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PROCEDE ET DISPOSITIF DE PREPARATION DE POUSSIERE DE ZINC DE.TRASS ET DE
CORPS, CONTENANT DE L'OXYDE DE ZINC.
Dans la distillation du zinc une partie du zinc se présente sous forme de poussière de zinc et de trasso La poussière de zinc est recueillie dans les cônes à poussière montés sur les allonges; le'trass fotte sur le zinc qu'on retire de l'allonge et après coulée du zinc, on le rassemble dans des récipiehts isolés thermiquement au moyen','d'un revêtement ou garnissage.
En brassant le . trass dans les récipients collecteurs, une partie du zinc métallique liquide :'en sépare, et précipite au fonde Sur le bain de zinc flotte le trass bon débarras- sé du zinc qui est traité ultérieurement dans des fours cylindriques chauffés de l'extérieur, pour en tirer le zinc restanto La réalisation de ce procédé dans lequel le trass refroidi n'est pas échauffé directement., n'est pas écor omique.
Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé de rassembler le trass dans des récipients isolés thermiquement et de le traiter, encore chaud, dans un four cylindrique ou à tambour courte
Dans ce procédé connue on chauffe avec une flamme qui se rabat ou fait retour un,four vide pourvu d'une ouverture uniqueo Après le chauffage de son revêtement, on supprime la flamme chauffante et le four est rempli par le même côté, on le'fait tourner et on le vide après séparation du zinc. Un défaut de ce prbcédé est que le four ne peut permettre une exploitation interrompue, car il ne peut être chauffé que vide.
Il en résulte une grande perte de temps; car le chauffage du four nécessite plusieurs heures par jour, de sorte que par suite de la perte d'une partie du temps de travail la production à atteindre est notablement abaisséeo En outre, la production du zinc est ralentie par la chute de la température et par le transfert de chaleur peu favorable.
Par le procédé constituant l'objet de l'inve ntion, ces inconvénients sont écartés. Dans ce procédé, le trass encore chaud autant que possible est roulé dans un four cylindrique court tournant en même temps que la poussière de zinc qui se produit ou que la poussière de zinc et le trasso En même temps les
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matières sont directement chauffées par une flamme chauffante tout en subissant un roulage continuel, la flamme étant agencée de telle manière qu'il ne peut se produire aucune oxydation du zinc, mais bien une réduction de l'oxyde de zinc.
C'est pourquoi on emploie une flamme chauffante alimentée de gaz non oxydants ou de gaz réducteurso Par l'addition de corps appropriés, par exemple du char- bon et/ou du spath fluor, on peut aider à la réduction et à la séparation du métal. De cette manière, on arrive, en un seul processus, par usure mécanique de la pellicule d'oxyde, à séparer le zinc métallique qui existe dans le trass et la poussière de zinc et en même temps à réduire en tout ou en partie ses par- ties contenant de l'oxyde, alors qu'au contraire on ne pouvait jusqu'à présent séparer que le zinc métallique dans le four cylindrique et tout le résidu res- tant devait être soumis à un traitement spécial dans le four à distiller le zinc.
Le procédé peut être réalisé par exemple dans un four cylindrique dont le chauffage se fait à partir d'une face frontale à travers tout le four.
Les gaz dégagés sortent par le milieu de l'autre face frontale, mais peuvent aussi être guidés de telle manière qu'ils se rabattent et sortent par la même face que celle par où ils entrento Le four est rempli et vidé par une seule et même ouverture de l'enveloppe du four, ce qui peut se faire rapidement. Au voisinage du trou de coulée, on a donné au garnissage du four une forme d'auge, en sorte qu'il ne soit pas nécessaire de l'incliner pour le vider. Le remplis- sage et la vidange du four se font par la même ouverture fermable du four, le four étant tourné, suivant les besoins, de telle manière que l'ouverture soit tournée vers le haut pour le remplissage et vers le bas pour la vidange. La vidange peut alors être aidée par un trou d'homme pratiqué dans l'une des deux faces frontales de l'enveloppe du four.
Dans ce four, lors du traitement de trass et de poussière de zinc; on procède à un chauffage ininterrompu avec des gaz chauffants réducteurs et/ou exempts d'oxygène, par exemple, avec un chauffage à huile ou à gaz, en particu- lier à gaz de gazogène, de manière que la température nécessaire soit maintenue en permanence dans le four cylindrique.
