Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11450
.pdf
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подписания Конвенции (Доминион Канада): 15 июля 1932 года.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 8 июля 1933 года.
Завершено: 3 мая 1934 г.
Ну и что? xi 409,530 № 19,4211/33.
Низкий уровень 1. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ изготовления легкого высокопрочного бетона.
Я, Эп Ик Бертиль Бьо Ри Кман, подданный короля Швеции, проживающий по адресу: улица Драмнионд, 1441,
город Монреаль, провинция Квебек, Доминион Канада, настоящим заявляю о характере данного изобретения
и о способе его осуществления, подробно описанных и установленных в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к производству легкого бетона с высокой теплоизоляцией, предназначенного,
в частности, для использования при строительстве высотных зданий, в которых снижение собственного веса
конструкции имеет большое значение.
Современная тенденция в строительстве, направленная на увеличение высоты конструкций и повышение
требований к огнестойкости, что требует более широкого использования бетона в колоннах, арочных проемах
и т. д., привела к колоссальному увеличению абсолютного веса зданий. Вследствие этого затраты на
фундаментные работы и несущий каркас очень высоки, и возникла необходимость в максимально возможной
экономии собственного веса, где бы такая экономия ни была достижима. Особое внимание было уделено
возможностям снижения сравнительно большого веса обычного бетона за счет использования легких
заполнителей и аэрации или расширения бетона. Последний метод сопряжен с химическими и механическими
проблемами зачастую сложного характера, тогда как замена более тяжелых заполнителей более легкими не
противоречит уже существующим методам строительства и поэтому широко используется для снижения
плотности бетона. Наиболее часто используемым сегодня легким заполнителем для бетона является
угольная зола или шлак, которые являются отходами и, следовательно, могут быть получены по низкой цене.
Однако с технической точки зрения этот материал далек от удовлетворительного, поскольку ему не хватает
прочности, и он обычно содержит химически активные примеси, среди которых сера. Это наиболее пагубно,
поскольку всегда существует опасность того, что сера вызовет коррозию стальной арматуры, заделанной в
бетон.
Для устранения этой опасности, а также для получения технически более качественного заполнителя, были
разработаны методы, согласно которым пористый легкий заполнитель может быть получен путем обжига
глины или сланца до начала вспучивания. Полученный таким образом продукт обладает высокой
механической прочностью и не содержит вредных примесей, и используется вместо песка, гравия или щебня,
обычно применяемых при производстве бетона. Благодаря пористой природе этого заполнителя вес бетона
может быть значительно уменьшен, хотя стоимость такого бетона далеко не низкая, о чем свидетельствует
тот факт, что при производстве пористого заполнителя необходимо применять дорогостоящий процесс
нагрева.
Целью настоящего изобретения является производство бетона, полностью идентичного по качеству бетону,
изготовленному из таких 75 специально изготовленных пористых заполнителей, по цене, которая
существенно ниже, поскольку используемый заполнитель может быть произведен с очень низкими затратами.
Для этой цели я использую 80 заполнитель, полученный путем обработки расплавленного доменного шлака
таким образом, что получается продукт, очень похожий на пористый заполнитель, полученный путем обжига
сланца. 85 Доменный шлак, как известно, является побочным продуктом производства чугуна. Значительные
количества шлака образуются в процессе выплавки железа из руды, и утилизация этого шлака 90 до сих пор,
как правило, являлась статьей расходов для сталелитейной промышленности. Поэтому его, как правило,
можно получить по очень низкой цене.
Ранее предпринимались попытки найти применение доменному шлаку в качестве заполнителя для бетона.
Например, путем медленного охлаждения и затвердевания расплавленного шлака, а также путем дробления
и просеивания полученного продукта, был получен заполнитель, который нашел широкое применение в
производстве бетона вместо щебня или гравия. Бетон, изготовленный таким образом, имеет приблизительно
те же характеристики, что и обычный каменный или гравийный бетон, т.е. он практически непористый.
и имеет приблизительно такую же плотность, как и последний, около 140 фунтов на кубический фут.
Следовательно, использование воздухоохлажденного шлака в производстве бетона не приводит к экономии
веса или улучшению теплоизоляционных свойств.
Также было предложено использовать в качестве заполнителя продукт, полученный при выливании
расплавленного шлака в мощный и значительно больший поток холодной воды, стекающий по желобу. Резкий
контакт расплавленного шлака с холодной водой приводит к его затвердению в пористые гранулы,
обладающие определенной механической прочностью. Ситовый анализ продукта, полученного таким методом
гранулирования, покажет, что гранулят настолько мелкий, что практически весь он проходит через сито с
размером ячейки 8 меш, то есть по размеру частиц он соответствует обычному песку.
