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PROCEDE POUR CONVERTIR EN UN PRODUIT ANALOGUE A DE LA CERUSE SUBLIMEE DES MATIERES PRESENTES DANS LES FUMEES A BASE DE PLOMB ET DE SOUFRE ET A ASSURER LA SOLUBILITE DE MATIERES DANS SES FUMEES.
Cette invention a trait à un procède'pour con- vertir en un produit analogue à de la céruse sublimée des matières présentes dans les fumées à base de plomb et de soufre et à assurer la solubilité de matières dans ces fumées. Dans la description qui suit, on notera particu- lièrement que le terme "sulfuré" appliqué à un gaz ou une matière s'entend pour un gaz ou une matière contenant du soufre sous une forme quelconque, et que le terme "matière sulfurée comprend le soufre lui-même et les gaz qui en
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contiennent, y compris le gaz sulfureux défini ci-après.
Le terme "gaz sulfureux" s'entend pour l'anhydride sulfureux (y compris l'anhydride sulfureux impur suscep- tible d'être engendré dans une installation de grillage, par exemple dans les machines à griller et à concréter Dwight et Llpyd employées dans la plupart des usines de métallurgie du plomb).
Au cours du traitement auquel on soumet actuelle- ment les matières à base de plomb et de soufre en vue de l'extraction du plomb et. des autres métaux de valeur qu'el- les renferment, il se produit des vapeurs et fumées (appe- lées ci-après "fumée") qui contiennent des matières solides composées d'une grande proportion de plomb accompagnée de soufre et d'autres matières et qui sont aspirées ou refoulées dans des carneaux. Cette fumée (ce par quoi on n'entend pas les matières solides qu'elle contenait mais qui se sont déposées dans le carneau, ces matières étant appelées ci-après "poussières de carneau" est alors conduite à travers une installation à poche de séparation ou autrement traitée en vue d'en recueillir les matières solides qu'ellecontient, les gaz s'échappant ensuite à l'atmosphère.
Les matières solides ainsi recueillies (appelées ci-après "matière de poche")et les poussières de carneau sont alors traitées en vue d'en récupérer le métal qu'elles contiennent.
La fumée et les poussières de carneau peuvent être traitées de la façon la plus avantageuse qui fait l'objet de cette invention.
L'inventeur a trouvé que si l'on chauffe les ma- tières solides contenues dans la dite fumée et les pous-
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Bièyas de oarnaa,u en préaaao d'ui7a t;L1.tttULité ;u:±':t',lal1te d'oxygène libre, de telle manière que cet oxygène libre ait accès aux particules individuelles constituant les
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dites matières solides et poussières de carneau (l'air ou de nombreux gaz de carneau contiennent suffisamment d'oxygène libre pour fpurnir l'oxygène requis), ces ma- tières solides et poussières de carneau sont converties en une matière plus ou moins blanche (appelée ci-après céruse McLachlan sous forme d'une poudre fine anàlogue à lacéruse dite "sublimée",
qui est considérée comme étant essentiellement un sulfate basique de plomb et qui est très employé comme pigment. La couleur de la céruse Mc- Lachlan dépendra en grande partie de la proportion des éléments chimiques qui peuvent être présents dans les dites matières solides et (ou) poussières et qui ne donneront pas des produits d'oxydation blancs lorsqu'ils seront sou- mis au traitement qui fait l'objet de l' inv enti on. Le fer est par exemple un élément de ce genre.
La céruse McLachlan contient du soufre oxydé à la même valence que celle qu'il possède lorsqu'il est à l'état de sulfate, le soufre ayant été oxydé au cours de la conversion, qui constitue un procédé d'oxydation .
On a trouvé que la céruse Molachlan produite suivant l'in- vention contient moinsde radical sulfateque la propor- tion de radical sulfate qui doit être présente dans les sulfates normaux de tous les composants métalliques de la céruse McLachlan, ou même dans un sulfate normal du plomb qui y est seul présent et qui constitue le composant métallique prédominant de la céruse McLachlan. La céruse Molachlan contient ainsi un excès de plomb par rapport au radical sulfate en comparaison avec le rapport entre le plomb et le radical sulfate dans le sulfate de plomb normal.
