BE354073A

BE354073A -

Info

Publication number: BE354073A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Perfectionnements au traitement des pyrites ou autres minerais ou matières sulfurées contenant du   fer .   



   La présente invention se rapporte au traitement des pyri- tes ou autres minerais ou matières sulfurées contenant du fer, tels que la pyrrhotite, la chalcopyrite, les mattes et autres matière semblables. 



   Cette invention procure un procédé pour obtenir au moyen de ces matières du soufre et de l'oxyde de fer sensiblement purs, ainsi que les chlorures des métaux non ferreux présents dans la matière sulfurée, et sans aucune perte sensible de soufre, ni sois forme d'anhydride sulfureux ni autrement. 



   D'une manière générale, la présente invention consiste 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 dans la préparation de soufre et d'oxyde de fer sensiblement purs, en même temps que des chlorures des métaux non ferreux, en effectuant une oxydation indirecte de la matière   sulfuré-e   par la formation et l'oxydation intermédiaires de chlorures métalliques, et en utilisant la chaleur de réaction, totale- ment ou partiellement, afin de maintenir la température de l'o- p ération. 



   Les composés de fer et de soufre présents sont ainsi trans- formés en soufre pur et en oxyde de fer pur sans consommer d'autre matière que de l'air sec ou de l'oxygène, tandis que les métaux non ferreux présents dans la substance sulfurée sont obtenus à l'état de chlorures. 



   Par cette oxydation indirecte, on évite la formation de l'anhydride sulfureux, qui se forme toujours dans les méthodes proposées ou employées jusqu'à présente pour oxyder les subs- tances en question. 



   Le procédé dans son ensemble, peut être conduit de dif- férentes manières. 



   Suivant un mode d'application, on effectue la chloruration de la matière sulfurée et l'oxydation du chlorure ferreux en une opération, en amenant des quantités déterminées d'air sec et de matière sulfurée en contact, à des températures éle- vées avec des chlorures ferreux et/ou d'autres chlorures métal-   liques.   Dans cette opération, l'agent de chloruration se forme comme produit intermédiaire par l'action oxydante de l'air, mais il ne se sépare pas puisqu'il réagit   Immédiatement   sur de nouvelles quantités de matière sulfurée. 



   Suivant un autre mode de réalisation, on opère la   chloru-   ration de la matière sulfurée en une première phase, et on effectue l'oxydation du chlorure ferreux ainsi obtenu en une   ou.plusieurs   phases séparées en employant les produits volatils 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 de cette oxydation pour effectuer la chloruration de nouvelles quantités de matière sulfurée, en produisant ainsi un cycle d'opérations pour obtenir le résultat désiré, Ce cycle peut comprendre la formation du chlorure ferrique.

   Si celui-ci est forme, il peut être employé comme agent de chloruration pour de nouvelles quantités de   aatièreg.,   sulfurée, ou bien une propor- tion quelconque de celle-ci peut être oxydée au moyen de l'air à haute température pour produire de l'oxyde ferrique, lequel n'est pas volatil, et un mélange de chlore et de chlorure fer- rique non transformé, mélange qui est volatil et peut être employé comme agent de chlorure.tien pour traiter de nouvelles quantités de matière sulfurée. Lorsque le chlore est obtenu par cette oxydation, il peut être combiné avec une partie du soufre produit par le procède,   -on   fournissant des chlorures de soufre qui peuvent ensuite être utilisés, seuls ou avec d'autres agents de chloruration, pour opérer la chloruration d'une nouvelle quantité de matière sulfurée. 



   Quelle que soit la manière dent la présente invention est appliquée, le résultat final est une oxydation partielle des combinaisons de sulfure de fer présentes,résultat qui peut être représenté par les équations suivantes: 
4FeS - 302 = 2Fe2O3 - 48 + 298K 
4FeS2-302=2Fe2O3 - 8S 0 248K 
La réaction est exothermique et la chaleur dégagée peut être utilisée pour maintenir la haute température choisie. 



   Dans le premier mode da réalisation du procédé, la température peut être réglée en réglant la vitesse d'admission de l'air et de la matière sulfurée. si le procédé, sous cette forme,est conduit à une tempé- rature,modérée seulement, soit entre 300  et 4000 C, le soufre dégagé est presque entièrement débarrassé des métaux et est   prati-   

 <Desc/Clms Page number 4> 

 quement pur, étant associé seulement avec des chlorures tels que ceux   d'arsenic,     d'antimoine,     etc,   desquels on peut facile- ment le séparer par condensation à la température à laquelle les chlorures volatils restent gazeux.

