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BREVET D' INVENTION " Procédé et dispositif pour calciner le lithopone "
Pour calciner les lithopones on emploie en général des fours à moufle agec moufle horizontal dans lesquels la hauteur de la chambre est de quelques 50 à 70 centimètres.Dans cette chambre on introduit une couche de matière brute d'une hauteur de 30 à50 cm, de manière à laisser encore au dessus de la matière ,un espace vide d'au moins 20 cm. de hauteur. Le lithopone est calciné dans ce moufle pendant deux heures. Pendant ce temps la couche de matière doit être retournée à plusieurs reprises à la main , à l'aide de râ teaux . A cet effet, il est évident que la chambre doit être ouverte ,d'où il résulte , que l'espace vide relativement grand se remplit d'air et que des parties de la matière calcinée s'oxydent , de sorte qu'il se produit de l'oxy - -de de zinc.
De même, avec des matières brutes salines, des pettes se produisent dans ce changement d'atmosphère , par suite de la formation de chlorure de zinc. De plus le procédé nécessite une main d'oeuvre qualifiée pour le
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retournement , ce qui n'empêche pas que le produit final soit surcalciné à certains endroits , tandis que d'autres sont insuffisamment calcinés. On obtient des résultats plus réguliers par @alcination au four rotatif , mais dans celui-ci, la matière en calcination ne remplit qu'environ un centième de l'espace de calcination .
Il en résulte une perte relativement plus grande par formation de produits volatils d'oxydation ou de décomposition ,parce qu'il se dégage , par exemple , de la vapeur de chlorure de zinc , jusqu'à ce que l'espace au-dessus de la matière en calcination , soit saturé de vapeur de chlorure de zinc . En outre , on n'arrive pas non plus dans ce four, à réaliser une régularité absolue de la durée de calcination ce qui 9 com me on a pu l'établir, est exigé , pour la fabrication d'un lithopone de valeur .L'expérience montre , que dans le four rotatif ,les parties plus grossières de la matière brute , devancent les plus fines de sorte que le e produit sortant du tambour rotatif , constitue un mélange de telles parties,
dont les unes sont trop fortement calcinées et dont les autres n'ont subi qu'une durée de calcination insuffisante . Par sa rotation , le tambour ro- tatif donne encore lieu à un dégagement de poussière des plus indésirables.
Finalement , on connaît encore un procédé , dans lequel la calcination s'effectue dans des cornues verticales 9 qui pour une hauteur d'environ 7 , 5 mètres, présentent un diamètre de 25 cm., et au travers desquelles le li thopone est eonduit de haut en bas , en un courant ininterrompu . Des essais effectués avec des installations de ce genre ,ont montré qu'elles ne sont pas utilisables pour toutes les matières premières . Des matières brutes particulièrement salines , s'agglomèrent aux parois de cette cornue et ne descendent pas plus avant .
De plus, avec d'autres matières premières , il se fait , que la matière qui se trouve contre la paroi de cette cornue , est plus fortement calcinée que celle qui se trouve dans le noyau de la cornue ,
On peut admettre que l'agglomération aux parois intérieures de ces cornues , doit être attribuée aux mètres 50 de hauteur de la colonne de matière . Le fait de l'inhomogénéité entre les parties du noyau et celles
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des parois , montre bien que pendant le passage au travers de la cornue il ne se produit pas de mélangeage notable de la matière.
L'invention a pour but d'éviter les inconvénients des dispositifs con- nus et de réaliser un four de calcination qui , tout en étant de construction simple , assure la production d'un lithopone de valeur régulièrement cal- ciné. L'invention consiste essentiellement , en ce que le processus de calcination est effectué dans des moufles de faible hauteur , complétement rem- plis , dont l'inclinaison sur l'horizontale correspond à peu près à l'angle de talutage naturel des lithopones à calciner . Comme dans les installations connues à cornues verticales. les lithopones bruts sont introduits de façon continue à l'extrémité supérieure ,tandis que les lithopones calcinés sont égacués de façon continue par le dessous.
L'emploi d'un support approprié présente l'avantage que , tout comme dans les cornues verticales , l'avancement des lithopones au travers des moufles , peut s'effectuer par la pesanteur , c'est-à-dire sans intervention de main d'oeuvre , On peut ainsi se dispenser de l'espace libre de calcination au dessus de la matière ,qui est requis dans les moufles horizontaux et , par conséquent , réduire notablement les pertes résultant de la formation d'oxyde et de chlorure de zinc.
