Opublikowano: 22.VIII.1966 51848 KI. 40 a, rt/38 - ko '«/* MKP C 22 b UKD 669.531.622 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Józef Warczok, mgr inz. Stefan Zie¬ linski Wlasciciel patentu: Zaklady Cynkowe „Silesia" Przedsiebiorstwo Pan¬ stwowe, Katowice-Welnowiec (Polska) Sposób wytwarzania cynku metalicznego w plytach z drobno¬ ziarnistych materialów zawierajacych cynk i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem patentu glównego nr 49680 jest spo¬ sób wytwarzania cynku metalicznego w plytach metoda odrebnej przeróbki w znanych krótkich pie¬ cach obrotowych surowego pylu cynkowego i kon- dejnsajtorowych zgarów cynkowych stanowiaqych produkt uboczny przy produkcji cynku hutniczego przez redukcje weglem tlenkowych zwiazków cyn¬ ku w muflach Jezacych pieców destylacyjnych.Wynalazek glówny dotyczy takze sposobu oddziel¬ nej przeróbki w krótkich piecach obrotowych su¬ rowego pylu cynkowego pochodzacego z pierwsze¬ go i drugiego ciagu (wytrzasania) z blaszanych ba¬ lonów znajdujacych sie przy piecach destylacyjnych.Prfzedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania cynku metalicznego w plytach metoda odrebnej przeróbki w jednym znanym krótkim piecu obrotowym surowego pylu cynkowego i kondensa¬ torowych zgarów cynkowych, w którym stopiony metaliczny pyl cynkowy wypuszczony z pieca obro¬ towego przeplywa z optymalna szybkoscia i nateze¬ niu rynna odlewnicza izolowana od góry cegla izo¬ lacyjna do maszyny odlewniczej. Wynalazek doty¬ czy takze urzadzenia zlozonego ze znanego pieca obrotowego, pieca rafinacyjnegó oraz maszyny do odlewania plynnego metaPu zaopatrzonego w kilku- czlonowa rynne odlewnicza wyposazona w przelewy, laczaca piec obrotowy z maszyna do odlewania plynnego metalu.Dotychczas stosowany sposób wspólnej przeróbki w krótkich piecach obrotowych surowego pylu cyn- 2 kowego i kondensatorowych zgarów cynkowych w postaci mieszanki obu skladników powoduje znaczne obnizenie sredniej zawartosci kadmu w mie¬ szance wsadowej w porównaniu do sredniej jego 5 zawartosci w najbogatszym skladniku wsadu jakim jest surowy pyl cynkowy. Efektem tego sa zwiek¬ szone straty kadmu w popiolach stanowiacych po¬ zostalosc po procesie przeróbki materialów cynko- nosnych w krótkich piecach obrotowych z powodu io znacznej ilosci utlenionego cynku w zgarach cyn¬ kowych, co powoduje zmniejszenie odzysku kadmu z obu skladników wsadu oraz produkcje cynku o stosunkowo niskiej zawartosci kadmu.Poza tym nalezy nadmienic, ze cynk metaliczny 15 zawarty w surowym pyle cynkowym szybko utlenia sie ze wzgledu na duza dyspersyjnosc pylu oraz zawartosc higroskopijnego chlorku cynku. Dlatego nalezy unikac dluzszego skladowania surowego pylu cynkowego. Natomiast cynk metaRczny znajdujacy 20 sie w kondensatorowych zgarach cynkowych wyste¬ puje przewaznie w postaci mniejszych lub wiek¬ szych granulek, których powierzchnia jest oslonieta cienka warstwa tlenku cynku, scierajaca sie me¬ chanicznie pod wplywem ruchu obrotowego bebna 25 pieca. Nie ulega ona szybkiemu utlenianiu sie i dla¬ tego kondensatorowe zgary cynkowe moga byc magazynowane przez dluzszy czas bez obawy dal¬ szego utleniania cynku metalicznego.Zawartosc