PL8966B1 - Sposób i urzadzenie do oczyszczania roztopionych metali. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu rafinowania czyli oczyszczania metali, a w szczególnosci odcynkowywania olowiu. Wy¬ korzystano w tym celu to, iz chlor posia¬ da wieksze powinowactwo wzgledem pew¬ nych metali (w danym przypadku cynku), anizeli wzgledem innych metali (w danym razie olowiu), jezeli te metale zmieszane sa ze soba w stanie roztopionym, W tym celu z kotla zawierajacego roztopiony olów za¬ nieczyszczony cynkiem, odpompowuje sie bez przerwy czesc jego zawartosci i wpro¬ wadza do niej chlor, nastepnie czesc te wtlacza sie do kotla pod powierzchnia za¬ wartego w nim olowiu i to na takiej gle¬ bokosci, aby na powierzchni roztopionego olowiu mógl utworzyc sie zuzel w postaci chlorku cynku. Mozna w tym celu uzyc chlor w postaci gazu lub chlorku olowiu albo tez w postaci mieszaniny obu tych cial.Sposób niniejszy przeprowadza sie przy temperaturze malo co wyzszej od punktu topliwosci olowiu, w której to temperatu¬ rze plynny zuzel chlorku cynku krzepnie czesciowo na powierzchni roztopionego o- lowiu, wytwarzajac powloke zapobiegajaca ulatnianiu sie chloru w postaci lotnego chlorku cynku. Chlor doprowadza sie w ilo¬ sci proporcjonalnej do ilosci cynku i in¬ nych zanieczyszczen w roztopionym olo¬ wiu i to w takich warunkach, aby nie mógl on uszkodzic scianek kotla lub rur, w któ¬ rych ten olów krazy.Pierwsze szumowiny na powierzchni kotla skladaja sie z czystego chlorku cyn¬ ku, w miare jednak zmniejszania sie za¬ wartosci cynku w olowiu, nastepne szumo¬ winy zawieraja oprócz chlorku cynku rów-niez troche chlorku olowiu, który mozna oddzielic i uzyc nastepnie do przeróbki na¬ stepnych porcyj olowiu zanieczyszczonego cynkiem i jeszcze przed traktowaniem go chlorem w postaci gazu. W razie zyczenia, zuzel mozna usunac droga jednego tylko szumowania, poczem olów usuwa sie z zuz¬ la zapomoca przepuszczania go przez pew¬ na ilosc roztopionego cynku lub roztopio¬ nego olowiu, zawierajacego nadmiar cyn¬ ku. Nastepuje wówczas reakcja, dajaca w wyniku czysty cynk handlowy.Na zalaczonych rysunkach przedstawio¬ ne jest urzadzenie sluzace do przeprowa¬ dzania niniejszego sposobu. Zawiera ono kociol 1, który napelnia sie roztopionym olowiem zawierajacym cynk do poziomu oznaczonego linja przerywana 14. Na o- brzezu szczytowem kotla ustawia sie ze¬ spól, skladajacy sie z silnika 2 i pompy 3, z których silnik spoczywa na belkach ko¬ rytkowych 4, przechodzacych wpoprzek kotla i wspartych na jego obrzezu, a pom¬ pa podwieszona jest pod silnikiem tak, iz znajduje sie w poblizu dna kotla. Zespól ten zaopatrzony jest w wieszak 5, zapomo¬ ca którego mozna go podnosic celem prze¬ niesienia do innego kotla. Na obrzezu ko¬ tla 1 wspiera sie równiez cylinder reak¬ cyjny 6 zaopatrzony w krótka rure; od dna tego cylindra biegnie rura odplywajaca 7 zaglebiajaca sie na pewna glebokosc pod powierzchnie olowiu, wypelniajacego ko¬ ciol. W razie zyczenia rura odplywowa 7 mcze nie wchodzic pod powierzchnie roz¬ topionego olowiu, lecz wylot jej mozna za¬ bezpieczyc od ulatniania sie chloru przez wprowadzenie go do zuzla chlorkowego lub droga nadania powierzchni tego wylotu ta¬ kiej wielkosci, aby na dnie cylindra 6 by¬ la pewna masa roztopionego olowiu dosc gleboka, zapobiegajaca uchodzeniu chloru z tego cylindra. Mozna nawet caly cylin¬ der reakcyjny 6 zanurzyc pod powierzch¬ nia roztopionego olowiu. Cylinder reakcyj¬ ny 6 wspiera sie na dwóch belkach dwu- teowych 8, ulozonych wpoprzek kotla i za¬ opatrzonych w poprzeczki dolne 9, na któ¬ rych spoczywa bezposrednio cylinder 