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La production de zinc à partir d'oxydes comme matières pre- mières s'effectue à l'heure actuelle au moyen de deux procédés prin- cipaux. Le premier consiste à réduire directement le ZnO à l'aide de réducteurs convenables, surtout du charbon, le second à scinder électro-chimiquement des composés de zinc formés préalablement, tels que le sulfate de zinc, le chlorure de zinc, etc. Mêmes réalisés techniquement de la manière la plus moderne, ces deux procédés présen- tent les deux grands inconvénients que constituent l'énorme consomma, tiori d'énergie et les frais de premier établissement très élevés.
Ce qui vient d'être dit au sujet de la consommation d'énergie vaut aussi pour l'élec.trolyse du zinc, lorsque, comme dans la plupart de
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pays, l'électricité est produite à partir du charbon qui doit être pris en considération puisqu'il influence directement le coût élevé de l'énergie électrique. Pour cette raison, en beaucoup d'endroits, les procédés électrothermiaues plus avantageux au point de vue des @ frais;de premier établissement, ne peuvent concurrencer les autres procédés de- production de zinc à cause des frais trop élevés de con- sommation d'énergie.
Si les procédés électrothermiques et électrochimiques ne peuvent être retenus, étant donné qu'ils ne permettent des modifi- cations décisives que si l'énergie électrique peut être obtenue à beaucoup moindres frais, et si on considère les raisons qui déter- minent la consommation d'énergie extrêmement élevée des autres pro- cédés, à savoir ceux qui emploient des moufles, on constate de suite que ces raisons sont à rechercher principalement dans les ,énormes ins tallations. Ces dernières sont apparemment dues à la nature comme du zinc et à son bas point d'ébullition. C'est pourquoi, dans tous les procédés, le zinc est obtenu sous forme de vapeurs.
L'oxydabilité relativement aisée du zinc, non seulement par l'oxygène, mais aussi par la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone etc., déjà à de basses températures, comme au point de condensation, interdit de mélanger 'à la vapeur de zinc les gaz de combustion riches en pareils gaz.
C'est pour cette raison que, jusqu'ici, le zinc n'a été produit thermi- quement que dans des moufles qui maintiennent les gaz de combustion séparés du zinc réduit.
Etant donné que la pression de réaction de la réduction du ZnO, tout comme la vitesse de réduction, n'atteignent nettement des valeurs techniquement utiles qu'au-dessus de 1.000 C, et qu'une trop forte température de chauffage est interdite surtout en considéra- tion de la résistance du matériau des moufles,la différence de tem- pérature entre la chambre de chauffage et la masse de réaction n'est pas particulièrement grande.
La conséquence directe en est qu'il est nécessaire dé pré- voir des surfaces de moufles relativement très grandes pourtrans-
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mettre la chaleur nécessaire à la réduction et l'évaporation du zinc.
Toutefois, de grandes insta.llations fonctionnant à des températures relativement hautes, ont pour conséquence inévitable des pertes de pression relativement élevées dues aux dimensions des surfaces rayon- nantes. Dans les fours à moufles actuels, ces pertes de chaleur cons- tituent de ce fait encore toujours un multiple de la chaleur nécessai re à la réduction et l'évaporation du zinc.
Aussi n'a.-t-on pas manqué, partant de ce point de vue, d' augmenter le rendement des moufles pour intensifier là réduction et améliorer ainsi le rapport chaleur utile-chaleur perdue.
Pour la réduction du zinc à l'aide de charbon, il est conns d'admettre la réaction sommaire ci-après :
ZoN + C = Zn + CO - 56 kcal (1) qui est constituée par les deux réactions partielles suivantes, ainsi que l'ont montré différents essais :
ZnO + CO = Zn + CO2 ( 2)
CO2 + C = 2CO (3) (la réduction directe du ZnO à l'aide de C est extrêmement lente à cause de la réaction de deux corps solides entre eux).
Comme la tem- pérature habituelle de réduction se situe fort au-dessus du point d'ébullition du zinc et que de ce fait il n'y a pas de phase conden- sée, la loi d'action des masses peut s'exprimer comme suit :
K' =CO/CO2 (4) Une intensification n'est possible qu'en augmentant la température, ce qui toutefois'n'est pas possible pour les raisons décrites plus haut, sinon l'acide carbonique freinant la réduction serait rapide- ment détruit. Etant donné que la température ne peut être augmentée, il faut veiller à avoir des surfaces de charbon maximum pour la ré- duction, ce'qui a conduit à utiliser un excès de charbon de réduction anormalement élevé.
