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  "PROCEDE ET FOUR POUR LA REFONTE ET L'EPURATION DES METAUX BRUTS." 
L'invention concerne un procéda et un four pour la fusion, ou la refonte, et l'épuration des métaux, comme par exemple du plomb, du zinc, de l'aluminium, de l'argent, du magnésium,,   etc..   et d'alliages,-dans des bains de sels directement chauffés par énergie électrique, le processus de refonte pouvant être ac- compagné de processus physiques, ou chimiques, ou physiques et chimiques se produisant outre le métal et lesel en fusion. 



   Le   procède   affre de grands avantages, par exemple en cas de   refonta   de zinc brut, qui peut être fourni par exemple, sous forme de cathodes de zinc électrolytique:, ou sous forme de pous- sière,par exemple sous forme d'un produit de condensation d'un four à zinc à cuve,- et qu'il s'agit de transformer en métal en lingots      

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 commercial. 



   Les couches superficielles qui recouvrent   tuujours   les métaux bruts et dont la composition dépend des conditions sous lesquelles le métal brut a été obtenu,-dans la poussière de zinc., ces couches superficielles sont constituées par   exenle   principalement de ZnO, dans le zinc électrolytique elles peuvent contenir du sulfate ou du chlorure de zinc et d'autres matières, rendent la transformation en lingots du métal brut suivant les procédés connus, gênante et onéreuse. 



   Aujourd'hui, la refonte technique des métaux ou alliages de ce genre est réalisée dans des fours à réverbère ou dans des fours électriques à radiation, avec l'aide de sels ou de mélanges de sels épurateurs appropriés, comme par exemple le ZnCl2, MgCl2, Nacl,-susceptibles de dissoudre les couches à teneur   d'oxydes.   



   Quoique de cette manière on obtient des lingots de métal utilisables, il faut, d'autre part, accepter des pertes élevées en métal, qui se montent, par exemple pour le zinc   électron   lytique,jusqu'à 5%,du zinc métallique mis en oeuvre, et pour le zinc en poussière encore beaucoup plus.

   Les pertes   proviennent,   par exemple en cas de refonte de métaux   volatils,comme   par exemple le zinc, en partie de la volatilisation, sous forme de fumée, du métal et des sels épurateurs contenant du matai, par exemple sous l'influence des flammes, ou gaz en ignition, des fours chauffés au moyen de combustibles, et en partie par le fait, que les combinaisons métalliques de la charge et en outre le métal lui-mêmese dissolvent dans les sels épurateurs. par conséquent les sels ainsi souillés doivent être enlevés de temps à autre, remplacés par des nouveaux et leur teneur en métal, par exemple en zinc, doit être   récupérée   d'une manière appropriés. 



   Conformément à la présente invention il a été   trouvé   qu'on peut réaliser une fusion, ou refonte, économique au point de vue consommation de chaleur, pratiquement sans perte, simple 

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 et continue, de métaux bruts, aussi bien massifs que sous forme poussièreuse,par le fait, qu'on fond le métal dans un bain de sel épurateur qui est directement traversé par des courants électriques, surtout des courants alternatifs en étant ainsi maintenu en fusion;

  , la température du bain étant rendue constante de la manière la plus simple par le fait, que la résistance du bain est rendue réglable à volonté par le réglage des distances entre les électrodes,ceci étant réalisé suivant la présente invention par une disposition telle des deux, ou trois , ou plu- sieurs   électrodes   du four, nu'au moins l'une d'elles ne se trouve pas en contact avec le métal en fusion, mais qu'elle est dépla- çable en sens voulu dans le bain de sel. 



   Se prêtent comme composantes appropriées du bain, par exemple paur la refonte du zinc,-des sels comme par exemple le ZnCl2, 
MgCl2, NaCl, NH4Cl,   etc..,   ou des mélanges de sels de ce genre. Le cas échéant la résistance du bain de sel peut être réglée à volonté par des ajoutes appropriées, pu par l'emploi de mélanges de sels appropriés. 



   Avantageusement on pr4voit une disposition telle, que le métal,-par exemple des plaques de zinc électrolytique placées par exemple horizontalement ou verticalement ou de la poussière de zinc convenablement chargée- après avoir été fondu sous l'influence de la chaleur du bain de   sole   forme un ou plusieurs bains en s'ac- cumulant sur un ou plusieurs fonds collecteurs. 



   Il est particulièrement avantageux de procéder de manière qu'au fur et à mesure du chargement de métal ultérieur, on laisse déborder le métal fondu et liquideavantageusement par exemple en forme de gouttes,par exemple au moyen de   trop-pleins   convena blement formés, du fond collecteur ou des fonds collecteurs, dans un fond collecteur ultérieur situé plus bas. De ce fait le métal subit l'action   épurante   du bain de sel d'une manière par- ticulièrement efficace. 