   Si cependant le procédé est conduit à une température plus élevée, soit entre 500  et 8000 C, les chlorures volatils de zinc et de plomb peuvent être dégagés avec le soufre, et être obtenus séparément au moyen d'un condenseur préliminaire, maintenu à une température éle- vée appropriée. 



   La manière la plus avantageuse de réaliser la procédé en une seule phase consiste à employer un four cylindrique rotatif, dans lequel la matière sulfurée est introduite continuellement par une extrémité,tandis que   l'aidée   est amené par l'autre ex- trémité. Au début de l'opération, une certaine quantité de matière sulfurée est introduite dans le four qui peut être   chauffé   pour amorcer la réaction, et on fait passer un courant de chlore ou autre agent de chloruration jusqu'à ce qu'une zône étendue de chlorure ferreux et d'autres chlorures soit formée, après quoi le courant de chlore est remplacé par un courant d'air sec. 



   Au lieu d'opérer ainsi, on peut aussicharger le four d'un mélange de matière sulfurée et d'un chlore métallique ap-   proprié.   et amorcer la réaction en chauffant, l'air étant amené aussitôt qu'une température convenable est obtenue. L'action de l'air consista à former l'oxyde ferrique et à dégager du chlo re et/ou du chlorure ferrique, à l'extrémité la plus rap- prochée du point d'entrée de cet air. Le chlorure ferrique et/ ou le chlore passant avec l'azote de l'air la long du four, produit la chloruration des pyrites entrant par l'autre extré- mité.   La   vapeur de soufre formée,   ainsi   que l'azote de l'air, sont conduits hors du four.

   On comprendra qu'en réglant la 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 vitesse d'admission de l'air et de la matière sulfurée, la zone de chlorure du centre du four est maintenue   suffisamment   étendue pour empêcher que l'oxygène la traverse et vienne di-   .,     rectement   en contact avec les pyrites. L'oxyde ferrique forme à l'extrémité inférieure   du.   tour est déchargé dans une trémie appropriée et enlevé par une ouverture d'évacuation de la manière connue. 



   On fait passer daxrs le four avec l'air du chlore, du chlo- rure de soufre, du chlorure ferrique ou un mélange de n'importe lesquelles de ces   substances   en quantité équivalente au chlore nécessaire pour former les chlorures des métaux non ferreux présents dans la matière sulfurée. 



   La vapeur de soufra et   l'azote   venant du four passent premièrement dans une chambre de dépôt et ensuite de   celle--ci   dans un condenseur. Ce condenseur peut être de toute forme con- nue et sa température peut être réglée d'une manière quelconque. 



   Cette température peut être d'environ 120 à 180 '   Tout   l'arsenic contenu, dans la matière   sulfurée   passe sous forme de chlorure avec la vapeur de soufre. En maintenant la température du condenseur considérablement au-dessus du point d'ébullition du chlorure d'arsenic, on empêche que l'ar- sanie soit dégagé avec le soufre.

   Les vapeurs de tout autre chlorure volatil venant du four peuvent d'une manière sembla- ble être séparées de   celles   du soufre en réglant la tempéra- ture du   condenseur   ou en employant deux eu   plusieurs'condenseurs   réglés d'une manière appropriée. si le procédé est réalisé à une température telle que les chlorures métalliques ne sont pas volatils, l'oxyda de fer déchargé à l'extrémité inférieure du four sera associé   à.   des chlorures de zinc, de cuivre, de plomb et des autres métaux non ferreux présents.

   Ces chlorures peuvent être extraite par 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 lévigation au moyen d'eau chaude ou froide, d'acide dilué ou d'autre   manières   ou bien ils peuvent être volatilisés en les chauffant dans un courant de chlorure ou de gaz   inarte.   



  L'oxyde de fer ainsi obtenu est substantiellement pur et peut être employé à la fabrication du fer/de la manière connue. 



   Au lieu d'un tour rotatif on peut employer toute autre ferme appropriée de tour, telle qu'un four cylindrique hori-   zontal   dans lequel on fait passer la matière à l'aide d'un transporteur, d'une via sans fin ou d'un autre dispositif ana- logue, à une vitesse déterminée. 



   Dans le second mode de réalisation du   procède,   dans lequel en effectue la   chloruration   séparément de   l'oxydation,   on uti- lise du chlore, des chlorures de soufre, ou du chlorure ferri- que ou des mélanges de l'une ou de plusieurs de ces substances avec ou sans gaz inertes. Du chlore ou un agent de chloruration en quantité équivalente au chlore séparé par la cycle d'opéra- tion sous forme de chlorures   non   ferreux, est ajouté pour cha- que opération de   chloruration.   La chaleur   dégagée pendant   la chloruration de la matière sulfurée peut être/r:glée par le ré- glage de la composition de l'agent de chloruration.

