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"PROCEDE D'EXTRACTION CONTINUE DE ZINC,DANS DES CHAMBRES DE REDUC- TION VERTICALES".
'De nombreux essais visant le traitement métallurgique des matières premières zincifères de manière continue dans le moufle vertical, ont échoué devant les difficultés les plus diverses.
Les procédés peu nombreux qui ont acquis une importance pra- tique vis à vis de l'extraction usuelle en travail continu dans le moufle horizontal, présentent encore toujours certains dé- fauts qui rendent la production difficile et onéreuse.
Avec les bonnes expériences qu'on a eues avec des éléments de construction façonnés, constitués de carbure de silicium, qui -est une matière très réfractaire et bonne conductrice de chaleur, la question dtemploi d'une matière appropriée pour la construction
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du moufle,peut être considérée comme résolue d'une manière satis- faisante.
L'autre tâche importante, consistant à évacuer irré- prochablement les gaz de réduction de la chambre chauffée du mou- fle dans le dispositif condenseur, fût déjà. résolue de différen- tes manières, par exemple,par la disposition, à l'intérieur du moufle, de colonnes creuses fixes, non remplies, ou garnies d'un remplissage incompaet, ou par le briquettage et la cokéfaction du mélange de minerai et de charbon,mais ces solutions ne sont pas exemptes de défauts et de difficultés. Les colonnes inté- rieures fixes s'obstruent et sont difficilement accessibles au nettoyage* D'autre part le briquettage et la cokéfaction sont coûteux et les conditions de leur réalisation doivent être trou- vées par expériences à. recommencer pour chaque espèce de rainerai.
Seules des briquettes de minerai et de charbon,convenablement formées et dures,se tassent dans le moufle vertical d'une m aniè- @re suffisamment incompacte pour permettre l'évacuation des pro- duits de réduction gazeux, dans le dispositif condenseur. Mais elles offrent aussi une forte résistanoe à la transmission de la chaleur par suite du petit nombre voulu d'endroits de contact à petites surfaces, en augmentant du fait la consommation de chaleur.
Suivant la présente invention on parvient à supprimer ces défauts.
L' invention consiste par exemple dans le fait, qu'on emploie, pour 1'extraction continue du zinc dans des chambres verticales, un moufle, dont la partie supérieure est divisée par deux parois verticales,-descendant à peu prés jusqu'à. la chambre de chauf- fage,- en trois compartiments,dont celui du Milieu est chargé de morceaux grossiers,réfractaires, non attaquables par les vapeurs de zinc et non scorifiants,tandis que les deux compartiments situés latéralement par rapport à celui du milieu, sont chargés d'un mé- lange des matières zincifères avec l'agent réducteur, et que les vapeurs de zinc formées dans la -partie chauffée du moufle, sont évacuées dans un dispositif condenseur,
par la colonne de charge formée par les morceaux grossiers et réfractaires descendant au @
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milieu,pendant que les résidus provenant de la charge zinoifère et la matière en morceaux ne contenant pas de zinc, sont évacués par le bas de la cuve de réduction,de manière continue ou inter- mittente;
Par exemple, suivant l'invention, le tronçon d'un mou- fle rectangulaire en section transversale, situé au dessus de la ..'zone de chauffage, ou une partie de ce tronçon, est subdivisé, ou subdivisée, par des parois intermédiaires préférablement en trois compartiments verticaux de sorte qu'il en résulte la for- mation d'une colonne de charge à chacune des deux parois longi- tudinales de la cuve, et d'une troisième colonne qui se conser- ve au milieu du moufle sur toute la hauteur de la cuve et qui est fermée par ou intercalée entre, les deux premières des di- tes colonnes.
Pour les parois intermédiaires on prévoit à l'in- térieur du moufle des voûtes de support situées, dans ce mode d'exécution, avantageusement directement au dessus de la partie ohauffée du moufle, de sorte qu'un ancrage des voûtes n'offre pas de diff icultés. Utilement au même endroit, donc au dessus de la partie chauffée du moufle, on prévoit dans l'une des pa- rois du moufle et de la chambre du milieu une ouverture pour le raccordement au dispositif condenseur.
Toutefois, cette ouverture peut être disposée égalèment plus haut ou plus bas -,' La hauteur de la partie de la cuve de chargement subdivisée en trois comparti- ments et située au dessus de la zone de chauffage du four, est choisie utilement de manière à assurer un séchage préalable et un préchauffage suffisant de la charge. La cuve entière formant le moufle est construite utilement d'un matériau bon conducteur de chaleur,particulièrement de briques en carbure de silicium, ou est constituée du même matériau mais d'une autre manière, par exemple par damage et travail de façonnage semblable-par exemple d'une seule pièce, ou d'un nombre réduit de grandes pièces.
