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"PROCEDE DE SEPARATION DE METAUX VOLATILS ET NON VOLATILS. "
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Un procédé qui a trouvé pendant les dernières dix armées une large application pratique dans les usines métallurgiques,- par exemple pour la séparation du cuivre d'avec du zinc, du cuivre d'avec de 1' µtain en partant de mitrailles, du cuivre d'avec du plomb en partant de)speiss , de cuivre noir et analogue,- consiste dans le traitement de ces matières par insufflation dans des convertisseurs .Les convertisseurs utilisés à cet effet dans les usines métallurgiques sont constitués de cylindres verticaux ou horizontaux en tôle de fer, revêtus de matières ré- fractaires, dont la maçonnerie est perche sur un côté de tuyères à air.
Par ces dernières on insuffle de l'air comprimé qui fait @ subir au métal un brassage par tourbillonnement, en provoquant la combustion ainsi qu'une volatilisation partielle des composantes volatiles . Les convertisseurs sont uniquement basculables, principalement en vue de leur remplissage et de leur vidange.
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Ce traitement par insufflation possède plusieurs désavantages.
La partie de maçonnerie du four qui forme les ouvertures des tuyères devant subir des très grands efforts est du fait rapidement détruite, d'où la zone des tuyères doit être souvent renouvelée. par le fait, que les ouvertures de sortie des tuyères interrompent une partie de la paroi du convertisseur jusque dans le bain métalli- que, à savoir, la partie inférieure de la dite paroi, sur laquelle s'élève encore une plus grande partie de la paroi, le renouvellement de la zone à tuyères de la paroi entraîne la nécessité du renouvelle- ment d'une partie relativement grande de la paroi.
Ainsi le revêtement présente ses endroits les plus faibles partout où ont lieu les réactions principales et où est développée la plus forte chaleur, à cause des tuyères qui se trouvent à ces endroits.
Un autre désavantage considérable du procédé par insufflation dans les convertisseurs,-de même que du procédé d'affinage dans des fours à réverbère fixea,-se manifeste par les résultats métallur- giques de ce procédé. Par suite de la disposition de l'entrée de l'air comprimé dans le bain métallique liquide il se produit, outre l'oxydation des matières volatiles, l'oxydation d'une partie consi- dérable des métaux non volatils, de sorte qu'il en résulte à la fin du procédé,- par exemple en cas de traitement d'alliages de cuivre par insufflation, - à côté du cuivre métallique une quantité considérable de scories ou crasses de cuivre, qui doivent être spé- cialement réduites à nouveau en métal dans des fours à cuve .
Les scories ou crasses résultant d'insufflation contiennent jusqu'à 35% de cuivre, et les scories oucrasses d'affinage de cuivre pro- venant des fours à réverbère fixes même jusqu'à 50% de cuivre.
Tous ces désavantages peuvent être supprimés par l'application du procédé qui est décrit dans ce qui suit. Il est peut être opportun de décrire d'abord quelques observations qui ont été faites par l'inventeur durant de nombreuses années dans le traitement par insufflation des alliages et produits intermédiaires en cuivre et
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métaux volatils.
Soit ici mentionné d'avance, que le résultat principal de ces observations consiste dans la découverte, que le coke , ou semblables ' des - ratières réductrices/ sont appelés à jouer un rôle d'une importance capitale dans les processus de l'espèce envisagée.
Pour obtenir une bonne volatilisation il est nécessaire que le mé- tal ait :La possibilité de jouer entre oxydation et réduction suc- cessives, cette possibilité étant créée par le fait, que le métal pulvérisé ou dispersé par l'air comprimé est mis continuellement en contact avec du coke. Si cette possibilité n'existe pas, les métaux volatils ne sont volatilisés qu'en moindre partie, tandis que la majeure partie surnage, sous forme d'oxyde, sur le bain métallique et tonne avec une partie du métal non volatil oxydé une scorie, qui doit étre soumise à un traitement ultérieur compli- qué.
Dans ce qui suit, est décrit la marche ou l'allure de deux charges successivement enfournée et traitées par insufflation dans le même convertisseur, la différence entre la marcha de ces deux charges, montrant ce qu'il y a d'essentiel dans la volatilisation desmétaux.
Un convertisseur revêtu de briques de magnésite fût rempli de coke jusqu'au bord et le coke fût porté par soufflage jusqu'à l'incandescence blanche. En même temps du cuivre noir, riche en étain, avec environ 18% d'étain, fût liquéfié dans un cubilot, et 2500 kg de cette fonte furent tenus à disposition à 1' état liquide dans une poche de coulée. Ensuite le convertisseur fût entièrement vidé du coke incandescent par basculage et dans ce convertisseur vide, à paroi intérieure d'une incandescence blanche, fût versé le bronze à l'étain, chaud et liquide , Le convertisseur fût re- dressé et l'insufflation d'air sous pression immédiatement commen - cée.
Dans l'ouverture du convertisseur se montra un faible dé- veloppement de fumée qui cessa après 20 minutes environ, après quoi une flamme verte sans fumée indiqua, une forte combustion de cuivre.
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L'insufflation fût arrêtée et le convertisseur fût culbute .
30% du cuivre furent recueillis à l'état fortement oxydé sous forme de mtal. Prèsque la tolatité de l'étain avait formé une scorie de stannate da cuivre, d'un point de fusion élevé, qui nageait en partie sur le cuivre, mais qui recouvrait d'autre'part d'une couche épaisse la paroi intérieure du convertisseur, en formant sur cette dernière un second revêtement au recouvrement intérieur.
