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BREVET d' INVENTION PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DU ZINC
Dans la fabrication du zino il est généralement nésessaire de con- denser la vapeur de zinc à partir d'un mélange gazeux, et l'on renoon... tre des difficultés pour effectuer cette condensation de façon satis- faisante lorsque la concentration du zino dans les gaz est faible. o'est le cas lorsque du zino est réduit à partir d'un minerai fritté dans un four soufflé,et la difficulté de recueillir le zinc d'un four .soufflé sous forme de zinc métallique a constitua un facteur important de l'éoheo de beaucoup de tentatives de produire du zinc de cette manière.
Le mélange gazeux d'un four soufflé à zino, ne contient qu'environ 5µµ, en volume de vapeur de zinc avec une quantité analogue .d'anhydride carbonique,et dans une telle concentration la tendance du zinc à s'oxy der suivant l'équation
ZN + CO2 @ ZnO +c 00 est très prononcée lorsque la température tombe de 900 0 jusqu'au point de rosée. A cet égard, le problème de fabriquer de la poudre de zinc de haute qualité est tout à fait différent de celui qui se pose lorsque du zinc doit être obtenu à partir des gaz provenant de 1a fu- nion en cornues. Ces gaz contiennent ordinairement environ 50% de zino et le reste est principalement formé d'oxyde de carbone, avec seu- lement une petite quantité d'anhydride carbonique.
Alors même que, pendant la condensation,toute l'anhydride carbonique contenue dans cee
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gaz pouvait t rér.giz^ avec le zinc, seule une patita fraction du zinc serait oxydée et 1. pou8sirf) de zinc de hl'i,ut.,;< qualité pourrait en- ocre être condensée. D'autre par't, d<,ns un gaz de four souffla il pauut. à avoir en présence suffisamment d'anhydride carbonique pour oxyder toute la. vapeur de zinc, et il ept ennentlel d'empêcher cette réaction el l'on veut obtenir de la poussière de zinc de haute qualité" Il a, antérieurement été reconnu que lc refroidi moment rapide est Déoe8'1.1r' pour empêcher l'oxydation dE" la vapeur de zinc avant qu'élu le soit condensée soue forme de poussière.
L8. demanderesse a trouve que ce refroidissement rapide est par lui-même ineut'fisnt pour acsu- rar la, récupération ultérieure ds pOU8siol'e de zinc à haute teneur cn zinc méta.l1ique, partir d'un méifirge gazeux contenant tellement pou d vapeur de zinc qU8 la teneur en anhydride carbonique est surri..
8.:cnte pour oxyder une fraction considérable de la, vapeur de zinc..En particulier on a, observé que 1'1 poussiére de zinc qui ont antrntnée di13ectGment a. travers le sY8tme refroidinnoup et qui est ultérieure ruent recueillie à. busse température dans une chambre 8 811,CS, est haute teneur en zinc métallique,m'1Ís que la portion de la poussière qui se sépare par dépôt et qui reste dans le rerroidiFH'8ur est de qualité inférieure. Si ion pou:elére, nu3. P, leF! dimensions de pur- ticulc:r, paut rester dane le rafro3.dine,eur, llc qzt partiellement oxy, dée par 1"JF1 gaz chl:1,ude qui p.'3.8fH nt ultérieuremant aur elle, et il est spécialement important d* éviter cette oxydation de la matière après qu'elle a été col1de1J:ëÚ'.
Conformément à la présente inv8ntlon,on produit de 111 poussière, de zinc à. teneur élevée en zinc métël,J1ique, partir d'un gaz ne conte-* Y1'1nt qu'une petite proportion de- vapeur do zinc ainsi qu'une propor- tion analogue d' !1nh; dride oirl:)orîque,p-,ir un r.>rroi dl F'(1(11T1nt brusque d'un courant do gaz jusqu'à une température Inférieure au point de I3vlidificat.i<Jn du zinc, avec le résultat qu'il se forme de la pous!'1ière do zinc, et en empêchbnt cetco poussière de rester en contact avec des ga,z chauds. Le refroidissement brusque sert condenser le zinc en forme de poussière de zinc de hrute qua1i té, et, 's'il ne lui est pa parma do rester en contact c,voc des gaz ohauds, elle -ne s'oxydêra par,
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facilement.
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Il est à observer que ce n'est pas l'oxydation par l'air qui est cause que la poussière de zinc est de qualité inférieure, maisbien 1'oxydation par la réaction avec l'anhydride carbonique, de, sorte que la chose importante est de séparer la poussière de zinc et l'anhydride carbonique chaude aussi complètement que possible.
Une manière d'atteindre au résultat désiré est de refroidir tous les gaz très rapidement, de façon que la quantité d'oxyde contenue dans la poussière de zinc au moment où elle se forme est minimisés, et d'amener les gaz à s'écouler tellement rapidement, par exemple à travers un ou plusieurs tubes rectilignes refroidis à l'eau,que pra- tiquement toute la poussière de zinc est entraînée par les gaz refroi- dis au lieu d'être laissée en arrière pour venir en contact avec de nouveaux gaz chauds.
Cependant, il n'est pas toujours nécessaire d'en- trafner en avant toute la poussière, pourvu que toute poussière qui peut se séparer du courant de gaz est mise hors de contact d'avec les gaz chauds. si, par exemple,on utilise une disposition de refroidisseur dans laquelle les gaz passent d'abord vers le bas et ensuite vers le haut dans des tubes verticaux,le zinc qui se sépare dans une chambre intermédiaire à la partie inférieure ou. les gaz changent leur direc- tion d'écoulement, doit être enlevé mécaniquement soit d'une manière continue soit à de fréquents intervalles.
