146061. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cink előállítására nagyolvasztókban
o Megjelent: 1960. január 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.061. SZÁM 40. a. 18-51. OSZTÁLY - NA-541. ALAPSZÁM Eljárás cink előállítására nagyolvasztókban The National Smelting Company Ltd., London A bejelentés napja: 1958. július 31. A találmány cinktartalmú anyagok kohósítására vonatkozik nagyolvasztókban, közelebbről pedig javításokat tartalmaz oxidos, cinket szolgáltató anyagok kohósítására koksszal. A találmány egyik célja, hogy a cink kinyerésének hatásfokát javítsuk azáltal, hogy a kemencéből megcsapolt salak összetételét szabályozzuk. Egy bizonyos salakösszetételnél, melyet régebben alkalmasnak találtak kevés, vagy semmi ólmot nem 'tartalmazó cinket szolgáltató anyagok, vagy pedig cink- és ólomtartalmú anyagok kohósításához, a megömlött salakban a vasoxid (FeO). a kalciumoxid és sziliciumdioxid mennyiségei kb. úgy aranylottak, mint 1,0:1,5:1,5. Effajta jellegzetes salak mintegy 21% FeO, 32% CaO, 32% SiQ2 és 15% egyéb fémoxid, mint cinkoxid, ulumíniumoxid, mangánoxid, magnéziumoxid stb. tartalmú. A nem vas fémkohászatban adódó mindenféle vastartalmú salakban van bizonyos menynyiségű ferrioxid; e leírásban, miként az a szakmában szokásos, a salakban levő vasoxidtartalmat FeO-ra számítjuk. A találmány célja, hogy a cink és adott esetben az ólom kinyerésének hatásfokát cinket szolgáltató, továbbá cink- és ólomtartalmú anyagokat kohósító nagyolvasztókban növeljük és a találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha a viszonylag nagy mennyiségű vasat tartalmazó, cinktartalmú kemencetöltetben a vasoxid, kalciumoxid és sziliciumdioxid viszonylagos mennyiségét szabályozzuk, a töltetben levő salakképző anyag mennyiségét és az ennek megfelelően képződött salak súlyát lényegesen csökkenthetjük, mimellett a salak cinktartalma kielégítően alacsony marad. A salak összetétele olyan határértékek között mozog, melyeket eddig kohóknál sem cink, sem ólom kohósításánál nem használtak. Ugyancsak megállapítottuk, hogy ha a cinket szolgáltató anyag ólmot tartalmaz, a fenti határok között mozgó összetételű salak megjavítja a cinkgőzök lecsapódását és ezért még olyan cink- és ólomtartalmú anyagoknál is előnyös, amelyek nem tartalmaznak nagy mennyiségű vasat és ennélfogva nagyobb mennyiségű salakképző anyagot kell a kemencetöltetbe adagolni. A találmány kiterjed a kemencéből lecsapolt salak összetételének szabályozására, amit a kemencetöltetbe adagolt salakképző oxidok beállításával érünk el. Az effajta salak nagyszámú összetevőt tartalmaz a szokásosan használt anyagoknál, melyeket nagyolvasztókban kohósítanak. A salak tulajdonságait főként a fő összetevők, vagyis a vasoxid, kalciumoxid és sziliciumdioxid viszonylagos mennyiségei határozzák meg és bizonyos figyelemmel kell lennünk még az alumíniumoxid tartalomra. Egyéb, kisebb mennyiségben jelenlevő oxidok, mint mangán- és, magnéziumoxid stb. rendszerint kisebb fontosságúak. A találmány szerinti salakot a viszonylag magas, vasoxid tartalma jellemzi. A FeO tartalom előnyösen 45 és 62% között van, a CaO 10—10%, a Si02 15—22%, és az A1 2 0 3 1—15%, rendszerint 3—7%. A maradék rendszerint kisebb fontosságú egyéb oxid. Gyakorlati szempontból azonban jobb, ha a salak összetételét a fentebb megadott fő-összetevőkre vonatkoztatott viszonylagos mennyiségekkel adjuk meg. A találmány szerinti eljárásnál a fizika-kémiai mechanizmus magyarázata szempontjából a salak-összetételre jellemző az a körülmény, hogy ha a megömlött salakot hűtjük, az elsődlegesen kivált szilárd fázis vasoxidot tartalmaz és nem tartalmaz, sziliciumdioxidot. Ez a primer fázis vagy wüstit (nem sztöchiometrikus FeO) vagy hercinit (ferroaluminát •— FeAl2 0 4 ) lehet. A salak további jellemzője a viszonylagosan magas olvadáspontja. Cink nagyolvasztókban való kohósításánál kívánatos, hogy a cinket lehetőleg teljesen kiküszöböljük a salakból anélkül, hogy a vasoxidot redukálnánk avégett, hogy magas olvadáspontú fémvasat kapjunk és anélkül, hogy túlságosan megnövelnénk az előállított cinkre felhasznált koksz viszonylagos mennyiségét. Ügy találtuk, hogy ezt a célt legjobban akkor érhetjük el, ha a salak olvadáspontja magas. Közelebbről az a kritérium, hogy az a hőmérséklet, melynél a Salak legnagyobb, de nem teljes mennyisége megömlik, magas legyen. A teljes megömlés hőmérsékletét általában a megömlött salaknak az alá a hőmérséklet alá való hűtése szabja meg, melynél a cseppfolyós salaktól különböző összetételű szilárd