6, zaopatrzony u góry w kolnierz 10, sluzacy do przymocowania glowicy 11. Wylot pom¬ py 3 polaczony jest rura 15 z glowica cy¬ lindra reakcyjnego 6, polaczona z cylin¬ drem 6 zapomoca kolanka 16.Wpoblizu kotla 1 umieszczony jest zbiornik do chloru 18, zanurzony w naczy¬ niu 19 wypelnionem woda o odpowiedniej temperaturze. Zbiornik do chloru 18 pola¬ czony jest z cylindrem 6 rura 20 z zawo¬ rem 21, sluzacym do regulowania przeply¬ wu chloru. W razie zyczenia, pod cylin¬ drem 6 mozna umiescic pierscien zelazny 12, plywajacy po powierzchni roztopione¬ go olowiu celem ograniczenia powierzchni olowiu, sluzacej do gromadzenia i usuwa¬ nia zuzla.Wedlug sposobu niniejszego najpierw napelnia sie kociol 1 roztopionym olowiem do poziomu 14, a nastepnie umieszcza na nim silnik, pompe i cylinder reakcyjny, który laczy sie z pompa zapomoca rury 15 i kolanka 16. Po dokonaniu tego, puszcza sie w ruch pompe 3 na kilka minut celem wywolania krazenia roztopionego olowiu w cylindrze 6 i rozgrzania go, oraz usuniecia zuzla przywartego do jego scianek pod¬ czas przeróbki poprzedniej porcji olowiu.Nastepnie zatrzymuje sie pompe i laczy zbiornik chloru 18 z cylindrem 6 otwiera¬ jac zawór tak, aby na powierzchnie olowiu wystapily pecherzyki, a wówczas puszcza sie w ruch pompe i otwiera wiecej zawór 21, jednak tylko do tego stopnia, aby chlor nie mógl ulatniac sie z powierzchni olo¬ wiu. Poniewaz reakcja pomiedzy chlorkiem i cynkiem wywiazuje znaczne cieplo, a wiec w cylindrze reakcyjnym 6 powinna krazyc dostateczna masa olowiu, gdyz to. zapobiega zbytniemu podniesieniu sie tem¬ peratury w cylindrze reakcyjnym. Bez- — 2 —ustanne krazenie olowiu zapobiega przeze¬ raniu cylindra reakcyjnego przez chlorek cynku i chlor i powoduje szybkie unosze- nie utworzonego chlorku cynku rura wy¬ lotowa do kotla, gdzie tenze wyplywa na powierzchnie w postaci zuzla. Chlodzenie urzadzenia i szybkosc wywiazywania sie ciepla reakcji powinny byc tak uregulowa¬ ne, aby osiagnac temperature 350 do 400°C, przy której sposób niniejszy daje dobre wyniki.Jezeli temperatura jest za wysoka, to wówczas chlorek cynku ulatnia sie w znacz¬ nej ilosci wskutek sklócania masy rozto¬ pionego olowiu przez strumien olowiu wy¬ chodzacy z iury wylotowej 7 lub przez szumowanie chlorku cynku, a jednoczesnie wzrasta przezeranie scianek cylindra reak¬ cyjnego przez chlor i chlorek cynku, przy- czem nalezy równiez zaznaczyc, ze olów w wysokiej temperaturze posiada wieksza zdolnosc do laczenia sie z chlorem, co jest niepozadane. Nalezy wiec tak regulowac temperature, aby warstwa wierzchnia plyn¬ nego zuzla, skladajacego sie z chlorku cyn¬ ku, tezala na powierzchni olowiu w kotle.Po usunieciu tej stezonej warstwy chlorku cynku, nastepuje stezenie warstwy nastep¬ nej, co sprawia, ze olów roztopiony pokry¬ ty jest zawsze powloka zabezpieczajaca od ulatniania sie chloru w postaci lotnego chlorku cynku. Jezeli natomiast tempera¬ tura jest zbyt niska, to trudno jest puscic w ruch pompe 3, wobec czego nalezy utrzy¬ mywac temperature wpoblizu punktu to¬ pliwosci olowiu.Chlor wprowadza sie do cylindra reak¬ cyjnego 6 pod cisnieniem nieznacznem, a w tym celu umieszcza sie np. zbiornik chlorku 18 w wodzie o temperaturze 20 do 30°C, wskutek czego chlor wchodzi do cy¬ lindra 6 w ilosci od 80 kg do 105 kg na godzine przy przeplywie roztopionego olo¬ wiu przez ten cylinder w ilosci 225 tonn na godzine. Ilosci powyzsze przytoczone zostaly jedynie jako przyklad, gdyz zale¬ za one od rozmiarów calego urzadzenia.Jezeli do cylindra reakcyjnego wpro¬ wadzac chlor w ilosci przytoczonej powy¬ zej i pompowac don olów w sposób wska¬ zany, to wówczas poziom olowiu w cy¬ lindrze reakcyjnym znajduje sie o 7V2 do 4 cm powyzej szczytu rury wylotowej 7.Szybkosc przeplywu olowiu przez cy¬ linder 5 oraz inne warunki dzialania urza¬ dzenia nalezy uregulowac tak, aby we¬ wnatrz cylindra powstala komora dosta¬ tecznej wielkosci wypelniona chlorem w postaci gazu, przez który przechodzi stru¬ mieniem pompowany olów, podlegajacy o- czyszczaniu, celem dokladnego zmieszania sie z chlorem. Jezeli chlor wprowadzany jest do cylindra reakcyjnego w ilosci nad¬ miernej, to wówczas zostaje wypchniety z niego przez rure 7 i tworzy pecherzyki na powierzchni olowiu w kotle. Jezeli zas chlor wprowadzany jest zbyt powoli, to od- cynkowywanie olowiu postepuje równiez powoli, nie pociagajac za soba jednak in¬ nych skutków szkodliwych. Jak widzimy wiec, w razie stosowania cylindra reak¬ cyjnego i jego rury wylotowej okreslonych rozmiarów, szybkosc przeplywania olowiu przez ten cylinder mozna zmieniac w o- kreslonych granicach. Doplyw chloru moz¬ na zmieniac natomiast w zaleznosci od szybkosci przeplywu olowiu przez cylinder reakcyjny i od zawartosci cynku w olowiu w danej chwili. Chcac doprowadzac chlor z mozliwie jak najwieksza szybkoscia stala, nalezy zwiekszac szybkosc pompowania o- lowiu w miare zmniejszania sie jego za¬ wartosci cynku.Zuzel usuwac mozna w postaci chlor¬ ku cynku z powierzchni olowiu w kotle na¬ wet podczas dzialania urzadzenia, poniewaz warstwa wierzchnia tego zuzla powstaje ponownie i krzepnie tak szybko, iz strat chloru niema. Po usunieciu w ten sposób calej zawartosci cynku z olowiu, na po- — 3 —wierzchni jego ukazuje sie bialy zuzel, skladajacy sie z chlorku olowiu, a wów¬ czas zatrzymuje sie pompe i gdy na po¬ wierzchni olowiu ukaza sie pecherzyki chloru, to zamyka sie jego doplyw i od¬ lacza rure chlorowa. Po dokonaniu tego puszcza sie w ruch na minute pompe ce¬ lem przemycia cylindra reakcyjnego, a na¬ stepnie szumuje sie calkowicie olów w ko¬ tle. Rure 20 doprowadzajaca chlor odla¬ cza sie od cylindra 6 dlatego, aby nie na¬ pelnila sie olowiem, wskutek puszczania w ruch pompy i aby chlor pozostaly w cy¬ lindrze mógl ujsc do atmosfery, wskutek wypchniecia go przez olów wpompowywa- ny przez pompe 3. Jezeli zas nie odlaczyc rury 20, to cylinder 6 bedzie nadal napel¬ niony chlorem, wskutek czego na po¬ wierzchni olowiu, zawartego w rurze la¬ czacej 15 i rurze wylotowej 7, tworzy sie zuzel Gdy cylinder 6 jest dostatecznie dlu¬ gi, to wówczas próznia powstala w nim wskutek pochloniecia chloru przez olów nie moze powodowac podniesienia sie olo¬ wiu do poziomu rury doprowadzajacej chlor i wówczas nie trzeba odlaczac rury 20, ale pomimo to nalezy zamknac doplyw chloru i usunac go z cylindra 6 droga po¬ chloniecia lub w inny sposób, przed wstrzy¬ maniem pracy urzadzenia, aby uniknac przezerania jego scianek.Zuzel ostateczny na powierzchni olowiu jest plynny znacznie dluzej, niz zuzle u- suniete poprzednio, a poniewaz nie krzep¬ nie tak szybko aby mozna go bylo usu¬ nac calkowicie, a takze poniewaz jego warstwa jest zbyt cienka aby dal sie zszu- mowac zapomoca czerpaka, powoduje wiec znaczna strate czasu na oczekiwanie chwi¬ li jego skrzepniecia. Dla unikniecia tego, do kotla po zdjeciu zen urzadzen dodat¬ kowych wrzuca sie kawalek czystego, zim¬ nego olowiu, celem ochlodzenia zawartosci kotla w stopniu ulatwiajacym szumowanie.Zamiast tego w celu ochlodzenia olowiu mozna wdmuchiwac na powierzchnie olo¬ wiu w kotle sprezone powietrze.Zapomoca sposobu niniejszego mozna oczyscic olów zawierajacy cynk do tego stopnia, iz olów, po oczyszczeniu, zawie¬ ra mniej niz 