Dans le traitement de poussière de zinc et de trass, le point essen- tiel consiste en l'obtention du zinc métallique par usure mécanique de la pelli- cule d'oxyde et en 1'écoulement réunissant en un bain de zinc les goutélettes de zinc ainsi mises en liberté.
S'il faut traiter du trass et de la poussière de zinc ou des matiè- res premières contenant de l'oxyde, à forte teneur en oxyde de zinc, le mode de construction du four doit être adapté à ce but, car pour la réduction il faut des températures plus élevées que celles qui sont nécessaires à l'obtention du zinc métallique.
Alors que pour l'ontention du zinc métallique il suffit d'une tempé- rature de 700 , il faut, dans la zone de réduction, une température constante de plus de 1100 . C'est pourquoi le chauffage du four doit être conduit de telle façon que le maintien continuel d'une chute de température de 1100 et plus à environ 600 soit assuré dans l'enceinte du four. La flamme qui, dans.ce but est dirigée en principe unilatéralement sur le fond du cylindre, n'engendre que dans une certaine partie de l'espace du four la température de réduction néces- saire d'au moins 1100 . -La partie du tambour dans laquelle se fait la séparation du zinc hors de la phase hazeuse doit par contre être maintenue à des températu- res de 700 et moins.
La charge du four, qui flotte sur le bain de zinc qui se trouve dans le tambour, mélangée à du charbon de réduction, à du spath fluor et à d'autres matières d'addition convenables est soumise continuellement à une chaude flamme réductrice d'environ 1100 et plus. La couche comprenant des éléments constitu- tifs plus ou moins riche en oxyde, qui flotte sur le bain de zinc, assure en mê- me temps un isolement thermique du bain de zinc à l'égard de la température trop élevée de la flamme et empêche l'ébullition du zinc. Dans ces matières qui flot- tent à la surface du bain, se maintient continuellement une chute de température à partir de, par exemple, plus de 1100 à la surface tournée vers la flamme, et jusqu'à environ 900 à la surface inférieure se trouvant en contact avec la sur- face du bain de zinc.
Pour arriver à cela, l'épaisseur de la couche de la charge
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du four doit être de puissance telle que son effet d'isolement thermique suffit pour empêcher une élévation du zinc jusqu'à la température d'ébullition.
Lorsque la tension de vapeur du zinc atteint une certaine valeur; la vapeur se condense sur les parois plus froides ou dans la couche flottant au- dessus, à l'état liquide ou en majeure partie sous forme de poussière de zinc.
En premier lieu la séparation se fait sou s forme de poussière de zinc sur les parois du tambour; de?la cette poussière est, par la rotation du tambour, ame- née continuellement sous le bain de zinc, et remise en fusion, et le zinc est éventuellement mis en liberté par le travail d'érosion.
La chaleur de chauffage transmise au bain de zin@ par la couche sur- nageante par transmission calorifique est dérivée par celle-ci car, par la rota- tion du four, le bain est en mouvement permanente De ce fait la chaleur de chauf. f,ge est reportée sur les parois du tambour et le bain de zinc est refroidi con- tinuellement à une température inférieure à la température d'ébullition. La pe- tite fraction de zinc brûlée peut éventuellement être reprise par un filtre, sous forme d'oxyde de zinc, aux gaz dégagés.
Dans le traitement de poussière de zinc riche en oxyde, et de trass, la forme du four et son mode de chauffage doivent être appropriés à ce but. Ici le chauffage se fait avantageusement par une flamme qui n'est dirigée que sur. une partie de la surface de fond du four. Le four est plus long et son revête- ment, à mesure qu'on s'éloigne du point de mise à feu, est plus faible et plus perméable à la chaleur, afin que la chute de chaleur en direction verticale et en direction horizontale puisse se faire de manière telle que la température di- minue de haut en bas et du bout par lequel on chauffe jusqu'à l'autre bout.
Pour obtenir une chute de température favorable, on peut en outre munir le four d'une ou de plusieurs cloisons intermédiaires présentant des ouver- tures, en particulier lorsque la chambre de réduction à maintenir à température plus élevée est protégée par une paroi intermédiaire du reste de l'espace du four.
Par là on empêche la transmission de chaleur à partir de l'espace de réduction, sans interrompre en même temps l'interdépendance du bain de zinc et de la couche surnageanteo
Le réglage correct de la chute de température est une condition pour un travail de réduction convenable dans le fours On peut la régler par une sé- rie de mesures appropriées, en particulier par la capacité de transmission'calo- rifique des parois du tambour, par différentes épaisseurs de parois dans les di- verses chambres de condensation, par le dimensionnement du tambour et le mode de chauffage.