Как хорошо известно в искусстве производства бетона, использование одного только песка в качестве
заполнителя не приводит к получению бетона удовлетворительных качеств. Если изготовить два образца
бетона, один только с песком, а другой с правильно подобранной смесью песка и крупного заполнителя,
такого как гравий или щебень, то окажется, что прочность и долговечность последнего значительно выше, при
условии, что условия производства в остальном одинаковы. Аналогично, использование гранулированного
шлака, полученного путем заливки расплавленного шлака в поток воды, в качестве заполнителя 3 при
производстве бетона приводит к получению слабого бетона, который легко крошится на поверхности при
воздействии изменяющихся погодных условий.
Условия или механический износ. Для достижения удовлетворительной прочности необходимо использовать
относительно большое количество цемента, в результате чего стоимость бетона возрастает, а экономия веса
за счет использования легкого заполнителя частично компенсируется. Кроме того, для обеспечения
достаточной удобоукладываемости бетонного раствора для монолитного бетонирования при строительстве
зданий необходимо добавлять в смесь сравнительно больше воды, чем требуется при использовании других
легких заполнителей, таких как шлак и обожженная глина или сланец, из-за высокой тонкости этого типа
шлакового заполнителя. Как хорошо известно в данной области техники, удобоукладываемость или текучесть
бетонного раствора является фактором первостепенной важности при практическом применении бетона.
Если бетонная суспензия не заполнит все щели опалубки, прочность бетонной конструкции становится
совершенно ненадежной, и успех строительства может быть поставлен под угрозу. Также хорошо известно,
что прочность бетона напрямую зависит от соотношения количества цемента и количества воды в смеси при
прочих равных условиях производства. Чем меньше воды используется на заданное количество цемента, тем
прочнее получается бетон, при условии, что бетонная суспензия сохраняет достаточную
удобоукладываемость для укладки в опалубку. По этим причинам необходимость использования
сравнительно большого количества воды в бетоне, изготовленном из шлакового заполнителя описанного
выше типа, представляет собой серьезный недостаток в использовании этого материала.
Для устранения указанных недостатков я использую при реализации своего изобретения заполнитель 80,
полученный путем обработки расплавленного доменного шлака таким образом, чтобы получить гранулят,
состоящий в основном из крупных частиц, обладающих высокой механической прочностью 85. Прежде чем
перейти к описанию используемого мной нового метода гранулирования, следует отметить, что при
гранулировании расплавленного шлака по описанному выше методу затвердевание шлака на пористые
частицы происходит за счет резкого охлаждения твердого потока расплавленного шлака при его контакте с
холодной водой значительно большего объема. В результате охлаждения внутренние напряжения 95,
возникающие в затвердевшем шлаке, приводят к его разрушению на очень мелкие частицы, которые
естественным образом пропитываются водой и выходят из грануляционного желоба, смешанные с водой.
Гранулированный шлак 100, используемый мной при реализации моего изобретения, содержит сравнительно
мало воды или не содержит ее в процессе гранулирования. Гранулирование завершено. Главной
особенностью процесса гранулирования является одновременное измельчение потока шлака механическим
способом и охлаждение и затвердевание образовавшихся капель шлака. При этом образуются крупные,
прочные и пористые частицы размером от 2 1/10 дюйма до неощутимой пыли, и я обнаружил, что
механическое измельчение вместе с охлаждением шлака в одной и той же операции является необходимым
условием для получения таких частиц. Если поток шлака не измельчается механически одновременно с
охлаждением, полученный гранулят либо недостаточно прочен, либо имеет такую высокую тонкость помола,
что непригоден в качестве заполнителя для бетона.
Гранулирование осуществляется в специальной машине, которая может быть сконструирована различными
способами, при условии наличия средств для измельчения и охлаждения 125 за одну операцию. Один из
способов конструкции грануляционной машины заключается в создании железного корпуса, на который
разбрызгивается расплавленный шлак либо с помощью потока сжатого воздуха, направленного против потока
расплавленного шлака, либо с помощью вращающихся стальных лопастей, работающих на пути потока
расплавленного шлака, тем самым измельчая шлак и разбрызгивая его на окружающий железный корпус.
Если для поглощения потока шлака используется поток воздуха, охлаждающее действие воздуха также
способствует затвердению шлака, и это действие может быть усилено, если поток воздуха будет нести с
собой струю воды или пара, а также путем распыления холодной воды на железный корпус. Если для
измельчения используются вращающиеся лопасти, Шлак охлаждается путем распыления воды на него.
