BE392237A - - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 



  "Perfectionnements dans la préparat i#l de l'oxyde de zino",, 
L'invention se réfère à un procédé perfectionné et à son appareillage pour la préparation de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc, à partir du zinc métallique ou autre matière zincifère appropriée. 



   Dans la fabrication du blanc de zinc à partir du zinc métallique par fusion et vaporisation du métal puis oxydation de la vapeur ainsi produite, on procède généralement eomme suit. 



  On 'se sert de cornues ou creusets fixes en argile (alumine)pu' graphite dans lesquels on chauffe le métal à la température de vaporisation; on fait ensuite passer les vapeurs obtenues dans une chambre de combustion où on fait arriver une certaine quantité d'air par aspiration et on y fait brûler les vapeurs 

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 pour les transformer en oxyde; une conduite amène enfin l'oxyde dans une chambre collectrice. Cette méthode présente l'inconvénient évident d'être intermittente au lieu d'être continue,du fait de la nécessité de vider et de recharger les cornues,ce qui constitue une perte de temps. Ensuite, les cornues ont une vie relativement courte et dnfin il est difficile d'empêcher que de l'oxyda ne se forme à l'intérieur de la cornue.

   On a essayé de porter remède à cet inconvénient en faisant passer de l'oxyde de carbone au-dessus de la surface du zinc en fusion; ceci présente cet autre avantage d'aider à convertir par la suite tout le plomb en présence, on carbonate de plomb. 



   Pour rendre l'opération continue, on a proposé de se ser- vir d'un four rotatif à réverbère tel que par exemple un four rotatif chauffé par un foyer à grille extérieur et amovible. 



   On introduit dans ce four rotatif du zinc; on provoque la fu- sion de ce dernier et l'on fait brûler les vapeurs métalliques produites pour en former de l'oxyde à l'intérieur du four, au-dessus du bain de   zino   en fusion; la chaleur de la réaction est alors suffisante pour maintenir le métal à l'état fondu sans qu'il soit nécessaire que de la chaleur d'appoint soit fournie par le foyer à grille ou tout au moins sans nécessiter autre chose qu'un appoint occasionnel   de e   dernier;   =*,duit   enfin   l'oxyde   formé dans une chambre collectrice. 



   C'est un fait bien connu que la formation de croûtesd'oxyde à la surface du bain métallique arrête immédiatement la vaporisation ou retarde   celle-ci .   



     C'est   pourquoi l'un des objectifs de la présente invention est d'empêcher autant que Possible la formation d'une   croûte   d'oxyde sur le métal en état de vaporisation et de   forma-   un produit absolument exempt ou tout au moins exempt poux la presque totalité de décoloration. L'inventeur a   constaté   que l'on peut obtenir ces résultats en ménageant des conditions   réduo-   trices locales autour du dit métal en fusion et en empêchant 

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 en même temps la formation dans la zone de vaporisation d'une poche ou d'un bain de zinc en fusion de grandeur appréciable. 



   Dans ses grandes lignes,la présente invention consiste en un procédé continu pour la production de l'oxyde de zinc et particulièrement du blanc de zinc à partir du zinc métallique ou autre matière zincifère appropriée,qui consiste à vaporiser le zinc dans une chambre rotative en présence d'une quantité de matière carbonée suffisante pour assurer l'existence   d'un   état réducteur autour du dit métal et :pour empêcher la   formation   d'une poche ou   d'un   bain de zinc en fusion de grandeur   appré-   ciable dans la dite chambre,grâce à une distribution adéquate de la totalité du dit zinc en fusion autour de la dite matière   carbonée.   



     L'invention   consiste également à oxyder la dite vapeur mé-   tallique   en la faisant brûler dans une chambre rotative de com   bustion   de façon que les vapeurs y soient soumises à une gra.. duation symétrique de température,. 



     L'invention,   consiste également en un procédé continu pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de   zin@   partir du zinc métallique ou autre matière zincifère qui consiste à maintenir dans   l'une   de deux zones rotatives juxtaposées, une charge de matière carbonée et de zinc, à vaporiser le zinc en question et à maintenir la température nécessaire pour   assu-   rer la dite vaporisation en introduisant dans la dite zone une quantité d'air suffisante pour effectuer l'oxydation partielle des dites vapeurs et pour les éliminer dans la seconde des zones en question   où,   leur oxydation complète s'effectue. 



   Quand les   conditions   économiques le permettent l'inventeur préfère effectuer son procédé avec le zinc à l'état de métal. 



  Mais quand le prix du zinc est trop élevé, m, peut réaliser   'la   processus avec une matière première consistant en un mélange d'oxyde de zinc et de charbon finement divisé. 



