BE404820A

BE404820A -

Info

Publication number: BE404820A
Authority: BE

Description

FOUR POUR L'EXTRACTION DE METAUX VOLATILS, TELS QUE LE
EMI1.1
Z-1NG YAH LA 1DUUL1UN D'ÛXIDES METALLIQUES OU DE MINERAIS A OXYDES.

La présente invention concerne un four pour la réduction de zinc et autres métaux -volatils, des oxydes ou des minerais à oxydes, qui sont traités dans deux chambres séparées dont la première reçoit les minerais mélangés éventuellement avec des matières carbonifères et la seconde les vapeurs des métaux avec des gaz, qui y sont mélangées avec des matières carbonifères et amenées à une température supérieure,. La vapeur du métal

pénètre dans le condenseur à la sortie de cette deuxième chambre de réduction mélangée seulement à de tels gaz qui ne peuvent plus exercer d'action oxydante, de sorte que le degré de pureté du métal condensé devient: extrêmement élevé.

On a apporté un soin particulier au rendement calorifique du processus à la construction aussi concentrée que possible, à la sûreté de fonctionnement et à la facilité du service.

I. Rendement calorifique
Afin de réduire au. minimum les pertes de chaleur inévitables, les deux chambres de réduction nécessaires à la réduction de l'oxyde de zinc et de l'acide carbonique sont construites l'une dans l'autre, formant des cellules concentriques, Il en résulte une disposition concentrique des chambres de chauffe, des éléments récupérateurs et des tuyères de soutirage. Grâce à ce dispositif, on obtient un minimum de pertes par conduction et par rayonnement étant donné que la chaleur perdue par l'un des ornements profite à l'autre et on obitent, également:, ce résultat que les éléments cons- tructifs à température plus élevée se trouvent à l'intérieur du four.tandis que celle-ci diminue vers l'extérieur suivant la conduite du processus,
II.

Jeu de force mécanique thermique ' ' - Du fait de l'échauffement de chacun des élé- ments constructifs, ceux-ci se dilatent et, étant donné que les parties intérieures sont plus fortement échauffées, elles exerceraient sur les parties extérieures , au cas

où tous les éléments seraient construits en une seule matière, uns pression qui endommagerait les parties extérieures.

Afin déviter cet endommagement, on choisit les matières dont on construit les éléments annulaires 9 de manière à choisir pour les parties intérieures, c'est à dire celles qui sont chauffées à des températures plus élevées, des matières à coefficient de dilatation moindre tandis que l'on emploie vers l'extérieur des matières à coefficient de dilatation supérieure, On cherche à obtenir dans la ' direction radiale le rapport suivant: (T - t). ss = constante ou (T - t). ss. R = = constante.

R, t étant la température à laquelle le four est construit, T la température de fonctionnement de l'élément? du four en question, ,0 le coefficient; de dilatation linéaire et R le rayon moyen de l'élément de four en question, La dernière condition ci-dessus , c'est à dire que la dilatation radiale = Ro constante correspond aux conditions existante dans un corps annulaire d'une pièce -,Composé ou/de plusieurs pièces, homogène et uniformément chauffé,
Les matières sont également graduées sous ce rapport dans la direction longitudinale, étant donné que la zone de réduction est amenée à la température la plus élévée tandis que les parties supérieure et inférieure du four restent à une température inférieure.

On rend ainsi impossible un élargis- sement en forme de tonneau thermique. On sait que la gradua- tion du coefficient de dilatation suit les variations du contenu en A1203. Par un choix de matières à contenu progres-

sif de A1203, on peut obtenir par exemple que les coefficients de dilatation varient dans les limites nécessaires à la pratique .

On prévoit entre les anneau séparés, constitués en matière solide (pierre réfractaire ou maçonnerie) des espaces intermédiaired qui sont remplis d'une matière élas- tique telle lue gravier, kieselgur ou une matière spéciale quelconque. Ces masses de remplissage ont pour but de réduire des dilatations s'écartant de la règle ci-dessus indiquée, qui peuvent éventuellement se produire du fait d'un échauffement trop rapide du four ou pour d'autres raisons quelconques. Il est possible en damant ces couches intermédiaires de donner une tension préalable au systè des anneau., ce qui assure l'étanchéité des éléments du four après des échauffants et des refroidissements répétés.

III. partie mécanique et conduite du processus.

Le poids de toute la construction est sup- porté, de préférence, par deux éléments annulaires dont le premier est disposé environ à demi-huateur et supporte les anneaux extérieurs tandis que le deuxième élément annulaire, disposé de préférence à la partie inférieure du four, supporte le poids de la partie intérieure . Grâce à ce dispositif, chacun des éléments constructifs peut/suivre ces variations de longueur dues à l'élévation de la température, indépendamment de l'autre. Ces deux supports annulaires sont portés eux-mêmes par une construction en fer et les plans de leur écartement sont parallèles l'un à l'autre.

