DE850669C

DE850669C - Method and device for lowering the diffusion resistance in the muffle charge during zinc distillation

Info

Publication number: DE850669C
Application number: DEM5365A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Goedecke
Original assignee: METALLWERKE UNTERWESER AG
Current assignee: METALLWERKE UNTERWESER AG
Priority date: 1950-07-29
Filing date: 1950-07-29
Publication date: 1952-09-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erniedrigung des Diffusionswiderstandes in der Muffelbeschickung bei der Zinkdestillation Bekanntlich wird bei der Zinkdestillation die Reduktion des Zinkoxyds in der Muffel nicht direkt durch den Kohlenstoff, sondern auf dem Umweg über Kdhlenmonoxyd vollzogen. Trotzdem ist es von wesentlicher Bedeutung, daß eine möglichst gute Durchmischung der in der Muffel befindlichen Charge (zinkoxydische Zinkträger und Kohlenstoff) vorliegt. Hierbei würde an sich die Mischung um so besser sein, je 'kleiner die Korngröße der Teilchen gewählt wird. Mit zunehmendem Kleinerwerden der Teilchengröße erhöht sich jedoch der Diffusionswiderstand innerhalb der Muffelmischung, weshalb man in der Praxis mit einer mittleren Korngröße von z. B. etwa 4 mm arbeitet. Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, den Diffusionswiderstand der Muffelbeschickung durch Verwendung kleinerer Korngrößen von z. B. etwa z bis 3 mm herabzusetzen und damit bessere Reaktionsbedingungen zu schaffen, ohne daß durch die verkleinerte Korngröße die Diffusionsbedingungen verschlechtert und der Prozeß behindert wird.Method and device for lowering the diffusion resistance in the charging of the muffle in zinc distillation It is known that in zinc distillation the reduction of the zinc oxide in the muffle is not directly due to the carbon, but rather carried out by way of a detour via coal monoxide. Nevertheless, it is essential that the best possible mixing of the charge in the muffle (zinc oxide Zinc carrier and carbon) is present. In this case, the mixture itself would be all the better the smaller the grain size of the particles is chosen. As you get smaller however, the particle size increases the diffusion resistance within the muffle mix, which is why one in practice with an average grain size of z. B. works about 4 mm. The inventor set himself the task of reducing the diffusion resistance of the muffle charge by using smaller grain sizes of z. B. reduce about z to 3 mm and thus creating better reaction conditions without being reduced by the Grain size worsens the diffusion conditions and the process is hindered.

Es wurde gefunden, daß man eine entsprechende Herabsetzung des Diffusionswiderstandes in der Muffel unter Verkleinerung der Teilchengröße auf z. B. 2 bis 3 mm erreichen kann, wenn man in die Muffelmischung langgestreckte poröse und/oder mit Öffnungen versehene Körper einführt, welche eine ständige direkte Entgasung im Muffelinnern ermöglichen und dadurch in der gesamten Längsrichtung der Muffel den Diffusionswiderstand ziemlich gleichmäßig herabsetzen. Diese langgestreckten Körper bestehen zweckmäßig aus hitzebeständigen keramischen Materialien und können die verschiedensten Formen aufweisen.It has been found that there is a corresponding reduction in the diffusion resistance in the muffle while reducing the particle size to z. B. can reach 2 to 3 mm can, if one is elongated porous and / or with openings in the muffle mixture provided body introduces, which a constant direct degassing in the muffle interior enable and thereby the diffusion resistance fairly in the entire longitudinal direction of the muffle reduce evenly. These elongated bodies are expediently made of heat-resistant ceramic materials and can have a wide variety of shapes.

