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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR RECUPERER LE ZINC PAR FUSION A PARTIR DE
DECHETS ET PRODUITS INTERMEDIAIRES CONTENANT DU ZINC METALLIQUE,'
Selon un procédé connu on récupère le zinc métallique à partir de déchets et produits intermédiaires provenant de la production et du traitement du zinc, tels que la poussière de zinc, le trass, les crasses, les copeaux, etc..., cela sans les soumettre à nouveau à un traitement métallurgique et à une distillation, mais en les traitant dans un four à tambour en fonte muni intérieurement d'une maçonnerie protectrice bonne conductrice de chaleur, four que l'on chauffe de l'extérieur et où la température de service n'atteint que quelques degrés au-dessus du point de fusion du zinc et se situe tout au plus à 450 C.
En raison de ces conditions de fonctionnement, ce procédé pré- sente des défauts qui augmentent son coût;, réduisent la durée utile du four, élèvent les frais d'installation et d'exploitation et restreignent son do- maine d'application.
Le procédé selon l'invention, lequel utilise également un four mo- bile, par exemple le four à tambour répandu dans la métallurgie, fonctionne dans d'autres conditions, en partie opposées à celles énumérées ci-dessus, et atteint un meilleur effet métallurgique que le procédé connu, cela dans une installation plus simple, sensiblement moins coûteuse, avec des frais d'ex- ploitation notablement réduits et en un temps plusieurs fois plus court, tout en fournissant un rendement plus élevé.
Le procédé selon l'invention consiste en ce que les matières de départ métallifères sont chargées, autant que possible immédiatement après leur formation, à l'état encore chaud, dans le four réchauffé intérieurement, que le four est mis en mouvement immédiatement après l'obturation de son ou- verture de chargement,et que la fusion s'opère à des températures qui dépas- sent notablement le point de fusion du métal, de préférence à 700 -800 C. La formation des gouttelettes de métal et leur agglomération se produisent alors de la manière connue, à l'abri de l'air, par frottement et échauffement.
Ce- pendant,chacune des mesures proposées convient particulièrement pour accélé- rer notablement le procédé et améliorer celui-ci en ce sens que le caractère
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économique de l'ensemble est considérablement amélioré par l'utilisation de la chaleur éventuellement déjà contenue dans les matières de départ chargées dans le four, par l'élévation du rendement thermique, ainsi que par la sup- pression d' intervalles de temps inutiles.Comme le métal appelé à être fondu acquiert une plus grande fluidité par le chauffage à des températures qui dé- passent notablement son point de fusion, fluidité qui facilite la condensa- tion et l'agglomération des gouttes de métal,cette disposition à elle seule assure déjà une économie de temps considérable.
Lorsqu'on emploie des char- ges froides, le four utilisé conformément à l'invention pour l'exécution de ce procédé est chauffé en outre au cours du processus de fusion, d'une maniè- re simple et efficace,par le même dispositif de chauffage qui a déjà servi à son réchauffage.
La récupération du métal peut être favorisée, selon l'invention, par des additions convenables, telles que sel ammoniac, sel de cuisine, car- bone, poussière d'aluminium, etc. ou par des mélanges de substances analo- gues, lesquelles rétablissent des conditions réductrices dans le laboratoire ou élèvent la température par la chaleur de réaction, favorisant ainsi la sé- paration du métal par fusion.
Selon l'invention, on emploie pour l'exécution du procédé un four à tambour en fer, muni d'une couche isolante et d'une couche plus épaisse de maçonnerie réfractaire, qui protège la couche isolante du côté intérieur du four. Un tel four à tambour est chargé par intermittence, au fur et à mesure de la formation des matières métallifères, jusqu'à ce que l'espace intérieur du tambour soit rempli à peu près à moitié. Selon l'invention, le tambour est chauffé directement ou indirectement avant le remplissage, à savoir à l'aide d'un dispositif de chauffage convenable passant à travers une ouverture de chargement centrale, par exemple un brûleur pivotant à gaz ou à huile, cela à .une température notablement supérieure au point de fusion du métal récupé- ré.
Pour la fusion du zinc, cette température est d'environ 700 -800 C. L' ouverture centrale de chauffage et de chargement peut être obturée herméti- quement soit au moyen d'un couvercle avec soupape de sureté, soit à l'aide d' un joint solidaire du dispositif de chauffage, Le tambour possède avantageu- sement des dimensions telles qu'il présente une surface de rayonnement mini- mum pour une capacité maximum, c' est-à-dire que son diamètre est à peu près égal à sa longueur.
Le dessin ci-joint représente un four à tambour pouvant être uti- lisé par exemple pour l'exécution du procédé d'après l'invention.
La figure 1 est une coupe longitudinale du four.
La figure 2 est une élévation antérieure du four avec son disposi- tif de chauffage.