Гранулят, выходящий из гранулятора последнего типа, содержит до 10 % воды, которая быстро испаряется
из-за высокой температуры гранулята. Продукт, выходящий из гранулятора типа «формен», является сухим.
Регулируя силу воздушного потока или скорость вращающихся лопаток и количество воды, распыляемой на
расплавленный шлак, можно изменять относительные размеры получаемых гранул в определенных
пределах. Однако в основном гранулят, выходящий из гранулятора, состоит из следующих категорий частиц.
Общий вес Приблизительный объемный вес Крупнее, чем через сито с размером ячейки 2 меш От сита с
размером ячейки 2–4 меш От сита с размером ячейки 4–8 меш Мелче, чем через сито с размером ячейки 8
меш % % % % фунтов на кубический фут фунтов на кубический фут фунтов на кубический фут фунтов на
кубический фут Видно, что более половины материала слишком крупнозернисто, чтобы пройти через сито с
размером ячейки 8 меш. Отдельные частицы обладают высокой механической прочностью, хотя степень их
пористости высока, а объемный вес материала удивительно низок, в среднем менее 40 фунтов на кубический
фут для смешанного гранулята. Частицы шлака, слишком крупные для прохождения через сито с размером
ячейки 8 меш, т.е. имеющие диаметр более 8 дюймов, особенно тверды и способны выдерживать большое
давление до дробления.
После превращения расплавленного шлака в гранулят, как описано выше, следующий этап производства
легкого бетона согласно изобретению связан с гранулированием гранулята для получения заполнителя с
определенными и желаемыми размерами частиц. Очевидно, что гранулят можно смешивать непосредственно
с портландцементом и водой и использовать в качестве заполнителя в его естественном виде. Однако я
обнаружил, что, правильно гранулируя гранулят и перераспределяя различные фракции в соответствии с
определенными требованиями, я могу существенно увеличить прочность готового бетона на сжатие без
увеличения его веса и без ущерба для удобоукладываемости бетонной суспензии. По этой причине гранулят,
выходящий из грануляционной мельницы, подвергается просеиванию и разделяется на различные фракции.
Размер частиц фракций, конечно, может варьироваться для разных типов бетона. Однако я обнаружил, что,
как правило, разделение гранулята на следующие фракции частиц позволяет мне получать заполнитель
путем перераспределения различных фракций, который особенно хорошо отвечает практическим
требованиям. сопутствующие процессы при производстве легкого бетона:
1-й класс: Частицы, диаметр которых превышает диаметр дюймов (80 метров).
Класс 2: Крупнозернистый. Частицы проходят через сито с размером ячейки 2 меш, но задерживаются на сите
с размером ячейки 4 меш. Класс 3: Средне-крупнозернистый. Частицы проходят через сито с размером ячейки
4 меш, но задерживаются на сите с размером ячейки 8 меш.
4-й класс: Мелкодисперсные частицы, проходящие через сито с размером ячейки 8 меш под углом 90
градусов.
Первый сорт, состоящий из частиц диаметром более дюйма, составляет, как правило, лишь около 15 % от
общего веса, а отдельные частицы значительно различаются по размеру. Для придания им однородного
размера их пропускают через дробилку, которая измельчает их до приблизительного размера частиц,
составляющих второй сорт. Измельченные частицы снова просеивают и распределяют по размеру в сортах
2-4.
Исследование отдельных частиц разных сортов покажет, что частицы, задержанные на сите с размером
ячейки 8 меш (105 меш), обладают значительной механической прочностью, особенно частицы, задержанные
на сите с размером ячейки 4 меш, и очень легкие, тогда как мелкие частицы, составляющие сорт 4, слабее и
относительно тяжелее. Этот последний сорт частиц очень похож на продукт, полученный при гранулировании
расплавленного шлака в проточной воде, как описано выше.
Было отмечено, что бетон любого вида, изготовленный из правильно подобранной смеси мелкого и крупного
заполнителя, оказывается наиболее удовлетворительным с точки зрения прочности и долговечности при
затвердевании, а также с точки зрения удобства укладки бетонной суспензии. Аналогично, будет установлено,
что бетон, изготовленный из правильно подобранной смеси мелкого и крупного шлакового заполнителя, будет
превосходить бетон, изготовленный только из мелкого шлака, при прочих равных условиях производства.