   La manière de travail décrite favorise considérablement l'action dissolvante du sel en fusion sur les couches-superficielles 

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 et offre en outre l'avantage, que les gaz contenus dans le métal,par exemple l'hydrogène renfermé dans le zinc électro- lytique, ou les gaz adhérant d'une manière seulement mécanique ou l'air renfermé dans la poussière de zinc, s'échappent entièrement ou partiellement. 



   En outre, on évite de cette manière l'emprisonnement mécanique de morceaux de la couche huperficielle de métal fon- du dans ce dernier, ou dans le produit final. Le métal obtenu dans le fond collecteur inférieur se prête, parsuite de sa haute pureté,particulièrement bien pour être directement coulé en lingots. on peut atteindre un contact particulièrement intense entre le métal fondu et le sel fondu,par exemple par l'emploi de dispositifs mécaniques aux endroits appropriés, par exempt de mélangeurs, ou de pompes de circulation, ou analogues, ou par un brassage au gaz, ou simplement par réintroduction dans le four du métal fondu et   soutiré;

       Un   mouvement -- de la phase métallique et de la phase de sel, l'une par rapport à l'autre, est avantageux surtout dans le cas, où il s'agit d'une élimination, ou d'une élimination si- multanée d'impuretés contenues à l'intérieur de la phase mé- tallique, comme par exemple de corps étrangers suspendus ou dissouts dans le métal. Ceci est le cas par exemple lorsqu'on veut éliminer le natrium du magnésium à teneur de natrium,par voie de fusion dans ou avec du MgCl2. 



   Lors d'un usage continu d'un bain de sel en fusion pour la refonte d'un métal brut, il se produit un enrichissement du sel en fusion en impuretés, ce qui réduit sa capacité épurative , et sa conductibilité électrique. Pour rétablir ces capacités, la présente invention prévoit la possibilitéd'une régénération du bain de sel en fusion,par exemple par le fait, qu'on y ajoute d'une manière discontinue ou,continue,des matières solides, ou liquides, ou gazeuses, ou en forme de vapeur, susceptibles de faire rétrograder,par convertissement chimique, les changements 

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 subis par le bain de sel en fusion,-par le fait que les composantes utiles du bain y sont réintroduites sous une forme appropriée, par exemple sous forme de sel, et que les matières   absorbées,par   exemple de l'oxygènes en sont   limines,

     par exemple sous forme   d'eau,   cette régénération est réalisée avantageusement par le fait, qu'on introduit un courant d'un gaz ou d'un mélange de gaz appro-   pria,par   exemple du chlorure d'hydrogène   sec,le   cas   4ch4ant   un courant de gaz et d'air sec, dans le bain de sel en fusion. En fai- sant passer .par exemple du chlorure d'hydrogène par un bain de chlorure de zinc fondu souillé par des combinaisons oxydées de zipc, les oxydes ou les oxychlorures contenus dans' le bain sont convertis en chlorures, tandis que l'eau ult4rieurement forme est   41iminée   du bain chaud par le courant gazeux. Larégénération par exemple de bains de chlorures en fusion,peut être effectuée le cas échéant avec utilisation de chlorure (l'ammoniaque. 



   On obtient une régénération particulièrement simple et par- faite du bain de sel en fusion en faisant passer par ce dernier un courant électrique continu avec utilisation d'anodes prati- quement inattaquables par les produits anodiques. par exemple en cas de refonte de zinc dans un bain de chlorure de zinc en fusiohy le chlore éliminé de cette manière à l'anode lors de la régénéra- tion électrolytique, est susceptible   d'agir;

  ,   à la température relativement élevée du bain de Gel en fusion ( au dessus du point de fusion du   zn,environ     450-500 ),sur   l'oxyde de zinc dissout ou se dissolvant à   l'anode,   et de former ainsi du ZnCl2 ,avec formation d'oxygène, en provoquant de cette manière, suivant le mode de   travail   choisi, une régénération continue ou discontinue du 'bain de sel en fusion 
En même temps, le 7inc dissout dans le sel en fusion est de nouveau séparé de ce dernier à la cathode par l'action du courant épurateur. 



     'Dans   ce mode de travail, la cathode pour le courant continu, est avantageusement formée par l'un ou plusieurs des bains de 

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 métal fondu accumulés sur des fonds collecteurs, et l'anode par une ou plusieurs électrodes auxiliaires appropriées, par exemple en graphite. Il est surtout avantageux d'utiliser comne cathode le bain de métal fondu pur, situé sur le fond collec- teur inférieur. Le cas échéant le courant épurateur peut être constitué par le courant de chauffage lui-même, ou par un courant continu superposé au courant de chauffage alternatif, Avec ce mode de travail il peut être avantageux d'intervertir le sens de courant dans des intervalles de temps appropriés, par exemple au moyen de dispositifs   commutateurs   automatiques. 