0,003% cynku, przyczem wo¬ bec niskiej temperatury procesu, niema, praktycznie biorac, strat olowiu, gdyz od¬ dzialywanie selekcyjne chloru na cynk jest wyrazniejsze przy temperaturach niskich.Otrzymany jednoczesnie chlorek cynku jest stosunkowo czysty i moze byc sprze¬ dawany bez specjalnego rafinowania.Wynalazek niniejszy nie ogranicza sie do opisanego urzadzenia i szczególów spo¬ sobu, gdyz mozna w nim poczynic rozmaite zmiany, nie wykraczajac przez to poz-a obreb wynalazku; nie ogranicza sie on tak¬ ze tylko do oczyszczania olowiu zawiera¬ jacego cynk, gdyz mozna go równiez z do¬ brym skutkiem stosowac do oczyszczania innych cial zapomoca odpowiednich reak- tywów w stanie gazowym lub cieklym. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób oczyszczania roztopionych metali zapomoca reaktywu w postaci ga¬ zu, znamienny tern, ze reaktyw wprowa¬ dza sie do komory reakcyjnej, przez któ¬ ra przepuszcza sie roztopiony metal pod¬ legajacy oczyszczaniu. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze stosuje sie do oczyszczania olo¬ wiu, przyczem jako reaktyw gazowy uzy¬ wa sie chlor, który sluzy do usuwania cyn¬ ku zawartego jako zanieczyszczenie w o- lowiu. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tern, ze jeszcze przed zakonczeniem reakcji usuwa sie z olowiu droga szumo¬ wania zasadniczo czysty chlorek cynku, poczem doprowadza sie do olowiu dalsze ilosci chlorku, wskutek czego powstaje chlorek cynku i chlorek olowiu, które u-suwa sie razem i oddziela chlorek cynku od chlorku olowiu, przyczem ten ostatni uzywa sie nastepnie do usuwania cynku z nastepnej porcji roztopionego olowiu. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze chlor w postaci gazu wprowa¬ dza sie do komory reakcyjnej zaopatrzo¬ nej w rure odplywowa, przez która to ko¬ more przepuszcza sie jednoczesnie rozto¬ piony metal tak, aby dolny koniec rury od¬ plywowej zanurzony byl w roztopionym metalu, zapobiegajac przez to uchodzeniu chloru gazowego. 5. Sposób wedlug zastrz. 4f znamien¬ ny tern, ze reaktyw w postaci gazu wpro¬ wadza sie od góry komory reakcyjnej, a roztopiony metal, wraz z zuzlem wytwo¬ rzonym w tej komorze przez reaktyw, ^od¬ plywa od dolu rura odplywowa zpowro- tem do zbiornika roztopionego metalu w punkcie znajdujacym sie na pewnej gle¬ bokosci pod powierzchnia tegoz metalu, 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tern, ze szybkosc przeplywu roztopio¬ nego metalu i reaktywu gazowego przez komore reakcyjna reguluje sie tak, aby po¬ ziom roztopionego metalu w tej komorze (6) znajdowal sie nieco powyzej jej dna. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tem, ze roztopiony metal utrzymy¬ wany jest w temperaturze takiej, iz czesc zuzla krzepnie i tworzy na powierzchni te¬ go metalu powloke, zapobiegajaca ulatnia¬ niu sie reaktywu lotnego. 8. Sposób wedlug zastrz, 2, znamien¬ ny tem, ze oczyszczanie rozpoczyna sie zapomoca chlorku olowiu, a konczy sie za- pomoca chloru w postaci gazu. 9. Urzadzenie do wykonywania spo¬ sobu wedlug zastrz. 1, znamienne tem, ze zawiera kociol do roztopionego metalu i komore reakcyjna, zaopatrzona w krótka rure odplywowa, której koniec wylotowy zanurzony jest w metalu, przyczem do ko¬ mory reakcyjnej mozna wprowadzac reak¬ tyw i roztopiony metal. 10. Sposób wedlug zastrz, 1—9, zna- . mienny tem, ze reakcja przebiega przy tem¬ peraturze od 350 do 400°C. American Smelting and Refining Company. Zastepca: I, Myszczynski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 8966. Ark. i.Do opisu patentowego Nr 8966. Ark.

2. Np. 4. Np.

3. -35" ywwwwjjsssn Druk L. Boguslawskiego. Warszawa PL PL