DE965954C - Process for the production of metallic zinc dust - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von metallischem Zinkstaub Bei der Gewinnung von Zink wird ein Zinkdampf enthaltendes Gasgemisch der Kondensation unterworfen. Der dabei anfallende Zinkstaub enthält stets einen mehr oder weniger hohen Prozentsatz an Zinkoxyd, das dadurch entsteht, daß das in dem Gasgemisch enthaltene Kohlendioxyd bei der Abkühlung des Gases von goo° C zum Taupunkt mit dem Zink in Reaktion tritt und -eine Rückoxydation desselben nach der Gleichung Zn -t- C O,3.Zn O -I- C O bewirkt. Dabei wird der Anteil des Zinkoxyds im Zinkstaub um so größer ausfallen, je mehr Kohlendioxyd im Vergleich zur Menge des Zinkdampfes das behandelte Gasgemisch enthält. In dieser Hinsicht liegen die Verhältnisse noch .günstig, wenn das etwa einem Schmelzprozeß entstammendeGasgemisch beispielsweise 50'/o Zink und nur wenig Kohlendioxyd enthält; selbst wenn in diesem Fall das gesamte Kohlendioxyd mit dem Zink in Reaktion tritt, wird nur ein geringer Anteil des Zinks oxydiert, und es kann noch immer ein hochwertiger Zinkstaub mit hohem Gehalt an metallischem Zink gewonnen werden. Wesentlich anders verhält es sich bei der Verarbeitung von Sintererz im Zinkschachtofen. In diesem Fall sind in dem weiter zu behandelnden Gasgemisch im allgemeinen nur etwa 5 Volumprozent Zinkdampf und eine ungefähr gleich große Menge Kohlendioxyd enthalten, so daß der gesamte Zinkdampf durch das Kohlendioxyd in Zinkdampf übergeführt werden kann. Hier ist es daher sehr wesentlich, diese Reaktion zu verhindern, um einen hochgradig metallischen Zinkstaub zu gewinnen.Process for the production of metallic zinc dust In the production of zinc, a gas mixture containing zinc vapor is subjected to condensation. The resulting zinc dust always contains a more or less high percentage of zinc oxide, which results from the fact that the carbon dioxide contained in the gas mixture reacts with the zinc when the gas cools from goo ° C to the dew point and re-oxidation of the same after the equation Zn -t- CO, 3.Zn O -I- CO causes. The proportion of zinc oxide in the zinc dust is greater, the more carbon dioxide the treated gas mixture contains compared to the amount of zinc vapor. In this respect the situation is still favorable if the gas mixture originating from a smelting process contains, for example, 50% zinc and only a little carbon dioxide; In this case, even if all the carbon dioxide reacts with the zinc, only a small amount of the zinc is oxidized and a high quality zinc dust with a high content of metallic zinc can still be obtained. The situation is significantly different when processing sintered ore in a zinc shaft furnace. In this case, the gas mixture to be treated further generally contains only about 5 percent by volume of zinc vapor and an approximately equal amount of carbon dioxide, so that all of the zinc vapor can be converted into zinc vapor by the carbon dioxide. It is therefore very important to prevent this reaction in order to obtain a highly metallic zinc dust.

