Four pour la séparation d'un métal des impuretés qu'il contient ou de métaux avec lesquels il est allié. L'auteur de la présente invention a ima giné antérieurement un traitement perfec tionné pour extraire l'aluminium de ses alliages avec des impuretés telles que le sili cium et le fer, impuretés dont certaines sont, en petites quantités, à l'état de dissolution solide.
Le procédé consiste en gros en ce que, désirant extraire un métal A contenant des impuretés ou allié à des métaux d'accompa gnement B, C par exemple, on traite l'alliage <I>ABC</I> par un métal ou alliage<I>D,</I> dit métal extracteur, qui s'allie en quantité relative ment importante au métal à extraire et pas ou peu aux impuretés ou aux métaux d'ac compagnement.
L'objet de la présente invention est un four dans lequel l'extraction du métal A par le métal D se fait d'une façon méthodique et qui peut fonctionner d'une manière continue.
Le four suivant l'invention est caracté risé par le fait qu'il comporte une zone d'extraction propre à recevoir le métal im pur ou l'alliage à traiter à l'état solide et concassé, des moyens étant prévus pour ame ner sur ce métal le métal extracteur à l'état fluide, une zone de décantation dans la quelle s'écoule de la zone d'extraction le métal à séparer allié au métal extracteur, une chambre de distillation dans laquelle s'écoule l'alliage de la zone de décantation et qui communique avec la zone d'extraction de façon à utiliser en circuit fermé le métal extracteur récupéré par distillation.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé deux formes d'exécution d'un tel four, particulièrement applicable à l'aluminium, ainsi que quelques détails et leurs variantes.
La fig. 1 est une coupe verticale schéma tique de la première forme d'exécution, com portant une chambre d'extraction par cou rant liquide.
La fig. 2 est une vue en plan du dessus
EMI0002.0001
d'un <SEP> des <SEP> plateaux <SEP> de <SEP> ruissellement <SEP> de <SEP> la <SEP> co lonne <SEP> de <SEP> distillation <SEP> du <SEP> four <SEP> de <SEP> la <SEP> fig. <SEP> L.
<tb> Les <SEP> fi-. <SEP> 3 <SEP> -i <SEP> 6 <SEP> sons <SEP> des <SEP> variantes <SEP> de <SEP> la
<tb> colonne <SEP> de <SEP> distillation.
<tb> La <SEP> fi-. <SEP> 7 <SEP> représente <SEP> une <SEP> variante <SEP> du <SEP> ré servoir <SEP> condensateur <SEP> du <SEP> métal <SEP> dissolvant <SEP> dis tillé.
<tb> La <SEP> fig. <SEP> 8 <SEP> représente <SEP> la <SEP> deuxième <SEP> forme
<tb> d'exécution <SEP> comportant <SEP> une <SEP> chambre <SEP> d'ex traction <SEP> par <SEP> un <SEP> courant <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> de <SEP> mé tal.
<tb> La <SEP> fig.
<SEP> 9 <SEP> représente <SEP> un <SEP> dispositif <SEP> auxi liaire <SEP> d'extraction <SEP> par <SEP> courant <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> qui
<tb> peut <SEP> compléter <SEP> le <SEP> four <SEP> de <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 1.
<tb> Dans <SEP> la <SEP> fi-. <SEP> 1, <SEP> la <SEP> région <SEP> I <SEP> représente <SEP> la
<tb> zone <SEP> du <SEP> four <SEP> dans <SEP> laquelle <SEP> a <SEP> lieu <SEP> l'extraction
<tb> du <SEP> métal <SEP> A <SEP> par <SEP> le <SEP> métal <SEP> D.
<SEP> L'alliage <SEP> brut,
<tb> à <SEP> l'état <SEP> solide <SEP> et <SEP> concassé, <SEP> se <SEP> trouve <SEP> dans <SEP> les
<tb> godets <SEP> perforés <SEP> 1 <SEP> en <SEP> métal <SEP> ou <SEP> céramique, <SEP> dis posés <SEP> l'un <SEP> sur <SEP> l'autre <SEP> dans <SEP> un <SEP> système <SEP> élé vateur <SEP> d'un <SEP> type <SEP> connu <SEP> quelconque <SEP> constitué,
<tb> par <SEP> exemple. <SEP> par <SEP> des <SEP> chaînes <SEP> sans <SEP> fin <SEP> l'
<tb> actionnées <SEP> par <SEP> un <SEP> moteur <SEP> 1" <SEP> situé <SEP> en <SEP> dehors
<tb> du <SEP> four. <SEP> Les <SEP> godets <SEP> contenant <SEP> l'alliage <SEP> brut
<tb> entrent <SEP> par <SEP> la <SEP> porte <SEP> inférieure <SEP> ? <SEP> du <SEP> four <SEP> et
<tb> sont <SEP> placés <SEP> sur <SEP> le <SEP> système <SEP> élévateur.
<SEP> Ils <SEP> mon tent <SEP> avec <SEP> une <SEP> vitesse <SEP> déterminée <SEP> et <SEP> réglable.
