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PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR RECUPERER LE FER METALLIQUE A, PARTIR DE PRODUITS, CONTENANT DU ZINC TEIS QUE IES COMPOSES DU ZINC METALLIQUE
ET DU. FERROZINC.
Il est connu qu'il se produit facilement;, par exemple dans la galvanisation à chaud d'articles en fera des pertes importantes de zinc par- ce que le fer métallique réagit avec le'zinc métallique pour donner naissan- ce au ferro-zinc. Ce composés, dont la composition théorique est d'environ 6 % de zinc pour 94 % de fer, est par conséquent susceptible de fixer des quantités considérables de zinc. Etant donné que le point de fusion du fer- rozinc est plus élevé'(soit 530 C) que la température que l'on utilise géné- ralement pour le bain de galvanisation (c'est-à-dire 430 et 460 C), ce com- posé se sépare du métal en fusion et en raison de son poids spécifique plus élevé se dépose au fond de la cuve de galvanisation. On le retire du fond de temps en temps par des moyens appropriés.
Il est inévitable que l'on re- tire à cette occasion des quantités importantes de zinc, ce qui représente une perte considérable.
Il se forme également des composés du ferrozinc dans certains procédés métallurgiques de production de zinc à partir de minerais de zinc contenant du fer ou lorsque le produit réducteur est de la cendre ferrugi- neuse. La séparation du zinc à partir des composés ainsi obtenus constitue également un problème non encore résolu.
La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil- lage pour récupérer le fer à partir de composés du zinc du genre que l'on vient de décrire.
On met en oeuvre le procédé conforme à l'invention de la manière suivante on introduit dans un bain de plomb fondu maintenu à une tempéra- ture de 700 C un composé du ferrozinc. Le zinc contenu dans ce composése dissout ensuite dans le plomb en fusion jusqu'à ce que celui-ci soit saturé
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en zinc. A une température du produit en fusion de 700 C on atteint la sa- turation lorsque le plomb contient de 8 à 9 % en poids de zinc en dissolu- tiono Lorsque la quantité de plomb est suffisamment élevée par rapport au composé ferrozinc ajouté9 la totalité du zinc de ce composé ferrozinc se dis- sout tandis que le fer que n'entre pas en dissolution flotte à la surface du plomb en fusion où on peut l'écumer par n'importe quel dispositif appro- prié.
Lorsqu'on abaisse la température du bain de plomb après l'élimination du fer surnageant;, il se sépare pendant la période de refroidissement une phase liquide riche en zinc qui monte à la surface du bain de plomb. Cette phase est d'autant plus riche en zinc que l'on abaisse la température jus- qu'à ce qu'il se sépare à 420 C sous forme d'eutectique et que l'on obtien- ne une couche supérieure de zinc pur et une couche inférieure liquide riche en plomb ne contenant qu'environ 2 % en poids de zinc.
Le zinc pur remonte à la surface et peut être alors retiré sous forme solide à cette température. On peut ensuite chauffer à nouveau le bain de plomb à 700 C pour traiter de nouvelles quantités de ferrozinc. Le zinc restant dans le bain de plomb n'est pas perdu;, mais y reste de manière con- tinue. Le procédé ci-dessus permet la production de zinc de pureté maximum à partir d'un composé du ferrozinco
Conformément à une autre variante de la présente invention, on refroidit le bain de plomb seulement à une température comprise entre 400 et 450 C. Dans ce cas, le zinc séparé reste à l'état liquide et on peut l'u- tiliser directement comme tel pour constituer un bain de galvanisation.
Lorsqu'on met en oeuvre la présente invention conjointement avec la galvanisation à chaud, on effectue l'opération de galvanisation dans un bain constitué par une couche supérieure de zinc liquide et une couche infé- rieure de plomb fondu, tout en maintenant le bain à une température appro- priée pour la galvanisation à chaud, c'est-à-dire à 430 -460 C. Le composé ferrozinc qui se forme pendant l'opération tombe vers la surface de sépara- tion entre le zinc et le plomb et on peut l'en retirer pour l'introduire dans un autre bain ne contenant que du plomb. On chauffe ce second bain à une température supérieure à 600 C, ce qui provoque la dissolution du zinc, tandis que le fer reste non dissous et peut être diminué.
