BE408862A - - Google Patents

Description

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  "DISPOSITIF PERMETTANT   D'AMELIORER     LA   CONDENSATION LIQUIDE DE
LA VAPEUR DE ZINC" 
Dans les procédés connus de réduction thermique de la blende grillée, la condensation de la vapeur de zinc à l'état liquide est souvent incomplète et s'accomplit en partie sous forme de poudre métallique. Ce phénomène, qui est indépendant des pertes dues à l'oxydation pure et simple du métal soit par l'anhydride carbonique, soit par l'air, est un des   inconvé   nients de la métallurgie du zinc. 



   La présente invention prévoit un moyen nouveau qui permet de réduire à une valeur pratiquement nulle la production de ces poussières, et de condenser complètement à l'état liquide les vapeurs qui proviennent des appareils de réduction. 

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   Ce moyen consiste en un dispositif simple de diaphragme ou barrage filtrant., placé sur le trajet des gaz de réduction plus ou moins riches en vapeurs de zinc, barrage filtrant con- tinu mais présentant une porosité suffisante pour laisser passer les molécules gazeuses mobiles et légères,(surtout H2, CO et N2) qui peuvent accompagner la vapeur de zinc, plus lourde, qui   exigerait pour son passage une porosité plus grande ; ladiffus   sibilité moins grande des vapeurs de zinc intervient ainsi pour les séparer des particules gazeuses plus diffusibles. 



   Il a été constaté qu'une catégorie de matières paraît se prêter particulièrement bien à ce rôle séparateur, notanment le carbone sous les formes massives et rigides, de texture fine et régulière, que l'industrie fournit, graphite du type   Acheson,   carbone artificiel, ainsi que, dans certaines condi- tions d'appropriation, le siliciure de carbone (carborundum, silundum) ou autres substances analogues, que l'on peut asso- cier au carbone.

   En effet, pour qu'une telle cloison ou dia-   phragne,   servant de piège aux vapeurs métalliques, puisse jouer ce rôle de séparateur d'une manière prolongée, il est indispensable qu'elle ne s'unisse pas chimiquement avec les produits qui viennent en contact avec elle, car si le produit de ces réactions est fixe et solide,   comme   ce serait le cas avec toutes les substances réfractaires courantes (à base de
SiO2, de Al2O3 ou de MgO, CaO, etc..) qui ne demandent qu'à réagir avec les oxydes métalliques, le fonctionnement prolon- gé de cette cloison deviendrait impossible puisqu'elle se boucherait rapidement.

   Si, au contraire, un oxyde réductible tel que l'oxyde de zinc, vient en contact avec la paroi, il / sera réduit et réprendra l'état de vàpeur, et la paroi ne su- bira pas de bouchage, mais simplement un phénomène d'usure, 

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 pour autant que la température de la cloison soit suffisante pour assurer la réduction et la volatilisation du'métal.   L'ex   périence confirme que pour autant qu'on place le diaphragme séparateur dans une région de température élevée, atteignant au moins 8500 C., il n'y a aucun phénomène de bouchage dû aux oxydes de métaux volatils. Il   importe   donc seulement que la quantité de gaz ou de vapeurs réductibles, C02, ZnO, CdO,   etc.,   qui parvient à la cloison, soit minime, pour éviter l'usure trop rapide du diaphragme.

   Dans la réduction industrielle courante, cette condition est réalisée approximativement durant une certaine période où la condensation s'opère le mieux ;   donc durant cette période seulement que pourraient être utili"   sées les parois filtrantes poreuses préconisées par l'invention, quand on travaille selon la méthode courante. Au contraire, cet emploi pourra être continuel dans la méthode de réduction par circulation gazeuse (dans laquelle CO ou xCO yH2 constitue l'agent fondamental de la réduction), où la teneur, en acide carbonique est   constamment   maintenue à une très . faible valeur.

   Dans ce cas, le moyen préconisé par   l'inven-   tion devient particulièrement efficace en relevant la concentration de vapeurs de zinc dans le condenseur, concentration que la circulation gazeuse a pour effet de diminuer à l'entrée du condenseur. On sait, en effet, que plus la concentration de la vapeur de zinc est élevée à une température donnée, plus aisée devient sa condensation liquide.   Or,   la méthode de filtration gazeuse suivant l'invention est en somme un procédé d'enrichissement de l'atmosphère du condenseur en vapeur de zinc, par effusion sélective des gaz les plus légers. 



   D'autre part, dans le procédé à circulation gazeuse, la teneur en gaz carbonique peut être maintenue très faible et la conservation du diaphragme est exoellente. 

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   Il importe de faire remarquer qu'on a déjà préconisé dans la réduction thermique, d'interposer sur le trajet des gaz allant au condenseur, une couche plus ou moins épaisse de car--bone en fragments plus ou moins volumineux, maintenue à   tempéw-   rature très élevée. Cette disposition est destinée à ramener à l'état de CO, le C02 dont la teneur atteint à certains mo-   ments   dans le procédé ordinaire, une valeur notable, ce qui peut produire une réoxydation importante du zinc à l'état d'oxyde. Il s'agit donc ici d'un lit filtrant solide capable de laisser passer très aisément les gaz et vapeurs de zinc et destiné à produire un effet chimique sur les produits gazeux de la réduction, tandis que le moyen prévu suivant l'invention est basé sur un effet physique. 



   La différence essentielle des deux manières de travailler ressort du raste du fait que dans le procédé objet de   l'inven   tion, le zinc se condense en amont du barrage filtrant à texture fine, tandis que la couche de réduction en charbon à texture grossière utilisé dans le procédé connu, doit laisser passer le zinc qui se condense en aval. 