Suivant la présente invention, l'intensification s'obtient par une voie, essentiellement différente, en procédant à la réduction -
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en présence d'une phase liquide, ou solide. La loi d'action des mas- ses s'exprime alors comme suit : K" = CO (5) Zn. CO2 et on constate d'emblée que l'équilibre peut être influencé de façon déterminante non seulement par l'élimination de -l'acide carbonique, mais aussi par l'enlèvement du zinc vaporisé de la phase gazeuse. On peut aisément se rendre compte, qu'en présence d'une évacuation suf- fisamment intensive du zinc, il est encore possible d'augmenter'la vitesse de réaction, si la teneur en dioxyde de carbone est plus élevée que d'habitude.
On peut en déduire immédiatement deux conséquences :
1.- la réduction peut se faire à température plus basse,
2. - la vitesse de réaction peut être augmentée.
Toutefois, comme mentionné plus haut, l'existence de zinc condensé n'est pas possible aux températures nécessaires à la réduc- tion. Suivant l'invention il n'est néanmoins pas nécessaire que la phase condensée soit constituée par du zinc pur ou presque, mais la condition désirée peut être réalisée par n'importe quel corps ou matière liquide, ou même solide, pour autant qu'il soit à même de dissoudre du zinc aux températures de travail (adsorption ou absorp- tion), et pour autant que les solutions, composés ou autres qui se forment, aient une pression partielle plus basse que la pression de la vapeur de zinc de la réaction de réduction à la température de travail correspondante.
Toutefois, dans une très grande mesure, on peut généralement modifier à volonté la pression du zinc au-dessus des solutions résultantes, en modifiant la concentration du zinc dans) celles-ci, cette pression partielle étant presque toujours dépendante de la concentration.
L'accélération de la réduction, la teneur en CO2 permise, etc., sont d'autant plus élevées que le solvant est susceptible d' abaisser la pression partielle du zinc. Comme cette pression dépend aussi de la teneur en zinc de la solution formée, on peut générale-
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ralement dire, qu'au moins pour des solutions liquides, l'intensifi- cation de la-réduction sera d'autant plus forte que la concentration en zinc de la solution est faible. Ce n'est que pour des solvants solides qu'une température plus forte peut être avantageuse, pour au- tant qu'elle favorise la diffusion du zinc dissous superficiellement à l'intérieur de la particule, et sinon, on peut généralement admet- tre qu'une température plus basse du solvant est plus avantageuse qu'une température plus forte.
Suivant la présente invention, on exploite cette constata- tion en ce que l'addition d'un solvant solide et/ou liquide du zinc, ou de plusieurs de ces solvants au mélange de réduction et/ou aux produits de réaction, pendant ou après la réduction, permet d'arri- ver soit à une température de réduction plus basse, soit à une vi- tesse de réaction plus grande, pour un travail avec une teneur plus haute en dioxyde de carbone et/ou en vapeur d'eau, ou une combinai- son quelconque se situant dans ces limites.
L'invention peut être appliquée techniquement, par exemple comme suit : Un four à moufle vertical est actionné de façon que dans la'chambre de chauffage règne une température de 1.400 C et dans le moufle une température de 1.200 C. En ajoutant un solvant du zinc, par exemple le plomb, en substance à l'aide d'un courant continu de celui-ci¯dans le moufle, on peut abaisser dans ce dernier la tempé- rature à 1.000 C. La chute de température entre la chambre de chauffa- ge et la masse est de ce fait doublée, ce qui a pour conséquence que, par unité de temps et unité de surface de la paroi du moufle, il peut passer deux fois plus de chaleur que jusqu'ici. Cette mesure permet donc de doubler le rendement du moufle.
La présente invention vise, en outre, à éviter encore da- vantage les surfaces-de transmission de chaleur anormalement grandes et de réduire également les pertes de chaleur anormalement élevées, du fait de la réduction des installations et, par conséquent, des surfaces de rayonnement de la chaleur qui est ainsi rendue possible.