Ce plomb en excès doit être considéré comme étant sous forme d'une combinaison chimique autre qu'un oxyde simple, étant donné que tous les oxydes de plomb connus
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se rapprochent du rouge, du brun ou de l'orange, et comme le plomb contenu dans la dite fumée ne pourrait évidemment
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pas, après le traitement ries dites matieretii l:Jo11des et (ou) des dites poussières de carneau de la manière qui sera décrite plus loin, être obtenu à l'état métallique, le même raisonnement qui a été adopté autrefois pour démontrer que la céruse sublimée du commerce est un sulfate basique de plomb s'applique également à la céruse Mclachlan. La céruse McLachlan est par conséquent analogue au produit du commerce appelé céruse sublimée.
On a observé que la conversion susmentionnée des dites matières solides et poussières de carneau en céruse McLachlan par le procédé qui fait l'objet de la présente invention s'effectue entre les limites d'une grande échelle de températures et l'on a trouvé d'une
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façon définie que la a dru os lilo;C"ah.;zr1 pout etro produit par la présente invention si les dites matières sont main- tenues au rouge sombre pendant le traitement jusqu'à ce que la conversion ait eu lieu.
On a aussi trouvé que si l'on ajoute du gaz sulfuré et (ou) une matière sulfurée aux dites matières solides et poussières de carneau à traiter de façon qu'ils soient présents dans les dites matières et poussières pen- dant le temps que s'effectue le traitement de chauffage susmentionné, l'excès précédemment indiqué de plomb par rapport au radical sulfate de la aéruse McLachlan est moindre qu'il serait si l'on n'ajoutait pas un tel gaz,etc. sulfuré ;
et la proportion de radical sulfate en plomb se trouve augmentée d'une façon correspondante, c'est-à-dire que la teneur en sulfate de la céruse McLachlan est augmen- tée, mais il faut prendre des précautions dans le choix du gaz sulfuré, etc. à ajouter comme spécifié plus haut en vue d'éviter déployer du gaz sulfuré ou matière @
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sulfurée contenant un élément chimique pouvant avoir un effet nuisible sur la qualité'et (ou) la couleur de la céruse McLachlan à produire (par exemple, si une matière sulfurée contenant un pourcentage élevé en pyrites de fer était ajoutée, la couleur de la céruse McLachlan à produi- re serait évidemment influencée par le fer).
On remarquera toutefois que si l'on fait usage d'une matière sulfurée solide pour augmenter la teneur
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en sulfate7de la céruse Maclachlan de la façon précédemment décrite, il convient que cette matière contienne un pourcen- tage de soufre tel, et que la quantité de matière sulfurée ajoutée aux matières solides et (ou) poussières soit dans une proportion telle, par rapport à la quantité de ces matières ,et (ou) poussières que le pourcentage de tout le soufre présent dans le mélange de matières solides résultant de cette addition soit plus grand que le pour- centage de tout le soufre qui était présent dans les ma- tières solides et (ou) poussières de carneau avant cetteaddition.
Par suite de l'accroissement de la teneur en sul- fate de la céruse McLachlan , accroissement qui résulte de l'addition de gaz, etc.. sulfuré, une partie au moins, du cadmium susceptible d'être présent dans les dites ma-
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tièree boliadee et (ou) jjoussièree sous une forme insoluble dans l'eau, sera rendue soluble dans l'eau. En d'autres ter- mes, la solubilité du cadmium, sil en existe dans les dites matières solides et (ou) poussières, sera ainsi favorisée.
On remarquera que lorsqu'on désire augmenter ainsi la solubilité du cadmium que les dites matières soli-
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dngi ot (eu) ;pot.\j;jÉl:!,è1'6ij aanb susaeptiblea de renfermer, si une matière sulfurée solide composée en tout ou en partie de sulfate fortement fixé à l'état de combinaison chimique
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à sa base (par exemple de sulfate, dans le sulfate normal de plomb),est ajoutée aux dites matières solides et (ou) poussières dans le but d'augmenter la teneur en sulfate de la céruse McLachlan, un tel accroissement résultant de la dite addition, en tant qu'il est dû à la quantité de ma- tière sulfurée solide qui est composée de sulfate fixé solidement à l'état combiné à sa base, n'effectue aucun accroissement de la solubilité du dit cadmium.
