DED0012110MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 13. Mai 1938 Bekanntgemacht am 9. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überführung von flüssigen bzw. verflüssigten, insbesondere schmelzflüssigen Stoffen und Stoffgemischen, wie Metallen, Metallegierungen, metallurgischen Zwischenprodukten und Abfallprodukten, schmelzbaren Verbindungen, schmelzbaren Naturprodukten und anderen Stoffen, in feinverteilte Form.

Für die Verarbeitung gemäß Erfindung kommen

ίο z. B. edle bzw. edlere Metalle, wie Gold, Silber, Kupfer u. dgl., weniger edle Metalle, wie Eisen, Nickel, Blei, Aluminium, Magnesium, Natrium, ferner die verschiedensten Legierungen, insbesondere auch sogenanntes Scheidgut, in Betracht. Von erfindungsgemäß zu verarbeitenden schmelzbaren ■ Metallverbindungen ist beispielsweise Bleiglätte, Natriumhydroxyd, Zinkchlorid, Zinnchlorid, Ammoniumnitrat, Naphthalin genannt. Als metallurgische Zwischenprodukte kommen unter anderem Roh- oder Werkmetalle, Glätten, Steine, Speisen, ao als weitere Ausgangsstoffe ζ. Β. schmelzflüssige Schlacken u. dgl. in Betracht.

Die Überführung der ,flüssigen Ausgangsstoffe in feinverteilte Form erfolgt erfindungsgemäß derart, daß der flüssige Stoff auf einen schnell umlaufenden Körper, z. B. eine schnell umlaufende Scheibe, geleitet, hierbei der Einwirkung der Fliehkraft unterworfen und gleichzeitig einer vorzugsweise zur Auftreffrichtung auf den umlaufenden Körper etwa quer gerichteten Schlagwirkung ausgesetzt wird. Dabei werden die durch die Schlagwirkung entstehenden Stofft.eilchen gleichzeitig abgekühlt bzw. abgeschreckt. Dies kann etwa derart erfolgen, daß Kühlflüssigkeit auf die Scheibe

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aufgebracht und gleichzeitig mit den Stoffen zersprüht wird oder daß kühlend wirkende Gase oder Gasgemische durch die Zerteilungszone geführt werden. Auch eine Kühlung durch gleichzeitige Anwendung von Kühlflüssigkeiten und kühlend wirkenden Gasen oder Gasgemischen kann in gewissen Fällen vorteilhaft sein. Durch die verschiedenen, auf die zu zerteilende Flüssigkeit wirkenden Kräfte, wie Schleuderwirkung und Schlagwirkung

ίο in Verbindung mit dem Einfluß des Aufpralls der flüssigen Masse auf den Drehkörper kann man bei sehr großen Leistungen außerordentliche Wirkungen z. B. mit Bezug auf die Feinheitsgrade der Erzeugnisse erzielen. Hierbei kann man den Vorgang noch weitgehend regeln; z. B. durch die Fallhöhe der auf den Drehkörper geleiteten Flüssigkeit und den dadurch bedingten, mehr oder weniger heftigen Aufprall, durch die Umlaufgeschwindigkeit des Drehkörpers und die Art der 'Schlagwirkung.

Zur Durchführung des Verfahrens kann man Drehkörper verwenden, welche mit Unebenheiten, z. B. Erhöhungen oder Vertiefungen, derart versehen sind, daß die auf den Drehkörper auftreffende Flüssigkeit bzw. die daraus entstehenden Teilchen den gewünschten Schlagwirkungen unterworfen werden.

Man kann z. B. Scheiben verwenden, die mit Leisten oder Rippen oder Rillen versehen sind, die

z. B. in radialer Richtung oder auch schräg hierzu verlaufen können. Die Leisten u. dgl. können z. B. einen geraden Verlauf aufweisen oder auch andersartig, z. B. etwa schaufeiförmig ausgebildet sein, um die auftreffenden Masseteilchen in eine bestimmte Richtung zu schleudern. Durch die Gestaltung der die Schlagwirkung ausübenden Teile, wie Leisten u. dgl., kann man noch Sonderwirkungen erzielen. Die Leisten, Rippen od. dgl. können z. B. scharfkantig oder teilweise abgerundet ausgebildet werden. Sie können z. B. einen recht-. eckigen, dreieckigen oder unterschnitttenen Querschnitt aufweisen. Die Schlagteile können fortlaufend ausgebildet sein oder z. B. unterbrochen und derart gegeneinander versetzt sein, daß die Masseteilchen, welche eine Unterbrechung passiert haben, von dem nächsten Schlagteil erfaßt werden.