On est parti jusqi'ici du point de vue qu'il était avanta.,
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geux de maintenir le plus froid possible le solvant, à cause de la réduction de. la pression de la vapeur de zinc qui y est associée. Il est toutefois certain que, 'déjà après le trajet le plus court, tant à cause du contact direct du solvant avec les parties d'alimentation que par suite de la chaleur de condensation du zinc, passant dans le solvant, ce dernier atteint rapidement environ la température de 1' alimentation lors de la précipitation du zinc. Toutefois, si le sol- vant est amené à la même température que celle de l'alimentation, il serait chauffé à une température supérieure à celle de la masse de réaction du fait de la chaleur de condensation du zinc lors de sa précipitation.
Si on admet comme condition préalable un contact suf- fisant entre le solvant et la masse de réaction il se produirait que la chaleur d'abord nécessaire pour l'évaporation du zinc passerait dans le solvant, mais repasserait de celui-ci directement dans le mélange de réaction. Comme cette quantité de chaleur est environ la moitié de celle que nécessite seule la réduction, le rendement d'un moufle peut, de la manière décrite, être non seulement doublé mais augmenté encore de manière correspondante, étant donné que la quanti- té effective de chaleur nécessaire est plus faible par unité de poids de zinc que dans les procédés connus jusqu'ici. Il en résulte que le rendement du moufle peut de cette façon être environ triplé.
Bien qu'il faille tenir compte que le solvant doit être préalablement chauffé, le chauffage du plomb, comme dans l'exemple, du cuivre, du fer ou d'autres matières, est plus aisé que celui du zinc, puisqu'il: peuvent être mis directement en contact avec des gaz de combustion, de sorte qu'on peut, par exemple, utiliser un brûleur plongeur et qu'il n'est donc pas nécessaire de prévoir des moufles pour ce chauf- fage.
La présente invention permet encore un pas en avant déci- sif, et pour la crémière fois, non seulement de multiplier le rende- ment d'un moufle mais aussi de le supprimer et de renoncer complète- ment au chauffage par la paroi.
11 A été démontré, que si le solvant est amené à la même
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température que celle de l'alimentation, il se produit avec le début de l'arrivée du zinc, et par suite du surchauffage du solvant, un courant de chaleur à contre-sens. On peut en déduire, qu'un tel cou- rant de chaleur du solvant vers le mélange de réaction se produit lorsque le solvant est introduit à une température plus élevée que celle de la réduc tion. Cela représente en somme l'essentiel de ce progrès de très grande signification au point de vue technique, et il ne subsiste alors plus que la question de la quantité de solvant et de sa température, pour introduire pratiquement n'importe quelle quantité de chaleur dans la chambre de réduction;
une autre question est encore l'intensité du contact du solvant chaud avec le mélange de réduction plus froid, afin d'assurer la transmission nécessaire de chaleur de l'un à l'autre. A cet effet, il suffit déjà avantageu- sement de verser le solvant sur le mélange de réduction, de préféren-. ce en petits grains, de l'arroser de solvant ou d'opérer de façon analogue. Comme déjà dit, pour augmenter de multiples fois, même des centaines de fois, l'arrivée de chaleur qui peut être transmise par la paroi d'un moufle, il est inutile d'encore chauffer supplémentai- rement la chambre de réduction par la paroi, c' est-à-dire de la réaliser sous forme de moufle.
De cette manière est esquissée la voie cherchée depuis des dizaines d'années pour produire du zinc par voie thermique sans utiliser de @@oufle.
Pour séparer le zinc du solvant, on peut utiliser diffé- rents procédés connus; il est particulièrement recommandable, sur- tout lorsque les solutions ont une faible teneur en zinc, de procé- der à la séparation du zinc par une distillation sous une pression réduite. Comme le solvant obtenu par cette distillation.sous vide est chaud, il est de préférence réchauffé et renvoyé. Pour le ré- chauffer,, il est avantageux d'utiliser un mélange combustible-air; on peut aussi évidemment utiliser des gaz chauds de n'importe quelle origine, et d'autres sources de chaleur, par exemple l'énergie élec- trique.
Quant aux métaux d'accompagnement plus précieux, comme le
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cuivre, le plomb et le nickel, il est préférable de les réduire et les enlever par le solvant pour autant qu'ils soient solubles dans celui-ci.
Ils peuvent aussi être séparés et récupérés périodiquement du solvant en cas de faibles quantités, par exemple, par raffinage de toute la quantité du solvant pendant un arrêt par nettoyage ou réparation de l'installation, ou par enlèvement permanent et raffina ge d'un petit courant partiel du solvant etc., de manière connue.