<tb> Le <SEP> métal <SEP> D, <SEP> à <SEP> l'état <SEP> pur, <SEP> entre <SEP> dans <SEP> la <SEP> zone
<tb> I <SEP> par <SEP> les <SEP> orifices <SEP> de <SEP> distribution <SEP> <B>19'</B> <SEP> sous
<tb> forme <SEP> (le <SEP> pluie, <SEP> et <SEP> s'écoule, <SEP> à <SEP> travers <SEP> les
<tb> masses <SEP> concassées <SEP> remplissant <SEP> les <SEP> godets, <SEP> ,jus qu'au <SEP> réservoir <SEP> formant <SEP> la <SEP> zone <SEP> II. <SEP> En <SEP> che min, <SEP> il <SEP> dissout <SEP> le <SEP> métal <SEP> :
1 <SEP> de <SEP> l'alliage <SEP> brut,
<tb> sans <SEP> se <SEP> charger <SEP> sensiblement <SEP> des <SEP> antres <SEP> mé taux. <SEP> II <SEP> rencontre, <SEP> das <SEP> le <SEP> premier <SEP> godet, <SEP> un
<tb> alliage <SEP> déjà <SEP> presque <SEP> épuisé <SEP> en <SEP> métal <SEP> A;
<SEP> il
<tb> s'enrichit <SEP> en <SEP> métal <SEP> A <SEP> en <SEP> traversant <SEP> les <SEP> autres
<tb> godets, <SEP> et, <SEP> en <SEP> sortant <SEP> du <SEP> dernier. <SEP> il <SEP> contient
<tb> 1c! <SEP> pourcentage <SEP> voulu <SEP> du <SEP> métal <SEP> A. <SEP> Ce <SEP> pour centage <SEP> du <SEP> métal <SEP> à <SEP> extraire <SEP> i4 <SEP> dans <SEP> le <SEP> métal
<tb> extracteur <SEP> D <SEP> est <SEP> réglable <SEP> et <SEP> dépend <SEP> principa lement <SEP> de <SEP> la <SEP> température <SEP> qui <SEP> règne <SEP> dans <SEP> la
<tb> zone <SEP> du <SEP> dernier <SEP> godet <SEP> en <SEP> bas, <SEP> et <SEP> de <SEP> la <SEP> vi tesse <SEP> avec <SEP> laquelle <SEP> fonctionne <SEP> le <SEP> système
<tb> élévateur.
<SEP> La <SEP> quantité <SEP> de <SEP> métal <SEP> D <SEP> qui
<tb> s'écoule <SEP> en <SEP> 19' <SEP> est <SEP> réglée <SEP> par <SEP> son <SEP> évaporation
<tb> dans <SEP> les <SEP> zones <SEP> III <SEP> et <SEP> IV <SEP> du <SEP> four, <SEP> dont <SEP> il <SEP> va
<tb> que¯-tion.
EMI0002.0002
L'alliage <SEP> brut <SEP> résiduel, <SEP> ne <SEP> contenant
<tb> presque <SEP> plus <SEP> de <SEP> métal <SEP> A <SEP> et <SEP> contenant <SEP> un <SEP> peu
<tb> de <SEP> métal <SEP> D, <SEP> quitte <SEP> le <SEP> four <SEP> par <SEP> la <SEP> porte <SEP> supé-@
<tb> rieure <SEP> 3 <SEP> et <SEP> est <SEP> soumis <SEP> ultérieurement <SEP> à <SEP> un
<tb> chauffage <SEP> dans <SEP> un <SEP> four <SEP> spécial, <SEP> non <SEP> repré senté, <SEP> pour <SEP> l'élimination, <SEP> par <SEP> distillation.
<SEP> et
<tb> la <SEP> récupération <SEP> du <SEP> métal <SEP> D.
<tb> Le <SEP> système <SEP> élévateur <SEP> à <SEP> godets <SEP> peut <SEP> être
<tb> remplacé <SEP> par <SEP> tout <SEP> autre <SEP> dispositif <SEP> approprié.
<tb> Le <SEP> principal, <SEP> dans <SEP> cette <SEP> forme <SEP> d'exécution,
<tb> reste <SEP> que <SEP> l'extraction <SEP> se <SEP> fasse <SEP> en <SEP> contre courant.
<tb> L'alliage <SEP> 'liquide <SEP> AD, <SEP> en <SEP> quittant. <SEP> la <SEP> zone
<tb> I, <SEP> entre <SEP> dans <SEP> 'la <SEP> zone <SEP> II, <SEP> qui <SEP> constitue <SEP> un <SEP> ré servoir <SEP> de <SEP> décantation.
<SEP> Dans <SEP> cette <SEP> zone, <SEP> les
<tb> particules <SEP> solides <SEP> e <SEP> séparent <SEP> de <SEP> ce <SEP> dernier.
<tb> Elles <SEP> surnagent <SEP> quand <SEP> elles <SEP> sont <SEP> plus <SEP> légères
<tb> que <SEP> l'alliage <SEP> <I>AD,</I> <SEP> ou <SEP> tombent <SEP> au <SEP> fond <SEP> du <SEP> ré servoir <SEP> dans <SEP> le <SEP> cas <SEP> où <SEP> elles, <SEP> ont <SEP> une <SEP> densité
<tb> supérieure. <SEP> On <SEP> les <SEP> élimine <SEP> soit <SEP> par <SEP> la <SEP> porte
<tb> supérieure <SEP> 4 <SEP> dans <SEP> le <SEP> premier <SEP> cas, <SEP> :soit <SEP> par <SEP> le
<tb> trou <SEP> d'écoulement <SEP> inférieur <SEP> 5 <SEP> dans <SEP> 1e
<tb> deuxième <SEP> cas. <SEP> Las <SEP> particules <SEP> ainsi <SEP> éliminées
<tb> sont <SEP> réunies <SEP> avec <SEP> :
l'alliage <SEP> brut <SEP> résiduel
<tb> quittant <SEP> 1e <SEP> four <SEP> par <SEP> la <SEP> porte <SEP> supérieure <SEP> 3, <SEP> et
<tb> sont <SEP> soumises <SEP> avec <SEP> lui, <SEP> .comme <SEP> il <SEP> a <SEP> été <SEP> dit, <SEP> à
<tb> la <SEP> distillation.
