File:Forno a storte orizzontali per zinco - Museo scienza tecnologia Milano 08094 01.jpg

Italiano: Modello didattico di forno a storte orizzontali del XIX sec. per la riduzione di ossido di zinco a zinco metallico. Sezionato, in legno, scala 1:50Il forno qui rappresentato è composto da una struttura di mattoni in pietra, sulla cui base superiore si innalza un camino in mattoni refrattari e sulla cui parte anteriore si aprono undici bocche di carico per altrettante storte. Per ogni bocca di carico è visibile parte della storta in argilla, a forma di cilindro cavo. Ogni storta è dotata di un allunga in argilla, a forma di cilindro cavo con parte terminale a becco d'aquila. Sempre sulla parte anteriore della struttura sono visibili le undici vasche di raccolta in ghisa, ognuna delle quali posizionata sotto un becco dell'alllunga di una storta. All'interno della struttura sono visibili, in sezione, le storte con il loro carico.

Funzione

Modello didattico rappresentante un forno a storte orizzontali del XIX sec. per la riduzione di ossido di zinco a zinco metallico NOTA: Lo zinco viene estratto dai suoi minerali attraverso un processo termico, che consiste nel trasformare i minerali in ossido di zinco (processo di arrostimento) prima, per poi trasformare questo in zinco metallico (processo di riduzione) Processo di arrostimento _ Inizialmente si procede ad un arricchimento meccanico dei minerali. Dopodiché, per arrostimento, si ottiene ossido di zinco e anidride solforosa dalla blenda, ossido di zinco e anidride carbonica dalla smithsonite, oppure si elimina l'acqua dalla calamina. Nei due ultimi casi l'arrostimento si compie sul minerale in grossa pezzatura in forni a tino caricati contemporaneamente con minerale e coke; per la blenda è invece necessario operare su minerali minuti in forni meccanici a piani, a fluidizzazione, oppure del tipo Dwight-Lloyd (sinterizzazione). Processo di riduzione _ Questa fase del processo, che consiste nella diminuzione dello stato di ossidazione dell'ossido di zinco per via chimica o elettrochimica, può avvenire in diversi tipi di forni: a storte orizzontali, a storte verticali, a vento o elettrici.

Modalità d'uso

Modello didattico rappresentante un forno a storte orizzontali del XIX sec. per la riduzione di ossido di zinco a zinco metallico NOTA: l'ossido di zinco viene mescolato con un eccesso di carbone e caricato nelle storte, dove viene sottoposto a riduzione a 1100 °C. Poiché la temperatura di ebollizione del metallo è 907 °C, lo zinco passa allo stato gassoso e viene fatto condensare per distillazione su condensatori (non visibili) applicati alla parte anteriore di ogni storta. A questi condensatori è collegata un'allunga di ferro (non visibile) di circa 1 m di lunghezza, dove condensano i vapori di zinco sotto forma di gocce e dalla quale l'ossido di carbonio fuoriesce attraverso un piccolo foro. Lo zinco liquido contenuto nei condensatori gocciola infine sulle vasche di raccolta attraverso le allunghe a becco d'aquila. A questo punto si scaricano le storte dal residuo della distillazione e si ricaricano per ripetere il processo Alcune note:- l'ossido di zinco deve essere mescolato con eccesso di carbone (fino al 60% del minerale) per evitare che si formi anidride carbonica, che potrebbe trasformare nuovamente lo zinco in ossido;- il processo deve avvenire in storte chiuse, in assenza di aria, altrimenti lo zinco allo stato gassoso si ossiderebbe istantaneamente all'aria; - la spillatura dello zinco liquido viene fatta a mano 3-4 volte durante ogni ciclo, che può durare da 24 a 48 h;- le perdite di zinco sono forti, fino al 20%, per fuga del vapore attraverso i pori delle storte e per deposizione su di esse come ossido; inoltre una parte dello zinco rimane come solfuro nei residui;- le storte hanno forme e dimensioni diverse e sono in numero più o meno grande a seconda del tipo di forno usato. - questo tipo di processo ha come grosso inconveniente la discontinuità della produzione.

Notizie storico-critiche

Forni di questo tipo sono stati usati dall'inizio del XIX sec. fino a metà del XX sec., quando al processo chimico per la riduzione dell'ossido di zinco a zinco metallico si è iniziato a sostituire il processo elettrolitico.