Titel: | Neuerungen im Metallhüttenwesen. |
Fundstelle: | Band 295, Jahrgang 1895, S. 129 |
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Neuerungen im Metallhüttenwesen.
(Fortsetzung des Berichtes S. 25 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen im Metallhüttenwesen.
Dr. Julius Sachse und Dr. Ernst
Richter in Berlin rösten Zinkerze (Zinkblende) in der Weise, dass sie die
bis zur Rothglut erhitzten Erze bei fortdauernder Erwärmung mit fein vertheiltem,
tropfbar flüssigem Wasser behandeln. Bei den bisherigen Röstverfahren hat man auch
schon Wasser und zwar in Form von Wasserdampf über die Erze geleitet. Diese
Verfahren ergaben aber selbst bei gut zerkleinerten Erzen kein vollkommenes Rösten,
denn es fanden sich im Inneren der Erztheilchen stets noch ungeröstete und deshalb
für die Reduction mit Kohle oder die Säureauslaugung nicht geeignete
Zinkverbindungen. Diese Uebelstände fallen fort, sobald man das Wasser nicht in Form
von Wasserdampf über die Erze leitet, sondern in tropfbar flüssigem Zustande während
des Röstens auf dieselben spritzt. Die einzelnen Erztheilchen erleiden dann, selbst
wenn die Erze schon bis auf Korngrösse zerkleinert sind, durch die plötzliche
Abkühlung doch noch eine weitere Lockerung ihres Gefüges. Dieses Zerspalten und
Decrepiren der Erzkörner ermöglicht aber der atmosphärischen Luft ein besseres
Eindringen in das Innere derselben, wodurch naturgemäss die Oxydation schneller und
vollkommener vor sich gehen muss. Möglicher Weise findet sogar durch die plötzliche
starke Erhitzung des aufgespritzten Wassers auf dem rothglühenden Erz eine
theilweise Dissociation des Wassers statt, wobei der nascirende Sauerstoff den
Röstprocess noch erheblich befördert (D. R. P. Kl. 40 Nr. 69669 vom 24. August
1892).
Der Blenderöstofen (Fig.
7 und 8) von
Eduard Preiss in Guidottohütte bei Chropaczow
(O.-Schl.) besitzt eine eigenartige Rühr- und Fortschaufelungsvorrichtung, durch
welche die Zinkblende auf mechanischem Wege gegen das Feuer vorgeschoben wird.
Die zu röstende Zinkblende wird durch die Oeffnung A in
die obere der beiden Röstetagen eingetragen und durch die Fortschaufler bis zur
Oeffnung B unter fortwährendem Umrühren vorgeschoben;
durch diese fallen dieselben auf die untere Etage, in welcher sie wiederum durch die
Fortschaufler D bis zur Ausziehöffnung R bewegt werden. Die Feuerung C befindet sich am vorderen Ofenende; die Flammen durchziehen den Ofen in
entgegengesetzter Richtung wie die Blende.
Die Fortschaufler und Rührer bestehen aus auf der Welle E befestigten Schaufeln D; erstere besitzt
auf ihren beiden durch Schlitze aus dem Ofen hervorragenden Enden die losen
Zahnräder F, die auf den beiden Zahnstangen H laufen und die Welle E
führen, ausserdem aber an der einen Seite das fest aufgekeilte Kettenrad G. Die Welle E erhält
durch das eine der Räder F eine langsame Fortbewegung
durch den Ofen, daneben aber durch das Rad G eine etwas
schnellere Drehbewegung um sich selbst, wodurch die Schaufeln D die Blende durchrühren und zugleich durch den Ofen
fortbewegen. In das eine der beiden Zahnräder F greift
eine Gall'sche Kette ohne Ende, welche seitlich am Ofen
über Rollen geführt wird; desgleichen wird das Kettenrad G durch eine endlose Kette angetrieben.
Sobald die Welle E am linken Ende der Zahnstangen H angekommen ist, wird sie seitlich herausgenommen und
auf die untere Zahnstange H gesetzt, so dass die unten
von links nach rechts laufende endlose Kette die Welle E nach dem rechten Ofenende zurückbewegt. Die Welle E bewegt sich in Längsschlitzen N des Ofens; letztere werden durch um Stifte drehbare Klappen O verdeckt, welche beim Vorbeipassiren der Welle von
dieser bei Seite geschoben werden und darauf wieder herabfallen (D. R. P. Kl. 40 Nr.
64257 vom 6. Februar 1892).
Textabbildung Bd. 295, S. 130
Blenderöstofen von Preiss.