Le chauffage des deux chambres de réduction est produit par le fait que les gaz du foyer balayent les parois

des cornues de réduction situées le plus à l'extérieur et le plus à l'intérieur. Lorsque les gaz du foyer ont balaye les parois des cornues de réduction, en leur passant la plus grosse partie de la chaleur de combustion, ils sont amenés dans le récupérateuri de dernier consiste en un système de tu@au@@riee qui sont placés les une à côté des autres et forment l'un. des anneaux concentriques du four.

Ces tuyaux sont, de préférence, séparés en deux parties par une paroi disposée perpendiculairement à la direction radiale
Les gaz de combustion sont introduits dans la portion intérieure des tuyaux et sont amenés là de haut en bas tandis que de 1?air frais est insufflé dans la partie extérieure de ces tuyaux.

L'air s'élève et forme ainsi un courant contraire à celui des-gaz de chauffage. Pendant ce mouvement, il se produit un échange thermique de sorte que les gaz de chauffages encore chauds à la partie supérieure, quittent le four, refroidistandis que l'air arrivé en haut est fortement échauffé. La matière intermédiaire élastique se trouvant entre le récupérateur et le revêtement extérieur,en fer, sert également à isoler les éléments du récupérateur contre l'air extérieur.

Il est utile de faire dévier une partie de cet air fortement chauffé de même qu'une partie des gaz de chauffage chauds avant leur passage par le récupérateur et de les employer à un chauffage préalable ou bien au séchage de la charge ou de ses parties constitutives. annulaire L'élément/placé à l' extérieur de la construction est formé par un revêtement en fer qui renferme tout le four.

Suivant l'équation (T - t). ss = R ce revêtement de fer

devrait avoir une température dtenviron 100 . Etant donné que les surfaces extérieures peuvent encore'rayonner des quantités de chaleur considérables, ce qui doit être évité, le revêtement de fer est Découvert d'une matière calorifuge telle que par exemple l'amiante,qui est maintenue en place par des tôles minces.

La construction de la partie intérieure du four peut être effectuée en superposant, d'une manière connue, des éléments de manchon. Ces éléments de manchon sont, de préférence, enferme de segment de sorte que par leur superposition se trouv ent formés des espaces des segments annulaires disposés en-cercle, La séparation des manchons en deux: chambres qui sont nécessaires, s'effectua par exemple au moyen de plaques de régule, placées dans des évidements ou sur des crochets pré@us à cet effet dans les de chambres manchons en produisant ainsi deux systèmes/concentriques.

Le bord extrême du manchon forme avec la maçonnerie,un canal annulaire par lequel peuvent monter les gaz de combustion en rendant ainsi leur chaleur, aux parois des manchon. Les parois intérieures des manchon,placés les uns à coté des autres, forment un tube constituant une cheminée par laquelle peuvent également monter les gaz de combustion.

}fin d'augmenter les surfaces conductrices de chaleur, les chambres de combustion extérieure et intérieure sont reliées par des Canaux: formés par les parois latérales des cordes et des gaz de combustion circulant également dans ces canaux. pour éliminer les cornues coûteuses et difficiles à manier, les deux chapes de réduction sont construites sous forme de puits annulaires Ces puits sont

séparés l'un de l'autre par une maçonnerie formant cheminée.

Afin d'assurer la pénétration du mélange gaz-vapeur dans la zone de réduction de l'une des chambres dans l'autre, on a prévu des fenêtres dans la maçonnerie. Le chauffage du puits intérieur s'effectue par les parois d'un tuyau pouvant être formé de plusieurs tronçons juxtaposés, tandis que le puits extérieur est chauffé par un système de tubes de feu l'entourant et dont la construction peut également servir au chauffage du puits intérieur.

Les deux puits sont construits de manière à former des cônes s'élargissant vers le bas, cet élargisse- ment pouvant , éventuellement, commencer seulement en dessous de la zone de réduction. En donnant cette forme aux puits, on évite que des éléments de la charge réunis par la cuisson à haute température ne forment /* des ponts ou des voûtes sur lesquels seraient arrêtées les couches supérieures de la charge après le retrait des couches inférieures brûlées.

Un tel élargissement en forme de cône des puits n'est pas absolument nécessaire avant la zone de réduction étant donné, que, grâce à celle-ci, il se produit une réduction partielle du volume de la charge èt des matières carboniques contenues tant dans la première que dans la seconde chambres de réduc- tion, ce qui empêche la formation des ponts ou voûtes ci- dessus. Etant donné, par contre, que dans les masses glissantes vers le bas après le passage de la zone de réduction, il ne se produit plus de diminution de volume, une telle formation d'obstacles (tels des voûtes) est très possible au cas où les parois continuent à être cylindriques.

En formant les puits d'une manière conique, on rend impossible la forma-

tion de ces ponts ou voûtes, étant donné que les parties descendantes de la charge traitée ou de la matière carbonique doivent remplir une surface de section constam- ment croissante, ce qui produit la rupture et la séparation des éléments réunis par la cuisson. Cette rupture est encore accrue par l'action à la manière d'un coin de la paroi inté- rieure conique.