On introduit en- suite le plomb fondu contenant du zinc dans le bain mentionné en premier et on le refroidit à la température d'environ 430 à 460 C, ce qui provoque la séparation du zinc et du plomb, le zinc remontant dans la couche supé- rieure du bain de zinc.
On va décrire maintenant plus en détail la présente invention en se reportant au dessin annexé qui représente schématiquement, et à titre non limitatif, une coupe verticale d'un appareillage approprié pour la mise en oeuvre de l'invention appliquée à la galvanisation à chaud.
Sur ce dessin, on a représenté par 1 une cuve destinée à conte- nir un bain de galvanisation constitué par un four 6 en brique, four chauffé soit par des gaz chauds de combustion, soit par l'électricité. On maintient le bain à la température normale de galvanisation d'environ 430 à 460 C.
Deux tubes 3 et 4 servent à faire communiquer la cuve 1 avec une seconde cu- ve 2, cuve qui est remplie uniquement de plomb. Les tubes 3 et 4 sont placés à des niveaux différents et se prolongent, comme représenté, de manière à aboutir dans la couche de plomb de la cuve 1 et à ne pas être en contact a- vec le zinc. La cuve 2 est également placée dans un four 6a (qui peut ne for- mer qu'un seul four avec le four 6 et comporter des moyens de chauffage ap- propriés et connus); on maintient la cuve 2 à une température plus élevée que celle qui règne dans la cuve 1.
L'opération de galvanisation est effectuée dans la cuve 1.
Le ferrozinc qui se forme à ce moment tombe sur la couche de sé- paration 5 du bain 1 entre le zinc et le plomb et on l'en retire de manière habituelle par des moyens de puisage appropriés et connus par eux-mêmes pour le transporter dans la cuve 2, que l'on maintient à une température d'environ 700 C. A cette température, le ferrozinc fond et le zinc se dissout dans le
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plomb fondue Grâce à la quantité plus élevée de zinc que contient le plomb dans la cuve 2 et la température légèrement plus élevée par rapport à celle de la cuve 1, le poids spécifique du métal fondu est plus faible dans la cuve 2 que dans la cuve 1.
Par suite de cette différence et par suite de la différence de niveau entre les tubes 3 et 4, il s'établit une circulation naturelle en direction des flèches représentées, ce qui a pour conséquence que le plomb riche en zinc provenant de la cuve 2 s'écoule dans la cuve 1 par le tube supérieur 39 tandis qu'en même temps le plomb pauvre en zinc s'écoule de la cuve 1 dans la cuve 2 par le tube 4. En raison de la tempé- rature inférieure régnant dans la cuve 19 le zinc se sépare ici à nouveau du plomb et remonte vers la couche de zinc. Lorsque la totalité du zinc est séparée du ferrozinc dans la cuve 2, on retire le fer restant qui flotte à la surface et on peut introduire du ferrozinc frais dans la cuve 1.
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METHOD AND APPARATUS FOR RECOVERING METAL IRON A, FROM PRODUCTS CONTAINING ZINC SUCH AS IES COMPOSED OF METAL ZINC
AND. FERROZINC.
It is known that it occurs easily ;, for example in the hot dip galvanizing of articles it will cause significant losses of zinc because the metallic iron reacts with the metallic zinc to give rise to the ferro-zinc . This compound, the theoretical composition of which is about 6% zinc for 94% iron, is therefore capable of binding considerable amounts of zinc. Since the melting point of ferrozinc is higher (i.e. 530 C) than the temperature generally used for the galvanizing bath (i.e. 430 and 460 C), this compound separates from the molten metal and due to its higher specific weight is deposited at the bottom of the galvanizing tank. It is removed from the bottom from time to time by appropriate means.
It is inevitable that large quantities of zinc will be removed on this occasion, which represents a considerable loss.
Ferrozinc compounds are also formed in certain metallurgical processes for the production of zinc from zinc ores containing iron or when the reducing product is ferruginous ash. The separation of zinc from the compounds thus obtained is also an unsolved problem.
The present invention relates to a method and apparatus for recovering iron from zinc compounds of the kind just described.