<tb> L'alliage <SEP> <I>AD,</I> <SEP> après <SEP> sa <SEP> décantation, <SEP> monte
<tb> par <SEP> le <SEP> canal <SEP> 7 <SEP> qui <SEP> réunit <SEP> les <SEP> zones <SEP> II <SEP> et <SEP> III
<tb> du <SEP> four, <SEP> et <SEP> entre <SEP> par <SEP> l'orifice <SEP> 8 <SEP> dans <SEP> , <SEP> cette
<tb> dernière <SEP> zone <SEP> III.
<SEP> L'orifice <SEP> de <SEP> départ <SEP> 6 <SEP> de <SEP> ce
<tb> canal, <SEP> qui <SEP> se <SEP> trouve <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> du <SEP> réservoir <SEP> de
<tb> décantation <SEP> de <SEP> la <SEP> zone <SEP> II, <SEP> est <SEP> disposé <SEP> à <SEP> une
<tb> certaine <SEP> distance <SEP> au-dessus <SEP> du <SEP> fond, <SEP> par
<tb> ;:
exemple <SEP> environ <SEP> à <SEP> mi-hauteur, <SEP> pour <SEP> que <SEP> las
<tb> particules <SEP> solides <SEP> déposées <SEP> au <SEP> fond <SEP> ou <SEP> flot tant <SEP> à <SEP> la <SEP> surface <SEP> ne <SEP> soient <SEP> pas <SEP> entraînées
<tb> dans <SEP> la <SEP> zone <SEP> III. <SEP> LTne <SEP> décantation <SEP> supplémen taire <SEP> s'opère <SEP> en <SEP> outre <SEP> dans <SEP> le <SEP> canal <SEP> 7.
<tb> Dans <SEP> la <SEP> zone <SEP> III <SEP> .du <SEP> four <SEP> a <SEP> lieu <SEP> la <SEP> sépara tion <SEP> par <SEP> distillation <SEP> des <SEP> métaux <SEP> extrait <SEP> A <SEP> et
<tb> dissolvant <SEP> D.
<SEP> L'alliage <SEP> AD <SEP> qui <SEP> entre <SEP> dans
<tb> cette <SEP> zone <SEP> par <SEP> l'orifice <SEP> 8 <SEP> s'écoule <SEP> sur <SEP> les <SEP> pla teaux <SEP> de <SEP> ruissellement <SEP> 9, <SEP> superposés <SEP> en <SEP> chi cane, <SEP> de <SEP> manière <SEP> que <SEP> !l'alliage <SEP> liquide, <SEP> en
<tb> s'écoulant <SEP> vers <SEP> le <SEP> fond, <SEP> se <SEP> trouve <SEP> continuelle ment <SEP> en <SEP> contact <SEP> avec <SEP> les <SEP> vapeurs <SEP> métalliques
<tb> qui <SEP> montent <SEP> du <SEP> fond <SEP> plus <SEP> chauffé <SEP> de <SEP> la zone III. Le métal, D, en s'évaporant, en traîne avec lui es vapeurs. -du métal A.
Ces vapeurs entraînées .du métal A entrent, grâce aux plateaux en chicane, en contact intime avec l'alliage liquide<I>AD.</I> Il se produit un échange de calories entre les vapeurs du mé tal<I>A</I> qui sont ainsi -condensées et le métal<I>D</I> liquide qui est ainsi vaporisé. La zone III représente donc un rectificateur de deux liquides; tous les appareils, connus de ce genre peuvent trouver ici leur application avec quelques modifications.
Le dispositif de distillation indiqué, à titre d'exemple, sur la fi-. 1, -consiste en un système de plateaux de ruissellement en chicane. L'alliage <I>AD,</I> entrant par l'orifice 8, s'écoule en zigzag (voir fig. 2) sur les plateaux grâce à leurs réglettes en chicane 9', et-entre ainsi en con tact plus prolongé avec .les, vapeurs métal liques qui passent au-dessus du métal liquide. Le bord d'écoulement de .chaque plateau est pourvu de créneaux 9";
le métal liquide s'écoule en pluie de chaque plateau supé rieur sur le plateau inférieur; le contact entre la vapeur et le liquide en pluie est plus actif et l'échange de calories .signalé ci-dessus se fait mieux.
D'autres dispositifs, de ruissellement de ce genre sont montrés sur les fig. 3 à 6 et peuvent être compris sans description. Un très bon contact entre liquide et vapeur est assuré par le dispositif montré sur la fig. 5. L'inclinaison des orifices y est telle que les jets de liquide descendant par les différents trous .se rencontrent au-dessous des plateaux. Une pulvérisation du liquide a lieu, ce qui facilite considérablement l'échange de calo ries entre liquide et vapeur.
La fig. 6 représente une tour de rectifica tion qui, au lieu de comporter des plateaux, est remplie avec des masses de petites dimen sions soit d'une forme quelconque, soit de forme déterminée, par exemple des anneaux Rashing.
D'ailleurs, tous les: dispoasitifs qu'on uti= lise pour les. colonnes de fractionnement peu vent trouver ici leur application. Dans la partie inférieupe chauffée de la zone III se rassemble le métal liquide A, libéré complète ment ou presque complètement du métal D. Par un trop-plein 10, il quitte le four et peut être directement coulé en lingots.
