BE344735A - - Google Patents

Description

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  Monsieur Dr.Wilhelm B u d d ë u s à   Berlin-Adlershof,   Rudower Chaussee. pour: Procédé pour extraire au   four   à   moufles   ou au four   électrique   le zinc de minerais de zinc oxydés ou de matériaux analogues ou d'autres produits sidérurgiques renfermant ce métal. 



   Demandes de brevets allemandsen sa faveur du 8 décentre 1926   et du 14 février 1927. ¯¯¯¯¯¯, Le processus thermique employé jusqu'ici à la réduction   de minerais de zinc oxydés , de produits métallurgiques renfer- mant des oxydes de 'zinc et autres matières analogues était basé exclusivement sur l'opération suivants; l'oxyde de zinc renfermé dans les matières à traiter était réduit à l'état de 'vapeur de zinc par du carbone, puis cette vapeur de zinc était transformée en zinc liquide par condensation. 



   On sait que le processus de réduction d'oxyde de zinc par le carbone est fortement endothermique, et que, par suite, on est obligé, des que le mélange des matières qui renferment le zinc et le charbon a atteint la température de réduction, d'introduire de l'extérieur de la chaleur, jusqu'au moment où les 

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 les derniers restes de zinc sont pratiquement extraits du mé- lange. 



   En raison de la longue durée de la distillation du zinc, l'utilisation du charbon ou des gaz de gazogène employés au chauffage des moufles est très incomplète. En effet, en règle générale et dans les cas les plus favorables, elle ne dépasse pas 8à 10% de la quantité de chaleur théorique que fournit le combustible. Il en est de même au sujet de l'uti- lisation du courant électrique quand le chauffage du mélange s'effectue au four électrique. 



   Dans le procédé appliqué jusqu'ici, l'utilisation de la capacité du four à moufle est incomplète également ,étant donné qu'il faut recourir à une quantité de charbon réducteur de 3 à 4 fois plus grande que celle des données théoriques, si l'on veut obtenir une extraction pratiquement satisfaisan- te du zinc renfermé dans les matières introduites dans le moufle . 



   Le traitement des produits résiduaires des moufles dans le four à plomb exige lui aussi, dans le dit procédé , plu- sieurs opérations préparatoires,telles que le   lavaje   du char- bon réducteur et la calcination du produit lavé, sans compter les pertes inévitables. 



   Conformément à la présente invention, le carbone néces- saire à la réduction de l'oxyde de zinc est remplacé totale- ment ou partiellement par du silicium ou par des siliciures fortement siliciés. 



  D'une part, ce mode opératoire permet , par suite du poids 

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 spécifique plus élevé du siliciure et de la consommation plus faible que l'on en fait, d'augmenter sensiblement le charge- ment en matières zincifères à traiter dans le moufle. D'autre part, la réaction entre le silicium et l'oxyde de zinc, à la température de réduction de ce dernier, est de caractère endothermique tellement faible qu'il suffit d'entre tenir à travers le moufle un léger apport de chaleur pendant la durée expulsion du zinc.

   A la température d'environ 1300  C. qui est celle ordinairement employée dans le traitement au moufle, et même en portant une seule fois le chauffage à cette tem- pérature, le processus de réduction est déjà faiblement exothermique, cela déjà pour la simple raison que la réduction, par du silicium, de l'oxyde de fer renfermé dans les minerais, constitue une réaction fortement exothermique. 



   En conséquence, dans ce processus silicothermique, le zinc est chassé au dehors de la charge du moufle dans une durée temps bien plus courte, ce qui contribue également à augmenter considérablement le rendement du four à moufles. 



   Enfin, par suite de sa température de fusion élevée,la silice formée au cours de la réduction présente la particula- rité de ne former que de simples agglomérats avec les impure- tés des matières zincifères, sans toutefois se fusionner avec ces matières, et d'absorber ainsi les impuretés telles que plomb, cuivre etc., à l'instar de ce que fait le charbon réduc- teur en excès dans le traitement au moufle pratiqué jusqu'ici. 



  D'autre 

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 j'autre part, dans le nouveau procède le résidu obtenu dans le moufle présente l'avantage de ne pas brûler à l'extraction et de dégager des vapeurs métalliques; de plus encore, se trou- vant à l'état calciné, il peut être introduit directement dans le four à plomb sans lavage et calcination préalables, ce qui constitue un avantage énorme. 



   Toutefois, les résidus obtenus dans les moufles peuvent également être incorporés dans un bain de scories en vue d'en extraire le plomb et le cuivre ainsi qu'il a été expliqué dans le brevet   beloe   antérieur   338.292.   



