Изобретение касается устройствр для получения цинка и подобных летучих металлов, добываемых путем перегонки, как например, Cd, Hg и т. п. из руд, соединений металлов, горнозяводских продуктов и всякого рода остатков. Изобретение имеет целью повысить экономичность ирименяк)щихсядо сего времени устройств для перегонки, главным образом, аовышения экономии теплоту н выхода металла.
В предлагаемом устройстве восстановление и перегонка металла совершается во вделанном во вращающейся печи и вращающемся вместе с последней муфеле, между тем как остатки муфельного процесса при максимальной герметической изоляции выносятся во вращающееся пространство вращающейся печи, в котором производится СОЖИ1 ание остатков прн содействии газов, содержащих кислород. При этом теплота сгорания используется непосредственно для отопления при муфельном процессе.
Муфель может представлять собой трубу или несколько труб, находящихся в соединении друг с другом. Конструктнвное выполнение трубы или труб может быть само по себе различным. Требуется, однако, чтобы они были как можно более изолированы от окружающей атмосферы и конструктияно связаны с враш.ающейся 1;ечью. --Для достижения изоляции в места; перехода продукта из муфельного устройства в печнЬе пространство н наоборот могут, быть праду(362)
смотрены устройства, выполняющие роль щлювов, как например, шнеки, спиральные трубки н т.п.
На чертеже фиК 1 изображает устройство в продольном разрезе; фиг. 2-то же, разрез по линии АВ на фиг. 1; фиг. 3-устройство по другому варианту в продольном разрезе; фиг. 4- разрез по ч линии CD на фиг. 3; фиг. 5-устройство по третьему варианту в продольном разрезе и фиг. 6- разрез по линии EF на фиг 5.
УсТг)йство для получения цинка и.подобных металлов состоит из вращающейся печи 1 (фиг. 1-4) со слегка наклонной или горизонтальной осью вращения, в которую вделана иуфельная труба 2 из прочного и, главным образом, сопротивляющегося действию высокой температуры материала, например, из специального сплава железа, карборунда: графита и т. п,каюовой муфель совершает iMecte с вращательное движение. Соединение это может быть, например, осуществлено путем расположенных звездочкой в кладкеупоров 3. Для подучи материала или смешанной загрузки преЛцазначена труба 4, вместо которой мозиег быть такие устроено любое другое приспособление для подачи, например, сотрясательный жолЬб -aitK т. п. Из печного пространства загрузка по спиральной трубе 5 в муфельную трубу ,2. Внутренняя полость муфеля разделена на две отдельные секции 2а н 2Ь, причем это разделение производится либо посредством перёгородПри данном процессе экономически обеспечивается возможность работать с 6oi-L) ним избытком кокса в муфеле и тем самым дрепятствовать образоьанию шлака. Избыток этот затем при сжигании его во вращательной печи непосредственно исиользуется для процесса. В предлагаемом устройстве имеется возможность производить предварительный подогрев ыате.иа.1а путем 1е1осредственного отопления, причем вредные для конденсации газы, выаеляющиеся в этой зоне, не попадают в конденсатор, но отводятся вместе с печными газами, а успевшие уже улетучиться в этой зоне пары металла могут быть вповь уловлены.
Исходя из экономических соображений оказывается целесообразны:. проводить не полностью восстановление в муфеле, но восстановлять и испарять в нем примерно лишь 60 - 90% металла. По выходе из муфеля получающееся из остатков количество металла подвергается восстановлению и сгорает во вращающейся печ;1 и затем вновь извлекается из отходящих газов. Поэтому имеется возможность получать в печи окончательные остатки, значительно с меньшим содержанием металла, нежели при применявшихся до сего времени устройствах.
1аким образом, предлагаемое устройство, по мнению заявителя, дает возможность экономично производить непрерывную перегонку, что до сего времени не удавалось из-за несовершенства аппаратуры, а именно, для этого при бо.чее низких температурах производится в м}феле восстановление и испарение лишь части металла в большем или меньшем количестве, а остальное количесгЕо металла добывается в виде окислов путем улетучивания при использовапии имеющегося еще в остатках количества восстановителей, причем одновременно достигается равномерное обогревание муфеля, что до сего времени было невозможно. Если в настоящее время при работе с муфельными печами для добычи цинка требуется в общем от 200 до 250% горючего по
отношению к сырому материалу, то при работе по новому способ} перегонка может быть выполнена при П0.1НОМ расходе горючего от 40 до 70%; если же, примерно, 10 - 40% материала скова извлекается в виде окислоа и поступает для муфельного процесса, то Б этом случае полный расход горючего составит от 60-10Э%.
