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Ausgehend vom Fassungsvermögen (Volumen) einer Zinkmuffel lässt sich die Größenordnung der täglich produzierten Zinkmenge grob abschätzen:
Aus oben gezeigter Skizze einer für Stolberg üblichen Muffel errechnet sich der Querschnitt zu:
(182 · 3,14) /
4) cm2 + (18 cm · 12
cm) = 470,34 cm2
Bei einer
Muffellänge von 1,80 m egibt sich ein Volumen von:
VM = 470,34 cm2 · 180 cm
= 84661,2 cm3
Stoffkonstanten | |||
relative Atom-Masse |
Dichte (g/cm3) |
||
C | Kohlenstoff | 12 | |
O | Sauerstoff | 16 | |
Zn | Zink | 65,4 | γ = 7,14 |
ZnO | Zinkoxid | γ = 5,61 | |
Koks | γ = 0,45 |
Gewichtsmengenrelation
Entsprechend der Atommassen ergeben sich die Gewichtsmengen
von Zinkoxid (ZnO) und Koks (C) zu:
65,4 (Zn) + 16 (O) + 12 (C)
81,4 (ZnO) + 12 (C)
Volumenrelation
Unter Berücksichtigung der Dichte gilt für die
Volumenrelation:
ZnO | C | |
81,4 / γ | + | 12 / γ |
81,4 / 5,61 | + | 12 / 0,45 |
14,51 | + | 26,67 |
Volumenanteile
von 14,51 + 26,67 = 41,18 normiert auf 1: |
||
14,51 / 41,18 | + | 26,67 / 41,18 |
0,352 | + | 0,648 |
Bezogen auf das
Gesamtvolumen der Muffel:
VM ·
(0,352
(ZnO) +0,648 (C)) = VM
84 661,2 cm3 · (0,352
(ZnO) +0,648 (C)) = 84 661,2 cm3
Auch wenn das feinkörnige Gemisch aus gemahlener Röstblende bzw. kalziniertem Galmei (Zinkoxid ZnO) und ebenfalls gemahlenem Koks (Kohlenstoff C) angefeuchtet wurde, ist kaum anzunehmen, dass dieses Gemisch in der Muffel porenfrei verdichtet werden konnte. Fernerhin liegen die Einsatzstoffe nicht in chemisch reiner Form vor. Porenvolumen sowie Unreinheiten werden mit insgesamt etwa 10% angenommen.
76 195 cm3 · (0,352
(ZnO) +0,648 (C)) = 76 195 cm3
Volumenanteil ZnO = 76 195 cm3 · 0,352 = 26 850 cm3
In Verbindung mit der Dichte ergibt sich für die Muffelfüllung ein Gewichtsanteil für ZnO von
Die im Zinkoxid enthaltenen Zinkanteile verhalten sich zum Gesamtgewicht wie die relativen Atom-Massen
150 kg / (65,4 +16) =
Zinkgewicht / 65,4
Zinkgewicht = (150 kg x 65,4) / (65,4 +16)
Zinkgewicht = 120 kg
Unter Annahme einer Metallausbringung von 60 % lieferte eine Muffel
somit als
Tagesproduktion (24 Stunden) etwa 72 kg Zink.
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