Une isolation des parois extérieures de la partie supérieure, non chauffée, de la cuve formant moufle, c'est à dire de la partie dite cuve de chargement ,favorise le séchage et le préchauffage
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de la charge. Le compartiment du milieu, formé dans la partie supérieure de la cuve par les deux parois séparatrices, est chargé suivant l'invention de morceaux grossiers ne subissant au feu aucun ou peutchangement et pouvant utilement être préchauffés,- par exemple par les gaz de cheminée provenant de la chauffe ou du foyer,- en dehors de la cuve de chargement. La grosseur de ces morceaux est d'environ 50-100 m/m,mais elle peut varier dans des limites encore plus larges.
Les morceaux peuvent être constitués,- suivant l'espèce de minerai,- de coke, préférablement de coke doublement recuit, de briquettes en carbure de silicium, de porcelaine, de morceaux de quartzite(gros gravier) ou de mélan- ges de ces matières, ou de matériaux semblables.
La forme et la grosseur des morceaux ou crains doivent être tels qu'on ob- tiennent un tassement aussi incompact et perméable que possible, de la charge formant la colonne centrale, en choisissant pour ces morceaux une forme par exemple annulaire, sphérique, tétraé- ârique, cubique, anguleuse, ou analogue, et des dimensions plus ou moins égales
Les deux cuves de chargement latérales de la partie supé- rieure subdivisée du moufle, reçoivent une charge constituée d'un mélange de minerai et de charbon de réduction,de l'espèce usuelle pour moufles horizontaux.
On peut donc charger le mou- fle directement de toute matière zincifère voulue, par exemple, de minerai grillé, de cadmies de zinc,d'oxyde de zinc, ou d'un mé- lange obtenu de manière connue de ces matières avec la matière réductrice usuelle, par exemple du poussier de coke, d'une gros- seur de grain approprié. L'obturation des ouvertures de chargement peut se faire de la manière usuelle et connue. La vidange du mou- fle se fait par sa partie inférieure, par exemple, au moyen d'un prolongement refroidi, en fer correspondant aux dimensions de la section transversale du moufle, ou d'une autre manière connue comme telle.
A cet endroit on défourne d'une manière uniforme aus- si bien les'résidus ------------ des colonnes latérales de la charge, que la matière permanente de la colonne centrale de la charge , Par tamisage la matière grossièrement granulée de la
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colonne de charge centrale peut être continuellement roupérée et réutilisée. L'évacuation des' résidus ------hors du prolon- ement en fer se fait de manière continue ou intermittente., par voie mécanique, par exemple au moyen de rouleaux ou à la main.
L'épaisseur des colonnes de charge en charbon et minerai, qui descendent le long des parois longitudinales du moufle, doit être choisie de manière, à assurer une épuisement complet par cuisson,' avec la hauteur choisie du moufle et la température choisie du four*- Elle peut être en moyenne d'environ 10-30 cm.
L'épaisseur de la colonne du.milieu, en matière permanente gros. sièrement granulée se tassant de manière incompacte, doit être choissie de manière, à assurer le passage des vapeurs de zinc, en 'tout endroit du moufle, hors des colonnes latérales dans la colonne centrale et à l'intérieur de cette dernière vers la con- duite allant au dondenseur,par exemple vers le haut. En général une épaisseur de 20-40 om suffira.
L'utilisation de la chaleur estmeilleure dans le procédé suivant l'invention que dans les procédés connus jusqu'à présent, cax le mélange de minerai et de charbon conduit mieux la cha- leur, par suite du contact plus intime, et il n'est pas-nécessaire de chauffer le milieu de la cuve formant moufle à la même tempé- rature que la paroi extérieure du moufle, vu que la matière du noyau central n'est pas métallifère, et ne doit aoquérir qu'une' -température assurant aux vapeurs de zinc une évacuation sans c@s- tacle vers le haut, c'est à dire vers le condenseur, C'est pour- quoi il n'est pas nécessaire de donner à la partie chauffée de la cuve formant moufle une très grande hauteur. En général, on peut se contenter de 4 m de hauteur chauffée du moufle.
La lon- gueur du moufle peut être habituelle, par exemple de 1,5 -3 m.' Ave@@une telle disposition on peut aussi opérer sans difficul- té, de la plate-forme de chargement dans la cuve formant moufle, l'enlèvement des loups et la rupture des accrochages de charge, au moyen d'outils(ringards),sans que ces travaux exigent un arrêt temporaire du fonctionnement du moufle.
