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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR OBTENIR DU ZINC A PARTIR.DE CORPS CONTENANT
DE L'OXYDE DE ZINC.
Suivant l'un des procédés connus,, l'obtention de zinc -à partir de corps contenant de l'oxyde de zinc, par distillation, et le traitement de la poussière de zinc qui se produit alors et du trass se font dans des dispositifs séparés et suivant des procédés particuliers.
L'objet de l'invention est un procédé et un dispositif par lesquels on parvient à opérer la réduction des corps contenant de l'oxyde de zinc, la distillation du zinc et le traitement de la poussière de zinc et du trass, dans un dispositif et dans un seul processus de travail. Le même procédé peut être employé aussi comme étape préparatoire à la produc= tion de zinc par le mode habituel, en ne faisant qu'un dézincage partiel.
Les produits de départ prétraités peuvent être transformés plus avantageuse- ment dans des fours de distillation de zinc, en particulier dans le cas de grandes charges.
Pour la réalisation du procédé suivant l'invention, on traite des corps contenant de l'oxyde de zinc, tels que la blende pulvérulante, la blende en concrétions., de l'oxyde de zinc et de la cendre de zinc, dans un four cylindrique tournant, avec des gaz chauffants réducteurs, lequel four est subdivisé en un espace de distillation et de réduction et en un espace de condensation.
L'espace de réduction et de distillation est revêtu d'une épaisse couche isolante de pierre réfractaire, qui le ferme en l'isolant de l'espace de condensation. Il n'est en communication avec celui-ci que par quelques canaux à gaz prévus au voisinage de l'axe principal. Dans cet es- pace est maintenu continuellement une température de plus de 11000 autant
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que possible Jusque 14000 environ et davantage. Le chauffage se fait par des gaz chauffants réducteurs, respectivement exempts d'oxygène, par exemple au moyen d'un mélange d'air et de gaz de gazogène.
La vapeur de zinc et les gaz chauffants pénètrent par des ouver- tures pratiquées dans la paroi de séparation, dans l'espace de condensation qui est divisé en diverses chambres de condensation par une ou plusieurs cloisons intermédiaireso Les bains de zinc des-diverses chambres sont en communication par des fentes agencées près de la paroi du cylindre; les gaz chauffants et la vapeur de zinc peuvent passer à travers les chambres.
La garniture du fourneau est plus mince et plus perméable à la chaleur à mesure qu'augmente la distance du dispositif de chauffage, afin qu'une chute de chaleur puisse avoir lieu en direction verticale et ho- rizontale, de telle manière que la température diminue de haut en bas et de l'extrémité de chauffage vers l'autre extrémité.
Par l'emploi de différentes épaisseurs de paroi et de pièrres de conductibilité calorifique différente, on peut atteindre une chute de température appropriée, par exemple, de 1400 -500 . La chute de tempéra- ture est nécessaire pour réaliser la séparation du zinc de la phase gazeuse aux parois des chambres de condensation.
Par des additions appropriées aux étages à oxyde de zinc, par exemple au moyen de charbon et/ou de spath-fluor, on peut réaliser la pro- duction de zinc.
Le mode de travail dans le four correspond à celui d'un four à zinc à moufle, qui est couplé à un four de traitement de poussière de zinc et de trass. A la place du moufle, il y a ici l'espace de réduction et de distillation.
La réduction s'accomplit dans ce four dans des conditions beau- coup plus favorables que dans le moufle. Outre la transmission de chaleur améliorée, donnée par le chauffage direct, il y a la possibilité de travail- ler dès l'origine avec des températures plus.élevées. Le roulage continuel de la charge du four permet de mettre continuellement toute la matière en contact avec la flammeo En même temps, la résistance à la diffusion est de ce fait très abaissée, comparativement aux conditions de réaction qui règnent dans le moufleo Dans ces circonstances il est possible de-travailler avec des granulations de matière de 'première passe, qui sont plus favorables à la réduction, alors qu'au contraire de ce qui se passe dans le procédé au moufle, on ne doit pas tenir compte au même degré de la résistance à la diffusion de la charge du four.
Une différence esstentielle par rapport au procédé au moufle consiste en ce que la majeure partie du zinc est obtenue d'abord sous forme de poussière de zinc, qui est ensuite traitée ultérieurement pour transfor- mation en zinc dans le même processus de travail. L'espace de condensation n'est pas à comparer à une allonge mais à un cône à poussières, qui fonction- .ne en même temps comme four cylindrique pour l'obtention de zinc à partir de poussière de zinc, et en fait dans des conditions particulièrement favo- rables, alors que, par suite du roulage continuel du bain de zinc, l'atmos- phère de vapeur de zinc riche en gouttelettes ainsi produite, favorise la formation et la condensation de la vapeur de zinc qui vient d'être produite.
On obtient par le fait un dézincage poussé, ce qui rend superflu un traite- ment ultérieur des cendres déblayées.
En plus, le procédé peut être employé aussi pour réaliser seu- lement un dézincage partiel des matériaux de départ, en traitant ensuite les cendres déblayées du four cylindrique dans le four à distillation de zinc.
