Вакуумный аппарат для рафинирования металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (14) 591525

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 251076(2!) 2413640/22-02 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет (53) М. Кл.

С 22 В 9/04

Геврдарвтеенны% неантет йееета Мнннвтрвн COOP не .делая наееретвннй н втнрмтнй (43т Опубликовано050228, Бюллетень № (53) УДК 669.54 (088.8) (45) дата опубликования описания 050278 (72) Авторы изобретения

В. С . Есютнн, С . N. Кожахметов и Л. Я. Любман (71) Заявитель

Институт металлургии и обогащения AH Казахской СССР

ВАКУУМНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

МЕТАЛЛОВ (54) 1

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности.к конструкциям вакуумных аппаратов непрерывного действия и может быть использовано для рафинирования цинка.

Известен вакуумный аппарат для раФинирования металлов, включающий корпус, испарнтельную колонку, нагревательg конденсатор ве металлопро™ воды jl) Однако при рафинировании цинка с большим количеством кадмия 0,1% и более кадмий переходит в паровую фазу вместе с цинком, и рафинированный цинк .загрязняется этой примесью.

Отличительной особенностью предлагаемого вакуумного аппарата является то, что он снабжен паропроводом, выполненным из конической и цилиндрической частей и установленным над испарительной колонкой в 1/3-1/4 ее верхней части, и дополнительным конденсационно-испарительным устройством, установленным над конденсатором.

Это позволяет повысить степень очистки цинка от кадмия с выделением кадмия н промышленный продукт.

На чертеже представлен предла5 гаемый вакуумный аппарат, разрез.

Вакуумный аппарат включает цилиндрический кессонированный корпус 1 с.крышкой 2 и днищем 3, футерованным графитом 4, кольцеоб10 разным выступом 5, создающим дополнительный . слой расплава н» днище.

В нижней части корпуса 1 расположена испарительная колонка б, в полости которой установлен графи15 товый спиральный нагреватель 7 для нагрева металла на испарителях колонки б и в ванне расплава днища 3, Нижней частью нагреватель 7 вворачивается в кольцеобразный выступ 5, х0 что обеспечивает . надежный контакт нагревателя с корпусом 1.

Верхняя часть нагревателя соединена с водоохлаждаемым стальным фаэовым токовводом 8 посредством графитового штока 9 и графитового держателя 10.

Нагреватель 7 и шток 9 помещены в графитовый защитный чехол 11, предохраняющий нагреватель от воздействия агрессивной паровой фазы..

Над испарительной колонкой б в цен5! 1525 тральной части корпуса 1 расположен конденсатор для основной .массы цинковых паров, который включает графи товый кольцеобраэный сборник 12, перфорированные графитовые .экраны

13 и 14 и цилиндрический конденсатор 15.

В верхней части корпуса 1 установлено конденсационно-испарительное устройство для конденсации цинка, обогащенного кадмием, которое включает колонку иэ кольцевых тарелей

16 с .ребристым днищем и ввод паропровода 17 для подвода паровой фазы богатой ° кадмием; Подача раl5 финированного металла в вакуумный аппарат производится иэ котелка 18 по футерованному графитом металлопроводу 19.

При помощи футерованного графитом металлопровода 20 и котелка 21 . ® осуществляется выпуск остатка от дистилляции цинка. Выпуск отрафинированного цинка, полученного в результате конденсации паров„ в конденсаторе .осуществляется по футеро-. хв ванному графитом металлонроводу 22 в сборный- котелок 23, откуда цинк направляется на разлив. Кадмиевый промышленный продукт выпускается по графнтовой трубке 24 и футеро- 30 ванному графитом металлопроноду

25 в котелок 26.

ВакууМный аппарат работает сЛЕдуюшим образом.

Включается нагрев котелков 18, 35

21 и 23, в которых расплавляется цинк, а в котелке 26- кадмиевый сплав для создания гидравлического затвора. После этого. в вакуумном аппарате создается разрежение и под- 40 ключае-.ся нагрев центрального нагревателя 7 и металлопроводов 19, 20, 22 и 25. По достижении заданных

-температур и остаточного давления в вакууыном аппарате производится равномерная подача рафинированного цинка в котелок 18, откуда он по металлопроводу 19 поступает. на верхний испаритель колонки 6, 11инк, протекая по всем испарителям, испаряется на испарителях н частично стекает в емкость днища 3.

Нри дистилляции около 20-30% цинкового расплава испаряется с 1/3-1/4 верхней части испарительной колонки под паропроводом, в которые также переходит до 90% исходного кадмия и эатем цинк-кадмиевые пары направляются по паропроваду 17 на многократную редистилляцию и фракционную конденсацию на тарелях 16.

При редистилляции и фракционной конденсации цинк-кадмиевые пары обогащали кадмием, содержание которого в конечном конденсате поьышалось до

50%, и этот конденсат в количестве около О, 4% от общего рафинированного цинка выводили нз аппарата через котелок 26 в виде кадмиевого промышленного продукта.

Остаток цинка от редистилляцин с содержанием кадмия не более О, 100,15% сливали с нижней тарелки в сборник 12 в общий поток рафинированного цинка, в котором общее содержание кадмия не превышало

0,03-0,04%.

Испаряющиеся с нижней части испарительные колонки и днища пары металлов направляли на конденсацию в конденсатор. При этом на экране 13 происходила частичная конденсация паров рафинируемого цинка и частично испаряющихся труднолетучих примесей (свинца, меди, железа и др.), которые попадали .обратно в нанну расплава в виде оборотного. продукта. чистые фракции паров цинка конденсируются на экране 14 и конденсаторе 15. Эти фракции в виде жидкого конденсата стекают в кольцевой сборник 12. Сюда они по. металлопроводу 22 сливаются в котелок 23 в виде рафинированного металла..

Предлагаемый аппарат позволяет обеспечить глубокую очистку цинка от кадмия, извлечь дорогостоящий и дефицитный кадмнй и выделить его в промышяенный продукт с содержанием до 50% кадмия и 50% цинка, который может быть легко переработан с получением марочного кадмия.

Аппарат надежен в работе.

Формула изобретения

Вакуумный аппарат для рафинирования металлов, включающий корпус, испарительную колонку, нагреватель, конденсатор и металлопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки цинка от кадмия с выделением кадмия в промышленный продукт, он снабжен паропроводом, выполненным иэ конической и цилиндрической частей и установленным над испарительной колонкой в 1./3-1/4- ее верхней части, и дополнительным конденсационноиспарительным устройством, установленным над конденсатором.

Источники. инФормации, принятые во внимание при экспертизе:

1 . Авторское свидетельство СССР ".378468, кл. С 22 В 9/04, 1973.

Составитель А. Важина

Техред р.Андрейко КорректорС. Гарасиняк

Редактор E.Áðàò÷èêîâà

Заказ 539/24 Тираж 772 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4