Beispielsweise können sie aus einem mit vielen Öffnungen versehenen, gegebenenfalls an einer Seite geschlossenen Rohr bestehen, wobei diese Öffnungen so angeordnet sind, daß sie durch in das Innere einfallende Ofencharge nicht verstopft werden können. Zu diesem Zweck müssen diese Öffnungen in der Richtung von oben nach unten verlaufen oder nach oben abgedeckt sein. Aus dem gleichen Grunde müssen die Öffnungen so verlaufen, daß beim Herausziehen des Hohlkörpers Charge nicht in das Innere eindringen kann, was anderenfall'seineReinigungdes Hohlkörpers vor dem erneuten Einsatz notwendig machen würde. Wenn z. B. als Öffnungen Schlitze verwendet werden, so müssen diese Schlitze überdacht sein, damit in sie keine Charge von oben eindringen kann. Andererseits müssen die Schlitze in einem gewissen Anstellwinkel zur Hauptachse des Hohlkörpers angeordnet sein, und zwar in der Weise, daß die Schlitze miteinander einen Winkel bilden, dessen Spitze nach der Außenseite des Ofens gerichtet ist. Beim Herausziehen des Hohlkörpers wird alsdann Charge in die Schlitze nicht eindringen können.For example, they can be made from a multi-hole, optionally exist on one side closed tube, these openings are arranged so that they are not clogged by the furnace charge falling into the interior can be. For this purpose, these openings must be in the direction from top to bottom run down or be covered up. For the same reason, the Openings run in such a way that when the hollow body is pulled out, the charge does not enter the Inside can penetrate, which otherwise’s a cleaning of the hollow body before renewed Would make use necessary. If z. B. slots are used as openings, these slots must be covered so that no batch can penetrate them from above can. On the other hand, the slots must be at a certain angle to the main axis of the hollow body be arranged in such a way that the slots with each other form an angle with the apex directed towards the outside of the furnace. When the hollow body is pulled out, charge will then not penetrate into the slots can.

Diese Einsatzkörper werden nach Ladung der Muffel etwa in der Mitte des Muffelquerschnitts in Längsrichtung in die Muffel eingeführt. Um beim Einführen des Körpers in die Muffel ein Verstopfen des Hohlraums zu vermeiden, kann zum Einführen des Einsatzkörpers eine Blechhülse verwendet werden, welche nach der Einführung in die Muffel wieder herausgezogen wird. Zwecks besserer Einführung des Hohlkörpers durch die Charge kann dieser Körper an seinem geschlossenen Ende mit einer Spitze versehen sein.These insert bodies are approximately in the middle after the muffle has been charged of the muffle cross-section is introduced into the muffle in the longitudinal direction. To when introducing The body can be inserted into the muffle to avoid clogging of the cavity of the insert body a sheet metal sleeve can be used, which after the introduction is pulled out again into the muffle. For better introduction of the hollow body through the charge, this body can be pointed at its closed end be provided.

Während des Zinkdestillationsprozesses diffundieren dann die entströmenden Gase (Zink- und Kohlenoxyde) in der Richtung des kleinsten Widerstandes, nämlich nach dem eingeführten Rohr zu ab und treten durch das Rohr in die Vorlage aus. Dadurch wird der Pirozeß in mehrfacher Hinsicht begünstigt. In den von der vorderen Ofenwand abgewandten hinteren Partien der Muffel, welche stärker erwärmt werden, diffundiert das reduzierte Zink zum größten Teil durch ,das eingeführte Rohr ab. Die Diffusion erfolgt in erster Linie nicht mehr in der Längsrichtung der Muffel, sondern im wesentlichen senkrecht hierzu, d. h. in Richtung auf das eingeführte Rohr; .der größte Teil des Zinks diffundiert also durch das Rohr in die Vorlage ab. Auf diese Weise wird der besonders stark erhitzte, der vorderen Ofenwand abgewandte hintere Muffelteil schnell von der gebildeten Zink- und Kohlenoxydatmosphäre befreit. Insbesondere wird aber der in den hinteren, nach den Ofenwänden zu gerichteten Teilen der Muffelcharge gebildete Zinkdampf beim Durchdiffundieren durch die vorderen Teile der l@fuffelcharge, welche infolge ihrer Lage im Ofen eine niedrigere Temperatur aufweisen und daher an sich schon weniger begünstigt sind, nicht mehr weiter behindert. Durch die direkte Abführung der Zinkdämpfe aus den hinteren Muffelpartien durch ,das Rohr wiirid daher auch die Zinkproduktion in den vorderen Muffelpartien nicht mehr durch die das Gleichgewicht ungünstig beeinflussende Zinkatmosphäre verlangsamt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sich nun auch innerhalb der zur Verfügung stehenden Reduktionszeit die Reaktion in der vorderen, nach außen gelagerten Muffelhälfte besser und schneller vollziehen. Auf diese Weise wird daher das Zinkausbringen bzw. die Belastbarkeit der Muffel vergrößert, so daß innerhalb des zur Verfügung stehenden Zeitraums von 24 Stunden die Muffel stärker geladen werden kann, ohne daß hierdurch das Ausbringen absinkt.During the zinc distillation process, the escaping gases (zinc and carbon oxides) then diffuse in the direction of the least resistance, namely towards the inserted pipe and exit through the pipe into the receiver. This promotes the piro process in several ways. In the rear parts of the muffle facing away from the front furnace wall, which are heated more strongly, the reduced zinc diffuses for the most part through the inserted pipe. The diffusion primarily no longer takes place in the longitudinal direction of the muffle, but essentially perpendicular to it, ie. H. towards the inserted pipe; . Most of the zinc diffuses through the pipe into the template. In this way, the particularly strongly heated rear part of the muffle facing away from the front furnace wall is quickly freed of the zinc and carbon oxide atmosphere that has formed. In particular, however, the zinc vapor formed in the rear parts of the muffle charge facing towards the furnace walls is no longer when it diffuses through the front parts of the l @ fuffel charge, which, due to their location in the furnace, have a lower temperature and are therefore less favorable in themselves further handicapped. Due to the direct discharge of zinc vapors from the rear muffle parts through the pipe, the zinc production in the front muffle parts is no longer slowed down by the zinc atmosphere, which has an unfavorable influence on the equilibrium. According to the method according to the invention, the reaction in the front, outwardly positioned muffle half can now also take place better and more quickly within the available reduction time. In this way, the zinc output or the resilience of the muffle is increased, so that the muffle can be charged more within the available period of 24 hours without the output dropping as a result.