   Ainsi, avec le chlore seulement, la réaction est très   fortement   exo- thermique, avec le bichlorure de soufre elle l'est moins fortement, encore moins avec la   monochlorure   de soufre,   tandis     qu   'avec le chlorure ferrique la quantité de chaleur dégagée par cette réaction est très petite. 



   Dans l'application du procédé on peut régler la chaleur dégagée de cette manière. Mais la température peut aussi être réglée en réglant la vitesse d'admission de l'agent de   chloru-   ration. 



   La chloruration peut être   effectuée   à des températures très différentes. L'échelle de températures employées doit être 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 choisie,   comme   dans le premier mode de réalisation du présent   procédé,   de façon à volatilser les chlorures de zinc et de plomb ou à produire une vapeur de soufre sans mélange de ces chlorures métalliques. 



   Le mélange de chlorures résultant de la   ohloruratien   con- siste en chlorure ferreux avec 10s chlorures des métaux non   ferreux   présents et non volatils aux températures employées. 



   Le chlorure ferrique, s'il s'en ferme, reste à l'état ga- zeux et réagit sur une nouvelle quantité de matière sulfurée, en   produisant   les chlorures ferreux moins volatils, de sorte que le mélange de chlorures déchargés à l'extrémité intérieure du four est pratiquemment libre de chlorure ferrique. 



   L'oxydation de ce mélange en vue de   recueillir   l'oxyde de fer peut être   effectuée   de différentes manières et en une ou plusieurs phases. 



   Suivant un mode d'oxydation, le mélange de chlorures est traité par de l'air à des températures comprises entre 6000 et   1000 0.   Dans ces conditions le chlorure   terreux   est antièrement transformé en oxyde ferrique et chlore. Les chlorures non fer- reux présents restent partiellement avec l'oxyde ferrique et sont partiellement évacués avec le chlore, et peuvent être récupérés de la manière connue, cette méthode peut être employée le plus avantageusement, lorsque la/matière à traiter   contient   des métaux non ferreux en proportion si minime due leur sépa- ration n'est pas très importante. 



   Suivant le second mode d'oxydation, le   mélange.de   chloru- res est traité par du chlore, ou par un mélange de chlore et de gaz inertes, à une température   comprise   antre   2500   et   5000.   



  Du chlorure ferrique se forme et se volatilise en abandonnant les chlorures des métaux non ferreux, Ces métaux peuvent être .récupérés en ..traitant leurs chlorures de la manière connue. Le 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 chlorure ferrique dégagé peut être traité par la quantité théo- rique d'air sec ou   d'oxygène   à des températures comprises en- tre 600  et 1000 C, ce qui donne de l'oxyde de fer pur et li- bère le chlore. Il est préférable d'employer une quantité moindre que la quantité théorique   d'oxygène.   de façon qu'un peu de chlorure ferrique reste non modifié. En réglant la quantité d'air eu d'oxygène employé, on peut obtenir des mélan- ges. en touteproportion désirée, de chlore et de chlorure fer- rique.

   On peut séparer le chlore et les gaz inertes de ces mélanges en condensant le chlorure ferrique. 



   Le chlore ainsi formé peut être employé à l'oxydation de nouvelles quantités de chlorure ferreux en le transformant en chlorure ferrique, et la chloruration de nouvelles quantités de matière sulfurée peut-s'effectuer au moyen de chlore ou de chlorure ferrique ou de mélanges de doux-ci. Cette méthode peut être employée d'une manière particulièrement avantageuse lors- que la matière contient des métaux non ferreux qu'il est im- portant de récupérer. 



   Suivant un troisième mode d'oxydation, le mélange de chle- rures peut être traité par une quantité limitée d'air,à des températures comprises entre 3000 et 500 : le chlorure ferreux étant oxydé conformément à l'équation} 
12FeCL2 - 3 O2   =   2Fe2O3 - 4Fe2Cl6. 



   Dans ce mode d'oxydation, la plus grande partie du chlore est obtenue sous forme de chlorure ferrique volatil, mais une certaine   proportion   est aussi obtenue à l'état élémentaire, tandis que de l'oxyde de fer en quantité correspondante à un peu plus du tiers du fer contenu dans le chlorure ferreux est abandonné. Le chlorure ferrique et la petite proportion de chlore adjointe peut être employés directement pour la   chloru-   

 <Desc/Clms Page number 9> 

 ration d'une nouvelle quantité de matière sulfurée ou bien ils peuvent être traités par une nouvelle quantité déterminée d'air sec eu   d'oxygène,   comme dans le second mode   d'oxydation,   ce par quoi toute proportion désirée est   transformée   en chlore et oxyde ferrique. 



