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Procède de condensation du zinc.
L'invention se rapporte à un procédé de condensation de vapeurs; de zinc dans lequel ces vapeurs sont mis es en contact avec une surface froide constituée, par exemple, par la paroi réfractaire d'une chambre de condensation ou par la surface d'un bain de zinc fondu. Comma bien connu, cette condensation par contact à surface réfrigérante est accompagnée jusqu'à présent toujours, d'uns formation de zinc en forme de poussière, et cette poussière de zinc se refuse à entrer en fusion au simple contact du zinc liquide. Il faut, pour obtenir cette fusion, traiter séparément cette poussière par des procédés spéciaux couteux.
L'invention vent résoudre le problème de perfectionner ce procédé de condensation de vapeurs. de zinc de manière telle qu'on obtient directement tout le zinc sous la forme liquide sans formation de poussière. Ce problème est résolu, suivant l'invention, par ce que la condensation de vapeuis de zinc par contact à surface froide est réalisée de façon à éviter la formation de mélanges vaporeux sursaturés partout dans la mass'e
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des vapeurs de zinc à condenser, Ce procédé de condensation consiste en ce que les vapeurs de zinc sont soumisesnon seulement à l'action de la surface froide mais en même temps aussi à un chauffage de manière telle que jusqu'au moment où elles viennent en contact avec la surface froide,
elles sont maintenues en n'importe quel endroit de l'espace de traitement à une température au moins égale au point de rosée de vapeur de zinc correspondant à la concentration en zinc de la masse vaporeuse à l'endroit considéré.
Le mécanisme chimique et le mode opératoire du procédé suivant l'invention seront mieux compris en considérant plus près le phenomene et la cause de la formation de poussière à la condensation de vapeurs de zinc par surface froide. Pour faciliter cette étude, on peut diviser, comme la figure 1 montre, la masse vaporeuse de zinc et de CO soumise à l'action condensa- trice d'une surface refroidis A-B en un certain nombre de tranches , par exemple en cinq tranches 1 à 5 parallèles à cette surface et pouvant avoir une épaisseur infiniment petite. La température de la tranche 1 qui est initialement supérieure à la température de la surface froide A-B et a la valeur, par exemple, de 600 C va s'abaisser sous l'influence de cette surface avec laquelle la couche 1 est en contact.
Au moment où elle passera par le point de saturation, le zinc commencera à se condenser jusqu'au moment où la pression partielle du zinc dans la couche 1 correspondra à la saturation à la température de la surface A-B.
La tranche 1 est alors à la température de la paroi, tandis que la tranche suivante 2 est à une température légèrement supé- rieure, par exemple, de 610 C, et on peut supposer qu'elle est à une température égale à celle qui correspond à la saturation en zinc des vapeurs initiales.
Cette hypothèse est tout à fait
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admissible parce qu'elle est la plus favorable à la non-forma- tion de poussière. les couches 1 et 2 vont diffuser l'une dans lautre et former une couche I à une température moyenne T et le mélange formé par cette diffusion des deux couches vaporeuses
1 et 2 saturées à des te ripé ratures différent 35 est un mélange sursaturé, Il se forme donc un brouillard de zinc au sein de la masse vaporeuse I. Ces minuscules particules de zinc liquide ont une tens ion superficielle énorme.
De plus., elles subissent une légère attaque superficielle par les traces da gaz CO2, toujours présentes dans le mélange, de sorte qu'elles se recouvrent d'une cuirasse d'oxyde de zinc infusible à de pareilles températures.
Il faut voir là l'origine de la formation de poussières de zinc inévitable dans les procédés usuels de condensation de vape urs de zinc par contact à surface froide, Ces phénomènes expliqués pour les couches 1 et '2 vont alors se produire d'une façon analogue pour les tranches successives 3,4,5 ayant des tempéra- tures initiales, par exemple, de 620 , 630 et 640 .
En procédant suivant l'invention on exclut la possibilité de la formation de ces mélanges vaporeux sursaturés d'une façon simple par l'introduction d'une quantité appropriée de chaleur dans les vapeurs de zinc à condenser. par cet appoint de chaleur, on produit on léger surchauffage de la couche 2, par exemple, à une température de 625 C de sorte que le mélange des tranches
1 et 2 aura une température par exemple de 612, 5 C et, en con- séquence, ne sera plus sursaturé étant donné que cette tempé- rature de 612,5 est supérieure au point de rosée de vapeur de zinc correspondant à la teneur en zinc du mélange des tranches 1 et 2.
Un brouillard de zinc ne peut donc pas se produire au sein de ce mélange et c'est le même pour les couches successives 3,4,5 qui ont été portées par l'appoint de chaleur à des tempé-
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ratures, par exemple, de 650 , 675 et 7000 C.
Pour exécuter pratiquement le procédé suivant l'invention il est avantageux de soumettre la messe des vapeurs de zinc à traiter sous la forma d'une couche étendue d'une petite épaisseur à l'influence de la surface froide et à l'action du chauffage pour réaliser les meilleures conditions aussi bien pour la con- densation par extraction de chaleur que pour l'empêchement de la sursaturation par addition de calories.
De préférence, l'intro- duction de chaleur se fait d'un côté de cette couche vaporeuse mince, par exemple, au moyen d'une paroichauffée et la surface refroidie est en contact avec l'autre côté de la couche, pour adapter les conditions de service aux qualités des vapeurs de zinc à traiter, on peut prévoir des moyens de réglage aussi bien pour le chauffage que pour l'action de la surface réfrigérante.
De plus, on peut utiliser pour le chauffage les gaz quittant l'espace de condensation.
Un dispositif approprié pour l'exécution du procédé suivant l'invention est montré, à titre d'exemple, dans la figure 2. les vapeurs de zinc pures ou diluées dans du gaz arrivent dans la chambre de condensation 1 par l'orifice 2 et en sortent par l'orifice 3..La sole 4 du condanseur contient un bain de zinc fondu 5 qui joue le rôle de la surface froide. Le refroidissement est obtenu par des tubes réfrigérants 9 prévus dans la sole 4.
La partie supérieure du condenseur contient une paroi relative- ment mince 6 en matière bien conductrice de chaleur et au dessus de cette paroii il y a une chambre de chauffage 7 où l'on brûle du gaz arrivant par l'orifice 8 au moyen d'air introduit par las ouvertures 11. Le gaz peut être du CO prélevé à l'ori- fice de sortie 3 du condenseur.
La paroii chauffe le mélange vaporeux introduit dans la
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chambre de condensation 1 ou tout au moins l'empêche de se refroidir et maintient à tout point au dessus du bain une température supérieure à la température du point de rosée des vapeurs de zinc. Le mélange vaporeux est donc partout en état de surchauffe sauf au contact de la surface du bain fondu 5 d'où. il résulte que les vapeurs de zinc ne peuvent se condenser qu'au contact de cette surfais réfrigérante..La formation de poussière de zinc est donc impossible et on obtient tout le zinc des vapeurs sous forme liquide. Le bain de zinc fondu 5 est évacué périodiquement par le trou de codera 10.
'REVENDICATIONS.
1.Procédé de condensation de vapa urs de zinc pares ou diluées dans du gaz par mise en contact avec une surface froide, caractérisé é par lefait que les vapeurs de zinc sont soumises non seulement à l'action de la surface froide mais en même temps aussi à un chauffage de manière telle quejusqu'au moment où elles viennent en contact de la surface froide, elles sont maintenues en n'importe quel endroit de l'espace de traitement à une température au moins égale au point de rosée de vapeur de zinc correspondant à la concentra- tion en zinc de la masse vaporeuse à l'endroit considéré.