Sur les prolongements des chambres de réduction et sur les revêtements de fer disposés sur la maçonnerie, sont fixées deux conduites annulaires, qui sont reliées avac les prolongements ci-dessus des chambres de réduction au moyen d'évidements. Dans les conduits annulaires supérieurs on introduit de l'oxyde'de carbone sous pression;

il en résulte un courant contraire à celui des vapeurs d'eau s'élevant de l'eau fermant les récipients par en bas, de sorte que ces vapeurs d'eau ne peuven pas s'élever dans la chambre de réduction où ils seraient décomposés grâce à la température élevée en H2 et 0, et, étant donné qu'aux températures employées, l'oxygène exercerait une action oxydante sur les vapeurs de zinc malgré l'hydrogène libre, ceci produirait une reconstitution de ZnO. par les conduites annulaires intérieures, on fait sortir le mélange de CO et de vapeur (J'eau afin de l'utiliser par ailleurs tandis que la partie restante du. CO s'élève pour participer au procès cour comme agent réducteur.

Il en résulte un deuxième courant contraire qui empêche les vapeurs de zinc de pénétrer dans le chargement descendant déjà dépourvu de zinc et ayant commencé son refroidissement, ce qui aurait produit

une perte de zinc. Pendant ces déplacements en sens contraire, il se produit un échange thermique entre le chargement dépourvu de zinc et le gaz montant, de sorte que ce dernier se trouve déjà échauffé lorsqu'il pénètre dans la zone de réduction.

Des quantités supplémentaires de 00 sont amenées dans les deux chambres de réduction pendant le processus par des canaux étroits qui sont aménagés dans les pierres réfrac- taires. Ces pierres réfractaires forment: les tubes de feu qui entourent le puits. Par des évidements et des ouvertures appropriés prévus dans ces pierres réfractaires, les gaz du foyer peuvent balayer le puits aussi bien de bas en haut qu'horizontalement Ce dernier mouvement des gaz du foyer assure une température uniforme dans chaque ligne de section horizontale du four.

Les conduits étroits, en forme de tubes pour la distribution de l'oxyde de carbone sont également aménagés dans ces pierres réfractaires, Ces conduits tubulaires sont alimentés par un canal annulaire commun qui reçoit, d'une part, le CO sous pression de l'extérieur et qui est d' autre part,relié- aux conduits montantsaménagés dans les parois de pierres réfractaires.

Les canaux étroits aménagés dans les parois des pierres réfractaires sont alimentés par ces conduits montants.

Ces canaux sont constitués, de préférence, de la manière sui- vante: on introduit dans les moules pour ces pierres , après y avoir mis une couche d'un. matière réfractaire, un filet à larges maillons en une matière très combustible, telle que ficelle ou autre produit textile,après quoi le

moule est rempli. Au sèchage de la pierre, ces fils agissent à la manière de mèche et accélèrent le séchage, A la cuisson les fils sont brûlés et ils dégagent le s canaux tubulaires.

Le gaz 00 forme, dans les parois très poreuses aux températures élevées employées, des chambres de chauffe de courants opposés. Le premier de ces courants est opposé à celui des vapeurs de zinc qui s'efforcent de s tinfiltrer à travers les parois. Le deuxième de ces courants empêche la pénétration du CO2 et du O2 provenant des gaz du foyer dans les pores des parois. Il s'ensuit que l'oxyde de zinc ne peut pas . se déposer dans ces dernières et que la forma- tion d'aluminates de zinc (cristaux de Spinelle) est rendue impossible.

-Afin d'assurer le remplissage des pores des parois de pierres réfractaires par du CO, il est nécessaire que l'écartement de ces canaux soit aussi réduit que possi- ble. Il ne doit, en aucun cas, dépasser la moitié de l'épais- seur des parois . Les canaux de chauffe formés par ces pierres réfractaires sont alimentés par un canal commun dans lequel ils débouchent. On insuffle dans ce canal de mélange sous un tourbillonnement tangentiel le gaz composé par un mélange de 00 formé pendant le processus, et de gaz d'éclairage, gaz d'eau ou analogues introduits subséquent et de l'air, préalablement chauffé, vernit du récupérateur.

Dans ce canal de mélange se produit le mélange de combustible et d'air de combustion sous un tourbillonnement très fort, étant donné qu'aussi bien l'air que le combustible ont dans leurs uvemerjt reçu dans leurs busesd'adduction un mouvement circulaire, Il en résulte, cet étroit, l'allumage du combustible tandis

que la combustion proprement dite et l'élévation de la tempéra- ture par dette combustion se produisent dans les canaux de feu mêmes,
IV.

Sécurité de fonctionnement
Afin d'assurer, d'une manière efficace, l'alluma- ge du mélange combustible-air et d'éviter ainsi la formation d'un mélange explosif, les buses d'adduction de gaz sont fabriquées en forme de bougie d'allumage. A cet ef fet , un petit tuyau débouche au point d'entrée des gaz , une petite quantité d'air étant insufflée par ce tuyau dans le courant de gaz de sorte qu'une combustion doit toujours se produire à cet endroit .

