BE565953A - - Google Patents

Description

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   Le zinc métallique est généralement produit par réduction d'oxyde de zinc avec du carbone. Au lieu d'oxyde de zino, on peut aussi utiliser d'autres matières de départ oontenant de l'oxyde de zinc, produites par exemple par   oaloinage à   mort de minerais de zinc sulfureux, cette réduction doit avoir lieu dans des appareils fermés, chauffés de   1,'extérieur,   bien que ce mode de travail implique des pertes calorifiques élevées par suite de la transmission indireote de la chaleur.

   La production de zinc métallique au four à cuve, qui diminuerait sensiblement ces pertes calorifiques, n'a pas été possi- ble jusque présent, étant donné que lors du, travail au four 4 cuve la vapeur da zino   formée,   serait, diluée par le  gaz de la combustion   à.   un. tellpoint qu'unecondensation subséquente en zinc fluide ne se- rait pas possible. 



   Il ne manque cependant pas de propositions de processus qui tentent de rendre possible la production de zinc   à.   partir d'oxyde de 

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 zinc   et.de   charbon sans transmission calorifique indirecte, la cha- leur   néoessaire k   la réduction et à la distillation étant produite directement dans la masse de réaction par combustion d'une partie du charbon même. On n'a cependant jamais entendu parler des résultats de ces procédés. Il y a plusieurs dizaines d'années par exemple, on a essayé de transformer dans le four   Huntington-Heberlein,   un mélan- ge d'oxyde de zinc et de charbon en une épaisseur de couche d'envi- ron 100 cm, en zinc métallique et/ou en oxyde de zinc relativement pur, grâce à un courant d'air dirigé de haut en bas.

   A ce sujet, on a aussi examiné la possibilité de   remplacer     l'air   par de l'oxygène pur ou par de l'air enrichi en   oxygène.   



   Cependant, on n'a pratiquement obtenu de cette manière que de l'oxyde de zinc. 



     Récemment,     description   a été donnée   d'un   procédé qui, dans un four à cuve, permet la réduction en poussières de zinc de matières contenant de l'oxyde de zinc à l'aide de charbon. Selon   ce procédé,   on remplit une cuve en forme de colonne d'un mélange de charbon et de la matière contenant l'oxyde de zinc. A l'extrémité supérieure de la cuve, on allume un feu, et on souffle alors   de' l'air   vers le bas au travers de la charge. La zone de feu progresse de haut en bas au travers de la cuve. Il sort à l'extrémité inférieure de la cuve un mélange de vapeur   constitué   .par de la vapeur de zinc, de l'oxyde de carbone et de 1'azote.

   Lors du refroidissement, ce mélange se   conden-   se en particules de poussières de zinc, qui sont recueillies dans un filtre. Une condensation du mélange de vapeur en zinc fluide n'est 'cependant pas possible par suite de la teneur élevée en azote inévi- table de ce mélange de vapeur. or, la présente invention donne la description d'un dévelop- pement complémentaire de ces procédés connus, qui permet de condenser le mélange de vapeur directement en zinc fluide. suivant l'invention, il a été reconnu que, pour obtenir l'effet désiré, l'application si- multanée des mesures suivantes est nécessaire et suffisante :

   1) Le mélange constitué par un mélange de préférence intime d'une 

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 part d'oxyde de zinc et/ou de matières contenant   de'ltoxyde   de zinc, et d'autre part de charbon ou de coke, doit se trouver en une couche d'une épaisseur sensiblement supérieure à celle du four   Huntington-   Heberlein, avec avantage en couches de 3 à 4 m. 



  2) La charge doit contenir un excédent de charbon ou de coke tel que non seulement le dégagement de la chaleur nécessaire à la   réalisa-   tion du processus endothermique de réduction et vaporisation du zinc, soit assuré par combustion de l'excédent de carbone, mais encore que, en outre, le gaz sortant ne oontienne pratiquement pas de CO3 Le fait de maintenir l'excédent de carbone à une valeur supérieure à celle qui est nécessaire au maintien de ces conditions n'entraîne   au   cun avantage complémentaire et serait donc   anti-éoonomique.   Il y a avantage   à   appliquer un excédent en carbone de l'ordre de 45 - 60 %. 



