<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
nl?RO=I)Lil POUR LÀ HEDUC'EFOF. OU FUSION. DE MATIERES ZINÛIBERES'<a La, présente invention concerne la réduction, ou fusion, de matières zincifères et elle vise, en particulier,, un procédé nouveau de réduction,. ou fusion, de matières zincifères dans lequel des,charges très notablement plus grandes peuvent être plus économiquement travaillées, avec une extraction notablement plus forte de zinc et avec des
EMI1.2
rendements plus graxuts en formes commercialement marchandes de zinc, que dans le s t procédés habituellement #,tiqués jusqu'à présent pour la fusionustrielle'du zinc* Lutin-
<Desc/Clms Page number 2>
vention offre un procédé industriellement économique et pratique pour réduire, ou fondre,
de la matière zincifère d'une manière sensiblement continue et sur une échelle relativement grande procédé dans lequel il est produit des vapeurs de zinc métallique capables d'être condensées directement et économiquement en zinc* On arrive à cela, suivant l'invention, par une combinaison nouvelle de caractéristiques opératoires et de phases de manipulation, qui n'ont jamais encore été ainsi combinées, donnant des résultats que lion n'a pas obtenus jusqu'à présent dans la fudion industrielle du zinc$
Le zinc métallique, lorsqu'on le produit par la réduction'à hautes températures de minerais de zinc oxydés, est presque universellement fait, à l'heure ac- tuelle,
dans des fours à distiller le zinc ayant un cer- tain nombre de cornues relativement petites aux bouts ex- ternes desquelles de petits condenseurs sont attachés* Les cornues sont habituellement montées sous une légère incli- naison, en étant usuellement inclinées de haut en bas du gros. bout, ou extrémité close, vers le bout ouvert ou externe* Le condenseur constitue, en fait, un prolongement de la cornue, bien qu'habituellement monté dans une position sensiblement horizontale et, par suite, non en alignement exact avec l'axe prolongé de la cornue* Les vapeurs de zinc et autres gaz passent, suivant une ligne sensiblement horizontale, de la cornue à travers le condenseur et les gaz d'échappement s'en vont à travers l'extrémité ouverte dé ce dernier, Le rendement de cet appareil condenseur habituel, actuel,
est loin d'être satisfaisant, environ 60 à 65% seulement des vapeurs de zinc métallique qui sortent de la cornue étant condensé à l'état de zinc alors que le restant se condense sous forme de "poudre bleue",
<Desc/Clms Page number 3>
ou brûle à l'orifice du condenseur) en formant de 1*oxyde de zinc, et est perdue
L'opération complète. avec cette façons, habituel- lement pratiquée jusqu'à présent de produire du zinc métalli- que.
prend ordinairement une pleine journée de vingt quatre heures* Les résidus épuisés sont enlevés des cornues avec beaucoup de difficulté et doivent être tirés ou raclés des cornues à la main avec un outil construit spécialement* Ces résidus épuisés sont fréquemment scorifiés et forment des adhérences très indésirables aux parois des cornues* En plus de la difficulté de chargement et de déchargement des cornues et de la longueur de temps = 24 heures pour le travail complet d'une charge de cornues = que prend l'opéra- tion,
cette façon de procéder habituellement adoptée jusqu'à présent est loin d'effectuer une élimination complète du zinc disponible de la matière zinoifère de la chargea Une quantité relativement grande de ce zinc non éliminé reste avec les résidus épuisés et est perdue* On a déjà proposé divers moyens de remédier aux inconvénients reconnus des fours à zinc actuels, avec leurs nombreuses cornues de petite capacité individuelles Ainsi, on a proposé de disposer les petites cornues verti- calement en vue de diminuer le travail de chargement et de déchargement,
en chargeant par gravité au moyen d'un pont roulant et en déchargeant par gravité en retirant un bouchon amovible ou autre obturateur fermant normalement l'extré- mité inférieure des cornues* On a également proposé de conduire les gaz sortants, provenant d'un certain nombre de ces petites cornues, à un condenseur commun en vue de réduire la main-d'oeuvre et d'autres inconvénients inhérents au retrait du zinc d'un aussi grand nombre de petits conden- seurs et au fait d'avoir chaque jour, à relier aux cornues,
<Desc/Clms Page number 4>
et à en retirer* autant de petits condenseurs* On @ pro- posé aussi le fonctionnement continu ou progressif des diverses dispositions comme* par exemple, le passage pro- gressif,par gravité,
d'une charge en vrac à travers un tube vertical* Un frittage et une scarification ont invariablement gêné,le maintien économique de la progression de la charge* dans ce dernier type de four, à un point tel que seuls lés tubes de dimensions relativement petites (c'est-à-dire à-distance relativement courte de pénétration de chaleur à travers la charge et (ou) à longueur relative- ment courte de progression de charge) ont été considérés comme pouvant être pratiquement utilisés*
Ces suggestions et propositions antérieures n'ont rencontré que peu, sinon pas, de succès dans l'indus- trie* A la lumière des résultats de leurs propres recherches et expériences, les auteurs de l'invention pensent que la faillite de ces recherches antérieures a été due,
au moins dans une large mesure, à cette opinion commune chez les métallurgistes du zinc que, dès que la chambre de fusion atteint une section importante, il devient impossible de travailler le zinc au centre ou milieu de la charge sans surchauffer et scorifier la charge travaillée, plus spécialement dans ses portions extérieures, voisines des parois chaudes de la chambre* Ainsi, la tendance générale des propositions antérieures a été de faire usage de masses de charge relativement petites et les essais que 1*on a faits pour travailler des charges relativement grosses ont échoué * ou tout au moins n'ont eu aucun succès dans l'industrie parce que, croient les auteurs de l'invention, rien n'avait été prévu pour conduire économiquement de la chaleur dans le centre, ou coeur,
de la charge*
La présente invention est basée sur cette décou-
<Desc/Clms Page number 5>
verte qu'il est possible de conduire effectivement et économiquement de la chaleur de la paroi chaude d'un four dans le centre ou coeur d'une charge relativement grosse de zinc à fondre sans surchauffer d'une façon excessive la charge dans .ses parties adjacentes à cette parois De plus, les auteurs de l'invention ont découvert qu'il est possible de se départir sensiblement de la méthode en couronnes progressives habituellement adoptée jusqu'à présent pour travailler une charge de zinc à fondreDans le mode de fonctionnement habituellement pratiqué jusqu'ici pour des cornues à zinc,
la partie de la charge à travailler la première est la couronne de charge qui est immédiatement adjacente à la paroi interne, chaude, de la cornues Pen- dant le travail de cette couronne de charge, sa tempéra ture ne s'élève pas beaucoup au-dessus de celle à laquelle la charge particulière se réduit activement, car l'énergie calorifique est consommée pour produire la réduction6 ]Mais, lorsque la couronne de charge est en grande partie travail- lée, la température de la charge travaillée s'élève parce qu'il ne se produit que peu, ou pas, d'autre absorption de chaleur A mesure que la température de cette couronne s'élève, de la chaleur commence à passer plus rapidement dans la couronne de charge immédiatement suivante vers l'intérieur où elle est, à son tour, absorbée à la tempé- rature active du niveau de réaction.