Le cadmium se comporte essentiellement comme le zinc, dont il peut être séparé de manière connue, de préférence par rectifica- tion sous vide. Cela vaut aussi pour d'autre métaux évaporables, comme par exemple le plomb qui peut déjà être condensé dans une gran. de mesure par refroidissement de la vapeur brute de zinc.
Le succès technique de la présente invention est extraordi naire, d'autant plus si on considère le niveau de la métallurgie mo- derne. l.- Frais de premier établissement : L'intensification élevée dans la formation du zinc, en liaison avec la possibilité d'amener dans le même temps et les mêmes chambres pra' tiquement des centaines de fois plus de chaleur, permet de réduire au minimum pour unemêmeproduction,les très grandes installations de moufles utilisées jusqu'ici.
Un calcul, même des plus prudents, per- met de constater qu'une usine à zinc réalisée suivant le principe de la présente invention, avec considération de toutes les installa- tions secondaires, pour autant qu'elles soient nécessaires, ne coûte qu'environ 8 à. 14% du prix d'une usine à moufles moderne (moufles vez ticaux), ou d'une électrolyse, et cela pour les mêmes rendements.
2. - Pertes de chaleur.
La réduction extrême des dimensions de l'usine et, de ce fait, des surfaces à rayonnement de chaleur, et l'abaissement de 2000 et plus de la température de travail, réduisent les pertes de chaleur à une fraction de celles des usines modernes à moufles.
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3.- Main d'oeuvre.
Il est clair que le procédé décrit peut être réalisé complètement en continu,et ainsi dans une grande mesure automatiquement. Toute gène corporelle particulière disparaît, et la main d'oeuvre n'est en somme nécessaire que pour guider et surveiller l'installation.
4. - Rendement.
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Le re:m1ei11eiî:t on gincj, et en autres constituants obtenables, peut être poussé à 1'oxtréms, @tant donné quezla trba forte geodi6ratio-n de la rdactione I.QOOQ-U le a1@ntL#semant de la 6gotion 0-Liie sinon, me produit vers la. fin du processus dnlvnt du inc, et qui ainsi n"â vlus d"1nfluence. Comme on peut, en IDe temp, 0,6-ïli-êttrê uae plue forte teneur en dioxyde de carbone, il n-eât plus fi@ceâ1= rè de rpôvoir un oxcéé àé charbon de réduction. Là d1tillt1ofi ou vide prmet en outre, d-'Ovite> le agents Towmateir# de pQëiêg ae zinc, de sort@ qu tout 1 min@ diàtillé t obtenu gous la forme liquida. t'êplo1tt1ofi @ofiom1uê du aharboil- d@ P6= duetion put 1fii 'tr@ ugment@ m@n1bl@ment.
Lzh%j# @ àta Alors que Dour 1â prooddés M produt1ofi de fli;>o oonnuâo il ltàit aVnt@u d$avoir dâ prodtiltâ bptito d;tui-Q pmreté sâisit @µt= &-di3?ê d>une teneur mx1mm @fi zinc, on péàt, g&eë & lÊ éo>p4> >= tion de tous les constituants prc1@u, guivgat l'1nv@fit1ofi, trâitêr non gul#t dom oxydoo puee GU trhà purâj mâi u@i toui 10 PPQ.
duits brute oompl@x@1 et cela à 1#dtat de petite êr1fi1 ce qui peut être très important, c'est ainsi qu'on peut troitr ir@temêfit des oxydes mixt@ë de Pb-Zn ou Zn-Pb-On 6# OOIllpo1tiofi qv-eioonqme, tout écume des cendrée de laiton à teneur en cuivre, des minersis complexée grillés, de la calamine pauvre en Zn, des blendes rien@@ on Ag, sans compter les autres produits bruts habituels, tels que les blendes de grillage riches, les oxydes de zinc, etc.
6. - Frais de traitement, Les avantages décrits aux points, lA', influençant directement les frais de traitement. Des calculs prudents montrent quelle peuvent
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être abaissés de moitié, et plus, pour le traitement de macères brutes complexes. Surtout si on considère l'état actuel de la métal- lurgie, on peut à peine se représenter un tel progrès, qui néanmoins découle obligatoirement de ce qui précède.
