Brevet FR2016787A1 — publié le 19700515

présente invention concerne un procédé de fabrication de poussières de zinc, Il existe divers procédés de fabrication de poussières de zinc qui utilisent comme chambre de distillation des vapeurs de zinc, des colonnes verticales de disttllation fractionnée ou non, des creusets verticaux type New Jersey, ou des creusets horizontaux. Ces procédés ont en commun le fajt que la chantre de distillation est connectée à un condenseur ou plusieurs condenseurs de vapeurs de zinc. Les condenseurs destinés à la production de zinc sous forme de poussières doivent refroidir brutalement les vapeurs de zinc. Cela peut être fait par exemple en donnant au condenseur une surface de refroidissement relativement grande ou par introduction dans le condenseur d'un gaz inerte à plus basse température que les vapeurs de zinc qui entrent dans les condenseurs, ce gas inerte étant destine à provoquer un refroidissement brusque de la veine gazeuse. La présente invention se rapporte aux procédés utilisant des moyens de refroidissement brusque des vapeurs de zinc en vue de la production de poussières de zinc. 'tes condenseurs connus ont pour inconvénient majeur de former une poussière de zinc de calibre trop grossier pour les applications spéciales comme les peintures à base de poussières de zinc. Cela est d'autant plus néfaste que, du fait de leur finesse, ces poussières sont extrêmement difficiles à trier de façon satisfaisante. De plus, en supposant un triage adéquat possible, les particules trop grosses devront entre recyclées car elles sont inutilisables. Cela influence défavorablement î'intérgt économique du procédé. La présente invention a pour objet l'obtention de poussières de zinc de calibre relativement fin et ajustableselon les besoins du marché, et elle se caractérise par le fait que les vapeurs de zinc produites dans la chambre de distillation sont, avant leur entrée dans le condenseur, mélangées avec une quantité de gaz inerte à 11 égard des vapeurs de zinc, tout en n'étant pas formé de vapeurs de métaux volatils. De préférence, le débit de gaz inerte est ajusté en fonction du diamètre moyen des particules de poussières de zinc à produire. Le gaz utilisé doit être inerte à l'égard des vapeurs de zinc à des températures voisines de 900 C. Il ne doit donc pas oxyder la vapeur de zinc comme le ferait le CO2 ou former avec celle-ci une combinaison chimique comme le feraient certains gaz chlorés. Le gaz utilisé de préférence sera du 3 ou C0. Selon un autre trait caractéristique de l'invention, l'azote ou le CO quittant le condenseur est débarrassé des poussières non déposés dans le condenseur et est recyclé vers l'endroit de la re-injection. L'effet du gaz inerte est de diluer uniformément les vapeurs de zinc lorsque celles-ci atteignent le condenseur et commencent à se transformer en particules Condensées à cau- se du refroidissement qui s'y produit ; le gaz inerte contra rie la coalescence de ces particules en leur donnant le temps de parvenir à l'état solide avant d'avoir pu grossir par contact avec d'autres particules. Par un effet secondaire on obvient une uniformisation du calibre des particules de zinc obtenues dans le condenseur et par conséquent une gra nulométrie relativement serrée des poussières produites ; ce fait est évidemment favorable du point de vue rendement de fa brication et par conséquent du point de vue économique.Les considérations suivantes pourront être utiles pour la meilleure compréhension de l'invention et de son effet utile ; il est à noter en effet que le rapport des volumes dwun poids donné de vapeurs de zinc à 910 C et du même poids de zinc à 4200C est de l'ordre de 10000/1; alors que si les vapeurs de zinè sont diluées par un volume égal de gaz inerte incondensable, la contraction de volume qui se produit lorsque le mélange va-peur de zine/gaz inerte passe de 910 C à 400 C n'est que de l'ordre de 5,5/1, Dans le cas du refroidissement brutal des vapeurs de zinc pures, il se produit une sorte d'implosion qui ne peut que favoriser la coalescende des