En travaillant ainsi progressivement les couronnes internes concentriques de la charge et en chauffant davantage les couronnes externes de charge ou résidu épuisé, le travail de la charge progresse finalement jusqu au centre Ou coeur de celle-ci. Or, les auteurs de l'invention ont découvert qu'il est possible de travailler le centre ou coeur de la charge sensiblement en même temps que la couronne externe, ou portion de la
<Desc/Clms Page number 6>
charge qui est la plus voisine de la sburge de chaleur,
en évitant ainsi la nécessité de surchauffer celles des portions de cette charge.qui sont les plus voisines de la source de chaleur afin de chasser de la chaleur dans le milieu ou centre de la charge et en permettant aussi de travailler une quantité beaucoup plus grande de charge par unité de surface de paroi chauffée* la présente in- vention, en tirant parti de ces découvertes, permet de tra- vailler une charge de zinc à fondre relativement grande, cinquante et plus de cinquante fois plus grosse que la charge habituelle dans les cornues à zinc communément utilisées Jusqu'à présent, et permet de plus de travailler cette charge relativement grosse d'une manière sensible- ment continue.
Sous son aspect générale l'invention consiste à faire passer progressivement une charge poreuse d'agglo- mères de matière-, zincifère et d'agent réducteur carbonacé, mélangés, à travers une chambre réductrice relativement longue, de capacité réductrice relativement grande, sans brisement notable des agglomérés durant leur passage à travers la chambre, et à chauffer les agglomérés, au cours de ce passage.
à une température suffisamment haute pour réduire les composés de zinc et volatiliser le zinc métallique résultant, sans scarification ni fusion de la charge agglomérée, en produisant par cela même des vapeurs de zinc métallique'qui, lorsqu'ion les retire de la chambre réductrice, sont capables d'être condensées directement et économiquement en zinc La chambre réductrice peut être une chambre verticale à travers laquelle la charge progresse en grande partie, et de préférence exclusivement, par l'action de gravité ;
ou bien elle peut être horizontale et pourvue de dispositifs appropriés pour faire avancer progressivement la charge, Un tout cas,
<Desc/Clms Page number 7>
la chambre réductrice est relativement longue dans la direction de la progression de la charge et a une capacité réductrice relativement grande, Bien que l'invention convienne particulièrement pour la production de zinc métallique. par condensation des vapeurs de zinc métallique en métal,on peut, si on le désire, utiliser ces vapeurs pour la production d'oxyde de zinc commercial, pour la peinture, ou de poussière de zinc ou poudre bleuc.
Un exposé du problème du transfert efficace et économique de chaleur d'une paroi de l@ chambre chauffée au centre ou coeur d'une charge de zinc à fondre et de la solution que lui ont donnée les auteurs de 1'*invention aidera à comprendre et à apprécier clairement cette der- nières.
Dans le fonctionnement des cornues à zinc tel qu'il s'est pratiqué habituellement jusqu*ici, avec une charge en vrac, ou non agglomérée, de minerai de zinc et de houille mélangés, la chaleur conduite à travers= la paroi de la cornue réduit très rapidement le zinc ,ou consume la houille, dans la partie de la charge mélangée qui est adjacente à la paroi chaude de la cornue, ou se trouve à proximité immédiate de celle-ci* La cendre de houille épuisée,qui est très lâche et cellulaire par suite de la combustion de son carbone, et le minerai de zinc épuisé, qui est également très lâche et cellulaire par suite de la volatilisation de son zinc,
constituent alors un calorifuge .plus efficace et l'on doit par censé** quent élever à un degré très élevé la température de la paroi de la cornue afin de chasser ou de faire passer, au coeur de la cornue, en un temps donne, la chaleur néces- saire pour réduire le minerai qui se trouve dans ce coeur.
Dans le cas de la cornue à zinc ordinaire, (de 15 à 23 centimètres de diamètre) marchant avec une charge en vrac
<Desc/Clms Page number 8>
ou non agglomérée, c'est une opération d'une journée (en- viron 24 heures) Mais, même avec cette longueur de temps allouée pour la pénétration de la chaleur, la température de la paroi de la cornue nécessaire pour chasser la chaleur dans le coeur de la charge est si élevée que le minerai et la cendre de houille épuisés dans la couronne extérieure, voisine de la paroi de la cornue, fondent et se scorifient sur la paroi de la cornue ce qui retient ainsi la charge, abaisse la conductibilité thermique de la paroi de la cornue et rend difficile l'enlèvement de la charge épuisée.
Dans le procédé de la présente invention, un passage relativement rapide de chaleur des parois chaudes de la chambre au centre ou coeur de la charge est effectué par des gas portant de la chaleurs Il'allure à laquelle de la chaleur sera portée des parois chaudes de la chambre au centre ou coeur de la charge par des gaz dépend : 1 - du volume de ces gaz :
2 - de la vitesse à laquelle ils lèchent les parois chaude de la chambre, en prenant par cela même de la chaleur, et de la vitesse avec laquelle ils lèchent le centre ou coeur de la charge et 3 - du nombre de fois qu'un volume donné de gaz passe des parois chaudes de la chambre dans le centre ou coeur de la chargea Les auteurs de 1* invention ont trouvé que l'effet optimum de ces trois facteurs pour produire un transfert rapide de chaleur de la paroi chaude de la chambre au centre ou coeur de la charge, peut être réalisé en agglomérant la charge et en faisant passer, ou avancer, progressivement la charge agglomérée à travers une chambre réductrice relativement longue dans la direction dans laquelle la charge progresse, en comparaison de ses dimensions trans- versales Dans ces conditions, les gaz engendrés dans la charge,
en passant à travers celle-ci, coulent constamment et amènent par cela même de la chaleur des parois chaudes
<Desc/Clms Page number 9>
de la chambre au centre ou coeur de la charge. Plus le four est long, dans la direction de la progression de la charge, plus grande sera la vitesse de ces gaz trans- portant de la chaleur et plus grand sera le nombre de contacts d'un volume donné de gaz avec la paroi chaude et le centre de la charge* Par le mouvement progressif de la charge, chaque partie de celle-ci passe à travers les aires, ou zones, de grande vitesse de gaz et, par conséquent, de transfert élevé de ¯Chaleur, et l'unifor- mité de traitement de la charge est assurée
L'agglomération de la charge, outre qu'elle facilite le transfert de chaleur par des gaz portant de la chaleur,
favorise le transfert de chaleur à travers la charge par rayonnements Ceci résulte des vides existant dans la charge, à travers lesquels la chaleur sautera avec rapidités Plus ces vides sont grands plus la quantité de chaleur transférée de cette manière des parois chaudes au centre de la charge est grande*
De plus, chaque aggloméré individuel, en raison de sa plus grande compacité due au fait qu'il a été agglo- méré, conduit beaucoup mieux la chaleur que le même poids de charge en vrac6 Non seulement l'agglomération facilité le transfert de chaleur des parois chaudes de la chambre réductrice à un aggloméré situé au milieu ou coeur de la charge, en raison des libres passages offerts aux gaz entre les agglomérés,
