ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические основы процесса и способы производства из "Химия и технология пигментов" В зависимости от исходного сырья и схемы технологического процесса различают способы производства цинковых белил сухие и мокрые. Для получения цинковых белил сухим способом цинк переводят в парообразное состояние, пары цинка окисляют и образовавшуюся окись цинка выделяют из суспензии ее в воздухе. По мокрому способу цинковые белила получают прокаливанием легко диссоциирующих соединений цинка, осажденных из водных растворов цинковых солей. [c.97] Муфельный способ. Сырьем для получения цинковых белил по муфельному способу служит металлический цинк. Это — металл синевато-серого цвета с сильным металлическим блеском и кристаллическим изломом. Его ат. вес 65,37 уд. вес 6,9—7,2 т. пл. 419,4° т. кип. 930° теплота пл. 29,9 ккал теплота испарения 388 ккал (по другим данным 451 ккал) [1]. Нагретый выше 900° цинк сгорает зеленоватым пламенем в окись цинка. Металл, полученный металлургическим методом (марки не ниже Ц-3), содержит 98,7% цинка и до 1,3% примесей, состоящих из 1% свинца и до 0,2% кадмия. Металл, полученный электролитическим способом (марки Ц-0, Ц-1 и Ц-2), содержит до 99,9% цинка и не более 0,1 % примесей. Содержание свинца в таком цинке не превышает 0,05% и кадмия 0,02% (ГОСТ 3640—47). [c.98] В СССР для производства цинковых белил муфельным способом обычно применяют металлургический цинк марки Ц-3 и для получения белил особо высокого качества (по цвету) — электролитический цинк марки Ц-0, Ц-1 и Ц-2. Применение цинка более низкого качества, чем Ц-3, вызывает понижение качества белил вследствие попадания в них окислов металлов, находящихся в цинке в качестве примесей. Применение плоскодонных муфелей дает возможность использовать в качестве сырья для производства цинковых белил цинк, содержащий до 4% примесей, цинковые ломы и даже гартцинк, содержащий цинка только 90%. [c.98] Муфельный способ производства цинковых белил состоит из двух стадий испарения металлического цинка с последующим окислением его паров в окись и выделения образовавшихся белил из суспензии их в воздухе. [c.98] Испарение цинка и окисление его паров производят в печах специальной конструкции, в которых цинк испаряют из муфелей в бескислородной среде, а образовавшиеся пары цинка затем окисляют в окислительных колодцах печи в струе воздуха. Конструкция печи должна предохранять поверхность расплавленного цинка от окисления. Это имеет большое значение для производительности печи, так как чем чище поверхности цинка, тем больше его испаряется при прочих равных условиях. [c.98] На некоторых заводах для испарения цинка применяют овальные муфели. Они имеют в сечении форму эллипса с горизонтально расположенной большой осью. Такая форма муфелей обеспечивает повышение производительности муфеля, так как увеличивает зеркало испарения цинка. Недостатком этих муфелей является их меньшая механическая прочность по сравнению с круглыми. [c.99] Одним из недостатков муфелей с плоским дном является их меньшая прочность по сравнению с круглыми. Для повышения их прочности толщину стенок увеличивают до 25—35 мм, а дна — до 40 мм. Такое утолщение стенок и дна уменьшает их теплопроводность и снижает производительность муфеля. Вторым недостатком муфелей с плоским дном является сложность их конфигурации, вследствие чего их приходится готовить вручную, в то время как круглые муфели можно изготовлять более экономично механическим способом. [c.100] Некоторые зарубежные заводы применяют овальные муфели с вертикально расположенной большой осью (рис. 33). Загрузка таких муфелей производится так же, как и плоскодонных, с тыльной стороны, для чего задняя стенка делается, как и у плоскодонных муфелей, съемной. Пары цинка выходят через круглое отверстие в передней стенке муфеля. Эти муфели обладают многими достоинствами плоскодонных муфелей, но зеркало испарения цинка у них значительно меньше, чем у плоскодонных, и поэтому производительность их при прочих равных условиях меньше, чем плоскодонных. [c.100] Муфели для плавки и испарения цинка подвергаются одновременному воздействию высокой температуры, паров цинка и окиси цинка, и поэтому срок их службы непродолжителен. Изготовленный из хороших материалов муфель должен выдерживать до 20 дней работы. Практически же муфель работает на заводах вследствие форсировки печей от 2 до 7—10 дней. [c.100] В печь ДЛЯ получения белил. Чтобы во время переноски муфели не остывали, печь для обжига муфелей помещают рядом с печью для получения белил. [c.102] Для получения белил в одну печь в зависимости от конструкции устанавливают в один или два ряда 10—20 муфелей. [c.102] На рис. 34 изображена печь с 18 