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"PROCEDE ET FOUR POUR LA FUSION DE MINERAIS DE ZINC,EN RE- CUPERANT LES METAUX VOLATILS,ET PROCETE DE MISE EN OEUVRE"
Jusqu'à présent on s'est borné à dézinguer au four à cuve uniquement des matières dont le traitement au four à mouffle ,en vue de l'obtention de zinc métallique, n'est pas rémunérateur, Dans ce cas il s'agit principalement de matières relativement pauvres avec une teneur approximative de 15 à 30% en métaux vola- tils, et notamment de minerais mixtes contenant du zinc et du plomb et sans teneur de cuivre et de métaux précieux.
Mais des matières plus riches en zinc, qui sont actuellement traitées normalement par les zingueries directement dans les fours de dis-
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tillation à mouffle, notamment lorsqu'elle contiennent du plomb, du cuivre et des métaux précieux, peuvent tre traitées avec un rendement plus élevé dans le four à cuve,car le plomb, le cuivre et les métaux précieux ne peuvent être récupérés que dans une très faible mesure dans les cendres résiduelles du four à mouffle.
La présente Invention offre un moyen pour la fusion très avantageuse dans le four à cuve des minerais mixtes mentionnés, et aussi de minerais de zinc plus riches, par exemple de blendes et de calamines riches. L'invention consiste en ce qu'on fond les matières, après grillage préalable si nécessaire, dans un four à cuve avec un réducteur et le cas échéant avec des additions, et qu'on les dézingue ainsi en partie. Les scories zincifères obtenues sont ensuite soumises à nouveau au même traitement dans le four à cuve et sont dézinguées de manière poussée.
Ce mode opératoire offre les avantages suivants:
A la première fusion on peut pratiquement enlever tout le plomb avec la partie d'oxyde de zinc,, On enlève en même temps d'autres métaux volatils tels que par exemple le cadmium. L'oxyde métal- lique obtenu est utilisable comme couleur de plomb et de zinc.
La teneur de la matière première en cuivre et en métaux précieux est récupérée en un bloc,si nécessaire avec addition de matières à teneur de soufre.Or les scories zincifères obtenues à la pre- mière fusion représentent une matière première extraordinairement pure pour une couleur au zinc pure de grande valeur, qui est ré- cupérée au deuxième traitement dans le four à cuve.
On est en état de régler dans des limites étendues le dézingage dans la première fusion, de sorte qu'il n'est pas dif- ficile d'obtenir chaque fois le dézingage le plus avantageux au point de vue économique. Cette double opération est beaucoup moins coûteuse que la fusion de la même matière dans le four à mouffle, car, en dépit de la double fusion, les fraia par tonne de minerais ne sont que les deux tiers de ceux dans le procédé au mouffle Mais, de plus, s'ajoutent les avantages mentionnés ci-
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dessus relatifs à la récupération et à l'utillisaton des substan" ces secondaires du minerai (plomb, cuivre et métaux précieux).
On peut utiliser pour la mise en oeuvre du procédé les fours à cuve usuels ,bien que ceux-ci ne soient pas avantageux. En ef- fet on a trouvé dans l'exploitation de fours à cuve de dézinga- ge qu'on obtient un dézingage suffisamment poussé qu'avec une grandeur de four donnée, la quantité traitée ne dépassant pas une valeur donnée par unité de temps. Ceci est dû à ce que le dézinga- ge d'une quantité de charge donnée exige un temps déterminé et un contact intime de caque particule de la charge avec le réduc- teur dans des conditions thermiques déterminées.
Si on augmente l'addition de coke, pour donner aux particules de la charge plus d'occasion d'entrer en contact avec le réducteur, on se heurte cas de charges riches en fer, à l'inconvénient que les oxydes de fer sont (comme dans le haut-fourneau) réduits plus ou moins dans la zone de formation et qu'il se forme dans le creuset des dépôts de fer métallique qui augmentent très rapidement et finis- sent par arrêter le fonctionnement du four à cuve.
D'après la présente invention, on réussit à supprimer ces inconvénients au moyen d'une forme déterminée' du four à cuve et d'un mode opératoire correspondant.
Par expérience, la montée du vent de soufflette le long des parois du four se fait beaucoup plus rapidement que dans les par- ties centrales de la charge, en raison de la faible résistance que le vent rencontre en cas points. Il en résulte que l'action alternative entre la matière à réduire et le réducteur s'effectue plus rapidement dans le voisinage de la paroi que dans les parties centrales dans la charge; c'est pourquoi les scories engendrées dans le voisinage de la paroi du four ont une teneur en zinc de quelques pourcents supérieure à celle des scories engendrées dans les parties centrales du four.