   Dans la pratique, il est avantageux d'ajouter   à   la charge du moufle de faibles quantités de matières contenant du car- bone, par ex. du charbon ou du fer carburé, afin de réaliser ainsi une faible formation d'oxyde de carbone qui assure l'ex- pulsion des derniers restes des vapeurs de zinc. 



   Le nouveau procédé peut être mis en #uvre dans les fours à moufles ou dans les fours électriques existants, sans néces- siter la moindre transformation ou l'achat d'autres accessoires. 



   Les chiffres suivants mettent en relief les différences entre les deux procédés de réduction au point de vue thermique; 
D'après Richards", la dépense de chaleur pour le traite- ment au moufle d'une charge normale comporte environ 1686 ca- lories par   kilogr. de   zinc réduit. Dans les Niâmes conditions, le chauffage d'un mélange d'oxyde de zinc et de silicium ou de siliciures fortement siliciés nécessite; pour porter le   mélan-   ge à la température de réaction env. 200 calories et pour la réduction 

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 réduction   silicothermique   41 calories, soit en totalité 241 calories, c'est à dire un septième seulement des quantités de chaleur que nécessite le traitement au moufle actuel à l'aide de carbone réducteur. 



   En pratique, ces proportions seront un peu moins favo- rables, mais néan moins,   l'économe   de combustible sera tou- jours énorme. La valeur du nouveau procédé se manifeste d'ail- leurs encore dans l'augmentation du pouvoir producteur du four à moufles ou du four électrique,et dans la plus grande facilité avec laquelle les résidus du four à moufles peuvent être traités. 



   Le four à moufle ou le four électrique ne sont pas indispensables pour réaliser le procédé décrit ci-dessus. 



  Si l'on veut mettre en oeuvre ce procédé sans leur concours, il n'y a qu'à opérer de la façon   suivante,laquelle   également rentre dans le cadre de l'invention. 



   La faible chaleur additionnelle nécessaire à la mise en jeu de la réaction exothermique est fournie par un bain de laitier chauffé à un degré supérieur à la température de réduction du zinc. Dans ce bain de laitier, on incorpore le mélange formé des matières renfermant les oxydes de zinc et le silicium ou les siliciures, et nn y ajoute, si nécessaire, du combustible contenant du carbone. 



   Le surchauffage du bain de laitier peut être effectué de diverses manières connues en elles-mêmes. Ainsi,par exemple, on pourra fusionner le laitier dans un four   à   cuve en 

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 en présence de coke, ou dans un four à flamme avec chauffage au charbon, ou aux poussières de charbon ou à l'hule. 



   Toutefois, conformément à la présente invention, le chauffage peut s'opérer par la combustion, au sein du bain de laitier, de matières dégageant de la chaleur, en insuff- lant dans le bain de l'air ou de   l'oxygène  Comme matières cédant ou dégageant de la chaleur, ou pourra employer des pyrites zincifères ou de la blende, le zinc renfermé dans ces composés se dissolvant dans le bain à l'état de silicate de zinc sous l'influence de la chaleur produite par le souff- lage, tandis que le soufre se dégage de la façon   connue,sous   forme d'anhydride sulfureux. 



   Dans le laitier ainsi surchauffé, on incorpore alors un mélange formé des matériaux renfermant l'oxyde de zinc et le silicium ou les siliciures et, si nécessaire, de faibles quantités de substances contenant du carbone; après quoi,le dégagement des Tapeurs de zinc commence immédiatement, et il se poursuit jusqu'au moment où le refroidissement du bain a ramené la température de ce dernier jusqu'à celle de réduc- tion du zinc. Au cours de ce processus s'opère non seule- ment le dégagement du zinc renfermé les minerais zincifères (blende et pyrites zincifères) ajoutés pendant le soufflage éleveur, de la température, mais encore celui du zinc associé aux matières contenant les oxydes de zinc. 



   Après cessation du dégagement des vapeurs de zinc,on ajoute à nouveau de la blende ou de la pyrite au bain de lai- tier, puis on insuffle de l'air, et après   éleva-potion   de la température on incorpore à nouveau un mélange formé de ma-   tériaux   

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 tériaux contenant de l'oxyde de zinc, de silicium ou de si- liciures et de faibles quantités de combustible. 



   Quand le bain de laitier doit être remplacé par un nou- veau bain, on lui ajoute alors uniquement, après élévation de la température par un soufflage préalable, du silicium ou des siliciures accompagnés d'un peu de charbon, afin de ré- duire à   l'état   de zinc le silicate de zinc qui se trouve en- core en dissolution dans le laitier. 



   Tel que décrit,le procédé permet donc d'opérer le traite- ment métallurgique des matériaux des zincifères et simul- tanément le traitement métallurgique direct de blende ou de blende partiellement grillée. Mais le procédé permet égale- ment d'opérer le traitement métallurgique direct de minerais de zinc et plomb ou de minerais de plomb,zinc et cuivre en groupement complexe. 