Dem Engineering and Mining Journal, Bd. 56 Nr. 8,
zufolge haben viele Gruben in Wisconsin in Folge der Unmöglichkeit, kieshaltige
Zinkblende von ihrem Gehalt an Kies zu befreien, den Betrieb ganz einstellen oder
doch sehr beschränken müssen, da die Zinkhütten Erze mit mehr als 7 Proc. Eisen
nicht annehmen. Man glaubte, durch sorgfältige Separation nach der Korngrösse reine
Blende zu erhalten, und die Wisconsin Lead and Zinc
Company errichtete zwei grosse Aufbereitungsanstalten; allein trotz guter
Setzmaschinen gelang es nicht, die Blende derartig vom Kies zu befreien, dass
dieselbe mit Erfolg hätte verhüttet werden können. Erst als auf den Vorschlag Blake's die kiesige Zinkblende vor dem Setzprocesse in
einem von demselben construirten Ofen geröstet wurde, erzielte man mit den
Setzmaschinen gute Resultate.
Die Röstung muss sehr sorgfältig erfolgen, da von der Vollständigkeit und
Gleichmässigkeit derselben der Erfolg des Setzprocesses abhängt. Die Hitze darf
nicht so hoch sein, dass Sinterung eintritt. Hierbei findet eine vollständige
Abröstung der Kiese statt, während die Blende in der Hauptsache unverändert bleibt
und nur durch Decrepitation etwas aufgebrochen erscheint. Die kiesigen Partien
hingegen zeigen nach der Röstung ein schwammiges und bedeutend gelockertes Gefüge
und liefern somit mit den dichteren Blendestücken ein ausgezeichnetes Material für
die Setzmaschinen. Diese ergeben einerseits reine Blende, andererseits in den
Abgängen ein Gemenge von vornehmlich aus Eisenoxyd bestehenden Oxyden, aus welchen
eine sehr gute Metallfarbe bereitet wird. Ist auch Bleierz zugegen, so wird
dasselbe, da die Blende beim Rösten von dem Bleiglanz abspringt, beim Setzen für
sich gewonnen.
Die Erze werden zunächst zerkleinert, dann nach der Korngrösse separirt und auf der
Setzmaschine zu einem Product von etwa 25 Proc. Zinkblende, 25 Proc. Kies und 5 bis
10 Proc. Bleiglanz angereichert. Hierauf wird dasselbe getrocknet und in der
vorbeschriebenen Weise geröstet, worauf es nochmals der Setzmaschine übergeben wird,
welche nunmehr eine verkäufliche Blende mit bis zu 62 Proc. Zink, weniger als 3
Proc. Eisen und 1 Proc. Blei liefert. Unvollständig geröstetes Erz muss in den Ofen
zurückgegeben werden. Bei vollem Betriebe werden in 24 Stunden 3 bis 5 t Kiese
geröstet. Von einer magnetischen Separation nahm man bei den vorzüglichen Resultaten
der Setzmaschinen Abstand.
Christopher James in Swansea (England) will dadurch aus
Zinkerzen, die vorzugsweise aus Sulfiden bestehen, Zink gewinnen, dass er einen
Theil des Erzes bis zur Oxydbildung abröstet und dasselbe dann, mit rohem Sulfid
(ZnS) gemischt, in einem Flammofen in einer neutralen oder schwach reducirenden
Atmosphäre erhitzt, wobei eine Umsetzung in schweflige Säure und metallisches Zink
erfolgen soll:
ZnS + 2ZnO = 3Zn + SO2.
Das Zinkoxyd kann auch aus Zinkcarbonaten durch Rösten in Kilns hergestellt
werden.
Das durch die Aufeinanderwirkung von Zinksulfid und Zinkoxyd gewonnene metallische
Zink wird durch den hohen Wärmegrad des Flammofens verflüchtigt und in einem
besonderen Condensator aufgefangen. Derselbe besteht zweckmässig aus einer Kammer,
deren Wände durch Wasser gekühlt werden, oder aus einer Anzahl von durch Wasser
gekühlten Röhren, durch welche das gasförmige Zink strömt, hier condensirt und als
marktfähige Waare abgelassen wird.
Erze, die vorwiegend das Zink in oxydischer Form enthalten, können nach diesem
Verfahren durch Schwefelzusatz in Schwefelzink umgewandelt werden und dann in der
vorbeschriebenen Weise mit Zinkoxyd im Flammofen erhitzt werden (D. R. P. Kl. 40 Nr.
64465 vom 20. August 1891).