REVENDICATIONS.' ---------------------------
1.- Procédé de production de zinc à partir de produits bruts oxydiques, par réduction, caractérisé en ce que les partici- pants et/ou les produits de la réaction, sont, de préférence pendant la' réaction,traités avec un ou plusieurs solvants du zinc, de façon que le zinc en formation, ou obtenu, soit complètement, ou partiellement, enlevé par ce solvant, dont il est ensuite séparé et récupéré par un moyen connu, de préférence par distillation sous une pression réduite.
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The production of zinc from oxides as raw materials is currently carried out by two main processes. The first consists in directly reducing ZnO using suitable reducing agents, especially carbon, the second in electrochemically splitting previously formed zinc compounds, such as zinc sulfate, zinc chloride, etc. Even carried out technically in the most modern way, these two processes have the two great drawbacks of enormous energy consumption and very high initial establishment costs.
What has just been said about energy consumption also applies to the electrolysis of zinc, when, as in most of
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country, electricity is produced from coal which must be taken into consideration since it directly influences the high cost of electric power. For this reason, in many places, the more cost-effective first-stage electrothermal processes cannot compete with other zinc production processes because of the excessively high cost of consumption of zinc. energy.
If the electrothermal and electrochemical processes cannot be retained, given that they only allow decisive modifications if the electrical energy can be obtained at much lower cost, and if one considers the reasons which determine the consumption of The extremely high energy of the other processes, namely those which employ mittens, it can be seen immediately that these reasons are to be found mainly in huge installations. The latter are apparently due to nature like zinc and its low boiling point. This is why, in all processes, zinc is obtained in the form of vapors.
The relatively easy oxidability of zinc, not only by oxygen, but also by water vapor, carbon dioxide etc., already at low temperatures, such as at the dew point, prohibits mixing with steam. of zinc the combustion gases rich in such gases.
It is for this reason that heretofore zinc has only been thermally produced in muffles which keep the flue gases separate from the reduced zinc.
Since the reaction pressure of the reduction of ZnO, just like the rate of reduction, clearly reaches technically useful values only above 1000 C, and too high a heating temperature is prohibited especially in Considering the strength of the muffle material, the temperature difference between the heating chamber and the reaction mass is not particularly large.
The direct consequence of this is that it is necessary to provide relatively very large muffle surfaces for the transfer.
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apply the heat necessary for the reduction and evaporation of zinc.
However, large plants operating at relatively high temperatures inevitably result in relatively high pressure losses due to the size of the radiating surfaces. In present-day muffle furnaces, these heat losses therefore still constitute a multiple of the heat required for the reduction and evaporation of the zinc.
Therefore, starting from this point of view, we have not failed to increase the efficiency of the muffles in order to intensify the reduction and thus improve the useful heat-waste heat ratio.
For the reduction of zinc using carbon, it is known to admit the following summary reaction:
ZoN + C = Zn + CO - 56 kcal (1) which is made up of the following two partial reactions, as various tests have shown:
ZnO + CO = Zn + CO2 (2)
CO2 + C = 2CO (3) (the direct reduction of ZnO using C is extremely slow due to the reaction of two solid bodies with each other).
As the usual reduction temperature is well above the boiling point of zinc and therefore there is no condensed phase, the law of action of the masses can be expressed as follows:
K '= CO / CO2 (4) An intensification is only possible by increasing the temperature, which is however not possible for the reasons described above, otherwise the carbonic acid slowing the reduction would be rapidly destroy. Since the temperature cannot be increased, care must be taken to have maximum carbon surfaces for reduction, which has led to the use of an abnormally high excess of reducing carbon.
According to the present invention, the intensification is obtained by an essentially different route, by carrying out the reduction -
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in the presence of a liquid or solid phase. The law of mass action is then expressed as follows: K "= CO (5) Zn. CO2 and we immediately see that the equilibrium can be influenced in a decisive way not only by the elimination of - carbonic acid, but also by the removal of vaporized zinc from the gas phase. It can easily be seen that in the presence of a sufficiently intensive evacuation of the zinc it is still possible to increase the zinc. reaction rate, if the carbon dioxide content is higher than usual.
We can immediately deduce two consequences:
1.- reduction can be done at a lower temperature,
2. - the reaction speed can be increased.
However, as mentioned above, the existence of condensed zinc is not possible at the temperatures necessary for reduction. According to the invention, however, it is not necessary for the condensed phase to consist of almost pure zinc, but the desired condition can be achieved by any body or liquid material, or even solid, provided that it either capable of dissolving zinc at working temperatures (adsorption or absorption), and provided that the solutions, compounds or others which form have a partial pressure lower than the pressure of the zinc vapor of the reaction reduction at the corresponding working temperature.