  De ce fait, comme dans le cas des   procédés   connus, le charbon est d'abord brûlé en CO2 et celui-ci est ensuite réduit   en 00,   qui réduit alors le ZnO en Zn. L'excédent de carbone empêche la formation de CO2 dans la zone de réduction, qui provoquerait une ré-oxydation au moins partielle du zinc métallique, ce qui, par formation de petites peaux   d'oxyde,   empêcherait une condensation en un bain correspondant de zinc fluide. 



  3) Tout comme dans le cas du procède Huntington-Heberlein, le passa- ge du gaz doit avoir lieu de haut en bas. ceci permet d'utiliser des granulométries beaucoup plus faibles que si le courant était asoen- sionnel, paroe que la surfaoe de réaction est agrandie et que, en outre, la vitesse de passage du gaz n'est pas limitée/par le point Winkler. L'échange thermique ainsi amélioré et la différence de tem- pérature diminuée entre phase solide et phase gazeuse, permettent de limiter la zone de réaotion à une hauteur de couche relativement fai- ble. 



  4) L'utilisation d'air ou aussi d'air enrichi en oxygène ne suffit pas; il faut plutôt utiliser de l'oxygène pratiquement pur, c'est-à- dire à 95   %   environ et plus, avec avantage à une pureté   d'eu   moins 98 %. Si on se tient   à   quelques   pouroents   en dessous de cette valeur 

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 de   pureté,   on constate une forte diminution du rendement en zinc mé- tallique. L'utilisation suivant l'invention d'oxygène pur garantit que le mélange de vapeur quittant le four est constitué en pratique   exclusivement   de   00   et de vapeur de zinc. Il est cependant relative-. ment pauvre en vapeur de zinc, comparativement au mélange de vapeur quittant les moufles utilisés jusqu'à présent.

   Il a été oependant constaté avec surprise que la teneur en vapeur de zinc suffit encore pour pouvoir être condensée pratiquement complètement en zinc métal-   @   lique liquide à l'aide de dispositifs de condensation connus. 



   Une autre mesure non absolument nécessaire, mais très utile du point de vue technique du procédé, consiste à : . 



    5   Maintenir la section de la charge   asse bien   plus faible que sa hauteur. Avec avantagef le diamètre de la couche- sera maintenu à 50% environ de la hauteur. 



   Cette mesure permet d'arriver à un rendement maximum sur une surface donnée. En oombinaison avec la mesure mentionnée sous (1), on évite surtout la formation de canaux transversaux et de ce fait le passage d'oxygène libre dans le gaz final. par conséquent, l'invention permet de produire dans la charge même la chaleur   nécessaire     à   la réalisation de la réduction endother- mique de l'oxyde de zinc, et d'éviter de ce fait les pertes oalorifi- ques élevées, inévitables lors de la production de zinc habituelle jusqu'ici en oornues, et permet de produire du zinc métallique direc- tement dans le four   à   ouve.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) procédé pour la réduction d'un mélange de matières contenant de l'oxyde de zinc avec des agents réducteurs carbonifères, par al- lumage du mélange à 1'* extrémité supérieure, passage dtun gaz conte- nant de ltoxygène par la charge de haut en bas, et condensation du mélange de vapeur quittant le four, caractérisé par le fait que la hauteur de couche de la charge est sensiblement supérieure à 100 cm, que la charge de fine granulométrie contient un excédent en carbone, qui suffit à empêcher apparition de CO2' que l'on utilise comme gaz contenant de l'oxygène, de l'oxygène pratiquement pur, et que'le gaz quittant le four est condensé en zinc liquide, 2) procédé, suivant la revendication 1,

   caractérisé par le fait que l'excédent en carbone dans la charge est de l'ordre de 45 à 65%.

   3) Procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le gaz contenant de l'oxygène, contient au moins 95 %, aveo avantage au moins 98 % d'o2' 4) Procédé, suivant les revendications 1. à 3, caractérisé par le fait que la hauteur de la charge vaut au moins 1,5 foie son dia- mètre.