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BREVET d' INVENTION PERFECTIONNEMENT A LA FABRICATION DU ZINC
Il est souvent lors de la production du zinc,de con- densen le mélange gazeux et l'un rencontre généralement des difficul- tés pour obtenir tout le zinc à l'état de métal fondu tout en empêchant la formation de poudre de zinc.En particulier, quand la teneur en zinc du gaz est faible,comme dans le cas où le zinc est réduit à partir d'un minerai fritté dans un four à soufflerie, la difficulté de rassem- bler le zino à l'état de métal fondu devient un problème majeur, et a été un facteur important de l'insuccès de nombreux essais faits jus- qu'ioi pour produire le zino en le traitant dans les fours à souffle- rie.
Une difficulté similaire se présente dans la, fusion électrother- mique du aine. La cause principale de la difficulté est l'oxydation par le gaz carbonique, suivant la réaction zn + CO2 = ZnO + 00
Cette réaction, à moins que la concentration en gaz carbonique ne soit petite, peut se présenter au dessus du point de condensation.
puant bien même ce ne serait qu'une fraction du zinc toto.1 qui serait ainsi oxydée, on a trouvé que la difficulté pour le? restât et l'amener à l'état de métal liquide est augmentée. Une explication possible réside en ce que, quand le point de condensation est atteint, toute particule d'oxyde de zinc se comporte comme un noyau quant à la
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condensa.tion du zinc métallique. ae- gotJ -L tc.,l ," t L'3( ,-1' Z111 raétalllque pl"uvnt ensuite µtre oxydeen plan encore en f'U 1" f.'J ce.
Cette pellicule nuperfioielle d'oxyde Lend p; *;jal>] <T,-1e=Jt n Amp:;ch""1 l'n:lo'B6r'5..tio'n dm cee' r;0uttlette8, m1"ne C1L1.'nÛ 0116(-; sort '1."e'1(e" en contact f'.!l1"'C du
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zinc fondu*
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Li':V Â1î'L 1;), l1résLmt6 J.nVE,'T1'IJTI l'1 v?,p=L1r de zinc et condensée .3n p:art..rlt d'un (f:él'3.1::I.;e gazeux =11 ià le cvnti'ô,1.1t 1 #.i i > z que du i g i>, z c ai?b o :à 1 - que, un tout .j,1),trG 6,'3.3 capable 1J r8-:-";.lr "WAC la v'1peur de zinc, en mst*. t;:;nt Ion gca.z en contact direct n,1?cc du p101111) fondu ou un f3,11ir.J{8 fon- du <'le;1.:; ,an plombât dont la. t6\JJpérature 3±t, au plus 6jn.le h FFO C, de prëfëronoe iniérieure 580 0, et qui ost ;
811 ér"1J emr.mt 119tt!3mE''.'t. âaf ériaun a4 L'f:1'PP8.reil de CQnd.';:l1aation doit @tre situé '1.UMi prls que possible do 1:1 sortie par 7.:,qu:lle les gn.,z 8' échilppent do la cornue ou du four,puur que les gi1Z contE>na,11t du zinc Po 1 en forcement :.l'l1$l1és :7u-<rat ils sont encore Ch"Lllds, et au?fi vite que por.P.lb19,8n contact '1VSC là ploab fondu, on repliée ainsi un r9frJidia1=1ero,;nt rapide du ;:;:z, et tuuts oxydation considër.'3.ble du zinc przr le g;z carbonique,ou "u4'r"'-' gaz '. pr'(o""",4.s '.:'t:'L sspcchëe.