Vorausgesetzt, dass Zinkoxyd und Zinksulfid unter Bildung von schwefliger Säure und
metallischem Zink auf einander einwirken, so dürfte es doch so gut wie unmöglich
sein, nach dem Verfahren von James im Flammofen irgendwie
nennenswerthe Mengen von Zink in compactem Zustande zu gewinnen. Zu diesem Schluss
berechtigen vor allem die Versuche von Prof. Walther
Hempel in Dresden über die Condensation von Gasen
und die directe Gewinnung des Zinkes im Schachtofen, mitgetheilt in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1893 Nr. 41 und 42.
Wir entnehmen dieser interessanten Arbeit das Nachstehende:
Das Problem einer directen Darstellung des Zinkes im Schachtofen ist ziemlich so alt,
wie die Zinkindustrie überhaupt, und dürfte seine Veranlassung einerseits in der
Kostspieligkeit des Destillationsverfahrens, andererseits aber in der Beobachtung
haben, dass sich bei der Verhüttung zinkhaltiger Eisen-, Kupfer- und Bleierze im
Schachtofen oft nicht unerhebliche Mengen von metallischem Zink abscheiden. Indessen
haben diesbezügliche Versuche, obgleich von den bedeutendsten und erfahrensten
Zinkhüttenleuten angestellt, stets nur negative Resultate geliefert. Zu demselben
Ergebniss ist auch Hempel auf Grund einer grossen
Anzahl von Versuchen, angestellt im Laboratorium der technischen Hochschule zu
Dresden, gelangt.
1) Die zunächst unternommenen Versuche, das Zink in metallischer Form in einer mit
dem Schachtofen verbundenen Condensationsvorrichtung zu gewinnen, lieferten stets nur Zinkstaub.
Hempel glaubt, dass sich im Schachtofen das Zink überhaupt nur in dieser
Form gewinnen lässt und zwar deshalb, weil einerseits ein Theil des reducirten
dampfförmigen Zinkes durch stets vorhandene Kohlensäure wieder zu Zinkoxyd oxydirt
wird, andererseits aber gasförmige Körper überhaupt nur dann bei ihrer Abkühlung
flüssige oder zusammenhängende Massen bilden können, wenn sie durch fremde Gase
nicht zu sehr verdünnt sind; überschreitet diese Verdünnung des zu verdichtenden
gasförmigen Körpers eine gewisse Grenze, wie es bei der Verhüttung des Zinkes im
Schachtofen in Folge der massenhaft auftretenden fremden gasförmigen Producte stets
der Fall sein wird, so scheidet sich je nach der Natur desselben ein fester oder
flüssiger Staub aus, der dann sehr schwer zu
zusammenhängenden Massen zu vereinigen ist. Dies ist auch der Grund, weshalb sich
bei der gewöhnlichen Zinkdestillation das überdestillirende Zink zuerst als
Zinkstaub und erst später als tropfbar flüssiges Metall condensirt.
2) Weitere Versuche Hempel's sollten die Frage, ob es
möglich sei, im Schachtofen einen hochprocentigen Zinkstaub zu gewinnen,
entscheiden. Diese Versuche ergaben ein sehr günstiges Resultat, indem nicht nur ein
hochprocentiger Zinkstaub mit 80 Proc. Zinkgehalt gewonnen wurde, sondern auch die
aus dem Condensationsapparat austretenden Gase völlig frei von Zinkstaub waren. Die
Ausscheidung des Zinkstaubes in der Condensationsvorrichtung wurde wesentlich durch
eine rasch rotirende Centrifuge, welche sämmtliche aus dem Schachtofen austretenden
Producte passiren mussten, befördert.
3) Schliesslich stellte Hempel noch Versuche an über die
Verhüttung einerseits von stark zinkhaltigen Blei- und Silbererzen, für die zur Zeit
überhaupt kein Process bekannt ist, der technisch befriedigende Resultate gebe,
andererseits von aus einem Gemisch von Zinkblende und Pyrit bestehenden Erzen im
Schachtofen. Auch diese Versuche lieferten günstige Resultate; denn das Eisen fiel
als ein Regulus von Weisseisen, das Zink wurde als reichhaltiger Zinkstaub
aufgefangen und alles Blei und Silber fand sich im Zinkstaube vor. Es ist mithin bei
der Verhüttung von Erzen, die ausser dem Zink Eisen, Blei und Silber enthalten, im
Schachtofen eine leichte Trennung des Zinkes vom Eisen und die Darstellung eines
hochprocentigen Zinkstaubes, der gleichzeitig den grössten Theil etwa vorhandenen
Bleies und Silbers enthält, möglich.
