JPS5817245B2 - 蒸留亜鉛精製装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は亜鉛の真空蒸留による精製装置に係り、殊に蒸
留亜鉛から製品亜鉛を得るための装置に関する。

蒸留亜鉛は、例えば凡そ亜鉛９８．２〜９８．９％、鉛
１．０ζ１８係、カドミウム０．０３〜０．０９係、鉄
０．０１２〜０．０２４１％の組成を有する。

従来一般に工業的に用いられている装置としては炭化珪
素製の鉛浴において常圧下９０７℃以上に加熱して亜鉛
及びカドミウムと、鉛及び鉄を含む亜鉛とを分離するも
のである。

この装置による従来法は高熱及び高熱亜鉛に対する耐蝕
材料として炭化珪素等の高価な材料を多量に要し、エネ
ルギー消費大かつ炉保全のために常時高温保持を要する
等の欠点を有する。

これに対し、真空蒸留による蒸留方法及び装置が種々試
みられたが、下記の如くなお種々の欠点を有する。

即ち、特公昭４２−４１２２明細書図面に記載の方法及
び装置は、多段階の異った温度、圧力及び雰囲気条件下
において段階的に蒸留析出を行うものであり、蒸発は真
空容器内で誘導が熱によりなされかつバッチ式であり多
量の金属の精製処理には不適である。

他の公知方法、装置としては特公昭４７−４７４９１公
報に記載のものがある。

これは、特にその凝縮の際亜鉛を固化析出させ、析出亜
鉛を溶融鉛又は亜鉛−鉛合金をかけて系外に排出するも
のである。

それ故この方法は鉛から亜鉛を分離するためのものであ
り、亜鉛の精製に関するものでなく、また亜鉛蒸気を液
状に凝縮しそのまま排出するものでもない。

本発明はかかる従来技術の困難を克服した新規な亜鉛精
製装置を提供することを目的とする。

本発明の装置の特徴は、クーリングタッピングウェル高
温部から熔融蒸留亜鉛を真空容器内へ供給するためのク
ーリングタッピングウェル高温部と前記導入管を接続す
る導入手段を有し、真空容器内下部に蒸発部及び容器下
部外周に保温装置を有し、容器内上部にその下端に回収
樋を備えた凝縮器そして容器底部からクーリングタッピ
ングウェルに連通ずる残留亜鉛戻り管を有し、該回収樋
に連通ずる製品亜鉛排出管を有することに存する蒸留亜
鉛の精製を、真空蒸留により行うことは同一出願人によ
る特願昭５３−１３６４３に記載の如く、４５０〜６０
０℃かつ真空下において、亜鉛−カドミウム蒸気が鉛含
有亜鉛から分離可能であり、蒸発金属を凝縮して取出す
ことにより実現されうるものである。

本発明は、上記の新規な蒸留亜鉛精製方法の実施のため
の手段を提供するものである。

以下本発明について、実施例を参照して詳述する。

第１図において、亜鉛の精製は真空容器１内で行われ、
その内部には容器外周に保温装置４を備えた蒸発部２が
配され、容器内上部にはその下端に回収樋を備えた凝縮
器３が配される。

熔融状態の蒸留亜鉛はクーリングタッピングウェル１６
の好ましくは高温部から導入手段により真空容器１内の
蒸発部２上へと連続供給される。

この導入手段はメタルポンプ１５、レベル槽１１、送り
管１０から成る、メタルポンプ１５によりクーリングタ
ッピングウェル浴から吸み上げられた熔融亜鉛は不活性
ガスで酸化防止シールされたレベル槽１１に送られ、常
にレベル槽の浴レベルが一定に保持され、レベル槽１１
の浴中に浸漬開口する導入管５を通して真空容器１のほ
ぼ中央部の蒸発部２上端に真空吸引導入される。