L0 plvllib doit t t.rG une y t,empér<zt.zre re1.<ti v';'T:r..nt f"1ible, et ceci pour deux r'1.i "J') 18. P r emlè 'l,:3m eU t, il est n éC8F1f1'Ü r' do refroidir brusquez !TI :,:,11 le zi II L-.lur r 6 du i r 3 'lU in 1 ; 1 m am 7 '1 ;:;1) 1.'f, P (;'t'11';,Y t, l-:,:p 911" l,1 V.'1.p.sur de zinc !,G 1 gaz carbonique ='ont 0n contact l'un avec l'autre 2 une t.t)!lpÓr,J,tur3 inférieure environ ;:)nc<:1c, te111pér:'3.,tu!"A "1U del'5t'10U8 do lxquàil.3 s'amorça li1, réaction entre le zinc et le g".l.z carbonique pour produire de l'oxyde de zinc. 1/invention, suivant cette coneic1ér.- LL,na ')2t *1=tiLhrim<,r:, t. ji:r:['8r'D;:. rh toute sutra, 0.':;,118 laquelle on utili , .,r..i-L un milieu ca:c4-n^¯-.nt uns t<,mpéi,ç,1.u#,;
re1a.tiveJ1t'mt élevée, ii> ?1 1% résult8,t, '.??nit r1 donner 'lU zino a 1 +'mp8 d r88,glY' 11i7()C #1G proportion t:i(.t;,b1s du gaz carbonique p16r;8nt dr,:rf" le rn61:mGE:' .i,263'u:a DGu.üèw';'lÚdJt, 1:";'8 g;.z vont 118CGGrn,1 r(Y:01'1t r2,':-iit'J11':" una quotité da zino p.upcrtiannl7. a. lu pression de li vapeur du sine $,U c1earus d5 1:'1, now lutioa qui s'",st formée 1=Jis de la cûDd'.'l1\"1.3,tlorJ du zinc ;1<,nr 1s plomb) et Pl1À6 la tOill;;0l';'1t:.Jr'0 iE>i-s, f:Ül'Jls,plu2 cette proportion 8"1:'1'1,. faible.
Si le rnélrwge gazeux initial contient seulement une faible quantité de vapeur de zinc,, la. fraction de cAlI", qui ne peut àtre condonséa ne- "Z grande, à moins que lE) plomb liquide ne soit à une temp6rtu'('e basse.
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Le zinc est modérément soluble dans le plomba cette solubilité croit avec la température, si bien, que le fait de ee servir de plocnb fondu pour la condensation du zinc présente le grand avantage, que le zinc, dissous dans le plomb,peut être récupéré quand le plomb oct re- froidi. Le zinc peut en outre être obtenu directement sous forme liqui de ou sous forme solide flottant sur la, sur± #ce du plomb fondu.
Après la séparation du zinc' condense)le plomb peut servir à noveau pour la condensation d'autres vapeurs de zinc; autrement dit,il peut circuler d'une façon continue comme un liquide; ceci peut aisément être réalisé, grâce du point de fusion bas du plomb:
La aolubilité très modérée.du zinc dans le plomb, avantageuse pour les raisone qu'on vient d'exposer,fait que le plomb n'a qu'un faible pouvoir d'extraction du zinc d'un mélange gazeux,par dissolution du zinc, mode d'extraction qui est le seul permettant au plomb l'extrac- tion du zinc à des températures inférieures au pointde condensation du mélange gazeux.
Dans la présente invention,la faible température à laquelle le plomb est maintenu, sert à abaisser la température du zinc plus bas que celle de condensation, et ainsi le zinc ont sisément condensé et dissous. , on trouva généralement avantage à maintenir une grande turbulence dans le plomb, on peut expliquer l'effet de ceci en disant que si un peu de vapeur de zinc est condensée sous forme de poussière et s'oxyde superficiellement, l'agitation vigoureuse du plomb aide à rompra ou empêcher la formation d'une pellicule continue d'oxyde,si bien que les particules métalliques peuvent être dissoutes dans le plomb liquide
En règle générale, on se seet de plomb commercial ordinaire.mais la condensation peut aussi âtre faite au moyen d'un alliage riche en plomb,
pourvu que l'autre.ou les autres éléments de l'alliage se dissol vent,de préférence dans le plomb plutôt que dans le zinc,pour ne pas souiller le zino d'une manière sensible après qu'on l'a séparé de sa solution dans la plomb.'
Quelques installations faisant ressortir la présente invention sont représentées schématiquement dans les dessins annexés,sur lesquels!
