Вакуумный котел для отгонки цинка и кадмия из свинца и их фрикционной конденсации

 

262 (Англия)

Действительные изобретатели иностранцы

Стэфен Эсслемонт Вудс и Рональд Альберт Дэвей

ВАКУУМНЫЙ КОТЕЛ ДЛЯ ОТГОНКИ ЦИНКА И КАДМИЯ

ИЗ СВИНЦА И ИХ ФРАКЦИОННОЙ КОНДЕНСАЦИИ

Заявлено 16 марта 1960 г. за № 658722/22 в Комитет ио делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 7 за 1962 г.

Аппараты для выделения цинка из свинца под вакуумом с конденсацией цинка в различных зонах известны.

Вакуумные аппараты и камеры с подачей и выпуском расплавленных металлов при помощи устройств типа барометрических труб или с конденсаторами, расположенными над камерой, также известны.

Однако осуществляемый в них процесс обходится сравнительно дорого и, кроме того, они непригодны для обработки свинца, содержащего l% Еп и небольшое количество Cd, с целью восстановления чистого свинца.

Предлагаемый вакуумный котел для отгонки цинка и кадмия из свинца и их фракционной конденсации отличается от известных тем, что в котле вмонтирована не доходящая до его дна сообщающаяся с конденсатором, снабженная снаружи змеевиком для охлаждения полая камера, в полости которой встроен нагревательный элемент, а на дне котла установлен сборник для сбора цинка. Благодаря такой конструкции осуществляет<. я обогащение кадмием осаждающейся в конденсаторе фракции цинка.

Конструктивная схема пред. агаемого котла показана на чертеже.

Свинец подается в вакуумную камеру 1 через трубу 2, расположенную ниже поверхности расплавленного свинца в резервуаре 8. Свинец в № 146262 этом резервуаре наращивается позади прямоугольного фланца 4, приваренного к верхней изогнутой части концентрической перегородки 5.

В этом фланце имеются отверстия б, через которые свинец равномерно просачивается вокругr перегородки 5, По изгибу 7 перегородки 5 свинец стекает тонкой пленкой, покрывающей внутреннюю стенку этой перегородки. Благодаря низкому давлению в камере 1, некоторое количество цинка и кадмия, содержащихся в свинце, постепенно испаряется

llo мере того, как свинец стекает вниз по внутренней стенке перегородки 5. Этот свинец скапливается на дне 8 камеры 1, откуда по трубе 9 он стекает в тигель 10, из которого непрерывно вытекает и возвращается в конденсатор.

К вертикальной трубе 11 конденсатора, выполненной из теплопроводящего материала (например, из чугуна), вверху сделана насадка 12, имеющая непроводящую тепло футеровку 13. Насадка 12 сообщается со съемной холодной камерой 14, которая соединена с вакуумной трубой 15, проходящей через крышку 16, герметически изолированную от вакуумной камеры уплотпяющим кольцом 17. Такое же кольцо 18 изолирует съемную холодную камеру 14 от вакуумной камеры Змеевик 19, по которому циркулирует вода, опоясывает трубу 11 конденсатора.

Когда устройство начинает работать, цинк и кадмий, испаряющиеся из расплавленного, содержащего цинк свинца, по мере того, как он проходит по внутренней стенке концентричной перегородки 5, кондснсируются в твердом состоянии снаружи трубы 11 конденсатора íà ее верхней насадке 12, а также вокруг змеевика 19. Это отложение твердого цинка постепенно наращивается, образуя вокруг конденсатора нарост 20. Постепенно в связи с прекращением охлаждения (из-за образования нароста 20) капли цинка падают в сборник 2), откуда по трубке 22 цинк стекает в тигель 23.

Содержание цинка в свинце, поступающем в кон енсатор при

560 — 620, может быть в пределах 0,8 — 2,5%. Обычно свинец поступает при 560 и содержит !,"о цинка. По мере того, как свинец стекает вниз по внешней стенке перегородки 5 происходит выпаривание 0,25% цинка, так что свинец, накапливающийся на дне 8 вакуумной камеры, содержит 0,75% цинка. Выпарившийся цинк большей частью конденсируется на внешней стороне конденсатора, а несконденсировавшаяся часть цинка, обогащенная кадмием, поступь - в конденсатор. Дальнейшая конденсация происходит на внутренней стороне конден атора, смежной с неизолированным участком трубы 11; пары цинка, улетучивающиеся отсюда, с ще больше обогащаются кадмием, .Поскольку цинк, сконденсировавшийся на внешней стороне конденсатора, образовался при соприкосновении с твердым цинком (нарост 20), температура его должна ыть неизбежно на точке плавления, т. е. 420 . Он падает в сборник 21, где подогревается расплавленным свинцом, находящимся на дне 8 вакуумной камеры так, что некоторое количество цинка при этом испаря "тся. Этот вторично выпаренный цинк содержит значительно больше кадмия, чем жидкий цинк. Далее, когда большая часть этого вторично выпаренного цинка снова скондснсируется на внешней и, особенно, на внутренней стенке конденсатора, то несконденсировавшаяся часть еще больше обогатится кадмием. Эта небольшая часть паров цинка, сильно обогащенная кадмисм. выпускается через верхнюю изолированную насадку конденсатора и конденсируется в виде твердого осадка 24 в съемной холодной камере 14.

Внутри конденсатора оксиально установлен подогреватель 25 для предотвращения забивания насадки 12 затвердевшим цинком. № 146262

По мере накопления затвердевшего цинка в холодной камере 14 ее снимают и собирают обогащенный кадмисм цинк, количество которого составляет 1% от всего собранного цинка; последний содержит около

90% всего к а дм и я.

Таким образом, если, например, общее количество вводимого кадмия составляло 0,1% цинка, то 99% цинка, собранного из тигля 23, может содержать 0,01% кадмия, а 1 io цинка, собранного в холодной hoHденсационной камере !4, — 9% кадмия.

Предмет изобретения

Вакуумный котел для отгонки цинка и кадмия из свинца и их фракционной конденсации, разделенный наклонной концентрической перегородкой на две сообщающиеся камеры, снабженныи охлаждаемым расположенным под котлом конденсатором и барометрическими трубами для выпуска обработанного свинца и бедной кадмием фракции цинка, отличающийся тем, что, с целью, обогащения кадмием осаждающейся в конденсаторе фракции цинка, в котле вмонтирована нс доходящая до дна котла, сообщающаяся с конденсатором, снабженная снаружи змеевиком для охлаждения полая камера, в полости которой встроен нагревательный элемент, а на дне котла установлен сборник для сбора цинка.