La figure 3 est une coupe longitudinale du four avec un autre dis- positif de chauffage.
Le four à tambour, formé par l'enveloppe en tôle 1, et les parois en bout 2,3, est monté sur des galets et- des bagues de roulement 4 et est en- traîné à rotation à l'aide d'une roue dentée prévue sur la périphérie du tam- bour, ou par un arbre 5, depuis un système de commande réglable. La face in- terne du tambour porte sur toute sa superficie un revêtement constitué par une couche isolante 6 et recouvert lui-même d'une couche épaisse de maçonnerie ré- fractaire 7. Selon l'invention, ce garnissage du four est porté à une haute température par réchauffage, il sert d'accumulateur de chaleur au cours de l' opération.
La paroi en bout du four, opposée à l'arbre 5, présente les ouvèr- tures de service nécessaire. L'ouverture de chauffage et de chargement 8 se trouve au centre de cette paroi. Le trou de coulée 9 est prévu immédiatement au-dessus de la sole du four afin de permettre une sortie complète du métal fondu. Dans la partie supérieure de la même paroi se trouve le trou d'évacua- tion 10 pour les scories exemptes de métal, obturé par un tampon réfractaire 11 ou analogue. Ce tampon, de même que l'obturateur réfractaire 12 pour l'ou-
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verture de chauffage et de chargement 8 est serti dans 'un manchon de tôle, dont le rebord forme joint avec la paroi en bout du four. Le trou de coulée
9 pour le métal est fermé par un bouchon d'argile, comme il est connu en soi.
L'obturateur 12, qui ferme l'ouverture centrale de chauffage et de chargement, est muni d'un raccord 13, sur lequel on peut visser soit une sou- pape de sûreté réglable, soit un tube avec trémie de remplissage.On peut alors introduire dans le four par ce tuyau, de l'air ou d'autres gaz, ainsi'que des matières liquides ou solides qui exercent un effet oxydant ou réducteur sur la charge. De cette façon, une partie du zinc métallique par exemple peut'ê- tre brûlée en vue de l'élévation de la température, ou bien, on peut exercer un effet réducteur sur les oxydes métalliques de la charge par l'introduction, de la poussière d'aluminium.
Grâce à l'ouverture centrale 8 de la paroi en bout 3 du four les dispositifs de chauffage les .plus divers peuvent pénétrer dans le tambour mê- me lorsque celui-ci tournepar exemple un dispositif de chauffage électrique ou un brûleur à gaz ou à huile. La figure 2 qui est une vue d'élévation de la paroi en bout 3, montre à titre d'exemple, le réchauffage de la couche réfrac- taire 7 par un brûleur pivotant Il+, qui pénètre en porte-à-faux dans le four tournant, sans participer à la rotation de celui-ci. Après le réchauffage, le brûleur 14 est ramené par pivotement à la position indiquée en pointillés, après quoi on ferme l'ouverture 8 et l'on imprime un mouvement rotatif au tam- bour.
Comme montré dans la variante de la figure 3, le tambour peut être chauffé indirectement à l'aide d'un tube à rayonnement 15 en acier résistant aux.hautes températures. Le tube d'acier est disposé en porte-à-faux dans le laboratoire du tambour et est monté, avec le brûleur 16 et le tube 17 à gaz brûlés, sur un chariot 18. La chicane 19 du tube 15 fait dévier les gaz de chauffage dans le tube et les dirige vers le tube d'évacuation 17. Le tube ra- diateur et le brûleur sont insérés dans le tambour en rotation à contact her- métique assuré par une manchette 20 ou analogue.Le mode de chauffage du tam- bour, représenté' dans la figure 3, peut, être surtout avantageux pour le ttrai- tement d'une charge froide, vu que dans ce cas., la chaleur accumulée dans la maçonnerie du four peut être insuffisante.
La commande du four à tambour est assurée par un engrenage régula- tour réversible, de telle façon que la vitesse de rotation du tambour puisse être réglée entre 4 et 40 tours. Le four lui-même repose sur un châssis soli- de, lequel peut être mobile au besoin.
Avec ce dispositif, le procédé de récupération de zinc par fusion selon l'invention peut être exécuté corme suit:
Le four à tambour est placé dans une position telle par rapport aux fours à zinc en service qu'il puisse être atteint avec le maximum de facilité depuis un nombre élevé de moufles. Lors du filage du zinc,on obtient des pro- duits intermédiaires sous la forme de trass et de poussière,qui conviennent à la récupération par fusion,et que l'on recueille dans des récipients calori- fugés, afin de les protéger autant que possible contre les pertes de chaleur par rayonnement. Ces récipients servent à charger les matières de départ dans le four à tambour, lequel est réchauffé à 8000 environ.