mais chaque aggloméré entrant dans la constitution de la charge est beaucoup plus capable de convoyer de la chaleur de sa surface à son milieu quun poids équivalent de charge en vrac, par suite de la com- pacité plus grande due à l'agglomération* Le long'trans- port de chaleur, 15 à 30 centimètres par exemple, ou davantage, est accéléré par l*existance d'un libre jeu
<Desc/Clms Page number 10>
pour les courants de gaz portant de la chaieur et:
par rayonnement en travers des vides existant dans la charge*
Le court transport de chaleur, 12 à 75 millimètres par exemple, dans une unité individuelle de la charge (un aggloméré) voisine du coeur de la chambre réductrice est accéléré par l'augmentation de la conductibilité de cette unité due à sa plus grande compacités
Ainsi, le procédé de la présente invention comprend une combinaison de ces trois façons efficaces d'assurer un transfert de chaleur. à savoir :
transfert rapide de chaleur par des gaz porte-chaleur passant avec une vitesse considérable à travers les vides de la charge agglomérée, rayonnement rapide de chaleur en travers des vides * aux-mêmes et bonne conduction de chaleur à travers des agglomérés individuels plus compacts°
Bien qu'il soit vrai que plus les agglomérés sont gros, dans une certaine gamme de grosseurs et en considérant une chambre réductrice particulière à.travers laquelle les agglomérés avancent progressivement, plus grande est la porosité de la charge dans son ensemble et, par conséquent, plus grands.sont les volumes de gaz à grande vitesse qui peuvent être chassés à travers la charge à une différence de pression donnée,
il arrive néanmoins un moment où les agglomérés deviennent si gros que les gaz à grande vitesse amènent de la chaleur à la surface des agglomérés plus vite que cette chaleur ne peut être emmenée de la surface de l'aggloméré au coeur de celui-ci. La dimension ou grosseur optimum des agglomérés doit par conséquent être déterminée par un équilibre entre ces deux facteurs et dépendra, d'un côté, de la relation entre la grosseur des agglomérés et les dimensions transversales de la chambre réductrice et, d'un autre côté, de la conduc-
<Desc/Clms Page number 11>
tibilité pour la chaleur d'un aggloméré individuel, c'est-à- dire de la nature conductrice spécifique pour la chaleur,
de la matière dont 1*aggloméré est faite et de la compacité de cet agglomérée
Les avantages qu'il y a à faire passer progrès** sivement les agglomérés travers la chambre réductrice, plutôt qu'a charger d'une façon intermittente la chambre dans son ensemble, à travailler la charge puis à décharger de la chambre le résidu épuisé, sont nombreux;
mais deux sont d'importance saillante dans une chambre réductrice de capacité relativement grande* Le premier de ces avantages, réside en le fait qu'à mesure que la progression de la charge à travers la chambre se rapproche de plus en plus d'une progression continue, la nature de la charge qui se trouve dans la chambre devient de plus en plus uniforme et, par suite, le volume et la composition des gaz chargés sortant deJla chambre deviennent de plus en plus uniformes, ce qui diminue par cela même propor- tionnellement la dimension de l'appareil de condensation et la difficulté de la condensation des gazé Le second avantage saillant est que le travail de la charge et sa rétention dans la chambre réductrice ne sont pas prolongés d'une façon excessive en raison de ce qu'une des portions de la'charge est travaillée plus vite' que d'autres portions.
La vitesse des gaz porter-chaleur, à l'extrémité de sortie de gaz de la chambre réductrice, est relativement élevée et le travail de la charge à cette extrémité de la chambre procède plus rapidement qu'à l'autre extrémité de celle-ci* En l'absence d'un mouvement progressif de la charge à travers la chambre réductrice, la charge serait travaillée plus rapidement à l'extrémité de sortie qu'à l'autre bout et, par conséquent, le travail de la charge dans son ensem
<Desc/Clms Page number 12>
ble et sa rétention dans la chambre réductrice seraient prolongée-, parce que la charge tout entière doit être main- tenue dans la. chambre réductrice jusqu'à ce que la portion qui se trouve à l'extrémité de la chambre où le travail se fait lentement ait été travaillée,
tandis que la portion de la charge qui se trouve à l'extrémité de sortie de gaz de la chambre a déjà été travaillée et reste inactive pen- dant Inachèvement du travail de la charge à l'extrémité de la chambre où le travail se fait lentement*
Le transfert efficace et économique de chaleur des parois de la chambre réductrice au centre ou coeur de la/charge par des gaz porte-Chaleur dépend en outre de la forme et des dimensions de la dite chambres Les auteurs de l'invention ont trouvée que l'on obtient les meilleurs résultats dans une chambre réductrice relativement longue dans la direction de la progression de la charge en compa- raison de ses dimensions transversales, tout en ayant en même temps une capacité réductrice relativement grandePlus la chambre réductrice est longue, pour des dimensions transversales données,
plus grande sera la vitesse des gaz porte-chaleur à l'extrémité de sortie de gaz et, en fait, dans toute. la chambre, et plus grand sera le nombre de fois qu*un volume donne de gaz passera entre, et fera contact avec, les parois chaudes de la chambre et le centre ou coeur de la charge, dans son passage de- son point de génération le plus éloigné au. point, ou aux points, de sortie- de gaza
Afin d'assurer, à l'intérieur de la chambre réductrice, des conditions:
optima pour le transfert efficace
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
et économique de chaleur dans toute la quir e"4 s gaz porte-chaleur, les agglomérés doivent être de grosseur sensiblement uniforme et de forme telle que la porosité de la charge dans son ensemble soit sensiblement uniforme* De plus, puisqu*il est important de maintenir ces condi- tions favorables à un.-transfert de chaleur pendant tout le travail de la charge, les agglomérés doivent rester sensiblement intacts, c'est-à-dire ne pas se briser, dans leur passage à travers la chambre réductrice.
La charge mélangée de matière zincifère et (jugent réducteur carbonacé peut être agglomérée d'une manière appropriée quelconque pour donner des agglomérés de la grosseur de la forme et de la résistance voulues En général, il y a avantage à agglomérer par briquetage, ou à la presse-filière, puisqu'on peut par cela même pro- duire commodément des agglomérés de grosseur et de forme
EMI13.2
/relativement uniformes et d''conductllbillt4/haute pour la chaleur Dans le cas de certaines matières zincifères et de cerf tains agents réducteurs carbonacés. la pression seule, telle quon 1* obtient dans le briquetage ou dans le refoulement à la presse-filière.
peut produire des agglomérés de la résistance et de la conductibilité ther- mique requises* Dans d*autres cas, il peut être désirable d'incorporer dans la charge mélangée un liant ou matière agglomérante comme, par exemple, la houille bitumeuse, la liqueur résiduelle de la fabrication du papier par le procédé au bisulfite, le goudron, la poix, etc...