蒸発部２は、約４５０〜６００℃で耐蝕性の材料、好ま
しくは炭化珪素製とし、その形状は、好ましくは中央部
に蒸気上昇孔を有するスパイラル式流下樋とする。

この蒸発部２は適宜分割した樋ユニットを組合わせて形
成でき緩やかに傾斜して熔融亜鉛の蒸発に必要な滞留時
間と表面積を付与するものであり、その他公知の形状の
ものを用いることもできる。

この蒸発部２の外周部、好ましくは容器壁外周に、保温
装置４が配され、蒸発及び放熱による不足熱分を補給し
蒸留精製適温を保持する。

蒸発亜鉛及びカドミウムは上昇して回収樋７中夫の孔を
経て容器上部に配された凝縮器３に至り、凝縮液化して
器壁に沿って流下ないし滴下し、回収樋７に集合する。

回収樋７の一端に連通しかつ製品貯槽１２浴内に開口す
る製品排出管６を通って系外へと凝縮亜鉛は排出される
。

なお回収樋７も好ましくは炭化珪素製とする。

この間、真空容器内は、真空吸引源１４に連なる吸引管
８により所定の真空度に保持される。

凝縮器３の内面は公知の耐熱、耐蝕材料を用いることが
でき、例えば耐火セメントないしはキャスタブル耐火物
ライニング層とすることもできる。

凝縮器は好ましくは、真空容器１の外壁を凝縮面として
形成するが、その他公知の種々の形状とすることができ
る。

凝縮器３の冷却は公知方法により、上記ライニング層１
３の外部、好ましくは真空容器外周に配した冷却ジャケ
ット２１により行う。

真空容器１の底部には好ましくは炭化珪素製の集合樋１
８が配され、残留亜鉛（Ｐｂ、Ｆｅ含有）は戻り管９を
経てクーリングタッピングウェル１６へと還流され、戻
り管９の先端はウェル浴中に浸漬開口して真空容器を液
封シールする。

なお、導入管５、製品排出管６及び戻り管９は夫々、真
空シールに必要な高さの立上り部を有する。

第２図は、本発明の真空蒸留装置本体部の一実施例を示
す。

真空容器１は鋼製の筒体から成り、上半部は耐蝕材料（
例えばキャスタブル耐火物）でライニングを施し、さら
に筒壁外周に冷却用ジャケット２１を配して凝縮器３を
成す。