Ceci est avantageux surtout pour de grandes charges de matériaux de départ
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particulièrement riches en zincs pour lesquels il suffit dextraire par des traitements préliminaires une partie du zinc des matériaux contenant de l'oxy- de de zinc. Outre le dézincage partiels on atteint par le frittage en masse une augmentation du poids spécifique ce qui est favorable pour le traite- ment ultérieur,dans les fours de distillation de zinc des matières conte- nant de l'oxyde de zinc.
Par là, on augmente nettement la capacité du four de distillation et de ce fait le rendement proportionnel aux quantités pri- seso La possibilité de débit d'un four à distillation de zinc ests entre. certaines limites,d'autant plus grande, que le volume spécifique et la te- neur en zinc de la charge du four sont plus petite.
L'exécution de la réduction dans un four cylindrique au lieu d'un moufle est en outre très avantageuse dans le traitement de matières contenant du zinc qui attaquent fortement les moufles, par exemple de cel- les qui ont une forte teneur en fero
Sur le dessins on a représenté à titre d'exemple un four cylin- drique convenable pour la réalisation du procédé suivant l'invention; - la figure 1 est une élévation du four, en partie en coupe;
et - la figure 2 est une coupe de la figure 1, suivant a-bo
Le four cylindrique rotatif guidé par les paliers à rouleaux 1 comprend un espace de réduction et de distillation 2 et un espace de con- densation qui est divisé par des cloisons intermédiaires 4 en plusieurs chambres 5. Lespace 2 est revêtu d'une épaisse couche isolante en pierre réfractaire 6 et est en communication, par les canaux à gaz 7, avec le pre= mier espace de condensation 5.
Les chambres de condensation 5 sont reliées 1-'une à l'autre au moyen d'ouvertures 8 en forme de fentes dans les parois intermédiaires 4, qui sont agencées près des parois 9 du four à cylindrée Les trous d'homme 10 et 11 servent à accéder au four et à le nettoyer, le trou 10 sert également à remplir l'espace 2. Comme trous de coulée servant à vider le four, on a les ouvertures 12, et comme trou de coulée pour l'en- lèvement continu du zinc1-'ouverture 13. Le gaz de gazogène pour le chauf- fage du dispositif est amené par le tuyau 14, l'air par le tuyau 15.
Le mélange gaz de gazogène-air va, par la tuyère 17 agencée dans l'arbre 16 du tambour ou cylindredans la chambre 2 et y est alluméo
Les gaz chauffants traversent la chambre 2, le tambour étant mis alors en rotation. Par les canaux à gaz 7, ils arrivent en même temps que les vapeurs de zinc dans les chambres de condensation 5, dont les pa- rois intermédiaires 4 les laissent passer par des ouvertures 8 en forme de fentes qui fonctionnent comme des aubes. Le dégagement du tambour dans la cheminée 18 se fait par le perçage 19 dans l'arbre du tambour 20.
Si le zinc qui se précipite à partir de la vapeur de zinc dans les chambres de condensation 5 ne doit pas se rassembler dans un bain com- mun, mais s'il faut dans un but de distillation fractionnée recueillir ce qui se dépose séparément dans chaque chambre 5, au lieu de pratiquer des fentes 8 dans les parois intermédiaires 4. on y prévoit des canaux à gaz 7.
Par le fait quun mélange des diverses.fractions dans tout l'espace de con- densation n'a pas lieu, on évite une souillure du zinc raffiné par des mé- taux étrangers, dans les chambres de condensation 5 les plus éloignées de l'espace de réduction 20
On peut procéder aussi de telle sorte que les parois intermé- diaires des premières chambres de condensation 5 sont pourvues de fentes 7 et les parois intermédiaires des dernières chambres de condensation 5 pour- vues de canaux à gaz 7.
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METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING ZINC FROM THE CONTAINING BODY
ZINC OXIDE.
According to one of the known methods, the obtaining of zinc from bodies containing zinc oxide by distillation and the treatment of the zinc dust which then occurs and of the trass are carried out in devices separated and following specific procedures.
The object of the invention is a method and a device by which the reduction of bodies containing zinc oxide, the distillation of zinc and the treatment of zinc dust and trass, in a device. and in a single work process. The same process can also be used as a preparatory step for the production of zinc by the usual mode, by carrying out only partial dezincing.
The pretreated starting materials can be more advantageously processed in zinc distillation furnaces, especially in the case of large loads.
For carrying out the process according to the invention, bodies containing zinc oxide, such as pulverulent blende, concrete blende, zinc oxide and zinc ash, are treated in an oven cylindrical rotating, with reducing heating gases, which furnace is subdivided into a distillation and reduction space and a condensing space.
The reduction and distillation space is covered with a thick insulating layer of refractory stone, which closes it by isolating it from the condensation space. It is in communication with the latter only by a few gas channels provided in the vicinity of the main axis. In this space is continuously maintained a temperature of over 11000 as much
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as possible Up to about 14,000 and more. The heating is carried out by reducing heating gases, respectively free of oxygen, for example by means of a mixture of air and gasifier gas.