4) Hempel schlägt für die Verarbeitung des im
Schachtofen gewonnenen Zinkstaubes zwei Wege vor und zwar:
a) die Destillation,
b) die Elektrolyse.
Um den Zinkstaub mit Vortheil zu destilliren, wurde derselbe in einer Presse zu
festen Stücken geformt, welche ohne jeden Zusatz von Kohle destillirt werden konnten
und etwa ⅔ ihres Gewichtes an metallischem Zink von hoher Reinheit ergaben. Der in
der Muffel verbliebene Rückstand bestand aus Zinkoxyd, Blei und Silber.
Die elektrolytische Raffination des Zinkstaubes würde vor der directen
elektrolytischen Gewinnung aus Erzen, wie sie schon mehrfach versucht worden ist,
den Vortheil haben, dass man es mit einem schon sehr reinen Rohmaterial zu thun
hätte; auch würde die nothwendige Spannung, da man mit löslichen Anoden arbeiten
könnte, eine geringere zu sein brauchen, als wenn das Zink erst durch Auslaugung aus
seinen Erzen gewonnen und dann unter Anwendung unlöslicher Anoden elektrolysirt
würde.
Der technische Betrieb würde nach Hempel hauptsächlich
in drei Operationen zerfallen:
1) die Gewinnung des Zinkstaubes im Schachtofen,
2) die Pressung des Zinkstaubes,
3) die Destillation bezieh. elektrolytische Raffination des Zinkstaubes.
Die Vortheile dieses Verfahrens sind nach Hempel
folgende:
Der Betrieb würde durch die Benutzung eines Schachtofens ein continuirlicher, und da
viel weniger Brennmaterial erforderlich ist, auch bedeutend billiger werden. Es
würde zwar eine sehr sorgfältige Röstung der Verhüttung im Schachtofen vorangehen
müssen, indess könnten die Gichtgase des Schachtofens hierzu als Heizmaterial
benutzt werden.
Die nachfolgende Destillation des Zinkstaubes nach vorgängiger Pressung desselben
würde ohne jeden Kohlezusatz und deshalb ohne jegliche Gasentwickelung in bedeutend
weniger Muffeln vor sich gehen, wobei gleichfalls die zur Beheizung der Muffeln
ausreichenden Gichtgase des Schachtofens einen weiteren Aufwand an Brennmaterial
überflüssig machen würden. In Folge des Fehlens jeder Gasentwickelung geht die
Destillation nicht nur bedeutend schneller, sondern auch ohne jeglichen Zinkverlust
und bei viel niedrigerer Temperatur vor sich.
Schliesslich würde das durch zweimalige Destillation bei niederer Temperatur
gewonnene Zink wesentlich reiner sein, als das gewöhnliche Rohzink, so dass eine
Raffination vor den Walzprocessen mit den damit verbundenen Verlusten überflüssig
wird.
Um die Zinkdestillation in Muffeln zu beschleunigen und ergiebiger zu machen, wenden
verw. Frau Maria Gallus in Glatz und Fräulein Hedwig Reinhold in Breslau eine Muffel (Fig. 9) an, die ausser der im oberen Theile
befindlichen Oeffnung a für die Vorlage noch an der
tiefsten Stelle der
Vorderseite eine zweite Oeffnung besitzt, welch letztere mit einem verschliessbaren
Einsatz m versehen ist. Während bei den gewöhnlichen
Muffeln die unteren Partien der Muffelbeschickung, welche unterhalb der Linie b c e liegen, von den Feuergasen nur sehr langsam
beheizt werden, ermöglicht die neue Muffel eine viel gleich-massigere Beheizung.
Textabbildung Bd. 295, S. 132
Fig. 9.Zinkdestillationsmuffel von Gallus und Reinhold.
Bei Beginn der Destillation wird nämlich der Einsatz m
geöffnet, so dass die durch die bevorzugte Erhitzung der oberen Muffelhälfte
entstehenden Gase nicht nur durch die Vorlage a
austreten, sondern auch ihren Weg durch die Oeffnung des Einsatzes m nehmen und den unten gelegenen Beschickungstheil
durchwärmen. Auf diese Weise tritt eine gleichmässigere und schnellere Erhitzung des
Muffelinhaltes ein. Gegen Schluss des Destillationsprocesses wird dann die Oeffnung
m durch einen Pfropfen verstopft, so dass die
Condensation der nunmehr austretenden Zinkdämpfe in der Vorlage a vor sich gehen kann.
Textabbildung Bd. 295, S. 132
Fig. 10.Zinkdestillirofen von Brackelsberg.
