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"Procédé pour exécuter à température élevée des opérations chimiques ou métallurgiques produisant des poussières, avec filtration électrostatique subséquente des gaz"
L'invention vise à écarter un inconvénient qui se présente au cours de l'épuration électrique des gaz lorsqu'on traite des gaz très secs dont les poussières, comme c'est généralement le cas, ne sont pas conductrices de l'électricité.
Comme on l'a déjà souvent écrit, les poussières sèches chargées d'électricité se déposent sur les électrodes de précipitation en conservant leur charge et y provoquent une ionisation qu'on peut appeler "ionisation par les poussières"
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ou '? a:'.z 33. ?.Ci1 rétrograde", En effet, vu que les poussières sèches très isalant?3 ne Godent pas leur charge à 1-' électrode de précipitation et que l'intensité de champ, créée dans les
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.:^,.lâS...r'3 quand l'épaisseur de leur couche aUgDeilte, provoque après un certain temps une décharge rétrograde, l'efficacité du processus de filtration diminue, il se produit des éclate-
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ments intenses et le fOIlctiom13::13l1.t est considérablejient gêné et m2ne souvent rendu :-,ssiïj . e.
Pour dissiper les charges de la couche de -nous- sières sur les électrodes de précipitation on a employé diffé-
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r.-mG3 procédés: Gn husectait les poussières directement ou in1irct?3nt afin que 1#s charges puissent s'écouler par con72Ction superficielle ou bien on ajoutait au>= poussières des substances qui en augmentent la conductibili té, ou encore on prévoyait des dispositifs coûteux: et compliqués pour enlever les dépôts de poussières.
Même quand la teneur en humidité du gaz est très faible,il existe des variétés hygroscopiques de poussières qui soustraient avidement au gaz les derniersrestes d'eau ou d'acides et qui de ce fait diminuent notablement l'ionisation rétrograde nuisible. L'invention est basée sur cette constatation et elle a pour but, au cours d'opérations chimiques ou métallurgiques produisant des -poussières, exécu-
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tées à des t'3DJératur03s relativement élevées dans des fours ou appareils analogues avec filtration électrostatique subsé- quente des gaz, d'agencer d'avance les opérations qui produi- sent les poussières pour que, . à côté des produits à séparer, il se forme aussi des poussières hygroscopiques.
Le problème ainsi posé caractérise déjà la nature de l'invention, car les
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Eloyens de produire des gaz contenant des poussières hygrosco- @
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piques sont connus en soi et peuvent être mis en pratique sans difficulté, de manière très diverses, dans tout procédé exécuté au four, par un choix convenable des températures de réaction, de la matière première ou d'autres facteurs. Parai ces divers moyens on peut en citer trois à titre d'exemples:
1.- Dans une installation Wâlz on traite au four rotatif à fritter, de la manière connue, des résidus de mine- rai contenant du plomb et du zinc. Les températures sont d'environ 8GG à 1000 . Les métaux se vaporisent et se trans- forment en leurs oxydes dans l'atmosphère oxydante du four.
On sépare ces poussières d'oxydes dans un filtre électrosta- tique monté en aval. Les produits de séparation ne peuvent être utilisés que lorsqu'on les récupère à 1-'état d'une pou- dre pure et sèche. Aussi le refroidissement des gaz doit-il être opéré indirectement. Dans ces conditions les poussières accumulées sont très sèches et donneraient lieu aux inconvé- nients mentionnés ci-dessus. En partant de la considération que le sel de cuisine se dissocie en ses éléments aux tempé- ratures de four indiquées et qu'en même temps doit avoir lieu une formation partielle de chlorure de zinc, ainsi que d'au- tres chlorures plus ou moins hygroscopiques, on ajoute aux résidus de minerai employés, au four, plusieurs kgs. de sel de cuisine par tonne de minerai.
Alors que normalement les poussières volantes contiennent les proportions suivantes de chlorures hygroscopiques, à savoir.
2,15% de chlorure de cadmium, 1,56% de chlorure de zinc et
2,85% de chlorure de sodium, 1-'addition directe de sel de cuisine porte la teneur en chlorures aux proportions suivantes:
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59 a3 de chlorure de cadmium
5,32% de chlorure de zinc et 7,98% de chlorure de sodium.
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Un essai a contre que la quantité d'eau absorbée par les poussières volantes normales est, vis-à-vis de celle absorbée par les poussières volantes résultant de l'emploi de sel de cuisine, dans le rapport de 2,26 ; 28,4. Il ne se produit plus aucuns ionisation par les poussières et le fonctionnement peut être poursuivi sans perturbations.
2.- Dans l'exempleprécédent on ajoutait du sel de cuisine;, c'est-à-dire une substance qui ne peut être nullement appelle hygroscopique, et l'effet voulu ne se produisait qu'au cours de l'opération exécutée au four où les réactions chi- miques créaient une substance hygroscopique, le chlorure de zinc. Gn prendra maintenant encore une fois comme exemple une installation Wälz, mais avec la différence qu'on ajoute une substance d'emblée hygroscopique, à savoir le chlorure de magnésium. Dans ce cas également il se produit d'abord aux températures indiquées une dissociation de cette substance d'addition, mais lors du refroidissement subséquent le chlorure de magnésium. se reforme.
Cette substance est peu coûteuse, très hygroscopique et dans certains cas préférable au sel de cuisine. La quantité ajoutée est sensiblement la même que pour le sel de cuisine; dans ce cas également on élimine completement les effets perturbateurs.
3.- Un autre exemple montre comment on peut obvier aux inconvénients précités par une légère modification de la conduite du four: Pendant le soufflage de la matte de cuivre dans les convertisseurs à cuivre avec filtre électro- statique monté en aval l'ionisation des poussières peut prendre une allure très prononcée, car ici également il se produit des gaz très secs et des poussières sèches très peu hygroscopiques. La matte de cuivre contient environ 5 à 6% de soufre
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faisant office de combustible. Par suite du soufflage d'air il se forme du SO2 et un peu de SO3. Il se forme à partir de ce dernier,à environ 200 C., en raison de l'humidité de l'air soufflé et de l'air secondaire, un peu de H2SO4.
Il en résulte la formation de sulfate de zinc, substance très hy- groscopique, mais qui par suite de la très faible teneur en humidité de l'air souffle et de l'air secondaire n'apparaît qu'en quantité trop faible pour supposer efficacement à l'ionisation des poussières dans le filtre électrostatique monté en aval. Au point de vue métallurgique on n'attachait pas jusqu'à présent une grande importance au degré d'humidité plus ou moins faible de l'air, mais pour le fonctionnement du filtre électrostatique monté en aval, les raisons indiquées font que la quantité d'humidité ajoutée a une importance dé- cisive. Suivant l'invention on modifie la conduite du four en ajoutant un peu de vapeur d'eau à l'air de soufflage.
Cette vapeur d'eau joue un rôle décisif au point de vue de la quan- tité de sulfate de zinc formé et, partant, de l'hygroscopicité de la couche de poussières se déposant dans le filtre élec- trostatique.