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L'invention a pour objet un procédé perfectionné pour le traitement de 1'alliage argentifère obtenu dans la d'éesargentation du plomb.
La désargentation du plomb d'oeuvre produit au four à plomb s'effectue presque toujoura par addition de zinc, Conformément au procédé Parkas. Quel que soit le
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Mdo op-Jratoiru : procédé rarl-uj c.; ,',....U1.<- ou ..>*.o<;,1>ù>1 continu, on obtient à :;üiLJ-)1'UC.lLi 'lui ï:;3.'-j.: ¯t 1:; '3t,;''-,rJ ; du bain fondu ou qui uonLLunt îrw.-u.:-::;ut .tout l 'iJ,>ri=ù;-1.
Ce sous-produit est appelé en France "triple :, y .'1 et aux Etats-Unis "zinc crus-L,, ou "silvur cru:.!t".
Le triple alliage , le iJlu.J :Jouv;>n 1, li;1-;#;Z<:e relativement pauvre en ar,,,,erLL. Par eX8:J.plo, :;a composition est environ : Ag 10% Zn 30 %, Pb 60%, ou, tout au plus, si on lui fait subir un traitement d'enrichissement :
Ag 25 %, Zn 65 %, Pb 10 %.
Ce triple alliage est d'abord traite pour récupé- rer le zinc qu'il renferme, le zinc récupère étant ensuite réutilisé pour la désargentation du plomb. En général, à cet effet, suivant le procédé classique on distille le zinc du triple alliacé dans des cornues de graphite pla- cées dans un four genre du four "Faber du Faur". On chauffe à environ 1300 C et le zinc est recueilli dans un conden- sour.
Il reste dans la cornue :
1 - Un plomb riche en argent que l'on oxyde pour obtenir l'argent métallique;
2 - Des oxydes mixtes de plomb et de zinc, encore très argentifères, qu'il faut refondre avec des litharges et du charbon pour les réduire et obtenir une seconde partie de plomb riche en argent qu'on traite ensuite par oxy- dation (coupellation) pour récupérer l'argent. liais ce procédé n'est pas sans inconvénients :
1 - On ne récupère sous forme de zinc distillé qu'une fraction du zinc contenu dans le triple alliage; il y a donc perte de zinc.
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2 - D'autre part, corrélativement, il reste une quantité appréciable de zinc (1 à 5 %) dans le plomb riche, en argent obtenu après distrillation du zinc,, ce qui. rend. la.
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ColZp7Ellr3,i-lon ulLorlourG de ce plomb difficile..
3 - Les cornues dans lesquelles on chauffe le triple alliage pour distiller le zinc sont, en pratique, en graphite.
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Elles sont tr;.s coûte"ll'18S et sont rapidement détérior6ei-
4 - Les oxydes mixtes de plomb et de zinc qui se forcent dans les cornues nécessitent, comme on l'a vu plus haut, un traitement supplémentaire pour en extraire l'argent (fusion réductrice suivie d'une nouvelle coupellation). Ce traitement supplémentaire augmente notablement le coût de 1'ensemble du procédé de traitement du triple alliage.
Plusieurs autres procédés ont été proposés pour remplacer le procédé classique précité.
Au Laboratoire de l'Ecole des ines et de la Métallurgie du Missouri, Schechten et Shi ont distillé dans un tube de 'porcelaine le triple alliage concentré, sous un vide très poussé de 5 de mercure. Schlechten et Doelling ont préconisé ensuite l'emploi de cornues en acier au chrome-nickel sous un vide de 10 à 40 de mercure. Au Brésil, le Professeur Da Souza Santos a employé des cornues
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de fonte chauffées '-'Át6:.:'ieurement et un vide de 1 èt 2 mm de mercure.. En opérant de ces différentes manières, on distille plus ou moins le plomb en même temps que le zinc, on obtient un distillat solide, et le résidu argentifère restant dans la cornue doit être traité par électrolyse pour le purifier.