муфелями, расположенными в один ряд. В СССР применяют также печи, в которых муфели расположены в два ряда по 9 муфелей в каждом. Принципиальной разницы между этими двумя типами печей нет, но печи с расположением муфелей в один ряд удобнее обслуживать. В качестве топлива для обогрева печей можно применять уголь, газ или нефть. Чем вьше температура в печи, тем выше производительность последней. Обычно в муфельном пространстве поддерживается температура 1300—1350°, а в муфеле 975—1000°. При такой температуре можно получить белил с одного муфеля до 45 кг1час. [c.102] Пуск печи после остановки, а тем более сложенной заново, следует производить очень осторожно, повышая температуру в печи тем медленнее, чем сильнее охлаждена печь. При неосторожном разогревании печи в ее кладке могут образоваться трещины, нарушающие тепловой режим. Когда температура в печи достигает примерно 800°, топку можно форсировать. По достижении внутри муфелей температуры 90 0° в них загружают через переднее полукруглое отверстие или с тыльной стороны разломанные по длине плитки цинка. Образовавшиеся в муфеле пары цинка выходят через отверстие в передней стенке в окислительный колодец, в котором они окисляются подогретым воздухом. Нагревание воздуха, подаваемого в окислительный колодец, производят, пропуская его через рекуператор или через специальные каналы, заложенные в кладке печи над сводом муфельного пространства. Такие каналы служат как для нагревания воздуха, подаваемого в окислительные колодцы, так и для охлаждения свода печи и предупреждения преждевременного его износа. [c.102] Нагревание печи, изображенной на рис. 34, производится газом, который для равномерности нагревания муфельного пространства подается с двух сторон — через 3 горелки с каждой стороны. При подаче топлива в печь с одной стороны, как это принято на многих заводах, добиться равномерного нагревания муфельного пространства обычно не удается перепад температуры с одного конца муфельного пространства к другому может составить 100—150°. Воздух, необходимый для сжигания газа, подается в горелки подогретым либо в рекуператоре, либо в подогревателе со специальной топкой. [c.102] Продукты сгорания газа уходят в боров через колодец, находящийся в центре пода. Тепло отходящих газов используется либо в рекуператоре для нагревания воздуха, подаваемого в окислительные колодцы и горелки, либо для сушки муфелей, либо, наконец, для каких-нибудь иных целей. [c.102] По трубе, проходящей вдоль задней стенки печи, в каждый муфель подается тщательно очищенный генераторный газ. Газ, проходя в муфеле над расплавленным цинком, непрерывно уносит образовавшиеся пары цинка и тем самым ускоряет его испарение. Кроме того, вытесняя из муфеля воздух, генераторный газ предупреждает образование на поверхности расплавленного цинка слоя окиси, затрудняющего испарение цинка. [c.104] Цинковые пары, попадая в окислительный колодец, загораются. Часть образующейся окиси цинка осаждается на краях выходного отверстия муфеля (оно часто является и загрузочным), затрудняя выход паров цинка из муфеля. Белила, осевшие на краях отверстия, во время чистки отверстия падают на дно окислительного колодца, создавая потери производства. Количество тепла, выделяющегося при сгорании паров цинка у отверстия муфеля, настолько велико, что температура в окислительном колодце повышается до 1200°, в результате чего кирпичная кладка над отверстием муфеля разрушается. [c.104] Для уменьшения потерь и предупреждения разрушения кладки в печи, изображенной на рис. 34, предусмотрена подача генераторного газа не только в муфели, но и в окислительные колодцы под отверстия муфелей. Создаваемая около выходного отверстия муфеля атмосфера генераторного газа предупреждает окисление паров цинка около отверстия, уменьшая таким образом потери производства и предохраняя кладку печи от разрушения. [c.104] Очистка генераторного газа производится для удаления из него частиц сажи и капелек смолы, которые, попадая с газом в муфели и окислительные колодцы, могли бы загрязнить белила. Очистка газа, заключается прежде всего в промывке его в скруббере водой. Промытый и охлажденный в скруббере газ подвергают дополнительной очистке в электрофильтрах, в которых газ проходит между электродами, несущими напряжение до 50 кв. Под действием электрического поля из газа выделяются последние следы смолы и капельки воды, унесенные из скруббера. Очищенный холодный газ перед подачей в муфели подогревают до ПО—120°, для чего трубу, подводящую газ, прокладывают или над сводом печи или на пути прохождения отходящих газов. [c.104] На рис. 35 показана другая конструкция муфельной печи для получения цинковых белил из металлического цинка. [c.104] Вернуться к основной статье