Après que le tambour a été rempli ainsi juqu'à la moitié, on ferme l'ouverture de chargement 8 par l'obturateur 12 et l'on fait tourner le four. Après que celui-ci aura tourné pendant quinze minutes environ, la totalité du métal sera séparée, de sorte que le métal pourra être soutiré par le trou de coulée 90 On fait tourner en- suite le tambour jusqu'à ce que l'ouverture 10 de la paroi frontale du four vienne se placer en bas et l'on retire rapidement du four à l'aide d'un râble, les résidus exempts de métal. Après avoir obturé les ouvertures 9 et 10, on peut introduire une nouvelle charge.
Lorsqu'on charge des matières de départ chaudes le four peut trai- ter deux à trois charges sans réchauffage. Dans le cas de charges froides, cha- que réchauffage suffit pour une seule chargea La soupape de sûreté prévue sur l'obturateur 12 permet de traiter des matières initiales métalliques humides ou contenant du chlore.
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Le dispositif selon l'invention convient en outre particulièrement pour la fusion, à l'abri de l'air, de copeaux fragmentés de zinc ou d'alliage de zinc.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour récupérer le zinc par fusion à partir de déchets et de produits intermédiaires contenant du zinc métallique, dans un four fer- mé et mobile, caractérisé en ce que les matières de départ métallifères sont chargées autant que possible, immédiatement après leur formation et à l'état encore chaud,dans un four réchauffé intérieurement en ce que le four est mis en mouvement immédiatement après l'obturation de-son ouverture de chargement, et en ce que la séparation du métal par fusion s'opère à des températures qui dépassent notablement le point de fusion du métal, de préférence à une tempé- rature d'environ 7000 à 800 c.
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METHOD AND DEVICE FOR RECOVERING ZINC BY FUSION FROM
WASTE AND INTERMEDIATE PRODUCTS CONTAINING METAL ZINC, '
According to a known process, metallic zinc is recovered from waste and intermediate products originating from the production and treatment of zinc, such as zinc dust, trass, grime, shavings, etc., without them. subject again to a metallurgical treatment and to a distillation, but by treating them in a cast iron drum furnace provided internally with a protective masonry good conductor of heat, furnace which is heated from the outside and where the temperature of service only reaches a few degrees above the melting point of zinc and is at most 450 C.
Due to these operating conditions, this process has faults which increase its cost, reduce the useful life of the furnace, increase installation and operating costs and restrict its field of application.
The process according to the invention, which also uses a mobile furnace, for example the drum furnace widely used in metallurgy, operates under other conditions, in part opposite to those listed above, and achieves a better metallurgical effect. than the known process, this in a simpler installation, significantly less expensive, with significantly reduced operating costs and in a time several times shorter, while providing a higher yield.
The process according to the invention consists in that the metalliferous starting materials are charged, as far as possible immediately after their formation, in the still hot state, into the internally heated furnace, that the furnace is set in motion immediately after the its loading opening, and the melting takes place at temperatures which significantly exceed the melting point of the metal, preferably 700 -800 C. The formation of metal droplets and their agglomeration occurs then in the known manner, away from the air, by friction and heating.
However, each of the proposed measures is particularly suitable for speeding up the process significantly and improving it in the sense that the
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The economy of the assembly is considerably improved by the use of the heat possibly already contained in the starting materials charged to the furnace, by the increase in thermal efficiency, as well as by the elimination of unnecessary time intervals. As the metal which is to be melted acquires greater fluidity by heating to temperatures which notably exceed its melting point, a fluidity which facilitates the condensation and agglomeration of the metal drops, this arrangement alone ensures already a considerable saving of time.
When using cold charges, the furnace used in accordance with the invention for carrying out this process is further heated during the melting process, in a simple and efficient manner, by the same device. heating which has already been used for reheating.
The recovery of the metal can be promoted, according to the invention, by suitable additions, such as ammonia salt, cooking salt, carbon, aluminum dust, etc. or by mixtures of like substances, which re-establish reducing conditions in the laboratory or raise the temperature by the heat of reaction, thus promoting the separation of the metal by fusion.
According to the invention, for carrying out the method, an iron drum furnace is used, provided with an insulating layer and a thicker layer of refractory masonry, which protects the insulating layer on the inside of the furnace. Such a drum kiln is charged intermittently, as the metalliferous materials are formed, until the interior space of the drum is about half full. According to the invention, the drum is heated directly or indirectly before filling, namely by means of a suitable heating device passing through a central loading opening, for example a swiveling gas or oil burner, this at a temperature significantly above the melting point of the recovered metal.
For melting zinc, this temperature is approximately 700 -800 C. The central heating and charging opening can be sealed off either by means of a cover with safety valve, or by means of 'a gasket integral with the heating device. The drum advantageously has dimensions such that it has a minimum radiating surface for a maximum capacity, that is to say that its diameter is approximately equal to its length.