kadmu w surowym pyle cynkowym so wynosi okolo 0,30 do 0,45% wagowych Cd zas 518480 51848 w kondensatorowych zgarach cynkowych zawartosc ta wynosi okolo 0,02 do 0,06% wagowych Cd. Jezeli uwzglednimy, ze w dotychczas stosowanym spo¬ sobie przeróbki mieszanki obu tych materialów udzial kondensatorowych zgarów cynkowych we 5 wsadzie do pieców obrotowych wynosi co najmniej od 25 do 30% wagowych, wówczas mozna stwier¬ dzic jednoznacznie, ze zgary cynkowe powoduja znaczne obnizenie sie sredniej zawartosci kadmu w mieszance wsadowej. 10 Ogólna zawartosc cynku w surowym pyle cynko¬ wym wynosi okolo 97% wagowych w tym cynku me¬ talicznego okolo 91,5% wagowych Zn i wlasnie ta duza zawartosc cynku metalicznego zostaje wy¬ korzystana przy przeróbce w krótkich piecach obro- 15 towych. Kondensatorowe zgary cynkowe z pieców destylacyjnych do produkcji cynku hutniczego po¬ siadaja ogólna zawartosc cynku okolo 88,5% wa¬ gowych w tym cynku metalicznego do okolo 75,0% wagowych Zn. Z podanego powyzej udzialu procen- 20 towego kondensatorowych zgarów cynkowych w mieszance wsadowej wynika, ze zgary cynkowe powoduja zwiekszenie popiolów w krótkich piecach obrotowych. W popiolach tych znajduje sie pewna okreslona ilosc kadmu, ponizej której nie mozna 25 zejsc. Przeto przy zwiekszeniu sie ilosci popiolów w czasie wspólnego przerobu wiecej kadmu prze¬ chodzilo do nich co powodowalo zwiekszenie jego strat i obnizenie odzysku tego metalu z surowego pylu cynkowego. so Sposobem wspólnej przeróbki surowego pylu cyn¬ kowego i kondensatorowych zgarów cynkowych otrzymuje sie cynk, który nie poddaje sie pro¬ cesowi rafinacji, z tym, ze z bebna obrotowego plynny metal kieruje sie do pieca przelotowego 36 (mieszalnika) a nastepnie do dalszej przeróbki w piecach do rektyfikacji cynku dla odzysku za¬ wartego w nim kadmu. Ilosc kadmu w cynku w do¬ tychczasowym sposobie przerobu w krótkich pie¬ cach obrotowych waha sie w granicach od 0,20 do 40 0,30% wagowych Cd. Zawartosc ta jest zatem niz¬ sza niz srednia zawartosc kadmu w surowym pyle cynkowym, ale jednoczesnie nieproporcjonalnie niz¬ sza nizby to wynikalo z zawartosci kadmu we wsa¬ dzie. 45 Sposób wytwarzania cynku metalicznego w plytach z surowego pylu cynkowego oraz kondensatoro¬ wych zgarów cynkowych wedlug patentu glównego nr 49680 usuwa wiele wad w uprzednio stosowanym sposobie ich przeróbki. 50 Sposób ten polega na tym, ze surowy pyl cynko¬ wy i kondensatorowe zgary cynkowe przerabia sie oddzielnie w krótkich piecach obrotowych, przy czym najpierw przerabia sie surowy pyl cynkowy a nastepnie kondensatorowe zgary cynkowe z tym, 55 ze uzyskany ze zgarów cynkowych plynny cynk pod¬ daje sie raiinacji metoda likwacji, a plynny cynk otrzymywany z surowego pylu cynkowego kiero¬ wany jest do pieca przelotowego gdzie przewaznie takze byl poddawany rafinacji. 