On remarquera aussi que si du cadmium est présent dans les dites matières solides et (ou) poussières et qu'on désire que la céruse McLachlan qui doit en être produite contienne du cadmium soluble dans l'eau, il faut avoir soin, dans le chauffage des matières solides et (ou) poussières, que la température appliquée soit inférieure aux températures élevées connues auxquelles le sulfate de cadmium et le chlorure de cadmium (composée solubles dans l'eau) se dissocient en produisant du cadmium métal- lique et (ou) des composés de cadmium insolubles dans l'eau, étant donné que l'inventeur a trouvé que le cadmium susceptible d'exister dans la céruse McLachlan à l'état soluble dans l'eau sera principalement sous forme soit du sulfate, soit du chlorure de cadmium.
La présente invention peut avantageusement être réalisée comme suit :
I.- Conversion des matières solides que contient la fumée en céruse McLachlan. a) Pendant que les dites matières solides sont entraînées par la fumée passant dans le dit carneau.
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Pendant que lac dites matiôroa aoli'doa , traiter sont entraînées par la fumée passant dans le carneau, les particules de ces matières sont très diffusées et l'oxy- gène libre nécessaire pour réaliser l'invention peut par conséquent y avoir accès facilement. Par suite, on chauffe
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la dite fumée (qui pourrait être celle-produite dans une batterie de hauts-fourneaux) une température voisine de 650 .
(en ayant soin, lorsqu'on désire favoriser la solubilité du cadmium susceptible d'exister dans les dites
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mat'iéroo solides que renferma la fumao, de no pan oxpocor celle-ci aux températures élevées connues auxquelles le sulfate et le chlorure de cadmium se dissocient et restant dissociés, produisent du métal et (ou) des composés de cadmium insolubles dans l'eau), pendant qu'on la fait passer le long et à l'intérieur du carneau dans lequel elle est aspirée ou refoulée, après avoir prévu des moyens pour injecter ,dans cette fumée, d'une façon continue une quantité suffisante d'air pour assurer la conversion complète des dites matières solides en céruse McLachlan si la dite fumée ne contient pas déjà un pourcentage suffisant d'oxygène libre pour assurer cette conversion, par l'application directe, à l'extérieur du carneau,
de chaleur engendrée,dans un four à réverbère ou, si on le préfère, par l'application interne et directe de chaleur à cette fumée à l'aide de l'un quelconque des dispositifs connus permettant de produire intérieurement de la chaleur dans des carneaux, ou dans des cylindres relativement longs, comme par exemple par l'injection et l'allumage d'un com-
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1Ji.t /;JUbla gt\ 6UJC (lmr exemple de gaz de gazogène) avec une quantité suffisante d'air pour assurer la combustion com- plète de ce combustible ainsi que la conversion complète des dites matières solides en céruse McLachlan si la dite fumée ne contient pas déjà dans le carneau une quantité suffisante d'oxygène libre pour assurer cette combustion et cette conversion.
Les dites matières solides entraînées par la fumée seront ainsi converties en la céruse McLachlan qui peut être recueillie par une installation à poches
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de séparation ou par tout autre dispositif connu permet- tant d'arrêter et de recueillir les poussières des gaz, par exemple par l'emploi d'une installation de précipita- tion Lodge Cottrell.
Si le premier procédé est appliqué, la céruse McLachlan et les gaz qui l'accompagnent dans le carneau, , c'est-à-dire le courant complet se mouvant dans le carneau, devront maintenant être refroidis à une tempé- rature suffisamment basse pour éviter de détériorer inuti- lement les poches, ceci étant réalisé par l'emploi d'une longueur suffisante de carneau ou d'un destypes d'échan- geur de chaleur connus (par exemple l'économiseur Green).
