Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 23.12.1974 72821 Ki. 40a,5/16 MKP C22b 5/16 CZYTELNIA U--edu Palonto, Twórcywynalazku: Jakub Sozanski, Józef Sajdok Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Cynkowe „Silesia" Przedsiebiorstwo Panstwowe, Katowice-Welnowiec (Polska) Sposób otrzymywania metalicznego pylu kadmowego i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do otrzymywania metalicznego pylu kadmowego przez kondensacje par kadmu w strumieniu gazu obojetnego.Znany sposób otrzymywania metalicznego pylu kadmowego metoda hydroelektrometalurgiczna polega na lugowaniu kadmonosnych materialów roztworem kwasu siarkowego wzglednie odpadowym elektrolitem z elektrolizy cynku, a nastepnie redukcji kadmu pylem cynkowym. Otrzymana w ten sposób gabka kadmowa jest surowcem wyjsciowym do produkcji pylu kadmowego, badz kadmu metalicznego na drodze elektrolizy przy stosowaniu odpowiedniej gestosci pradowej. Duza gestosc pradowa powoduje gwaltowne wydzielanie sie wodoru na katodzie, co jest przyczyna silnego rozdrobnienia osadu.Wada tego sposobu jest to, ze w skali technicznej nie znajduje zastosowania z uwagi na duze trudnosci zwiazane z przeprowadzeniem czystego kadmu lub jego zwiazków w siarczan kadmu oraz koniecznosc stalej regulacji kwasowosci roztworu, jak równiez zachodzi niebezpieczenstwo zanieczyszczenia gabki kadmowej pylem cynkowym.Znany jest takze sposób otrzymywania metalicznego pylu kadmowego poprzez rozpylenie plynnego kadmu o wysokiej czystosci w strudze sprezonego powietrza. Proces otrzymywania ta metoda pylu kadmowego przebiega w ten sposób, ze sprezone i podgrzane powietrze rozpyla strumien metalu wyciekajacego do komory rozpylania. Do komory tej podlaczony jest wentylator ssacy, który wysysa powietrze poprzez cyklon i filtr.Zimne powietrze zasysane do komory rozpylania w okolicy dyszy, spelnia zadanie srodka schladzajacego drobne kropelki metalu do tego stopnia, ze krzepna one przed dostaniem sie na sciany komory lub do cyklonu.Otrzymany pyl kadmowy osadza sie w cyklonach oraz w filtrze.Wada tego sposobu jest koniecznosc instalowania skomplikowanej i drogiej aparatury produkcyjnej skladajacej sie z urzadzen topielnych, zalewowych, rozpylajacych, kompresorów i odpylni. Otrzymany ta metoda pyl jest niejednorodny, co ogranicza jego wlasnosci uzytkowe. Poza tym w procesie tym powstaje duza ilosc odpadów kadmowych w formie skrzepów i przerostów (metal-pyl), których zawrót do ponownego wykorzysta¬ nia w tym samym procesie jest utrudniony gdyz wymaga to uprzedniego oddzielnego przetapiania. Biorac pod uwage, ze wsadem do procesu jest wysokiej czystosci kadm metaliczny powstawanie duzej ilosci odpadów pogarsza wyniki ekonomiczne tej technologii.2 72 821 Celem wynalazku jest usuniecie lub co najmniej zmniejszenie powyzszych niedogodnosci. W tym celu wytyczono sobie zadanie opracowania nowej technologii otrzymywania pylu kadmowego.Wytyczone zadanie zostalo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze pary kadmu z kondensato¬ ra znanej kolumny rektyfikacyjnej wprowadza sie w sposób ciagly ogrzewanym przewodem do komory kondensacyjnej, gdzie po ich ochlodzeniu do temperatury 100-310° C kondensuja w formie pylu kadmowego.Czynnikiem chlodzacym jest znajdujace sie w obiegu zamknietym zawierajace metaliczny pyl kadmowy w ilosci od 0,1—60g/Nm3, gazowe medium schladzajace o temp. 20-140°C doprowadzane do komory kondensacyjnej wspólpradowo