Les vapeurs presque pures du métal D subissent encore une rectification supplé mentaire dans la zone IV au-dessus d e l'ar rivée 8. d'alliage <I>AD.</I> Cette zone comporte des voûtes 27 légèrement courbées, disposées en chicane, pourvues de nervures, à leur sur face inférieure et munies de trous 28 dans leur région basse, vers la paroi d e la .chambre.
Les tourbillons. -créés par ce dispositif dans la vapeur ascendante provoquent le dépôt de gouttellettes, du métal A qui descendent par les trous, et provoquent un. échange actif de calories avec la. vapeur qu'elles rencontrent pour lui retirer du métal A. Les vapeurs pures du métal D quittent la zone IV par 11, montent par 1.e canaP 12 et entrent par l'ori fice 13 dans. le -condensateur 14 qui, avec le réservoir de recharge 16, forme la zone V du four. Le condensateur est. un réservoir conte nant -du métal D à l'état liquide.
Pour faci liter la condensation des vapeurs, on les oblhge à passer à travers le métal liquide, et elles sont ainsi lavées. par lui. La condensa tion se fait encore mieux d'ans un appareil comme celui représenté sur la fig. 7. D'autres systèmes, connus peuvent également trouver ici leur application. Le condensateur est sur monté par une tour 15 dans 1#a,quelle les va peurs sont condensées par refroidissement. 21 est une soupape de sûreté.
Le réservoir 16, contient du métal D qui sert pour préparer les pertes-de ce métal qui se produisent dans le procédé d'extraction. Il est réuni avec l e condensateur par un trop plein 17. Un autre trop-plein 19 réunit le condensateur avec la zone I où .s'opère l'ex traction.
Le métal -extracteur -D .circule donc dans le four en circuit fermé et ses, partes, relati vement faibles, sont remplacées par la ré serve de ce métal -se trouvant dans le réser voir 16.
La disposition -du chauffage est condition née par la nécessité d'avoir dans, les diffé- rentes parties du four des températures diffé rentes. Le chauffage par foyers, gazogènes, brûleurs, électricité, peut être envisagé. Dans les trois premiers cas, l'air servant à la com bustion peut être réchauffé dans les parties du four où la température doit être la moins élevée.
Le système de chauffage indiqué schéma tiquement sur la fig. 1, à titre d'exemple non limitatif, est un chauffage à gaz de gazogène. La combustion se fait dans la chambre 30 à la partie inférieure de la zone III où se trou vent les entrée; 31 de l'air réchauffé. Par les conduits 3.?, les gaz brûlés réchauffent les différentes parties du four. Leur température va en diminuant, tout le long du circuit 32, ce qui correspond à la température décrois sante qui doit régner dans les différente: zones parcourues. Les gaz brûles sortent en fin par le canal collecteur 33. qui se trouve dans la partie du four la plus froide. L'air, au contraire, entre par les canaux 34 et 35.
dans les parties froides du four et va, en se réchauffant, par les conduits 36 vers la chambre de combustion. où il entre par les orifices 31. La répartition de la température dans les différentes zones du four est d'une importance capitale. La température atteint son maximum, par exemple environ 1000 à 15M0 C, dans la partie inférieure de la zone III et son minimum, par exemple environ 300 à. :300 C, dans la zone II.
C'est entre ces deux zones, qui se trouvent au voisinage l'une de l'autre, que règne la plus grande différence de température du four, mais, comme la circulation du métal se fait de la zone II vers la zone III, il n'y a pas à craindre que la zone II soit réchauffée d'une façon gênante par conductibilité.
Dans la. zone II, qui est la partie du four la plus chaude, doit régner une température qui dépasse largement le point d'ébullition du métal D, par exemple zinc: 907 C. En outre, la quantité de chaleur apportée doit suffire pour l'évaporation totale du métal extracteur D; la température die la partie supérieure doit être plus basse que celle de la partie inférieure. L'alliage <I>AD,</I> en descen- dant dans cette zone III, s'enrichit en mé tal A ayant un point d'ébullition sensible- 5 ment plus élevé que celui<I>de D.</I>
Dans la zone IV, la température régnante s'approche du point d'ébullition du métal D. Ainsi, la condensation des restes de vapeur du métal<I>A,</I> entraînée par<I>D,</I> pourra avoir lieu. Egalement, dans cette zone, la tempé rature n'est pas la même partout, mais, co@:nme dans la zone III, elle va en dimi nuant, et, près de la sortie 13 du conduit 12, la température du four ne dépasse guère le point d'ébullition du métal D.
Dans la zone V, la température doit être au-dessous de ce point d'ébullition, mass reste constante pour toute la zone; on la choisit suivant les conditions d'extraction désirées. C'est à cette température que le métal D passe dans la zone I de l'extraction.
L'ex traction, dans les godets 1. se fait donc dans les meilleures conditions au point de vue de la température, ce qui facilite l'extraction des' derniers restes du métal A de l'alliage brut traité.
Dans cette zone I, la température va de nouveau en diminuant, mais de haut. en bas. Dans la zone du godet inférieur, la tempéra ture régnante ne dépassera que faiblement la température de fusion de l'alliage<I>AD</I> formé, et elle sera fixée d'après le pourcen tage du métal extrait dans le métal extrac teur que l'on désire.
La même température que dans la partie inférieure de la zone I doit régner dans la zone II, zone de décantation.
Cette répartition de la chaleur et de la température -dans le four dans le sens de la circulation du métal extracteur et des gaz de chauffage facilite beaucoup son chauffage. Une partie de la chaleur est transportée par le métal extracteur D, une autre par les gaz de combustion, ce qui assure un haut rende ment de l'énergie thermique.