Однако я обнаружил, что если используются те же относительные пропорции мелкого и крупного шлакового
заполнителя, что обычно делается при изготовлении бетона из обычного песка и гравия или щебня,
сравнительно низкая механическая прочность частиц, составляющих мелкий заполнитель, существенно
влияет на прочность. Поэтому желательно уменьшить долю мелкого шлакового заполнителя, что, конечно,
можно сделать, заменив часть или весь мелкий шлак обычным песком. Хотя при этом прочность бетона
увеличится, очевидно, что и плотность также увеличится. увеличение, учитывая тот факт, что обычный песок
весит значительно больше, чем мелкий шлаковый заполнитель.
Хорошо известно, что мелкие заполнители, как правило, служат промежуточным звеном между чрезвычайно
мелкими частицами цемента и крупным заполнителем. При определенном содержании цемента и
водоцементном соотношении изменение доли мелких и крупных заполнителей приведет к изменению
удобоукладываемости бетонной суспензии.
При уменьшении доли мелкого заполнителя бетонная смесь становится зернистой, что негативно сказывается
на предельной прочности бетона, если только уменьшение доли мелкого заполнителя не компенсируется
соответствующим увеличением доли цемента. Очевидно, что чем больше цемента используется в смеси, тем
дороже становится бетон.
Я обнаружил, что перечисленные недостатки можно преодолеть, измельчив часть шлака, прошедшего через
сито с размером ячейки 5 мм, до тонкости помола, характерной для цемента, и добавив его в смесь. Большее
относительное количество чрезвычайно мелких частиц, полученных таким образом, позволяет мне также
увеличить количество крупного заполнителя без изменения удобоукладываемости бетонной суспензии, тем
самым существенно увеличивая прочность бетона без увеличения его плотности, поскольку большая доля
относительно более легких частиц крупного заполнителя компенсирует увеличение плотности, которое
произошло бы из-за добавления измельченных и, следовательно, непористых частиц шлака. Более того,
бетон не только становится прочнее благодаря большей доле прочных частиц крупного заполнителя, но и
мелко измельченные частицы шлака участвуют в процессе схватывания таким же образом и почти в той же
степени, что и частицы портландцемента. Этот важный результат обусловлен тем, что гранулированный
доменный шлак с химической точки зрения представляет собой практически тот же композитный материал,
что и портландцемент, хотя и с дефицитом извести. При измельчении до тонкости помола портландцемента
он проявляет высокую гидравлическую активность, при условии, что дефицит извести компенсируется
наличием свободной извести в какой-либо форме в смеси. Когда измельченный шлак смешивается с
портландцементом и водой, такая свободная известь обеспечивается тем фактом, что сам портландцемент
содержит химически активную свободную известь. Действие извести в портландцементе, конечно, может быть
дополнительно усилено добавлением небольшого количества гашеной извести в смесь, хотя, как правило,
удовлетворительное схватывание происходит в шлаке и без такого добавления.
Разделив гранулят на фракции, как указано, я, следовательно, измельчаю часть частиц той фракции, которая
проходит через сито с размером ячейки 8 меш до тонкости помола цемента, и добавляю измельченный шлак
в бетонную смесь. Я обнаружил, что до тех пор, пока вес измельченного шлака не превышает 25 % от веса
портландцемента, эффект добавления шлака на прочность будет практически таким же, как если бы был
добавлен портландцемент в равных количествах. Если добавить более 25 % измельченного шлака по весу
портландцемента, твердение бетона на ранних стадиях происходит медленнее, чем если бы вместо
измельченного шлака было добавлено равное количество портландцемента, хотя конечная прочность бетона
не будет сильно отличаться. Фактически, я обнаружил, что можно добавить до 70 % измельченного шлака по
весу цемента, и при этом получить практически ту же конечную прочность бетона, что и при добавлении
равных количеств портландцемента вместо цемента. шлак.
Добавляя в смесь измельченный до тонкости цемента шлак, как описано выше, я могу уменьшить долю
мелкого заполнителя смеси до такой степени, что замена мелкого шлакового заполнителя обычным песком
может быть произведена без существенного увеличения объемной массы или плотности бетона. Поскольку
песок обладает большей механической прочностью, чем мелкий шлак, как указано, я могу получить бетон с
практически той же предельной прочностью на сжатие, что и обычный бетон, изготовленный с
использованием песка и гравия или щебня в качестве заполнителей, при этом количество портландцемента,
используемого в смеси, и удобоукладываемость бетонной суспензии в обоих случаях одинаковы. Этот важный
результат обусловлен тем, что, хотя крупные частицы шлака обладают меньшей механической прочностью,
чем частицы гравия и щебня, схватывание мелкоизмельченного шлака компенсирует потерю прочности,
вызванную Использование менее прочного заполнителя — бетон, произведенный таким способом, весит
примерно на 40 % меньше, чем обычный бетон, в котором в качестве заполнителя используются песок и
щебень или дробленый камень.