D'après la présente invention on peut remédier à cet inconvénient du fait qu'on élargit (ou renfle) la cuve en forme de tonneau au-dessus de l'ouvrage et qu'on rappro- che plus que d'habitude (moins d'un mètre ), dans l'ouvrage (creu- set), les parois du four qui contiennent les tuyères. Cette dis** position empêche d'une part que le courant de gaz et de vapeurs @
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métalliques ne monte au-dessus de l'ouvrage en pourcentage plus élevé directement le long des parois. Au contraire, sous l'influ- ence de la poussée verticale ascendante, il passera à travers la charge et avant tout dans la partie qui se trouve dans le renflement, ce qui favorise le dézingage.
En même temps, on em- pêche ainsi la formation, sur les parois de four plus froides, de dépôts par précipitation de substances volatils (sulfure, etc...) du fait que les masses de charge se déplaçant vers le bas ramènent ces produits dans la zone des tuyères plus chaudes, où les constituants volatils situés dans ces produits sont ex- pulsés par les réactions chimiques.
' D'autre part, le rétrécissement de la zone des tuyères fait que le vent peut pénétrer plus facilement jusqu'au milieu de la charge, de sorte qu'il est obligé de monter plutôt dans la charge que le long des parois.
Une autre'me sure améliorant le fonctionnement du four, en combisaison avec le rétrécissement du plan des tuyères, consiste en ce qu'on diminue à l'intérieur du four les ouvertures des tuyères de beaucoup au-dessous de la mesure usuelle. D'ordinaire on donne aux tuyères à l'intérieur une ouverture d'environ 30cm2 D'après la présente invention cette ouverture est réduite au quart et même moins. Cette disposition fait que le vent de soufflerie pénètre dans le four sous forme de jets forts dans le genre de flammes pointantes. On en arrive ainsi à ce que dans l'ouvrage (creuset) la température engendrée est si élevée que les grumeaux de fer formés dans le creuset fondent, et d'autre part la quan tité d'oxygène conduit en lieu et place est si grande que le fer fondu ast de nouveau oxydé.
Ce fer oxydé est alors reçu par le bain de scories et quitte le four sans être réduit. On évite- ra donc de cette manière la formation de dévots de fer dans le creuset, et des dépôts formés par des conditions défavorables seront progressivement enlevés-par fusion, ou bien leur croissan- ce sera maintenues dans une mesure supportable.
Dans le dézingage au four à cuve, le fonctionnement du four est encore particulièrement favorisé .d'âpres l'invention, du fait qu'on injecte dans la charge au-dessous du gueulard (ouvertu
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re de charge) de l'air additionnel . Cette injection offre l'a- vantage que la charge est chauffée déjà dans la partie supérieur re du four et que ce réchauffage augmente notablement la gran- deur de la zone de réduction et de vaporisation effective.
Déjà avec des minerais ordinaires cette action a pour résultat un meilleur dézingage et un gueulard (ouverture de chargement) moins sensible au refroidissement par la nouvelle charge ; de plus des gaz de gueulard (gaz d'échappement)plus chauds donnent une couleur de zinc de meilleure nature car avec un gueulard trop froid, de faibles quantités de vapeurs métalli- ques non oxydées se forment en poussière sombre qui nuit à la couleur.
Mais lorsqu'il s'agit de la fusion de, minerais difficile- ment réductibles, notamment de silicates de zinc et de scories zincifères, leur dézingage complèt ne réussit pas du tout sans cet air additionnel, car le silicate de zinc ne franchit, dans le mode de fusion usuel qu'une très courte zone de réduction et ne trouve en conséquence pas la possibilité de céder com- plètement sa teneur en zinc. D'autre part il se forme facile- ment aussi dans le four à cuve des scories de silicate de zinc avec de l'oxyde de zinc libre et des matières contenant de l'a- cide silicique, pour autant que les deux se rencontrent dans la zone de température suffisamment élevée.
Mais si au moyaa d'air additionnel on élève déjà dans la partie supérieure du gueulard la température jusqu'à la production de la réduction du zinc, la formation de silicates de zinc difficilement réduc- tibl ne peut pas avoir lieu dans le four.
Il faut noter que le vent (l'air) conduit auxtuyères inférieures ainsi qu'aux tuyères supérieures peut être employé sous forme de vent chaud.
Ces mesures sont avantageuses'- non seulement pour la fu- sion de minerais de zinc, mais aussi pour des minerais mix- tes qui, avec ou sans zinc, contiennent encore du plomb et d'autres métaux volatils.