The process according to the invention is carried out as follows: a ferrozinc compound is introduced into a bath of molten lead maintained at a temperature of 700 ° C. The zinc contained in this compound then dissolves in the molten lead until the latter is saturated.
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zinc. At a temperature of the molten product of 700 C saturation is reached when the lead contains 8 to 9% by weight of zinc in solution When the quantity of lead is sufficiently high relative to the ferrozinc compound added9 all of the Zinc of this ferrozinc compound dissolves while the iron that does not dissolve floats on the surface of the molten lead where it can be skimmed off by any suitable device.
When the temperature of the lead bath is lowered after removal of the supernatant iron, during the cooling period, a liquid phase rich in zinc separates which rises to the surface of the lead bath. This phase is all the richer in zinc as the temperature is lowered until it separates at 420 C in the form of an eutectic and a top layer of pure zinc is obtained. and a liquid bottom layer rich in lead containing only about 2% by weight of zinc.
Pure zinc rises to the surface and can then be removed in solid form at this temperature. The lead bath can then be reheated to 700 ° C. to treat further quantities of ferrozinc. The zinc remaining in the lead bath is not lost, but remains there continuously. The above process allows the production of zinc of maximum purity from a compound of ferrozinco
According to another variant of the present invention, the lead bath is cooled only to a temperature between 400 and 450 C. In this case, the separated zinc remains in the liquid state and can be used directly as such to constitute a galvanizing bath.
When practicing the present invention in conjunction with hot-dip galvanizing, the galvanizing operation is carried out in a bath consisting of an upper layer of liquid zinc and a lower layer of molten lead, while maintaining the bath at a suitable temperature for hot-dip galvanizing, that is to say 430 -460 C. The ferrozinc compound which forms during the operation falls towards the separating surface between the zinc and the lead and is can remove it to put it in another bath containing only lead. This second bath is heated to a temperature above 600 ° C., which causes the dissolution of the zinc, while the iron remains undissolved and can be reduced.
The molten lead containing zinc is then introduced into the first-mentioned bath and cooled to a temperature of about 430 to 460 C, which causes the separation of the zinc and the lead, the zinc rising to the upper layer. - top of the zinc bath.
The present invention will now be described in more detail with reference to the appended drawing which schematically shows, and without implying limitation, a vertical section of an apparatus suitable for implementing the invention applied to hot-dip galvanizing.
In this drawing, 1 represents a tank intended to contain a galvanizing bath consisting of a brick oven 6, an oven heated either by hot combustion gases or by electricity. The bath is maintained at the normal galvanizing temperature of about 430 to 460 C.
Two tubes 3 and 4 are used to communicate the tank 1 with a second tank 2, which tank is filled only with lead. The tubes 3 and 4 are placed at different levels and extend, as shown, so as to end in the lead layer of the tank 1 and not to be in contact with the zinc. The tank 2 is also placed in an oven 6a (which may form only a single oven with the oven 6 and include suitable and known heating means); the tank 2 is maintained at a higher temperature than that which prevails in the tank 1.
The galvanizing operation is carried out in tank 1.
The ferrozinc which forms at this moment falls on the separating layer 5 of the bath 1 between the zinc and the lead and is removed there in the usual way by suitable and known drawing means for transporting it. in tank 2, which is maintained at a temperature of about 700 C. At this temperature, the ferrozinc melts and the zinc dissolves in the
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Molten lead Thanks to the higher quantity of zinc contained in the lead in tank 2 and the slightly higher temperature compared to that of tank 1, the specific gravity of the molten metal is lower in tank 2 than in tank 1.
As a result of this difference and as a result of the difference in level between tubes 3 and 4, a natural circulation is established in the direction of the arrows shown, which has the consequence that the lead rich in zinc coming from the tank 2 s 'flows into the tank 1 through the upper tube 39 while at the same time the lead poor in zinc flows from the tank 1 into the tank 2 through the tube 4. Due to the lower temperature prevailing in the tank 19 Here, the zinc separates from the lead again and rises towards the zinc layer. When all the zinc is separated from the ferrozinc in tank 2, the remaining iron which floats on the surface is removed and fresh ferrozinc can be introduced into tank 1.