Man kann die Oberfläche der Drehkörper auch

mit verschiedenartigen Erhöhungen, wie Zacken, Schneiden u. dgl., versehen, so daß die auftretenden Masseteilchen auf ihrem Wege von der Mitte des Drehkörpers zu dem Außenumfang von einer Erhöhung gegen eine andere, von dieser wieder gegen eine andere geschleudert werden usw., bis sie schließlich in feinverteiltem Zustand abgeschleudert werden.

Bei Anordnung und Ausbildung der Schlagteile, wie Rippen, Rillen u. dgl., hat man darauf zu achten, daß die auftreffenden .Masseteilchen abschleudert werden Und sich nicht etwa zwischen den Schlagteilen, z. B. Rillen, ansammeln und z. B. infolge von Erstarrungsvorgängen festsetzen.

Nach einer Ausführüngsform der. Erfindung werden die umlaufenden Körper mit Durchbrechungen versehen, deren Wäride infolge der hohen Umlaufgeschwindigkeit heftige Schlagwirkungen auf die in die Durchbrechungen eintretenden Masseteilchen ausüben. Je nach Anordnung und Gestaltung der Durchbrechungen ist man. in der Lage, die einfallenden Masseteilchen durch Schlagwirkung nach oben oder nach unten oder nach beiden Richtungen hin weiterzusehleudern.

Mit Vorteil kann man die Drehkörper mit Schlagarmen, wie z. B. Rippen oder Leisten und außerdem noch mit Durchbrechungen der eben beschriebenen Art versehen. Auch hierbei können z. B. die Rippen oder Leisten Unterbrechungen u. dgl. aufweisen. In allen Fällen sind die Anordnungen so zu treffen, daß Gewähr dafür gegeben ist, daß die Masseteilchen einen oder mehrere quer gerichtete Schläge erhalten.

Die ■ Ausbildung des Drehkörpers kann z. B. auch derart sein, daß er auf einer gewissen radialen Breite lediglich aus einzelnen Schlagarmen besteht, die so dicht aneinandergesetzt sind, daß die Flüssigkeit bzw. die darauf entstandenen Teilchen unter allen Umständen Schlagwirkungen erhalten und nicht etwa unbeeinflußt durch die Zwischenräume durchfallen können.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.

Fig. ι zeigt eine Aufsicht auf einen scheibenartigen Drehkörper 1, der mit Leisten 2 versehen ist, die radial zur Mitte gerichtet sind.

In Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Aufsicht auf einen Drehkörper dargestellt, dessen Leisten 3 schräg verlaufen. Der Abstand der Leisten voneinander kann beliebig gehalten werden und richtet sich danach, mit welcher Umlaufzahl der Drehkörper betrieben wird.

In Fig. 3 sind schematisch zwei weitere Anordnungen der Leisten dargestellt; auf der rechten Seite des Drehkörpers sind Leisten, Rippen od. dgl. schematisch veranschaulicht, die unterbrochen sind und bei denen an den unterbrochenen Stellen, etwas versetzt, weitere Rippen od. dgl. angeordnet sind, so-daß die durch die Unterbrechungen hindurchgehenden Masseteilchen von der zurückliegenden Rippe oder Leiste getroffen werden. Die linke Seite der Fig. 3 veranschaulicht Rippen oder Leisten 4 auf dem Drehkörper, die schaufelartig ausgebildet sind.

In der Fig. 4 sind einige Querschnittsformen der Rippen oder Leisten dargestellt. Vorzugsweise sind die Leisten scharfkantig ausgebildet, damit sie messerartig wirken können. Die Querschnitte können rechteckig, trapezförmig oder gewölbt sein.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel im Querschnitt für einen Drehkörper, dessen Oberfläche mit einzelnen im Querschnitt dreieckförmigen Zacken od. dgl. besetzt ist.