Man hat bereits früher erkannt, daß eine schnelle Abkühlung notwendig ist, wenn man die Oxydation von Zinkdampf verhindern will, bevor das Zink als Staub kondensiert wird. Nach einem älterenPatent, welches nicht zum Stand derTechnik gehört, wurde ein Verfahren zur Gewinnung von Zink durch Verblasen von Zinkerz oder zinkhaltigen Hüttenerzeugnissen mit Brennstoff im Schachtofen vorgeschlagen, bei dem die zinlcdampfhaltigen Ofengase rasch abgekühlt oder der Zinkstaub durch rasche Abscheidung auf mechanischem Wege, z. B. mit Hilfe eines Zyklons, abgesondert und gegen Luft geschützt abgekühlt werden sollte. DieErfindung betrifft demgegenüber ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Zinkstaub durch Verblasen von Zinkerz im Schachtofen und Kondensation des geringen Zinkdampfgehaltes der etwa gleiche Teile Zinkdampf und Kohlendioxyd enthaltenden Ofengas mittels schneller Abkühlung derselben und besteht im wesentlichen darin, daß der Staub durch hohe Strömungsgeschwindigkeit der Gase in geraden Kühlrohren mitgerissen und möglichst sofort abgeführt wird, um ihn vor einer Berührung mit nachströmenden heißen Gasen zu schützen. Durch dieErfindung wird in dieserWeise ein sehr einfacher Weg gefunden, um den Zinkstaub in metallischer Form aus den Ofengasen abzuscheiden und vor einer Reoxydation zu schützen.It has already been recognized earlier that rapid cooling is necessary is if you want to prevent the oxidation of zinc vapor before the zinc turns into dust is condensed. According to an older patent, which does not belong to the state of the art, became a process for the extraction of zinc by blowing zinc ore or zinc-containing Metallurgical products with fuel in the shaft furnace are proposed, in which the zinlcdampfhaltigen Furnace gases are rapidly cooled or the zinc dust is rapidly deposited on mechanical Ways, e.g. B. with the help of a cyclone, cooled separately and protected from air should be. In contrast, the invention relates to a method of production of metallic zinc dust by blowing zinc ore in the shaft furnace and condensation the low zinc vapor content of approximately equal parts zinc vapor and carbon dioxide containing furnace gas by means of rapid cooling of the same and essentially consists in that the dust is caused by the high flow velocity of the gases in straight cooling tubes is carried away and carried away as soon as possible in order to prevent it from coming into contact with to protect the hot gases flowing in. In this way, the invention found a very simple way to get the zinc dust in metallic form out of the furnace gases to be deposited and to protect against reoxidation.

Zur Verwirklichung der Erfindung kann beispielsweise eine Anlage Anwendung finden, die in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.For example, a system can be used to implement the invention find, which is shown schematically in the drawing.

Die Anlage enthält einen Schachtofen mit einem Schacht i und Windformen 3, in dem Zinkerz oder Zinkoxyd reduziert wird und ein Gasgemisch von Zinkdampf, Stickstoff, Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd erzeugt wird, das durch ein erhitztes Bett von Kohle io aufwärts strömt. Die Gase treten mit einer Temperatur in der Größenordnung von 100o° C durch einen Kanal 21 aus.The system contains a shaft furnace with a shaft i and tuyeres 3, in which zinc ore or zinc oxide is reduced and a gas mixture of zinc vapor, Nitrogen, carbon dioxide and carbon monoxide generated by a heated one Bed of coal flowing upwards. The gases occur with a temperature of the order of magnitude from 100o ° C through a channel 21.

Die Gase gelangen darauf in eine Batterie von senkrechten Stahlrohren 22, von denen jedes ungefähr einen _ Durchmesser von io cm und eine Länge von 5 m hat und durch Wasser gekühlt wird. Das Kühlsystem selbst kann im einzelnen in irgendeiner gebräuchlichen Art ausgebildet sein, und es ist in der Zeichnung der Einfachheit halber nur der Wassereinlaß 34 und der Wasserauslaß 35 zur Darstellung gebracht. Die Gase durchströmen die Rohre mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise ungefähr mit 5 m in der Sekunde und werden während des Durchganges unter ,I20° C abgekühlt.The gases then enter a battery of vertical steel pipes 22, each of which is about 10 cm in diameter and 5 inches long m and is cooled by water. The cooling system itself can be detailed in of some common type, and it is shown in the drawing of the For the sake of simplicity, only the water inlet 34 and the water outlet 35 are shown brought. The gases flow through the pipes at high speed, for example at about 5 m per second and during the passage below, I20 ° C cooled down.