Dans le cas où il serait utile que la fin de l'extraction soit faite par des vapeurs du mé tal extracteur, le godet contenant le résidu de l'alliage brut de départ qui n'est pa9 encore suffisamment appauvri en métal A et qui quitte le four de la fig. 1 par la partie supé rieure 3, peut être conduit dans une petite chambre auxiliaire 20 ménagée sur 1e chemin des vapeurs D, comme cela est schématique ment représenté sur la fig. 9.
Avant, d'entrer dans le condensateur, les vapeurs métal liques:<I>D</I> entrent; en contact avec le métal <I>A</I> dudit alliage brut résiduel. L'alliage ainsi formé ,s'écoule à l'état liquide par le canal 13 vers le réservoir de condensation 14.
Enfin, au cas où toute l'extraction du métal A se fait par des vapeurs métalliques du métal D, la zone V devient superflue et la zone I peut prendre l'aspect représenté par la fig. 8. Les, vapeurs métalliques passent directement -dans -ce cas de la zone IV par le canal 12 dans la zone I et l'extraction se fait par cheminement de .la vapeur de bas en haut dans la chambre d'extraction. Le métal brut de départ, par petites, charges successives, entre, à la partie, supérieure, par le gueulard 22, et quitte le four par la porte inférieure 23. L'alliage<I>AD</I> condensé en I s'écoule par le trop-plein 26 dans la cuve II.
Pendant que l'on décharge partiellement le four, puis qu'on le recharge de même, les vapeurs métalliques D sont dirigées, par le ca nal: 25, muni .d'une vanne 24, directement dans le réservoir de. décantation II. Les zones II, III,et IV restent. sans changement.
Furnace for the separation of a metal from the impurities it contains or from the metals with which it is alloyed. The author of the present invention previously imagined a perfected treatment to extract the aluminum from its alloys with impurities such as silicon and iron, impurities some of which are, in small quantities, in the state of dissolution. solid.
The process consists basically in that, wishing to extract a metal A containing impurities or alloyed with accompanying metals B, C for example, the alloy <I> ABC </I> is treated with a metal or alloy. <I> D, </I> said extractor metal, which combines in relatively large quantities with the metal to be extracted and little or no impurities or accompanying metals.
The object of the present invention is a furnace in which the extraction of the metal A by the metal D takes place in a methodical manner and which can be operated continuously.
The furnace according to the invention is characterized by the fact that it comprises an extraction zone suitable for receiving the pure im metal or the alloy to be treated in the solid and crushed state, means being provided to bring on this metal the extractor metal in the fluid state, a settling zone in which flows from the extraction zone the metal to be separated alloyed with the extractor metal, a distillation chamber in which flows the alloy of the settling zone and which communicates with the extraction zone so as to use in a closed circuit the extractor metal recovered by distillation.
By way of example, two embodiments of such a furnace, particularly applicable to aluminum, as well as some details and their variants have been described below and shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 is a vertical cross-sectional diagram of the first embodiment, comprising an extraction chamber by liquid current.
Fig. 2 is a top plan view
EMI0002.0001
of a <SEP> of the <SEP> trays <SEP> of <SEP> runoff <SEP> of <SEP> the <SEP> column <SEP> of <SEP> distillation <SEP> of the <SEP> furnace <SEP > of <SEP> the <SEP> fig. <SEP> L.
<tb> The <SEP> fi-. <SEP> 3 <SEP> -i <SEP> 6 <SEP> sounds <SEP> of the <SEP> variants <SEP> of <SEP> the
<tb> <SEP> column of <SEP> distillation.
<tb> The <SEP> fi-. <SEP> 7 <SEP> represents <SEP> a <SEP> variant <SEP> of the <SEP> tank <SEP> capacitor <SEP> of the <SEP> metal <SEP> dissolving <SEP> distilled.
<tb> The <SEP> fig. <SEP> 8 <SEP> represents <SEP> the <SEP> second <SEP> form
<tb> of execution <SEP> comprising <SEP> a <SEP> chamber <SEP> of extraction <SEP> by <SEP> a <SEP> current <SEP> of <SEP> steam <SEP> of < SEP> metal.
<tb> The <SEP> fig.
<SEP> 9 <SEP> represents <SEP> an <SEP> auxiliary <SEP> device <SEP> of extraction <SEP> by current <SEP> <SEP> of <SEP> steam <SEP> which
<tb> can <SEP> complete <SEP> the <SEP> oven <SEP> of <SEP> the <SEP> fig. <SEP> 1.
<tb> In <SEP> the <SEP> fi-. <SEP> 1, <SEP> the <SEP> region <SEP> I <SEP> represents <SEP> the
<tb> zone <SEP> of the <SEP> oven <SEP> in <SEP> which <SEP> has <SEP> place <SEP> the extraction
<tb> from the <SEP> metal <SEP> A <SEP> by <SEP> the <SEP> metal <SEP> D.
<SEP> The raw <SEP> alloy,
<tb> to <SEP> solid <SEP> state <SEP> and <SEP> crushed, <SEP> is <SEP> found <SEP> in <SEP>
<tb> perforated <SEP> buckets <SEP> 1 <SEP> in <SEP> metal <SEP> or <SEP> ceramic, <SEP> placed <SEP> one <SEP> on <SEP> the other <SEP> in <SEP> a <SEP> system <SEP> elevator <SEP> of a known <SEP> type <SEP> <SEP> any <SEP> constituted,
<tb> by <SEP> example. <SEP> by <SEP> of <SEP> strings <SEP> without <SEP> ending <SEP> the
<tb> actuated <SEP> by <SEP> a <SEP> motor <SEP> 1 "<SEP> located <SEP> in <SEP> outside
<tb> from the <SEP> oven. <SEP> The <SEP> buckets <SEP> containing <SEP> the raw alloy <SEP>
<tb> enter <SEP> through <SEP> the lower <SEP> <SEP> gate <SEP>? <SEP> of the <SEP> oven <SEP> and
<tb> are <SEP> placed <SEP> on <SEP> the <SEP> system <SEP> elevator.