The zinc vapor and the heating gases enter through openings in the partition wall, into the condensing space which is divided into various condensing chambers by one or more intermediate partitions o The zinc baths of the various chambers are in communication by slits arranged near the wall of the cylinder; heating gases and zinc vapor can pass through the chambers.
The furnace lining is thinner and more heat permeable as the distance from the heater increases, so that a heat drop can take place in a vertical and horizontal direction, so that the temperature decreases. from top to bottom and from the heating end to the other end.
By using different wall thicknesses and stones of different heat conductivity, a suitable temperature drop can be achieved, for example, of 1400 -500. The temperature drop is necessary to achieve the separation of the zinc from the gas phase at the walls of the condensation chambers.
By suitable additions to the zinc oxide stages, for example by means of charcoal and / or fluorspar, the production of zinc can be achieved.
The working mode in the furnace corresponds to that of a zinc muffle furnace, which is coupled with a zinc dust and trass treatment furnace. Instead of the muffle, there is here the reduction and distillation space.
The reduction takes place in this furnace under much more favorable conditions than in the muffle. In addition to the improved heat transfer provided by direct heating, there is the possibility of working from the outset with higher temperatures. The continuous rolling of the load from the furnace makes it possible to bring all the material continuously into contact with the flame o At the same time, the resistance to diffusion is therefore greatly reduced, compared to the reaction conditions which prevail in the muffleo In these circumstances it It is possible to work with granulations of raw material, which are more favorable to the reduction, whereas, contrary to what happens in the muffle process, the same degree should not be taken into account. resistance to the diffusion of the furnace load.
An essential difference from the muffle process is that most of the zinc is obtained first as zinc dust, which is then further processed for conversion to zinc in the same working process. The condensation space is not to be compared to an extension but to a dust cone, which functions at the same time as a cylindrical furnace for obtaining zinc from zinc dust, and in fact in particularly favorable conditions, whereas, as a result of the continual rolling of the zinc bath, the atmosphere of zinc vapor rich in droplets thus produced favors the formation and condensation of the zinc vapor which has just been produced.
As a result, a thorough dezincing is obtained, which makes further processing of the excavated ash superfluous.
In addition, the process can also be employed to achieve only partial dezincing of the starting materials, then treating the ash cleared from the cylindrical furnace in the zinc distillation furnace.
This is advantageous especially for large loads of starting materials.
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particularly rich in zinc for which it suffices to extract part of the zinc from materials containing zinc oxide by preliminary treatments. In addition to the partial dezincing, an increase in specific weight is achieved by mass sintering, which is favorable for the subsequent processing in zinc distillation furnaces of materials containing zinc oxide.
In this way, the capacity of the distillation furnace is significantly increased and hence the yield proportional to the quantities taken. The flow possibility of a zinc distillation furnace is between. certain limits, the greater the smaller the specific volume and the zinc content of the furnace charge.
Carrying out the reduction in a cylindrical furnace instead of a muffle is furthermore very advantageous in the treatment of materials containing zinc which strongly attack muffles, for example those which have a high ferro content.
In the drawings there is shown by way of example a cylindrical furnace suitable for carrying out the process according to the invention; - Figure 1 is an elevation of the oven, partly in section;
and - Figure 2 is a section of Figure 1, along a-bo
The rotary cylindrical furnace guided by the roller bearings 1 comprises a reduction and distillation space 2 and a condensing space which is divided by intermediate partitions 4 into several chambers 5. The space 2 is covered with a thick insulating layer. in refractory stone 6 and is in communication, by gas channels 7, with the first condensing space 5.
The condensation chambers 5 are connected 1-'to each other by means of openings 8 in the form of slits in the intermediate walls 4, which are arranged near the walls 9 of the displacement furnace. The manholes 10 and 11 are used to access and clean the oven, hole 10 also serves to fill space 2. As tap holes for emptying the oven, we have openings 12, and as tap hole for continuous removal zinc1-opening 13. The gasifier gas for heating the device is supplied through pipe 14, air through pipe 15.
The gasifier gas-air mixture goes, through the nozzle 17 arranged in the shaft 16 of the drum or cylinder, into chamber 2 and is ignited there.
The heating gases pass through the chamber 2, the drum then being set in rotation. Through the gas channels 7, they arrive at the same time as the zinc vapors in the condensation chambers 5, the intermediate walls 4 of which allow them to pass through openings 8 in the form of slits which function as vanes. The release of the drum in the chimney 18 is done by the bore 19 in the shaft of the drum 20.
If the zinc which precipitates from the zinc vapor in the condensing chambers 5 is not to be collected in a common bath, but if it is necessary for the purpose of fractional distillation to collect what is deposited separately in each chamber 5, instead of making slots 8 in the intermediate walls 4, gas channels 7 are provided therein.
By not mixing the various fractions throughout the entire condensing space, contamination of the refined zinc by foreign metals is avoided in the condensation chambers 5 furthest from the condenser. reduction space 20
It is also possible to proceed in such a way that the intermediate walls of the first condensation chambers 5 are provided with slots 7 and the intermediate walls of the last condensation chambers 5 provided with gas channels 7.