<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne la condensation des vapeurs métal- liques et en particulier la condensation des métaux tels que le zinc dans les gaz qui les contiennent.
Un procédé connu consiste à condenser le zinc dans les gaz qui contiennent ces vapeurs en amenant les gaz en contact avec un métal liquide tel que le plomb,de façon à former une solution du zinc dans le plomb, de laquelle on sépare le zinc en la refroidissant pour le précipiter.Tou- tefois, la solubilité relativement faible du zinc dans le plomb et l' intervalle de température relativement étroit entre les limites"duquel on peut opérer rendent le procédé d'un très mauvais:
rendement et obligent à mettre en oeuvre de grandes quantité de plomb pour obtenir une quantité relativement faible de zinc.,De plus, étant donné que la solubilité du zinc dans le plomb augmente avec la température, tandis que la tension de vapeur du zinc augmente également avec la température,si l'on cherche à améliorer le rendement de l'opération en élevant la température,on diminue le rendement de la condensation.
@ Or il a été découvert qu'on peut réaliser une condensation très efficace du zinc dans les gaz qui le contiennent en faisant passer les gaz de bas en haut à travers une masse de métal fondu, tel que le plomb, dont la tension de vapeur est faible à la température de l'opération et qui est maintenue à une température inférieure à la température de condensa- tion du zinc dans les gaz, de façon à condenser le zinc en quantité supé- rieure à sa solubilité dans ce métal, en séparant de cette masse uneppor- tion du mélange de zinc et de métal liquide saturé de zinc Ainsi formé, en séparant une portion du moins du zinc, et en faisant revenir dans la masse le métal dont le zinc a été éliminé.
La température de la masse de métal doit être maintenue au-dessus du point de fusion du métal saturé de zinc et au-dessous de la température de condensation ou point de rosée @ zinc dans les gaz. La température de la masse de métal peut être supérieure'ou inférieure au point de fusion du zinc.
En maintenant la température au-dessous du point de fusion du zinc, par exemple à environ 380-390 C, qui est d'environ 50-60 C supérieure à la température de solidification du plomb dans le condenseur, on augmente très notablement la quantité de zinc condensa dans les gaz, ce qui est par- ticulièrement important lorsqu'on traite des gaz qui contiennent une faible proportion de zinc, par exemple de 5 à 10%.Le zinc se condense sous forme de particule solides ou cristaux en formant une bouillie avec le métal de condensation .Lorsqu'on évacue la bouillie du condenseur,le zinc flotte sur la surface du métal et peut en être écumé, ou bien on peut @auffer le métal, de préférence seulement dans sa portion supérieure, de façop à faire fondre le zinc, qu'on sépare ensuite.
Si l'on maintient la température du métal dans le condenseur au- dessus du point de fusion du zinc ,par exemple entre 435 et 440 C, le zinc liquide monte à la surface du métal retiré et peut en être séparé à l'état liquide, ou bien on peut refroidir le métal retirera une température inférieure au point de solidification du zinc et écumer le zinc à l'état solide.
On voit que le procédé consiste à condenser une quantité de zinc de nature à former dans la zone de condensation un système à deux phases qui consiste en métal saturé de zinc et en zinc liquide ou solide.On augmen- te ainsi très notablement la capacité de condensation du procédé.
En raison de l'existance du système à deux phases et de Inaction corrosive exercée par le zinc aux températures en question, il y a lieu de supprimer les éléments en mouvement de l'installation de condensation et de
<Desc/Clms Page number 2>
retirer le mélange de zinc condensé et de métal saturé de zinc de la zone de condensation en mettant à profit la charge hydraulique qui résulte du passage de bas en haut des gaz contenant du zinc dans une masse limitée 4n métal de oondensation.A cet effet, on fait couler, de préférence d'une manière continue, le mélange de zinc et de métal saturé de zinc de la portion supérieure de la zone de .condensation dans une chambre de sépa- ration adjacente, et une fois le zinc séparé,
on fait avenir le métal sa- turé de zinc dans la portion inférieure de la zone de condensation.