Il est bien connu que le pourcentage de gaz et (ou) de matière sulfurésque contient la fumée engendrée dans toute installation de traitement des matières conte- nant du plomb et du soufre en vue d'en extraire le plomb et les autres métaux précieux qu'elle renferme peut ne pas être le même que l,e pourcentage du gaz, etc.. sulfuré que contient la fumée engendrée dans une autre installation de ce genre, et comme la teneur en sulfate de la céruse McLachlan qui peut êtreobtenue suivant l'invention de la manière décrite plus haut dépend de la quantité de matière sulfurée contenue dans les dites matières solides et (ou) dans le gaz sulfuré qu'elles contiennent pendant le traite- ment thermique, il s'ensuit naturellement que la quantité de gaz etc.
sulfuré qui doit être ajoutée aux matières solides à chauffer contenues dans la dite fumée en vue d'une part d'obtenir soit l'accroissement maximum de la teneur ensulfate qu'il est possible d'obtenir, soit toute fraction particulière qui peut êtredésirable de cetteteneur et (ou) d'autrepart de favoriser à un degré variable la solubilité du cadmium susceptible d'être présent dans les ditesmatières solides, ne peut pas être
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spécifiée en termes exacts, étant donné qu'elle dépend, dans tous cas donné, des circonstances particulières envi- sagées ,et doit pax conséquent être l'objet d' essais.
Un procédé simple permettant d'assurer une teneur plus grande en sulfate dans la céruse McLachlan qui doit être produite. par le présent procédé à l'aide d'une telle addition consiste à injecter dans le carneau contenant la fumée à chauffer (maisavant que le traitement thermique ait lieu) une quantité suffisante de gaz sulfuré assez concentré pour réaliser le but visé, maia quantité et la concentration du gaz à injecter de cette façon pour réali- ser les résultatssusmentionnés doivent être détermi- nées par des essais.
Dansbeaucoup de cas, les'essaismontreront qu'il est suffisant pour les buts mentionnés ci-dessus, et qu'il est en même temps commode et économique, que du gaz sulfuré provenant d'une autre opération liée au trai- tement des matières à base de plomb et de soufre soit dé- vié et introduit dans le carneau contenant la fumée à chauffer. On peut employer, par exemple, un gaz ou fumée sulfuré engendré dans une des machines à griller et con- créter du type Dwight et Lloyd employées dans la plupart des usines de métallurgie du plomb, en supposant que la fumée particulière à traiter ne soit pas simplement celle de l'installation de grillage en question.
Par contre, si'la quantité (ou la concentration) du gaz sulfuré ou fumée sulfurée ainsi emprunté à une autre opération n'est pas suffisante pour réaliser le but visé, ou si le pro- cédé d'obtention de gaz sulfuré qui vient d'être spécifié n'est pas commode ou économique ou est impropre pour quelque autre raison, du gaz sulfuré produit par la com- bustion de soufre pourra être injecté dans la dite fumée
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à traiter au lieu ou en plus du gaz ou fumée sulfuré em- prunté à une autre opération.
Si le procéda susindiqué est appliqua pour aug- menter la teneur en sulfate de la céruse McLachlan, et si l'épuisement à l'eau habituel est appliqué à la céruse McLachlan produite, on constatera que la solubilité du cadmium, s'il en existe dans les dites matières solides que renferme la fumée traitée, a été favorisée.
L'épuisement à l'eau habituel susindiqué peut être appliqué à la céruse MoLaohlan en vue d'en éliminer la fraction soluble dans l'eau. b) Après que les matières solides ont été recueil- lies sous forme de matière de poche.
On a dit que les particules des dites matières solides sont à un état très diffusé pendant que ces ma- tières sont entraînées par le courant de fumée passant dans le dit carneau, mais si les dites matières sont recueillies sous forme de matière de poche selon la prati- que courante, ces particules ne sont plus très diffusées.
Par conséquent , si l'on désire réaliser l'invention, en vue de convertir ces matières en céruse McLachlan, après que ces matières ont été recueillies sous forme de matière de poche, on procédera comme suit : On prendra des précau- tions pour empêcher la matière de poche de devenir humide à un instant quelconque(si l'on constateque certaines parties se sont agglomérées ,par exemple comme résultat de la concrétion, il convient de briser les agrégats par tamisage et de les pulvériser), puis, à l'aide,de tout appareil d'alimentation convenable (par exemple d'un trans- porteur à vis) ,on la distribuera d'unefaçon uniforme et dans une mesure réglée selon les besoins,
et on la fera tomber à travers un tamis fin dans un carneau à travers
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lequel des ventilateurs créent un courant d'air de volume et de vitesse suffisante pour entraîner la matière do poche le long du carneau sous forme d'une poudre fine, ce qui diffuse les particules de cette matière; et pendant que les particules sont.ainsi,diffusées, on convertira la dite matière en céruse McLachlan et l'on recueillera cette céruse par les marnes moyens que ceux déjà décrits relativement aux matières solides de la fumée.