ze strumieniem par kadmu z szybkoscia 0,1 do 16 m/sek. Powstaly pyl kadmowy gromadzi sie w lejach osadczych komory kondensacyjnej oraz w cyklonie, przy czym pyl z pierwszego leja komory kondensa¬ cyjnej przesiewa sie na sicie obrotowym celem oddzielenia grubszych frakcji pylu oraz skrzepów lub zbrylen.Urzadzenie do stosowania sposobu otrzymywania pylu kadmowego sklada sie ze znanej kolumny rektyfikacyjnej, której kondensator polaczony jest z komora kondensacyjna ogrzewanym przewodem. Komora kondensacyjna posiada ksztalt stozka scietego lub walca, przy czym usytuowana jest w pozycji poziomej w taki sposób, ze przewód doprowadzajacy pary kadmu podlaczony jest od strony wiekszej podstawy stozka. Po przeciwnej stronie komara kondensacyjna polaczona jest z cyklonem, do którego podlaczony jest takze przewód, którym poprzez wentylator zawraca sie gazowe medium schladzajace do dysz usytuowanych w miejscu doprowadzenia par kadmu do komory kondensacyjnej. W dolnej czesci komory kondensacyjnej oraz cyklonu usytuowane sa leje zsypowe, w których gromadzi sie wytworzony pyl kadmowy, przy czym w dolnej czesci pierwszego leja komory kondensacyjnej usytuowane jest sito obrotowe, do którego podlaczone sa dwa przewody odprowadzajace odsiany pyl oraz wysiewki. Wytyczone zadania rozwiazuje takze odmiana wynalazku, wedlug której komora kondensacyjna polaczona jest ogrzewanym przewodem bezposrednio z deflegmatorem kolumny rektyfikacyjnej.Sposób otrzymywania pylu kadmowego wedlug wynalazku umozliwia prowadzenie produkcji w sposób ciagly. Podlaczenie urzadzenia do otrzymywania pylu kadmowego do kolumny rektyfikacyjnej pozwala na unikniecie budowy oddzielnych urzadzen do stapiania kadmu po jego uprzedniej rafinacji.Otrzymywany pyl kadmowy charakteryzuje sie duza jednorodnoscia i wysoka metalicznoscia. Poza tym stosowanie wynalazku pozwala na zwiekszenie wydajnosci w stosunku do dotychczas stosowanych sposobów, zmniejszenie strat kadmu oraz otrzymanie pylu o jednorodnej i drobnoziarnistej budowie.Sposób otrzymywania pylu kadmowego wedlug wynalazku umozliwia równoczesna kondensacje par kadmu i segregacje pylu kadmowego bezposrednio w komorze kondensacyjnej a posrednio w zainstalowanym sicie obrotowym. Pozwala to na uzyskanie pylu o wysokiej jakosci oraz wysoki udzial pylu drobnoziarnistego, który wynosi 75—90% w stosunku do calej produkcji.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania i na rysunku, który przedstawia schemat urzadzenia do otrzymywania pylu kadmowego w przekroju pionowym.Urzadzenie do stosowania sposobu otrzymywania pylu kadmowego sklada sie ze znanej kolumny rektyfikacyjnej 1 zlozonej z pieca topielnego, kotliny odparnika i deflegmatora. Deflegmator kolumny rektyfika¬ cyjnej 1 polaczony jest ogrzewanym przewodem 2 z komora kondensacyjna 3 posiadajacej ksztalt stozka scietego lub walca, przy czym pary kadmu doprowadza sie od strony wiekszej podstawy stozka. W miejscu wlotu par kadmu do kolumny kondensacyjnej zainstalowane sa dysze 4, którymi doprowadza sie do komory kondensacyjnej medium gazowe, znajdujace sie w obiegu zamknietym i doprowadzonym do dysz 4 przewodem 5 poprzez wentylator ssaco-tloczacy 6. Po przeciwnej stronie od wlotu par kadmu do komory kondensacyjnej 3 podlaczony jest cyklon 7. Do cyklonu 7 podlaczony jest przewód 5, którym zawraca sie medium gazowe poprzez wentylator 6 i dysze 4 do komory kondensacyjnej 3. Szybkosc przeplywu gazowego