<SEP> They <SEP> my tent <SEP> with <SEP> a <SEP> speed <SEP> determined <SEP> and <SEP> adjustable.
<tb> The <SEP> metal <SEP> D, <SEP> to <SEP> the pure <SEP> state, <SEP> enters <SEP> in <SEP> the <SEP> zone
<tb> I <SEP> by <SEP> the <SEP> orifices <SEP> of <SEP> distribution <SEP> <B> 19 '</B> <SEP> under
<tb> form <SEP> (the <SEP> rain, <SEP> and <SEP> flows, <SEP> to <SEP> through <SEP> the
<tb> crushed <SEP> masses <SEP> filling <SEP> the <SEP> buckets, <SEP>, up to the <SEP> tank <SEP> forming <SEP> the <SEP> zone <SEP> II. <SEP> In <SEP> ch min, <SEP> it <SEP> dissolves <SEP> the <SEP> metal <SEP>:
1 <SEP> of <SEP> the raw alloy <SEP>,
<tb> without <SEP> will <SEP> load <SEP> appreciably <SEP> of the <SEP> other <SEP> me rate. <SEP> II <SEP> meets, <SEP> in <SEP> the <SEP> first <SEP> bucket, <SEP> a
<tb> alloy <SEP> already <SEP> almost <SEP> exhausted <SEP> in <SEP> metal <SEP> A;
<SEP> he
<tb> is enriched <SEP> in <SEP> metal <SEP> A <SEP> in <SEP> crossing <SEP> the other <SEP>
<tb> buckets, <SEP> and, <SEP> in <SEP> leaving <SEP> of the last <SEP>. <SEP> it <SEP> contains
<tb> 1c! <SEP> percentage <SEP> wanted <SEP> of <SEP> metal <SEP> A. <SEP> This <SEP> percentage <SEP> of <SEP> metal <SEP> to <SEP> extract <SEP> i4 <SEP> in <SEP> the <SEP> metal
<tb> extractor <SEP> D <SEP> is <SEP> adjustable <SEP> and <SEP> depends <SEP> mainly <SEP> on <SEP> the <SEP> temperature <SEP> which <SEP> prevails < SEP> in <SEP> the
<tb> zone <SEP> of <SEP> last <SEP> bucket <SEP> in lower <SEP>, <SEP> and <SEP> of <SEP> the <SEP> speed <SEP> with <SEP> which <SEP> works <SEP> the <SEP> system
<tb> elevator.
<SEP> The <SEP> quantity <SEP> of <SEP> metal <SEP> D <SEP> which
<tb> flows <SEP> in <SEP> 19 '<SEP> is <SEP> set <SEP> by <SEP> its <SEP> evaporation
<tb> in <SEP> the <SEP> zones <SEP> III <SEP> and <SEP> IV <SEP> of the <SEP> oven, <SEP> of which <SEP> it <SEP> will
<tb> question.
EMI0002.0002
The residual raw alloy <SEP> <SEP>, <SEP> not <SEP> containing
<tb> almost <SEP> plus <SEP> of <SEP> metal <SEP> A <SEP> and <SEP> containing <SEP> a little <SEP>
<tb> of <SEP> metal <SEP> D, <SEP> leaves <SEP> the <SEP> furnace <SEP> by <SEP> the <SEP> door <SEP> upper- @
<tb> reure <SEP> 3 <SEP> and <SEP> is <SEP> submitted <SEP> later <SEP> to <SEP> a
<tb> heating <SEP> in <SEP> a special <SEP> oven <SEP>, <SEP> not <SEP> represented, <SEP> for <SEP> elimination, <SEP> by <SEP> distillation .
<SEP> and
<tb> the <SEP> recovery <SEP> of the <SEP> metal <SEP> D.
<tb> The <SEP> system <SEP> elevator <SEP> to <SEP> buckets <SEP> can <SEP> be
<tb> replaced <SEP> with <SEP> any appropriate <SEP> other <SEP> <SEP> device.
<tb> The main <SEP>, <SEP> in <SEP> this <SEP> form <SEP> of execution,
<tb> remains <SEP> that <SEP> the extraction <SEP> is <SEP> to do <SEP> in <SEP> against the current.
<tb> The alloy <SEP> 'liquid <SEP> AD, <SEP> in <SEP> leaving. <SEP> the <SEP> zone
<tb> I, <SEP> enters <SEP> in <SEP> 'the <SEP> zone <SEP> II, <SEP> which <SEP> constitutes <SEP> a <SEP> tank <SEP> of <SEP > settling.
<SEP> In <SEP> this <SEP> zone, <SEP> the
<tb> <SEP> solid particles <SEP> e <SEP> separate <SEP> from <SEP> this last <SEP>.