Es wurde weiter gefunden, daß man den Prozeß beschleunigen kann, wenn man der Muffel eine Düse aufsetzt, durch deren Wirkung die Bewegung der dem langgestreckten Hohlkörper entströmenden Gase beschleunigt wird. Durch den Sog der der Muffelentströmenden,durch die Düse beschleunigten Gase wird auch der Fluß der Gase im Hohlkörper beschleunigt. Läßt die Gasentwicklung während des Reduktionsprozesses in der nach außen liegenden Muffelhälfte nach, so daß der Druck im Hohlkörper höher ist als der aus dem äußeren Muffelteil in die Düse abströmenden Gase, so begünstigt das aus dem Ho'hl'körper strömende Gas seinerseits den Abfluß der im Vorderteil der Muffel gebildeten Gase.It has also been found that the process can be speeded up if a nozzle is placed on the muffle, the action of which stimulates the movement of the elongated one Hollow body escaping gases is accelerated. By the suction of the muffle escaping through the nozzle accelerated gases, the flow of gases in the hollow body is also accelerated. Leaves the development of gas during the reduction process in the outside Half of the muffle, so that the pressure in the hollow body is higher than that from the outside Muffle part favors gases flowing out of the nozzle from the hollow body The flowing gas in turn prevents the gases formed in the front part of the muffle from flowing away.

In der Zeichnung sind beispielsweise einige Ausführungsformen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren anwendbaren Einsatzkörper beschrieben. Es zeigt Fig. i den Längsschnitt einer Muffel im Augenblick der Einführung eines Hohlkörpers mittels einer Hülse, Fig. 2 den gleichen Schnitt nach erfolgter Einführung .des Hohlkörpers und Entfernung der Einführungshülse, Fig.3 einen Querschnitt der Fig.2 nach LinieA-B, Fig. 4 den Querschnitt durch einen Einführungskörper, Fig. 5 den Querschnitt durch einen Einführungskörper anderer Ausführungsform, Fig. 6 den Quer'#cnnitt durch einen Einfühxungskörper einer weiteren Ausführungsform, Fig. 7 den Längsschnitt durch eine Muffel mit eingesetztem Hohlkörper und vorgeschalteter Vorlage nebst Allonge.In the drawing, for example, some embodiments of the described insert body which can be used according to the method according to the invention. It shows Fig. I the longitudinal section of a muffle at the moment of the introduction of a hollow body by means of a sleeve, Fig. 2 the same section after the introduction .des Hollow body and removal of the insertion sleeve, Figure 3 shows a cross section of Figure 2 along line A-B, Fig. 4 shows the cross section through an insertion body, Fig. 5 shows the Cross-section through an insertion body of another embodiment, FIG. 6 the cross-section through an insertion body of a further embodiment, FIG. 7 the longitudinal section by a muffle with inserted hollow body and upstream template along with it Allonge.

