Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 15.10.1973 Opis patentowy opublikowano: 09.12.1974 72858 KI. 40a,5/16 MKP C22b 5/16 CZYIELNIA1 Twórcywynalazku: Jakub Sozanski, Józef Sajdok Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Cynkowe „Silesia" Przedsiebiorstwo * • Panstwowe, Katowice-Welnowiec(Polska) Sposób otrzymywania tlenku kadmu i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania tlenku kadmu w sposób ciagly z par kadmu wytworzo¬ nych w kolumnach rektyfikacyjnych, oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu.Dotychczas znany sposób otrzymywania tlenku kadmu polega na tym, ze plyty czystego kadmu metalicznego stapia sie w piecach topielnych a nastepnie granuluje sie w wodzie otrzymujac granulki o srednicy 5 do 15 mm. Granulki te zaladowuje sie do retorty wykonanej ze stali zaroodpornej, o maksymalnej pojemnosci 15 kg kadmu. Zaladowana granulkami kadmu retorte umieszcza sie w piecu elektrycznym o konstrukcji zapewniajacej swobodne wkladanie i wyjmowanie retorty. W górnej czesci retorty umocowana jest rura wylotowa umieszczona drugim swym koncem w otworze pieca przystosowanym do tego celu. W temperaturze 950-1150 C nastepuje nagrzanie kadmu zawartego w retorcie do temperatury wrzenia. Powstajace pary kadmu - przechodza rura wylotowa do polaczonego z piecem zbiornika metalowego, do którego swobodnie przedostaje sie powietrze* atmosferyczne.Pary kadmu poprzez kontakt z powietrzem utleniaja sie do tlenku kadmu. Okolo 30% wagowych kadmu wprowadzonego w postaci par do zbiornika nie utlenia sie, lecz w formie metalicznej wzglednie pylu opada na dno zbiornika stanowiac nieprzydatny dla tego procesu odpad. Pozostale 70% wagowych kadmu w postaci tlenku kadmu przechodzi do komory odpylajacej, cyklonów, oraz filtra workowego gdzie sie osadza. Najlepszy jakosciowo tlenek kadmu stanowi frakcja wytracona w filtrze workowym a udzial jej wynosi 25% w stosunku do calosci wyprowadzony z retorty par kadmu. Pozostale frakcje osadzajace sie w komorach odpylajacych i cyklonach sa gatunkowo gorsze.Sposób otrzymywania tlenku kadmu wedlug przedstawionego sposobu posiada szereg niedogodnosci. Do zasadniczych wad tego sposobu zaliczamy: okresowa prace urzadzenia co zwiazane jest bezposrednio z niska wydajnoscia procesu oraz powstawaniem duzej ilosci odpadów kadmowych a tym samym duzych strat. Okresowa praca urzadzenia wplywa ujemnie na utrzymywanie stalego natezenia przeplywu par i stalej temperatury w zbiorniku utleniania, które to parametry maja decydujacy wplyw na jakosc i wielkosc produktu, oraz powstawanie duzej ilosci odpadów kadmowych o charakterze metalicznym trudnych do ponownego zagospodaro¬ wania w tym procesie. Z uwagi na okresowa prace urzadzenia w miare ubywania w retorcie kadmu istnieje2 72 858 mozliwosc odparowania glównych zanieczyszczen a szczególnie olowiu i cynku, które po utlenieniu zanieczysz¬ czaja tlenek kadmu.Celem wynalazku jest usuniecie lub co najmniej zmniejszenie powyzszych niedogodnosci. Aby osiagnac ten cel wytyczono zadanie opracowania sposobu oraz konstrukcji urzadzenia umozliwiajacego stosowanie tego sposobu.Zadanie wytyczone w celu usuniecia podanych niedogodnosci zostalo rozwiazane zgodnie z wynalazkiem w ten sposób, ze uzyskane