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' Perfectionnements aux procédés et appareils pour la fonte des pyrites."
Lorsqu'on procède à la fusion des pyrites de cuivre par exemple, la majeure partie du soufre déposé dans le four est extraite sous forme d'acide sulfureux, qui n'est générale- ment pas utilisé mais qui, si on le laisse s'échapper à l'air libre, provoque de sérieux inconvénients ; c'est pour cette rai- son que la fonte des pyrites ne peut avoir lieu qu'en des lieux où le propriétaire de l'établissement dispose de vastes espaces aux alentours des fours de fonte.
La présente invention se rapporte à un procédé grâce auquel la fonte des pyrites peut être effectuée pratiquement n'importe où, sans donner lieu aux dits inconvénients,tout en assurant de très grands avantages, la rendant rémunératrice même si les pyrites ne contiennent pas de cuivre.
Conformément à la présente invention, on fait fondre
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la pyrite dans un haut-fourneau fermé, mélangée avec une grande quantité de substances réductrices (par exemple du coke) afin que le soufre mis en liberté au cours de l'opération s'échappe à l'état libre.
Le mode opératoire de la fonte se présente donc comme suit : en supposant que la cuve du fourneau soit chargée de cou- ches alternantes de pyrite, de fondant (si besoin) et de coke et qu'on fasse arriver un courant d'air par les tuyères, le sou- fre et le fer présents dans la charge au niveau des tuyères et dans les étalages sont oxydés pour former SO2 et Fe2o3 La tem- pérature s'élève de ce fait à tel point que la charge entre en fusion, formant du métal brut et des scories qu'on retire de la manière habituelle.
Les gaz à haute température produits au cours de l'opé- ration de fusion et qui sont principalement composés d'azote et d'acide sulfureux avec ou sans une petite quantité d'oxygène rencontrent, au cours de leur passage continu à travers le haut- fourneau:.¯, le coke incandescent au contact duquel l'anhydride sulfureux est réduit, conformément à la formule S02 * C= CO2 + S, et 0 est converti en CO2 ou en CO. Ces réactions engendrent de la chaleur, de sorte que les gaz produits sont à une tempé- rature assez élevée pour chauffer la charge située dans la par- tie supérieure du haut-fourneau suffisamment pour effectuer la distillation de l'atome de soufre contenu dans la pyrite.
Le gaz résultant se compose désormais de N, de CO2 et d'S et il est pratiquement exempt d'O; toutefois, il contient aussi de peti- tes quantités d'H 2 S et d'S02 et ; occasionnellement, de COS.
Du haut-fourneau on le fait passer dans un appareil de conden- sation dans lequel S se oondense. Le gaz ainsi traité peut 'être évacué par une cheminée et n'occasionne, si celle-ci est de hauteur suffisante, aucune gêne dans le voisinage. Il est tou- tefois, lui aussi, susceptible d'être utilisé, auquel cas les
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composés sulfureux qu'il contient sont complètement extraits, ainsi qu'il sera décrit plus loin.
Au lieu d'introduire exclusivement de l'air par les tuyères du haut-fourneau, il y aura avantage à introduire aussi, en même temps que l'air en question, du gaz SO2 provenant du grillage du métal brut et, éventuellement des fractions de mi- nerai trop fines pour pouvoir 'être chargées dans le haut-four- neau. L'SO2 ainsi introduit dans le haut-fourneau y est alors réduit en S, ce qui permet de l'utiliser de la meilleure manière possible.
Le procédé de fonte qui vient d'être déorit peut, bien entendu, 'être modifié suivant la composition du minerai et d'au- tres circonstances. Si, par exemple, le minerai ne contient pas une quantité de soufre suffisante pour obtenir la fonte, il faut augmenter la quantité de matières réductrices ajoutée, de coke par exemple, de sorte qu'il en descend.une partie jusqu'au ni- veau des tuyères, destinée à engendrer en ce point la quantité complémentaires de chaleur nécessaire; on peut obtenir le même résultat en augmentant la quantité d'SO2 introduite par les tuyères. On a toutefois constaté qu'il n'est pas avantageux d'em- ployer un trop grand excès de matières réductrices, de coke par exemple, à cause de la formation fréquente de combinaisons de COS.
Le procédé décrit ici peut aussi 'être appliqué au traitement d'autres minerais que les pyrites de cuivre, par exem- ple de pyrites qui ne contiennent absolument pas de cuivre.
Le soufre contenu dans la pyrite est notoirement bien meilleur marché que le soufre ordinaire; c'est pour cette rai- son que, depuis longtemps, notamment en ce qui concerne les pyrites existant, en des lieux tels que leur transport revient fort cher, on aurait désiré obtenir sous forme libre le soufre contenu dans la pyrite, mais on ne disposait jusqu'à présent d'aucune méthode économique à cet effet. Grâce au procédé décrit
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ci-dessus il devient désormais possible de produire économique- ment du soufre à partir des pyrites.
Si le pourcentage de fer dans le minerai à traiter est relativement réduit, on obtient une scorie à faible teneur de fer, tandis que le pourcentage de fer dans le métal brut devient élevé. Après un grillage du dit métal brut, au cours duquel les gaz provenant de l'opération de grillage sont introduits dans le haut-fourneau en m'orne temps que le courant d'air, on peut sou - mettre le métal brut à un grillage chlorurant et à une lixivia- tion qui laisse après elle un résidu de pyrites grillées ou mi- nerai pourpre à tres haute teneur en fer. De cette façon il est possible de récupérer non seulement le soufre contenu dans le minerai mais aussi'une grande partie du fer qu'il contient, sous forme d'une combinaison de fer de grande valeur et à haute te- neur en fer.
Un tel traitement correspond parfaitement à celui décrit précédemment.