   Le cas échéant on peut employer comme courant de chauffage, alternativement, du courant alternatif et du courant continu, qu'on fait passer par les électrodes de chauffage, les périodes de passage de courant continu pouvant avoir une autre durée, par exemple plus courte,que les périodes de passage de courant alternatif, suivant le degré d'épuration que l'on veut obtenir. 



   - Le dessin annexé représente à titre d'exemple un mode de réalisation d'un four approprié à la réalisation du procédé décrit plus haut, 
En 1 est représenté un récipient,par exemple en matière céramique,servant à contenir le bain de sel en fusion 2 ainsi que le métal brut, chargé par exemple sous forme de plaques 3, ou de poussière métallique A. En5, respectivement 6, sont représentés des barreaux ou   analogues,disposés   d'une manière appropriée, par exemple horizontalement ou verticalement   (5)   ou obliquement, le cas échéant avec une certaine inclinaison, par exemple à la manière de jalousies (6), qui servent à mainte nir les matières à refondre.

   En 2 est représenté le fond collec- teur supérieur formé par un chenal collecteur   12,-     en ± le   fond collecteur inférieur. Les électrodes servant au passage du courant de chauffage sont désignées par 9/9,et les arrivées cathodiques pour le courant épurateur par 10/10, tandis que l'électrode de chauffage supérieure 9 sert en même temps d'anode pour ce courant épurateur; 

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Au lieu d'un seul fond collecteur supérieur, circulaire continu, on peut en prévoir naturellement plusieurs similaires. 



   Il a   été   trouva que dans la forme d'exécution susmentionnée du four à refondre il peut être avantageux de provoquer la génération de chaleur par l'énergie thermique du courant, prin- cipalement à l'endroit le plus profond du bain de sel en fusion,près de la surface du bain métallique se trouvant sur le fond collecteur inférieur, pour le   r'aliser,   on diminue avan-   tageusement   la section transversale du bain de sel en fusion au dessus du bain m4tallique inférieur.

   Ceci peut être effectué par exemple par la disposition de corps   obstructeurs   11, mau- vais ou non conducteurs par exemple directement au dessus du bain   métallique   inférieur 8, par exemple par l'application d'une masse en petits morceaux, par exemple   granulée   ou sablon- neuse,qui est plus lourde que le bain de sel en fusion et insoluble dans ce dernier,comme par exemple de   l'oxyde d'aluminium     fonu   de la blende de zinc ou analogue:

   
Le chauffage peut s'effectuer par   l'emploi   d'énergie électrique sous n'importe quelle forme de   préférences   sous forme de courant alternatif,par exemple de courant triphasé,mais le cas échéant aussi sousfdrme de courant continu,par   l'intermé-   ,diaire des électrodes 9/9 ou aussi, en cas d'une disposition   appropriée   de la chambre de fusion,par des courants induits, par des courants de haute fréquence,  etc..   



   Le procédé suivant l'invention offre, entre autre, les avantages suivants: on obtient un métal d'une très haute pureté, qui est pratiquement complètement libéré d'impuretés solides et liquides, surtout d'impuretés oxydées, ainsi que de matières étrangères gazeuses. 



   L' utilisation d'énergie est parfaite au plus haut degré, par suite du contact direct du métal avec le sel en fusion cédant la chaleur et chauffé lui-même par chauffage direct inter- ne, 

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D'autre part il est très facile par le réglage de la distance entre les électrodes, de maintenir à une hauteur voulue la quantité d'énergie électrique amenée dans le four et du fait aussi la température de ce dernier, sans aucun changement des conditions de travail des génératrices. de courant électrique. 



   L'élimination des impuretés, par exemple oxydées intro- duites avec les métaux bruts et qui ne sont liées au bain de sel en   fusion.hors   de ce dernier, se fait de la manière la plus simple et sans perte de matière, d'une façon continue ou non continue, par la régénération du bain de sel en fusion par voie d'introduction de gaz appropriés ou aussi par élec - trolyse, le métal qui était absorbé par le bain épurateur étant récupéré comme tel, par exemple dans le bain métallique infé- rieur servant de cathode. 



   Contrairement aux   procédés,   avec chauffage indirect, il n'est pas nécessaire de chauffer le système , en aucun endroit, à une température plus   élevée,   que celle   nécessaire   à la refonte. Du fait, la matière constitutive de la cuve de fusion est fortement ménagée. par la constitution des parois du four en -,matière mauvaise conductrice de chaleur ainsi que par une isolation calorifuge appropriée ,les pertes extérieures de chaleur peuvent être supprimées dans une très large mesure. 