w kolumnie rektyfikacyjnej pary kadmu doprowadzone sa w sposób ciagly do komory utleniania gdzie w stalej temperaturze w zakresie od 300—900°C sa utleniane. Do komory utleniania doprowadza sie jednoczesnie zimne lub gorace powietrze, które jest zasysane przy pomocy wentylatora przez szczeliny usytuowane na obwodzie komory utleniania, w ilosci od 5 do 80 m3 na 1 kg par kadmu lub nieco powyzej tej granicy. Wytworzony tlenek kadmu czesciowo osadza sie w komorze utleniania, a pozostala czesc wytraca sie z gazowego medium w komorach grawitacyjno-odpylajacych i w filtrze tkaninowym, przy czym stosunek ilosci metalu odparowanego do wielkosci wsadu ksztaltuje sie w granicach od 10 do 90%.Urzadzenie do stosowania sposobu otrzymywania tlenku kadmu sklada sie ze znanej kolumny rektyfikacyj¬ nej, której kondensator polaczony jest z komora utleniania na obwodzie której znajduja sie otwory poprzez które zasysa sie powietrze. Komora utleniania polaczona jest przewodem z komorami osadczo-odpylajacymi, z filtrem tkaninowym oraz wentylatorem, przy czym na przewodzie laczacym wentylator z filtrem tkaninowym, usytuowana jest zasuwa, a komory osadczo-odpylajace i filtr tkaninowy zaopatrzone sa w hermetyczne zamknie¬ cia sluzace do odprowadzenia otrzymanego tlenku kadmu do pojemników. Wytyczone zadanie rozwiazuje takze odmiana wynalazku wedlug której komora utleniania polaczona jest ogrzewanym przewodem ceramicznym bezposrednio z deflegmatorem kolumny rektyfikacyjnej.Sposób otrzymywania tlenku kadmu wedlug wynalazku umozliwia prowadzenie produkcji w sposób ciagly. Równomierny wyplyw par z deflegmatora wzglednie kondensatora do komory utleniania pozwala na dokladna regulacje ilosci doprowadzonego powietrza co posiada decydujacy wplyw na jakosc otrzymanego produktu. Poza tym stosowanie wynalazku pozwala na kilkakrotne zwiekszenie wydajnosci, zmniejszenie strat kadmu, oraz mozliwosc otrzymania tlenku kadmu o jednorodnej i drobnoziarnistej budowie.Sposób wedlug wynalazku umozliwia dokonanie rozdzialu róznych gatunków otrzymanego produktu w poszczególnych punktach odbioru, przy czym udzial tlenku kadmu najwyzszej jakosci w stosunku do calej produkcjijest znacznie wyzszy niz w sposobach dotychczas stosowanych. Stosowanie sposobu wedlug wynalazku pozwala w zaleznosci od sposobu podlaczania do kolumny rektyfikacyjnej na prowadzenie technologii otrzymy¬ wania tlenku kadmu równoczesnie z produkcja kadmu rektyfikowanego badz tez produkcje oddzielna.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku w przekroju pionowym, na którym fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia do otrzymywania tlenku kadmu podlaczonego do kondensatora kolumny rektyfikacyjnej, a fig. 2, przedstawia schemat tegoz urzadzenia podlaczonego do deflegmatora kolumny rektyfikacyjnej.Urzadzenie do stosowania sposobu otrzymywania tlenku kadmu sklada sie ze znanej kolumny rektyfikacyj¬ nej 1 zlozonej z odparnika usytuowanego w komorze ogniowej 2 oraz deflegmatora 3 polaczonego z kondensato¬ rem 4. Znana kolumna rektyfikacyjna wyposazona jest w piec topielny 5 a w dolnej swojej czesci jest polaczona z kotlina 6 wyposazona w zamkniecia syfonowe.Komora utleniania 7 wyposazona jest w rozmieszczone na obwodzie otwory 8 z zasuwkami, sluzace