DE608800C

DE608800C - Vorrichtung zur fraktionierten Kondensation von Metalldaempfen

Info

Publication number: DE608800C
Application number: DEK131004D
Authority: DE
Original assignee: Fried Krupp Grusonwerk AG
Current assignee: Fried Krupp Grusonwerk AG
Priority date: 1933-07-30
Filing date: 1933-07-30
Publication date: 1935-02-01

Description

Vorrichtung zur fraktionierten Kondensation von Metalldämpfen Es ist bekannt, zur Kondensation von Metalldämpfen Kondensatoren zu verwenden, die sich um eine liegende Achse drehen. Diese Ausführungsform des Kondensators kommt vor allen Dingen dann in Betracht, wenn. die Destillation der Metalle in sich drehenden Muffeln durchgeführt wird. Bei der Durchführung eines derartigen Destillationsverfahrens, z. B. bei der Destillation von Zink, läßt es sich nicht vermeiden, daß neben dem Hauptmetall auch solche Metallre mit abdestilliert werden, deren Siedepunkt tiefer liegt als der des -Hauptmetalls, also z. B. des Cadmiums. Außerdem werden :erfahrungsgemäß auch im gewissen Umfang solche Metalle mitdestilliert, deren Siedepunkt höher liegt als der des Hauptmetalls, also beispielsweise des Bleis, wobei die Menge des in dem Zinkdampf enthaltenen Bleidampfes wesentlich größer ist, als dem Dampfdruck des Bleis bei der Destillationstemperatur entspricht. Durch die lebhafte Entwicklung der Destillatiansgase sind außerdem in den Destillationsgasen regelmäßig fremde Beimengungen, wie Erzstaub, Koksstaub, enthalten.
Die Erfindung bezweckt die Ausbildung einer Kondensatörform, die essermöglicht, aus diesen. stark verunreinigten Destillationsgasen ein reines Metallkondensat zu erhalten. Die Erfindung besteht darin, daB, meinem Kondensator, der sich um eine liegende Achse dreht, ein oder mehrere Stauringe .angebaut werden, die den Kondensator in mehrere Abteilungen unterteilen. Die Stauringe sind erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die in den einzelneu Abteilungen kondensierten. Metallbäder nicht miteinander in. Berührung kommen und daß die Destillationsgase die einzelnen Abteilungen des Kondensators nacheinander durchlaufen.
Es ist an sich bereits vorgeschlagen, .einen stehenden Kondensator in mehrere voneinander abgegrenzte Abteilungen zu teilen, welche so angeordnet sind, daß in jeder Abteilung die ausgeschiedenen Kondensationsprodukte entnommen werden können. Demgegenüber wird durch einen gemäß der Erfindung unterteilten, sich drehenden Kondensator eine dauernde Benetzung der Oberfläche des Kondensators mit dem Metallerreicht, und diese benetzten Flächen rufen eine wesentliche Beschleunigung der Kondensation hervor. Während bei dem feststehenden Kondensator umständliche Transportvorrichtungen. in den Ofen eingebaut werden müssen, die der Einwirkung der Metalldämpfe und -bäder ausgesetzt sind, erfolgt bei denn sich drehenden Kondensator die Führung des Metalls in einfacher Weise durch die Drehung selbst.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines für das Verfahren geeigneten Kondensators veranschaulicht, und zwar in Abb. i im Längsschnitt rund in Abb. 2 im Querschnitt.
In beiden Abbildungen stellt i den äußeren Kondensatormantel dar, der innen mit einem Wärmeschutzmantel 2 ausgebildet ist. In Abb. i treten die Destillätionsgase durch die öffnung 3 ein. Die Abgase des Kondensators verlassen ihn bei ¢. Es sind zwei Stauringe 5 und 6 im Kondensator eingebaut, die so ausgebildet sind, daß die in den Abteilungen A, B und C angesammelten Metallbäder 7, 8 und 9 bei jeder Stellung des Kondensators nicht miteinander in Berührung kommen können. Zum periodischen Abstich der Metallbäder sind die Öffnungen i o, TI und 1z vorgesehen. In der Wandung z des Kondensators sind Vorrichtungen 13, i q. -und 15 vorgesehen, die durch Zuführung oder Abführung von Wärme die Einstellung der für die einzelnen Abteilungen gewünschten Temperaturen ermöglichen. Soweit eine Wärmezufuhr lerforderlich ist, empfiehlt sich eine elektrische Beheizung, während zu der meist @erforderlichen Wärmeabfuhr ,der Einbau von Kühlrohren bei 13, i q. und 15 zweckmäßig isst. An Stelle von Kühlrohren läßt sich auch eine Kühlung durch verschieden starke Kühlung des äußeren Mantels bei entsprechender Abmessung der Kondensatorauskleidung erreichen. Die bei 3 eintretenden Metall,-dämpfe-werden in der Kammer A durch @entsprechende Kühlung auf eine Temperaturstufe gebracht, die annähernd dem Siedepunkt des Hauptmetalls entspricht. Bei der Kondensation von Zinkdämpfen, die neben Flugstaub - Blei- und Cadmiunidämpf mit sich führen, wird in der KammerA Beine Temperatur von etwa goo° bis 95o° C eingestellt. Bei dieser Temperatur kondensiert sich der destillierte Bleidampf entsprechend dem geringen Dampfdruck des.Bleis bei dieser Temperatur. Außerdem kondensiert sich ein gewisser Teil des Zinks, besonders wenn iman die Temperatur bei .etwa goo° C hält. Die in der KammerA sich bildenden