Cette flamme se propage ensuite dans le mélange gaz-air et assure l'allumage de ce dernier. pour permettre la miseen marche du four, les buses d'addiction de gaz ainsi que les petits tuyaux d'adduction d'air qui y sont fixés, sont construits de manière à pouvoir ,être- enlevés sans interrompre l'adduction des gaz, ce qui par permet d'allumer le mélange gaz-air de l'extérieur }. l'orifice de la buse. Il est également possible de disposer à cet endroit un catalyseur tel que,par exemple, de la mousse de platine qui assure alors automatiquement l'allumage de la bougie à son passage devant lui.

Il est préférable de mélanger le gaz de 00 produit au cours de la réduction et le gaz d'éclairage ou d'eau ou analogues subséquemment aménésavant leur entrée dans la buse d'adduction dans une buse de mélange spéciale et d'insuffler, ensuite, ce mélange danla buse d'adduction.

Afin de décharger les cornues à parois relativement minces des tensions provoquées par la dilatation sous l'effet

de la chaleur et aussi,en partie, du poids des cornues super- posées, on peut prévoir un dispositif mécanique grâce auquel la partie interne des cornues en suivant les dilatations duos à la chaleur peut s'étendre vers lebas. A cet effets ce mécanisme repose sur des rouleaux qui peuvent descendre le long de surfaces hélicoïdales ou le long de plans inclinés d'une autre forme quelconque et qui peuvent ainsi suivre les varia- tions de longueur.

Lorsque les éléments posés sur ce mécanisme se rétrécissent par refroidissement, la superposition ininter- rompue des éléments de manchon est assurée par deux ou plusieurs contrepoids attachés à des cordes sur la périphérie extérieure du mécanisme.

On peut évidemment; aussi, chauffer les matières- aussi bien dans la cornie de réduction CO2 que dans la cornue de réduction ZnO par un courant électrique.

La. condensation des vapeurs du métal s'effectue sans qu'il y ait une formation d'oxyde métallique dans une atmosphère de CO de sorte qu'il est absolument impossible qu'il se produise une nouvelle oxydation de la vapeur du métal.

Cette condensation est effectuée dans deux chambres traversées l'une après ltautre par les gaz; dans la première de ces chambres, on sépare le métal liquide tandis que la poussière métallique est déposée dans une deuxième chambre. Ces deux chambres sont, de préférence, séparées l'une de l'autre par un espace et reliées par des tuyauteries.

On peut construire le four suivant lt invention de manière à ce que les réductions se fassent dans des manchons situés les uns à côté des autres. Dans un des manchons, l'oxyde métallisé ou le minerai à oxyde mélangé éventuellement

avec du charbon de bois ou du coke et chauffé à une température de réduction d'environ 850 à 870 et les vapeurs métalliques passent avec les gaz CO ét CO2 dàns le deuxième manchon.

Dans ce dernier se trouve une-matière carbonifère telle-que le coke ou le charbon de bois qui est amenée à une température supérieure 1000 à 1100 ,et le mélange venant de la première cornue est conduit à travers cette matière par un chemin très long. Après avoir passépar la zone de réduction, pour le CO2, le mélange est refroidi lentement et en contact avec la matière carbonifère à une température d'environ 800 ce qui provoque le dépôt du plomb dans le contenu de la cornue de ré duction de CO2 . Le mélange vapeur métallique-gaz parvient alors dans un condensateur dans lequel le métal volatile est déposé et les gaz sont soutirés et remployés par ailleurs.

Les gaz contiennent encore par suite de la pression partielle environ 0,5% de vapeur de zinc qui est éliminée sous forme de poussière dé zinc, après quoi le gaz est ramené dans le four , au moyen d'une pompe.

Afin de réaliser les avantages ci-dessus indiqués, les deux chambres de réduction sont construites sous forme de deux chaàbres annulaires emmanchées l'une dans l'autre, et deux formes de réalisation de ce dispositif (fig. 1 à 6 et fig. 7 à 13) sont représentées dans le dessin annexé, à titre d'exemple, et dans lequel:
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale à travers un four comportant des chambres de réduction composées ,----de manchons ou moufies la coupe étant faite suivant la ligne IK de la fig. 6.

La fig. 2 est une vue, partie en élévation longitudinale extérieure, partie en coupe suivait la ligne GH des fig. 5 et 6.

La fig. 3 est une vue par en haut de la moitié du four, en-partie découvert.

La fig. 4 est une coupe transversale du four par la ligné EF de la fig. 2.

La fig. 5 est une coupe par moitié du four suivant la ligne CD de la fig. 2.

La fig. 6 est une coupe par moitié du four par la ligne AB de la fig. 2.

- La fig. 7 est une coupe longitudinale d'un four muni de puits de réduction annulaires suivant la ligne LM des fig. 11 et 12.

La fig. 8 est une coupe longitudinale d'un four suivant la ligne NO des figures 12 et 13.

La fig. 9 est une coupe transversale du four suivant la ligne PQ de la fig. 7.

La fi g. 10 est une vue d'en haut du four suivant les fig. 7 et 8 en partie découvert.

La fig. 11 est une section transversale par moitié du four suivant la ligne RS de la fig. 7.