Les agglomérés peuvent être soumis à un traitement approprié tel que séchage, chauffage, etc*.*, pour développer la résistance requise et d'autres propriétés avantageuses ou pour favoriser l'action collante du liante
La résistance qu'il est nécessaire d'imprimer
<Desc/Clms Page number 14>
aux agglomérés dépend dans une certaine mesure du type de chambre réductrice qu'on emploie et du mode de progression de la charge à travers cette chambre* lorsque les agglo- mérés sont soumis à une attrition, en frottant les uns contre les autres, par exemple, il doivent présenter une plus grande résistance que quand le mouvement relatif entre agglomérés individuels, dans la charge avançant progressif vement, est faible* Ainsi,
des agglomérés plus solides ou plus résistants sont nécessaires dans le cas d'une chambre réductrice verticales à travers laquelle les agglomérés avancent progressivement sous Inaction de la gravité, que dans le cas d*une chambre réductrice hori- zontale à travers laquelle la charge est progressivement avancée pendant qu'elle est supportée sur une sole mobile, ou d'une manière équivalente En tout cas, les agglomérés doivent être suffisamment solides pour assurer leur passage à travers la chambre réductrice sana brisement notable soit par effritement ou par scorification ou:
vitrification, et par brisement notable il faut entendre ici le brisement des agglomérés en morceaux et en fines, par rupture ou attrition, ou scorification, ou de toute autre façon, à un degré suffisant pour contrarier sensiblement le passage de chaleur et (ou) de gaz à travers le charge en raison du remplissage par la matière fine des vides, ou espaces à gaz, entre les agglomérés*
Les agglomérés doivent être de forme telle que la charge agglomérée dans son ensemble possède et conserve pendant toute sa progression à travers la chambre réduc- trice une porosité sensiblement uniforme et adéquate pour le passage voulu à travers la Charge;
à une vitesse rela- tivement élevées des gaz porte**chaleur$ Des agglomérés de formes sensiblement sphériques et cylindriques, avec et
<Desc/Clms Page number 15>
sans trous les traversant, aussi bien que des dispositions en forme d'oreiller très bourré, sont entièrement satis faisants. ;
mais il va sans dire qu'on peut employer d'autres formes moins régulières analogues à du coke concassée Ainsi, les agglomérés peuvent être plus longs dans une de leurs dimensions que dans les deux autres pour faciliter la conductibilité thermique des parois chaudes de la chambre aux portions les plus éloignées de la charges En outre, les agglomérés peuvent être creux au milieu ou présenter autre- ment des portions creuses à l'intérieur. Lorsque les agglo- mérés ont une forme autre que la forme sphérique, il est important, en chargeant et faisant avancer la charge à travers la chambre réductrice, que les agglomérés prennent et conservent des positions telles, les uns par rapport aux autres, dans leur passage à travers la chambre réduc- trice,
que cela donne la porosité nécessaire au passage des gaz entre les parois chaudes de la chambre et le centre ou coeur de la charges Les.agglomérés àont de préférence de grosseur sensiblement uniforme afin de donner à la charge dans son ensemble une porosité uniforme maximum* La grosseur réelle des agglomérés sera déterminée dans une certaine mesure par les dimensions transversales et la longueur de la cham- bre réductrices Il résulte des recherches et des expériences des auteurs de l'invention que la grosseur moyenne des agglomérés doit être proportionnée au rapport existant entre la distance que la chaleur a à parcourir pour pénétrer dans des portions de la charge les plus éloignées des parois chaudes de la chambre et la longueur du chemin parcouru par la charge à travers la chambre réductrice* En d'autres
termes, pour une longueur donnée quelconque du four, plus la distanee que la chaleur a à parcourir- pour pénétrer dans la charge est grande, plus la grosseur moyenne des
<Desc/Clms Page number 16>
agglomérés doit être grande* Plus le four est long pour une pénétration de chaleur donnée quelconque, plus la grosseur moyenne des agglomérés peut être petite. @e plus. la gros- seur moyenne des agglomérés ne doit pas être sensiblement plus grande que celle qui donnera à ces agglomérés une surface suffisante ( qui est le milieu d'absorption de
EMI16.1
chaleur) pour la.
oond\' chaleur de cette surface au coeur de l'aggloméré aussi vite que de la chaleur passe de la paroi chaude de la chambre 9. la surface de 1* aggloméré Quand, la pénétration de chaleur à travers la charge dans son ensemble est supérieure à 15 centimètres (c'est-à-dire, s'il s* agit d'un lit de charge d'une pro- fondeur de 15 centimètres sur une sole horizontale, ou d'une chambre verticale de 30 centimètres de diamètre) le
EMI16.2
diamètre moyen, ou 10D8 transversales moyennes, ne doit pas être inférieur à environ 25 millimètres* Dans le cas où la pénétration de chaleur de la charge dans son ensemble est supérieure à 15centimètres,
mais ne dépasse pas 60 centimètres* la distance maximum de conduction de chaleur dans un aggloméré individuel (c'est-à-dire la dis- tance de la surface à la partie de coeur la plus éloignée) ne doit pas être supérieure à environ 75 à 100 millimètres* Pour de plus grandes distances de pénétration dechaleur de la charge dans son ensemble, la grosseur minimum moyenne et la grosseur maximum moyenne des agglomérés seront plus grandes
En conséquence,
pour la mise en pratique de l'invention! la grosseur moyenne et la forme des agglomérés doivent être telles que les vides existant à travers la charge donnent à celle-ci dans son ensemble une porosité non inférieure à l'équivalent de la porosité d'une charge semblable en sphères de 25 millimètres et qu'aucune portion
<Desc/Clms Page number 17>
d'un agglomère individuel ne soit à plus d'environ 75 à 100 millimètres de la surface de celui ci Par porosité de la charge dans son ensemble, il faut entendre la réci- proque de la résistance au passage d'un gaz à travers une unité de profondeur ou d'épaisseur de la charge,
* et on mesure cette porosité en fonction de la réciproque de la résistance au passage d'un gaz à travers un lit similaire de sphères de 25 millimètres Comme cela a été dit précé- déminent la porosité doit être aussi favorable que possible au passage des gaz tantôt dans un sens et tantôt dans l'au tre entre les parois chaudes de la chambre et le coeur ou centre de la charge et doit être, de préférence, uniforme ment répartie, comme dans le cas d'une charge similaire de sphères de 25 millimètres*
La chambre réductrice, comme cela a été dit précédemment, doit être relativement longue dans la direc- tion de la progression de la charge et cette dernière doit passer, de préférence, à travers cette chambre en sens inverse de la direction générale du passage, à travers la chambre,
des gaz engendrés dans celle-ci* Dans le cas où des difficultés de construction ou des Difficultés thermi- ques ne s'y opposent pas, il est préférable de donner à la chambre réductrice une surface chauffée maximum en contact avec la charge, ou sur la ou les parois faisant face à celle-ci* Dans des fours du type à sole mobile, il est pré- férable d'avoir des soles relativement larges et des lits de charge relativement peu épais* On peut augmenter le rapport de la surface interne, chauffée, de la chambre réductrice au volume de la charge en ondulant, plissant cannelant ou striant cette surface 6
La chambre réductrice peut être construite en une matière quelconque possédant une résistance suffisante,
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
pour maintenir les masses requise$.