Die Anbringung des Einsatzes m hat noch den Vortheil,
eine vollständige Austreibung der in der Muffel nach Beendigung des
Destillationsprocesses zurückbleibenden giftigen Gase zu ermöglichen, bevor der
Muffelinhalt ausgeleert wird. Zu diesem Zwecke bläst man durch die Vorlage a Wasserdampf, Kohlensäure oder ein anderes Gas ein und
zwingt so jene Gase, bei m auszutreten; auch kann man
bei m einblasen und durch a austreten lassen (D. R. P. Kl. 40 Nr. 65657 vom 3. October 1891).
Ein eigenartiges Zinkdestillirverfahren hat sich Ernst
Wilhelm Brackelsberg in Ohligs patentiren lassen. Der für diesen Process
benutzte Ofen (Fig. 10) besteht aus einem Generator
G, aus einem muffelartigen Raum M und aus einem Condensationsraum K, an welchem sich ein Kanal K1 für die abgehenden Gase
anschliesst.
Der Generator G ist mit einer mit Deckel
verschliessbaren Einfüllöffnung F und mit einer an ein
Dampfstrahlgebläse anzuschliessenden Oeffnung F1 versehen. Zur Entfernung der Asche sind luftdicht
schliessende Thüren H angebracht.
Der Raum M dient zur Aufnahme der Erze. In seinem oberen
Theil sind Oeffnungen J zur Einführung von Druck- oder
Zugluft angebracht. Im Boden des Ofens sind Kanäle d1 ausgespart, welche die gebildeten Gase und Dämpfe
in den Kühlraum K führen. Die Wand e des Raumes M wird beim
Einfüllen der Erze und beim Entfernen der Rückstände weggerissen und nachdem der
Ofen gefüllt ist, wieder luftdicht aufgemauert.
In dem Condensator K sind metallische Körper f, die von einer Ofenwand bis zur anderen gehen, zur
Abkühlung der Ofengase so gegen einander gelegt, dass Flächen entstehen, die von den
heissen Gasen und Dämpfen nach einander, wie der Pfeil zeigt, passirt werden müssen.
Diese Flächen sind nach einer Seite hin geneigt, so dass sich das condensirte Zink
an den tiefsten Stellen der Flächen ansammelt und entweder direct oder durch die
Oeffnung g in die Mulde g1 fliesst, aus welcher es periodisch
durch Oeffnen der Stichöffnung h abgelassen wird.
Textabbildung Bd. 295, S. 132
Fig. 11.Zinkdestillirofen von Brackelsberg.
Die Kühlkörper f bestehen aus gusseisernen Platten i, in welche ∪-förmige Rohre i1, durch welche beim Betriebe des Ofens
Wasser circulirt, eingegossen sind. Um die Verdichtung des Zinks allmählich zu
bewirken, und dasselbe flüssig und nicht in Form von Zinkstaub zu erhalten, sind die
Stäbe i mit einer Chamotteschicht i2 versehen. Die Menge
des Kühlwassers kann durch Hähne regulirt werden. K2 und K3 sind Gewölbe zur Kühlung der Ofensohle.
Der Kanal K1 führt die
Gase in den Generator eines zweiten Ofens, um die in diesem Ofen aufgestellten
Briquettes zu trocknen, und dann unter die Kessel oder zu den Röstöfen u.s.w. Die
Führung der Abgase durch einen frisch gefüllten Ofen bezweckt die Ablagerung etwa
mitgerissenen Zinks in den Kanälen d.
Bei der Ausführung des Verfahrens werden geschwefelte Erze erst durch Rösten in
oxydische übergeführt und dann in einer Mischmaschine oder einem Kollergang innig
mit Reductionsmitteln (Anthracitkohle, Koksasche u.s.w.) gemischt oder vermählen,
hierauf mittels einer Briquettepresse zu Stücken a
(Fig. 11) geformt und dann mit Kohlenbriquettes
b oder mit Koks in den Raum M des bei der Wand e geöffneten Ofens so
eingesetzt, dass Kanäle d entstehen, welche mit den in
der Sohle des Ofens ausgesparten Kanälen d1 correspondiren. Wenn der Ofen gefüllt ist, wird
die Wand e luftdicht aufgemauert und mit Lehm u.s.w.
