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" Procédé pour la purification du zinc"
L'invention concerne spécialement la purification des zincs impurs, par l'élimination des métaux dont les tensions de vapeur aux différentes températures sont supérieures ou inférieures à celle du zinc. Parmi ces métaux contenus dans les zincs bruts on peut citer, d'une part, le cadmium et, d'autre part, le plomb, le fer, l'étain et l'antimoine.
Bien que le procédé selon l'invention soit spécialement conçu pour la purification du zinc et que la description qui va suivre se rapporte particulièrement au traitement de ce métal, il convient de noter que ce procédé peut également s'appliquer à l'épuration d'autres mélanges de métaux ayant des tensions de vapeur différentes entre elles, c'est-à-dire à la sépara- tion de tels mélanges en leurs constituants individuels ou groupés, et il est bien entendu que, bien que dans la suite
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de la description il sera seulement question du zinc, l'in- vention s'étend également à toutes ces autres applications du procédé.
Jusqu'à présent, l'épuration envisagée s'effectuait par distillation fractionnée, en portant le mélange de zinc et de métaux étrangers à ébullition, tandis que la séparation des métaux accompagnant le zinc s'opérait dans une colonne de reflux.
Ce procédé connu présente le grave inconvénient que toute rentrée d'air dans les appareils de distillation provoque immédiatement une oxydation des vapeurs de zinc, dont le résul- tat est un bouchage rapide des appareils, ce qui se traduit par une perte importante. En vue de s'opposer aux rentrées d'air on entretient, dans les appareils existants, une pression intérieure qui est fournie par les vapeurs métalliques et est donc fonction de l'allure de la vaporisation en régime de marche. Un arrêt ou une diminution passagère du chauffage risque donc de provoquer un bouchage des appareils parce que la dimunition de pression intérieure qui en résulte peut être la cause de rentrées d'air.
La présente invention concerne un procédé de purification du zinc, qui élimine ces inconvénients, tout en présentant certains avantages supplémentaires qui ressortiront de la description de quelques modes de réalisation, qui sera donnée ci-après.
Selon l'invention, le zinc impur est fondu et maintenu à une température inférieure à la température d'ébullition du métal le moins volatil à éliminer du bain, par exemple du zinc,' et l'on produit l'entraînement des métaux voulus, par exemple le zinc et les métaux plus volatils, en faisant passer sur le bain un courant gazeux chaud réducteur, la température du gaz chaud entrant dans l'appareil étant de préférence approximative- ment égale à celle du bain de métal fondu.
Il se produit ainsi une vaporisation efficace, non pas par ébullition dans @
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la masse de métal fondu, mais par évaporation dans lesgaz chauds, par suite du léchage du bain par ceux-ci, la pression des vapeurs de métal existent au-dessus du bain étant maintenue en permanence à une valeur inférieure à la pression de vapeur saturante. Ce procédé permet de vaporiser des quantités importantes de métal, quelles que soient les dimensions du ou des-bains de zinc fondu, l'usage de grands bains, qui simpli- fient fortement les appareils, étant possible parce qu'il ne se produit pas d'ébullition dans la masse, le débit du courant gazeux pouvant être aisément réglé en conséquence, selon l'in- tensité de la chauffe.
La présence permanente de gaz réducteurs à haute température dans l'appareil assure la réduction immédiate des oxydes qui pourraient être accidentellement tonnes, ce qui confère une plus grande sécurité de marche à une installation appliquant le procédé selon l'invention.
Le courant gazeux réducteur peut être constitué par de l'hydrogène, oxyde de carbone, gazde ville ou tout autre gaz réducteur approprié, ou par du gaz inerte (par exemple l'azote) mélangé à un ou plusieurs gaz réducteurs. Il est avantageux de produire un certain brassage du courant gazeux, afin d'éviter qu'il ne se produise une plus forte concentration locale des vapeurs métalliques dans la couche de gaz en contact immédiat avec le bain, ce qui réduirait la quantité de vapeurs entraînées hors du bain.
Il va de soi que le volume gazeux traversant l'appareil est nettement plus grand que dans les appareils existants de distillation, à cause de l'emploi d'un volune important de gaz de balayage. Cela n'influence toutefois pas défavorablement la balance thermique de l'installation, puisqu'après condensa- tion des vapeurs métalliques, les gaz de balayage peuvent être utilisés pour la chauffe du four, ou bien leur chaleur
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peut être récupérée de toute autre façon appropriée et être em- ployée par exemple pour le chauffage des gaz frais de balayage.
On peut aussi envisager une circulation des gaz en cycle fermé, dans lequel cas il conviendra de les remplacer partiellement par un apport de gaz réducteurs frais avant leur réintroduction dans l'appareil de vaporisation, afin de compenser la diminution de leur pouvoir réducteur ensuite de leur passage à travers l'appareil, de façon à maintenir ce pouvoir réducteur à une valeur convenable.
L'emploi d'un grand volume de gaz présente d'ailleurs l'avantage d'assurer une meilleure égalisation de la température dans toute l'étendue de l'appareil, en évitant ainsi toute sur- chauffe locale. De plus, il présente un avantage particulier pour la séparation de métaux plus volatils que le zinc, par exemple le cadmium. En effet, ces métaux entrent au condensateur en mélange avec un certain pourcentage de zinc et dilués dans un important volume de gaz réducteurs, ce qui permet l'obtention de la totalité des métaux condensés sous la forme de poussières, laquelle facilite notamment le traitement ultérieur pour la récupération de ces métaux volatils.
Il convient encore de noter que, si l'adaptation du débit de gaz de balayage a l'allure de chauffe du bain constitue un moyen aisé pour maintenir celui-ci à une température adéquate, inférieure à la température d'ébullition du métal, le réglage du volume des gaz de balayage permit aussi de rendre la pression régnant à l'intérieur de l'appareil, indé- pendante de l'allure de la chauffe, et donc de la vaporisation.
Dans les appareils existants, au contraire, cette pression intérieure en régime de marche est fonction de l'allure de la vaporisation, de sorte qu'une diminution de celle-ci peut provoquer des rentrées d'air et le bouchage de l'appareil, dont question ci-dessus. Ce danger est éliminé grâce à
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1; invention, car il suffit de compenser une diminution de la vaporisation par une augmentation du débit de gaz de balayage, de sorte que même en cas d'arrêt du chauffage, on peut encore empêcher tout danger de rentrée d'air et de bouchage de l'appa- reil.
On comprend dès lors que le procédé selon l'invention peut également être combiné avec les procédés connus en vue d'éliminer les inconvénients de ceux-ci. On peut notamment munir une installation connue d'un système de circulation de gaz chauds réducteurs dont l'admission dans l'appareil est commandée, par exemple par un dispositif monométrique, lorsque la pression intérieure de l'appareil descend au-dessus d'une limite déterminée, le débit des gaz réducteurs étant réglé de façon à rétablir et maintenir la pression intérieure à une valeur adéquate, pour être annulé dès que la vaporisation atteint de nouveau l'allure voulue pour engendrer à elle seule une pression suffisante.
En cas de bouchage accidentel d'une installation existante, on pourrait y introduire un courant de gaz réduct&urs chauds en vue de produire le débouchage et de maintenir une pression de gaz réducteur dans l'appareil jusqu'à rétablisse- ment de ses conditions normales de marche.
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