The accompanying drawing shows a drum kiln which can be used, for example, for carrying out the process according to the invention.
Figure 1 is a longitudinal section of the oven.
Figure 2 is a front elevation of the furnace with its heater.
Figure 3 is a longitudinal section of the oven with another heating device.
The drum kiln, formed by the sheet metal casing 1, and the end walls 2,3, is mounted on rollers and rolling rings 4 and is rotated by means of a wheel toothed provided on the periphery of the drum, or by a shaft 5, from an adjustable control system. The internal face of the drum has over its entire surface a coating consisting of an insulating layer 6 and itself covered with a thick layer of refractory masonry 7. According to the invention, this lining of the furnace is brought to a height. high temperature by reheating, it serves as a heat accumulator during operation.
The end wall of the furnace, opposite the shaft 5, has the necessary service openings. The heating and charging opening 8 is located in the center of this wall. The tap hole 9 is provided immediately above the bottom of the furnace in order to allow complete exit of the molten metal. In the upper part of the same wall is the discharge hole 10 for the metal-free slag, closed by a refractory pad 11 or the like. This buffer, as well as the refractory obturator 12 for the opening
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The heating and charging structure 8 is crimped into a sheet metal sleeve, the rim of which forms a joint with the end wall of the furnace. The taphole
9 for metal is closed with a clay plug, as is known per se.
The shutter 12, which closes the central heating and loading opening, is fitted with a connector 13, onto which either an adjustable safety valve or a tube with a filling hopper can be screwed. introducing into the furnace through this pipe, air or other gases, as well as liquid or solid materials which exert an oxidizing or reducing effect on the load. In this way, a part of the metallic zinc, for example, can be burnt with a view to raising the temperature, or else, a reducing effect can be exerted on the metallic oxides of the filler by the introduction of the charge. aluminum dust.
Thanks to the central opening 8 in the end wall 3 of the furnace, the most diverse heating devices can enter the drum even when the latter is rotating, for example an electric heating device or a gas or oil burner. . Figure 2 which is an elevation view of the end wall 3, shows by way of example the heating of the refractory layer 7 by a pivoting burner II +, which cantilevered into the furnace. rotating, without participating in the rotation thereof. After reheating, the burner 14 is returned by pivoting to the position indicated in dotted lines, after which the opening 8 is closed and a rotary movement is imparted to the drum.
As shown in the variant of Figure 3, the drum can be heated indirectly using a high temperature resistant steel radiation tube 15. The steel tube is cantilevered in the drum laboratory and is mounted, with the burner 16 and the flue gas tube 17, on a carriage 18. The baffle 19 of the tube 15 deflects the gases from heating in the tube and directs them to the discharge tube 17. The radiator tube and the burner are inserted into the rotating drum with a hermetic contact provided by a sleeve 20 or the like. The bulk, shown in Figure 3, may be especially advantageous for the treatment of a cold load, since in this case the heat accumulated in the masonry of the furnace may be insufficient.
The drum furnace is controlled by a reversible regulating gear, so that the speed of rotation of the drum can be adjusted between 4 and 40 revolutions. The oven itself rests on a solid frame, which can be movable as needed.
With this device, the process for recovering zinc by melting according to the invention can be carried out as follows:
The drum furnace is placed in such a position with respect to the zinc furnaces in use that it can be reached with maximum ease from a large number of muffles. In the spinning of zinc, intermediate products in the form of trass and dust are obtained, which are suitable for recovery by melting, and which are collected in heat-insulated containers, in order to protect them as much as possible. against heat loss by radiation. These containers are used to load the starting materials into the drum kiln, which is heated to about 8000.
After the drum has been filled in this way up to half, the loading opening 8 is closed by the shutter 12 and the oven is rotated. After this has rotated for about fifteen minutes, all of the metal will be separated, so that the metal can be drawn off through the taphole 90 The drum is then rotated until the opening 10 the front wall of the oven is placed at the bottom and the residue free of metal is quickly removed from the oven using a squeegee. After having closed the openings 9 and 10, a new load can be introduced.
When loading hot starting materials the furnace can process two to three loads without reheating. In the case of cold loads, each reheating is sufficient for a single load. The safety valve provided on the shutter 12 makes it possible to treat wet initial metallic materials or those containing chlorine.
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The device according to the invention is also particularly suitable for melting, protected from air, fragmented chips of zinc or zinc alloy.
CLAIMS.
1.- Process for recovering zinc by melting from waste and intermediate products containing metallic zinc, in a closed and mobile furnace, characterized in that the metalliferous starting materials are charged as much as possible, immediately after their formation and in the still hot state, in an internally heated furnace in that the furnace is set in motion immediately after the closure of its loading opening, and in that the separation of the metal by melting takes place at temperatures which significantly exceed the melting point of the metal, preferably at a temperature of about 7000 to 800 c.