verschmiert. Der Generator wird alsdann angeheizt, durch Zuführung von Luft und
Dampf Generatorgas gebildet und durch Einführung von Luft durch die Oeffnungen
J der ganze Muffelraum M zunächst auf Rothglut gebracht und dann durch schärfere Luftzufuhr die
Hitze so weit gesteigert, dass das Zink abdestillirt. Dabei fritten eisenhaltige
Erze durch die Bildung von Eisenoxyduloxyd zusammen. Die Kühlung der Gase im
Condensator K wird so geleitet, dass in dem unteren
Theil desselben dunkle Rothglut herrscht, bei welcher sich der Zinkdampf condensirt,
und das Zink in der Mulde g1 flüssig bleibt. Die Zuführung der Luft durch die Oeffnungen J hat so zu erfolgen, dass im Inneren des Raumes M die Verbrennung der Briquettes b nur zu Kohlenoxyd und nicht zu Kohlensäure
stattfindet, was durch die Untersuchung der Abgase leicht constatirt werden kann.
Die Durchsetzung der Erzbriquettes mit Kohlenbriquettes oder mit Koks hat den Zweck,
sowohl in dem Raum M, als auch in dem Raum K stets ein stark reducirendes Gas zu haben und etwa
gebildete Kohlensäure durch die glühende Kohle oder den glühenden Koks zu Kohlenoxyd
zu desoxydiren.
Da die Destillation und nahezu vollständige Entfernung des Zinks (bis zu 0,5 Proc.)
schon bei einer Temperatur vor sich geht, die unterhalb des Schmelzpunktes von
Eisenoxyduloxyd liegt, so empfiehlt es sich, die Temperatur nicht bis zur
vollständigen Schmelzung zu treiben und so zu reguliren, dass nur ein
Zusammenfritten stattfindet. Erforderlich aber ist, dass in dem Ofen während des
ganzen Processes ein stark reducirendes Gas (Kohlenoxyd) bezieh. der zur Bildung
desselben erforderliche Kohlenstoff vorhanden ist (D. R. P. Kl. 40 Nr. 75090 vom 27.
August 1893).
Textabbildung Bd. 295, S. 133
Fig. 12.Muffelofen von Nolte und Benninghoven.
Ernst Nolte in Dortmund und Fritz Benninghoven in Iserlohn ordnen bei Muffelöfen mit mehreren über
einander liegenden Retorten und darunter befindlicher Generatorfeuerung behufs
gleichmässiger Beheizung der Retorten zwischen Retortenraum E und Generatorraum A ein Gewölbe G an (Fig. 12), in
dessen Seiten Wandungen zwei Reihen von dicht neben einander stehenden schmalen
Brenneröffnungen B vorgesehen sind. Die secundäre
Verbrennungsluft tritt durch die Kanäle F, D und C zu den Generatorgasen, und die sich bildenden Flammen
können sich in Folge der seitlichen Richtung der Kanäle B frei entwickeln und die von Trägern T
getragenen Muffeln M
allseitig umspülen (D. R. P. Kl. 40 Nr. 68914 vom 8. October 1891).
Textabbildung Bd. 295, S. 133
Zinkofen von Francisci.
Der neue Muffelofen (Fig.
13 und 14)
zum Destilliren von Zink von Carl Francisci in
Schweidnitz bezweckt vor allem, das Beschicken und Entleeren der Muffeln zu
erleichtern, a a a sind gewölbeförmig construirte
Muffeln, welche sowohl auf der Vorder- als auch auf der Hinterseite des Ofens (Fig. 14) mit zwei Räumen
h und n in Verbindung
stehen. Von diesen dient der Raum h, in welchen die
Vorlagen i einmünden, zum Auffangen der während der
Destillation aus den Muffeln a austretenden Gase und
Dämpfe, die, soweit sie nicht in dem Raum h verdichtet
werden, durch den Kanal s in eine
Condensationsvorrichtung geleitet werden. An der Rückseite stehen die Muffeln mit
dem Raum n in Verbindung, der durch die Wände m in drei durch Schieber o
von einander abtrennbare Theile getheilt ist. In der Rückwand sind in der Höhe der
Muffeln a verschliessbare Oeffnungen vorgesehen, durch
welche die Muffeln beschickt und entleert werden können. Beides geschieht in sehr
bequemer Weise. Sollen die Muffeln beschickt werden, so werden die Oeffnungen m durch die Schieber o
verschlossen und nun die Beschickung in die Muffeln eingeschoben, während man beim
Entleeren derselben die Schieber o öffnet, worauf
mittels Kratzer die Muffelrückstände herausgezogen werden und durch die
Durchbrechungen m1 in
den Aschenfall p fallen. Währenddessen werden durch den
Kanal r, der mit einer geeigneten Absaugevorrichtung
verbunden ist, die giftigen Gase der Rückstände abgesaugt, so dass das sonst so
beschwerliche Entleeren der Muffeln hier ohne jegliche Belästigung und Gefährdung
der Arbeiter vorgenommen werden kann.
