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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.