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PROCEDE ET DISPOSITION .POUR LA FABRICATION DU ZINC DANS DES CHAMBRES DE
REDUCTION VERTICALES.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication du zinc dans des chambres de réduction verticales et une disposition pour l'application de ce procédé. Parmi les nombreuses propositions pour la fabrication thermique du zinc, qui doivent améliorer et remplacer le procédé coûteux et difficile au point de vue travail de la fabrication du zinc et creusets horizontaux, quel- ques unes seulement ont atteint une signification pratique. Mais ces procédés également présentent alors encore des imperfections importantes, qui consistent en particulier en frais élevés d'installation, travaux onéreux de préparation de la charge, (broyage., briquetage, cokéfaction), forte usure des équipements importants de machines et de four, et grande consommation d'énergie électrique coûteuse et souvant disponible en quantité insuffisante.
Dans d'autres cas, l'économie de l'opération est entravée et empêchée par la condensation mau- vaise et insuffisante des vapeurs de zinc en métal liquide au sein du mélange des gaz de la réduction.
La présente invention évite ces inconvénients en réalisant succes- sivement, dans une chambre de réduction verticale, la gazéification, la coké- faction et le dézingage ou réduction du zinc d'un mélange de matières zincifè- res oxydées et de charbon de réduction cokéfiableo Les trois processus : gazé- ification, cokéfaction et extraction du zinc sont donc d'après l'invention réa- lisés dans un seul et même appareil. Comme charbon de réduction, on prend en considération tous les combustibles utilisables pour la production de gaz de chauffage, comme la houille, la tourbe, le boise etc., on emploie cependant de préférence des charbons bitumeux. Les matières premières zincifères peuvent être par exemple de la blende grillée, des cendres de zinc, de l'oxyde de zinc etc.
Le mélange de matières zincifères oxydées et de charbon de réduc- tion cokéfiable à traiter de la manière susdite est conditionné de façon tel- le que l'on obtient encore une couche de coke compacte, poreuse et perméable
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aux gaz. Après la formation du coke à partir du mélange de charbon à coke et de matières zincifères, on procède, dans le même appareil et subséquemment, à l'extraction du zinc à des températures plus élevéeso La température pour la gazéification et la cokéfaction se situe à environ 900 C tandis que la réduction du zinc se produit vers 12000C.
Les gaz qui se forment au cours des différentes phases du tra- vailsont successivement évacués, ou plutôt séparés et valorisés. Les gaz de chauffage obtenus- pendant la carbonisations la gazéification et la cokéfaction peuvent être utilisés pour le chauffage du four et les gaz de réduction qui se forment ensuite au cours de l'extraction du zinc sont évacués séparément dans un condenseur, dans lequel les vapeurs de zinc sont condensées de la façon connue.
Le procédé métallurgique peut être réalisé dans des fours du type utilisé couramment dans les usines à gaz et cokeries, par exemple dans des fours à cornues, des fours à chambra horizontale, des fours d'usine à gaz à chambres obliques et verticales, avec- charge-statique ou mobile pour tra- vail discontinu ou continu.
Dans ce qui suit, on décrit le procédé conforme à l'invention appliqué à un four connu à chambre verticale, avec charge statique pour tra- vail discontinu, et dont la construction ne nécessite-aucune modification importante. Il importe cependant de souligner que le procédé ne se limite pas à -emploi de tels fours chambre,- verticale connus.
La grandeur du-four à chambre verticale- est appropriée pour un tonnage de charbon d'environ 2 T par charge. La largeur de la chambre de gazéification atteint en moyenne- environ 300mm, la longueur est d'env.
2000mm. et la hauteur d'env. 5000mm. Le four est équipé de- façon connue- d'un préchauffage- pour le-gaz et l'air, par exemple par régénérateurs. En plus d'une ou plusieurs ouvertures à l'une des faces étroites de la chambre., par laquelle les gaz de la. cokéfaction- sont évacués, la chambre possède en- core à la face opposée une ou plusieurs ouvertures,- par laquelle les vapeurs de- zinc- sont évacuées et conduites dans un dispositif de condensation de type connu. Les ouvertures pour 1-évacuation des gaz de cokéfaction et des va- peurs de zinc sont rendues indépendantes par un jeu de registres ou un dispo- sitif analogue.
On peut. aussi adopter un système par- lequel la fermeture de l'ouverture pour-gaz de cokéfaction ouvre 1'ouverture pour les vapeurs de zinc.
Le four à chambre verticale peut par exemple être chargé au moyen d'une trémie mobile. La chambre peut être pourvue à sa base, de façon con- nue en soi, d'un- dispaitif de trappe, dont l'ouverture mécanique et la fer- meture-, en un temps très court, permet-=une- vidange facile dans des wagpns
Pendant- la gazéification et la- cokéfaction, on peut chauffer le four avec'= gaz étranger, par exemple un gaz brut d'une installation de gazogène. Pendant cette période, l'ouverture pour l'évacuation des- gaz de cokéfaction reste ouverte, tandis que les ouvertures pour 1*évacuation des gaz de réduction sont fermées.