However, to a very great extent, the pressure of the zinc above the resulting solutions can generally be altered at will by altering the concentration of zinc therein, this partial pressure being almost always concentration dependent.
The acceleration of the reduction, the allowable CO2 content, etc., are all the higher as the solvent is capable of lowering the partial pressure of the zinc. As this pressure also depends on the zinc content of the solution formed, it is generally possible to
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Generally say, that at least for liquid solutions, the intensification of the reduction will be all the stronger as the zinc concentration in the solution is low. It is only for solid solvents that a higher temperature can be advantageous, as long as it favors the diffusion of the superficially dissolved zinc inside the particle, and if not, one can generally admit that a lower temperature of the solvent is more advantageous than a higher temperature.
According to the present invention, this finding is exploited in that the addition of a solid and / or liquid solvent for zinc, or more of these solvents, to the reduction mixture and / or to the reaction products, during or after the reduction makes it possible to arrive either at a lower reduction temperature or at a higher reaction rate, for work with a higher content of carbon dioxide and / or water vapor, or any combination within these limits.
The invention can be applied technically, for example as follows: A vertical muffle furnace is operated so that in the heating chamber there is a temperature of 1,400 C and in the muffle a temperature of 1,200 C. By adding a solvent of zinc, for example lead, in substance by means of a direct current of this in the muffle, the temperature can be lowered in the latter to 1,000 C. The temperature drop between the heating chamber - age and the mass is therefore doubled, which has the consequence that, per unit of time and unit of area of the wall of the muffle, it can pass twice as much heat as hitherto. This measure therefore makes it possible to double the efficiency of the muffle.
The present invention further aims to further avoid abnormally large heat transfer surfaces and also to reduce abnormally high heat losses, due to the reduction of installations and, consequently, of radiating surfaces. heat which is thus made possible.
We started from the point of view that it was before.,
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geux to keep the solvent as cold as possible, because of the reduction in. the pressure of the zinc vapor associated with it. However, it is certain that, already after the shortest route, both because of the direct contact of the solvent with the feed parts and as a result of the heat of condensation of the zinc, passing through the solvent, the latter quickly reaches approx. the temperature of the feed during zinc precipitation. However, if the solvent is brought to the same temperature as that of the feed, it would be heated to a temperature higher than that of the reaction mass due to the heat of condensation of the zinc as it precipitates.
If sufficient contact between the solvent and the reaction mass is accepted as a prerequisite, it would occur that the heat first necessary for the evaporation of the zinc would pass into the solvent, but would pass from the latter directly into the mixture. reaction. Since this amount of heat is about half that required for reduction alone, the efficiency of a muffle can, as described, not only be doubled but also correspondingly increased, since the effective amount of heat required is lower per unit weight of zinc than in the heretofore known methods. As a result, the efficiency of the muffle can be approximately tripled in this way.
Although it should be taken into account that the solvent must be heated beforehand, heating lead, as in the example, copper, iron or other materials, is easier than that of zinc, since it: can: be brought into direct contact with combustion gases, so that, for example, an immersion burner can be used and it is therefore not necessary to provide muffles for this heating.
The present invention allows a further decisive step forward, and for the first time, not only to increase the yield of a muffle but also to eliminate it and completely dispense with wall heating.
11 It has been shown that if the solvent is brought to the same
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temperature than that of the feed, it occurs with the onset of the arrival of zinc, and as a result of the superheating of the solvent, a flow of heat in reverse. It can be inferred that such a heat flow from the solvent to the reaction mixture occurs when the solvent is introduced at a temperature higher than that of the reduction. In short, this represents the essence of this progress of very great significance from a technical point of view, and all that remains is then the question of the quantity of solvent and its temperature, to introduce practically any quantity of heat into the reduction chamber;
yet another issue is the intensity of the contact of the hot solvent with the cooler reduction mixture, in order to ensure the necessary heat transfer from one to the other. For this purpose, it is already advantageously sufficient to pour the solvent onto the reduction mixture, preferably. this in small grains, to sprinkle it with solvent or to operate in a similar way. As already said, to increase multiple times, even hundreds of times, the inflow of heat that can be transmitted through the wall of a muffle, it is unnecessary to further heat the reduction chamber through the wall. , that is to say to produce it in the form of a muffle.
In this way is outlined the way sought for decades to produce zinc thermally without using @@ oufle.