   Comme exemple d'appareil que   l'en   peut employer pour réali-. 

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 ser   l'invention,     on   mentionnera une chambre de   vaporisation   rotative et une ohanbre de combustion qui,si on le désirs, peuvent constituer des zonesdifférentes d'un seul et même cylindre animé d'un mouvement de rotation et garni de toute matière réfractaire appropriée pouvant résister à la température et à   l'action   du zinc métallique et des fumées.

   Les dites chambres de vaporisation et de combustion si elles sont   sépa-     rée s,peuvent   être montées de manière   à   tourner ensemble ou   séparément   Dans la forme adoptée de préférence, la chambre de combustion constitue le   prolongement,de   forme oblongue, de la chambre de vaporisation.   L'ensemble   forme un seul cylindre ro-, tatif divisé en deux zones effectives dont la plus petite est la zone de vaporisation et l'autre la zone de combustion ou zone d'oxydation   principale.   La zone ou chambre de   vaporisation   est pourvue d'organes qui permettent son chargement en zinc métallique et dans la   forme   adoptée de préférence ce dispositif de chargement est refroidi par l'eau.

   A titre d'exemple, une   glissière   formée d'une série de tuyaux dans lesquels l'eau circule constitue un dispositif dont en a constaté l'efficacité. 



  Un brûleur à huile ou à gaz ou un autre dispositif de chauffage est également prévu pour   déclanoher   le processus ainsi que des organes pour faire arriver de l'air d'appoint dans la chambre de combustion quand 0 1 est nécessaire. La zone ou chambre rotative de combustion est pourvue   d'un   orifice de sortie ou de plusieurs orifices de sortie pour   l'oxyde,qui   permettent à ce dernier d'arriver dans un dispositif collecteur approprie conduisant à une chambre collectrice ou à un autre dispositif permettant de refroidir l'oxyde au point voulu pour permettre son ensachage en toute sécurité.Dans un dispositif, on fait passer 1' oxyde dans une tour à chemise d' eau et de là dans un ou plusieurs cyclones ou dispositifs de même genre et enfin dans la chambre d'ensachage.

   Par ce moyen, on évite de recourir à un collecteur de grande longueur qui,généralement,, est nécessaire. 

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  L'inventeur est partisan aussi de faire agir au soumet de la dite tour un atomiseur ou un jet d'eau pulvérisé ,qui peut en- lever une partie de la chaleur de l'oxyde produit. Il est entenoependant   du/que   l'on peut se servir de toute autre modalité de   refroi-   dissement appropriée. 



   Le procédé s'effectue comme suit: 
On perte la zone de vaporisation à la température requise pour réaliser la   vaporisation   du   zinc   métallique. Ceci peut se faire à l'aide d'un brûleur à gaz ou à huile ou d'un dispo- sitif analogue. On introduit alors une certaine quantité de ma- tière carbonée telle que coke tendre, anthracite ou produit de même genre dans la zona.

   Lorsque la température requise a été atteinte, on introduit le zinc métallique par tous moyens appro- priés dans la zone de vaporisation et l'on commence la   varopi-     sation.   Il est indispensable pour réaliser de façon convenable l'invention que la proportion des charges de la matière carbonée et du zinc métallique soit talle qu' il existe un état réducteur local autour du métal an fusion et ensuite qu'avec le   secours   de la rotation de la zone ou ohambre,le métal en fusion soit distribué autour de la matière   carbonée, de   manière à empêcher essentiellement la formation d'une poche ou d'un bain de métal de quelque importance en dessous de la matière carbonée.

   A cette fin, on doit prévoir la présence d'un   excès   de matière sur colle qui est nécessaire pour assurer simplement Inexistence d' un état   rédacteur     local,   en vue d'empêcher la   formation   de croû- tes   d'oxyde   ou la réduction de ces croûtes d'oxyde,qui pourraient se former.

   En plus de cet excès de matière carbonée, on peut ajouter une certaine quantité de produits en morceaux, tels que morceaux de briques réfractaires et   analogues.Quand   la vaporisa- tion commence, on fait arriver de l'air sous pression contrôlé dans la zone de vaporisation ,   en   vue de réaliser :

  immédiatement au-dessus de la zone de vaporisation, une   combustion   partielle des vapeurs métalliques,qui s'échappent de cette zone et pour 

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 entraîner les vapeurs   produites,dans   la zone de combustion   ro-   tative voisina,ou, par suite de la   rotation,elles   sont soumises à une graduation symétrique de température sur toute la longueur de la zone et où leur transformation en oxyde par combustion est   réalisée.Dans   la variante de réalisation de l'invention adoptée de préférence par l'inventeur,

   on aide cette   oxydation   de vapeur dans la zone de combustion par l'introduction   dans   cette zone d'une certaine quantité d'air secondaire que   l'en   peut faire arriver en plusieurs endroits sur toute la longueur de la dite zone par des orifices contrôlés par des soupapes ou par des dispositifs de même genre.