Les ouvertures dans les cloisons intermédiaires présentent un angle de position tel, relativement au sens de rotation, qu'elles transportent la ma- tière plus loin, comme des aubages. La charge du tambour se fait alors avanta- geusement à l'une des faces frontales, éventuellement par le canal à gaz, et la vidange du côté opposé. Le zinc est évacué par coulée, de temps en temps; du four à travail continu.
Sur le dessin, on a représenté à titre d'exemple deux formes de réalisation de fours cylindriques pour la réalisation du procédé,
La figure 1 représente un four à tambour court, partiellement en cou- pe, pour le traitement de poussière de zinc et de trass; la figure 2 est un four à tambour, partie en coupe, pour le traite- ment de zinc et de trass à plus forte teneur en oxyde et pour des matières con- tenant de l'oxyde de zinc, et la figure 3 est une coupe suivant a-b de la figure 2.
L'enveloppe 2 du tambour 1 du four à tambour court est pourvu d'une ouverture 3 fermable, servant de trou de chargement et de vidange, Au coté de l'enveloppe 2 qui fait face au trou 3, se trouve le trou de coulée 12. Pour le chauffage, on amène au tambour 1 du gaz de gazogène par le tuyau 13, et de l'air par le tuyau 14, en empruntant la tuyère réglable 6 agencée dans l'arbre axial$.
Les gaz chauffants quittent le tambour par l'alésage 7 de l'arbre 8 qui se trou- ve du c6té frontal opposé, et passent dans la cheminée 9. Le tambour est guidé
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dans des paliers à billes 10 et peut être mis n rotation par le moteur électri- que llo Par la rotation du tambour 1, le trass et la poussière de zinc qui y sont contenus sont moulés et en même temps traversés par les gaz chauffants qu'on fait passer à travers le tambour. Le zinc fondu, formé par usure mécanique et par réduction, tombe au fond et peut être évacué par l'ouverture 3 en aidant l'opération par le trou d'homme 40
Le four à tambour suivant les figures 2 et 3 est subdivisé par les cloisons 22 en un certain nombre de chambres.
La chambre 15 est la chambre de réduction; les chambres 16 qui lui font suite, dont deux ont été représentées, sont les chambres de condensation,,
Les chambres 15 et 16 sont reliées par des ouvertures 18 du genre de fentes, pourvues d'angles de position pratiquées dans les cloisons intermé diaires 22, pour assurer le transport des matières contenant du zinc. Les ouvertures 18 sont agencées de manière décalée dans les cloisons intermédiaires 22. Par les trous d'hommes 19 on peut accéder au tambour et le nettoyer,, Le four est pourvu à sa paroi frontale 23 du tuyau de remplissage 17. à la même face frontale se trouve la tuyère 6 pour l'entrée du gaz chauffant dont l'ouver- ture est dirigée vers la surface du fond de la chambre 15.
Le tuyau de remplis- sage 17 et la tuyère de chauffage 6 traversent la partie circulaire fixe 27 de la paroi frontale 23, autour de laquelle tourne le tambour. Pour la coulée, en vue de la vidange du tambour, on se sert des ouvertures 21, et pour faire sortir le zinc de manière continue, de l'ouverture 2Qo A la face frontale 27 sont pratiquées des ouvertures 25 non fermées pour le retrait ininterrompu des cendres. Le tambour est guidé dans les paliers à rouleaux 26.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la préparation de poussière de zinc, de trass et de matières contenant de l'oxyde de zinc, caractérisé en ce que les-*corps sont chauffés, sans interruption, en les roulant continuellement, par exemple dans un four à tambour, au moyen d'une flamme réductrice ou non oxydante agissant directement sur eux.
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METHOD AND DEVICE FOR PREPARING DE.TRASS ZINC DUST AND
BODY, CONTAINING ZINC OXIDE.
In zinc distillation, part of the zinc is in the form of zinc dust and trasso Zinc dust is collected in dust cones mounted on the extensions; le'trass fotte on the zinc which is removed from the extension and after casting the zinc, it is collected in thermally insulated containers by means ',' of a coating or packing.
By stirring the. trass in the collecting vessels, a part of the liquid metallic zinc: 'separates from it, and precipitates on the bottom to extract the remaining zinc. The realization of this process in which the cooled trass is not directly heated., is not economical.