60 Jezeli w krótkim piecu obrotowym wspólpracu¬ jacym z piecem rafinacyjnym przerabia sie konden¬ satorowe zgary cynkowe to wtedy bez trudnosci uzyskuje sie cynk rafinowany o stosunkowo niskiej zawartosci kadmu. Niedogodnosc w stosowaniu tego 65 sposobu powstaje dopiero, gdy na przemian w krót¬ kim piecu obrotowym stapia sie surowy pyl cyn¬ kowy i kondensatorowe zgary cynkowe. W takim przypadku pozostajacy czesciowo plynny metal w piecu rafinacyjnym z przetopu kondensatorowych zgarów cynkowych powoduje rozcienczenie nastep¬ nie wplywajacego do pieca rafinacyjnego plynnego metalu z krótkiego pieca obrotowego powstalego z przetopu surowego pylu cynkowego. Z tego po¬ wodu w cynku z surowego pylu cynkowego obniza sie zawartosc kadmu. Gdy natomiast pozostaje czes¬ ciowo plynny metal w piecu rafinacyjnym lub prze¬ lotowym z przetopu surowego pylu cynkowego a na¬ stepnie do pieca rafinacyjnego lub przelotowego kieruje sie plynny metal" z przetopu kondensato¬ rowych zgarów cynkowych, wtedy zawartosc kadmu zawyza sie w cynku rafinowanym do tego stopnia, ze metal ten nie nadaje sie niekiedy do przeróbki plastycznej na przyklad do produkcji cynkowych blach handlowych. Efektem tej niedogodnosci jest stosunkowo niski odzysk kadmu z surowego pylu cynkowego.Czynione próby otrzymywania cynku metalicznego w plytach z kondensatorowych zgarów cynkowych i z surowego pylu cynkowego w jednym krótkim piecu obrotowym zmierzajace do produkcji cynku metalicznego w ten sposób, ze plynny cynk powsta¬ ly w piecu obrotowym ze stopienia kondensatoro¬ wych zgarów cynkowych kieruje sie do pieca ra¬ finacyjnego lub do pieca topielnego przystosowa¬ nego do rafinacji metoda likwacji, a plynny cynk powstaly w piecu obrotowym ze stopienia surowego pylu cynkowego odlewa sie bezposrednio z pieca obrotowego do form przy pomocy kadzi odlewniczej zawieszonej na wciagniku przejezdnym (wielokraz¬ ku) zawieszonym z kolei na szynie jezdnej nie po¬ prawily korzystnie sposobu otrzymywania cynku metalicznego w plytach wedlug patentu glównego nr 49680, poniewaz proces odlewania jest dlugo¬ trwaly i przez to obnizala sie wydajnosc cynku plynnego z krótkich pieców obrotowych.Cerem wynalazku jest usuniecie lub przynajmniej zmniejszenie niedogodnosci stosowanych sposobów otrzymywania cynku w plytach z kondensatorowych zgarów cynkowych i surowego pylu cynkowego a przede wszystkim zwiekszenia odzysku kadmu z surowego pylu cynkowego.Zadanie wytyczone w celu usuniecia podanych niedogodnosci zostalo rozwiazane zgodnie z wyna¬ lazkiem w ten sposób, ze plynny cynk powstaly w piecu obrotowym ze stopienia kondensatorowych zgarów cynkowych jest kierowany do pieca rafina¬ cyjnego lub topielnego przystosowanego do rafinacji metoda likwacji, a plynny cynk powstaly z prze¬ topu w krótkim piecu obrotowym surowego pylu cynkowego lub nadziarna (wysiewek) otrzymanego w procesie przesiewania surowego pylu cynkowego kierowany jest bezposrednio z pieca obrotowego kilkuczlonowa rynna odlewnicza do maszyny od¬ lewniczej. Predkosc przeplywajacej strugi plynnego metalu ustala sie na co najmniej okolo 4 m/sek. a przekrój poprzeczny strugi plynnego metalu na okolo 3,5 cm2. Struge plynnego metalu izoluje sie od otaczajacej atmosfery przykrywajac rynne od¬ lewnicza szczególnie gdy temperatura otoczenia«f*48 5 t spadnie ponizej kilkunastu °C lub jest stosunkowo niska temperatura plynnego metalu.