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IJ'i1VelltjOil [1 1. ou ; <> 1 > j . LUi.... ¯ "-< => fl " ' 1 .-. ", - ' .1. ', . '-. ... du Triple ;:.l.:ï.::;¯c ..i 'JV..L [,(J c.. , -1.. 11-: v.. :¯:.¯ . "-1 ..:-.¯'. ...
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ainsi :
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d'une part, dans le condel1:,wcu-, 1:, =.;.<i-i"j:-1<# 2.J ,alité du zinc pratiquement excapt te pic::;1.> e .1' '¯r,f.;:::-"; d'autre part, <18.11.3 le four de ciL.ifàlliàt201t, un. résidu constitua 1?;1.r du l)lotllo f;011t01l2.i'l"" ..'¯. .. -¯¯n t to;g2 l'argent et praticlUemel1'Í; exempt ,le sinu.
L'invention vi e a10m : un appareillage pour la l<li:G en oeuvre -le <;8 -::oc., une méthode préférable pour conduire le ,1'0(;81é clo :[*.?on particulièrement simple et 1:l.lltOlil:1.ti(fUG en obto:i3.i'Lt un ex-
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cellent résultat.
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Sur les de38in'J annexas, 011 a 'r ('{":i\;l1.''-, ,:;C;I,.l8.tÍ\luef:1ent a titre d'exemple, 1'; ï,i;,.'c:111:^ pour la '-i3 en oeuvre du procédé et un graphique ài:i:1.i,qi.::-.,nù la l,la1:'c;1..;
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de ce procédé.
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La figure 1 e:1t une coupe lonc:.l u<1l.il::1.1e -, travers l' ensei+1ble comprenant le four at le conteneur.
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La :C.i"m.; 2 Njb uu :JclG,,,a tIlOn"l;l',U1 cofa'dûn'b la tr.:ipàra.1u;%e du four e.;1 CUIlI,¯Lruzallanterrt réglée suivant la température du sine condensé dans le condenseur.
La figure 3 eut un graphique d'une opération ' complète.
L'appareillage représente sur la figure 1 comprend un four 6 constitué par une enveloppe 7, par exemple en tôle, garnie intérieurement d'un revêtement réfractaire 8.
Ce four comporte deux ouvertures : l'une, 1, destinée au chargement du triple alliage et que l'on peut obturer au moyen d'un dispositif étanche 9 ; 2, sert à la coulée du plomb riche en argent destiné à être coupellé pour en récupérer de l'argent métallique à 999 millièmes.
Des résistors 3 servent au chauffage électrique du four.
La température est enregistrée par un couple thermo- électrique 11 (figure 2) et indiquée sur un appareil de mesure 12. Le courant qui circule dans' les résistors 3 est réglé de préférence par un régulateur automatique de tempé- rature dont il sera parlé plus loin.
Avec ce four communique le condenseur 13. Il est constitué par une enceinte en tôle garnie d'un réfractaire
14 bon conducteur de la chaleur, tel que le carborundum.
Dans ce four se trouve également un moyen de chauffage 15, par exemple électrique, destiné à mettre le condenseur en température au début de la mise en route du procédé. Ce moyen de chauffage 15 peut servir également à réchauffer le four au cours du procédé si, pour une raison quelconque, il se refroidissait au-dessous de la température désirée
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ot s'il un rt:uli,aiL mie .,vli.fi'i.o,LLOi: du. .zl;1.,:. L<; <>o>1<;iiuur est muni 6, al-J<ii<:nl Lui couple LLi.:nI10:loutl'i,.:.U0 16 qui enregistra 1r: te:zpiaure du zinc fundu qui e 'aceimiL;1-.; ci: 17 dans le fond du cond,3iiuur-. Il (,,1::'3{.:.LJ [.L'U la ;,e:rpF>.- \ rature dans un ay.zxrril .ï.nc7ii:a Geur 18 et ac Lionne un régu- lateur de température pour le four dont il sera parlé plus loin.
