<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé et dispositif de réduction des minerais de zino oxydés ".
L'invention est relative au traitement de minerais de zino oxydés et concerne un procédé dans lequel la réduction de ce minerai, produisant une transformation sensiblement complète à l'état de vapeur du zinc oontenu dans le minerai, s'effeo- tue d'une manière pratiquement instantanée. L'invention vise en outre la récupération et la condensation à l'état métallique des vapeurs de zino.
Suivant l'invention, on fait passer du minerai de zino oxkydé à l'état de fine division à travers une oornue ohauf- fée, en présence d'un réduoteur approprié, dans des conditions telles que le zinc contenu dans le minerai passe à l'état de vapeur, les vapeurs étant enlevées de la oornue dans des oon- ditions convenablement réductrices et étant condensées.
Dans l'application pratique de l'invention, on peut uti- liser différents types d'appareils, l'un d'entre eux
<Desc/Clms Page number 2>
étant représenté au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 montre, en coupe verticale, un appareil pour l'application du procédé , et la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
En se référant au dessin, 10 désigne un four, possédant une paroi latérale 11, une paroi inférieure 12 et une paroi supérieure 13. Dans ce four, sont montés une oornue verticale 14 et un filtre à coke 15, qui se terminenà leur partie in- férieure par des obturateurs 16 et 17, respeotivement. Une tré- mie isolée de stockage 18, munie d'un. transporteur d'alimen- tation 19, est reliée à l'orifice d'entrée 20 de la cornue 14 au moyen d'un tube 21, tandis que la trémie 22, pourvue de ti- roirs 23, est disposée au-dessus du filtre 15. La oornue 14 et le filtre 15 peuvent communiquer par des conduits formés par des chicanes 24 ménagées dans la paroi commune 25.
Un tuyau 26 relie le sommet du filtre 15 à un oondenseur 27, pourvu d'un trou de ooulée 28. Un tuyau 29 reliê le sommet du oondenseur 27 à un réservoir accumulateur 30. Un branchement 31, pourvu d'un robinet 32, débouohe dans le tuyau 29, entre le condenseur 27 et le réservoir 30. Un tuyau 23 relie le réoi- pient 30 à un ventilateur 34, tandis qu'un tuyau 35 relie ce dernier à l'orifice d'entrée 36 de la oornue 14. Un tuyau 37 relie le ventilateur 34 à l'orifice d'entrée 20, après avoir traversé le oarneau 38 pour les gaze combustion. Le collecteur d'amenée de combustible 39 est relié à des brûleurs 40, au moyen de branchements 41, pourvus de robinets 42.
En utilisant l'appareil qui vient d'être décrit, l'inven- tion peut être appliquée de la façon suivante : on prépare une charge en mélangeant intimement un minerai de zino oxydé, par exemple du sulfure de zio grillé, et un oombustible solide réduoteur, à base de carbone, tel que du coke ou du charbon de
<Desc/Clms Page number 3>
il'autre dans un état de fine division, de préférence tel qu'ils puissent traverser un tamis de 200 mailles.Ensuite, la charge est de préférence réchauffée et déposée dans la trémie isolée de stockage 18.
Lorsque la cornue 14 a été chauffée à la température voulue, soit à une température supérieure à 1100 C., au mqyen du combustible amené aux brûleurs 40 de la paroi réfractaire 11, on laisse tomber la charge de minerai de zino de la trémie 18 dans la cornue 14 par l'orifice d'entrée 20 au sommet de la cornue.
Lorsque la charge pénètre dans la cornue 14 et descend dans celle-ci, elle se trouve oonstamnent en atmosphère strictement réductrice,grâce à l'exclusion de l'air de la cornue, et aussi en raison de la réduotion duminerai et de l'acide carbonique produit, suivant les réactions :
ZnO + CO # Zn + CO2 et
C02 + C @ 2 CO
On assure l'obtention d'une atmosphère réductrice dans la cornue 14 également en introduisant de l'oxyde de carbone par le tuyau 37 ou l'orifice 36, ou par les deux à la fois, mais ceci est en général superflu, en particulier lorsque l'opération a été mise en route, ainsi qu'on peut le compren- dre facilement étant donné les réactions décrites ci-dessus qui se produisent au cours de la réduction.
Toutefois,dans certains cas, il peut être désirable d'introduire de l'oxyde de carbone réchauffé à travers le tuyau 37, pour faoilitar la désagrégation de la charge lorsqu'elle pénètre dans la cornue et pour faciliter ainsi la réduction.
