Four pour la fabrication de l'oxyde de zinc en partant du zinc métallique ou de matières qui en contiennent. L'objet de l'invention est un four pour la fabrication d'oxyde de zinc avec le zinc mé tallique ou des matières qui en contiennent, en utilisant la chaleur rayonnée par la com bustion.
Il est déjà connu d'utiliser les calories dégagées par la combustion des vapeurs de zinc en faisant passer les gaz de combustion mélangés d'air sur des bains métalliques dis posés l'un derrière l'autre, de sorte que les calories soient transmises au bain métallique au-dessus duquel a lieu la combustion des vapeurs de zinc. Un tel procédé nécessite un four de grande longueur et ne permet pas une utilisation complète des calories par suite du fait que le bain se recouvre bientôt d'une couche d'oxyde qui gêne beaucoup la trans mission des calories. En outre, ce procédé ne permet pas un travail rapide et ne donne pas un oxyde de zinc régulier.
L'invention supprime ces inconvénients. Elle a pour objet un four pour la production d'oxyde de zinc en brillant par l'air les va peurs de zinc provenant de matériaux fusi bles, riches en zinc métallique, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une cor nue à peu près verticale, ouverte à sa partie supérieure, une masse de support réducteur en morceaux remplissant en partie cette cor nue, un dispositif de chauffage d'appoint par l'extérieur, l'orifice de cette cornue, qui sert pour l'introduction peu à peu de la matière première et pour la sortie des vapeurs de zinc, étant disposé par rapport à la surface de la masse de support réducteur de façon que la chaleur intense de la flamme des va peurs de zinc,
brûlées à leur sortie de la cornue, rayonne sur cette surface.
Le four peut avantageusement compren dre des cornues constituées par une série de tubes ouverts verticaux s'ouvrant à leur base dans un compartiment fermé rempli de la matière de support qui remplit aussi partiel lement les tubes, ces tubes étant entourés d'une chambre de chauffage et débouchant à leur partie supérieure dans une chambre de combustion munie, à la partie supérieure, de dispositifs distributeurs placés au-dessus des tubes et munie, sur les côtés, d'ouvertures d'entrée d'air correspondant aux orifices su périeurs des tubes.
Par l'apport de la matière première en petites quantités sur la couche granuleuse chauffée, cette matière première est aussitôt liquéfiée et répartie sur le support, de sorte qu'il se produit une rapide évaporation du zinc et que les autres constituants fondus s'écoulent vers le bas à travers la couche de support. Le support est composé de ma tière réductrice, par exemple charbon, coke ou une autre matière solide quelconque qui contient du carbone et ne contient pas de matières volatiles, pour effectuer la distilla tion du zinc en atmosphère complètement réductrice et empêcher ainsi la formation de cendres et d'oxydes impurs.
On obtient par suite, par la combustion des vapeurs de zinc, un oxyde de zinc pur et régulier.
Comme la partie supérieure de la cornue est remplie de vapeurs de zinc et que celles- ci brûlent, à leur sortie de la cornue, avec une- flamme courte très chaude et une très forte chaleur rayonnée, cette chaleur rayon née peut, à travers les vapeurs de zinc, bonnes conductrices de la chaleur, agir sur le support qui se trouve dans la cornue et chauffer efficacement celui-ci. Pour maintenir constamment le support à la température nécessaire, il est, de plus, prévu un chauf fage auxiliaire qui sert en même temps, au début de l'opération, à amener le support à cette température.
Les avantages du nouveau four, outre ceux déjà indiqués, consistent dans la grande économie de combustible. Plus des trois quarts du zinc vaporisé peuvent l'être au moyen de la chaleur de combustion du zinc récupérée. On obtient également un produit extrême- nient pur, de qualité invariable.
Comme matières premières, on emploie des substances contenant du zinc métallique, par exemple le zinc métallique, la matte de zinc, le dépt des bains de raffinage et de galvanisation, la grenaille de zinc, etc. De préférence, la matière est utilisée à l'état solide, sans fusion préalable, et introduite à des intervalles de temps réguliers en mor ceaux dont la grosseur peut être très irré gulière.