Une tubulure 19 permet de mettre le condenseur en communication avec une pompe à vide non représentée par
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l'intermédiaire d'un filtre é;alcszent non représerité, ces dispositifs étant bien connus en eux-mêmes. Une ouverture de coulée 4 permet la coulée du zinc liquide qui s'est accumulé dans le fond du condenseur. Un canal ou conduit
20, étanche, fait communiquer le condenseur avec l'atmosphère du four.
Cet ensemble doit être parfaitement étanche afin qu'on puisse y maintenir le vide par.-ici (10 mm de mercure environ) dont il a éte/parléplus haut.
Bien entendu, les dimensions du four et du condenseur dépendent de la capacité que l'on désire donner à l'installation mais peuvent être, sans inconvénient, relativement considérable., et ne sont pas limitées comme dans le cas du procédé classique.
On va maintenant décrire la marche d'une opération.
On place dans le four 6 la quantité de triple alliage que l'on veut traiter e+ que permet la capacité du four,. A l'aide des résistors 3 et du dispositif de chauf- fage 15 on amène la température du condenseur 13 à environ 4250 et celle du four à 750 - 8000. Dans ces conditions,
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le triple alliagefond (si la composition était, telle que son point de fusion Doit plus élevé, on y ajouterait un peu de plomb). En même temps, à l'aide de la pompe à vide, on fait, par la tubulure 19, un vide d'environ 10 mm de mercure. Dans ces conditions, le zinc distille seul par le conduit 20 et se condense sous forme liquide en 17 dans le condenseur.
Des que l'opération est en route, on cesse le chauffage en 15, la température du condenseur se mainte- nant aux environs de 425 (en pratique entre 445 - 420 ) grâce à l'équilibre qui s'établit entre l'apport de calo- ries dues à la condensation du zinc, d'une part, et la perte de chaleur vers l'extérieur due au fait que la garniture 14 du condenseur est bonne conductrice de la chaleur, d'autre part.
Cependant, il peut arriver que, pour une raison quelconque, la température à l'intérieur du condenseur tombe au-dessous de 420 ou dépasse 445 - 450 . Pour main- tenir le condenseur à la température voulue, on agit sur la température du four à la manière représentée figure 2.
Le couple thermo-électrique 16, placé dans le condenseur, agit sur ln relais 22 qui commande l'arrivée du courant aux résistors 3 du four. Lorsque la-température à l'inté- rieur du condenseur atteint par exemple 450 , le relais coupe le courant dans les résistors 30 La température du four s'abaisse peu à peu, de sorte qu'il arrive moins de vapeurs de zinc dans le condenseur 13 et que l'apport de chaleur à ce condenseur diminue. Il en résulte, par suite, un refroidissement progressif du condenseur.
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Lorsque la température, en s'abaissant, atteint par exemple environ 420 , le couple thermo-électrique 16 provoque l'action du relais 22 dans un sens tel que le cou- rant soit rétabli dans les résistors 3, ce qui fait aug- monter la quantité des vapeurs de zinc et, Par suite, la température du condenseur 13.
On voit donc que la vitesse' de distillation est réglée continuellement par la vitesse de condensation du zinc dans le condenseur.
A la fin de l'opération, 'lorsque tout le zinc a pratiquement distillé dans le condenseur, ce dernier ne reçoit plus d'apport de chaleur, de sorte que la tempéra- ture à l'intérieur du condenseur baisse. Lorsqu'elle atteint la limite inférieure (environ 420 ), le relais 22 met les résistors 3 sous courant. Mais, comme il n'y a plus de zinc à distiller dans le four 6, les résistors peuvent chauffer le four de plus en plus, sans que le température il l'intérieur du condenseur 13 augmente et que le relais 22 coupe le courant.
Les résistors restent donc sous courant, de sorte que la température dans le four 6 s'élève rapidement jusqu'à atteindre une température de, par exemple, 900 à 10000. C' est à cet accroissement brusque de température que l'opérateur s'aperçoit que la distillation du zinc est terminée. Il coupe alors, par une manoeuvre manuelle, le chauf- fage des résistors, coule le/zinc fondu par l'orifice 4, et.le plomb riche en argent qui setrouve dans le four 6 ' par l'ouverture 2. Il ouvre la porte 9, procède à une nou- velle charge du four et l'opération recommence.