Par suite de la faible hauteur des moufles , on peut se dispenser également du retournement à l'aide de rateaux, lorsque les moufles sont chauffés des deux côtés.D'autre part, on évite ainsi de plus l'inconvénient principal des cornues verticales , parce que les patticules inférieures de la matière , ne doivent supporter que la pression d'une çouche correspondante à la matière qui s'y trouve verticalement superposée , c'est-à-dire correspondante à la largeur du moufle divisée par le cosinus de l'angle d'incli naison par rapport à l'horizontale.
Les lois valables pour les liquides , dans lesquelles seule la hauteur totale et non l'inclinaison de la colonne liquide , est prise en considération , ne'sauraient intervenir dans les mélanges granulaires et ce ,uniquement déjà du fait , qu'une surface dont l'inclinaison correspond à l'angle de talutage naturel , ne se maintient que
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pour autant que des particules sont enlevées par le dessous et que le courant de matière s'étale à nouveau, en reformant un talutage de même angle.
Il est particulièrement avantageux , de réaliser , dans de tels moufles inclinés , une arrivée et une évacuation continues de la matière traitée . Contrairement aux cornues verticales ,dans lesquelles il ne s'effectue qu'un déplacement d'une colonne de matière invariable en elle-même , il se produit dans les moufles utilisés selon l'invention , un retournement constant de la charge , qui est beaucoup plus efficace que celui que l'on obtient à la main dans les cornues horizontales.
Le dessin joint aun présent mémoire, montre quelques exemples d'exécution du four de calcination , qui sont @ appropriés à l'exécution du procédé décrit.
Fig. I montre en coupe , vu de côté , un four simple de calcination , selon 1'invention,
Fig. II montre le même four de face.
Fig. III , IV et V , montrent en coupe latérale d'autres formes d'exécution du four de calcination selon l'invention.
Dans la Fig. I , la chambre du moufle est désignée par I, tandis que ses parois sont désignées par 2. La largeur du moufle peut s'étendre sur toute la largeur du four de calcination (voir Fig. 2) , tandis que l'écartement des deux parois 2 , ne comporte qu'environ IO cm. et, éventuellement , encore moins. Ce moufle est incliné sur l'horizontale , de telle sorte que la matière à calciner puisse s'y déplacer sous l'action de son propre poids.
D'autre part, le moufle ne peut cependant pas se trouver dans la verticale pour qu'une trop forte pression ne puisse être exercée sur les parties inférieures du remplissage. L'angle d'inclinaison , correspond de
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1c.cJ:u.1t fi. l préférence à l'angle de talutage de la matière à calciner , ou est un peu plus grand , pour assurer de toute façon , une traversée automatique.
Les plaques de paroi 2 , peuvent , comme indiqué ,être constituées en chamotte ou analogue ou encore , en un métal approprié à cet effet , tel que la fonte de fer chromée ou l'acier chromé. Sur la face extérieure des deux plaques 2 , se tunuve la chambre de chauffe 3 , de sorte que le moufle est chauffé de deux côtés, Comme indiqué, le chauffage peut s'effectuer au moyen de gaz s'échappant des tuyères 4 ,quoique le four puisse être construit également pour d'autres modes de chauffage suivant
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que l'on désire , par exemple , pour le chauffage électrique , le chauffage à l'huile ou au bain de sels fondus.
En 5 , se trouve le canal d'évacuation , par lequel les gaz de la combustion sont évacués à l'air libre ou pour une autre utilisation.Vers l'extérieur , les chambres de chauffe sont fermées par une couche isolante 15. La chambre de calcination I , losqu 'elle est en service , est fermée à sa partie inférieure par une fermeture 7 tandis qu'à la partie supérieure ,on peut prévoir un canal d'évacuation 8 , pour le gaz qui se dégage . En service ,la chambre est complètement remplie de matière brute. Par suite de l'application de l'angle d'inclinaison à l'angle de talutage , et après ouverture de la fermeture du fond 7 , le lithopone s'écoule dans la cuve de refroidissement 43 , sans l'intervention d'outils , qui, du reste , seraient à peine utilisables dans l'étroite chambre.