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku jest przedstawione w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadze¬ nie do produkcji cynku metalicznego w schematycz¬ nym widoku z góry, fig. 2 — czlon rynny odlewni¬ czej laczacej krótki piec obrotowy z maszyna od¬ lewnicza, fig. 3 — przekrój poprzeczny czlonu rynny odlewniczej wzdluz linii A—A na fig. 2 a fig. 4 — przekrój poprzeczny przelewu wzdluz linii B—B na fig. 2.Urzadzenie do produkcji cynku metalicznego spo¬ sobem wedlug wynalazku z metalicznego pylu cyn¬ kowego i kondensatorowych zgarów cynkowych otrzymywanych z pieców destylacyjnych o muflach lezacych sklada sie z krótkiego pieca obrotowego 1, pieca rafinacyjnego 2 lub pieca przelotowego przy¬ stosowanego do rafinacji metoda likwacji oraz karuzelowej maszyny odlewniczej 3. Jest ono wypo¬ sazone w rynne odlewnicza zlozona z co najmniej trzech czlonów 4, 5 i 6 wspartych na podporach 7.Karuzelowa maszyna odlewnicza 3 usytuowana jest za piecem rafinacyjnym z tym, ze jej srodek usy¬ tuowany jest w poblizu osi rynny spustowej 8 pieca rafinacyjnego 2. Poszczególne czlony 4, 5 i 6 rynny odlewniczej zaopatrzone sa w przelewy 9 w ksztal¬ cie scietego stozka lub ostroslupa przegrodzonego dnem 10 polaczone z czlonami 4, 5 i 6 rynny odlew¬ niczej. Czlony 4, 5 i 6 rynny odlewniczej stanowi ceownik 11 usytuowany wybrzuszeniem do dolu, z tym, ze do obu boków ceownika 11 przymocowane sa scianki boczne 12 uksztaltowane w ten sposób, aby na ceowniku 11 mozna bylo ulozyc bez wiek¬ szych trudnosci cegly izolacyjne 13.W celu zachowania odpowiedniej sztywnosci szcze¬ gólnie czlonów 4 i 5 rynny odlewniczej korzystnie jest usztywnic ceowniki 11 plaskownikiem 14 przez przyspawanie go od dolu wzdluz osi na calej dlu¬ gosci ceowników 11. Czlony 4, 5 i 6 zaopatrzone sa w uchwyty 15 w postaci pretów poprzecznie przy- spawanych do scian bocznych 12 rynny odlewniczej a przelewy 9 w ucha 16. Dna czlonów 4, 5 i 6 rynny odlewniczej i przelewy 9 pokrywa sie przed odle¬ waniem plynnego metalu popiolami cynkowymi 17 uzyskanymi w bebnie pieca obrotowego 1 w czasie stapiana drobnoziarnistych materialów zawierajacych tynk metaliczny.Plynny cynk powstaly z przetopu w krótkim piecu obrotowym 1 surowego pylu cynkowego lub nadziar- na (wysiewek) otrzymanego w procesie przesiewa¬ nia surowego pylu cynkowego, nieuwidocznionym na rysunku otworem spustowym w dennicy bebna pieca obrotowego 1 kierowany jest do przelewu 9 czlonu 4 rynny odlewniczej, z którego nastepnie przeplywa az do formy odlewniczej usytuowanej na karuzelowej maszynie odlewniczej 3. Optymalna szybkosc i natezenie przeplywajacej strugi plynnego metalu przez rynne odlewnicza uzyskuje sie przez ustawienie czlonów 4, 5 i 6 rynny odlewniczej z od¬ powiednim spadkiem oraz zatyczka ograniczajaca wyplyw plynnego metalu otworem spustowym z bebna pieca obrotowego 1. Samo odlewanie cynku do form odlewniczych dokonuje sie poprzez reczne lub mechaniczne podnoszenie czlonu 6 rynny od¬ lewniczej.Zastosowanie wynalazku pozwolilo z jednej stro¬ ny na zmniejszenie strat kadmu w czasie stapiania 5 surowego pylu cynkowego poprzez pominiecie pieca rafinacyjnego lub pieca odstojowego oraz uzyskanie wiekszej ilosci cynku rafinowanego z kondensato¬ rowych zgarów cynkowych i to cynku rafinowanego o niezawyzonej zawartosci kadmu. PL