Bei der erwähnten hohen Geschwindigkeit wird der infolge der Abkühlung anfallende Zinkstaub von den gekühlten Gasen mitgerissen und kann sich nicht in den Rohren absetzen. Außerhalb des Kühlers kann der Staub aus dem Gas auf irgendeine Art und Weise entfernt werden. Bei der dargestellten Anlage schlägt sich ein Teil des Staubes in einem Trichter 23 nieder und ist damit der unmittelbaren Berührung mit dem Hauptstrom der heißen. Gase entzogen; aus dem Trichter wird der Zinkstaub von Zeit zu Zeit entfernt. Die noch den Hauptanteil des Zinkstaubes enthaltenden Gase strömen unter weiterer Kühlung im Rohr 2.1. aufwärts und gelangen zu einer abgeschlossenen Filteranlage, in der sie durch den Beutel 25 gefiltert werden. Mit Hilfe einer Klopfvorrichtung 26 werden die Beutel in kurzen Zeitabständen geklopft, um den Zinkstaub abzuschlagen, der unten in Trichtern 27 gesammelt wird. Hierdurch wird die Sicherheit geboten, daß der Staub nicht lange mit den die Beutel durchstreichenden Gasen in Kontakt bleibt. Die Temperatur wird hier nur ungefähr 8o° C betragen. Trotzdem ist es zweckmäßig, selbst bei diesen Temperaturen eine längere Berührung des Zinkstaubes mit den Gasen zu vermeiden. Die vom Zinkstaub befreiten Gase treten durch einen Auslaß 28 aus.At the high speed mentioned, the zinc dust produced as a result of the cooling is carried away by the cooled gases and cannot settle in the pipes. Outside the cooler, the dust can be removed from the gas in some way. In the system shown, part of the dust is deposited in a funnel 23 and is therefore in direct contact with the main flow of the hot. Gases withdrawn; the zinc dust is removed from the funnel from time to time. The gases still containing the majority of the zinc dust flow with further cooling in the pipe 2.1. upwards and arrive at a closed filter system in which they are filtered through the bag 25. With the aid of a tapping device 26, the bags are tapped at short intervals in order to knock off the zinc dust that is collected in funnels 27 at the bottom. This ensures that the dust does not remain in contact for long with the gases that are passing through the bags. The temperature will only be around 80 ° C here. Nevertheless, it is advisable to avoid prolonged contact of the zinc dust with the gases even at these temperatures. The gases freed from zinc dust exit through an outlet 28.

Wenn beispielsweise die in den Kühler eintretenden Gase dem Volumen nach 5 % Zink und 5)/o Kohlendioxyd enthalten, während der Rest in der Hauptsache aus Kohlenoxyd und Stickstoff besteht, ist es bei der Anwendung der dargestellten Anlage möglich, einen Zinkstaub mit einem Gehalt von über goo/o an metallischem Zink und einer Korngröße von der Rangordnung eines tausendstel Millimeters zu erhalten. Die Korngröße wechselt mit der Zinkkonzentration in den behandelten Gasen.For example, if the gases entering the cooler are by volume after 5% zinc and 5% carbon dioxide, while the rest mainly consists of carbon monoxide and nitrogen, it is in the application of the one shown Plant possible to produce a zinc dust with a content of over goo / o of metallic Zinc and a grain size of the order of a thousandth of a millimeter. The grain size changes with the zinc concentration in the treated gases.

In der dargestellten Anlage werden die Gase während eines Durchganges durch gerade Rohre bis unterhalb von .I20° C abgekühlt. Wenn es uribequem ist, die erforderliche Länge der Kühlrohre gestreckt auszuführen, können die Gase auch hintereinander zwei Reihen von Kühlrohren durchströmen.In the system shown, the gases are released during one pass cooled by straight pipes to below .I20 ° C. If it's really convenient that If the required length of the cooling tubes is to be stretched, the gases can also be used one behind the other flow through two rows of cooling tubes.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von metallischem Zinkstaub durch Verblasen von Zinkerz im Schachtofen und Kondensation des geringen Zinkdampfgehaltes der etwa gleiche Teile Zinkdampf und Kohlendioxyd enthaltenden Ofengase mittels schneller Abkühlung derselben, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub durch hohe Strömungsgeschwindigkeit der Gase in geraden Kühlrohren mitgerissen und möglichst sofort abgeführt wird, um ihn vor einer Berührung mit nachströmenden heißen Gasen zu schützen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 853 822.PATENT CLAIM: Process for the production of metallic zinc dust by blowing zinc ore in the shaft furnace and condensation of the low zinc vapor content the furnace gases containing approximately equal parts zinc vapor and carbon dioxide by means of faster cooling of the same, characterized in that the dust by high Flow rate of the gases entrained in straight cooling tubes and possible is immediately discharged to prevent it from coming into contact with the hot gases flowing in to protect. Publications considered: German Patent No. 853 822.