, wpuszczonemi w rurki zasalajace d, d1.Te rurki d, d1 sa tak przewaznie ustawio¬ ne, ze je latwo mozna usunac z kanalów i przestawic na miejsce tylko te,|która dziala.Gazy spalinowe po wyjsciu z komór re¬ generacyjnych c, c1, sa usuwane przewoda¬ mi g, g1, które sie lacza we wspólnym prze¬ wodzie h i sa naprzemian otwierane i zamy¬ kane przy pomocy klap k, k1.Dzialanie tego urzadzenia (pieca) jest nastepujace: Przy zamknietych klapach i i k1 i otwartych k, i i1 powietrze doprowa¬ dzane przewodem / przechodzi przez ko¬ more regeneracyjna c i i|dzie do pieca a.Na spodzie tego ostatniego roznieca sie o- gien przy pomocy drzewa, przyczem pyl weglowy wpedza sie rurka d w ilosci poza¬ danej do wytworzenia tlenka wegla. We¬ giel zapala sie szybko i temperatura pjeca sie podnosi.Gazy spalinowe przeplywaja przez ko¬ more regeneracyjna c1, której zostawiaja swe cieplo i sa usuwane przewodami g1 i h.Kiedy cegla w komorze c1 zaczyna na¬ bierac czerwonej barwy, odwraca s5(e kie¬ runek biegu gazów przez zamkniecie klap i, k1. Mial weglowy wpedza sie wtedy rur¬ ka rf1. Spalanie tego wegla w piecu a staje sie energiczniejszem, poniewaz odbywa sile z powietrzem goracem. Gazy spalinowe przeplywaja w tym razie komore regene¬ racyjna c, która sie nagrzewa, podczas gdy komora c1 sie ochladza.Tak odwraca sie naprzemian, po uply¬ wie pewnego czasu, kierunek b:(egu gazów, zmniejszajac tym sposobem wedle potrze¬ by temperature powietrza zasilajacego o- gniska.Gdy temperatura w piecu a. osiagnie na¬ lezyta wysokosc, wprowadza sie na dno te¬ go pieca badz przez drzwiczki (nie uwi¬ docznione na rysunku), badz przez otwo¬ ry / tlenek lub tlenki, których metale za¬ mierzamy otrzymac, pomieszane z niezbed- nemi topnikami i iloscia wegla dostateczna do odtlenienia tlenku.Przez dzialanie ciepla tlenek metalicz¬ ny odtlenia sie przy pomocy wegla, wydzte- lajac metal i tlenek wegla, przyczem zad¬ na reakcja odwrotnie nie moze miec miej¬ sca, poniewaz plomien, skladajacy sie wy¬ lacznie z gazów obojetnych, nie dziala na wytworzony metal.Gdy np. chcemy otrzymac mangan, wprowadzamy na dno pteca tlenek manga¬ nowy, zmieszany przedtem z iloscia wegla, niezbedna i dostateczna do uskutecznienia odtlenienia (redukcji) zupelnego tego tlen¬ ku. Mozna równiez dodac niezbednych top¬ ników kwasnych lub zasadowych.Pod dzialaniem wysokiej temperatury pieca tlenek manganu redukuje sie pod po¬ stacia metalu, nastepnie topi sie, gdy do¬ mieszki ziemne polacza sie z topnikiem i utworza plywajaca wgórze szlake, nastep¬ nie wypuszcza sie szlake oraz pózniej man¬ gan po oczyszczeniu, o ile to jest potrzebne.W razie potrzeby otrzymania zelazo¬ manganu (ferro-mangan) , wystarczyloby dodac do tlenku manganowego dostateczna ilosc tlenku zelaza i zwiekszyc Mosc wegla potrzebna do pdtleniania szybkiego.Proces jest identyczny przy otrzymywa¬ niu wszystkich innych metali lub stopów, lub róznych kombinacyj, jak np. zelazo- — 3 —krzfcitttt fferro4trzem tem topników moze sie jedynie zmieniac wedlug wlasnosci chemicznych otrzymane¬ go wytworu i wedlug roli chemicznej, jaka ma odegrac ten topnik w reakcji.Gazy wytworzone w piecu i skladajace sie z tlenku wegla, azotu i malej ilosci wo¬ doru posiadaja wielka wartosc opalowa, Materjal pieca jest kwasny lub zasado¬ wy, zaleznie od zachodzacej w piecu re¬ akcji, lecz w wielu okolicznosciach piec ten moze byc wylozony zewnatrz materjalem ogniotrwalym weglowym. Elementy reakcji nie wywieraja zadnego dzialania na to wy¬ lozenie, a sklepienie nie jest zupelnie wy¬ stawione na dzialanie spalania, gdyz w ob¬ murowaniu pieca niema zadnego czynnika palnego.W razie zastosowania niniejszego spo¬ sobu do wytwarzania metalu lub jakiejkol¬ wiek lotnej kombinacjll (polaczenia), jak np. cynku, nalezaloby umiescic w dolnej czesci komór regeneracyjnych naczynia do zbierania cynku metalicznego, który mozna- by wydobywac przez perjodyczne wylewa¬ nie.Jasna jest rzecza, ze urzadzenie powy¬ zej opisane sluzy jedynie jako przyklad i ze zatem ksztalt, wymiary i szczególy kon¬ strukcyjne moga ulegac zmianie.Sposób niniejszy nadaje sie równiez do zastosowania w poziomym piecu rotacyj¬ nym lub, co jest lepsze, w piecu nieco po¬ chylonym.W tym