A la fin de la période de- cokéfaction; l'ouverture de la chambre utilisée pour l'évacuation des gaz de cokéfaction est fermée et !'ouverture pour l'évacuation des gaz de réduction vers le condenseur est -ouverte. A ce moment, la température de la chambre est por- tée, dans le temps le. plus. court possible,. par un chauffage plus vif, à la température de réduction- de la partie de'la charge constituée par les ma- tières zincifères oxydées et la masse perméable et poreuse cokéfiée subit la réduction du zinc. Ce chauffage peut être effectué en tout ou en par- tie avec le- gaz de cokéfaction de l'opération elle-même. Une chambre de gazéification de la grandeur envisagée peut produire en un travail d'envi- ron 24 heures environ 1.000 kgs. de zinc brut en lingots.
Pour transformer, pratiquement et sans modification importante de la disposition, le travail de cokéfaction et de réduction du zinc, ef- fectué dans une seule chambre de façon périodique et discontinue,, en une
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batterie, comme cela se fait généralement dans les usines à gaz et les cokeries.
De cette façons on parvient à vider par heure un four réduit et en même temps à le charger à nouveau, et la production de gaz- de coke pour le chauffage et de gaz de-réduction pour la condensation reste pratiquement con- stanteo
Dans ce cas, on dispose également de gaz de coke pour le premier chauffage des chambres après la nouvelle charge et aussi surtout pour la réduction du zinc aux hautes températues de¯ 1.'ordre de 1200 C Eventuellemente on peut mélanger- également au- gaz de- coke un- gaz de- gazogène- Dans
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l'exploitation du procédé de l'invention dàn-s-une batterie d-e- for9 il est aussi possible de relier plusieurs chambres à un condenseur commun.
Le fait que plusieurs- chambres travaillent sur- un condenseur facilite le retour des gaz riches en oxyde*de- carbone, quittant les condenseurs, dans les conduites de- gaz- de- chauffage, afin d'utiliser oes gaz également pour le chauffage.
Suivant le procédé de l'invention, on peut introduire dans la chambrer par la sole ou par un autre endroit, un gaz renfermant de l'oxygène (air, oxygène, un mélange des-deux., où-un- gaz- analogue), et provoquer par une combu&tion partielle du carbone mr chauffage- interne qui facilitais réduc-
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tion- dit zinc-. Lorsque 1-'on-prév-0-i-t en-vue- d'1me meilleure- évacuation- dès- gaz de réduction plusieurs eniver-tures-, (sur l'îme- des- faces-)-, on disposera a- vantageoeseméot ces ouvertures en des- niveaux différents de la chambre et on les reliera aux .conduites vers le-condenseur.
Il est évidemment possible également d'introduire dans les cham- bresg au lieu d'un mélange en grains fins de charbon à coke et de matières zincifères, des briquettes constituées de ces deux éléments On facilite de cette- façon l'évacuation- des gaz-'de-réduction pendant l'extraction du zinc.
Par le- procède de-l 'invention notamment, la main d'oeuvre et le caractère pénible du travail se trouvent réduits très fortement. En outre, on utilise beaucoup mieux les combustibles, le charbon de réduc-tion,
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le charbon- de cokéfaction et le chaleur propre du- coke-obtemr dans le- même appareil. Le nombre d'ouvriers de four- est, réduit pat rapport à celui qui est nécessaire-pour les creusets horizontaux- et on réalise-une importante économie d'équipement mécanique nécessaire pour la préparation des charges de- four-par-rapport aux-procédés connus de fabrication du zinc dans- des chambres verticales de réduction. Les frais- d'installations et d'exploitation sont également réduits.
Le procédé est à adapter aux autres types de fours, qui actuellement sont courants dans les usines à gaz et les cokeries. Ainsi par exemple, dans un four continu à chambre à gaz verticale, avec charge-mobile, il
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faudrait disposer les ouvertures" pour l'évacuation des gaz- de-la cokéfaction et de la- réduction du zinc subséquente en différents niveaux de Ia chambre,
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c'est-à-dire dans-les zones dans lesquelles le processus correspondant du tra- vail se produit, aux températures voulues. Les ouvertures pour l'évacuation des ga de- la cokéfaction- deivent- do4r- être disposées- dans la- partie- supéri6G- re de- la. chambre et celles relatives- aux gaz de-réd-aetiom7 dans la partie infé- rieure.
Le plan de séparation- entre--ces deux zones- est déterminé par le ré- glage de--la pression dans les conduites de- gaz de combustion et- également
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dans les- condu-itesc du condenaeux. Ici canme-dana les autres- Constructions, il est effectivement possible- d'irrtroduire- dans 1 "appareil de- oondeneat5-Qn un reste des gaz- de cokéfaction, toutefois-, onveillera- à ce que des- vapeurs de zinc- ne- s'introduisent pas dans les conduites de gaz de chauffage.
REVENDICATIONS.
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