   Si l'on ajoute au bain de laitier de tels minerais par- tiellement grillés ,on obtient alors, après adjonction de si- licium ou de siliciures, tout d'abord la totalité du plomb des minerais (brevet belge No.338.292) à l'état de plomb mé- tallique, ainsi que du cuivre sous forme de matte cuivre- plomb, tandis que le zinc se dissous dans le bain à l'état de silicate pour être ensuite éliminé à l'état de vapeur zinc, dès qu'une nouvelle adjonction de silicium ou de siliciures est effectuée, conformément à la présente invention, et qu' éventuellement la température est relevée par un soufflage. 



  Donc, 

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Donc, d'après le présent procédé ,les difficultés que comportait jusqu'ici le traitement métallurgique de minerais complexes du genre en question se trouvent écartées d'une faco- extrêmement simple. 



   D'après le mode opératoire décrit,il est également possib le d'extraire des laitiers normaux provement des fours à cuve employés au traitement métallurgique des minerais de plomb ou de cuivre, les quantités de zinc que renferment ces laitiers, lesquelles quantités varient ordinairement de 6 à 
20%. 



   Les vapeurs de zinc produites   diaprés   ce procédé peuvent naturellement être brûlées en dehors du bain de laitier au contact de   l*air,   de façon à obtenir de façon connue l'oxyde de zinc, 
En vue d'économiser de la chaleur, les matériaux zinci- fères à traiter peuvent être ajoutés au bain à l'état sur- chauffé , par ex. à l'état de blende encore chaude venant directement des fours de grillage. Les matériaux contenant le zinc et le mélange formé de silicium- ou de siliciures et . de faibles quantités de combustible renfermant du carbone sont ajoutés au bain de laitier soit mélangés, soit séparé- ment. 



   Revendications. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1. ) procédé pour extraire au four à moufles ou au four élec- crique le zinc de minerais de zinc oxydés ou de matériaux analogues ou d'autres produits sidérurgiques renfermant ce métal, caractérisé en ce que le carbone employé jusqu'ici à la <Desc/Clms Page number 9> la réduction de l'oxyde de zinc est remplacé totalement ou partiellement par du silicium ou des siliciures.

   2.) Procédé pour l'obtention de zinc par réduction de ma- tériaux quelconques le renfermant à l'état d'oxyde, carac- térisé ou ce que la réduction s'opère au sein d'un bain de laitier chauffé au-dessus de la température de réduction du zinc, ce bain de laitier fournissant les faibles quan- tités de chaleur additionnelle nécessaires à la réduction, ainsi que la chaleur nécessaire à la scorification des im- puretés, tout en se refroidissant à la température de réduc- tion du zinc.

   3.) Un mode d'éxécution du procédé d'après la revendication 2, caractérisé en ce que pour opérer le surchauffage du ou bain de laitier on lui ajoute de la blende brute, de la blende ayant subi un grillage préalable, ou des pyrites zin- cifères, ces produits étant brûlés par un soufflage d'air ou d,'oxygène à travers le bain, et l'oxyde de zinc formé se dissolvant dans le laitier à l'état de silicate de zinc,en même temps qu'il se dégage de l'anhydride sulfureux.

   4. ) Un mode d'exécution du procédé d'après les revendica- tions 1 et 2, consistant à ajouter au bain, après surchauffe de ce dernier, du silicium ou des siliciures, en vue d'opè- rer la réduction du silicate de zinc dissous dans le bain et d'en extraire ainsi le zinc métallique, cette même manière de procéder permettant également d'extraire le zinc des laitiers renfermant déjà du silicate de zinc, tels que par ex. <Desc/Clms Page number 10> ex. les laitiers de plomb ou de cuivre.

   5.) Un mode d'exécution du procédé d'après les revendications 2,3 et 4, convenant pour le traitement de minerais plomb- zinc ou plomb-zinc-cuivre en groupement complexe, caractérisé en ce que ces minerais sont incorporés dans le bain de laitier l'état brut ou partiellement ou totalement grille en même temps qu'on introduit dans ce dernier du silicium ou des sili- ciures, cette opération dégageant tout d'abord du plomb et une matte renfermant le cuivre, tandis que le zinc se dissous. dans le bain à l'état de silicate de zinc, et qu'après nouvel- le adjonction de silicium ou de siliciures et surchauffe du bain, il est chassé au-dehors de ce dernier à l'état de va- peurs de zinc, 6.

   ) Un mode d'exécution du procédé d'après les revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'on ajoute au bain de laitier, de faibles quantités de- substances contenant du carbone, ce en vue de faciliter le dégagement du zinc