Следует отметить, что операция по измельчению частиц шлака, прошедших через сито с размером ячейки 8
меш, до тонкости помола, характерной для цемента, не сопряжена со значительными затратами, поскольку
частицы уже очень мелкие и легко измельчаются. Измельченный шлак может транспортироваться как любой
другой заполнитель, поскольку он практически инертен даже в присутствии влаги, если только в нем не
присутствует химически активная свободная известь или другие свободные основания.
Предпочтительно, измельченный шлак повторно смешивают с другими сортами заполнителя на заводе, где
он производится, и поставляют потребителю в таком виде.
Бетон, пригодный для строительных целей, может быть изготовлен путем смешивания 1 части по весу
портландцемента, части молотого шлака, 1 части обычного мелкого песка или 1 части мелкого шлакового
заполнителя (марка 4), 3 частей средне-крупнозернистого шлакового заполнителя (марка 3) и 1 части
крупнозернистого шлакового заполнителя (марка 2) при водоцементном соотношении 8 фунтов воды на 1
фунт.
При использовании портландцемента осадка бетонной суспензии составит приблизительно 5 дюймов,
измеренная стандартными методами. Бетон достигнет прочности на сжатие более 2500 фунтов на
квадратный дюйм в возрасте 28 дней и будет весить менее 100 фунтов на кубический фут в сухом состоянии
(без воздуха).
Для неконструкционных целей, таких как засыпка полов и аналогичные применения, где малый вес и высокая
теплоизоляционная способность бетона важнее высокой прочности, бетонная смесь предпочтительно может
состоять из 1 части портландцемента по весу, 1 части молотого шлака, 2 частей мелкого шлакового
заполнителя (марка 4), 2 частей средне-крупного шлакового заполнителя (марка 3) и 3 частей крупного
шлакового заполнителя (марка 2). Для получения сравнительно сухой консистенции, как это обычно бывает
при укладке бетонных заполнителей, требуется 2 фунта воды на фунт портландцемента. Плотность этого
бетона в воздушно-сухом состоянии составляет всего около 70 фунтов.
на кубический фут, поэтому он обладает высокой устойчивостью к передаче тепла и звука.
( 35 Вышеизложенные рекомендации относительно пропорций цемента, заполнителя и воды дадут общее
представление об удовлетворительных бетонных смесях для двух различных областей применения.
Очевидно, что пропорции 70 различных ингредиентов могут варьироваться для получения бетона,
соответствующего конкретным требованиям.
В силу того, что добавление мелкоизмельченного шлака в заполнитель, действующего как портландцемент в
процессе 75 затвердевания и, таким образом, повышения прочности, также позволяет использовать большую
долю крупных частиц заполнителя с высокой механической прочностью, бетон, изготовленный описанным
способом, будет достигать 80 значительно большей прочности на сжатие при заданной плотности, чем любой
легкий бетон, ранее изготовленный из доменного шлака, или смесей доменного шлака и обычного песка, или,
фактически, из 85 любого легкого заполнителя. Кроме того, качества бетона, изготовленного в соответствии с
изобретением, полностью равны или, фактически, превосходят качества легкого бетона, изготовленного из
портландцемента 90, воды и заполнителей, специально изготовленных путем обжига глины или сланца до
начала плавления. Стоимость последнего типа бетона значительно выше, как видно из того факта, что 95
заполнитель, используемый в его производстве, сначала получают путем закупки сырья, глины или сланца, а
затем нагревают его до очень высокой температуры, тогда как заполнитель, который я использую в Ввод в
действие изобретения, позволяющего производить 100 мкг чугуна, осуществляется путем охлаждения
расплавленного шлака, который является побочным продуктом, имеющим небольшую или нулевую ценность,
утилизация которого, как правило, представляет собой дополнительную статью расходов, сопутствующую
производству чугуна.
Хотя бетон, произведенный в соответствии с данным изобретением, в первую очередь предназначен для
монолитного строительства, он также оказался весьма удовлетворительным для изготовления сборных
элементов, особенно железобетонных плит, для которых требуется высокопрочный бетон.