D'autre parts lors de la fermeture du clapet du fond ,la pression exercée sur la matière inférieure n'est pas celle qui correspond à la hauteur totale de la colonne de charge ,mais , par suite du frottement intérieur de la matière qui, malgré le kalotage naturel ,empêche néanmoins le glissement après que ce talutage a été réalisé , la pression qui intervient ne dépasse pratiquement que de peu , celle correspondante à la largeur du moufle suivant la verticale, c.à.d. que dans la Fig.I , par exemple ,elle correspond tout au plus à la pression d'une colonne de matière d'environ 15 cm. de hauteur.
Etant donné que la largeur de la chambre de calcination ne comporte environ que 10 cm , que la chambre est complétement remplie et est chauffée des deux côtés , la chaleur de chaque paroi ne doit traverser qu'environ 5cm, donc beaucoup moins que dans n'importe quelle construction connue , de sorte que dans cette forme d'exécution , on assure déjà une calcination homogène extrêmement régulière ,sans s'exposer au danger d'une agglomération . On obtient encore une plus grande régularité en faisant passer le lithopone de façon continue dans la chambre de calcination.
Dans ce but , on prévoit de préférence, dans le dessus ,un dispositif distributeur 9 ,connu en lui-même et dans le dessous , un dispositif de décharge continue, Dans ce fonctionne-
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nement continu, il se fait que non seulement les différentes intensités de chauffe des différentes hauteurs de couche s'équilibrent , parce que toute particule de matière première brute traverse toute la longueur de la chambre pendant la calcination mais aussi parce que les différences de chauffage pouvant encoie se présenter entre les parties de paroi et l'intérieur ,sont annulées du fait que , grâce à l'inclinaison sur la verticale , il se produit, lors du glissement , un mélangeage de la charge, Les dispositifs de distribu- tion 9 ,et de décharge 10 ,
sont avantageusement couplés mécaniquement de fa- çon connue , afin d'assurer qu'une égale quantité de matière soit toujours introduite et évacuée.
Fig. III montré un four à deux chambres II , qui se rejoignent à l'en- droit du chargement et sont alimentés par un dispositif de distribution 12 commun. Les deux chambres sont ainsi inclinées l'une vers l'autre en forme de toit, l'évacuation étant effectuée par deux dispositifs de décharge 13,14 séparés. A l'extérieur , les deux moufles sont à nouveau entourés de chambres de chauffe et les dites chambres peuvent être notamment subdivisées par des cloisons 44,45 et 46 ,de telle façon qu'il se produise des compartiments dis- tincts, Par exemple, les gaz de chauffage peuvent être conduits de telle ma- nière , qu'à la suite les uns des autres , leurs courants traversent les com- partiments inférieurs 47,48, 49, et ensuite ,en sens inverse ,les comparti- monts supérieurs 50,51,52.
De cette façon le chauffage le plus faible de la @ partie inférieure de la cornuevest équilibré par le chauffage plus fort d@ sa partie supérieure.
Fig. IV montre une forme d'exécution , qui est essentiellement appro- priée à la marche continue et présente l'avantage du par peu d'encombrement .
Cette forme d'exécution contient trois moufles I6;I7;I8 raccordés en forme de zig-zag , qui sont entourés de chambres de chauffe I9,20,2I,22,23,24, présen- tant les zig-zags correspondants.
Finalement , Fig. V montre une forme d'exécution , qui est essentiel- lement destinée au régime discontenu et dans lequel une pleine charge est chaque fois calcinée et totalement évacuée à la fin de la durée de calicnation.
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On superpose ici une pluralité de moufles paralléles 31,32,33,34., qui sont fermés aux extrémités inférieures par des portes 35,36,37,38, tandis que leur extrémité supérieure est exécutée en forme d'espace d'entonnoir de remplissage 39,40,41,42 . Les moufles sont entourés des deux côtés de chambres de chhuffe 26,27,28,29,30 , ce qui donne l'avantage de faire servir les deux surfaces principales des chambres de chauffe 27,28,29, comme surfaces de transmission de la chaleur, les$ pertes de chaleur étant ainsi notablement réduites. L'invention peut-être modifiée dans ses différents détails , tout en restant dans le cadre de son principe . Ainsi , différents moufles ,peuvent encore âtre combiné sous d'autres formes que celles décrites au présent mémoire,
Revendications.
I) procède pour calciner le lithopone, caractérisé é en ce que la calcination est effectuée dans des moufles inclinés , complètement remplis et de faible hauteur (environ IO cm.), dont l'inclinaison sur l'horizontale correspond à peu près à l'angle de talutage naturel de la charge.