In die auf der Auflage i angeordnete geladene Muffel 3 mit Stirnfläche 2 wird in der Mitte der Muffelöffnung 4 in Längsrichtung der Muffel ein langgestreckter, mit einer geschlossenen Spitze 7 versehener Hohlkörper 5 mittels einer der jeweiligen Form des Einsatzkörpers angepaßten Blechhülse 6 eingeführt. Nach Erreichung der Endstellung des Hohlkörpers in der Muffel wird die Hülse 6 wieder herausgezogen. Das offene Ende des Einsatzkörpers 5 ragt in die Vorlage 8 der Muffel, an die sich die Allonge 12 anschließt (vgl. Fig. 7).In the charged muffle 3 with the end face arranged on the support i 2 is in the middle of the muffle opening 4 in the longitudinal direction of the muffle an elongated, with a closed tip 7 provided hollow body 5 by means of one of the respective Form of the insert body adapted sheet metal sleeve 6 introduced. After reaching the In the end position of the hollow body in the muffle, the sleeve 6 is pulled out again. The open end of the insert body 5 protrudes into the template 8 of the muffle to which the allonge 12 connects (see. Fig. 7).

Die Anschlußseite der Vorlage 8 an die Muffel ist in Form einer Düse 9 ausgebildet. Das offene Ende io des lvörpers 5.reicht bis in den Düsenhals i i hinein, damit ein entsprechender Sog entstehen kann.The connection side of the template 8 to the muffle is designed in the form of a nozzle 9. The open end of the body 5 reaches into the nozzle neck i i into it so that a corresponding suction can arise.

Wie die Fig. 4 bis 6 beispielsweise zeigen, können die langgestreckten Hohlkörper eine verschiedene Form aufweisen und verschiedenartige Öffnungen besitzen.As shown in FIGS. 4 to 6, for example, the elongated Hollow bodies have a different shape and have different types of openings.

Die Fig. 4 zeigt einen Hohlkörper mit eckigem Querschnitt, dessen Wandungen 13 mit Öffnungen 14 verseben sind. Der obere Teil 15 des Einsatzkörpers ist dachartig gestaltet. Beim Einschieben des Körpers sind die Öffnungen bzw. Schlitze 14, welche in Richtung des Pfeils C-D (vgl. Fig. 2) verlaufen können, durch die Hülse 6 verdeckt. Die Fig. 5 zeigt einen rohrförmigen Einsatzkörper mit einem dachförmigen Oberteil 16 und einer runden Wandung 17, welche verschiedenartige Schlitze 18, i9 aufweist. Die Fig. 6 zweigt den Querschnitt eines rohrförmigen Einsatzkörpers, dessen oberer Teil 2o geschlossen ist und dessen seitliche und untere Wandung 21 mit in einem Anstellwinkel zur Hauptachse des Hohlkörpers angeordneten Schlitzen i9 sowie mit radial verlaufenden Schlitzen 18 versehen sind.Fig. 4 shows a hollow body with an angular cross-section, the Walls 13 with openings 14 are verseben. The upper part 15 of the insert body is designed like a roof. When inserting the body, the openings or slots are 14, which can run in the direction of arrow C-D (see. Fig. 2) through the Sleeve 6 covered. 5 shows a tubular insert body with a roof-shaped one Upper part 16 and a round wall 17, which various slots 18, i9 having. Fig. 6 branches the cross section of a tubular insert body, its upper part 2o is closed and its side and lower wall 21 with in an angle of incidence to the main axis of the hollow body arranged slots i9 and are provided with radially extending slots 18.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for lowering the diffusion resistance in the muffle charging during zinc distillation, characterized in that after the charge of the muffle in the longitudinal direction of the same approximately in the middle of the muffle cross-section an elongated, highly heat-resistant, gas-permeable, possibly one-sided closed hollow body is introduced.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the hollow body is adapted by means of its respective shape Sleeve, for example a sheet metal sleeve (6), inserted into the muffle and that this After reaching the end position of the insert in the muffle, the sleeve is pulled out again will.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that the gas velocity Bim Hohlköiper and the gases flowing out of the muffle by increasing the suction a nozzle placed in front of the muffle opening is accelerated.

4. Device for Implementation of the method according to claims i to 3, characterized by an elongated, gas-permeable hollow body which can be introduced into the muffle charge at one end can be closed and is advantageously formed into a tip (7).

5. Device according to claim 4, characterized in that the hollow body with openings and / or Slits are provided, which are mounted in its wall so that they are not through incoming furnace charge can be clogged.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the openings or slots of the hollow body in the general Direction from top to bottom (see. Fig. 5 and 6).

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the upper wall part of the Hollow body is formed like a roof (see. Fig. 4 to 6). , B.

Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the open end (i o) of the Hollow body (5) in the neck (i i) of a nozzle arranged in the muffle opening (4) (9) protrudes.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the Connection side of the template (8) to the muffle is nozzle-shaped.