In order to separate the zinc from the solvent, various known methods can be used; it is particularly advisable, especially when the solutions have a low zinc content, to carry out the separation of the zinc by distillation under reduced pressure. Since the solvent obtained by this vacuum distillation is hot, it is preferably reheated and returned. To reheat it, it is advantageous to use a fuel-air mixture; it is also of course possible to use hot gases of any origin, and other sources of heat, for example electrical energy.
As for the more precious accompanying metals, such as
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copper, lead and nickel, it is preferable to reduce them and remove them by the solvent as long as they are soluble in it.
They can also be separated and periodically recovered from the solvent in case of low quantities, for example, by refining the entire quantity of the solvent during a shutdown by cleaning or repairing the installation, or by permanently removing and refining a small one. partial stream of solvent etc., in known manner.
Cadmium behaves essentially like zinc, from which it can be separated in known manner, preferably by vacuum rectification. This also applies to other evaporable metals, such as lead, which can already be condensed in a gran. measurement by cooling the raw zinc vapor.
The technical success of the present invention is extraordinary, all the more so if one considers the level of modern metallurgy. l.- Initial establishment costs: The high intensification in the formation of zinc, in connection with the possibility of bringing at the same time and the same rooms practically hundreds of times more heat, allows to reduce to the minimum for the same production, the very large mitten installations used so far.
A calculation, even the most careful, shows that a zinc plant built according to the principle of the present invention, with consideration of all the secondary installations, as far as they are necessary, costs only about 8 to. 14% of the price of a modern muffle factory (vertical muffles), or of an electrolysis, and this for the same yields.
2. - Heat losses.
The extreme reduction in plant dimensions and hence heat radiating surfaces, and the lowering of 2000 and more in the working temperature, reduce heat loss to a fraction of that of modern plants in mittens.
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3.- Labor.
It is clear that the described method can be carried out completely continuously, and thus to a large extent automatically. Any particular bodily gene disappears, and manpower is basically only needed to guide and monitor the installation.
4. - Yield.
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The re: m1ei11eiî: t on gincj, and in other obtainable constituents, can be pushed to extremes, @ since the strong geodi6ratio-n of the editorial board I.QOOQ-U the a1 @ ntL # sowing of the 6gotion 0 -Liie if not, produces me towards the. end of the process is inc, and thus has no influence. Since 0.6-ïli-ttrê uae higher carbon dioxide content may, in the meantime, there is no longer any need for a reduction carbon oxide. There, the dilution or vacuum, furthermore, avoids the Towmateir # of the zinc plating agent, so that every 1 min @ dilution is obtained in the liquid form. t'êplo1tt1ofi @ ofiom1uê du aharboil- d @ P6 = duetion put 1fii 'tr @ ugment @ m @ n1bl @ ment.
Lzh% j # @ àta While Dour 1â prooddés M produt1ofi de fli;> o oonnuâo he ltàit aVnt @ ud $ having dâ prodtiltâ bptito d; tui-Q pmreté sâisit @ µt = & -di3? Ê d> a content mx1mm @fi zinc, we poison, g & eë & lÊ éo> p4>> = tion of all the constituents prc1 @ u, guivgat l'1nv @ fit1ofi, trâitêr non gul # t dom oxydoo puee GU trhà purâj mâi u @ i toui 10 PPQ.
raw results oompl @ x @ 1 and that at 1 # state of small êr1fi1 which can be very important, this is how we can troitr @ temêfit mixed oxides of Pb-Zn or Zn-Pb-On 6 # OOIllpo1tiofi qv-eioonqme, any scum of brass ash with copper content, toasted complexed minersis, low Zn calamine, blends nothing @@ on Ag, not to mention other usual raw products, such as blends rich roasting, zinc oxides, etc.
6. - Processing costs, The advantages described in points, lA ', directly influencing the processing costs. Prudent calculations show what can
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be reduced by half, and more, for the treatment of complex raw macerates. Especially if we consider the current state of metallurgy, we can hardly imagine such progress, which nevertheless necessarily follows from the above.
CLAIMS. ' ---------------------------
1.- Process for the production of zinc from oxidic crude products, by reduction, characterized in that the participants and / or the products of the reaction are preferably during the reaction treated with one or more solvents. zinc, so that the zinc being formed or obtained is completely or partially removed by this solvent, from which it is then separated and recovered by known means, preferably by distillation under reduced pressure.