Les avantages
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assurés par l'invention, tels que la xéduction du prix du processus d'extraction métallurgique, la réduction du prix de l'installation et l'aptitude au traitement de toutes les matiè- res premières pouvant entrer en ligne de compte résultent du fait qu'on peut supprimer tout briquettage ou traitement préala- ble spécial ,de la charge.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple non limitatif un dispositif se prêtant à la réalisation du procédé suivant l'in- vent ion.
La figure I représente une coupe verticale longitudinale, ---------- dans un four: à moufle vertical quadrangulaire.
La figure 3 représente une coupe suivant A-A figure I.
Sur le fond a reposant sur un chassis de poutrelles, s'élè- ve le four b avec la chauffe, ou foyer b1 et le ciel ou couver- ole c. Dans 'la, chauffe bl est située la chambre de réduction d rectangulaire en section transversale, construite en carbure de silicium sous forme d'éléments façonnés ou de briques, et tra- versant en haut le ciel 0 et reposant en bas, par l'intermédiai- re de 'socle d1 sur le fond a. A la partie inférieure de la cham- bre de réduction d se raccorde la cuve de défournement m en fer.
La partie supérieure de la chambre de réduction d, pour autant qu'elle est située au dessus du ciel c du four,est protégée contre les rayonnements thermiques par les parois calorifuges f, Cet- te partie supérieure de la chambre de réduction est subdivisée intérieurement par deux prois g en trois compartiments, dont les compartiments latéraux hl et h2 sont situés extérieurement, tandis que le compartiment 1 situé entre les parois, est situé au milieu. Les parois g reposent sur les voûtes plates e dont les contreforts sont tenus par un ancrage 1 situé au dessus du ciel du four. Dans le compartiment du milieu 1 se trouve l'o uver- ture qui mème vers le condenseur n les vapeurs de zinc.
Le com- partimént i est fermé à sa partie supérieure d'une manière étanche aux gaz par un'couvercle. Au lieu du couvercle onpeut également
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prévoir d'autres fermetures, ou dispositifs de remplissage ob- turables, connus. Les compartiments hl et h2 peuvent être obtu- rés de la même manière. Mais généralement il suffit que la fer- meture de ces compartiments latéraux h1 et h2 soit assurée par la charge remplissant la chambre de réduction jusqu'enhaut.
Le fonctionnement se présente comme suit : après avoir chauf- féle four, on charge par les compartimentslatéraux h1 et h2 un mélange de réduction zincifère normal, et par le compartiment central i de la cuve formant moufle, une matière en morceaux grossiers,par exemple des gros morceaux de.coke. Le remplissage des compartiments latéraux hl et h2 et du compartiment central i ,est continuejusqu'à ce que la charge s'étende jusqu'au bord su- périeur. Par un foyer agissant dans la chauffeb1 par exemple un foyez à gaz,la chambre de réduction d est chauffée à la terapé- rature de réduction usuelle pour fours de réduction de zinc.
Vu que le mélange de réduction zincifère est en contact direct et intime avec les parois .chauffées de la chambre de réduction d, il est fortement chauffé par les dites parois,pendant que la partie d du milieu de la chambre d. est constituée, jusqu'en bas, par le coke en gros morceaux, descendant de la chambre, 1. La chaleur du four provoque la réduction de la matière zincifère, Les vapeurs de zinc ainsi dégagées et le gaz d'oxyde de carbone formé lors de la réduction,pénètrent dans la'zone centrale en morceaux de-coke perméable aux gaz, y montent sans obstacle, arrivent par l'ouver- bure k dans le condenseur n, où les vapeurs de zinc sont conden- sées en zinc liquide, tandis que l'oxyde de carbone sort de la chambre de condensation et est brûlé lors de sa sortie dans l'air,
ou peut être récupéré en vue de son utilisation ,ultérieure: Par suite de la réduction, la charge s'affaisse et dans une mesure oor- ' respondante on charge du mélange de réduction frais par le haut des compartiments h1 et h2 et 'des morceaux, de coke par le haut du compartiment i. Par la cuve de vidange m on retire de temps en t.emps les résidus et on sépare leurs particules fines des gros
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morceaux de coke, par tamisage. Les morceaux de coke sont réin- troduits par le compartiment i, vu qu'ils sortent de la chambre de réduction à un état essentiellement inchangé. De cette ma- nière on poursuit le travail continu; De temps en temps le zinc liquide recueilli dans le condenseur n est évacué et coulé dans des moules.
La construction du moufle vertical, par laquelle on obtient suivant l'invention, au moyen de dispositions intérieures sim- ples et d'une réalisation relativement commade, une bonne évacua- tion de gaz et de vapeurs de zinc hors de la charge, peut être modifiée sous beaucoup de rapports.
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