La fig. 12 est une coupe transversale par moitié suivant la ligne TU de la fig. 7.

La fig. 13 est une coupe transversale par moitié ' suivant la ligue V-W de la fige 7.

Les chères de réduction sont désignées par il. et 2. La chambre 1 est replie d'une matière contenant du zinc mélangée à une matière poreuse telle du coke ou

2 analogue . La chambre/est remplie parune matière carboni- fère (coke où charbon de bois). Les chambres de réduction pour les réductions de ZnO et CO2 sont chauffées par les parois 5 et 6 au moyen'de gaz du foyer circulant dans les chambres 3 et 4 . Les chambres de réduction 1 et 2 sont reliées entre elles par les canaux 7 à travers lesquels le mélange gaz-vapeur peut pénétrer de l'une des cornues dans l'autre.

Etant donné que les oxydes métalliques se réduisent dans un courant de 00 à une température de 850 à 8700 celle-ci se maintient à tous les endroits où'se produit la réduction et elle s'élève grâce à la chaleur apportée de l'extérieur aux endroits où la réduction est terminée.

Etant donné que pour la transformation complète de CO2 en CO, il est nécessaire d'avoir une température de 1000 à 1100 ,le contenu de la chambre de réduction en CO2
2 est amené' à cette température par la chambre de chauffe 4.

La chambre de chauffe extérieure 3 est entourée d'une maçonnerie réfractaire formant un annëau rigide 8, Dans cet anneau 8, on peut prévoir des canaux 9 pour l'adduction d'air supplémentaire. L'anneau de maçonnerie 8 est entouré
EMI15.1
d'une coucha intonn6diDiJ'Q Óll1.Cirbiquo 10 (fin. 7 à 13) cotte couehe état entourée par le système récupérateur 11 (fig. 1 à 13). Le système récupérateur 11 est envoûté de son coté par la couche élastique 12 qui est maintenue par ou métallique/..

.... le revêtement de fer 13.Le poids de toute la construction est supporté par les anneaux 14 et 15 qui sont; portés eux-
EMI15.2
Jllmos et maintenus par la oharpénte' métal7iqûo- 16. Les gaz du foyer passent à travers les chambres de chauffe - 3 et 4

vers le haut et sont amenés, après avoir balayé les deux chambres de réduction à travers les tubes 17 (fig. 1 et 7) dans le récupérateur. On a représenté dans les fig. 1 à 6. la construction d'un four avec des éléments de manchon, ou moufle.

Les éléments de manchon séparés sont désignés par 18 tandis que les plaques séparant les chambres de réduction le sont par 19. Dans les fige 7 à 13, on a représenté une forme de réalisation-du four dans laquelle les chambres de réduction sont en forme de puits. Dans bette forme de réalisation , les deux chambres de réduction sont séparées l'une de l'autre par la maçonnerie 20. Les fenêtres destinées au passage du mélange gaz-vapeur sont désignées par 7. Le chauffage de la chambre de réduction intérieure s'effectue par les parois de la chambre de chauffe sous forme de cheminée.

L'introduction et le soutirage des gaz de CO sont effectués par les dispositifs 21. Le CO supplémentaire est insufflé à travers la tuyauterie 37'dans la tuyauterie montante et dans les canaux tubulaires étroits prévus dans les parois des pierres réfractaires. La chambre de chauffe elle-même est constituée par plusieurs élénents 22 qui sont munis, pour une meilleure conduction des gaz de chauffe, de nervures. pour assurer l'étanchéité des éléments séparés de la chambre de chauffe, on a prévu des manchons 23 et 24.

Le canal de mélange est également composé de plusieurs éléments'25. Le combustible est amené par les buses 26. Un voit, dans les fig. 1 et 2,le mécanisme de compensation 27 qui sert à la compensation des ou moufle variations de longueur deséléments de manchon Lorsque e mélange-gaz-vapeur a traversé les chambres de réduction 1 et 2, il pénètre dans un canal collecteur 28, et il est guidé par

ce dernier dans le condensateur 29 où se produit la condensation des vapeurs . Afin d'assurer un tourbillonnement plus fort et une conduite-dû processus régulière, on a disposé dans la première partie du condensateur 1'élément hélicoïdal 30.

Le.dépôt de la poussière de zinc, de même que l' épuration:
EMI17.1
de. chambre de CO, s'effectueit dans un élémen.t'"condensrz:: et qui n'est pas représenté sur le dessin.

Le chargement des chambres annulaires 1 et 2 est effectué par les ouvertures, également annulaires, 3I*et 32 par qui sont fermées/le cadre métallique 33 et les plaqués 34;' Le chargement du'four peut se faire également au moyen d'un dispositif mécanique, non représenté sur le dessin,qui enlèvera des quantités pesées ou mesurées de la charge et du coke des soutes correspondantes et les introduira daisles chambres du four correspondantes en les répartissant uniformément dans tout
EMI17.2
l'espace annulaire La change, bnùléo, de néme que le coke superflu, sont soutirés en 35 et 36. Ici,également, on peut employer des dispositifs mécaniques.