   Par l'opération qui   vient     d'être   décrite, et par le contrôle approprié de l'air primaire introduit dans la zone de vaporisation, la température nécessaire . pour la vaporisation du métal peut être maintenue par la combustion partielle des vapeurs qui se dégagent de la zone de vaporisation avant qu'elles ne soient entraînées dais la zone de combustion pour y subir l'oxydation complète.   Apres   avoir   ef-     fectué   le réglage requis de l'air, et après   ie     commencement   de cette combustion primaire des vapeurs, en peut se passer des brûleurs à huile ou à gaz , dont en s' est servi pour déclancher le processus.

   On se rendra compte qu'à l'aide du dispositif décrit et par suite de la rotation de la zone ou   chanbre   de combus-   tion,les   vapeurs doivent subir la même graduation de température, ce qui donne 'Un produit de couleur et de texture   uniformes.   



   La réalisation à l'aide du procédé et des dispositifs déarite de ces conditions de température est avantageuse ,car les variations de la température qui règne dans la chambre de combustion par suite de l'existence de "points chauds" font que   l'oxyde,   au cours de sa formation, est soumis à des augmentations ou à des chutes inégales de tanpérature, et-   darne   un produit irrégulier et de couleur variable,tandis que d'autre part les dimensions des particules de l'oxyde sont différentes. 



  Un autre avantage du présent procédé consiste dans le fait que 

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 l'on empêche la formati  on     d'une   croûte   d'oxyde   à la surface du métal en traitement,par suite de la présence de matière carbonée et de l'existence corollaire d'un état   réducteur     loal   autour du métal en fusion;   ceci   empêche qu'il y ait du retard dans le dégagement des vapeurs   métalliques,se   qui,comme expliqué, se produirait sinon.

   L'inventeur préfère que la zone de combustion et les   conditions   qui règnent dans cette zone soient réglées de telle manière par rapport à la matière carbonée employée et au:,.. taux de dégagement des vapeurs métalliques, que toutes les particules de charbon ou analcgues qui pénètrent dans la chambre de combustion soient brûlées avant   d'atteindre   l'orifice de sortie,ce qui évite tout danger de   déo olorati on   de l'oxyde produit. 



   Pour permettre de comprendre clairement l'invention et sa réalisation dans la pratique, on va à présent procéder à la description à titre d'exemple et avec l'aide des dessins schématiques ci-joints,d'une installation ou un appareil approprié. 



   La figure 1 montte en   élévation   l'appareil complet.   La   figure 2 est une coupe longitudinale, à échelle plus grande,d'une forme de cylindre rotatif approprié,qui montre sa division intérieure en deux zones, une zone de vaporisation et une zone de combustion. 



   Dans la figure 1 des dessins,les éléments consistent en un cylindre rotatif A, une tour de réfrigération D verticale et à chemise d'eau, un premier séparateur à cyclone C, un deuxième cyclone D, un ou plusieurs   ventilateurs E   et une chambre collectrice à poches F. Le cylindre rotatif A est divisé intérieurement par un goulot a en deux zones voisines, à savoir: une première zone ou zone de vaporisation B et un e seconda zone ou zone de combustion c. 



   Le zinc métallique qui doit être vaporisé est introduit dans la zone de vaporisation par une ouverture d'admission d. 

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  Dans l'exemple   représenté,cet   organe sa compose d'une gouttière e formée par une série de tuyaux   dais   lesquels circule de l'eau. Un lingot de zinc métallique que l'en est en train d'introduire est désigné par la référence f. 



   Pour mettre en route, on chauffe tout d'abord la zone de vaporisation b du cylindre rotatif par un brûleur à gaz ou à huile g. Pendant ou après ce chauffage, on introduit une charge composée de zinc métallique et d'une matière réductrice carbonée telle que du ooke. Quand on a atteint la température requise,le zinc se vaporise et par l'intermédiaire d'un courant d'air,qui pénètre par les ouvertures h et!, les vapeurs sont entraînées dans la zone voisine ou zone de combustion o.