Il est un autre minerai qu'on peut soumettre à un trai- tement analogue qui donne des résultats remarquablement avanta- geux, ce sont les pyrites contenant du cuivre et de l'arsenic.
Jusqu'à présent le traitement d'un minerai de ce genre était coûteux du fait qu'il était nécessaire de chasser l'arse- nic avant de pouvoir traiter le minerai par fusion.
Grâce au procédé décrit ci-dessus on peut fondre le mi- nerai sans autre inconvénient, auquel cas la plus grande partie de l'arsenic et un atome du soufre contenu dans la pyrite sont chassés à une température de 7 à 800 0., le soufre restant (sous forme de FeS) est utilisé de la manière décrite ci-dessous pour l'opération de fonte, et les anhydrides tant sulfureux qu'arsé- nieux qui en résultent se trouvent réduits par la substance ré- ductrice, auquel cas les gaz qui s'échappent du haut-fourneau sont principalement composés de N, de CO2, de S et d'As, sous forme réduite.
Le soufre et l'arsenic sont alors condensés et forment un composé.de soufre et d'arsenic qu'on peut, si on le
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désire, soit convertir en soufre et en arsenic, soit (et ceci sans aucun danger pour la santé) emmagasiner, car une décomposi- tion de la combinaison de soufre et d'arsenic ne peut pas se produire si ce composé est conserve dans un espace fermé.
Le métal brut obtenu (cuivre brut) qui, en outre du cuivre, contient une petite quantité d'arsenic, est ensuite grillé; les gaz dégagés à cette occasion et qui contiennent des combinaisons de soufre et d'arsenic sont introduits dans le haut-f ourneau en même temps que le courant d'air, réduits par les substances réductrices et utilisés.
Si..l'on veut que les gaz s'échappant du haut-fourneau ne contiennent qu'une faible quantité d'H2S, il convient de sé- oher ou de chauffer non seulement le minerai mais aussi la sub- stance réductrice (par exemple le coke) introduite dans le haut- fourneau, afin d'en chasser les hydrocarbures qu'ils oontien - nent.
Mais lors même que la charge est exempte d'humidité et d'hydrocarbures, les gaz qui s'échappent contiennent toujours une certaine quantité (bien qu'elle puisse 'être faible) d'H2S qui dépend de l'humidité du courant d'air. Cependant, cette cau- se de formation d'hydrogène sulfuré pourrait être supprimée par le séchage du courant d'air, mais la dépense que comporterait cette opération pourrait devenir lourde.
Au lieu du séchage de la charge et de l'air, on peut utiliser un autre moyen pour débarrasser les gaz évacués de toutes les combinaisons de soufre, auquel cas ces combinaisons pourraient être utilisées elles aussi. Si l'on fait fondre une pyrite ouivreuse on obtient un cuivre brut lequel, après grilla- ge partiel,chlorurage et lixiviation, donne une solution de CuC12.
Si cette solution est traitée, par exemple, dans une tour de précipitation à travers laquelle on fait passer la so- lution dans le sens opposé à celui des gaz qui s'échappent,ceux-
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ci sont débarrassés de leurs combinaisons de soufre, du fait de la formation de sulfure ou de chlorure de cuivre.
Lors du traitement de pyrites cuivreuses contenant en même temps un pourcentage relativement élevé de zinc, les sco- ries contiennent parfois du cuivre et du zinc. Les scories de ce genre peuvent *être soumises à un grillage chlorurant en même temps que le métal brut partiellement grillé, puis à une lixi- viation, ce qui permet de récupérer aussi bien le cuivre que le zinc.
Au lieu de traiter le métal brut partiellement grillé par un grillage chlorurant suivi d'une lixiviation, on peut, après une fonte de concentration ou même sans celle-ci, le sou- mettre à un traitement conforme au procédé Bessemer, lequel doit 'être préféré si le métal brut contient une quantité quel- que peu considérable de métaux précieux. A l'effet de purifier les gaz qui s'échappent, on peut chlorurer et lessiver une par- tie du métal brut grillé.
Les gaz obtenus lors du traitement suivant le procédé Bessemer peuvent aussi *être introduits dans le haut-fourneau à l'effet de les rendre inoffensifs et d'en tirer parti.
Dans la partie ci-dessus de la présente description, il est mentionné trois espèces de minerais susceptibles d'être traités conformément à la présente invention; cependant il est de même possible de traiter d'autres pyrites de la même manière, c'est-à-dire celles qui contiennent des métaux volatilisables ou réductibles.
Comme on l'a déjà dit, le haut fourneau utilisé dans le procédé décrit ci-dessus doit avoir un gueulard f ermé. Il faut veiller en outre à ce que la zone du fourneau dans laquelle s'effectuent la réduction et la distillation des composés vo- latils du minerai soit suffisamment spacieuse pour que ces phé- nomènes s'opèrent de façon effective.
Les ouvertures pour l'échappement des gaz doivent être
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disposées d'une manière telle que la vitesse des gaz demeure assez faible pour empêcher que les poussières de la charge soient entraînées avec eux. Dans certains cas il peut être con- venable de faire passer les gaz du fourneau dans un appareil Cottrell en vue de la séparation des poussières demeurées dans le gaz, lors du traitement de pyrites zinguifères par exemple.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé' perfeotionné pour la production de soufre à partir de minerais pyritiques, caractérisé par ce que le mi- nerai.. est fondu dans un haut-fourneau à gueulard fermé, avec une quantité de matière réductrice (par exemple du coke) telle que non seulement l'anhydride sulfureux formé lors de la fonte soit réduit en soufre, mais aussi que l'oxygène qui n'a pas été consommé au cours de cette même opération soit transformé en CO ou en CO.