Afin d'augmenter la perméabilité au gaz,, la première cornue peut être remplie d'un mélange d'oxyde métallique ou de minerais à oxyde et d'une manière poreuse neutre quelconque telle que des morceaux de chamotte. Cette matière poreuse neutre peut être remplacée en totalité, ou en partie, par du coke en morceaux. Selon l'invention, la présonce de la matière carbonifère dans la chambre à oxyde métallique est employée pour
EMI17.3
déplaner l'équilibre du mélange vapeur- gaz sortantan8;la...sens d'une concentration plus grande de zirc. ""'''''''''-' """##"'"' '
Les constructions décrites dans les formes de réalisation,données à titre d'exemple, sont composées respective-

ment par des éléments cylindriques et coniques.

Pour la construction de fours de grandes dimensions de ce type, c'est à dire du type caractérisé par la disposition concentrique et symétrique des éléments constructifs, il peut être avanta- geux, en particulier lorsquton désire une division des chambres de réduction par des cloisons radiales,de les exécuter en leur donnant en section horizontale la forme de polygones équilaté- rauxo Dans le cas d'une semblable division, il peut être également utile de prolonger le cloisonnement vers le bas jusqutà atteindre le joint hydraulique. La raison en est que ceci permet, au cas d'une défectuosité se déclarant dans l'un des compartiments, de remplir ce dernier exclusivement de ma- tières carbonifères, le 002 provenant des gaz do chauffequi pénètre éventuellement étant alors réduit.

Ce mode de chargement peut être également employé lorsque l'on veut s' assurer de l'étanchéité du four pendant son fonctionnement.

Dans tous les fours divisés dans la forme sus- indiquée, les sections sont caractérisées par le fait que la partie supérieure des chambres de réduction présente des corps en forme de prismes tandis que la partie inférieure a, de préférence, la forme de pyramides inclinées, tronquées, à base quadrangulaire, s'élargissant de préférence vers le bas.

REVENDICATIONS

Claims

1. Four pour l'extraction de métaux volatils, tels que le zinc, par la réduction d'oxydes métallique pu de minerais à oxydes, caractérisé par le fait que dans un même four sont disposées deux chambres reliées entre elles, dont l'une sert à la réduction des oxydes métalliques, dont les vapeurs sont amenées avec les gaz dans la deuxième chambre dans laquelle le. bi-oxyde de carbone (CO2) est réduit en oxyde de carbone (CO).

2. Four pour l'extraction de métaux volatils, tels du réduction à partir d'oxydes métalliques ou de minerais oxydés zinc, 'par/ caractérisé par le fait que dans un même four sont disposées deux chambres reliées entre elles, dont l'une sert à la réduction des oxydes métalliques, dont les vapeurs sont amenées avec les gaz dans la deuxième chambre dans laquelle le bi-oxyde de carbone (CO2) est réduit en oxyde de carbone (CO), cette deuxième chambre étant amenée à une température supérieure à celle des vapeurs et gaz venant de la première chambre .

3. Four suivant 1, caractérisé par le fait qu'une chambre de chauffe spéciale est adjointe à chaque chambre de résection.

4. Four suivant 1, caractérisé par le fait que la première chambre de réduction est remplie d'un/ mélange de l'oxyde métallique à réduire et d'une matière carbonifère et que l'oxyde de carbone (CO) est insufflé par le bas.

5. Four suivant 1, caractérisé par le fait que la deuxième chambre de réduction est remplie d'une matière carbonifère telle que le coke.

6. Four suivant 1 à 5 caractérisé par le fait qu'il, est constitué par des chambres annulaires concentriques emmanchées l'une dans l'autrep dans lesquelles la réduction de minerai et oxyde Métallique en métal et la réduction du <Desc/Clms Page number 20> bi-oxyde de carbone (CO2) mélangé aux vapeurs métalliques en oxyde de carbone (00) s'effectuait à température élevée.

7.. Four suivant 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il est constitué par des chambres annulaires concentriques s'emmanchant l'une dans l'autre, de même que par des chambres de chauffe, de réchauffage préalable, de soutirage, chambres annulaires formant etc.. ces dernières constituant des chambre médiane ou chambres annulaires des chambres de réduction.

8. Four suivant 1 à 7, caractérisé par le fait que les matières de construction des anneaux plus forte- ment chauffés ont des coefficients de dilatation inférieurs que celles servant à la construction des anneaux chauffés à uhe température plus basse.

9. Four suivant 1 à 8, caractérisé par le fait que les matières de construction ont des coefficiets de dilatation en valeurs différentes suivant le aegré de chauffa- ge la chaleur la plus forte régnant dans les auxquelles elles sont soumises chambres annulaires intérieures et / l'anneau extérieur étant formé par un revetement métallique.

10. Four suivant 1 à 9, caractérise par le fait que les parois des anneaux sont portées indépendamment les unes des autres par des fondations spéciales pour chacune d'elles.

11. Four suivant 1 à 10, caractérisé par le fait que les chambres de réaction sont disposées entre une chambre de chauffe médiane et une chambre de chauffe annulaire extérieure.