Les principes de l'invention sont faciles à comprendre d'après la description détaillée qui en est donnée ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui, sur lesquels: la fig.1 est une vue en plan d'une installation de condensation convenant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, la fig.2 est une coupe verticale longitudinale de la chambre de condensation , suivant la ligne 2-2 de la fig.1, les fig.3,4 et 5 sont des coupes verticales transversales des chambres de condensation et de séparation suivant les lignes respectives 3-3, 4-4 et 5-5 des fig.1 et 2, et , la fig. 6 est une coupe verticale longitudinale de la chambre de séparation suivant la ligne 6-6 de la fig.l.
Suivant la forme de réalisation représentée, une chambre de con- densation 10 comporte des parois cylindriques inclinées qui réunissent un espace d'arrivée des gaz 11 et un espace de sortie des gaz 12, et une cham- bre de séparation 20 communique avec la partie inférieure de la chambre de condensation 10 par un tuyau 13 et avec la partie supérieure de cette chambre par un tuyau 14.
La chambre de condensation contient des chicanes transversales 15, 15' qui forment des canaux dé passage 16, 16' adjacents à la voûte de la chambre.La chicane 15 comporte un canal de passage de faible section 17 adjacent à la paroi inférieure de la chambre en vue d'assurer l'écou- lement, et cette chacane constitue un élément de retenue maintenant la charge du métal liquide refoulé dans la partie supérieure de la chambre par la forée ascensionnelle pneumatique des bulles de gaz qui barbotentt de bas en haut à travers le métal.La chicane 15' comporte un canal de pas- sage 17 ',de plus grande section,
adjacent à la paroi inférieure de la cham- bre et apour effet d'amortir le brusque afflux de la masse du métal liqui- de dans la chambre de condensation.Le point le plus bas de la chambre de condensation comporte un trou de vidange 18.
La chambre de séparation 20 comporte un compartiment de récep- tion 21 contenant une chicane transversale 22 entre le tuyau 14 d'arrivée du métal et un orifice de sortie 23, et un compartiment de refroidissement 24 qui peut être ouvert à la pàrtie supérieure et contient une chicane transversale 25 entre son orifice d'entrée 23 et le tuyau de sortie ?3.Le point le plus bas de la chambre de séparation comporte un trou de vidange 26.
La chambre de réception comporte aussi un brûleur à gaz 27, un orifice 28 d'échappement du gaz et un orifice 29 de sortie du métal, et le compartiment de refroidissement comporte un serpentin''de refoid@sse- ment 30.
L'installation étant en fonctionnement, les gaz contenant du zinc et sortant d'un four arrivent dans l'espace d'arrivée 11, barbotent à travers la masse de plomb f&ndu ou autre métal approprié contenue dans la
<Desc/Clms Page number 3>
zone de condensation limitée, et les gaz non condensés sont aspirés hors de lespace de sortie 12 par une pompe, non représentée.
En raison de la force ascensionnelle pneumatique des gaz qui barbotent de bas en haut, il rétablit dans la -portion supérieure de la zo- ne de condensation une charge de métal qui a pour effet de refouler une portion du mélange de zinc condensé et de plomb saturé de zinc par le tuyau
14 dans le compartiment de réception 21 de la chambre de séparation 20.
'(opération est mise en train en remplissant les chambres de condensation et de séparation jusqu'au niveau''de fonctionnement'avec du plomb fondu, qui peut contenir une proportion quelconque de zinc jusqu'au point de saturation).
Dans la chambre de réception, la phase de zinc du mélange monté à la partie supérieure de la masse de plomb saturé de zinc, à l'état solide ou liquide suivant les conditions de température qui y sont maintenues,et on l'écume ou on la retirera brûleur 27 sert à maintenir le zinc à l'état fondu lorsque,, ainsi qu'on le préfère généralement, on le fait sortir à l'état liquide.
Le plomb saturé de zinc passe du compartiment de répqption 21 dans le compartiment de refroidissement 24 dans lequel il est refroidi, par exemple au moyen d'un serpentin de refroidissement alimenté avec de l' eau, à la température qui est nécessaire pour Maintenir l'intervalle de température qu'on désire dans le condenseur, dans lequel le métal refroidi revient par le tuyau 13.
Un volume considérable de métal est maintenu en circulation dans le condenseur, le séparateur et le refroidisseur'par la force ascensionnel- le pneumatique, et la différence de température entre le métal refroidi arrivant dans le condenseur par le tuyau 13 et le métal sortant du conden- seur par le tuyau 14 est par exemple de l'ordre de 12 à 15 C.