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Publication number: BE361888A
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Description


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  Perfectionnements à la réduction de minerais de métaux suscep-   tibles   de se volatiliser. 



     La   présente invention   concerne   la   réduotion   de minerais de métaux susceptibles de se volatiliser, par exemple le   zino'     @ aplomb, le bismuth, l'antimoine, l'arsmeic, le mercure.   



   Le but de la présente invention est de fournir un prooé- dé et un appareil perfectionnés pour la   réduction   de oes minerais. 



   Dans le brevet No 354,067, daté   du 18   septembre 1928, on . 

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 a déorit et revendiqué, pour la réduction de minerais de fer, un prooédé et un appareil dans lesquels la   oharge   est introdui- te à la base d'une oornue verticale et repoussée vers le haut dans oelle-oi par un pilon vertical de façon que la   oharge   du minerai et les gaz mis en liberté se meuvent tous deux dans la même direction, les gaz étant extraits du sommet de la chambre de réduction et brûlés dans une ohambre de combustion contigue, de telle sorte qu'il règne une différenoe de température plus ou moins uniforme entre les chambres de réduotion et de oombus- tion sur toute leur hauteur. 



   Suivant la présente invention, il est proposé d'adopter le principe et l'appareil du brevet indiqué   ci-dessus   pour réou- pérer le zino, le plomb et les autres métaux volatilisables, oom- me le bismuth, l'antimoine, l'arsenic et le meroure de leurs mi- nerais bruts naturels, avec ou sans grillage préalable ou trai- tement mécanique ou autre moyen de concentration ou d'élimina- tion du soufre. 



   Suivant la présente invention, le procédé d'obtention du zinc, du plomb et d'autres métaux susceptibles de vaporisa- tion à partir des minerais naturels   oonsiste   à pulvériser le mi- nerai et à faire passer la charge pulvérisée de minerai et de matière carbonée, aveo ou sans de la chaux   eu du'   oaloaire, dans une chambre de réduction ohauffée par des gaz en combustion dans une ou plusieurs chambres adjacentes, dans la même   direo..   tion que la direction du mouvement des gaz mis en liberté dans la chambre de réduotion,à introduire les gaz mis en liberté et le métal volatilisé dans une chambre commune,à séparer le métal et à brûler les gaz produits dans la ou les chambres de   combus-   tion en question, ce qui fournit la chaleur nécessaire pour l'o- pération de réduotion.

   



   On voit donc que l'on modifie le procédé et l'appareil décrits au brevet antérieur par le fait qu'on extrait ensemble le métal volatilisé et les gaz chauds de la chambre de réduction 

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 et qu'on les fait passer dans une chambre de conformation appro-   priée d'où   les gaz sont conduits séparément au sommet de la chambre de combustion et sont brûlés dans celle-ci, comme dans le brevet antérieur. 



   La présente invention va être expliquée à titre   d'exem-   ple aveo référence au dessin annexé dont la moitié de gauche est une Coup par la ohambre de réduotion et la moitié de droi- te est une coupe dans une chambre de combustion. 



   Si l'on se rapporte au dessin, on voit que l'appareil oomprend entre autres une ohambre de réduction 10 et une cham- bre de   oombustion   11 contigu à la précédente. La charge est envoyée dans la chambre 10 au moyen d'une cheminée oblique 12, d'un pilon horizontal 13   fonctionnant   par intermittences dans un cylindre 14 et destiné à introduire la charge par intermit- tenoes dans un cylindre 15 sur le sommet d'un pilon vertical 16 à mouvement de va-et-vient intermittent, la charge étant suppor tée pendant le mouvement du pilon 16 vers le bas par un robinet à une seule voie 17 actionné par la tige 18 du pilon. L'appa- reil d'alimentation qui vient d'être déorit est sensiblement identique à oelui du brevet antérieur et fonctionne de la même manière.