Fig. 6 veranschaulicht einen Drehkörper 11, auf dem einzelne Durchbrechungen 12 im regel- oder unregelmäßigen Abstand vorgesehen sind.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch den Drehkörper mit Durchbrechungen. Der Drehkörper ist hierbei so stark zu machen, daß beim Durchfallen

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der Masseteilchen durch die Durchbrechungen diese Teilchen auf jeden Fall von der entsprechenden Durchbrechungswand getroffen werden, wodurch sie einen seitlichen ,Schlag erhalten. Neben diesen Unterbrechungen können auch noch Erhöhungen 13 auf dsm Drehkörper vorgesehen werden.

Bei Durchführung des Verfahrens mit Hilfe von Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art ist es, wie bereits oben erwähnt, wesentlich, dafür Sorge zu tragen, daß ein Festsetzen von Teilchen an dem Drehkörper vermieden wird. Es hat sich nun gezeigt, daß man derartigen Nachteilen in ausgezeichneter Weise entgegenwirken kann, wenn man, gleichzeitig mit den zu zerteilenden Schmelzen u. dgl., Flüssigkeiten, wie ζ. B. Wasser, Alkohol u. dgl., auf die Scheibe aufbringt. Derartige Flüssigkeiten wirken außer als Kühlmittel gewissermaßen auch als Gleit- oderSchmiermittel Und verhindern ein Festsetzen oder Verbacken von Teilchen an dem Drehkörper. Man kann z.B. derart verfahren, daß man schmelzflüssiges Material, z. B. eine metallische Schmelze, in einem Strahl oder mehreren Strahlen auf die umlaufende Scheibe auffließen läßt und gleichzeitig Flüssigkeit, z. B. Wasser, etwa durch Aufsprühen, auf die umlaufende Scheibe bringt und sie zusammen mit der Schmelze versprüht.

Bei Verarbeitung von Schmelzen u.dgl. hat es sich weiterhin als wesentlich erwiesen, für rasche Abkühlung der Teilchen Sorge zu tragen. Hierdurch gelingt es unter anderem, Kornvergröberungen durch Wiederzusammentreten feiner Teilchen und Agglomerierungen, wie sie selbst nach bereits eintretender Verfestigung beim Aufprall auf die Behälterwandung vorkommen können, zu vermeiden.

Bei Verwendung von Flüssigkeiten als Gleit- und Schmiermittel dienen diese, wie erwähnt, zugleich als Kühlmedien. Durch Aufbringen geeigneter Flüssigkeiten auf die umlaufende Scheibe wird einerseits die Scheibe gekühlt, andererseits eine Dampfatmosphäre im Zerteilungsraum er-. zeugt. Gegebenenfalls können auch noch die Wandüngen des Zerstäubungsraumes gekühlt und das versprühte Material in Flüssigkeiten aufgefangen werden oder beide Maßnahmen getroffen werden. Durch Aufbringen von Flüssigkeiten auf den Drehkörper und gegebenenfalls dessen explosions artige A-^rerdampfung kann man außerdem noch den Zertei lungs Vorgang günstig beeinflussen.

Man verfährt z.B. derart, daß man die Schmelze, z. B. eine Silber-Kupfer-Legierung, in dünnem Strahl auf die schnell umlaufende, in einen verschließbaren Behälter eingebaute Scheibe laufen läßt, während gleichzeitig Kühlwasser, z. B. mit Hilfe von Düsen, auf die Scheibe gesprüht wird. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft wird die auf die Scheibe auftreffende Schmelze in feine oder feinste Teilchen zerrissen. Je nach Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe, Dicke des Gießstrahles bzw. der Gießstrahlen der Schmelze, Auflaufgeschwindigkeit (Fallhöhe), Viskosität der Schmelze usw. kann man den Vorgang z. B. mit Bezug auf den Feinheitsgrad des Produktes weitgehend regeln. Durch das Aufsprühen von Kühlwasser wird die Zerteilung der Schmelze begünstigt, die Scheibe gekühlt und infolge Verneblung und Zerstäubung des Kühlmediums eine Dampfatmosphäre erzeugt, durch welche die durchfliegenden Teilchen gekühlt werden und ein Ansetzen von Teilchen an den Behälterwänden verhindert wird. In Sonderfällen kann man die Wirkung noch durch Maßnahmen, wie Beregnen und Besprühen des Zerstäubungsraumes mit Kühlwasser, Berieseln der Wandungen u. dgl. verbessern. Der untere Teil des Behälters kann als Wasserbassin ausgebildet sein, in dem die Teilchen aufgefangen und vollends abgeschreckt werden. Das Wasser kann kontinuierlich oder dikontinuierlich abgeführt und durch Frischwasser ersetzt werden.