De la cornue 14, la vapeur de zinc, l'oxyde de carbone et éventuellement l'acide carbonique passent dans le filtre 15, à travers les orifices ménagés @@@@ par les chicanes 24 dans la paroi commune 25. En faisant passer les vapeurs de zinc et les gaz à travers la colonne de coke incandescente, l'acide carbo- nique qui peut être présent est transformé en oxyde de carbone;
<Desc/Clms Page number 4>
de sorte que seules les vapeurs de zino et l'oxyde de carbone pénètrent dans le condenseur 27. Le filtre sert en même temps à séparer les poussières qui pourraienttre entraînées de la oomue avec les gaz.
On maintient le coke à un niveau convenable dans le filtre en introduisant du ooke frais de la trémie 22 au moment voulu, par la manoeuvre des tiroirs 23, et les résidus de la oomue et du filtre sont déchargés pério- diquement par les obturateurs 16 et 17 respectivement.
Les vapeurs de zinc se condensent dans le condenseur 27 et le zino est soutiré à volonté par le trou de coulée 28.
L'oxyde de carbone sort du condenseur et onpeut le faire pas- ser dans le réservoir accumulateur 30, d'où il peut être sou- tiré àt refoulé par le ventilateur 34 aux orifices d'entrée 20 et 36 si, pour une raison queloonque, on désire introduire une quantité supplémentaire d'oxyde de carbone dans la cor- nue 14. D'autre part, l'oxyde de carbone sortant du oonden- seur peut ê re repris par le tuyau 31 etamené au collecteur d'alimentation de combustible 39 ou utilisé de toute autre façon.
D'après la description qui précède, on voit que le procédé suivant l'invention est basé sur une conception entièrement différente de oelle utilisée dans le procédé de réduotion des minerais de zino usuellement appliqué . Grâce à l'invention on obtient une réduotion pratiquement oomplète (un rendement de 98 et de 99 % ou davantage n'étant pas rare) et pratiquement instantanée. La raison de ce résultat remarquable est probable- ment la suivante: en réduisant le minerai à l'état de fine division, la superficie des particules de minerai se trouve considérablement augmentée.
Par suite, lorsque ces fines particules sont introduites dans une cornue réchauffée à une température qui favorise la réaction, et traversent celle-ci en contact intime avec un réducteur approprié, la surface exposée à l'attaque par le réduoteur est maximum et il en
<Desc/Clms Page number 5>
Comme indiqué oi-dessus, le procédé suivant l'invention peut être appliqué dans divers appareils . De même le pro- oédé lui-même peut être modifié au point de vue de oer- tains détails, sans sortir du oadre de l'invention.
Par exem- ple le minerai et le réducteur à l'état solide finement divisés peuvent ne pas être mélangés avant d'être introduits dans la cornue, bien qu'il soit préféraole d'opérer ainsi pour assurer une réduction instantanée et complète. En ou- tre, il est très intéressant au point de vue du rendement de réohauffer la charge afin qu'elle atteigne rapidement la température de réduction dès son entrée dans la cornue.
Etant donné que le facteur déterminant de l'invention consis- te dans le traitement du minerai dans un état de très fine division, aveo un réduoteur approprié, à une température suffisante pour assurer la réduction, et dans des conditions favorisant le oontaot intime du réducteur aveo une surfaoe maximum des particules de minerai, on pourrait effectuer la réduction au moyen de méthane CH4 .
En raison de l'importance relativement/grande des mine- rais de zino, l'invention a été déorite dans son application au traitement de minerais oxydés de ce métal. Mais elle peut s'appliquer aussi à la réduction d'oxydes d'autres mé- taux, par exemple du cadmium, qui, comme le zino, exigent pour leur réduction une températu@e sapérieure aupoint d' Punition du métal.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method and device for reducing oxidized zino ores".
The invention relates to the treatment of oxidized zino ores and relates to a process in which the reduction of this ore, producing a substantially complete transformation in the vapor state of the zinc contained in the ore, is carried out by virtually instantaneous. The invention further relates to the recovery and the condensation in the metallic state of the zino vapors.
According to the invention, fine-divided oxidized zino ore is passed through a heated coil, in the presence of a suitable reducer, under conditions such that the zinc contained in the ore passes through a vapor state, the vapors being removed from the vapor in suitably reducing conditions and condensed.
In the practical application of the invention, different types of apparatus can be used, one of them
<Desc / Clms Page number 2>
being shown in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows, in vertical section, an apparatus for applying the method, and FIG. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Referring to the drawing, 10 denotes an oven, having a side wall 11, a lower wall 12 and an upper wall 13. In this oven, there are mounted a vertical groove 14 and a coke filter 15, which terminate at their part in - front by shutters 16 and 17, respectively. An insulated storage hopper 18, provided with a. feed conveyor 19, is connected to the inlet 20 of the retort 14 by means of a tube 21, while the hopper 22, provided with drawers 23, is arranged above the filter 15. The oornue 14 and the filter 15 can communicate via conduits formed by baffles 24 formed in the common wall 25.