   Il est essentiel que ce courant d'air ne soit pas suffisamment violent pour détruire les conditions de réduction précitées dans la zona du métal en   fusi on.   Bien qu'il ne soit pas possible de donner des ohiffres définitifs, on peut dire en tablant sur   l'installation en marche à zone de vaporisation de 10 pieds s   de long sur 5 pieds de diamètre et zone de combustion de 20 pieds de long et 5 pieds de diamètre également qu'un tirage de 0,15 à 0,25 pouce d'eau est suffisant pour une ouverture h de 12 à 30 pouces carrés. 



   L'air d'appoint pénètre par les orifices i prévus dans les parois du cylindre; l'ouverture de chacun de ces orifices est contrôlée par des registres réglables et/ou des olapets marchant à pesanteur. 



   On peut modifier la quantité d'air qui pénètre par ces ouvertures dans l'un des exemples, en munissant chaque   orifi    ce   d'un   volet ou d'un registre réglable ou d'un organe   équiva-   lent non représenté; on effectue cette variation pour empêcher que l'oxyde produit ne soit décoloré. C'est de préférence par un essai que l'en détermine la quantité d'air   nécessaire,car   celle-ci varie naturellement selon les   conditions   locales. 

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  La présence d'une trop grande quantité d'air ou d'une trop petite quantité d'air provoque la décoloration de l'oxyde. 



  Les vapeurs d'oxyde sortent de la   zona   de   combustion   par un orifice j pour pénétrer à l'extrémité inférieure de la tour de réfrigération   verticale B   qui, de préférence, est pourvue d'une chemise à   circulation   d'eau. Les vapeurs mentent   dans   la tour et   rencontrent   un jet ou des jets de liquide réfrigérant. Ce dernier arrive par une admission   K,,   La quantité d'eau que l'on   lance   ainsi peut aller   jusqu'à,  deux gallons par minute; elle peut auesi être nulle. La quantité habituelle est de un gallon par minute; cette quantité est déterminée par la nécessite que toutes l'eau introduite soit vaporisée avant   d'atteindre   le fond de la tour. 



   Les vapeurs   partiellement   refroidies sortent alors à l'extrémité supérieure de la tour pour arriver dans un collecteur 1 qui les conduit successivement à deux cyclones 0 et D des extrémités inférieures desquels s'échappe le produit séparé. 



  Les vapeurs et le produit, s'il y en a ,passent Ensuite. à travers un ou plusieurs ventilateurs E et enfin dans une chambre collectrice filtrante à poches F, où le produit est recueilli. 



  L'inventeur a constaté qu'habituellement cinq parties en poids du produit sont recueillies dans le séparateur   0,doux   parties en poids dans le séparateur D et deux parties en poids dans la chambre collectrice . 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1 ) Procédé continu pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métal-. lique ou autre matière zincifère appropriée,consistant à vaporiser le zinc métallique dans une chambre animée d'un mouvement de rotation en présence d'une quantitéde matière car.. bonée suffisante pour qu'il existe un état local de réduction autour de ou dans la région du métal en question et pour em- pocher la formation d'une poche ou d'un bain libre de zinc en fusion dans la dite chambre,par la distribution de la totalité <Desc/Clms Page number 10> en fait, du zinc en fusion autour de la dite matière carbonée.

   2,.. Dans un procède continu pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métallique ou autre matière zincifère appropriée, la fait d'achever la combustion des vapeurs métalliques pour les transformer en oxyde, dans une chambre de combustion animée d'un mouvement de rotation de façon que les vapeurs soient soumises à une graduation symétrique de température.

   3.- .Procédé continu conforme à la revendication 1, dans lequel la dite vaporisation s'effectue entièrement ou prin- cipalement sous l'action de la chaleur provenant de la combus- tion partielle des dites vapeurs au-dessus de la charge.

   4.- Dans un. procédé continu conforme à la revendication 1 ou 4'la revendication 3,le fait de maintenir la température requise pour la vaporisation du zinc en introduisant dans la zone de vaporisation une quantité d'air suffisante pour réaliser la combustion partielle des vapeurs et leur élimination dans une zone de combustion voisina où s'effectue la combustion complète des vapeurs partiellement brûlées pour les transformer en oxyde.

   5 ) Dans un procédé conforme à la revendication 1,3 ou 4, le fait d'effectuer la combustion complète des vapeurs dans une zona de combustion animée d'un mouvement de rotation da manière que les vapeurs soient soumises,dans le processus à une graduation symétriqeu de température.

   6 ) Dans un procédé conforme à l'une des revendications précédentes,le fait de parfaire l'oxydation des vapeurs dans une zone de combustion voisine animée d'un mouvement de rotation en faisant arriver dans la dite zona des quantités contrôlées d'air secmdaire, de préférence en plusieurs points sur la longueur de la dite zone.