La figure 1 est une coupe longitudinale, verticale d'une installa- tion;
La figure 2 est une coupe similaire d'une autreinstallation; et,
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109 fl:;ure8 et 4 reprenantes deux 8.11tr",1'; f,:)r'11"r:
du conr7nau3^ DC:,11S l'installation r8prÓsent6e 8n Fig.1.,on produit le zinc,All partant à'oxydes ou de ¯taï.ta9pr,r réduction (l':j,11S un four souffle- lC-,-!), C0r..Pr:;,l).r:.t une cuve 1 a:'éc den tuyèr68 7 pendant que 1'!. charge t8 déplace vers 1 bas da cotta cuve,*; JJé1$.n[;2 gvzux de vapeur de zinc, ,i' ":'.Z.)ts:,:10 g'i'6 carbonique et d'oxyde da c.rbot7 ri': dé;q,g0 at pasme V3i-s un,;) colonne de c01:(;;1 chauffé 10 a d atl 1.'?quf 'lle 111if:"u une copti''5 . reductiori du gaz carbonique en oxyd? àp carbone,, '.tout C3mme oe1:;. 11, été décrit en détails dans 1% d.?t;1r-mde de brevet c1Ópoée p<'.tr la mflme Société de#&ûdereese À- 1". même date et aoua le mµine titre que la pré- :,;;ntv ùiiinde.
Les grzz quittent 1'1. culoonp d-3 coke p:-ir un tuyau z out à. ce pùint In, composition du mél:m2,8 g8,zeux pGut,Pill" eu.mp161t3tre 51 Z t'j, 85 N, 5(0 C82 et f27."! 03.
Le C0t1c}811:1;mr repré8":1nté en figure 1 <?Pt coT!Rtitu6 p<1,r une tou7j, darin l:1qu'::,J.le lee gaz p;.;ant on na-nn t"17E.Ï'i'Je de cè1ui du plomb fondu.
Lo mc:l-.r,e: ,=:,z.ux. g>é;3tre d*3,bord c1anr:: In chambre 1?,rp'''TJp1U? do coke 22 bt t .ul'yùi3 t8 fJC1.r 1 tour p i#,z< p r, 1#.;; .31 t dite <5 20 r e <np 1 1 z .à coke un peu p1u.G .fin 21. Le plomb liquide ast introduit '1.1.1 110nu", c\0 l'enARmbl13 - de c$M3 colonne e d coke pnr un tu 7 ;zu "}7 cs terminant t p >4 1J un f,ic1î:1l11" 33,pour qu'un éooulemrmt continu d plomb Jiq:.Ür1e ï',, 11"'1.1. #'9rA le ban de- 1.:, Co10DD\j àe co}r&. une paroi '*'4 9'11p!3cl1G le pl0'D'1 4T couler 1:at4- r-!n'.:rssDt dr.tn;; 12 tuyau 25. Les gaz qui ;:\:"riv:)nt,p'êI0V,l1t 0"1nf" 1<1 co- 10':1C6 on z-i<z inVersG du plomb fondue 1F plue grande p'Jrtie de 111, J-y:,L7.1' à zinc 2St C<i2îCZüiî6& cb 1 ;# dis8)uA si <d za ç i * p l o r;;lJ Une partie ;Júêi.)16 de e 1.
A chaleur qui doit *''re '3lllevée du g"i.z pour refroidir et ovn d eü S :)1' 1 vapeur d,=- zinc C t.:> p, +, ,'.il) 50 1.'1; 88 p.'ir In (.' P lOl;-b, do 11 In P. t,qrnp érJfL :U.r8 peut croitra de 100 8. 200 C pendant pon P<J"'O"J{';8 tn'9v'?r'H ie oon... den8i::mr'. Les gaz quittent 1'3 801:1I1:,,,t do 1? tour par un t115i"-lU '),<1 qui lN'! conduits une ch'.1.:;br8 2 pou9siJère (non imoprésert6e) pour 19. récupéra- t.i.uû,3.;JUi3 forrae de poussière' lJ1{.ts..l1:lq:J1.:J, du roatant de ?ina Le plomb, contenant par ln;::;"!1plE> 1, ë; <io zinc en nointion et une t9IIJp6rature 0. "" environ 1300 0 0, f úr;ne une m<1f'se 2'" d.'l1.1r le fond de la Ch'11711;rI'1 Iiz 9i1 la% quitte pi1r un tuyau de sortie 2ii pour atteindre un bain rcfrigé- rant ::"0.
