146061. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cink előállítására nagyolvasztókban

2 146.061 fázis keletkezik. Ha a képződött szilárd fázis öszszetétele nem nagyon különbözik a folyékony salakétól, további kismértékű hőmérsékletcsökkentéssel tekintélyes mennyiségű szilárd fázis képződését érjük el. Amennyiben a képződött salak viszonylag kis mennyiségű alumíniumoxidot tartalmaz, vagyis ha annak mennyisége nem haladja meg a kb. 8—10% értéket, az elsődlegesen kivált szilárd wüstit, amely a folyékony salak uralkodó összetevője, úgyhogy a teljes megömlés hőmérséklete megfelelő kritérium. Olyan salakoknál, melyeknél az alumíniumoxid tartalom valamivel magasabb, az elsődlegesen kivált fázis hercinit (FeAl'204) lehet, mely alumíniumoxidot fő összetevőjeként tartalmazza, jóllehet az alumíniumoxidva salaknak csak kisebb összetevőjét alkotja, Ha az alá a hőmérséklet alá hűtjük, melynél a hercinit először kezd kiválni, csupán további kis mennyiségű effajta fázis válik ki, egészen amíg azt a pontot el nem érjük, melynél a wüstit kezd megszilárdulni és azután további hűtéssel gyorsan képződik tekintélyes mennyiségű wüstit. A találmány szerinti eljárás szempontjából az a hőmérséklet, melynél a wüstit kezd kiválni, fontos kritérium, hogy meghatározzuk azt a legmagasabb hőmérsékletet, melynél a salakot ténylegesen érintkezésbe hozzuk a kemence salakgyűjtő terénél (hearth-nél) a redukáló gázokkal. Minél magasabb a hőmérséklet, annál teljesebb mértékben tudjuk a cinket a salakból kiküszöbölni. A salak viselkedését a cinket kohósító nagyolvasztóban azzal magyarázhatjuk, ha egyébként az egyéb feltételek állandóak maradnak, hogy a salakban visszamaradó cink mennyiségét főként a salak olvadáspontja határozza meg. Ezenkívül a cinkoxid jelenléte a salakban az olvadáspontot csökkenti a megfelelő cinkmentes salakhoz viszonyítva. Így a tényleges olvadáspont az, melynél a wüstit kezd kiválni, úgy, ahogy azt fentebb elmagyaráztuk. A salak összetételét közvetlenül csupán csak a' cinkoxidtól különböző egyéb összetevőiben szabályozhatjuk be és ez elsődlegesen meghatározza a megfelelő cinkmentes salak összetételét. Minél alacsonyabb a cinkmentes salak olvadáspontja, a ténylegesen termelt salak annál több cinkoxidot tartalmaz és ez oknál fogva annál alacsonyabb a tényleges salak olvadáspontja a cinkmentes salakéhoz viszonyítva. Ennek következtében, ha a cinkmentes salak olvadáspontja magas, pl. 1280 C°, a ténylegesen képződött salak csak kis mennyiségű cinket tartalmaz és az olvadáspontja nincs nagyon az 1280 C° alatt. Amilyen mértékben a cinkmehtes salak olvadáspontja csökken, oly mértékben csökken a tényleges salak olvadáspontja a cinkoxid zárványok folytán, úgyhogy végül is olyan ponthoz érünk, melynél további cinkoxid feloldódása a salakban annak olvadáspontját oly mértékben csökkenti, hogy a salaknak növeli azt a képességét, hogy ezt a külön cinkoxidot oldatban tartsa, midőn az a redukáló gázokkal érintkezik. Ez oknál fogva, ha a cinkmentes salak olvadáspontja bizonyos kritikus pont alá csökken, a képződött salak cinktartalma gyorsan nagy értékre nő. Ez a kritikus pont kb. 1200 C° körül mozog. A találmány egyik jellemzője abban van, hogy a fő salakképző összetevők (FeO, CaO, Si02

) a nagyolvasztó töltetében oly arányban vannak jelen, hogy azok oly salakot képeznek, melynek olvadáspontja cink távollétében (vagyis a megfelelő cinkmentes salaknak) legalább 1200 C°, azonban nem haladja meg az 1320 C fokot és célszerűen 1240—1280 C° tartományban fekszik. Ha a cinkkohóba beadagolt nyersanyagban csupán kis mennyiségű ólom van jelen, annak egész mennyisége elpárolog. Ha nagy mennyiségű ólom van jelen, akkor a nagyolvasztó aljáról a salakkal együtt bizonyos mennyiségű megömlött fém ólmot távolítunk el. A kemence alsóbb övezeteiben az uralkodó nagy hőmérsékleteknél az ólom a kénvegyületekkel, mint pl. vasszulfiddal reagál és ólomszulfid gőzt képez. Ha a kemence töltete csupán kis mennyiségű vasat tartalmaz, ez ólomszulfid gőzök egy része a kemencegázokkal távozik, mely a cinkgőzökkel reagálva cinkszulfídot képez, minek következtében cink-veszteségek és lecsapatási nehézségek adódnak. A találmány szerinti vasoxidban gazdag salak viszonylag nagymértékben oldja a vasszulfidot és ezért kisebb a hajlama ólomszulfid képzésére, mintegy 1300 C° salakhőmérsékleteknél. Az ilyen ólomszulfid gőz amint képződött a kemencén felfelé halad, a magas hőmérsékletű salak hőmérsékletről mintegy 1150 C°-ra lehűl és az ólomszulfid vasoxiddal, szénmonoxiddal reagál, amikor is fémólorngőz, széndioxid és vasszulfid képződik, mely utóbbi később a vasoxidban dús salakban könnyen feloldódik. Amint azt már fentebb megemlítettük, gyakran célszerű, hogy a töltetbe valamennyi salakképző anyagot bekebelezzük, mielőtt azt zsugorítjuk. Abban az esetben, ha a cinket szolgáltató anyag ólom-cinkszulfid koncentrátum és ezt zsugorító pörkölésnek vetjük alá, nagy mennyiségű mészkővel, mely az iparban eddig használatos magas mésztartalmú salak képzéséhez szükséges, nehéz a ként teljesen kiküszöbölni, mert a maradék kén nagyrészt kalciumszulfátként van megkötve. Ügy találtuk, hogy ha cink-ólom koncentrátumot a találmány értelmében a salakképzéshez szükségelt viszonylag kis mennyiségű mészkővel zsugorításig pörkölünk, a ként majdnem teljesen kiküszöbölhetjük. Ebben az esetben a találmány értelmében ahhoz az előbb említett előnyhöz, mely szerint a kemencébe juttatott ként nagymértékben megakadályozzuk, hogy az a kemencegázokkal mint ólomszulfid távozzék, az a további előny is járul, hogy a kemencébe kisebb mennyiségű ként viszünk be, mint bármelyik régebbi eljárásnál. A találmány szerinti salakösszetétel határait, melynél a vasoxid az uralkodó összetevő, a mellékelt rajzon feltüntetett grafikonnal szemléltethetjük, ahol is az 1. ábra a találmány szerinti salakösszetétel tartományát mutatja, ha a salakban 5%-nál kisebb mennyiségű AI2O3 van jelen. A 2. ábra azt a csökkentett tartományt mutatja, ha a salak 10% Al203-t tartalmaz. A 3. ábra azt a csökkentett tartományt mutatja, ha a salak 15% Al203-t tartalmaz. Az ábrák sokszögű térületéi mutatják azt a tartományt, amelyen belül az (1) kalciumoxidnak és (2) sziliciumoxidnak a vasoxidhoz súlyrészekben kifejezett viszonyszámai fekszenek olyan salakok-