Bei Verarbeitung von Legierungen der verstehend genannten Art kann man den Zerteihingsvorgang z. B. so regeln, daß das Produkt in Teilchengrößen anfällt, welche praktisch vollständig durch ein Sieb gehen, das mindestens 50 Maschen pro cm² aufweist. Derartiges Material ist außerordentlich leicht aufarbeitbar, z. B. durch Rösten, Herauslösen des Kupfers durch Schwefelsäure und Zugutemachung des Silbers, wobei ein Silber von hohem Reinheitsgrad erhalten wird.

Bei Verarbeitung von Scheidgut hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vor oder nach der Zerteilung der Schmelze Schwefel oder Schwefel enthaltende Stoffe, wie z. B. Sulfide, vorzugsweise in Mengen von etwa 3 bis 10%, zuzufügen. Hierdurch erhält man poröse, spröde, für die Weiterverarbeitung besonders geeignete Produkte.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird durch Leiten eines kühlend wirkenden Gasstromes oder kühlend wirkender Gasströme durch die Zerstäubungszone für möglichst rasche Abkühlung der Teilchen Sorge getragen und gegebenenfalls ein zu rasches Berühren der Teilchen mit festen Flächen verhindert. Der Gasstrom kann dabei auch gleichzeitig zur Kühlung von Apparateteilchen,. insbesondere der umlaufenden Scheibe dienen. Man verfährt vorteilhaft derart, daß man den Gasstrom in der Nähe, gegebenenfalls unmittelbarer Nähe der umlaufenden Scheibe bzw! der Auftreffstelle der Schmelze auf die Scheibe einführt oder daß man durch Einblasen von Kühlgas in die Schmelze bei deren Auftreffen auf die Scheibe oder unmittelbar vorher die zerteilende Wirkung der umlaufenden Scheibe unterstützt. Zur Einführung des Gases in den Zerstäubungsraum bzw. zum Einmischen bzw. zum Blasen von Gas in die Schmelze kann man sich üblicher Vorrichtungen, wie Injektoren, Zerstäuber od. dgl., bedienen. Man kann die umlaufende Scheibe auch noch durch andere Mittel gegen den Angriff der heißen Schmelze schützen, z.B. derart, daß man sie hohl ausbildet und durch eine Hohlwelle Kühlwasser in das Innere der Scheibe einführt.

Besonders gute Wirkungen werden erzielt, wenn man die Kühlung durch vereinigte Anwendung von

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Kühlflüssigkeit und Kühlgas bewirkt, z. B>. derart, daß Kühlflüssigkeit, wie oben beschrieben, auf die umlaufende Scheibe aufgebracht und gleichzeitig mit der Schmelze versprüht wird und außerdem' noch Kühlgas in 'dar vorstehend beschriebenen Weise in den Zerteilungsraum eingeführt wird.

Nach einer Ausführungsform wird der Gasstrom derart und mit solcher Geschwindigkeit durch die Zerstäubungszone geführt, daß nicht nur eine Kühlwirkung ausgeübt wird, sondern gleichzeitig auch das von der Scheibe abgeschleuderte feinverteilte Gut durch den Gasstrom weitergeführt wird. Hierdurch ist es möglich, die Zeitdauer zwischen dem Übergang der Schmelze in feinrverteilteh Zustand und dem Auffangen des feinverteilten Gutes in gewünschter Weise zu erhalten und dadurch eine zu rasche Berührung der Teilchen mit festen Wänden oder ein zu rasches Absetzen 'der Teilchen zu verhindern. Man kann z. B.- -auch so arbeiten, daß die Teilchen oder Teile derselben mit Hilfe des Gasstromes in mit dem Zerstäubungsraum in Verbindung stehende Absetz- bzw. Sammerräume getragen •werden. Hierdurch kann man die Teilchen nach Art der Windrichtung in einzelnen Fraktionen gewinnen.

Als Kühl- und Trägergase kann man z. B. Stickstoff, Kohlensäure, Wasserstoff, Generatorgas, Leuchtgas, Rauchergase u. dgl. verwenden.