La chaleur perdue par celle 1D!'J,Flf1G et réglée,par exemple, AD fl *1 S >?,11 t variar les épaisseurs d'isolemonb t tlJ e rm 1 gu e, p:jur que la 3urfq,'-'
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ce supérieure 32 du plomb dans le bain soit à une température supérieu
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're à 418 C,eait environ 500 0,maie le plomb au fond du bain aune tem- pérature plus basse,soit environ 340 C. Les cristaux de zinc apparais- sent dans le fond de la solution de plomb et surnagent à la surface, où ils fondent de façon à former une couche de zinc liquide sur cette surface} on l'évacue de temps en temps par la sortie 37.
Du fond du bain 30, le plomb, contenant environ 1% de zinc en solu- tion, est conduit par un tuyau 35 vers un réservoir 36 d'où il est acheminé par un élévateur 371'ou tout autre moyen approprié, vers le tuyau 27 et ensuite renvoyé au sommet de la tour de condensation. Une cadence convenable de la circulation de plomb est 100 à 200 fois en @ poids,celle de la cadence du zinc extrait du gaz.
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Dans la forme du condenseur représenté en fig.2,l , gaz bnrbott,nt force à travers le plomba en passant sous une chicane qui plonge
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dans un bain de plomb liquide. Comme précédemment, les gaz en proven1'1'" ce d'un four à soufflerie l, arrivent par un conduit 15 et pénètrent - . dans .uneohamr3 close o comportant une paroi 41'formant écran. Une masse de plomb fondu 42 est maintenue dans la. chambre en quantité suf- fisante pour que 'le bas de la paroi 41 demeure immergé.
Une pompe d'aspiration (non représentée) exerce son action.par letuyau de ser- tie 43; en conséquence,les gaz barbottent à travers la masse de plomb fondu, et passant sous la chicana 41,ils produisent un jet de métal
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liquidee particulièrement efficace pour le lavage du gaz. Une partie du plomb est enlevée d'une façon continue ot acheminée à travers un . refrkidi sa8ur, tel que celui représenté en fig.l. Le type de condennhur représenté en fligo 2 est simple, mais il n'est pae sus<1 efficace que celui représenté en fiQ-,Içprobiblement parce que les bulles de gaz tendent à s'échapper rapldGlTofint à travers le plomb sous la chicane.
La forme du condenseur représentée en fig.3 est particulièrement efficace pour extraire des gaz une grande proportion de la vapeur de zinc sous la forme de zinc fondu, En principe, les gaz sont forcés de passer par une série-de jota ou une nappe de plomb liquide pulvérisé.
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on y arrive en faisant plonger une roue auges 50, en rotationecl--ini un bain de plomb fondu 51,bain contenu dans une boite 52 muni d'un revêtement extérieur en acier 53 et d'une garniture en briques 54.
Les
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b-z p(;l1ntl-:,:1t par 63 et sortent p<;,r :-0, et sur 7 Pur che-nin ils sont forcën de passer à tr;1,vers un .r2^aa z; de plomb,plomb qui art projeta vars la e bJ.u, p 9,r les ifetten 1"7 de 1 'j, r'oue, quA,11 el cette dernière tour- ne en sans oontnira dg celui des aiguillon d'une mont1"4,:! une vitep- 5.3 de 13,J à 120 t/m pe,r exemple. Oes ailetten l':1ont contenues d'1111'1 une plaque perforée 63 à travers laquelle le plomb fondu peut aisément pas oe:r.BÍel1 Gntendu, la, roue rp doit t 8' étendre d'un côtô l'autre do 1. boite 52,pour que l'9,rr08.9,8;0 se produise forcnm<"nt aur la largeur en- tièr8 de la balte. Le plomb est l1.1iraenté pctr 1F et découle par il"1.