Благодаря пористой структуре заполнителя, теплоизоляционные свойства этого бетона i 1 5 высоки. Как
известно, чем меньше вес бетона, то есть чем больше воздушных ячеек заключено внутри него, тем выше его
сопротивление передаче тепла и звука. По этой причине бетон, изготовленный в соответствии с
изобретением, идеально подходит для строительства полов в соответствии со стандартизированной
инженерной практикой. Такие полы состоят из несущей плиты из конструкционного бетона 125 и заполнителя
из неконструкционного бетона, служащего в качестве изоляционной среды, особенно для защиты от передачи
звука. Как несущая плита, так и заполнитель могут быть выполнены из бетона 30 409,30 409,530 в
соответствии с данным изобретением, благодаря чему получается чрезвычайно легкий и звукоизолирующий
пол.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_409531.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=409531&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB409531A
[]
_ -_- ';i _r 2i ? 7
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 28 апреля 1933 года.
409,531 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 10 июля 1933 г. № 19465/33.
(Дополнение к патенту № 395602 от 2 июля 1932 г.) Полная версия принята к рассмотрению: 3 мая 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Очистка металлического цинка.
Мы, компания «Нью-Джерси Цинк», корпорация, организованная и действующая в соответствии с законами
штата Нью-Джерси, Соединенных Штатов Америки, по адресу: Фронт-стрит, 160, город, округ и штат
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, (правопреемники Филипа Маклина Гиндера, Уиллиса Ифк Г-м Олд
Пейра Се 1 и Роббрита Керра Уоринга, граждан Соединенных Штатов Америки, Палмертон, округ Карбон,
Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки), настоящим заявляем о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к очистке металлического цинка методом дистилляции и представляет
собой усовершенствование или модификацию изобретения, заявленного в нашем предыдущем патенте №
395602. Целью изобретения является создание усовершенствованного метода и аппарата для очистки
металлического цинка, содержащего свинец и кадмий, или другие примеси металлов с более высокими и
более низкими температурами кипения, чем у цинка. В данном описании и прилагаемых пунктах формулы
изобретения свинец и кадмий рассматриваются как представители примесей металлов с более высокими и
более низкими температурами кипения, соответственно, чем у цинка, и поэтому следует понимать, что
конкретное упоминание свинца и кадмия в описании и пунктах формулы изобретения носит иллюстративный,
а не ограничительный характер.
В нашем предыдущем патенте мы описали способ и устройство для удаления кадмия и свинца из цинка, в
котором дистиллированные пары металлов сначала пропускают через ректификационную колонну для
удаления свинца, а затем через ректификационную колонну для удаления кадмия.
Способ, предложенный в настоящем изобретении, включает в себя извлечение из верхней части первой
ректификационной колонны цинка, очищенного от свинца, введение бессвинцового цинка во вторую
ректификационную колонну в точке, расположенной между ее верхней и нижней частью, нагрев нижней части
второй ректификационной колонны для повышения степени очистки и извлечение цинка, очищенного от
кадмия, из основания второй ректификационной колонны.
lPrice 11-l an Изобретение может быть реализовано в различных формах и типах устройств.
На прилагаемом чертеже 55 изображен аппарат, приспособленный для практического применения
изобретения. На чертеже, фиг. 1 представляет собой поперечный разрез аппарата, а фиг. 2, 3 и 4 —
подробные виды передней части реторты для дистилляции цинка.
На чертеже показана реторта 10 для испарения 65%-ного нечистого цинка, установленная в соответствующей
нагревательной печи обычной конструкции (не показана). Расплавленный цинк, загрязненный свинцом и:
Кадмий (или другие металлические примеси с температурами кипения на 70 градусов выше и ниже, чем у
цинка) загружается в реторту через наклонную трубу 11, проходящую через переднюю стенку реторты и
имеющую перевернутый выпускной конец, опирающийся на дно реторты (рисунки 2, 3 и 4). Внешний конец
трубы 11 обычно закрыт пробкой 12, которая заменяется воронкой 13, когда необходимо загрузить
расплавленный металл в реторту. Этот конкретный тип загрузочного устройства выгоден при работе с цинком,
содержащим относительно высокий процент железа, поскольку в этом случае следует избегать чрезмерного
охлаждения расплавленного металла в загрузочном устройстве. Могут использоваться любые другие
подходящие средства для загрузки расплавленного металла в реторту, как периодически, так и непрерывно.
Обычно закрытое выпускное отверстие 14 в нижней части передней стенки реторты позволяет при
необходимости удалять из нее остатки с высоким содержанием свинца.
Реторта 10 соединена угловой трубой 15 с нижней частью рефлюксной или ректификационной колонны 16,
предназначенной для удаления свинца и других металлических примесей с температурами кипения выше,
чем у цинка, из паров цинка, поднимающихся по колонне. Ректификация 16 состоит из расположенных друг
над другом прямоугольных тарелок из карбида кремния или другого подходящего огнеупорного материала.