On a représenté dans les dessins un mode d'exécution d'un four suivant l'invention. La fig. 1 représente le four en coupe ver ticale suivant la ligne FF de la fig. 2; La fig. 2 est une coupe suivant la ligne À-B de la fig. 1; La fig. 3 est une coupe suivant la ligne C-D de la fig. 1.
Le four 2, construit eu matière réfrac taire, a trois chambres disposées l'une au- dessus de l'autre et un certain nombre de cornues 1, verticales, en matière réfractaire, ouvertes aux deux extrémités et qui relient la chambre inférieure 4 avec la chambre su périeure 4b. La chambre inférieure 4 et la partie inférieure des cornues 1 sont remplies d'une matière en morceaux 13, par exemple de coke. Dans la voûte 6 de la chambre su périeure 4b, on a disposé, au-dessus des cor nues, des dispositifs distributeurs 7 à travers lesquels on introduit constamment dans les cornues 1 la matière à traiter par la partie supérieure.
On prévoit également dans cette chambre, à hauteur des ouvertures supé rieures des cornues, des ouvertures 8, à tra vers lesquelles arrive l'air nécessaire pour brûler les vapeurs de zinc sortant des cor nues. Un séparateur 10 de l'oxyde de zinc formé est raccordé, par une conduite 9, à la chambre 4b.
La chambre du milieu 40, traversée par les cornues 1, sert de chambre de chauffage; elle est chauffée, par exemple, par un brû leur 11. Les gaz de combustion lèchent les cornues 1 et sont alors évacués à travers le canal 12.
A la mise en marche du four, ou ré chauffe d'abord, à environ 1400 C, au moyen du brûleur 11, le support se trouvant dans les cornues. On peut ensuite introduire colis- tamment la matière à traiter dans les cor nues au moyen des distributeurs 7. Lorsque cette matière arrive sur le support chauffé au rouge, elle fond rapidement; le zinc va porisé se dégage vers le haut et les impu retés qu'il contient s'écoulent vers le bas, dans la chambre 4, pour être enlevées en suite à travers les ouvertures 5. 1,es vapeurs de zinc brûlent avec une flamme courte, très chaude, à leur sortie des cornues, à hauteur des ouvertures 8.
Comme les vapeurs de zinc, à la partie supérieure des cornues, possèdent une conductibilité élevée pour la chaleur, le support contenu dans les cornues est chauffé de manière in tense, de sorte que le chauffage auxiliaire 11 peut être notablement abaissé pour mainte nir la température de marche de 1400 C. Des regards 14 permettent de surveiller la marche. L'oxyde de zinc obtenu par la com bustion est amené au séparateur 10 à tra vers le canal 9.
La construction et le service d'un tel four sont très simples et donnent un rende ment élevé par suite de la marche continue.
Furnace for the manufacture of zinc oxide from metallic zinc or materials which contain it. The object of the invention is a furnace for the manufacture of zinc oxide with metallic zinc or materials which contain it, using the heat radiated by combustion.
It is already known to use the calories released by the combustion of zinc vapors by passing the combustion gases mixed with air over metal baths arranged one behind the other, so that the calories are transmitted to the air. metal bath above which the combustion of zinc vapors takes place. Such a process requires a very long oven and does not allow complete use of the calories due to the fact that the bath is soon covered with an oxide layer which greatly hinders the transmission of the calories. In addition, this process does not allow rapid work and does not give a regular zinc oxide.
The invention eliminates these drawbacks. It relates to a furnace for the production of zinc oxide by shining through the air the zinc values coming from fusible materials, rich in metallic zinc, characterized in that it comprises at least one bare horn almost vertical, open at its upper part, a mass of reducing support in pieces partially filling this bare horn, an auxiliary heating device from the outside, the orifice of this retort, which is used for the introduction little little of the raw material and for the outlet of the zinc vapors, being arranged relative to the surface of the reducing support mass so that the intense heat of the flame of the zinc fumes,
burnt as they exit the retort, radiates on this surface.