ou volte "requis, de charge à des températures de 1050 à 1300 C.. Lorsqu'on effectue la réduction à des températures plus élevées, la chambre réductrice doit être faite en matériaux réfractaires tela que maçonnerie réfractaire* carborundum, oxyde d*alu- minium, etc Avec des températures de fonctionnement in- férieures à environ 1150 C.. la chambre réductrice peut être faite en métal comme le fer forgé, les alliages nickel- chrome-fer, etc
La chambre réductrice peut être chauffée d'une manière appropriée quelconque Il est préférable de chauffer extérieurement les parois de la chambre par de la chaleur dérivée d'énergie électrique, ou par les produits de com- bustion chauds obtenus en brûlant du combustible comme la houille,.
le pétrole ou le gaza Si on le désire, on peut engendrer de la chaleur dans la paroi de la chambre réduc- trice elle-même, comme dans un four électrique à induction, la paroi de la chambre réductrice agissant pour absorber et convertir en chaleur lténergie électromagnétique rayon- née d'un circuit électrique primaire l'entourantEn tant que ce qui concerne la chauffage de la charge, c'est l'équivalent du chauffage extérieur de la chambres
Dans le passage progressif de la charge à tra- vers la chambre réductrice, la charge est introduite en un endroit, à une des extrémités par exemple,
dans la chambre et est retirée ou déchargée en un autre endroit t l'autre extrémité par exemple* On peut faire avancer la charge à travers la chambre réductrice par Inaction de la gravité seule, comme dans des cornues verticales pu par des moyens mécaniques tels que des transporteurs à pla- teaux, des soles ou des chariots mobiles, ou tant par gravité que par des moyens mécaniques, comme dans un four
<Desc/Clms Page number 19>
rotatif inclinée Le chargement et le déchargement peuvent être continus ;
mais, dans la pratique réelle, sur une chambre réductrice verticale, il est généralement préférable de charger et de décharger à intervalles périodiques, en déchargeant de temps à autre de la chambre la quantité de résidus épuisés qui est nécessaire pour le chargement d'agglomérés frais. tout en maintenant la continuité d'opé ration de l'ensemble de la charge confinée dans la chambre réductrice
Les extrémités de chargement et de déchargement de la chambre sont fermées d'une façon appropriée pour empêcher la perte de zinc aussi bien que la rentrée d'un excès d'air ou d'autres gaze, Cette fermeture peut être effectuée mécaniquement par des résidus épuisés, du poussier de houille* des cloisons, des registres, des cloches de chargement, etc..
La fermeture de la chombre peut également être effectuée par des différences de pression de gaz, c'est-à-dire en maintenant dans la chambre, à l'extrémité de décharge, une pression de gaz inférieure à celle qui règne à l'extrémité de la chambre en cet endroit et en maintenant dans la dite chambre, à l'extrémité de chargement , une pression supérieure à celle régnant à l'extérieur de la chambre en cet endroits Des cloisons, registres, cloches de chargement et moyens de fermeture mécaniques du même genre ne sont pas entièrement 'étanches ;
mais ils servent à faciliter l'écoulement des gaz dans la direction voulue à travers la chambre réductrice, tout en empêchant un écoulement préjudiciable de gaz dans la mauvaise direction . lorsqu'on les supplémente par des différences de pression de gaz, les moyens de fermeture mécaniques peuvent être rendus des plus efficaces et des plus satisfaisants*
Les agglomérés peuvent être chargés dans la
<Desc/Clms Page number 20>
chambre réductrice tels qu'ils sont livrés par les dispo- sitifs d'agglomération, et peuvent ainsi être froids et (ou) humides* Ou bien on peut sécher les agglomérés, naturellement ou artificiellement, et les charger ensuite dans la chambre réductrice* Si on le désire, on peut réchauffer les agglomérés à une température appropriée avant leur introduction dans la chambre réductrice.
Lorsque le procédé d'agglomération implique un chauffage des agglomérés, comme dans une carbonisation, par exemple, il est généralement avantageux d'introduire les agglomérés chauds résultants dans la chambre réductrice sans perte notable de chaleur après l'opération d'agglomération*
Sur les dessins ci-joints, on a représenté deux types différents de fours propres à la mise en pratique de l t invention. Nais il va sans dire que ce ne sont là que des exemples et que l'invention peut être mise en pratique dans d'autres types de four$
Sur ces de sains
Fig. 1 est une élévation, en coupe longitudinale et fig. 3, une élévation latérale en coupe d'un four à cornue verticale et
Fig. 3 est une élévation en. coupe longitudinale et Fig.
4, une élévation en coupe transversale, suivant 4-4, fig. 3 d'un four horizontal à sole mobile*
Le four représenté aux figs. 1 et 2 comprend une cornue cylindrique verticale 10, de préférence cons- tituée par plusieurs tubes de carbofrax superpose*'se, Cette cornue est entourée, sur la majeure partie de sa longueur, par une chambre de chauffage 11 établie à l'intérieur d'une structure de four comprenant une chemise extérieure en acier 12, une couche de poudre de sil-o-cel 13 , un gar- nissage intermédiaire 14 en maçonnerie réfractaire ou
<Desc/Clms Page number 21>
autre matière appropriée et un garnissage intérieur 15 en matière réfractaire telle par.exemple, que des briques de carbofrax.
Des ouvertures appropriées sont de préférence prévues à travers la paroi de la structure de four pour permettre l'introduction de pyromètres à l'intérieur de la chambre de chauffage 11 afin de déterminer et de contrôler d'une façon appropriée la température dans toute la longueur de cette chambre* La structure de four est montée sur une fondation appropriée 16.Un prolongement cylindrique 17 est boulonné, ou assujetti autrement d'une façon appropriée sur le dessous de la plaque de fond en acier du four et sert de prolongement à la cornue 10 au-dessous du fond du four.
Un transporteur à plateaux, 18, est monté sous le prolongement 17 et sert à retirer la charge travaillée, ou résidu épuisé, du bas de la cornue 10 et à la transporter de sous le four à un moyen de décharge appropria
On peut employer, pour chauffer la cornue 10; tout moyen appropriée Ainsi, par exemple, les produits de combustion obtenus en brûlant du combustible, comme la houille, le pétrole ou le gaz, peuvent être conduits à travers la chambre de chauffage 11 autour de la cornue 10 et à une cheminée appropriée.