   Un mode de réalisation de l'objet de l'invention, sous sa forme la plus simple, a été très efficacement mis en oeuvre de la manière suivante. Un diaphragme en forme de boite   cylin-   drique placé de façon étanche sur la sortie du condenseur et. de telle manière qu'il soit partout situé à une température de plus de 850  C., a réduit à   environ. 1,5   % du zinc présent dans la blende, la quantité de zinc échappant sous forme de poussières à   la.   condensation liquide (soit 106 grs. de poussières de zinc pour 7 Kg.5 de zinc, la quantité de gaz ayant passé à travers le   diaphre   étant de 7300 litres (ramené à 20  C. et 760 m/m.   Hg.).   

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 l'altération de la paroi était nulle. 



   Il est évidemment possible de disposer, en cas de   besoin   l'un derrière l'antre et à distance variable selon l'appareil, plusieurs diaphragmes filtrants de porosité et épaisseur appro-   @   prées. On pourra de cette manière, non seulement maintenir une bonne filtration, même si les gaz circulent rapidement, mais aussi réaliser éventuellement un classement des particules métalliques de masse différente, telles que plomb ou zinc. 



   Le ou les diaphragmes peuvent être fixes ou mobiles, selon les conditions à réaliser. On peut ainsi amener la boîte filtrante, formée par l'ensemble d.es   diaphragmes,   dans la région de température la plus favorable. Dans le cas où les gaz véhiculent des poussières non réductibles, il peut être indiqué de disposer, sur leur trajets une paroi de porosité plus grande, établie en une matière appropriée, qui sert à arrêter ces poussières et protège les parois de carbone contre l'encrassement. Dans ce cas, cette paroi doit être amovible, pour permettre son décrassage. 



   A simple titre d'exemple, une forme de réalisation d'vn condenseur utilisé-dans un procédé à circulation gazeuse et muni d'un diaphragme de graphite suivant l'invention, se trouve décrite ci-après avec référence au,dessin annexé, qui montre une vue schématique en coupe transversale d'un tel condenseur. 



   Dans ce dessin, 1 désigne la chambre de condensation de volume approprié à la quantité de zinc à condenser. Les gaz chauds venant de la zone de réduction 5 (non représentée au dessin) pénètrent par la partie supérieure du condenseur, à travers les orifices 8 ménagés dans une plaque réfractaire 6 servant d'écran pour empêcher le rayonnement direct du dispositif de chauffage vers le condenseur. Pour sortir du condenseur et se rendre vers l'allonge et le dépoussiéreur, situés 

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 en   7-et   destinés à débarrasser complètement les gaz en circulation des dernières traces de poussières de zinc, les dits gaz doivent passer à travers le diaphragme mince de graphite 4. 



  Ce diaphragme est établi sous forme d'un cylindre creux, à section transversale circulaire ou polygonale, maintenu par ses extrémités supérieure et inférieure respectivement dans la plaque 6 et le fond 3 du condenseur. Les vapeurs de zinc sont arrêtées par ce diaphragme et leur condensation s'effectue à peu près complètement dans le condenseur. Le zinc liquide se rassemble à la partie la plus basse de ce dernier et meut être recueilli par le trou de coulée 2. La disposition du   diaphragme   est telle que, sur la plus grande partie de sa surface, sa température soit supérieure à 850 C.,de façon à éviter la condensation du zinc dans les pores du diaphragme de graphite et à favoriser la réduction des oxydes métalliques qui pourraient éventuellement se trouver dans les dits gaz.

   Le condenseur est maintenu à la température la plus favorable à une bonne condensation, en choisissant judicieusement le genre de réfractaire utilise pour son revêtement et en le refroidissant au besoin extérieurement. Dans le cas particulier de l'exemple considéré, le fond 3 du condenseur est, de préférence, également établi en graphite.

Claims (1)

1. RESUME. EMI6.1

   ........---------..-.

   L'invention est relative à un dispositif permettant de rendre complète la séparation du zinc liquide dans la métallurgie thermique ou électro-thermique de ce métal et comporte notamment les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison : 1 - La prévision, dans le trajet des gaz de réduction <Desc/Clms Page number 7> plus ou.moins riches en vapeur de zinc, d'un diaphragme de carbone artificiel de texture fine et régulière, capable de laisser passer les gaz et qui, retenant les particules plus lourdes de vapeurs métalliques, en produit l'enrichissement par voie physique, en amont du diaphragme, ce dernier étant maintenu à une température suffisamment élevée pour qu'il ne puisse s'y déposer d'oxyde de zinc solide ou d'autres oxydes réductibles.

   2 - L'application, dans le procédé de métallurgie thermique courante, du diaphragme tel que spécifié sous 1, dans les périodes où l'atmosphère gazeuse est suffisamment pauvre en CO2.

   3 - L'application du diaphragme tel que spécifié sous 1, au procédé de métallurgie thermique ou électro-thermique où intervient une circulation gazeuse d'oxyde de carbone plus ou moins chargée d'hydrogène, mais très pauvre en CO2.

   4 - La réalisation du diaphragme tel que spécifié sous 1, sous forme d'une boîte étanche de graphite artificiel, fixe ou mobile,montée dans le condenseur à la sortie, de manière à y retenir à l'état liquide la vapeur de zinc.

   5 - La réalisation d'un diaphragme en associant, au car-bone artificiel, du siliciure de carbone ou une matière analogue.

   6 - La réalisation d'un diaphragme composé de plusieurs lames ou parois filtrantes, fixes ou mobiles, situées à distance variable l'une de l'autre.