Предмет патента.
1.Устройство для получения цинка и подобных металло путем перегонки в муфеле, вделанном во внутреннюю полость ьращающейся -цечи, отличаюш,ее1.я применением муфельной трубы 2 (фиг. 1 - 4), расположенной вдоль оси вращения печи и разделенной внзтри на отдельные секции 2а и 26 для продвижения шихты в прямом и обратном направлении, причем это разделение может быть осзществлено посредством вделанной в продольном направлении перегородки 6 (фиг. 1 и 2) или посредством внутренней трубы Т (фиг. 3 и 4).
2.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся расположением внутри вращающейся печи нескольких прямых или спиральных муфельных труб 2 (фиг. 5 и 6), служащих для продвижения щихты в прямом и обратном напраL ленки.
о. При устройстве по пп. I и 2 применение, с целью Г1:рметизации внутреннего пространства муфеля или муфельных труб в местах входа и выхода шихты, спиральных труб 5 и 9 (фиг. 1,3) или шнека 20 (фиг. 3).
4,Форма выполнения устройства по пп. 1-3. отличающаяся расположением конденсационной камеры, вращающейся вместе с печью, в зоне предварительного обогрева.
5.При устройстве по пп. 1-4, с целью использования газов, образующихся внутри муфеля для обогрева печи, применение специального трубопровода 14, вращающегося вместе с печью и подводящего газ в топку.
Таким образом, для главной восстановитель.ной зоны в секции 2а муфеля теплота доставляется из окружающего MJфeль печ.юго пространства посредством сгорания содержащихся еще в остатках восстановителей и, кроме того, из секции 26, в которой восстаноьительный процесс имеет место ужа в незначительной степени. При ооработке материалов, поддающихся весьма легко neperoiiKe, как например материалов, содержащих цинковую пыль или содержащих ртуть и кадмий, можно во многих (лучаях огранич;1ться одним только прохождением через муфгль и ьыводить остатки из последнего в печное пространство у конца муфеля, расаоложемно.о в сторону ьыводиого конца печи. Сгорание содержащихся в остатках восстановителей в этом случае будет происходить в зоне вращающейся печи между Э1ИМ концом муфеля и выпуском из печи. При таком выполнении температура в муфеле получается соотьетственно меньшей. Подающие и выводящие приспособления 5, 9 или 20 гарантируют ь высокой степени герметическую изо.ляцию муф.ля от печного пространства. Переход паров мета.ша из муфаля в печное пространсгьо у подающего приспособления муфеля может быть еще устранен или уменьшен благодаря тому, что в муфельном пространстве будет поддерживаться аосредсгвом отсасывающего трубопровода слегка нон11Ж-нн1/е давление. Образующиеся ь муфеле пары металла поступают в труоу 11 через открытое отверстие в последней, в случае надобности, еще через промежуточные отверстия в трубе 11, и устройстве, согласно изображенному на фиг 3 ,-через патрубки 18. Пары эти протекают тогда потруое И в конденсатор 13, в котором металл осаждается в виде жидкой ваилы. Осаждаемый металл может быть непрерывно или периодически спускаем по трубопровод 2i. о данных примерах вынолнения трубоНроьод 21 устроен вблизи конца конденсатора, -обращенного в сгорону муфеля, но он может быть также pacпoлoжJH в другом месте у конденсатора, наи.,имер у торцевой стороны его, обращеп-Ыой в сторону впуска у нечи. Остающиеся в окончательном результате газы после конденсации уходят из конденсатора по трубопроводу И.