   La gangue est   évaouée   par une lumière 20 et les gaz et les matières volatiles sont envoyées en descendant par une   oavité   22 qui est créée dans la maçonnerie et communique avec la ohambre 11, pour parvenir .dans une chambre 23 destinée à être refroidie par une chemise d'eau 21 ou d'autres moyens de refroidissement. Les gaz s'élèvent de la chambre 23 par une se- oonde cavité 24 ménagée dans la maçonnerie et pénètrent dans une conduite générale 1 qui alimente la chambre de combustion 11 dans laquelle les gaz sont brûlés aveo l'air nécessaire four- ni par une conduite 25 placée au-dessus de la construction. 



    L'air   pour la oombustion peut être réchauffé par exemple par le fait   qu'il   passe dans une chemise entourant l'orifice 20 de dé- chargement de la gangue, ou autrement. 

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   Le métal et les impuretés du bain sont séparés sui- vant leur poids spécifique respectif et un prooédé de sépara- tion des métaux peut être oité à titre d'exemple dans le cas du traitement par ce procédé d'un minerai de zinc et de plomb, le plomb étant séparé du   zino   par suite de son poids spécifi- que élevé et étant soutiré du bain à un niveau différent, les métaux étant extraits à l'état liquide. 



   Les vapeurs métalliques résiduelles éventuellement oon- tenues dans les gaz provenant de la chambre de réduction sont oxydées dans la ohambre de oombustion et sont retenues dans la suite dans des laveurs appropriés et des collecteurs de pous- sière, pour être renvoyés dans la charge principale ou   oonser-   vés en vue de l'emploi comme oxydes. 



   La gangue du minerai est évacuée de façon continue d'un endroit situé près du sommet de la cornue et peut être soumise à un traitement par l'addition de vapeur ou   d'eau   en proportions telles que la vapeur ou l'eau et le carbone d'un combustible résiduel éventuellement contenu dans la gangue sont transformés en 00 et en hydrogène par la chaleur sensible de la gangue, et à un refroidissement poussé plus loin par le réohauffage de l'air nécessaire pour la combustion; on dispose ensuite de la gangue après récupération des ingrédients de valeur qui y res- tent éventuellement contenus. 



   Le   fonctionnement   se fait comme suit, si l'on prend par exemple un minerai sulfuré complexe   contenant :   zine 20, plomb 5, antimoine 3, soufre 12 et une gangue siliceuse. 



   Suivant le présent procédé, 100 parties de ce minerai sont intimement mélangées à 40 parties de calcaire et 15 par- ties de carbone. 



   Sous l'influence de la chaleur appliquée à la charge dans la cornue, le calcaire est décomposé et il en résulte un   échange   chimique entre le soufre des sulfures t   l'oxygène   de la chaux de sorte que l'affinité prépondérante du calcium pour 

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 le soufre provoque concurremment la formation de sulfure de calcium. 



   Les métaux mis en liberté ont ainsi la possibilité de se oombiner à l'oxygène libéré provenant de la chaux et de for- mer des oxydes, mais ces derniers sont immédiatement attaqués par l'oxyde de oarbone formé par l'action réoiproque de l'aci- de oarbonique du calcaire et du oarbone libre de la charge de oharbon, et les métaux restent à l'état libre. 



   Dans le cas du   zino,   les réaotions chimiques peuvent être résumées comme suit : 
ZnS + CaO + C = Zn (vapeurs) + CaS + 00 
La température de la oornue est suffisamment élevée pour volatiliser les métaux libres et ceux-ci quittent la oor- nue à l'état de fumées métalliques avec les gaz de la cornue, hors desquels les fumées métalliques peuvent être condensées par l'application d'un appareil approprié de refroidissement, qui dans l'installation représentée est la chemise d'eau 21. 



   Si on désire augmenter la température de la cornue par la combustion d'une plus grande quantité de gaz de chauffage, la procédé permet l'addition de oaloaire en excès de la quanti- té oi-dessus indiquée ohimiquement néoessaire, aveo le oarbone requis dans la proportion de 100 du premier pour 12 du,second, la chaleur de la oornue provoquant la dissociation du calcaire et la formation immédiate d'oxyde de oarbone oombustible. 



   La charge est introduite dans la chambre de réduction de la   manière   déorite plus haut, et lorsqu'elle atteint le som- met de la ohambre, la gangue est déohargée par la lumière 20, les gaz et les matières volatiles passent dans la ohambre 23, les gaz étant ensuite introduits dans le sommet de la chambre de combustion, et les matières volatiles traitées de la maniè- re déorite ci-dessus.    