Nebeltropfen aus Bleidampf und Zinkdampf führen zum Niederschlagen des mitgerissenen Staubes, so daß sich im unteren Teil der Kammer A ;ein Metallbad bildet, das aus Blei und einem geringen Teil des Zinks besteht und die mechanisch mitgerissenen Verunreinigungen praktisch vollkommen .enthält. Die auf diese Weise gereinigten Destillationsgase treten in die Kammer B ein, wo die Temperatur so weit gesenkt wird, daß in ihr das Hauptmetall, im vorliegenden Falle das Zink, zur Kondensation kommt, was praktisch eine Temperatur von etwa 6oo° C bedeutet. Bei dieser Temperatur kann der Cadmiumdampf noch nicht zur Kondensation kommen; dieser tritt vielmehr mit einer kleinen Menge des Zinkdampfes in die Kammer C, wo durch weitere Temperaturherabsetzung eine Cadmium-Zink-Legierung niedergeschlagen wird. Falls auf die Gewinnung dieser Cadmitun-Zink-Legierung kein Wert gelegt wird, ist die Anordnung eines zweiten Stauringes 6 nicht @erforderlich, und die Temperatur der um C vergrößerten Kammer wird so gehalten, daß bei 4 die Cadmiumdämpfe mit einem kleinen Teil des Zinks den Kondensator verlassen. Die Gewinnung dieser Metalldämpfe kann dann in der bekannten Weise in einer Allonge erfolgen.
Um einen möglichst guten Temperaturausgleich zwischen den zu kondensierenden Gasen und dem flüssigen Metall herbeizuführen und damit eine möglichst vollkommene Abscheidung der schwer kondensierbaren Metalle sowie des Flugstaubes zu erreichen, empfiehlt es sich, die Innenwandung des Kondensators in allen Abteilungen bzw. ,nur in der Abteilung A so auszubilden, daß, bei der Umdrehung ein Teil des in dieser Abteilung flüssigen Metallbades durch die Wandung mit hochgenommen wird und dann im freien Fall durch die Gase zurückgeführt wird. Zu diesem Zweck wird die Innenwandung des Kondensators mit Schaufeln oder schaufelähnlich ausgebildeten Vorsprüngen versehen, wie in Abb. z, die einen Schritt durch die Kammer A nach der Linie 1-I zeigt, dargestellt ist. Die Vorsprünge an der inneren Wand des Kondensators sind nicht nur in der Lage, einen Teil des flüssigen Metalls bei der Drehbewegung mit nach oben zu nehmen, sondern an ihnen findet auch zum großen Teil die Kondensation des Metalls aus den Gasen statt, wobei die sich bildenden Tropfen dann ebenfalls durch den Gasstrom hindurchfallen. Die Bürührungsflächen zwischen dem Gasstrom und dem als Waschflüssigkeit dienenden Metallbad der einzelnen Kammern, insbesondere der Kammer A, läßt sich noch dadurch wesentlich verstärken, daß in der oder den Kammern Füllkörper 'beliebiger Art gehalten werden, die so beschaffen sind, daß sie gut gasdurchlässig sind, wobei dann die mitgenommenen Metallteile die Oberfläche dieser Füllkörper mehr oder weniger überziehen und wesentlich langsamer in das Bad zurückgelangen. Der Anteil des in den einzelnen Kammern sich kondensierenden Hauptmetalls, z. B. des Zinks, läßt sich durch Einstellung der Temperatur in den verschiedenen Kam-. mern genau regulieren. Wenn beispielsweise vorübergehend die Temperatur der Kammer so niedrig ist, d.aß sich ein unverhältnismäßig großer Teil des Zinks in ihr kondensiert, läßt sich durch zeitweilige Überhitzung der Kammer eine erneute Verdampfung dieses Zinks bewerkstelligen. Falls die Kühlung in den einzelnen Kammern durch die Wandung des Kondensators hindurch nicht genügt, um die in ihnen gewünschte Temperaturerniedrigung zu bewerkstelligen, so kann man diese Kühlung dadurch erreichen, daß man den Kammern festes oder flüssiges Metall von außen her zuführt. Wenn z. B. die Destillationsgase, die bei 3 in den Kondensator eintreten, eine so hohe Temperatur aufwessen, daß in der KammerA noch keine genügende Abscheidung des Bleis erfolgt, so kann man in dieser Kammer festes ader flüssiges Zink einführen. Es findet dann in der Kammer eine Destillation dieses zugesetzten Metalls statt, was eine entsprechende Herabsetzung der Temperatur auf den Siedepunkt des Zinks bedingt. Die Zuführung dieses Metalls in flüssiger Form kann beispielsweise durch die Spirale 16 erfolgen, die in Abb. i um den Kondensator bei Abteilung A herumgelegt ist. Das flüssige Metall, das sich in dem Trog 17 befindet, wird durch eine Mitnehmen-orrichtung 18 während der Drehbewegung des Kondensators aufgenommen und gelangt durch den Stutzen i 9 in das Innere der AbteilungA. Durch das sich in den einzelnen Windungen der Spirale befindende flüssige Metall wird bei jeder Stellung des Kondensators ein Luftabschluß bewirkt. Erforderlichenfalls lassen sich in dar Spirale Ventile vorsehen, die zur Regulierung der Metallzuführung periodisch geöffnet oder geschlossen werden können.
Der vorstehend für die Kondensation von Zinkdampf beschriebene Kondensator laßt sich in gleicher Weise auch für die fraktionierte Kondensation anderer Metalldämpfe verwenden, z. B. zur fraktionierten Destillation von Arsen-, Antimondämpfen, Magnesium, Aluminiumdämpfen, Blei-, Silberdämpfen usw.