凝縮器中央空胴部には、反射板１３を配し、この反射板
にも適宜ライニングを施す。

真空容器１の気密性は、鋼製筒体により保紳されている
。

該容器の内部は前述のライニング（上半部）及び回収樋
７、蒸発部２並びに集合樋１８（下部）により構成され
る。

真空容器１の下部は、蒸発部をなし、高温の熔融亜鉛が
蒸発部２を流下しつつ蒸留が行われる。

このため、蒸発部２は外周部が積み重って筒体をなすよ
う区分されたユニット樋（好ましくはＳｉＣ製・）を積
層して構成する。

蒸発樋２外周と筒体の間は一定の空隙を残して蒸発樋２
の膨張を許容し、筒体外周に保温装置４を配する。

さらに、好ましくは、その外周に耐火性保温層１９を形
成し、その最外層を外筒１７とする。

真空容器底面にも同様の耐火性保温層を形成する。

回収樋７及びその上方の凝縮器３のライニングは回収樋
７を受承するフランジにより受承されこれらの荷重は筒
体により支えられ、蒸発樋２には伝わらないようにする
。

蒸発樋２上端と回収樋７下端とは、互いに上下方向に滑
動可能な状態に形成し、例えば筒状に嵌合させる。

このように構成することにより、熱膨張による蒸発樋の
破壊は有効に防止する。

蒸発樋２の最下端は集合樋１８に支持され、集合樋１８
中心の戻り孔には、残留亜鉛戻り管９が接続される。

この戻り管９の接続部は、膨張吸収可能なものとし、好
ましくは、最初黒鉛管を膨張可能に配しさらに耐熱ガラ
ス管等によりクーリングタッピングウェルへと接続され
る。

保温装置４は、その他真空容器１の筒体内に配すること
もでき、樋２に付することもできる。

以下本発明の装置を用いた蒸留方法について述べる。

クーリングタッピングウェルから供給される熔融蒸留亜
鉛は、４５０〜６００℃好ましくは５００〜５５０℃の
間の温度、かつ真空下において蒸留される。

この際、Ｃｄは亜鉛との混合気相において濃縮され、他
方ｐｂは亜鉛との混合液相において濃縮され、その結果
蒸留亜鉛から、ｐｂは除去分離される。

なおＦｅは不揮発性であり当然に残留亜鉛中に残留する
。

真空度は６００°Ｃ以下で１２Ｔｏｒｒ以下、５００〜
５５０℃のとき１〜５ Ｔｏｒｒをもって足りる。

このような条件下において蒸留、凝縮を行った場合、鉛
１〜１．５％を含有する蒸留亜鉛を、鉛０．０００７〜
０．００２１％、実際上船０．０５％以下に精製するこ
とができる。

カドミウムはほぼ完全に蒸発し、このプロセスの製品は
含カドミウム亜鉛として取出され、必要に応じて亜鉛−
カドミウム分離装置へ送られ、処理される。

また、本発明の装置によれば、製品の鉛濃度、或いはカ
ドミウム濃度の調整、及びこれら所望濃度の製品の収量
比等を容易に調節可能である。

本発明の目的として、前掲の如く、エネルギー消費は本
発明においては、従来法に比して大きく減少し、付加的
な補助加熱の熱を消費するにすぎない、さらに、本発明
の装置は、コンパクトであり、クー１ノングタツピング
ウエルに接続して設置するものであり、亜鉛製造の連続
一貫工程と装置コストダウンを実現したものである。

なお、熔融蒸留亜鉛の導入手段としては、図示のものの
外に、必要に応じてその他適宜の付加ないし変更を施す
ことができる。

例えばポンプは、管１０の中間にあってもよく、レベル
槽は場合により省略可能であり、ポンプに代り真空吸引
手段を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置概略を示し、第２図は装置本体の
一実施例を示す。 符号、１・・・・・・真空容器、２・・・・・・蒸発樋
、３・・・・・・凝縮器、４・・・・・・保温装置、５
・・・・・・導入管、６・・・・・・製品排出管、７・
・・・・・回収樋、８・・・・・・吸引管、９・・・・
・・戻り管、１６クーリングタツピングウエル、１８・
・・・・・集合樋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に蒸着樋を有し、該蒸発樋に熔融金属を供給す
   る導入管を有し、精製金属及び残留金属の夫々の排出管
   を有し真空吸引源に連通された真空容器を本体とする熔
   融金属の精製装置において、クーリングタッピングウェ
   ル高温部と前記導入管を接続する導入手段を有し、真空
   容器内下部に蒸発樋及び容器下部外周に保温装置を有し
   、容器内上部にその下端に回収樋を備えた凝縮器そして
   容器底部からクーリングクツピングウェルに連通ずる残
   留亜鉛戻り管を有し、該回収樋に連通ずる製品亜鉛排出
   管を有することを特徴とする蒸留亜鉛精製装置。 ２ 前記真空容器１の上部周壁を凝縮器３とすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記蒸発樋２が熱膨張自由に配されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記蒸発樋２がラセン状流下樋から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第３項記載の装置。 ５ 前記導入手段が前記クーリングタッピングウェル高
   温部と前記導入管１との間に配されたレベル槽１１を有
   し、前記導入管１は該レベル槽１１の浴中に浸漬開口す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ 前記導入手段が、前記レベル槽１１と前記クーリン
   グタッピングウェル高温部とを結ぶ送り管１０及び該送
   り管１０の管路内又は管端に接続されたメタルポンプ１
   ５を有することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の装置。