   7 ) procédé conforme à l'une des revendications précéden- <Desc/Clms Page number 11> tescomportant l'addition à la dite charge d'une oertaine quantitéde matière en morceaux, autre que de la matière car- bonde 8 ) procédé pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métallique ou autre matière zincifère appropriée,conforme à l'une ou l'au- tre des revendications précédentes qui compacte les passes opératoires de l'élimination des 'Tapeurs d'oxyde de la zone de combustion pour les amener à l'une des extrémités d'une zone de refroidissement,de l'élimination des vapeurs partiellement refroidies à l'extrémité opposée de la dite zone de refroidissement,

   de la soumission des Tapeurs éliminées partiellement refroidies à une agitation par turbulence , en vue de réaliser une séparation partielle de l'oxyde et enfin de faire passer les vapeurs restantes dans une chambre à poches ou autre dispositif approprié, en vue de la séparation finale du produit, 9Q) -Procédécontinu pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc mé- tallique consistant à maintenir dans l'une de deux zones rotatives juxtaposées une charge de matière carbonée et de zinc métallique,

   à vapor i ser le zinc métallique en question et à maintenir la température requise pour la dite vaporisation en introduisant dans la dite zone une quantitéd'air suffisante pour assurer la combustion partielle des dites vapeurs et leur élimination dans la seconde des dites zones ou s'effectue leur oxydation complète.

   10 ) Appareil pour la réalisation du procédé continu de production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métallique ou autre matière zinoifère appropriée, conformément à l'une ou l'autre des revendications précédentes,comportant un seul cylindre rotatif ou deux cy- lindres rotatifs séparés, en vue de former des zones de vapo- <Desc/Clms Page number 12> risation et de combustion voisines et en communication l'une avec l'autre,des organes pour introduire la charge métallique dans la zone de vaporisation,des organes pour faire arriver un ou plusieurs courants d'air primaires contrôlés dais la dite zone,des organes, si n'est nécessaire, pour faire arriver de l'air secondaire séparément,

   directement dans la zone de combustion ou oxydation et enfin des organes pour éliminer et recueillir le produit oxydé de la dite zone.

   11 ) Appareil conforme à la revendication 10, dans lequel existent des organes pour contrôler l'admission de l'air de combustion dans la zone de combustion ou oxydation.

   12 ) Appareil conforme à la revendication 11,dans lequel les ditorganes se composent de plusieurs orifices contrôlés par des soupapes,les dites soupapes ou organes étant En outre réglables pour faire varier l'ouverture de ces orifices.

   13 ) Appareil conforme à l'une ou l'autre des revendications précédentes,dans lequel l'air admis dans la zone de vaporisation et dans la zone de combustion ou oxydation est amené par un ou plusieurs ventilateursmontés à l'extérieur du côté sortie de la zone d'oxydation et sur celui-ci.

   14 )Appareil pour réaliser le procédé conforme à l'une ou l'autre desrevendic ations précédentes comprenant en c ombinaison un cylindre animé d'un mouvement de rotation divisé intérieurement pour former une zone de vaporisation et une zone de combustion ou oxydation,une tour refroidie artificiellement raccordée directement à l'orifice de sortie existant à l'extrémité zone de combustion du cylindre rotatif, un conduit partant de l'extrémité supérieure de la dite tour pour se rendre à une chambre à poches ou autre dispositif pour recueillir en fin de compte le produit,

   un ou plusieurs séparateurs "cyclones" ou d'un type'analogue montés dans le dit conduit près de la tour refroidie artificiellement et un ou plusieurs ventilateurs montés également dans le dit 9 enduit <Desc/Clms Page number 13> entre les séparateurs et la chambre à poches.

   15 )Appareil conforme à l'une ou l'autre des revendications précédentes comportant une tour à chemise à circulation d'eau à l'extrémité supérieure et à l'intérieur da laquelle est projeté un jet d'eau, les vapeurs à refroidir pénétrant à l'extrémité inférieure de la tourovenant directement de la zone de combustion et sortant par un orifice prévu à l'extrémité supérieure de la tour.

   16 ) Appareil pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métallique conformément à la revendication 15,comprenant une ouvertur e réglable à l'extrémité inférieure de la tour,qui peut laisser arriver de l'air en vue de modifier l'aspiration effective à la sortie de la zone de combustion, aspiration produite par un ou plusieurs' ventilateurs ou organes analogues,disposés sur le côté @ sortie de la tour, en vue de l'objectif exposé.

   17 ) Appareil pour la production de l'oxyde de zinc et spécialement du blanc de zinc à partir du zinc métallique ou autre matière zincifère appropriée,combiné,construit et arrangé essentiellement comme ci-décrit avec la référenoe des dessins ci" joints.