Wenn die Ausgangsstoffe bei dem Zerteilungsvorgang chemische Veränderungen nicht erfahren sollen, sind inerte Kühlmittel (Kühlflüssigkeiten und/oder Kühlgase) anzuwenden. So kann man z, B. bei Verarbeitung von Stoffen, z.B. gewissen Metallen oder Legierungen, welche die Neigung haben, mit Wasser zu reagieren, als Kühlflüssigkeit inerte Flüssigkeiten, wie z. B. Benzol u. dgl., verwenden. Das Verfahren kann unter anderem mit Vorteil zur Herstellung von Metallpulvern, z. B. Eisenpulver, verwendet werden. Bei Verarbeitung unedler Metalle empfiehlt sich hierbei, das Zerstäuben in inerter Atmosphäre vorzunehmen.

Die Erfindung gestattet aber auch, die Ausgangsstoffe gleichzeitig mit der Zerteilung in chemischer Hinsicht zu beeinflussen, also z. B. Metalle in gewünschte Metallverbindungen oder angewandte Verbindungen in solche anderer Art überzuführen. Man kann z. B. durch Anwendung einer oxydierenden, z. B. sauerstoffreichen Atmosphäre Metalle bereits während des Zerstäubens in Oxyde überführen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Zerteilungsvorgang in Gegenwart von festen Stoffen, wie Kohlenstaub, Ruß, Salzen, z. B. Alkalichloriden usw., vorgenommen. In diesem Falle empfiehlt es sich, die festen, feinverteilten Stoffe zusammen mit inerten und/oder selbst reaktionsfähigen Gasen oder Gasgemischen, z. B. Luft, in die Zerstäubungszone einzuführen, In gegebenen Fällen kann man auch feste Zusatzstoffe zusammen mit der Schmelze einführen.

Die Arbeitsbedingungen, z. B. mit Bezug auf Temperatur u. dgl., können so gewählt werden, daß gewünschte Umsetzungen ganz oder zum Teil in der Zerstäubungszone stattfinden. Man kann aber auch die Bedingungen so wählen, daß die Zusatzstoffe, z. B. Kohlenstaub, in innige Mischung mit dem zerstäubten Gut, z. B. metallurgischen Zwischenprodukten, gebracht werden und das zerteilte Mischgut alsdann in üblicher Weise, z. B. in Schacht-, Flamm-, Muffelofen, Destillationsretorten usw., veiterverarbeitet wird.

, Erfindungsgemäß in feinverteilten Zustand übergeführte Stoffe, wie Pulver aus Metallen, Legierungen u. dgl., sind unter anderem auch ausgezeichnet geeignet für dieHerstellung von Körpern auf metallkeraimischem Wege.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Überführung von flüssigen bzw. verflüssigten,linsbesonderaschmelzflüssigen Stoffen oder Stoffgemischen in feinverteilte Form, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einen schnell umlaufenden Körper, z. B. eine Scheibe, geleiteten, flüssigen Stoffe hierbei der Einwirkung der Fliehkraft unterworfen, einer vorzugsweise zur Auf treff richtung auf den Körper etwa quergerichteten Schlagwirkung ausgesetzt und die hierbei entstehenden Stoffteilehen zugleich abgekühlt (abgeschreckt) werden, z. B. derart, daß Kühlflüssigkeit auf die Scheibe aufgebracht und gleichzeitig mit den Stoffen zersprüht wird oder derart, daß kühlend wirkende Gase oder Gasgemische durch die Zerteilungszone geführt oder Kühlmaßnahmen beider Art angewendet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem in einem Gehäuse schnell umlaufenden Körper, dessen Oberfläche zur Ausübung der Schlagwirkungen geeignete Unebenheiten, wie Leisten, Rippen, Rillen od. dgl., gegebenenfalls verschiedene derartige Unebenheiten, aufweist.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Körper mit Durchbrechungen ausgerüstet ist, welche die Schlag-'wirkung ausüben und gegebenenfalls außerdem noch weitere Schlag Wirkungen erzeugende Anordnungen, wie Leisten, Rippen od. dgl,, aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Körper auf einem Teil seiner radialen Breite mit radial gerichteten Schlagarmen versehen ist.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 422¹ 222;
österreichische Patentschrift Nr. 135675;
USA.-Patentschrift Nr. 2 010 902.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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