To avoid this drawback, it has already been proposed to collect the trass in thermally insulated containers and to treat it, while still hot, in a cylindrical or short drum furnace.
In this known process, an empty oven provided with a single opening is heated with a flame which folds down or returns. After the heating of its coating, the heating flame is removed and the oven is filled from the same side, it is' rotated and emptied after separation of the zinc. A defect of this method is that the furnace cannot allow interrupted operation, since it can only be heated when empty.
This results in a great waste of time; because the heating of the furnace requires several hours a day, so that as a result of the loss of part of the working time the production to be achieved is notably lowered o In addition, the production of zinc is slowed down by the drop in temperature and by unfavorable heat transfer.
By the method constituting the object of the invention, these drawbacks are eliminated. In this process, the still hot trass as much as possible is rolled in a short cylindrical furnace rotating at the same time as the zinc dust which is produced or the zinc dust and the trasso At the same time the
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Materials are directly heated by a heating flame while undergoing continuous rolling, the flame being arranged in such a way that no oxidation of zinc can occur, but rather a reduction of zinc oxide.
This is why a heating flame supplied with non-oxidizing or reducing gases is used. By adding suitable substances, for example charcoal and / or fluorspar, it is possible to aid in the reduction and separation of the gas. metal. In this way, in a single process, by mechanical wear of the oxide film, it is possible to separate the metallic zinc which exists in the trass and the zinc dust and at the same time to reduce all or part of its par - parts containing oxide, whereas on the contrary up to now only metallic zinc could be separated in the cylindrical furnace and all the remaining residue had to be subjected to a special treatment in the zinc distillation furnace .
The process can be carried out, for example, in a cylindrical furnace, the heating of which takes place from a front face through the entire furnace.
The evolved gases exit through the middle of the other front face, but can also be guided in such a way that they fall back and exit through the same face as that from which they enter The oven is filled and emptied by one and the same opening of the oven casing, which can be done quickly. In the vicinity of the tap hole, the furnace lining has been given a trough shape, so that it is not necessary to tilt it to empty it. The oven is filled and emptied through the same closable opening of the oven, the oven being turned, as required, so that the opening faces upwards for filling and downwards for emptying. . Emptying can then be aided by a manhole made in one of the two front faces of the furnace casing.
In this furnace, when treating trass and zinc dust; continuous heating is carried out with reducing and / or oxygen-free heating gases, for example, with oil or gas heating, in particular with gasifier gas, so that the required temperature is permanently maintained in the cylindrical furnace.
In the treatment of zinc dust and trass, the essential point consists in obtaining metallic zinc by mechanical wear of the oxide film and in the flow bringing together in a zinc bath the zinc droplets. thus released.
If zinc trass and dust or oxide-containing raw materials with a high zinc oxide content must be treated, the method of construction of the furnace must be adapted for this purpose, since for the reduction higher temperatures are required than those required to obtain metallic zinc.
Whereas for the purpose of metallic zinc a temperature of 700 is sufficient, a constant temperature of over 1100 is required in the reduction zone. Therefore, the heating of the furnace must be conducted in such a way that the continuous maintenance of a temperature drop from 1100 and above to about 600 is ensured within the furnace enclosure. The flame, which for this purpose is in principle directed unilaterally on the bottom of the cylinder, only in a certain part of the furnace space generates the necessary reduction temperature of at least 1100. -The part of the drum in which the zinc is separated from the hazelnut phase must on the other hand be maintained at temperatures of 700 and less.
The furnace charge, which floats on the zinc bath in the drum, mixed with reducing carbon, fluorspar and other suitable additives is continuously subjected to a hot reducing flame of around 1100 and over. The layer comprising constituent elements more or less rich in oxide, which floats on the zinc bath, at the same time ensures thermal insulation of the zinc bath with regard to the too high temperature of the flame and prevents boiling zinc. In those materials which float on the surface of the bath, a temperature drop is continuously maintained from, for example, more than 1100 at the surface facing the flame, and to about 900 at the lower surface lying in contact with the surface of the zinc bath.
To achieve this, the layer thickness of the filler
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of the furnace must be of such power that its thermal insulation effect is sufficient to prevent the zinc from rising to the boiling point.
When the vapor pressure of zinc reaches a certain value; the vapor condenses on the cooler walls or in the layer floating above, in a liquid state or mostly as zinc dust.