3i l'on pense qu'un simple arrosage et il1Suffis13.nt,on peut utiliser deux roues à auges 30 et 61 en série, comme reprénentëee en fig<4,1?; gaz pansant de l'une à 1',aàatre, travers l'ouverture 34 d'une cloison 590 une partie du plomb projeta p::1.r le, Mcond., roue 3. auges 61,pésserA. d;,nc le compartiment dans lequel fonctionne la première roue 130, de sorte que l'on peut simplement introduirA le plomb d'lT)('1 le second compartiment par une entrée et l'extraira du premier compartiment par une sortie 33.
I/im/ention peut être utilement appliquée à n'îùlparté quel mêlan- te de sapeur du zinc éo- d'utr8s gaz capables de réaction avec des -np61.:Ll'l3 iù à Úl1c,qutmélle mélange >1 1, ro 1., t e qu'on i d ,J 1 .z difficulté 4 ) .jbtsnir une qUf1ntiliS suffiH.nt da zinc fondu. L'intention est p,,['+,i- au1-u-=z,nt j,ppr8cÍ1iJ]'ê' pour 1 co1Jdqnmzhion du Zi1C partir dn g:z ,)ot.Ol1.J:J t>.;r 1; fusion dp mlD"'r'1ip <1+ zinc dan" un four ?' soufflerie cmm0 décrit àa:?z l dsmande de brevet nentionnën ci-desaue. Elle eqj, également, de grande valeur p0Ul' la condensation du zinc à partir dp a,-,z én. m;z1Jts d'un four 0lectl'O...thermlqu6 à I::.rct:1, d"'1ns lequel les mine-*
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rais d'oxyde de zinc ferreux sont réduits par du carbone.
Quand on
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tnite d9 tels ga,z,z <Bl,Jtivexie1Jt riches n vapeur de z1"no, si on len Compare à ceux d'un four b. soufflerie,il n'est. pap tl1ement important de) maintenir le plomb µ une température inférieure à F00 o,msis il est toujours préférable que S8, température puisse àtrà maintenue aussi b.âgae que le permettent les autrer' conditions de fonctionnement, et il est essentiel que la température no puisna d6p1l!'1!'181" f50oC.
REVENDICATIONS S 1.- Une méthode d9 c3ndens;tion de vapeur C11'> zinc à. partir d'un mélange gazeux,contenant de 1 vapeur de zinc et du gaz carbonique
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ou d'autres gaz capables de réagir avec la vapeur de zinc, dans 1:*quel- le les gaz sont amenée en contact intime avec du plomb foudu ou un alliage fondu riche en plomb, qui est à une température non supérieu- re à 660 C.
2.- Uns méthode conforme à la revendication 1, dans laquelle le plomb ou l'alliage est à une températire inféfrieure à 500 C.
3.- Une méthode conforme à la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle le plomb ou l'alliage fondu est amené en circulation comme un liquide, le zinc condensé est séparé pendant la circulation, et le plomb ou l'alliage est utilisé à nouveau pour la condensation de nouvelles quantités de vapeur de zinc,
4.- Une méthode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les gaz sont obligés de passer sous forme de bulles ou barboter à travers le plomb ou alliage,par dessous une chicane qui plonge dans un bain de plomb ou alliage fondu.
5.- Une méthode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les gaz sont conduite à travers une tour à empilage, contre courant du plomb ou alliage fondu.
6.- Une méthode conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les gaz sont obligés de traverser une pulvérisation ou rideau formé par le plomb ou alliage fondu.
3.- Une méthode conforme à la revendication 6, dans laquelle les gaz sont obligés de passer à travers une pulvérisation ou arrosage,proje- té vers le haut par une roue à palettes tournante qui plonge dans un bain de plomb ou alliage fondu tandis qu'elle tourne.