Die Heizung erfolgt durch die Feuerung b, deren
Feuergase Decke und Sohle, sowie zwei Seiten wände der Muffeln umspülen und dann
durch den Kanal g zum Schornstein abgeführt werden (D.
R. P. Kl. 40 Nr. 76285 vom 10. December 1893).
Um eine möglichst vollständige Condensation der Zinkdämpfe zu bewirken, verbinden
verw. Frau Maria Gallus in Glatz und Fräulein Hedwig Reinhold in Breslau die Vorlage a (Fig. 15) an
Zinkdestillirmuffeln mit einem aus zwei in einander geschobenen Theilen h und g bestehenden
Ballon. Der Theil g, in welchen die aus der Vorlage a austretenden Gase und Dämpfe zunächst gelangen, sitzt
in dem äusseren Ballon h und ragt mit seinem konisch
auslaufenden Ende bis in den vorderen Theil derselben. Der äussere Ballon h besitzt eine Oeffnung i,
aus welcher die gasförmigen Destillationsproducte nach dem Passiren durch den Theil
h in das Vorgewölbe k
eintreten. Der
Ballontheil h ist durch eine Kapsel l verschlossen, nach deren Entfernen der im Ballon
niedergeschlagene Zinkstaub leicht entfernt werden kann (D. R. P. Kl. 40 Nr. 65656
vom 3. October 1891).
Textabbildung Bd. 295, S. 134
Fig. 15.Condensation der Zinkdämpfe von Gallus und Reinhold.
Leo Lynen in London ersetzt an Zinkdestilliröfen die
Einzelvorlagen durch eine mit besonderen Heiz- bezieh. Kühlvorrichtungen
ausgestattete gemeinsame Condensationskammer, in welche die gasförmigen
Destillationsproducte sämmtlicher Muffeln je eines Zinkdestillirofens geleitet
werden. Diese Anordnung soll die mannigfachen Fehler und Uebelstände, welche dem
bisherigen Destillirverfahren, wobei jede Muffel mit Vorlage und Allonge oder Tüte
versehen ist, anhaften, beseitigen. Es ist bekannt, dass die Menge des gewonnenen
Zinkes ganz wesentlich davon abhängig ist, dass die Vorlage auf einer ganz
bestimmten Temperatur, bei welcher die Condensation der Zinkdämpfe zu metallischem
Zink vor sich gehen kann, constant erhalten bleibt. Die Grenzen, innerhalb welcher
dieser Vorgang nur stattfinden kann, sind eng gezogen und liegen zwischen 420 bis
550° C.; denn unterhalb dieser Temperatur geht die Condensation des Zinkes zu rasch
vor sich, so dass nur Zinkstaub erhalten wird, oberhalb derselben wird überhaupt
kein Zink in der Vorlage condensirt. Es ist nun ausserordentlich schwer, wenn nicht
unmöglich, sämmtliche Vorlagen eines Ofens derartig genau zu reguliren, dass sich
die Temperatur derselben innerhalb der genannten Grenzen halte, mit anderen Worten,
es werden Zinkverluste, und zwar oft recht erhebliche Zinkverluste, bei Benutzung
von Einzelvorlagen unvermeidlich sein.
Diesem Uebelstand sucht Lynen dadurch zu begegnen, dass
er statt der vielen Vorlagen nur eine einzige für jeden Ofen anordnet, in die
sämmtliche Muffeln ihre gasförmigen Destillationsproducte abführen. Die Verbindung
der Muffeln mit dieser gemeinsamen Condensationskammer geschieht in einfachster
Weise dadurch, dass in der Längsachse des Ofens ein Kanal vorgesehen ist, in welchen
die auf beiden Seiten desselben liegenden Muffeln einmünden. Die andere Seite – die
Beschickungsseite der Muffeln – ragt beiderseits aus der Ofenwand heraus, so dass
das Beschicken und Entleeren derselben gleichfalls sehr bequem erfolgen kann.
Der vorerwähnte Kanal, in welchen die Muffeln mit ihrem offenen Ende einmünden, führt
in die am einen Ofenende gelegene Condensationskammer. Dieselbe ist an ihrem
vorderen Ende mit einem Sumpf und Stichloch versehen, um das condensirte Zink
abstechen zu können. An den Condensationsraum schliesst sich eine Staubkammer an, um
die letzten Spuren von Zink aufzufangen, und an diese der Kamin oder eine sonstige
Absaugevorrichtung.