Claims

PATE@;T.»SPRÜCHE : i. Vorrichtung zur fraktionierten Kondensation von Metalldämpfen in einem um eine liegende Achse rotierenden Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator durch Einbau von einem oder mehreren Stauringen so in mehrere Abteilungen unterteilt wird, daß die in den einzelnen Abteilungen kondensierten Metallbäder voneinander getrennt bleibenund die zu kondensierendem Metalldämpfe nacheinander die einzelnen Abteilungen durchlaufen. a.. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Abteilungen des Kondensators mit getrennten. Kühl- oder Heizvorrichtungen in der Wand des Kondensators ausgerüstet sind, so daß die Temperatur auf verschieden hohe Stufen eingestellt werden kann. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Kondensators im ganzen oder in einzelnen Abteilungen mit Mitnelunern, z. B. schaufelartig ausgebildeten Vorsprüngen, versehen ist. q,. nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß in den einzelnen Abteilungen Füllkörper zum besseren Ausgleich der Temperatur zwischen den zu kondensierenden Metalldämpfen und dem flüssigen Bad zugesetzt wer den.. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, da-,durch gekennzeichnet, daß, Mittel vorgesehen sind, um einer oder mehreren Abteilungen des Kondensators flüssiges oder festes Metall zum Ausgleich der Temperatur zuzusetzen.