DE196473C

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Publication number: DE196473C
Application number: DENDAT196473D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zy

PATENTSCHRIFT

-'Jig 196473 KLASSE 40 a. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. April 1906 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an dem bekannten Verfahren zur Gewinnung von Zink, gemäß welchem das mit Kohle in einem die Wiederoxydation des Zinkes möglichst ausschließenden Mengenverhältnis gemischte pulverförmige Erz in den Ofenraum eingeblasen wird, um hier reduziert zu werden (Vgl. französische Patentschrift 356097). Zur Verbrennung der Kohle

ίο wird Luft von gewöhnlicher Temperatur benutzt.

Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, daß "die zum Verbrennen der Kohle benutzte Luft auf 800 bis 1000⁰ C.

vorerhitzt wird.

Erst durch diese hohe Vorerhitzung der Luft wird der dem, gekennzeichneten Verfahren zugrunde liegende Gedanke gewerblich vorteilhaft gestaltet Und dadurch die Beseiti-

gung der bekannten Übelstände erreicht, die" dem Muffelverfahren ,und Schachtofenverfahren zur Zinkgewinnung anhaften.

Die erhebliche' Vorwärmung der Luft ist für' das vorliegende Verfahren deshalb von ausschlaggebender Bedeutung, weil sie die einzige Möglichkeit bietet, den Prozeß so durchzuführen, daß nicht eine Wiederoxydation der schon gebildeten Zinkdämpfe zu Zinkoxyd erfolgt. Die Vorerhitzung der Verbrennungsluft spielt deshalb auch in dem vorliegenden Prozesse eine ganz andere und viel wichtigere Rolle, als z. B. bei der Herstellung von Roheisen im Hochofen oder bei der Vorwärmung der Luft eines mit 'Regenerativkammern ausgerüsteten Martinofens. In diesen beiden Fällen kann der hüttenmännische-Prozeß auch ohne Vorwärmung der Luft bei dann allerdings höherem Kohlenstoffverbrauch durchgeführt werden, während bei dem vorliegenden Verfahren zur Zinkdarstellung die Vorerhitzung der Luft gar nicht entbehrt werden kann, ohne überhaupt die Ausführbarkeit des gewollten Prozesses (bei Verhinderung von Rückoxydation der schon gebildeten Zinkdämpfe) unmöglich zu machen. Denn nur durch die starke Vorwärmung der erforderlichen Verbrennungsluft kann bei der partiellen Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlenoxyd (statt zu Kohlensäure) diejenige Temperatur (1200 bis 1300⁰ C.) mit Sicherheit erreicht werden, welche nötig ist, um Kohlensäure durch Kohlenstoff zu Kohlenoxyd zu reduzieren.

Theoretisch kann bei Verwendung von kalter Luft bei der Verbrennung von kaltem Kohlenstoff eine Temperatur von 1350⁰ C. dadurch erreicht werden, daß man ein Gemisch von Luft und Kohlenstoff verwendet, in dem der Kohlenstoff in reinem Zustande, d. h. frei von Asche und Wasser, und zwar genau in dem theoretisch richtigen Mischungsverhältnis vorhanden ist. In der Praxis kann aber bei Verwendung von kalter Luft die Temperatur von 1350⁰C. auch nicht annähernd erreicht werden, weil einerseits das theoretisch richtige Mischungsverhältnis von Luft und Kohlenstoff niemals genau innegehalten werden kann, durch welchen Umstand man im

praktischen Betriebe gezwungen ist, einen Überschuß von Kohlenstoff zur Verhütung der Bildung von Kohlensäure zu verwenden; anderseits muß im praktischen Betriebe immer mit Kohlematerial gearbeitet werden, daß unter Umständen io Prozent und mehr Asche, Schlacke und Wasser enthält. Die Verbrennungstemperatur des Gemisches aus Luft und Kohlenstoff liegt also bei nicht erheblich vorgewärmter Verbrennungsluft unter 1200 bis 1300⁰ C, d. h. die Temperatur des Gemisches ist bei nicht erheblich vorgewärmter Verbrennungsluft zu niedrig, um Kohlensäure 'durch Kohle zu Kohlenoxyd zu reduzieren.

Weil aber eben gerade wegen dieser zu niedrigen Temperatur bei Verwendung von kalter Verbrennungsluft die Bildung von Kohlensäure nicht mit Sicherheit verhütet werden kann, so kann auch die Rückoxydation der schon gebildeten Zinkdämpfe zu Zinkoxyd nicht verhindert werden. Dies wird erst durch die angegebene starke Vorwärmung der Verbrennungsluft erreicht.

In Ausführung der Erfindung wird Zinkoxyd bzw. Zinkerz mit Koks und Kohle fein gemahlen und dann in einen mit feuerfestem Material ausgekleideten Raum eingeblasen "und mit Luft, welche auf 800 bis 1000⁰C. vorerhitzt ist, verbrannt. Das Verhältnis von Zinkoxyd bzw. Zinkerz zu Kohlenstoff wird dabei so bemessen, daß durch die Verbrennung ein Gasgemisch entsteht, welches außer Zinkdampf und Kohlenoxyd Stickstoff, Wasserstoff sowie noch etwas unverbrannten glühen-

den Kohlenstoff enthält. Dieser Überschuß an Kohlenstoff ist erforderlich, um jede Bildung von Kohlensäure auszuschließen, welche die Oxydation einer entsprechenden Menge von Zink veranlassen würde. Aus diesem Gasgemisch wird das Zink durch geeignete Kondensationsapparate niedergeschlagen; das zinkfreie Gas wird zweckmäßig in Regeneratoren zur Vorerhitzung der Verbrennungsluft, sowie eventuell zur Trocknung des Erzes und der Kohle benutzt.

Dem verbesserten Verfahren liegen folgende Daten zugrunde:

ι kg Zink braucht zur Verbrennung zu Zn O Y₄ kg Sauerstoff und entwickelt dabei rund 1300 CaI. Das Y₄ kg Sauerstoff mit ³Ag ^g Kohlenstoff zu C 0_<J9y_jerbrannt gibt

Ag _<J9y_j

450 CaI. Es sind also 1300 bis 45° CaI. = 850 CaI. auf das Kilogramm zu reduzierenden Zinkes zuzuführen. Nun gibt 1 kg C mit Luft von 1000° zu C O verbrannt etwa 2400 CaL, und das entsprechende Gasgemisch hat eine Temperatur von etwa 2100⁰; Zinkdampf hat eine Temperatur von rund 1100⁰, es steht also ein Temperaturgefälle von etwa 1000⁰ zur Verfügung.

Die Verbrennungsprodukte von 1 kg C zu C O betragen 7 kg und enthalten 1800 CaI. Es würden also, da nur 850 CaI. zur Reduktion von ι kg Zink aus Zinkoxyd (ZkO) erforderlich sind, ⁸⁵⁰/_]800 = rund Y₂ kg Kohlenstoff zur Reduktion von 1 kg Zink aus Zinkoxyd genügen.

Durch dieses neue Verfahren wird ein bisher vergebens zu lösen gesuchtes Problem in vorteilhafter Weise gelöst. .

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zum Reduzieren von Zink aus gepulvertem Erz, gemischt mit gepulverter Kohle, durch Einblasen des Gemisches in einen Ofenraum, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbrennung der Kohle erforderliche Luft auf 800 bis iooo⁰ C. vorgewärmt wird.