Dans 14'appareil représenté sur les dessins, le chauffage la cornue 10 est effectue électriquement Les unités de chauffage électrique comprennent trois paires de résistance e graphite, 19, situées à des niveaux différents à. l'intérieur de la chambre de chauffage il.
Les résistances 19 sont creuses sur une partie appro- priée de leur longueur et présentent une rainure en hélios offrant un chemin de résistance hélicoïdale pour le passage du courant électriques Les résistances 19 de chaque paire sont connectées ensemble sur l'un des côtés du four et du côté @opposé du four, les deux résistances sont connectées
<Desc/Clms Page number 22>
respectivement à des bornes opposées de la source d'éner- gie électrique*
Les résistances 19 sont supportées dans des tubes en carbofrax, 20, dont les extrémités reposent dans les parois opposées du four et dont les milieux sont supportés sur des consoles 21. Les tubes 20 présentent, sur le dessus.* des ouvertures 22.
Cette disposition des résistances à l'intérieur des tubes en carbofrax produit un chauffage très uniforme dans toute la longueur de la cornue 10.
L'unité ou élément supérieur de la cornue 10,
EMI22.1
/la au-dessus de/structure du four* présente une ouverture X// latérale communiquant avec un'condenseur 2-3 reposant sur le dessus du four, Ce condenseur comprend une chemise extérieure en acier 24, une couche intermédiaire de pâte de charbon 25 et un garnissage intérieur en graphite 26.
Une cloison longitudinale en graphite 27 divise 1 intérieur du condenseur en une chambre inférieure et une chambre supérieure à travers lesquelles les produits gazeux prove- nant de la cornue passent et dans lesquelles les vapeurs de zinc métallique se condensent et se rassemblent en une mare à l'extrémité inférieure du condenseur* On retire de temps en temps le zinc fondu du condenseur par un trou de coulée 28, normalement, fermé par un bouchon de terre réfractaire ou autres Une ouverture 29 existe près du sommet de la chambre de condensation supérieure pour per- mettre aux gaz d'échappement de sortir du condenseur
L'élément supérieur de la cornue 10 est fermé par une plaque 30, en matière réfractaire,
au centre de laquelle il existe une ouverture où est adaptée une trémie de chargement 31. Le dessus de cette trémie est fermé, sauf lorsqu*on charge des agglomérés frais dans la cornue, par un couvercle 32 6 La partie supérieure de la. cornue,
<Desc/Clms Page number 23>
la trémie de chargement avec son couvercle et le condenseur sont recouverts d'une, masse 33 de houille fine, de pous sier de coke, etc*, d'une épaisseur appropriée, pour isoler ces parties.
L'exemple spécifique suivant illustre les prin cipes de la présente invention mise en pratique dans un appareil de la disposition représentée aux figs& 1 et 2 ; mais il va sans dire que cet exemple n'est nullement limi- tatito
La charge était constituée par environ 60 parties en poids de minerai de silicate de zinc, (contenant de 45 à 50 % de zinc), finement divisé, et 40 parties en poids d'une houille grasse bitumeuse (contenant environ 18 % de matière volatile) avec @ % de liqueur résiduelle de la fabrication du papier par le procédé au bisulfite (50 % de solides)
A peu près 80 % du minerai de zinc passait à travers un crible de 8 mailles au centimètre linéaire*
EMI23.1
#/pulvérisée'' La houille bitumeuse avait été/ de façon qu'environ 80 % erle,elf7,f passe à travers un crible de 8 mailles au cen- / timètre linéaire.
Le minerai de zinc et la houille étaient placés dans un malaxeur tournant, du genre employé pour le mélange de béton, et intimement mélangésDu malaxeur tournant, la matière était versée directement dans un mou lin chilien à sec et soumise à l'action de malage et de broyage du moulin pendant quelques minutes* Du moulin, la matière passait à une presse à briquettes et était formée en briquettes par une forcede compression d'envi
EMI23.2
ron 1&0 kilogrammes par centi3nètre;
- carréa Les briquettes étaient à peu près sphériques et avaient environ 65 milli- mètres de diamètre
Les briquettes, sans séchage, étaient changées
EMI23.3
dans une cornue de carbonisation isrerticale chauffée exté
<Desc/Clms Page number 24>
rieurement, où elles étaient soumises à une température de carbonisation d'environ 7000 C..Dans 1* opération de carbonisation, il est désirable de laisser dans le produit carbonisé un pourcentage aussi élevé que possible des subs- tances volatiles non condensables et, en même temps, déliminer aussi complètement que possible les goudrons.
Comme résultat de la carbonisation, les particules intime ment mélangées de minerai et de houille sont fermement tenues ensemble par l'action agglutinante du coke formé dans l'opération de carbonisation.
Les agglomérés carbonisés étaient transférés. sans. perte notable de chaleur, de la cornue de -Ocrbonisa- tion à la cornue-de fusion verticale et introduite dans celle-ci à l'allure d'environ 160 kilos à intervalles d'une heure et demie Le chauffage de la cornue était contrôlé de manière à ne pas surchauffer la charge et il ne se for- mait pas de scorie non plus qu*il ne s'effectuait de' fusion des agglomérés* La température dans la chambre de chauffage
11 était d'environ 1250 à 1300 C..
Dans l'exemple parti- culier en question, la cornue.avait environ 7 mètres 60 centimètres de long (de haut) et était faite de sections de tube de carbofrax d'environ 38 centimètres de diamètre intérieur, 45 centimètres de longueur et 5 centimètres d'épaisseur de parafa
Les produits gazeux de la réaction, pour la ma- jeure partie des vapeurs de-zinc et de l'oxyde de carbone, avec de 0,4 % à 0,8 % d'anhydride carbonique, passaient à travers le condenseur, où les vapeurs de zina se conden- saient et se rassemblaient et d'où. on retirait périodi- quement le condensé* Malgré que le chargement était inder- mittent (toutes les heures et demies) l'opération dans son ensemble était continue, la cornue 10 étant toujours rem- plie d'une charge agglomérée subissant la réduction.
On
<Desc/Clms Page number 25>
retirait du bas de la cornue avant chaque opération de chargement* la quantité de résidus épuisés nécessaire pour le chargement subséquent d'environ 160 kil-os d'agglo- mérés fraisa Pour la majeure partie. ces résidus, à mesure quon les déchargeait conservaient leur forme briquetée originelle et étaient libres et non adhérents (ce que le métallurgiste en zinc appellerait un résidu sec).