The furnace can advantageously comprise retorts formed by a series of vertical open tubes opening at their base into a closed compartment filled with the support material which also partially fills the tubes, these tubes being surrounded by a heating chamber. and opening at their upper part into a combustion chamber provided, at the upper part, with distributing devices placed above the tubes and provided, on the sides, with air inlet openings corresponding to the orifices on the upper sides of the tubes .
By adding the raw material in small quantities to the heated granular layer, this raw material is immediately liquefied and distributed on the support, so that a rapid evaporation of the zinc occurs and the other molten constituents flow out. down through the backing layer. The support is composed of a reducing material, for example coal, coke or any other solid material which contains carbon and does not contain volatiles, to effect the distillation of the zinc in a completely reducing atmosphere and thus prevent the formation of ash. and impure oxides.
As a result, by the combustion of the zinc vapors, a pure and regular zinc oxide is obtained.
As the upper part of the retort is filled with zinc vapors and as these burn, on leaving the retort, with a very hot short flame and very strong radiated heat, this radiated heat can, through the zinc vapors, which are good heat conductors, act on the support located in the retort and heat it efficiently. In order to constantly maintain the support at the necessary temperature, there is furthermore provided an auxiliary heating which serves at the same time, at the start of the operation, to bring the support to this temperature.
The advantages of the new furnace, besides those already indicated, consist in the great fuel economy. More than three quarters of the zinc vaporized can be vaporized by the heat of combustion of the recovered zinc. An extremely pure product of constant quality is also obtained.
As raw materials, substances containing metallic zinc, for example metallic zinc, zinc matte, deposit from refining and galvanizing baths, zinc shot, etc. are used. Preferably, the material is used in the solid state, without prior melting, and introduced at regular time intervals in pieces, the size of which can be very irregular.
The drawings show an embodiment of an oven according to the invention. Fig. 1 shows the furnace in vertical section along line FF in FIG. 2; Fig. 2 is a section taken along line À-B of FIG. 1; Fig. 3 is a section taken along line C-D of FIG. 1.
The furnace 2, constructed of refractory material, has three chambers arranged one above the other and a number of vertical retorts 1 of refractory material, open at both ends and which connect the lower chamber 4 with the upper chamber 4b. The lower chamber 4 and the lower part of the retorts 1 are filled with a lumpy material 13, for example coke. In the vault 6 of the upper chamber 4b, distributing devices 7 are placed above the horns, through which the material to be treated is constantly introduced into the retorts 1 from the upper part.
There is also provided in this chamber, at the height of the upper openings of the retorts, openings 8, through which arrives the air necessary for burning the zinc vapors leaving the bare horns. A separator 10 for the zinc oxide formed is connected, via a pipe 9, to the chamber 4b.
The middle chamber 40, crossed by the retorts 1, serves as a heating chamber; it is heated, for example, by a burner 11. The combustion gases lick the retorts 1 and are then discharged through the channel 12.
When the furnace is started, or first reheated, to approximately 1400 C, by means of the burner 11, the support being in the retorts. The material to be treated can then be introduced in a parcel using the distributors 7. When this material arrives on the support heated to red, it melts rapidly; the zinc goes porized is released upwards and the impurities it contains flow downwards, into chamber 4, to be subsequently removed through the openings 5. 1, the zinc vapors burn with a flame short, very hot, at their exit from the retorts, at the height of the openings 8.
As the zinc vapors at the top of the retorts have a high heat conductivity, the support in the retorts is heated intensely, so that the auxiliary heater 11 can be lowered significantly to maintain the temperature. speed of 1400 C. Lookouts 14 allow to monitor the rate. The zinc oxide obtained by the combustion is brought to separator 10 through channel 9.
The construction and operation of such a furnace is very simple and gives a high efficiency as a result of continuous operation.