medium schladzaja¬ cego reguluje sie za pomoca przepustnicy 8 usytuowanej na przewodzie 5.Komora kondensacyjna 3 wyposazona jest w dwa leje zsypowe 9 i 10, którymi odprowadza sie skondensowany pyl kadmowy, przy czym w dolnej czesci leja 9 zainstalowane jest sito obrotowe 11, pod którym zainstalowany jest przewód 12, którym odprowadza sie wysiewki oraz przewód 13, którym odprowadza sie odsiany pyl kadmowy.Sposób otrzymywania pylu kadmowego wedlug wynalazku polega na tym, ze kadm metaliczny lub jego stopy, odpady wzglednie mieszaniny stopów i odpadów stapia sie w piecu topielnym i wprowadza nastepnie do kolumny rektyfikacyjnej, w której roztopiony metal doprowadza sie w stan pary. Czesc wytworzonych par kadmu przeplywa w sposób ciagly ogrzewanym przewodem ceramicznym lub metalowym do komory kondensa¬ cyjnej. Do komory kondensacyjnej doprowadza sie równoczesnie gazowe medium schladzajace, które stanowi azot lub inny gaz chemicznie obojetny, przy czym medium schladzajace znajduje sie w obiegu zamknietym, komora kondensacyjna - cyklon, i unosi z soba niewielkie ilosci pylu kadmowego, co ma pozytywny wplyw na przebieg procesu kondensacji par. Medium schladzajace posiada temperature 20 -140°C i jest wprowadzane do72 821 3 komory kondensacyjnej poprzez dysze wspólpradowo z kierunkiem wprowadzania par kadmu. W wyniku duzej róznicy temperatur nastepuje gwaltowne schlodzenie par kadmu, które kondensuja w formie pylu, przy czym wielkosc ziarn otrzymanego pylu uzalezniona jest od intensywnosci przeplywu medium przez caly uklad.Najkorzystniejsze wyniki otrzymuje sie przy stosowaniu szybkosci wprowadzania medium schladzajacego do komory kondensacyjnej ksztaltujacej sie w granicach 0,1—16 m/sek.Komora kondensacyjna moze byc wykonana w ksztalcie stozka scietego wzglednie walca, przy czym najkorzystniejsza jest pierwsza alternatywa. Spowodowane to jest tym, ze komora w ksztalcie stozka scietego posiada duza powierzchnie odprowadzania ciepla, co pozwala na bardziej intensywny przebieg procesu kondensacji.Powstaly w komorze kondensacyjnej pyl kadmowy w zaleznosci od miejsca jego osadzenia sie posiada rózna strukture fizyczna.Pyl o najdrobniejszych ziarnach otrzymuje sie w cyklonie jak i w koncowej czesci komory kondensacyjnej, skad jest odprowadzany lejem zsypowym na zewnatrz ukladu.Natomiast pyl znajdujacy sie w przedniej czesci komory kondensacyjnej jest gruboziarnisty a ponadto zanieczyszczony skrzepami. Pyl ten wymaga odsiania w sicie bebnowym, przy czym nadziarno i skrzepy odprowadzane sa do sita odrebnym przewodem i zawracane do pieca topielnego, natomiast odsiany pyl lacznie z pylem odprowadzonym z tylnej czesci komory kondensacyjnej oraz z cyklonu stanowi produkt gotowy. ' Przemieszczanie sie pylu kadmowego, zwlaszcza drobnoziarnistego z komory kondensacyjnej do cyklonu nastepuje w wyniku jego unoszenia przez medium schladzajace, które po czesciowym odpyleniu w cyklonie jest zawracane do komory kondensacyjnej. Osadzaniu sie drobnoziarnistego pylu w cyklonie i w tylnej czesci komory kondensacyjnej sprzyja takze jej stozkowy ksztalt.Zmniejszajacy sie przekrój komory w kierunku przeplywu medium schladzajacego powoduje zwiekszenie szybkosci przeplywu, co uniemozliwia w znacznym stopniu osadzenie sie drobnych czastek pylu w przedniej czesci komory kondensacyjnej.W zaleznosci od wydajnosci kolumny rektyfikacyjnej mozna podlaczac do kolumny jeden lub kilka ukladów kondensacyjnych. PL