La quan- tité de zinc contenue dans ces résidus se montait en moyen- ne à environ 2 ce qui représentait ainsi une élimination ou extraction d'environ 96 % du zinc total contenu dans le minerai originel* * 96 % du zinc éliminé ou extrait du minerai se condensait, et était receuilli sous la forme de zinc métallique en plaques, les 4 % restants étant, pour la plus grande partie, récupérables sous forme d'oxyde de zinc et de poudre bleuea
Des agglomérés carbonisés de matières zincifère et carbonisée conviennent particulièrement pour la réduc tion ou fusion dans une cornue verticale à travers laquelle la charge d'agglomérés passe progressivement, sensiblement sous l'action de la gravité seule.
Le mélange intime de matière zincifère et d'agent réducteur carbonacé est lié ensemble en un aggloméré (ou briquette) solide et cohérent par l'action liante du coke formé dans l'opération de carbonisation, Ces agglomérés carbonisés sont suffisamment solides pour résister aux forces d'attrition auxquelles ils sont soumis dans leur passage à travers la cornue verticale, sans brisement notable, et les avantages d'une charge agglomérée sont par cela même assurés, comme cela a été dit précédemment, dans tout le passage de la charge à travers la cornue* De plus des agglomérés carbonisés, lorsqu'ils sont faits convenablement, sont sensiblement désoxydés, spécialement lorsqu'ils sont chargés ,chauds, de l'appareil de carbonisation dans la chambre réductrice.
<Desc/Clms Page number 26>
Par "désoxydés" il faut entendre que les agglomérés, si on les place dans une chambre étanche aux gaz, pourvue seulement d'une sortie, et si on les chauffe à des tempé ratures de réduction du zinc, dégagent des gaz avec une teneur moyenne en anhydride carbonique (CO2)n'excédent pas 2 %.
L'appareil représenté aux figs. 3 et 4 comprend une sole mobile 35 , du type des transporteurs à plateaux, constituant le fond d'une chambre réductrice relativement longue, 36., de section rectangulaire* Cette chambre est incorporée dans une construction de four appropriée, 37 ; ayant un carneau de chauffage 38 s'étendant par-dessus la paroi supérieure 39 de la chambre réductrice* Des brûleurs 40 s'étendent, à travers la parois latérale (ou les parois latérales) de la structuré du four dans le carneau 38 et les produits de combustion, chauds, de ces brûleurs passent à travers ce carneau, à un conduit d'échappement 41 commu- niquant avec une cheminée 42.
Les plateaux du transporteur, à mesure qu'ils pénétrent dans la chambre réductrice en se mouvant dans la direction indiquée par les flèches, sont recouverts d'une couche appropriée de matière fine qui leur est livrée par une trémie 43 à l'extrémité du four où se fait l@ char- gement6 Les agglomérés sont chargés sur la couche de fines par une trémie d'alimentation 44 pourvue d'une cloche de chargement 45. A l'extrémité de sortie du four, une nou- velle quantité de matière fine est chargée, par une trémie 46. sur les résidus épuisés à mesure qu'ils émergent de la chambre réductrice.
Par ces moyens, conjointement avec les pressions de gaz régnant dans toute la longueur de la chambre réductrice, cette dernière est convenablement fermée pour assurer l'écoulement désiré de gaz
<Desc/Clms Page number 27>
engendrés dans la chambre vers un conduit de sortie de gaz 47 et empêcher la rentrée préjudiciable, dans la dite chambre, d*air ou d'autres gazo
La sortie de gaz 47 communique avec la partie supérieure de la chambre 36 , près de l'extrémité de charge- ment, et s'élève à travers le carneau 38 et la ou les cou- ches de matière réfractaire, 48, le recouvrant. L'extrémité supérieure du conduit de sortie de gaz 47 communique, par un passage horizontal,avec un condenseur pour les vapeurs métalliques, Les parties du conduit 47 qui s'étendent au- delà.
de 1* influence protectrice, pour la chaleur, de la structure de four sont recouverts d'une masse appropriée 55, de matière calorifuge telle que poussier de houille, poussière de coke, etc.*
Le condensiez? comprend une chambre rectangulaire 49, , en graphite, et une partie supérieure, ou tour, multi- cellulaire 50, en graphites La chambre 49 et la tour 50 sont noyées dans une masse, 51, de poussier de houille, de poussière de:
coke, ou de matière calorifuge équivalente, convenablement renfermée par une chemise en métal 52, Le dessus de la tour 50 est couvert par une hotte 53 dont le bord inférieur est enfoui dans la masse calorifuge 51 et qui présente, à sa partie supérieure, un orifice 54 à travers lequel les gaz d'échappement du condendeur d'en vont*
Dans la pratique de l'invention, l'appareil des figs. 3 et 4 fonctionne comme il suit :
Le transporteur à plateaux 35 se meut à une vitesse relativement lente dans la direction des flèches et, à l'extrémité de chargement du four, reçoit une couche de matière fine sur laquelle vient se superposer la charge agglomérée, La charge agglo- mérée remplit sensiblement la chambre réductrice 36. au- dessus du lit de matière fine, et est avancée progressivement
<Desc/Clms Page number 28>
à travers la chambre par le mouvement du transporteur 9. plateaux. De la chaleur est transférée et conduite du ciel chaud, ou paroi supérieure chaude,. 39 de la chambre réductrice dans la. charge agglomérée de la manière qui caractérise 1*invention et comme cela a été décrit en particulier ci-dessus.
Le mélange de vapeurs de zinc métallique et
EMI28.1
/la d*oxyde de carbone (résultant de/réduction -de la ,,E,rf matière zincifère contenue dans la charge agglomérée) passe de la chambre réductrice* à travers la sortie de gaz 47, dans le condenseur où sensiblement toutes les vapeurs de zinc métallique se condensent 'en zinc fondu, De temps à autre, on retire le zinc fondu du condenseur par une ouver- ture existant à la partie inférieure de la chambre 49 et communiquant.avec un tuyau 56 traversant la paroi latérale de la structure du four, Normalement, le trou de coulée existant dans la partie inférieure du condendeur est fermé par un bouchon interne, 57, assujetti à une tige 58 qui traverse un'bouchon externe 59, s*adaptant dans 1* extrémité du tuyau 56, et qui se prolonge au-delà de ce dernier,
bouchon*
Les résidus épuisés et les fines sont déchargés du transporteur à plateaux sur un cribla 60 à travers lequel les fines passent tandis que les agglomérés, sensi- blement non brisés dans leur passage à travers le four, glissent le lonJg du crible et sont emmenés d'une façon appropriée, La matière fine passant à travers le crible est ramenée aux trémies 43 et 46 suivant les besoins* Cette matière fine peut consister en des résidus épuisés prove- nant de charges travaillées précédemment Dans le fonc- tionnement normal du four, il passera à travers le crible 60 une quantité de fines suffisante, et même habituellement un peu plus que suffisante, pour satisfaire aux besoins
<Desc/Clms Page number 29>
des trémies à fines 43 et 46.