wypadku piec powyzszy posia¬ da w swej dolnej czesci urzadzenie do wprowadzania goracego powietrza i wegla w stanie sproszkowanym, lub ropy, czy¬ li weglowodanu, delikatnie rozpylone¬ go w ilosciach okreslonych, aby przy spalaniu otrzymywal sie praktycznie tyl¬ ko tlenek wegla, a w górnej czesci przy¬ rzad zasilajacy do prowadzania mieszaniny tlenków (tlenek, siarczan i weglan) celem redukcji (odtlenienia) i wegiel konfeczny do procesu redukcji.Zastosowanie niniejszego procesu w piecu rotacyjnym posiada te zalete, ze u- mozliwAa usuniecie regeneratorów ciepla, niedogodnych z tego wzgledu, ze zanieczy¬ szczaja sie one pylem piecowym, W rzeczy samej piec rotacyjny umozliwia nagrzewa¬ nie powietrza, sluzacego do zasilania ogni¬ ska w tym piecu, np. w przyrzadzie Cow- per'a, oraz zastosowanie w tym celu gazów palnych, które wychodza z pieca praktycz¬ nie zimne i moga byc oczyszczane od pylu przed wprowadzeniem do przyrzadzi na- grzewezego.Nadto zastosowanie pieca rotacyjnego daje moznosc prowadzenia procesu bez przerwy. PL

Claims

Zastrzezenia patentów e. 1. Sposób wytwarzania metali lub me¬ taloidów, znamienny dodawaniem do tlen- lrowców metali lub metaloidów odpowied¬ niej ilosci wegla celem osiagniecia odtlenie¬ nia (redukcji) oraz na poddaniu tej, miesza¬ niny dz:'alaniu plomienia, dajacego tylko tlenek wegla, przyczem plomien ten otrzy¬ muj e sie ze spalania wegla w stanie bardzo drobno sproszkowanym albo oleju lub we¬ gla albo jakiegokolwiek weglowodoru moc¬ no rozpylonego w powietrzu silnie nagrza- nem, w takiej ilosci, zeby przy spaleniu o- trzymywano jedynie tlenek wegla.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, celem wy¬ twarzania stopów lub polaczen (kombina- cyj) metali lub metaloidów, znamienny do¬ dawaniem do zwiazków utlenionych tlen¬ ków metali lub metaloidów, z których ma sie otrzymac stopy lub polaczenia, ilosci wegla niezbednej do ich odtlenienia (re¬ dukcji) oraz na ogrzaniu tej mieszaniny, za- pomoca plomienia, zawierajacego praktycz¬ nie jedynie tlenek wegla.
3. Sposób wytwarzania metali, meta¬ loidów, ich stopów lub polaczen (kombina- cyj) przy pomocy ich tlenków, wedlug z&strzv 1 i 2, znamienny dodawaniem do — * —tlenku, z którego ma sie otrzymac metal, lub do tlenków, z których chcemy otrzymac stopy lub polaczenia metali, takiej Mosci wegla, jaka jest niezbedna do odtlenienia (redukcji) tego tlenku lub tych tlenków, i na nagrzewaniu tej mieszaniny zapomoca plomienia zawierajacego praktycznie tylko tlenek wegla.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze moze byc zastosowany do trakto¬ wania siarczanów metali alkalicznych lub ziemno-alkalicznych, celem otrzymania od¬ powiednich siarczków.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamfjenny tem, ze moze byc zastosowany dp wytwa¬ rzania polaczen (kombinacyj) metalów lub metaloidów z weglem i w nastepstwie we¬ glików,, mianowicie weglika krzemu (karbo- rundum).
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tem, ze moze byc zastosowany dio traktowa¬ nia wapnia lub weglanu wapnia celem o- trzymania weglika wapniowego.
7. Urzadzenie do urzeczywistnienia spo¬ sobu wedlug zastrz. 1—6, znamienne zasto¬ sowaniem przyrzadu regulacyjnego posia¬ dajacego w górnej i dolnej czesci dwife rury zasilajace, które wprowadzaja naprzemian wegiel do pieca i sa polaczone z dwiema ko¬ morami regenerujacemi cieplo, przyczem odpowiednie klapy pozwalaja zmieniac kie¬ runek biegu gazów dowolnie regulowac tem¬ perature powietrza zasilajacego.
8. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tem, ze moze byc zastosowany do pieca rotacyjnego poziomego lub, co lepsze, pochylonego, posiadajacego w swej dolnej czesci urzadzenia do wprowadzania powie¬ trza goracego i wegla w stanie sproszkowa¬ nym, albo oleju lub weglowodanu drobniut¬ ko rozpylonego, w ilosciach okreslonych, tak by przy spalaniu otrzymywac praktycznie tylko tlenek wegla — a w czesci górnej — przyrzad zasilajacy do wprowadzania mie¬ szancy ciala lub cial, majacych ulec odtle- nieniu i wegla niezbednego do tego procesu odtleniania. Lucien Paul Basset. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 5122. Druk. L. Boguslawskiego, Warszawa.] 3 '''¦Bi£ PL