  Lorsque les gaz sont brûlés, ils sont suffisants pour produire la chaleur nécessaire pour l'action chumique et pour   

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 la volatilisation du zino, du plomb et d'autres métaux vola- tilisables. La chaleur des gaz sortante est utilisée aussi pour fournir la chaleur pour fondre le ou les produits métal- liques oondensés. A cet effet, après avoir brûlé dans la oham- bre 11, les gaz sont envoyés par le passage de sortie 30 dis- posé à proximité de la chambre 23. Le métal dans la chambre 23 peut ainsi être retiré à l'état liquide par le trou de   oou-   lée 31. 



   L'emploi de chaux ou de oaloaire ou d'un autre oxyde ou carbonate remplit le double but (1) de produire une quan- tité suffisante de CO2 qui lors de la réaction aveo le oarbo- ne présent dans la charge et en même-temps que d'autres réao- ayant tions du oarbone s'il y en a, fournit un gaz/lorsqu'il est brûlé convenablement, une puissance calorifique égale aux be- soins de ohaleur de toute la charge aveo les besoins   subsé-   quents de la fonte et de l'affinage des condensais;

   et (2) de fournir un moyen   d'empêcher   la mise en liberté nuisible d'anhydride sulfureux dans les gaz de sortie en transformant ce soufre en un sulfure, un sulfite ou un sulfate par réaction et combinaison avec la chaux ou le oaloaire ou un autre oxyde ou oarbonate approprié mélangé au minerai, le sulfure, le sul- fite   ou,le   sulfate ainsi formé étant inoorporé dans la gangue. 



   L'emploi de la présente invention évite la nécessité d'un grillage antérieur dans le but d'expulser le soufre à l'état d'anhydride sulfureux ou l'aoide oarbonique des oarbo- nates, et produit l'obtention   économique   et efficace du zinc, du plomb et d'autres métaux volatilisables à partir de leurs minerais, séparément ou ensemble. 



   La présente invention fournit en outre un moyen de procurer la totalité de la chaleur nécessaire pour le traite- ment au moyen des gaz résultant de la réaction de la charge (après qu'elle a été amorcée par le chauffage extérieur au moyen de combustible), le calcaire ou un autre carbonate oon- 

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 tenu dans la charge n'augmentant pas seulement la fourniture de gaz jusqu'aux besoins thermiques, mais procurant en même temps un moyen d'éliminer les constituants sulfurés tels que le sulfure de calcium, le sulfite ou le sulfate de calcium à la place de son élimination désagréable à l'état d'anhydride sulfureux. 



   REVENDICATIONS :   @   
1.- Le procédé de réoupération de zino, de plomb et d'autres métaux susceptibles dé se volatiliser, à partir de minerais naturels, consistant à pulvériser le minerai et à fai- re passer la charge pulvérisée de minerai et de matière oarbo- née, aveo ou sans chaux ou oalcaire, à travers une chambre de réduction ohauffée par des gaz brûlant dans une ou plusieurs chambres adjaoentes, dans la même direction que la direction du mouvement des gaz mis en liberté dans la ohambre de réduc- tion, à introduire les gaz mis en liberté et le métal volatili- sé dans une chambre oommune, à séparer le métal et à brûler les gaz produite dans la ou les chambres de combustion ci-dessus mentionnées, ce qui fournit la ohaleur nécessaire pour l'opé- ration de réduction.

Claims

2.- Le prooédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz mis en liberté dans la chambre de réduotion se meuvent dans des zones progressivement de plus en plus ohau- des dans cette ohambre de réduction.

3.- Le procédé de réduction de minerais de zino, de plomb et de minerais analogues, dans lesquels le métal est sus- oeptible de se volatiliser, consistant à introduire une charge de minerai, de oarbone et de calcaire ou d'une matière équiva- lente dans la ohambre de réduotion, à la partie inférieure de celle-ci, à chauffer la ohambre de réduotion, à soulever la charge à travers des zones progressivement de plus en plus ohau- <Desc/Clms Page number 8> des à l'intérieur de la chambre de réduotion, à recueillir le métal volatilisé et les gaz, à séparer le métal et à brûler les gaz dans une chambre de combustion oontiguë à la ohambre de ré- duction et à évacuer la gangue de la chambre de réduction.