L'extrémité de décharge du four est renfermée par une chemise en tôle 61 et toute poussière. résultant de l'opération de déchargement eàt emmenée de la chemise 61à la cheminée 42.
On peut, pour mettre l'invention en pratique, employer divers Mélanges de charge* Ainsi, on a obtenu des résultats satisfaisants avec des mélanges de 10 à 50 %, en poids, d'agent réducteur carbonacé et de 90 à 50 %, en poids, de matière zincifère
Dans le travail de la charge agglomérée, les , composés de zinc qui se trouvent dans le minerai (ou autre matière zincifère) sont réduits en zinc métallique lorsque le carbone contenu dans l'agent réducteur carbonacé se combine avec l'oxygène des composés de zinc.
Les vapeurs de zinc métallique et l'oxyde de carbone résultants consti- tuent les produits gazeux de la réduction et c'est le passage de ces gaz, de leurs points de génération dans la charge à travers les agglomérés, vers le conduit de sortie de gaz de la chambre réductrice qui constitue le moyen -pour le transfert efficace de chaleur de la paroi chaude de la chambre à travers la charge* par des courants de gaz fortement chauffés se mouvant à une vitesse relativement grande,
Il est désirable que les produits gazeux de la réduction, sortant de la chambre réductrice, soient de l'oxyde de carbone et des vapeurs de zinc relativement purs et, pour cette raison,
il est désirable de maintenir à l'intérieur de la chambre réductrice une atmosphère strictement réductrice* Une caractéristique de linvention est que le produit-gazeux sortant de la chambre réductrice contient des vapeurs de zinc métallique capables d'être directement et économiquement condensées en zinc Par "ca- pables d'être directement condenséesen zinc", il faut
<Desc/Clms Page number 30>
entendre que, si le produit gazeux est conduit directe- ment (et sans.
traitement intermédiaire ) de la chambre réductrice dans un ou plusieurs condenseurs du type actuel de ceux des fours à zinc à cornues, au moins 60 % des vapeurs de zinc contenues dans le produit gazeux sera condensé en zinc Par *capables d'être économiquement condensées en zinc", il faut entendre la condensation en zinc d'au moins 60 % des vapeurs de zinc métallique conte- nues dans le produit gazeux, avec un nombre -raisonnable de condenseurs, du type actuel de ceux des cornues à zinc, par tonne de métal condensé, dans un temps donnéeIl va sans dire,naturellement,
que 1*on a fait ici usage de ce langage simplement pour décrire les qualités du produit gazeux et sans intention de vouloir faire entendre néces- sairement que les vapeurs de zinc: métallique sont, dans la. mise en pratique de 1* invention, réellement condensées en zinc, car, comme cela a été dit précédemment, les vapeurs de zinc métallique contenues dans le produit gazeux sortant de la chambre réductrice peuvent, si on le désire, être condensés sous forme de poussière de zinc ou de poudre bleue, ou être brûlées ou oxydées en oxyde de zinc pour la peinture,
dans le cas où l'on désire fabriquer des produits de zinc plutôt que du zinc même*
Bien qu*il soit préférable d'employer des agglo- mérés de matière zincifère et d'agent réducteur carbonacé mélangés, les principes de l'invention peuvent être avantageusement appliqués à une charge agglomérée poreuse faite d'agglomérés de matière zincifère et d'agglomérés d'agent réducteur* C'est ainsi, par exemple, que la matière zincifère peut être agglomérée par frittage et que l'agent réducteur carbonacé peut être aggloméré par carbonisation et que les agglomérés frittes et le coke résultants peuw
<Desc/Clms Page number 31>
vent être chargés dana la chambre réductrice d'une manière appropriée quelconque* Ainsi,
¯la. matière zincifère frittée et 1* agent réducteur carbonisé ou réduit en cake peuvent , être mélangés en- proportions appropriées et chargés dans la chambre réductrice ; ou bien l'on peut charger des cou- ches, alternantes de ma.'Sère zincifère frittée et d'agent réducteur réduit en coke* Il va sans dire que l'on peut faire autrement des agglomérés distincts de matière zinci- fère et des agglomérés distincts d'agent réducteur et les charger dans la chambre réductrice pour former la charge agglomérée poreuse caractéristique de l'invention.
EN RESINE, 1* invention comprend :
Un procédé de réduction de matières zincifères dans lequel une charge d'agglomérés de matière zincifère et d'agent réducteur est passée progressivement à travers une chambre réductrice et chauffée à une température suf- fisamment élevée pour réduire les composés de zinc et volatiliser le zinc métallique résultant, procédé essen- tiellemen caractérisé par le fait que les agglomérés passent à travers la chambre réductrice sans brisement notable et sans scorification ni fusion et que la charge agglo- mérée, dans son ensemble ,
possède une porosité telle que le transfert dechaleur de la paroi chaude de la chambre réductrice à travers la charge agglomérée est effectué en grande partie par des courants de gaz chauds passant à travers les vides de la charge agglomérée vers la sortie de gaz de la chambre réductrice, ledit procédé ¯pouvant d'ailleurs être caractérisé, en outre, par un ou plusieurs des points suivants :
a) Les agglomérés ont une forme et une grosseur telles qu'aucune partie d'un aggloméré ne se trouve à plus de dix centimètres de la surface de celui-ci et la porosité
<Desc/Clms Page number 32>
de la charge agglomérée dans son ensemble est sensiblement uniforme et favorable au passage des gaz tantôt dans un sens et tantôt dans l'autre entre la paroi chaude de la chambre et le centre ou coeur de la charge et n'est pas moindre que l'équivalent de la porosité d'une charge similaire de sphères de 25 millimètres b) Les agglomérés sont formés en carbonisant un mélange de matière zincifère et d'agent réducteur carbonacé.
0). -La charge poreuse consiste en agglomérés frittes de matière zincifère et en agglomérés réduits en coke de matière carbonacéea d) L'agent réducteur est une houille grasse bitumeuse e) On introduit les agglomérés dans la chambre réductrice sans refroidissement notable après la carboni sation, le frittage on autre opération d'agglomération.
f) Les vapeurs de zinc métallique contenues dans le produit gazeux retire de la chambre réductrice sont capables d'être directement et économiquement condensés en zincs g) La chambre réductrice est relativement longue dans la direction de la progression de la charge, et de capacité réductrice relativement grande et on la fait fonctionner d'une manière sensiblement continue en'en déchargeant les résidua épuisés à mesure que c'est nécessai- re pour y charger des agglomérés fraiss h) La chambre réductrice est sensiblement ver- ticale et la charge agglomérée progresse à travers elle principalement sous l'action de la gravités i)Les résidus épuisés @échargés de la chambre réductrice sont pour la majeure partie, encore sous la forme d'agglomérés.
<Desc/Clms Page number 33>
j) les vapeurs de zinc métallique rétirées de la chambre réductrice sont soumises à un traitement approprié pour la production du produit (zinc, poussière de zinc ou oxyde de zinc) désirée
EMI33.1