   La majeure partie des chlorures des métaux non ferreux restent avec   l'oxyde   de fer formé   d'abord,   lequel correspond à un peu plus du tiers du fer total, ainsi que cela a été ex- pliqué ci-dessus. Les chlorures non ferreux peuvent être ex- traits de ce mélange par lévigation ou par volatilisation, comme pour le premier mode de réalisation. Le deuxième et le troisième modes de réalisation sont plus spécialement dé- signés lorsqu'on désire effectuer la chloruration de la matière sulfurée au moyen de chlorure ferrique ou d'un mélange de chle- rure ferrique et de chlore, puisqu'ils permettent une prépara- tion facile de ce mélange en- toutes   proportions   désirées.    



  REVENDICATIONS. 



  - - ------------ - - ----    
1.- procédé pour traiter une matière sulfurée du type spécifié en vue d'en extraire complètement le soufre et l'oxy- ferrique sensiblement purs, consistant   à   oxyder indirectement cette matière sulfurée par la formation intermédiaire et l'oxy- dation de chlorures de fer, sans perte d'aucune proportion sensible du   contenu   en soufre sous forme   d'anhydrides     sulfu-   reux ou autrement, et à utiliser la chaleur de réaction;   entiè-   rament ou partiellement, pour maintenir la température   d'opé-   ration.

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le chlore et/ou le chlorure ferrique dégagés pendant la période d'oxydation, sont utilisés entièrement ou partiellement et di- <Desc/Clms Page number 10> rectement ou indirectement pour la chloruration de quantités subséquentes de matières sulfurées.

3.- Procédé suivant les reven@ications 1 et 2, réalisé en une opération et consistant a amener des quantités réglées d'air ou d'oxygène et de matière sulfurée, à des températures élevées en contact aveu des chlorures métalliques.

3.- Procédé suivant la revendication 3, dans lequel du chlore ou un autre agent de cyhloruration est mélangé à l'air ou à l'oxygène afin de remplacer le chlore consommé par la formation des chlorures non ferreux.

5.- Procédé suivant la revendication 4, dans lequel la quantité de chlore ou d'autre agent de chloruration mélangé à l'air ou à l'oxygène après que la chloruration a commencé est moindre que la quantité nécessaire pour effectuer la chlo- ruration du sulfure de fer présent dans les matières sulfurées.

6.- procédé suivant les revendications 3, 4 ou 5, dans lequel la matière sulfurée est amenée d'une manière continue.

7,- Dans un procédé suivant les revendications 3, 4, 5 ou 6, le réglage de la vitesse de dégagement de la chaleur par le réglage de la vitesse d'admission del'air ou de l'oxygène et/ou du chlore et de la matière sulfurée, afin d'opérer à la température voulue.

8.- procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7 inclusivement, caractérisé en ce que l'opération est effectuée à une température d'environ 3000 à, 500 C, le soufre dégagé étant sensiblement libre de chlorures métalliques.

9,- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7 inclusivement, caractérisé en ce que l'opération est ef- fectuée à une température d'environ 500 -800 C, les chlorures métalliques volatils étant enlevés avec le soufre et séparés <Desc/Clms Page number 11> de celui-ci par condensation fractionnée.

10.- Procédé' suivant la revendication 2 consistant à pro- duire alternativement la chloruration de la matière afin de libérer du soufre isolé libre et de former des chlorures métal- liques. et l'oxydation du chlorure ferreux compris dans ces chlorures métalliques au moyen d'air ou d'oxygène à hautes tem- pératures, afin de former de l'oxyde ferrique et du chlore.

11.- Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le chlorure ferreux compris dans les chlorures métalli- ques est oxydé au moyen d'air à la température d'environ 600 à 1000 C.

12.- Procède suivant la revendication 2, consistant à pro- duire alternativement la chloruration de la matière afin de libérer du soufre Isolé eu de former des chlorures métalliques, à traiter les chlorures métalliques ainsi tonnes par du chlore à une température modérée, avec ou sans des gaz inertes, afin de former et de volatiliser du chlorure ferrique, et à oxyder ce chlorure ferrique au moyen d'air ou d'oxygène à hautes/tem- pératures afin de former de l'oxyde ferrique et du chlore.