   REVENDICATIONS. 
 EMI8.1 
 



  I) procédé de fusion,'derefonte, c' apuration etc , , de mé- taux, particulièrement de métaux bruts,par exemple du zinc brut, et d'alliages de métaux, dans un bain de sels ou de mélanges de sels traversé par des courants, électriques, surtout des cou- rants alternatifs, et chauffé et liquéfié par ces derniers,- caractérisé en ce qu'au moins l'une des électrodes servant à l'introduction du courant de chauffage dans le bain de sel, n'entre pas en contact avec le métal fondu.

Claims

2)Procédé suivant la revendication 1,-caractérisé par <Desc/Clms Page number 9> l'emploi de sels qui sont susceptibles d'agir par voie physique ou chimique, ou par les deux:, d'une manière purifiante ou d'une autre manière voulue,sur le métal fondu ou sur les métaux ou alliages fondus.

3) procédé suivant les revendications 1 et 2,-caractérisé en ce qu'on obtient une épuration ultérieure, ou en général , un traitement ultérieur du métal fondu par le fait, ---------------- , que le métal fondu recueilli en un ou plusieurs bains métalliques est obligé de passer dans un bain ultérieur,par exemple inférieur, de métal pur, à travers le sel en fusion,par exemple sous forme de gouttes, ou de jets minces, etc..

4) Procédé suivant les revendications 1 à 39-caractérisé en ce qu'on augmente l'intensité de contact de la phase métallique avec la phase de sel, en mélangeant éventuellement l'une avec l'autre,par exemple, par l'emploi de dispositifs ou moyens mécaniques, comme par exemple des mélangeurs, ou un brassage à gaz, ou par d'autres moyens appropriés.

5) procédé suivant la revendication 1 à 4,-caractérisé en ce que le bain de sel en fusion est soumis à une régénération continue ou non continue par le fait qu'on y .amène des ma- tières solides, ou liquides, ou gazeuses, ou en forme de vapeur, par exemple par l'introduction de gaz, comme par exemple le chlorure d'hydrogène, qui sont susceptibles de transformer de la manière voulue les substances absorbées par le bain de sel en fusion, ou de les décomposer, et d'évacuer les substances absorbées non désirables,par exemple l'oxygène,par exemple sous forme d'eau.

6) procéda suivant les revendications 1 à 5,-caractérisé en ce que la régénération du bainde sel en fusion est réalisé par le fait, qu'on fait passer par le dit bain un courant électrique continu.

7) procédé suivant la revendication 6,-caractérisé en ce qu'au moins, un des bains métalliques prévus par la revendication <Desc/Clms Page number 10> 3, par exemple celui formé par le métal épura, est utilisa comme cathode pour le courant purificateur. EMI10.1

8) procédé su'L'"'"-ïb les revendications 1 à. 7,-c;=<.,,<:i .1>±;. en ce qu'en vue d'augmenter l'effet de chauffage du courant électrique à certains endroits du bain de fusion, on diminue à ces endroits la section de passage du courant électrique, par exemple par intercalation de corps obstructeurs non conducteurs ou mauvais conducteurs, par exemple en forme de matières incohérentes, par exemple, en petits morceaux ou finement granulées.

9) procédé suivant la revendication 8,-caractérisé en ce que la diminution de la section du bainde sel en fusion se fait à proximité ou directement au dessus de la surface du bain métallique inférieur.

10) Four pour la réalisation du procédé suivant les revendications 1- 9,caractérisé en ce ou'il se compose,d'un corps de four, (1),d'au moins une électrode inférieure (9) venant en contact avec le bain métallique inférieur (8) et d'au moins une électrode supérieure (9) plongeant dans le bain de sel en fusion, ces électrodes servant à l'introduction du courant 41ectrique de chauffage; de dispositifs ,par exemple en forme de grilles genre jalousies (6) ,servant à recevoir les métaux en morceaux ou en poussière (3/4) destinés à être fondus, et le cas échéant de dispositifs, par exemple en forme d'un chenal collecteur (12) prévu à une hauteur appropriée' ---- de la chambre du four, et servant à rassembler ou à recueillir le métal fondu découlant directement de la charge brute.

RESUME.

Au moins l'une des électrodes servant à l'introduction du courant électrique de chauffage dans le bain de sel, dans lequel est traité, le métal, ou l'alliage, n'entre pas en contact avec le métal fondu, - le bain de sel est régénéré par l'ajoute de matières appropriées et éventuellement par l'application d'un.cou- <Desc/Clms Page number 11> rant électrique continu. Différentes manières et des dispositifs pour la r4alisation de ce procède.