.изображенное ла фиг. 5 и 6 устройство отличается от такового согласно фиг. 1 - 4 тем, чго вместо одного муфеля с разделенным внутренним пространством в данном случае включены несколько параллельных муфельных труб, причем лоследнне рекомендуется устраивать в ьиде прямых труб, параллельных оси печи. Можно было бы каждую из этих труб также разде .ить внутри в целях использования каждой из них для продвижения загрузки взад и вперед в муфельной зоне. Но можно также, в целях упрощения ко; струкции, применять для обратного продвижения не все, а только отдельные трубы ИЛИ, в случае надобности, одну трубу, тем как другие, диаметр которых для лучшей передачи тепла может быть уменьшен, будут служить для продвижения вперед. Можно также устраивать муфельные трубы, в особенности в том случае, если они изготовлены из специальных сплавов, в виде спиралей, идущих в том и Другом напраьлении. Устройство муфзля согласнр ФИ1-. 5 и 6, главным образом, оказывается пригодным цля печей больших размеров.
Устройство конденсатора 131внепечи, сог.,асно фиг. 5, может оказаться целесообрашым, главным образом, в том случае, когда металл, подвергающийся обработке, имеет очень низкую температуру конденсации. Для других металлов рекомендуется располагать конденсационное пространство в подогревательной зоне печи, так как в этом случае имеющаяся в этой зоне равномерная температура может быть использована для поддержания темпе; атуры конденсации; в случае надобности при этом температура в конденсационном пространстве может быть при посредстве изолирующей прослойки удерживаема на немного более низком уровне, нежели и самой подогревательной зоне.
Вообще рекомендуется с самого начала добавлять восстановители, например кокс, в таком количестве, чтобы в остатках имелось в наличии еще Достаточное количество горючего для обеспечения оживл-:нного (интенсивного) с.-орания во вращающейся печи содержащегося еще в остатках из муфеля количестьа ;..еталла. Если бы развиваемой нри этом теплоты оказалось недостаточно для поддерживания муфельного процесса, то в песте 15 может быть включено добавочное отопительное ycrpoiiCTBo, работающее на угольной пыли, газе, масле и т. п. При применении 1 качестве восстановителей слабо горючих веществ, например железа, карбидам проч., можно в целях усиления процесса сгорания имеющегося в остатках после муфельного процесса горючего и процесса улетучивания остатков металла добавлять X остаткам посл муфел:)НОго процесса при их выходе из выводящего приспособления 19 или 20 еще дальнейшую порцию горючего, например, путем вдувания крупнозернистого кокса или уг.1Я через горелку 35. Подоб |0 том}, как образующееся в конденсаторе количество жидкого металла, как уже упомянуто, выпускается непрерывно или временами, напри1 ер, через ьыпус-.ную трубку 21 в стенке печн, могут быть также у-даляемы через выпускную трубу 22 восстановленные в иуфел;, но не испаренные металлы, как например ськнец.
Б.-агодаря иредлагаемо5 у уст :ОйстЕу достигается ведение работы ненреры; ым процессом, что означает существенное сокращен.е lecbMa дорэгой п нездоровой работы гфучную. и:ле1,1:;ей место до Сего иремеьи при работе с муфельными печ1ми.
Кроме того, п сгсяинзе перемещение и перемешивание в муфеле смеси кз восстановителей даст возможность достигнуть ьосстаноиления ui.it ннзккх тем .ературах, так как при нем отпадает пеобяодимосгь в nepeipei е м фельных стекок. как эго имеет место п;;и холодном Т(.ле муфеля. Перемещение смеси, UOMISMO того, увеличивает скорость восстановления, вследст1;1;е чего значительно увеличивается испаре-jHe по отногнению к единице времени и поверхности муфеля.
Имеющийся в остатках избыточный кокс благодаря сгора1 ию в печном пространстве используется непосредственно для муфельного процесса. Об азоьпнне sioii теплоты происходит в зоне, имеющ ,ii оольщую дл1:ну, при равномерной температуре, олагода.;я че;,у устраняются недостатки отонления пламен;. лр.Еляющиес.: перегревом в некоторых местах к патенту ин-ной ф1фмы акц. о-во
...... - I Г Ь::±: ЖГ
Us
Ир
:j
S gOT,irTT7g--wo
1 К/ ,.Фрид Крупп Грузонверк, № 41973
ис2 ,
г --/Ц-ип4,,в5 -/4с%л / ж
ЙЛ
гбч.
3 2.
Шиг.Б
3
J ,