13.- Procède suivant la revendication 12, dans lequel on emploie une température d'environ 250 à 500 C pour former et volatiliser le chlorure ferrique.

14.- procède suivant la revendication 2 consistant à pro- duire alternativement la chloruration de la matière afin de libérer le soufre isolé et de former des chlorures métalliques et l'oxydation du chlorure ferreux compris dans ces chlorures métalliques par une quantité limitée d'air ou d'oxygène, en chauffant à une température modérée afin de former de l'oxyde ferrique et du chlorure ferrique.

15.- Précède suivant la revendication 14, dans lequel on traite chlorure ferrique au moyen d'air ou d'oxygène à. des <Desc/Clms Page number 12> températures élevées afin de former de l'oxyde ferrique et du chlore.

16.- Procédé suivant la revendication 15, dans lequel on utilise le chlorure ferrique formé pour produire la chlorura- tion de quantités subséquentes de matière sulfurée.

17.- Procédé suivant la revendication 14, dans lequel l'oxydation du chlorure ferreux contenu dans les chlorures métalliques se fait dans une quantité limitée d'air à une tara- pérature d'environ 2500 à 500 C.

18. - Dans un procédé suivant les revendications 12 ou 15, l'oxydation du chlorure ferrique à des températures d'envion 600 à 1000 C.

19.- Dans un procédé suivant les revendications 12 ou 15 ou 18, l'oxydation du chlorure ferrique en employant une quantité d'air moindre que la quantité théorique, des mélanges de chlorure ferrique et de chlore étant obtenus en toutes pro- p ortions désirées.

20.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 10 à 19 inclusivement, le réglage de la quantité de chaleur dégagée par la chloruration, en réglant la composition de l'agent de chloruration ou le mélange d'agents de chlorura- tion employés.

21.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 10 à 20 inclusivement, le réglage.de la proportion des produits volatils de réaction qui sont séparés par l'emploi ou le non emploi de garinertes avec l'agent de chloruration, 22.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 10, 11, 12, 15 ou 18, l'utilisation du chlore obtenu afin de former des chlorures de soufre, en combinant le chlore avec une partie du soufre libéré et l'utilisation de ces chlo- rures de soufre, séparément ou avec d'autres agents de chloru- ration afin de produire la chloruration de matière sulfurée <Desc/Clms Page number 13> subséquente.

23.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 10 à 22 inclusivement, la chloruration de la matière sulfurée à des températures comprises entre 300 et 500 0, le soufre étant obtenu à l'état sensiblement pur et libre de chlorures de métaux non ferreux.

24.- Dans un procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 10 à 24 inclusivement, la ohloruration à. une tempé- rature de 5000 à 800 C, les chlorures de zinc,de plomb et d'autres métaux devenant volatils et étant dégagés avec le soufre à l'état de vapeur.

25.- Procédé pour traiter une matière sulfurée du type spécifié, suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, dans lequel en outre du soufre et de l'oxyde ferrique, des métaux non ferreux sont recueillis sous forme de chlorures.

26.- Procédé cyclique pour traiter des matières sulfurées contenant du fer afin d'en retirer complètement le soufre et l'oxyde ferrique sensiblement purs et des métaux non ferreux sous la forme de chlorures, consistant à produire alternative- ment la ohloruration de la matière, afin de libérer du soufre libre et de former des chlorures métalliques, à oxyder le ohlo- rure ferreux contenu dans ces chlorures métalliques au moyen d'air à hautes températures afin de former de l'oxyde ferrique et du chlore, et à produire directement ou indirectement au moyen de ce chlore la chloruraion de quantités subséquentes de matière sulfurée.

27.- Procédé cyclique pour traiter des matières sulfurées contenant du fer afin d'en retirer complètement le soufre et l'oxyde ferrique sensiblement purs et des métaux non ferreux sous forme de chlorures, consistant à produire alternativement la chloruration de la matière afin de libérer du soufre libre <Desc/Clms Page number 14> et de former des chlorures métalliques, à. oxyder le chlorure ferreux contenu dans cas chlorures métalliques dans une quan- tité limitée d'air en chauffant à une température modérée afin de former de l'oxyde ferrique et du chlorure ferrique, et à produire la ohloruration de quantités subséquentes de matière sulfurée au moyen de ce chlorure ferrique.

28.- L'oxyde ferrique produit par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes: 29.-,Le soufre produit par un procédé suivant 1±.%une quel- conque des revendications précédentes.

30.- Les chlorures non ferreux produits par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 25 à 27 inclusi- vement.