Верхний и нижний края лотков скошены, как показано на рисунке 17, так что их можно соединять один над
другим, образуя колонну. Дно каждого лотка имеет поперечное отверстие 18, приблизительно на одном из его
концов. Верхняя поверхность каждого лотка снабжена поперечными ребрами 19, параллельными щели 18;
высота ребер постепенно увеличивается от конца, ближайшего к щели, до конца, наиболее удаленного от
щели. Лотки 16 уложены в шахматном порядке относительно щелей 18, так что они образуют колонну из
расположенных друг над другом перегородок, через которые металлический пар поднимается, а
расплавленный металл опускается по извилистым или зигзагообразным путям.
Ребра 19 служат для удержания неглубоких луж расплавленного металла на подносах. Каскадный эффект,
когда расплавленный металл переливается через ребра и стекает с подноса на поднос, способствует тесному
контакту между восходящим паром и нисходящим расплавленным металлом.
Собранная ректификационная колонна 16 окружена соответствующей теплоизоляцией 20, например,
отходами оксида цинка, удерживаемыми на месте стальной балкой 21. Собранная колонна может быть
установлена любым подходящим способом. Теплоизолированная труба 22 отводит пары цинка (очищенные
по отношению к свинцу) от верхней части колонны 16, удаляющей свинец, к точке, расположенной между
верхней и нижней частями колонны 23, удаляющей кадмий.
Выпрямительная колонна 23 для удаления кадмия состоит из расположенных друг над другом тарелок того же
типа, что и в колонне для удаления свинца, однако эти тарелки имеют несколько большую площадь
поверхности и большее количество, чем в колонне для удаления свинца. Нижняя часть выпрямительной
колонны 23 на соответствующей длине окружена камерой сгорания или нагревательной лабораторией 24,
снабженной горелкой для топливного газа 25 и дымоходом 26 для отвода отработанных продуктов сгорания.
Основание или нижний конец колонны 23 сообщается через трубопровод 27 с резервуаром для
расплавленного металла 28, снабженным выпускным отверстием 29 и нагреваемым снаружи камерой
сгорания 30, имеющей горелку 31 и дымоход 32 для отвода отработанных продуктов сгорания.
Над камерой сгорания 24 ректификационная колонна 23 окружена соответствующим слоем
теплоизоляционного материала 33. Относительная длина колонны 23, окруженной камерой сгорания 24 и
теплоизоляцией 33 соответственно, может изменяться в соответствии с различными условиями эксплуатации,
встречающимися на практике.
Ректификационная колонна 23 увенчана дефлегматором 34. Количество конденсата в дефлегматоре
регулируется теплоизоляцией в соответствующем количестве. Расплавленный металл, конденсирующийся в
дефлегматоре, отводится наклонной перегородкой 35 в колодец 36, из которого расплавленный металл
переливается на верхнюю тарелку ректификационной колонны. Скользящий стержень 37 удерживает (от
перелива расплавленного металла из колодца 36) любую плавающую металлическую пыль (синий порошок
или подобное вещество), и такая плавающая металлическая пыль периодически удаляется через обычно
заглушенное отверстие 38 в стенке дефлегматора.
Верхняя часть дефлегматора 34 соединена трубой 39 с контейнером 40 для конденсации и сбора (в виде 80
металлической пыли) паров, выходящих из верхней части дефлегматора. Газопровод 41, снабженный
заглушками для очистки 42, соединяет контейнер 40 с газовым резервуаром 43. Газовый резервуар состоит из
85 цилиндрического нижнего корпуса 44, внутри которого вертикально скользит цилиндрический колокол или
верхний корпус 45; кольцевое пространство между двумя корпусами снабжено водяным затвором 46. Колокол
45 уравновешивается 90 противовесом 47, соединенным с колоколом кабелем 48.
При применении настоящего изобретения в аппарате, изображенном на чертеже, металлический пар,
полученный путем дистилляции 95 из нечистого цинка в реторте 10, течет вверх через ректификационную
колонну 16, удаляющую свинец, в контакте с нисходящим (рефлюксным) расплавленным металлом. На
протяжении всей высоты ректификационной колонны 16 восходящий пар постепенно очищается от свинца, в
то время как нисходящий расплавленный металл постепенно обогащается свинцом. На выходе из верхней
части ректификационной колонны 16 металлический пар 105 практически полностью очищен от всех примесей
(таких как свинец) с температурами кипения, превышающими температуру кипения цинка.
Главной остаточной примесью в металлическом паре, как правило, является кадмий. Металлический пар
(очищенный по отношению к свинцу) поступает в ректификационную колонну 23 для удаления кадмия через
трубу 22 в точке между верхней теплоизолированной частью колонны и нижней нагреваемой частью колонны.