<tb> They <SEP> float <SEP> when <SEP> they <SEP> are <SEP> more <SEP> light
<tb> that <SEP> the alloy <SEP> <I> AD, </I> <SEP> or <SEP> fall <SEP> to the <SEP> bottom <SEP> of the <SEP> tank <SEP> in <SEP> the <SEP> case <SEP> where <SEP> they, <SEP> have <SEP> a <SEP> density
<tb> superior. <SEP> On <SEP> the <SEP> eliminates <SEP> or <SEP> by <SEP> the <SEP> door
<tb> superior <SEP> 4 <SEP> in <SEP> the <SEP> first <SEP> case, <SEP>: either <SEP> by <SEP> on
<tb> <SEP> flow hole <SEP> lower <SEP> 5 <SEP> in <SEP> 1e
<tb> second <SEP> case. <SEP> Las <SEP> particles <SEP> thus <SEP> eliminated
<tb> are <SEP> united <SEP> with <SEP>:
residual alloy <SEP> raw <SEP>
<tb> leaving <SEP> 1st <SEP> oven <SEP> by <SEP> the <SEP> door <SEP> upper <SEP> 3, <SEP> and
<tb> are <SEP> subject <SEP> with <SEP> him, <SEP> .like <SEP> he <SEP> has <SEP> been <SEP> said, <SEP> to
<tb> the <SEP> distillation.
<tb> The <SEP> <I> AD, </I> <SEP> alloy after <SEP> its <SEP> settling, <SEP> rises
<tb> by <SEP> the <SEP> channel <SEP> 7 <SEP> which <SEP> brings together <SEP> the <SEP> zones <SEP> II <SEP> and <SEP> III
<tb> of the <SEP> oven, <SEP> and <SEP> between <SEP> by <SEP> the port <SEP> 8 <SEP> in <SEP>, <SEP> this
<tb> last <SEP> zone <SEP> III.
<SEP> Port <SEP> of <SEP> departure <SEP> 6 <SEP> of <SEP> this
<tb> channel, <SEP> which <SEP> is <SEP> found <SEP> at <SEP> the <SEP> output <SEP> of the <SEP> tank <SEP> of
<tb> settling <SEP> of <SEP> the <SEP> zone <SEP> II, <SEP> is <SEP> disposed <SEP> to <SEP> a
<tb> certain <SEP> distance <SEP> above <SEP> from <SEP> bottom, <SEP> by
<tb>;:
example <SEP> approximately <SEP> at <SEP> halfway up, <SEP> for <SEP> than <SEP> las
<tb> <SEP> solid particles <SEP> deposited <SEP> at the <SEP> bottom <SEP> or <SEP> float while <SEP> to <SEP> the <SEP> surface <SEP> not <SEP> are < SEP> not <SEP> trained
<tb> in <SEP> the <SEP> zone <SEP> III. <SEP> LTne <SEP> additional <SEP> settling <SEP> takes place <SEP> in <SEP> in addition to <SEP> in <SEP> the <SEP> channel <SEP> 7.
<tb> In <SEP> the <SEP> zone <SEP> III <SEP>. of the <SEP> furnace <SEP> has <SEP> place <SEP> the <SEP> separation <SEP> by <SEP> distillation <SEP> of <SEP> metals <SEP> extracted <SEP> A <SEP> and
<tb> solvent <SEP> D.
<SEP> The <SEP> AD <SEP> alloy which <SEP> enters <SEP> in
<tb> this <SEP> zone <SEP> by <SEP> orifice <SEP> 8 <SEP> flows <SEP> on <SEP> the <SEP> plates <SEP> of <SEP> runoff < SEP> 9, <SEP> superimposed <SEP> in <SEP> chi cane, <SEP> in <SEP> way <SEP> than <SEP>! The alloy <SEP> liquid, <SEP> in
<tb> flowing <SEP> to <SEP> the <SEP> bottom, <SEP> is <SEP> found <SEP> continuously <SEP> in <SEP> contact <SEP> with <SEP> the <SEP > metallic <SEP> vapors
<tb> which <SEP> mount <SEP> from <SEP> bottom <SEP> plus heated <SEP> <SEP> from <SEP> zone III. The metal, D, by evaporating, drags with it vapors. -metal A.
These entrained vapors of the metal A enter, thanks to the baffle plates, in intimate contact with the liquid alloy <I> AD. </I> There is an exchange of calories between the vapors of the metal <I> A < / I> which are thus -condensed and the liquid <I> D </I> metal which is thus vaporized. Zone III therefore represents a rectifier of two liquids; all known devices of this kind can find their application here with some modifications.
The distillation device indicated, by way of example, on fi-. 1, -consists of a baffle-shaped runoff plate system. The <I> AD, </I> alloy entering through orifice 8, flows in zigzag (see fig. 2) on the plates thanks to their baffle strips 9 ', and thus enters into more contact. prolonged with the metallic vapors passing over the liquid metal. The flow edge of each tray is provided with 9 "slots;
the liquid metal flows in rain from each upper plate to the lower plate; the contact between the vapor and the liquid in rain is more active and the exchange of calories. signaled above is done better.
Other such trickling devices are shown in FIGS. 3 to 6 and can be understood without description. Very good contact between liquid and vapor is ensured by the device shown in FIG. 5. The inclination of the orifices therein is such that the jets of liquid descending through the various holes meet below the plates. Spraying of the liquid takes place, which considerably facilitates the exchange of heat between liquid and vapor.
Fig. 6 shows a rectification tower which, instead of comprising trays, is filled with masses of small dimensions either of any shape or of specific shape, for example Rashing rings.
Moreover, all the: devices that we use for. fractionation columns can find their application here. In the heated lower part of zone III collects the liquid metal A, freed completely or almost completely from the metal D. Through an overflow 10, it leaves the furnace and can be directly poured into ingots.