12. Four suivant 1 à 11, caractérisé par le fait que les deux chambres de réaction sont situées dans un tube séparé par des parois munies d'ouvertures, 13. Four suivant 1 à 12, caractérisé par le fait que les deux chambres de réaction sont situées dans un tube <Desc/Clms Page number 21> séparé par des parois munies d'ouvertures et que ce tube est composé par des éléments en forme de segments séparés par des parois intermédiaires.

14. Four suivant 1 à 13, caractérisé par le fait que les deux chambres de réaction sont disposées dans un tube séparé par des parois munies d'ouvertures que ce tube est composé d'éléments en forme de segments séparés par des parois intermédiaires et que lesdites parois inter- médiaires sont amovibles.

15. Four suivant 1 à 14, caractérisé par le fait que les deux chambres de réaction sont disposées dans: un tube séparé par des parois munies d'ouvertures que ce tube est composé d'éléments en forme de segments séparés par des parois intermédiaires, que ces parois intermédiaires sont amovibles et que les parois extérieures sont munies de nervures.

16. Four suivant 1 à 15 caractérisé par le fait que les deux chambres de réaction sont situées dans un tube séparé par des parois munies d'ouvertures, que ce tube est composé d'éléments en forme de segments séparés par des parois intermédiaires, que ces parois intermédiaires sont amovibles, que les parois extérieures sont munies de nervures et que ces éléments en forme de segments, cloisonnés en direction longitudinale sont assemblés au moyen de ou d'appui manchons', formant les surfaces de contact/des éléments EMI21.1 séparés .u tube disp.osés ;Jint,i'1.t4nent .à.OUS1 fO':n'lD:èl:

dir.a.nneauo 17. Four suivant 1 à 11, caractérisé par le fait que les chambres de réduction sont séparées par une paroi en maçonnerie résistante, munie', dans la zone de réduction, et munie de canaux radiauxo 18. Four suivant 1 à 17, caractérisé par le fait que la chambre de chauffe extérieure est composée de plusieurs caisses. <Desc/Clms Page number 22>

19. Four suivant 1 à 18, caractérisé par le fait que la chambre de chauffe extérieure est constituée par plusieurs caisses ouvertes à leur périphérie la plus grande.

20. Four suivant 1 à 19, caractérisé par le fait que la chambre de chanffe extérieure est constituée par des baisses assemblées et ouvertes à leur périphérie la plus grande et que la surface intérieure de la paroi périphérique comporte en saillie des nervures radiales.

21. Four suivant 1 à 20, caractérisé par le fait que la chambre de chauffe extérieure est constituée par plusieurs caisses ouvertes à leur périphérie la plus grande, que la surface intérieure de la paroi périphérique comporte en saillie des nervures radiales et que les parois latérales sont pourvues d'ouvertures.

22. Four suivant 1 à 21, caractérisé par le fait que la chambre de chauffe extérieure est constituée par plusieurs caisses ouvertes à leur périphérie la plus grande, que la surface intérieure de la paroi périphérique comporte en saillie des nervures radiales ,que les parois latérales sont munies d'ouvertures et que d'autres ouvertures sont formées à l'intérieur de la chambre de chauffe par des nervures superposées et opposées.

23 . Four suivant 1 à 22, caractérisé par le fait que les corps creux superposés formant la chambre de chauffe aux ou jonctions EMI22.1 sont recouverts points de contact/UL- Leuls Parois exté- ou manchons 1--rieures pourvues dyouvertures par des Gramponsj semi-circulaires en forme de U débordants, 24.

Four suivant 1 à 23 caractérisé par le fait que les corps creux superposés formant la chambre de chauffe ou jonctions EMI22.2 sont recouverts e points de contact/de le msparojs extériees ou manchons ' pourvues d'ouvertures par des cr amp0 Ils j::.enu-c1rcula.ires en ' forme de U débordants, qu' ils sont munis d'évidements et <Desc/Clms Page number 23> d'ouvertures permettant le balayage par les gaz de chauffe en directionscirculaire et axiale 25. Four suivant 1 à 24, caractérisé par le fait que les corps creux superposés formant la chambre de ou onction chauffe sont recouverts aux points de contact/de leurs ou manchons 'parois extérieures pourvues d'ouvertures par des crampons/ semi-circulaires en forme de U débordants,

qu'ils sont munis d'évidements et d'ouvertures permettant le balayage par les gaz de chauffe en directions circulaire et axiale, et qu'ils sont munis d'ouvertures dans la direction longi- tudinale pour l'adduction ultérieure de gaz et d'air.

26. Four suivant 1 à 25caractérisé par le fait que les ouvertures pour l'adduction de gaz et d'air sont disposéessuivant la tangente, ce qui accélère le mouvement périphérique.ou uirconférentiel.

27. Four suivant 1 à 26, caractérisé par le fait ou circonférentiel que le mouvement périphérique/des gaz est accéleré par la disposition tangentielle des ouvertures pour l'adduction de' gaz et d'air et que la vitesse d'ascension de ces gaz influencée est/en fonction du nombre des ouvertures axiales .-de la périphérie.