Si l'on désirait augmenter la teneur en sulfate de la céruse McLachlan qui doit être produite par la conversion de la matière de poche de la façon susmention- née, ceci peut être réalisé par les mêmes moyens que ceux déjà décrits relativement à l'augmentation de la teneur ,en sulfate de la céruse McLachlan dans le cas de la conver-
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sion dea a mat 1er a s Molidos que contient la fumée, at rri l'on désire favoriser de la façon précédemment décritela solubilité du cadmium contenu, le cas échéant, dans cette matière, on aura soin de ne pas exposer la dite matière -aux températures élevées connues auxquelles le sulfate et le chlorure de cadmium se dissocient , et restant dissociées, produisent du métal et (ou) des composés de cadmium insolubles dans l'eau.
Si le procédé d'épuisement à l'eau habituel susmentionné est appliqué à la céruse McLachlan obtenue par la conversion de la matière de poche, on constatera que la solubilité du cadmium présent, le cas échéant, dans cette matière aura été favorisée.
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L'Ój,Jull:il::llJ1dftL à l'ad,u j;J(1ut. nUtJoi âbra appliqua à la céruse McLachlan résultant de la conversion dela matière de poche en vue d'en/éliminer la fraction soluble dans l'eau.
II. - Conversion des poussières de carneau en céruse McLachlan.
Pour empêcher la contamination des dites poussiè-
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res, il faut avoir soin de nettoyer parfaitement l'inté- rieur du carneau avant de laisser les poussières à trai- ter s'y accumuler. On remarquera à cet égard qu'il importe que ce carneau ne soit pas fait d'une matière sujette à se désagréger et à se mélanger par suite avec les dites poussières.
Comme dans le cas de la matière de poche susmen- tionnée, les particules des poussières de carneau ne sont pas à un état très diffusé, étant donné que l'état physi- que de ces deux matières est approximativement le même.
Par conséquent, on retirera les dites poussières du carneau dans lequel elles se sont accumulées et ,comme dans le cas de la matière de poche, on prendra des précautions pour empêcher ces poussières de devenir humides à un instant quelconque (quand les poussières ont été retirées du carneau, il se peut qu'on constatequ'elles se sont
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agglomérées en partieo Dans G-e ca;B, -:H:-e-e-nv4.-efl.t-à:-e-iser Dans ce cas, il convient de briser les agrégats en les tamisant et de les pulvériser). On convertit ensuite les poussières en céruse McLachlan et l'on recueille cette céruse ainsi obtenue exactement de la même façon que celle déjà décrite relativement aux matières solides contenues dans la fumée.
Si l'on désire augmenter la teneur en sulfate de la céruse McLachlan qui doit être produite par la conver- sion des poussières de carneau de la façon susmentionnée, ceci peut être réalisé par les mêmes moyens que ceux déjà décrits relativement à l'augmentation de la teneur en sulfate de la céruse McLachlan dans le cas de la conversion des matières solides que contient la fumée, et si l'on désire favoriser de la façon précédemment décrite la solubi- lité du cadmium contenu, le cas échéant, dans ces poussières
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dearneau, on aura soin de ne pas exposer les dites poussières de carneau aux températures élevée connues auxquel- les le sulfate et le chlorure de cadmium se dissocient et restant dissociés produisent du métal et (ou)
des com- posés de cadmium insoluble dans l'eau. Si le procédé d'é-
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yulsement à l'eau htÙJ1Luél r.;Ur;tIH:n'1tiot111Ó cet appliqua o, la céruse McLachlan obtenue par la conversion des dites poussières de carneau, on constatera que la solubilité du cadmium pré sent, le cas échéant, dans ces poussières aura été favorisée.
L'épuisement à l'eau peut aussi être appliqué à la caruse McLachlan résultant de la conversion despous- sières de carneau en vue d'en éliminer la fraction soluble dans l'eau.