In the first place, the separation takes place in the form of zinc dust on the walls of the drum; from there this dust is, by the rotation of the drum, brought continuously under the bath of zinc, and re-melted, and the zinc is eventually set free by the work of erosion.
The heating heat transmitted to the zinc bath by the heat transfer supernatant layer is diverted by it because, by the rotation of the furnace, the bath is in permanent motion. Hence the heating heat. f, ge is transferred to the walls of the drum and the zinc bath is continuously cooled to a temperature below the boiling point. The small fraction of burnt zinc can optionally be taken up by a filter, in the form of zinc oxide, in the evolved gases.
In the treatment of zinc oxide dust, and trass, the shape of the furnace and its method of heating must be appropriate for this purpose. Here the heating is advantageously done by a flame which is directed only on. part of the bottom surface of the oven. The furnace is longer and its lining, as one moves away from the firing point, is weaker and more heat permeable, so that the heat drop in vertical and horizontal direction can be done in such a way that the temperature decreases from top to bottom and from the end through which it is heated to the other end.
To obtain a favorable temperature drop, the furnace can also be fitted with one or more intermediate partitions having openings, in particular when the reduction chamber to be maintained at a higher temperature is protected by an intermediate wall from the remainder. oven space.
This prevents the transmission of heat from the reduction space, without interrupting at the same time the interdependence of the zinc bath and the supernatant layer.
The correct adjustment of the temperature drop is a condition for proper reduction work in the furnace. It can be regulated by a series of suitable measures, in particular by the heat transfer capacity of the walls of the drum, by different wall thicknesses in the various condensing chambers, depending on the size of the drum and the heating mode.
The openings in the intermediate partitions have a position angle such, relative to the direction of rotation, that they transport the material further, like vanes. Advantageously, the loading of the drum then takes place at one of the end faces, possibly via the gas channel, and the emptying on the opposite side. The zinc is poured off from time to time; continuous working oven.
In the drawing, there is shown by way of example two embodiments of cylindrical furnaces for carrying out the process,
FIG. 1 shows a short drum kiln, partially in section, for the treatment of zinc dust and trass; Figure 2 is a drum kiln, partly in section, for the treatment of zinc and higher oxide trass and for materials containing zinc oxide, and Figure 3 is a sectional view. according to ab of figure 2.
The casing 2 of the drum 1 of the short drum oven is provided with a closable opening 3, serving as a loading and emptying hole, Next to the casing 2 which faces the hole 3, there is the tap hole 12. For heating, gasifier gas is brought to the drum 1 through pipe 13, and air through pipe 14, by borrowing the adjustable nozzle 6 arranged in the axial shaft $.
The heating gases leave the drum through the bore 7 of the shaft 8 which is on the opposite front side, and pass into the chimney 9. The drum is guided.
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in ball bearings 10 and can be rotated by the electric motor llo By the rotation of the drum 1 the trass and the zinc dust contained therein are cast and at the same time passed through by the heating gases which we pass through the drum. The molten zinc, formed by mechanical wear and reduction, falls to the bottom and can be discharged through the opening 3 by helping the operation through the manhole 40
The drum oven according to Figures 2 and 3 is subdivided by the partitions 22 into a number of chambers.
Room 15 is the reduction room; the chambers 16 which follow it, two of which have been shown, are the condensation chambers,
The chambers 15 and 16 are connected by openings 18 of the type of slots, provided with position angles formed in the intermediate partitions 22, to ensure the transport of materials containing zinc. The openings 18 are arranged in an offset manner in the intermediate partitions 22. Through the manholes 19 it is possible to access and clean the drum. The oven is provided at its front wall 23 with the filling pipe 17. on the same side. At the front is the nozzle 6 for the inlet of the heating gas, the opening of which is directed towards the bottom surface of the chamber 15.
The filling pipe 17 and the heating nozzle 6 pass through the fixed circular part 27 of the front wall 23, around which the drum rotates. For casting, with a view to emptying the drum, the openings 21 are used, and for continuously discharging the zinc, from the opening 2Qo At the front face 27, openings 25 are formed which are not closed for uninterrupted withdrawal. ashes. The drum is guided in the roller bearings 26.
CLAIMS.
1. Process for the preparation of zinc dust, trass and materials containing zinc oxide, characterized in that the bodies are heated without interruption by continuously rolling them, for example in a drum kiln. , by means of a reducing or non-oxidizing flame acting directly on them.