28. @our suivant 1 à 27, caractérisé par le fait que les puits de réduction annulaires sont élargis vers le bas en forme de cône.

29. Four suivant là 28, caractérisé par le fait que des conduits annauaires par lesquels est insufflé le gaz de CO sont disposés à l'extrémité inférieuredes puits do réduction.

30. Four suivant 1 à 29, caractérisé par le fait qu'au-dessous des conduits annulaires est disposée un autre conduit circulaire par lequel est soutiré une. partie des gaz CO insufflés d'en haut et les vapeurs d'eau. <Desc/Clms Page number 24> EMI24.1 3 1. Fol,zr , uivant là 30, caractérisé par le fait que les pierres réfractaires des canaux de chauffe sont constituées en matière poreuse et contiennent encore d'autres canaux plus fins débouchant de canaux angulaires à diamètre supérieur et dans lesquels est introduit le gaz CB.

32. Four suivant 1 à 31, caractérisé par le fait que l'alimentation des canaux du foyer est effectuée par des canaux à mélanger les gaz du foyer avec de 1'air.

33. Four suivant 1 à 32, caractérisé par le fait que les cornues formant les chambres de réaction reposent sur des supports mobiles.

34. Four suivant 1 à 33, caractérisé par le fait qu'un carburant gazeux supplémentaire est mélangé avant son entrée dans le four avec du CO retiré de la réaction; 35. Four suivant 1 à 34 caractérisé par le fait que la vapeur métallique sortant avec le CO du condensaur est amenée dans une chambre refroidie.

36. Four suivant 1 à 35, caractérisé par le fait que des chambres de récupération sont comprises dans l'anneau extérieur.

37. Four suivant 1 à 36, caractérisé par le fait que des chambres de récupération sont comprises dans l'anneau extérieur, les gaz entrants étant réchauffés par les gaz sortant de ces chambres,de préférence en sens opposé.

38. Four suivant 1 à 37caractérisé par le fait que les gaz réchauffés sortant des chambres de récupération sont employés au csèchageset au réchauffage du chargement 39. F6ur suivant 1 à 38, caractérisé par le fait que les produits de combustion sont employés directement à réchauffer des parties du chargement 40. Four suivait 1 à 39, caractérisé par le fait que le chauffage s'effectue au moyen de gaz, du gaz et de est EMI24.2 l'air ét aritintzoduits, et qu'un tuyau d'air/ disposé dans le tuyau d'adduction de gaz et. l'ouverture extérieure du <Desc/Clms Page number 25> EMI25.1 tuyau dy air cïr.oar dans la buse d'adduction du gaz.

41. Four suivant 1 à 40, caractérisé par le fait que le chauffage s'effectue au moyen de gaz du gaz et de est EMI25.2 l'air étantintmdiCÉb3, qu'un tuyau d'air /LjSj3pdaé dans le tuyau d'adduction de gaz tt que l'ouverture extérieure du tuyau d'airdébouche dans la buse d'adduction du gaz, EMI25.3 Lulu CMbUu inutailabion 4tant amovible et pdrtcnba l'autre '" ow d t i .t ion extrémité l(It:t:p12l"J>"é1l'. des cccps d' al lumae/'E' sIT que la mousse de platine.

42. Four suivant 1 à 41, caractérisé par le fait que les anneaux de chauffage sont munis pour le chauffage de résistances électriques, 43. Four suivant 1 à 42, caractérisé par le fait que pour le chauffage électrique, le chargement même consti- tuant la résistance est muni d'électrodes.

44. Bour suivant 1 à 43, caractérisé par le fait que l'une des chambres de réduction est chauffée par un courant électrique et l'autre au moyen de gaz, 45. Four suivant 1 à 44, caractérisé par le fait que l'une des chambres annulaires est chauffée par un courant électrique et l'autre par du gaz CO récupéré du processus de réduction.

46. Four suivant 1 à 45, caractérisé par le fait que les chambres de réduction sont fermées par des réservoirs remplis d'eau.

47. Bour suivant 1 à 46, caractérisé par le fait que le chargement de la cornue de réduction du métal est constitué par un mélange des oxydes métalliques ou des minerais à oxydes à réduire et d'une matière de remplissage neutre et EMI25.4 poreuse, teisr. par exemple des n4ir-eéauxde chamotte, <Desc/Clms Page number 26> 48.

Four suivant 1 à 47, caractérisé par le fait que le chargement de la cornue de réduction du métal est constitué par un mélange des oxydes métalliques ou des mine- rais à cardes à réduire et d'unematière de remplissage neutre et poreuse, tels : que par exemple des morceauxde chamotte et du coke, RESUME Four pour l'extraction de métaux volatils,tels que le zinc, par la réduction d'oxydes métalliques ou de minerais à oxyde, caractérisé par le fait que dans un même four sont disposées deux chambres reliées entre elles, dont lture sert à la réduction des oxydes métalliques, dont les vapeurs sont amenées avec les gaz dans la deuxième chambre dans laquelle le bi-oxyde de carbone (CO2) est réduit en oxyde de carbone (00).