L'invention est particulièrement applicable au traitement de gaz engendrés en fondant du minerai de zinc dans un four soufflé,comme décrit dans une demande de brevet de même date de la demanderesse, pour " Perfectionnement à la fabrication du zinc".
Deux formes d'installations peuvent être employées en exécutant l'invention, sont représentées schématiquement dans les dessins aonexés,
L'installation représentée dans la fig. 1 comprend un four soufflé comportant une cuve 1 avec des tuyères 3 et servant réduire du mine-. rai ou de l'oxyde de. zinc et à produire un mélange de vapeur de zino, d'azote,d'anhydride carbonique et¯d'oxyde de carbone, qui s'écoule vers le haut, à travers un lit chauffé de carbone,10,le tout comme dé- crit en détail dans la demende de brevet précitée.
Les gaz à une tem- pérature de l'ordre de 1000 C. sortent par une ouverture Si, allant vers un faisceau de tubes 'de fer verticaux 22, qui peuvent individuel-
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lùmcnt avoir environ io cm de diamètre et 3 m de longueur), et qui sont r8froidis l'eau. Le système de refroidif38ement peut être dR tout type convenable et pour in facilite seules l'entrée 4 et la. sortie 5 de leeuu ont été représentées.
Les gaz caéooulnt dîna les tubes à grande -vitesse, c'est dire au moins à 3 m à la aecondo et les - gaz sont refroidis à une température inférieure ,' 4?DOC pendant leur passage* A 1: vitesse élevée considérée, la. pOUBf3ièN'> de zinc formée par ce refroidissement et entravée par len g1;l.z refroidia au lieu de - se déposer danr3 les tubes,de sorte que l'oxydation de la pousniere de zinc est évitée dans une large mesure. En dehors des tubea, 1 pOUt:1... sièro peut ëtra séparée des gaz de toute manière convenables Dane l'appareil illustré dans la figure 1,unE.\ certaine quantité de pouh- sière fie sépare et tombe dans une trémie 2hore du CoMtact direct avec le courant principal der gz chauds; la. poussière ds zinc est retirée de cette trémie à intervalles.
Les gaz contenant encore 1'9. plupart de 1 poussière de zinc pza+ent ,lo.^a en direction l'1.aoe1.1dante (Ili'nr-3 le conduit 24s ou 8' effE.ctue un refroid1S1pèment eupplém#<nts.i:"r3, 'Vers une cha.mbr6 pochée, fermée,où lIt, sont filtrés à travers des suce 26. A l'aide diz dispositif de secou'i-ge 3 iex sacs sont fiméquàc- ment I^ieurt4a pour en détacher la poussiers de zinc, qui est recueillît, dans des trémies inférisures 27, on obtient ainsi que 1-;, poussière ne rEEts pas longtemps en contact avec lef. gn.z p<.8r:J"11Jt travers lan Race La température peut ici n'être que de -qo0o,mait, il convient d'évit8r le contact prolongé cl0 1,,. pOU88i?Jj:'8 de zinc avec lef gaz,même ') cette température. Les gti.z,débr.w'â8Fds de 111, pour.pre de zinc,qui"tent l'4p- pareil p),r une sortie 2q.
Dans une opération type,les g:'1Z et vapeura pénétrant da.ne leq tu- bac peuvent contenir en volume FI' ds zinc et 5 d'anhydride carbot1ique: le rG8tnt constitué principalement par de l'oxyde de carbone st dG l'azote. A partir de pareil rrél.±1,nge,ll est poaaibleyen utiliMnt l'iDstallatio11 représentée d8.l1S la figure 1,,de, produire de la palieniè ré, de zinc CJnt8Da.ut pluîi de 90 de zinc métallique dont les p,,r-.ticu,
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les ont une dimension de l'ordre du millième de millimètre;la. dimen..
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sion don particules vrrie avec la, c0nceTItro,tion du zinc dns 1eR gaz trai tés.
Dans l'insta,ll.:.tian représentée d" .n8 l. fig 1 Zea gaz sont efroi.
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dis jusqu'en dessous de 420 C pendant un passuge à travers des tubes droite. S'il y a inconvénient constituer la longueur requise de tu- bes refroidisseurs en une seule longueur droite, les gaz peuvent tra- verser en série deux faisceaux de tubes refroidisseurs, mais des pré- cautions doivent être prises pour que 1a poussière de zino qui se sépare là où les gaz changent leur direction d'écoulement,ne reste pas en contact avec les gaz chauds.
Dans l'installation représentée dans la fig. 2, les gaz contenant du zinc,engendrés par un four soufflé 1,sortent par une ouverture 21 comme décrit pour la fig. l. Delà les gaz passent en direction desoen- dante à travers un faisceau de tubes de fer verticaux refroidie par l'eau, 29, et ensuite en direction ascendante par un autre faisceau de tubes verticaux refroidis à l'sau, 30. Dans leur passage d'un faisceau à l'autre,les gaz subissent un changement de direction dans l'espace 31 et une certaine quantité de poussière de zino s'y sépare; pour empêcher cette poussière de zinc de rester en contact avec les gaz chauds,on prévoit un transporteur 32 sur lequel elle tomba, de manière qu'elle soit enlevée pressque aussi rapidemet qu'elle as dépose.
Les gaz ayant ascensionnés le second faisceau de tiubes refroidi; l'eau, quittent l'appareil par une sortie 33, contenant encore de la poussière de zinc,qui peut être enlevée de toute manière convenable comme,par exemple, dans une chambre , poches,comme déjà décrit et illustré dans la fig.l.