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'3tu' la :'.i.y'411.'u , ou voit lu i=1;iplii, ,t4<J d'w,<: ()ijrration. 2,, courbe r(1)j'éJ!Jnb3 lu. .c:uyrrc,turo T v 1.'i.n,rieur' du four 0n fonction du temps 1. Lu. cuurbu COr",a:;. en A un supposant le four charge et la }Jortu 9 formée.
Le 0Jauffo.,e amuno peu v j au le four %i la torn];J0ratw'G de 750 - 8000 (point B), à laquelle la bain fond et le zinc commence à distiller. La température se maintient à cette valeur avec de légères oscillations dues au fonctionnement du système de régulation décrit plus haut, tant qu'il exist. du zinc dans le bain. Ceci correspond à la partie B C du graphique'. Puis, ainsi qu'on l'a vu, le bain ne contenant pratiquement plus de zinc, les résistors restent constam- ment sous courant et la température augmente rapidement avec la distillation des dernières traces de zinc jusqu'à atteindre une température d'environ 1000 (point D).
A ce moment, on arrête l'opération, on coule, on recharge et la température du four baisse jusqu'au point A1 où une nouvelle opération recommence.
Si on le désire, l'élévation de température jusqu'à environ 10000, par exemple, peut soit couper automatiquement l'arrivée de courant aux résistors, au moyen d'un disjoncteur thermique, soit, par un relais'actionné par 'le couple thermo-électrique 11, faire fonctionner un avertisseur.
On voit que le procédé consiste essentiellement à distiller le zinc à partir d'un bain de triple alliage fondu, sous un vide relativement peu poussé, et à une température relativement basse, de façon à éviter pratiquement toute distillation du plomb et de l'argent du triple
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alliage. C'est pourquoi un vide d'environ 10 mm de mercure et une température de 750 - 800 sont recommandables.
Le vide relativement peu poussé évite aussi que les vapeurs de zinc ne soient entraînées au-delà du condenseur par l'orifice 19, car la tension de vapeur de zinc pour un vide de l'ordre de grandeur de 10 mm de mercure est négligeable.
Ainsi qu'on l'a vu, si la température de fusion du triple alliage que l'on a à sa disposition est supérieure à 750 - 800 , on ajoute du plomb pour abaisser cette température. Cette addition a en outre pour avantage de faciliter la coupellation du plomb pour en obtenir l'argent métallique.
Voici, à titre d'exemple, les résultats d'une opération suivant .l'invention.
En distillant un triple alliage contenant :
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<tb>
<tb> Zn <SEP> ...... <SEP> 50
<tb> Ag <SEP> 19, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Pb <SEP> 29,25%
<tb>
on recueille, au cours d'un traitement qui dure de 6 à 12 heures suivant la quantité de triple alliage contenu dans le four et suivant la nature du réfractaire conducteur de la chaleur dont est garnie la paroi du condenseur, par tonne de triple alliage traité : dans le condenseur 495 kg de zinc contenant 1 % de plomb et 0,15 % d'argent dans le four : 505 kg de plomb riche contenant 57 % de plomb, 38 % d'argent et moins de 1 % de zinc.
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Quoique l'invention ait été plus particulière- ment décrite sous forme d'un procédé automatique dans lequel la température régnant dans le condenseur règle constamment, par une commande électrique, la température du four, il doit être entendu qu'on ne sortirait pas du domaine del'invention: en supprimant toute automaticité; l'opérateur réglant constamment ou par intermittence le chauffage du four par des manoeuvres manuelles, d'après la tempéra- ture indiquée par le couple thermo-électrique 16 du condenseur ; en conservant l'automaticité; mais en utilisant à cet effet un autre dispositif que celui représente figure 2 ou même un autre moyen de transmission que le courant électrique.
Enfin le phénomène qui commande le réglage automatique ou manuel, d'après les conditions régnant dans le condenseur, pourrait être autre que la température elle-même; par exemple un phénomène physique, chimique, etc... variant avec la température.