Регулировка работы камер сгорания 24 и 30 осуществляется таким образом, чтобы непрерывно
ректифицировать смесь цинка и кадмия, поступающую в колонну 120 через трубу 22. Таким образом,
восходящий пар постепенно обогащается кадмием, а нисходящий (рефлюксный) расплавленный металл
постепенно очищается от кадмия. Богатый кадмием цинковый пар 125 выходит из верхней части колонны в
дефлегмататор 34, в то время как очищенный металлический цинк (то есть металлический цинк со
значительно пониженным содержанием кадмия) отбирается из поддона 28 через отводное отверстие 13 f
409,531 29 через соответствующие интервалы.
Вся фракция пара, поступающая в дефлегмататор 34, за исключением обогащенной кадмием фракции,
конденсируется в нем и возвращается в ректификационную колонну 23 для дальнейшего удаления из нее
кадмия. Неконденсированная в дефлегмататоре обогащенная кадмием фракция пара выходит через трубу 39
в контейнер 40, где конденсируется в обогащенную кадмием пыль.
Газовый резервуар 43 заполнен азотом или эквивалентным инертным газом и служит для компенсации
изменений газовых условий во всей системе, которые приводят к повышению или понижению рабочего
давления газа в ней. Таким образом, когда давление газа в системе по какой-либо причине снижается
(например, из-за снижения скорости испарения цинка в реторте 10), газ и пар внутри баллона имеют
тенденцию к уменьшению объема из-за охлаждения. Сниженное давление, возникающее в результате такого
уменьшения объема газа, способствовало бы проникновению воздуха в выходное отверстие системы для
отработанных газов, если бы не подача азота или другого соответствующего инертного газа, который затем
подается в баллон из газового резервуара. Когда баллон снова нагревается, газ вытесняется обратно в
резервуар.
Расплавленный цинк (подлежащего рафинированию качества) периодически (или непрерывно, если
необходимо) загружается в реторту 10 для поддержания надлежащего равномерного объема металла в
реторте. Реторта непрерывно работает до тех пор, пока содержание свинца в расплавленном металле не
увеличится до такого высокого процента, что пар, подаваемый из верхней части ректификационной колонны
16 в ректификационную колонну 23, будет иметь максимально допустимое содержание свинца в очищенном
цинке. Затем реторта выводится из эксплуатации, очищается от остатков металла с высоким содержанием
свинца и снова загружается расплавленным цинком подлежащего очистке качества.
Устройство, изображенное на чертеже и адаптированное для практического применения изобретения, может
быть по-разному модифицировано по конструкции и расположению рабочих блоков без отступления от
принципов изобретения. В общем, усовершенствованное устройство изобретения включает в себя
ректификационную колонну для удаления кадмия, функционально связанную с ректификационной колонной
для удаления свинца, так что пар, очищенный от свинца, подается из верхней части ректификационной
колонны для удаления свинца в точку, расположенную между верхней и нижней частями ректификационной
колонны для удаления кадмия. Нижняя часть ректификационной колонны для удаления кадмия нагревается
для повышения степени очистки. Вместо тарелок, изображенных на чертеже, могут использоваться
различные другие формы поперечных перегородок.
Для простоты описания на чертеже показан один рабочий блок, тогда как в коммерческой практике, как
правило, желательно включать в аппарат множество или батарею дистилляционных ретортов с
соответствующими свинцовыми ректификационными колоннами в сочетании с одной или несколькими
кадмиевыми ректификационными колоннами для обеспечения практически полной непрерывности работы и
однородности очищенного цинкового продукта. В данной работе мы описали перегонку нечистого
металлического цинка как наиболее распространенный источник нечистых паров цинка для применения
изобретения. Однако следует понимать, что пары цинка, содержащие 8 с.
Свинец и кадмий могут быть получены различными другими способами и из других источников, например,
непосредственно в процессе выплавки или восстановления цинка.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_409532.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=409532&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB409532A
[]
-'x \(
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (Польша): 15 июля 1932 года.
409,532 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 12 июля 1933 г. № 19767/33.
Завершено. Принято к публикации 3 мая 1934 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Дверь.
Компания ZARL AD 6 W G 6 R Niczyc H SP 6 T=NA AKCYJNA, юридическое лицо, зарегистрированное в
соответствии с законодательством Польши, расположенное по адресу: улица Варецкая, 15, Варшава,
Польша, настоящим заявляет, что характер данного изобретения и способ его осуществления подробно
описаны и установлены в следующем заявлении:
Соседние файлы в папке патенты