4. - Prooédé suivant la revendication 3, dans lequel les gaz circulent de haut en bas en brûlant dans les chambres de combustion.

5. - Procédé suivant la revendioation 3, consistant à oondenser et à fondre la métal volatilisé, et à le retirer à l'état liquide.

6.- Appareil pour la réduotion de minerais de zinc, de plomb et de minerais analogues, dans lesquels le métal est sus- oeptible de se volatiliser, oomprenant une chambre de réduotion, une ou plusieurs chambres de ohauffage contiguës à la chambre de réduction et s'étendant le long de celle-ci, un moyen d'in- troduire la charge dans la chambre de réduotion, un moyen de soulever,à rencontre de la force de la pesanteur, cette ohar-. ge à l'intérieur de la chambre de réduction, et un moyen de re- oueillir et de séparer les gaz mis en liberté et le métal volati- lisé, et de transporter ces gaz à la ou aux chambres de combus- tion où ils se mélangent à de l'air et sont brûlés.

7.- Appareil suivant la revendioation 6, comprenant un moyen de condenser et de fondre le métal volatilisé et de le re- tirer à l'état liquide.

8.- Appareil suivant la revendication 6, comprenant un pilon de propulsion à mouvement de va-et-vient intermittent, destiné à déplacer la charge à travers la chambre de réduction.

9.- Appareil suivant les revendioations 6 et 8, oompre- nant un pilon d'alimentation à mouvement de va-et-vient inter- mittent, destiné à amener la charge au pilon de propulsion lors- que ce dernier est dans sa position la plus basse.

10.- Appareil suivant les revendications 6, 8 et 9, oomprenant un robinet à une voie, pour supporter la charge dans @ <Desc/Clms Page number 9> la chambre de réduction lorsque le pilon de propulsion est dans sa position inférieure.

11.- Appareil suivant les revendications 6, et 8 à 10, dans lequel le mécanisme d'alimentation et de propulsion est aotionné hydrauliquement.

12.- Appareil suivant les revendications 6, et 8 à 11, dans lequel le mécanisme d'alimentation et de propulsion est actionné de façon automatique et en synchronisme.

13.- Procédé pour la réduction de minerais de zino, de plomb et de minerais analogues; dans lesquels le métal est susceptible de se volatiliser, consistant à introduire la char- ge pulvérisée de minerais, de matière oarbonée et de oalcaire à la partie inférieure d'un four vertical et à faire passer ce mélange de bas en haut à travers le four,à recueillir le métal volatilisé et les gaz mis en liberté, à séparer le mé- tal, et à introduire les gaz au sommet d'une chambre de com- bustion contiguë à la ohambre de réduction, et à les y brûler avec l'air nécessaire, à refroidir et à fondre la matière vo- latilisée et à la retirer à l'état liquide.

14,.. Appareil pour la réduction de minerais de zino, de plomb et de minerais analogues dans lesquels le métal est susceptible de se volatiliser, oomprenant une oornue vertica- le, un moyen d'introduire la matière à traiter à la partie in- férieure du four, ce moyen comprenant un pilon horizontal, un pilon vertioal, un robinet à noix à une seule voie pour main- tenir soulevé le oontenu du four lors de la course de descen- te du pilon vertical, une cavité ménagée dans la maçonnerie, aboutissant à une chambre destinée à recevoir le métal vola- tilisé, des passages de communication pour les gaz produits, se rendant au sommet des chambres de oombustion oontiguës à la oornue verticale, et un moyen de refroidissement pour oon- denser et fondre le métal volatilisé,

le tout en substance <Desc/Clms Page number 10> comme ci-dessus décrit.

15.- Le prooédé décrit ci-dessus pour la réduotion de minerais de zino et autres, susceptibles de volatilisation.

16.- Appareil pour la réduction de minerais de zinc e t autres, susceptible, de volatilisation, en substance comme oi- dessus décrit avec référence au dessin.