A pipe 26 connects the top of the filter 15 to a condenser 27, provided with an ooulée hole 28. A pipe 29 connects the top of the condenser 27 to an accumulator tank 30. A connection 31, provided with a valve 32, opens. in the pipe 29, between the condenser 27 and the tank 30. A pipe 23 connects the unit 30 to a fan 34, while a pipe 35 connects the latter to the inlet port 36 of the nozzle 14. A pipe 37 connects the fan 34 to the inlet port 20, after having passed through the oarneau 38 for the combustion gauzes. The fuel feed manifold 39 is connected to burners 40, by means of connections 41, provided with taps 42.
Using the apparatus which has just been described, the invention can be applied as follows: a charge is prepared by intimately mixing an oxidized zino ore, for example roasted zio sulfide, and a solid fuel. reducer, carbon-based, such as coke or carbon
<Desc / Clms Page number 3>
the other in a state of fine division, preferably such that they can pass through a 200 mesh screen. Then, the charge is preferably reheated and deposited in the isolated storage hopper 18.
When the retort 14 has been heated to the desired temperature, that is to say a temperature above 1100 ° C., at the mqyen of the fuel supplied to the burners 40 of the refractory wall 11, the charge of zino ore from the hopper 18 is dropped into retort 14 through inlet 20 at the top of the retort.
When the charge enters the retort 14 and descends therein, it is found in a strictly reducing atmosphere, thanks to the exclusion of air from the retort, and also due to the reduction of ore and acid. carbonic product, according to the reactions:
ZnO + CO # Zn + CO2 and
C02 + C @ 2 CO
It is ensured that a reducing atmosphere is obtained in the retort 14 also by introducing carbon monoxide through the pipe 37 or the orifice 36, or both at the same time, but this is generally superfluous, in particular when the operation has been started, as can easily be understood from the reactions described above which occur during the reduction.
However, in some cases it may be desirable to introduce heated carbon monoxide through pipe 37, to aid in the disintegration of the charge as it enters the retort and thus to facilitate reduction.
From the retort 14, the zinc vapor, carbon monoxide and possibly carbonic acid pass into the filter 15, through the orifices made @@@@ by the baffles 24 in the common wall 25. By passing the zinc vapors and gases through the incandescent coke column, the carbonic acid which may be present is converted into carbon monoxide;
<Desc / Clms Page number 4>
so that only the zino vapors and the carbon monoxide enter the condenser 27. The filter simultaneously serves to separate the dust which might be entrained from the vapor with the gases.
The coke is maintained at a suitable level in the filter by introducing fresh ooke from the hopper 22 at the desired time, by the operation of the drawers 23, and the residues of the oomue and of the filter are discharged periodically by the shutters 16 and 17 respectively.
The zinc vapors condense in the condenser 27 and the zino is withdrawn at will through the taphole 28.
The carbon monoxide leaves the condenser and can be passed into the accumulator tank 30, from where it can be drawn and discharged by the fan 34 to the inlet ports 20 and 36 if, for some reason. , it is desired to introduce an additional quantity of carbon monoxide into the horn 14. On the other hand, the carbon monoxide leaving the oondeur can be taken up through the pipe 31 and brought to the fuel feed manifold. 39 or used in any other way.
From the foregoing description, it can be seen that the process according to the invention is based on an entirely different design from that used in the process for the reduction of zino ores usually applied. Thanks to the invention there is obtained a practically complete reduction (a yield of 98 and 99% or more not being rare) and practically instantaneous. The reason for this remarkable result is probably the following: by reducing the ore to a state of fine division, the surface area of the ore particles is considerably increased.
Consequently, when these fine particles are introduced into a retort heated to a temperature which favors the reaction, and pass through the latter in intimate contact with a suitable reducing agent, the surface exposed to attack by the reducer is maximum and there is a maximum of it.
<Desc / Clms Page number 5>
As indicated above, the method according to the invention can be applied in various apparatus. Likewise, the process itself can be modified from the point of view of certain details, without departing from the scope of the invention.
For example, the finely divided solid state ore and reducing agent may not be mixed before being introduced into the retort, although it is preferred to do so to ensure instantaneous and complete reduction. In addition, it is very advantageous from the point of view of efficiency to reheat the load so that it rapidly reaches the reduction temperature as soon as it enters the retort.
Since the determining factor of the invention consists in the treatment of the ore in a state of very fine division, with a suitable reducer, at a temperature sufficient to ensure reduction, and under conditions favoring the intimate oontaot of the reducer. With a maximum surface area of the ore particles, the reduction could be carried out by means of methane CH4.
Owing to the relatively large importance of zino ores, the invention has been adopted in its application to the processing of ores oxidized of this metal. But it can also be applied to the reduction of oxides of other metals, for example cadmium, which, like zino, require for their reduction a temperature above the point of the metal.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.