do regulacji doplywu powietrza. Komora utleniania 7 podlaczona jest do kondensatora 4 a z drugiej strony przewodem 9 polaczona jest kolejno z komorami osadczo-odpylajacymi 10 filtrem tkaninowym 11 oraz wentylatorem 12. Na przewodzie 9 laczacym filtr tkaninowy 11 z wentylatorem 12 usytuowany jest zawór 13 sluzacy do regulacji szybkosci przeplywu par, przez uklad. Podlaczenie komory utleniania 7 do kondensatora 4 pozwala na jednoczesna produkcje tlenku kadmu i kadmu rektyfikowanego.Urzadzenie mozna takze podlaczyc bezposrednio do deflegmatora 3 kolumny rektyfikacyjnej 1 jak to przedstawiono na rysunku, fig. 2 i prowadzenie wylacznie produkcji tlenku kadmu. Metal wsadowy stapia sie w piecu topielnym 5 i kieruje sie w sposób ciagly do kolumny rektyfikacyjnej 1. W odparniku kolumny rektyfikacyjnej 1, czesc kadmu zawartego w metalu wsadowym przeprowadza sie w stan pary, która przechodzi do deflegmatora 3. Pozostalosc nie odparowanego kadmu i innych skladników metalu wsadowego splywa w dól kolumny do kotliny 6 skad odlewana jest w plyty, które moga byc ponownie stapiane w piecu topielnym 5 wzglednie zostaja wykorzystane w produkcji kadmu rektyfikowanego.Pary kadmu z deflegmatora 3 przechodza do kondensatora 4 a nastepnie do komory utleniania 7, wzglednie ogrzewanym przewodem ceramicznym bezposrednio z deflegmatora 3 doprowadzone sa w sposób ciagly do komory utleniania 7. W komorze utleniania 7 pary kadmu w stalej temperaturze w zakresie od 300 do 900°C lub powyzej tej granicy utleniaja sie na skutek kontaktu z tlenem powietrza doprowadzonego przez3 72 858 otwory 8. Temperature w komorze utleniania reguluje sie poprzez zmiane ilosci doprowadzonego powietrza badz tez przez zmiane ilosci doprowadzonych par kadmu. Ilosc doprowadzonych par kadmu do komory utleniania regulowana jest stosunkiem ilosci kadmu odparowanego do wielkosci wsadu i ksztaltuje sie w granicach 10-90%.Ilosc zassanego powietrza regulowana jest zaworem 13 oraz zasuwkami usytuowanymi przy otworach 8. Proces utleniania prowadzi sie przy zachowaniu stalego stosunku par kadmu i powietrza w komorze utleniania, z tym, ze na 1 kg par kadmu przypada od 5 do 80 m3 powietrza lub powyzej tej granicy.Jakosc otrzymanego produktu, mniejsza zawartosc kadmu metalicznego, ksztalt i wielkosc ziaren regulo¬ wana jest poprzez odpowiedni dobór parametrów procesu jak: temperatura w komorze utleniania, szybkosc przeplywu par przez uklad, oraz wielkosc stosowanego nadmiaru powietrza, przy czym od ilosci doprowadzone¬ go do komory utleniania powietrza uzalezniona jest drobnoziarnistosc otrzymanego tlenku kadmu.Powstajacy tlenek kadmu czesciowo osadza sie w komorze utleniania 7, a pozostala czesc przechodzi w strumieniu medium gazowego do komór osadczo-odpylajacych 10 gdzie przeplywajac wokól naprzemian usytuowanych przegród wytraca sie dalsza niewytracona czesc tlenku kadmu. Reszta nieodpylonego medium doprowadzona jest przewodem 9 do filtra tkaninowego 11 gdzie dokonuje sie ostatecznego wytracenia najdrobniejszych czastek tlenku kadmu, a oczyszczone gazy odprowadzone sa poprzez wentylator 12 do atmosfery. Tlenek kadmu z urzadzen osadczo-odpylajacych 10 i filtra tkaninowego 11 odbiera sie okresowo poprzez hermetyczne zamkniecia 14. PL PL