Um nun die für die vollständige und richtige Condensation der Zinkdämpfe
erforderliche Temperatur stets mit Sicherheit in der Condensationskammer einhalten
zu können, wird dieselbe von einem System von Rohren durchzogen, durch welche bei zu
hoher Temperatur der Condenskammer Wasser oder kalte Luft, hingegen bei zu
niedriger Temperatur erwärmte Luft geleitet wird. Ausserdem hat es Lynen für eine gute Condensation sehr zweckmässig
gefunden, stets einen Theil des bereits condensirten Zinkes in der Kammer zu lassen,
da das Zinkbad nicht allein automatisch die Temperatur der Kammer regelt, sondern
auch durch Oberflächenattraction günstig auf die Condensation der Zinkdämpfe
einwirkt und schliesslich eine vollständige Saigerung des Bleies bewirkt.
Das Beschicken und Entleeren der Muffeln, welches schon durch den Fortfall der
Vorlage erleichtert ist, wird ausserdem noch dadurch erleichtert, dass die
Beschickung in einer Hülse aus mit Wasserglas imprägnirten Pappdeckeln vom
Querschnitt der Muffel in letztere eingeschoben wird. Diese Hülsen verkohlen in der
Muffel und schützen die Wandungen derselben vor der Schlacke, deren Ausräumen sie
erleichtern (D. R. P. Kl. 40 Nr. 77556 vom 23. August 1893).
Der Tiegelschmelzofen von Joseph Patrick in Frankfurt a.
M. bezweckt, Zink oder andere leicht flüchtige Metalle ohne Metallverluste zu
schmelzen.
Textabbildung Bd. 295, S. 134
Fig. 16.Tiegelschmelzofen von Patrick.
Auf einem feuerfesten Block b (Fig. 16), der unmittelbar auf dem Rost c
aufsitzt, ruht der Schmelztiegel a. Auf diesem Tiegel
ist ein Füllrohr d, welches mit den üblichen Oeffnungen
e für die Stichflamme versehen ist, aufgesetzt.
Ueber dem Füllrohr d sitzt eine mit einer Anzahl
Oeffnungen f versehene Platte g aus feuerfestem Material. Unterhalb des Rostes c befindet sich die zum Einlassen der Gebläseluft bestimmte Oeffnung i. k ist die Beschickungsöffnung im oberen Theil des
Ofens. Die Platte g ist die Regulirplatte, und wird der
beabsichtigte Zweck, die Stichflammen, welche durch das in dem Füllrohr d befindliche Schmelzgut streichen, zu reguliren,
einfach durch Schliessen oder Oeffnen einer mehr oder weniger grossen Anzahl der
Oeffnungen f erreicht.
Ist in dem zu schmelzenden Metall wenig oder gar kein Zink bezieh. ein anderes, bei
grosser Hitze sich leicht verflüchtigendes Metall, so werden die Oeffnungen f der Platte g sämmtlich
vollständig geschlossen. Der ganze Zug geht dann durch die Stichflammenöffnungen e und entweicht durch die Oeffnung l nach dem Schornstein zu. Bei grösserem Zinkgehalt des Metalles werden
die Oeffnungen f mehr oder weniger geöffnet, so dass
der Zug mehr oder weniger von den Stichflammenöffnungen e ferngehalten und an der Aussenseite des Rohres d vorbei durch die Oeffnungen f hindurch
direct zum Schornstein geleitet wird.
Soll reines Zink oder ein anderes bei grosser Hitze sich leicht verflüchtigendes
Metall geschmolzen werden, so verschliesst man die Stichflammenöffnungen e bezieh. verwendet ein Rohr ohne solche Oeffnungen und
öffnet sämmtliche Oeffnungen f der Regulirplatte g.
Ist alles Metall geschmolzen bezieh. der Tiegel a
gefüllt, so wird zunächst die Platte g entfernt, dann
das Rohr d abgenommen und hierauf der Tiegel a in bekannter Weise in die Höhe gezogen.
Ausser dem wichtigen Zwecke der Stichflammenregulirung dient die Platte g auch noch anderen Zwecken. So bietet sie dem
Arbeiter, welcher die Beschickungsöffnung k öffnet, um
neues Schmelzgut in den Ofen einzuschütten, Schutz gegen die ausströmende
Weissgluthitze und verhindert zugleich eine zu starke Wärmeausströmung (D. R. P. Kl.
40 Nr. 63657 vom 23. August 1891).
(Fortsetzung folgt.)