The almost pure vapors of the metal D still undergo further rectification in zone IV above the <I> AD alloy inlet 8. </I> This zone has slightly curved vaults 27, arranged in baffle, provided with ribs, on their underside and provided with holes 28 in their lower region, towards the wall of the .chambre.
The whirlpools. -created by this device in the ascending steam cause the deposit of droplets, metal A which descend through the holes, and cause a. active exchange of calories with the. vapor which they encounter to withdraw metal A. The pure vapors of metal D leave zone IV through 11, rise through channel 12 and enter through orifice 13 into. the -capacitor 14 which, together with the refill tank 16, forms the zone V of the oven. The capacitor is. a reservoir containing metal D in the liquid state.
To facilitate the condensation of the vapors, they are forced to pass through the liquid metal, and they are thus washed. by him. The condensation is done even better in an apparatus such as that shown in fig. 7. Other known systems can also find their application here. The capacitor is mounted by a tower 15 in 1 # a, which the values are condensed by cooling. 21 is a safety valve.
The reservoir 16 contains metal D which serves to prepare the losses of this metal which occur in the extraction process. It is joined with the capacitor by an overflow 17. Another overflow 19 joins the capacitor with the zone I where the extraction takes place.
The metal -extractor -D. Therefore circulates in the furnace in a closed circuit and its, relatively weak parts, are replaced by the reserve of this metal -in the tank see 16.
The arrangement of the heating is conditioned by the need to have different temperatures in the different parts of the oven. Heating by fireplaces, gasifiers, burners, electricity, can be considered. In the first three cases, the air used for combustion can be reheated in the parts of the furnace where the temperature should be the lowest.
The heating system shown diagrammatically in fig. 1, by way of non-limiting example, is a gas generator gas heater. Combustion takes place in chamber 30 at the lower part of zone III where the entrances are located; 31 heated air. Through ducts 3.?, The burnt gases heat the different parts of the oven. Their temperature decreases, all along the circuit 32, which corresponds to the decreasing temperature which must prevail in the different zones traversed. The burnt gases exit at the end through the collecting duct 33, which is located in the coldest part of the furnace. Air, on the other hand, enters through channels 34 and 35.
in the cold parts of the oven and goes, while heating, through the ducts 36 to the combustion chamber. where it enters through orifices 31. The temperature distribution in the different zones of the furnace is of paramount importance. The temperature reaches its maximum, for example approximately 1000 to 15M0 C, in the lower part of zone III and its minimum, for example approximately 300 to. : 300 C, in zone II.
It is between these two zones, which are located in the vicinity of one another, that the greatest difference in furnace temperature prevails, but, as the circulation of the metal takes place from zone II to zone III, there is no need to fear that zone II will be heated in an inconvenient manner by conductivity.
In the. zone II, which is the hottest part of the furnace, must have a temperature which greatly exceeds the boiling point of metal D, for example zinc: 907 C. In addition, the amount of heat supplied must be sufficient for evaporation total metal extractor D; the temperature of the upper part should be lower than that of the lower part. The <I> AD, </I> alloy on descending into this zone III becomes enriched in metal A having a substantially higher boiling point than that of D. </ I>
In zone IV, the prevailing temperature approaches the boiling point of metal D. Thus, the condensation of the vapor remains of the metal <I> A, </I> entrained by <I> D, </I> may take place. Also, in this zone, the temperature is not the same everywhere, but, as in zone III, it decreases, and, near the outlet 13 of the duct 12, the temperature of the furnace does not. hardly exceeds the boiling point of metal D.
In zone V, the temperature must be below this boiling point, mass remains constant for the whole zone; it is chosen according to the desired extraction conditions. It is at this temperature that the metal D passes into the zone I of the extraction.
The extraction in the buckets 1 is therefore carried out under the best conditions from the point of view of temperature, which facilitates the extraction of the last residues of the metal A from the treated raw alloy.
In this zone I, the temperature goes down again, but up. below. In the area of the lower cup, the prevailing temperature will only slightly exceed the melting temperature of the <I> AD </I> alloy formed, and it will be set according to the percentage of the metal extracted in the extrac t metal. what you want.
The same temperature as in the lower part of zone I must prevail in zone II, settling zone.
This distribution of heat and temperature in the furnace in the direction of the circulation of the extractor metal and of the heating gases greatly facilitates its heating. Part of the heat is transported by the extractor metal D, another part by the combustion gases, which ensures a high efficiency of thermal energy.
In the event that it would be useful for the end of the extraction to be made by vapors from the extractor metal, the bucket containing the residue of the starting raw alloy which is not yet sufficiently depleted in metal A and which leaves the oven of FIG. 1 through the upper part 3, can be led into a small auxiliary chamber 20 provided on the vapor path D, as shown schematically in FIG. 9.
Before entering the condenser, the metal vapors: <I> D </I> enter; in contact with the metal <I> A </I> of said residual crude alloy. The alloy thus formed flows in the liquid state through the channel 13 to the condensation tank 14.
Finally, in the case where all the extraction of the metal A is carried out by metal vapors of the metal D, the zone V becomes superfluous and the zone I can take the appearance represented by FIG. 8. The metal vapors pass directly -in this case from zone IV through channel 12 into zone I and the extraction takes place by routing the vapor from the bottom to the top in the extraction chamber. The starting raw metal, by small, successive charges, enters, at the upper part, through the top 22, and leaves the furnace through the lower door 23. The <I> AD </I> alloy condensed in I s 'flows through the overflow 26 into tank II.
While the oven is partially unloaded, then it is recharged in the same way, the metal vapors D are directed, by the ca nal: 25, provided with a valve 24, directly into the tank. settling II. Zones II, III, and IV remain. without change.