particules de zinc liquide naissant de la condensation des vapeurs de zinc. tu contraire, lorsque les vapeurs de zinc sont diluées par un gaz inerte, on favorise la formation d'un brouillard fin de particules de zinc se transformant en poussières fines par refroidis sement en-dessous de 4100C, brouillard analogue à celui que provoque le refroidissement brutal d'un gaz humide, par détente par exemple. . vv v Lorsque comme il est connu de le faire, on pror-q-uew dans l'enceinte meme où se fait le refroidissement brutal des vapeurs de zinc le mélange d'un courant de vapeurs de zinc ne contenant pas de gaz inerte, avec un gaz inerte (normalement froid), la coalescence à l'étant de particules relativement grosses d'une part importante de zinc condensé ne peut être empochée.En effet, la condensation du zinc est presque complète dès que l'ensemble des vapeurs est ramené à une température de l'ordre de 8000C et il n'est pratiquement pas possible de réaliser un mélange suffisam ment homogène des vapeurs de zinc entrant dans le condenseur et du gaz inerte qu'on y injecte avant que la température du zinc ne se soit abaissée de manière telle que la conden sation du métal en particules liquides ne doit pratiquement achevée. Dans le cas particulier de l'utilisation du procédé dont la chambre de distillation est une colonne verticale de distillation fractionnée, un avantage supplémentaire résulte de l'emploi de gaz inerte tel que décrit plus haut du fait que le dessus de la colonne servant toujours de "refluxing" pour la purification des vapeurs, il y a à cet endroit une dissipation assez importante de calories vers l'atmosphère, ce qui est indispensabie du point de vue purification, et l'introduction de gaz inerte à une tempé rature inférieure à celle qui règne dans la colonne n'entraine pas de perte de calories supplémentaires, le chauffage de gaz inerte remplaçant la perte de calories vers l'extérieur à laquelle on doit consentir en vue de la purification des va peurs. Avec d'autres appareils de production de vapeurs de zinc une condensation partielle inévitable se produit dans le circuit à l'endroit de l'introduction du gaz (à moins dtintroduire le gaz inerte à une température égale à celle qui règne à l'endroit de son introduction dans le circuit des vapeurs de zinc, c'est-à-dire + 9100C) et il est souhai table dans ce cas de prévoir avant ltentrée du condenseur un moyen de séparerles particules condensées avant l'entrée du condenseur, parce que ces particules n'ont pas le cali- bre adéquat. Comme les poussières contenues dans le gaz circulant dans le condenseur annexé à la chambre de vaporisation pourraient ne pas se déposer entièrement dans l'enceinte constituant ce condenseur, le gaz quittant ce dernier est débarrassé des poussières qu'il contiendrait encore par un dépoussiéreur de type connu, par exemple un filtre à sacs, après quoi le gaz inerte peut être recyclé vers l'endroit d'injection. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention de poussières de sine dans lequel les vapeurs de zinc sont produites par une chambre de distillation et dans lequel la vapeur de zinc est transformée en particules solides par refroidissement dans un condenseur, caractérisé en ce que es vapeurs de zinc produites dans la chambre de distillation sont, avant leur entrée dans le conden- seur, mélangées avec une quantité de gaz inerte à l'égard des vapeurs de zinc tout en n'étant pas formé de vapeurs de métaux volatils. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le débit de gaz inerte est réglé en fonction de la granulométrie des particules: de poussières de zinc à obtenir. 3. Procédé suivant les revendications 1 ou 2, dans lequel le gaz inerte utilisé est de l'azote ou de l'oxyde de carbone. 4. Procédé suivant n'importe laquelle desrevendications 1 à 3, dans lequel l'azote ou l'oxyde de carbone quittant le condenseur est débarrassé des poussières non déposes dans le condenseur et est recyclé vers l'endroit de réinjection. 5. Produit obtenu par le procédé tel que revendiqué dans l'une des revendications 1 à 4.