Une charge égale à clle venant d'être décrite fût préparée de la même manière, avec cette différence toutefois qu' on laissa dans le second cas 150 kilogs de coke dans le convertisseur. Con- trairement à la charge sans coke, d'épais nuages blancs d'oxyde d'étain sortirent dans ce second tas ,immédiatement après le coin- mencement du soufflage, de l'ouverture du convertisseur, et ceci dura environ 20 minutes.
Après basculage du convertisseur il s'est montré, que 50% du cuivre avaient été recueillis sous forme mé- tallique et que le revêtement du convertisseur était entièrement nu ou propre, il n'y avait donc pas de recouvrement en scorie de stannate. Pendant que dans le premier cas presque la totalité de l'étain était restée dans le convertisseur sous forme de stanmate, il pouvait être intercepté dans le second cas en dehors du con- vertisseur sous forme de fumée d'oxyde blanche libre. Comme désa- vantage on a dû constater dans le second cas, que la zone des tuyères du revêtement ou maçonnerie , avait beaucoup souffert, au point qu'elle aurait à peine supporté des chargés ultérieures.
Le procédé décrit dans ce qui suit est basé sur les expériences puisées dans les deux constatations susmentionnées. Conformément à ce procédé faisant objet de la présente invention, le bain est maintenu durant le soufflage, recouvert d'une couche de matière combustible de manière, à provoquer un mélange aussi intime que possible entre matière en fusion, matière combustible et air, rotatif
Le processus est réalisé dans un four,/dans lequel les tuyères @sont disposées sur l'une ou les deux faces d'extrémité de manière
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à ne pas être continuellement en contact avec le bain chaud du fait que:, pendant la rotation, elles sont toujours sorties du bain et peuvent se refroidir au dessus de ce dernier.
Les dessins annexas représentent à titre d'exemple deux modes d'exécution d'un four servant à réaliser l'objet de la présente invention.
Les figures 1 et 2 représentent une coupe longitudinale et une coupe transversale dans un premier mode d'exécution de ce four. Les figures 3,4 et 5 en représentent des détails. Par a est désigné le four proprement dit, rotatif par 360 dans lesdeux sens et garni d'un revêtement réfractaire. Le dessin montre 20 tuyères b, chacune avec une boite à tuyère c, ces dernières étant raccordées chacune au moyen d'un tube ou tuyau métallique e à la conduite annulaire d'amenée d' air d en fer forgé. Cette conduite principale d'amenée d'air d est subdivisée par des cloisons f en compartiments séparés étanches correspondant aux boites à tuyères c. L'étanchéité vers l'extérieur estobtenue au moyen d'une plaque annulaire g serrée dans une boite à bourrage.
Pendant que la conduite annulaire d tourne avec le four, la plaque annulaire g reste immobile en étant fixée au tube d'amenée d'air h.
Ce dernier débouche dans une boite à vent i en forme de secteur, qui elle est également fixée à g. En gl la plaque annulaire g est munie d'ouvertures qui s'étendent sur toute la longueur de la boite à vent 1. Grâce à une telle disposition le vent venant du compresseur peut passer uniquement par les tuyères qui plongent dans le bain métallique, Les autres tuyères sont fermées par la plaque annulaire g. Deux brûleurs à l'huile k sont prévus en quali- té de moyens de chauffage supplémentaire: pour permettre d'élever la température en cas de besoin. Le canal de sortie 1 s'adapte le plus possible à l'ouverture libre restant dans la paroi d'ex- trémité du four, ce canal aussi bien que les brûleurs étant fixes par rapport au four rotatif.
Les figures 6 et 7 représentent un second mode d'exécution
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du four, suivant lequel!le tuyères au lieu d'avoir une disposition circulaire, sont disposées, en deux rangées parallèles, simples @ ou multiples, sur le côté inférieur et sur le côté supérieur de'l'une des ouvertures d'extrémité du four. Grâce à cette dis- position il est possible de faire plonger chaque fois l'une seulement des dites rangées 'de tuyères, tandis que l'autre en position supérieure peut se refroidir pendant ce temps.
A des intervals de temps déterminés le four est tourné de 180 , de sorte que chaque rangée de tuyères peut être soumise pendant un certain temps au refroidissement. Dans ce mode d'exécu- tion la conduite d'amenée du vent doit être découplée en m et raccordée à chaque tour, de manière à ce que le vent passe toujours seulement par la rangée inférieure des tuyères.
Le four étant muni de l'un dès dispositifs d'amenée de vent venant d'être décrits, la charge est traitée comme suit:
Les matières sont fondues dans le four au moyen du brûleur se trouvant en dessous du canal de sortie des gaz. Pendant cette phase il faut avoir soin de ne faire fondre qu'une quantité de métal dont le niveau s'élève seulement jusqu'au bord inférieur des ouvertures des tuyères (dans l'exemple des figures 1 à 5 jusqu'au bord inférieur de la tuyère la plus basse), vu qu'autrement, les tuyères, avant d'être traversées par l'air comprimé, seraient rem - plies de matières en fusion. Aussitôt que le niveau du bain s'est élevé jusqu'aux ouvertures des tuyères, on admet l'air comprimé, et à présent le contenu du four peut être augmenté en continuant de charger ce dernier de matières solides.
La surface du bain est simultanément recouverte de coke, ou de matières combustibles semblables en morceaux, de manière à ce que la couche en matière combustible forme une couverture sans solution de continuité à la surface du bain. Au fur et à mesure que le combustible est consommé il faut en ajouter du nouveau. Aussitôt que toutes les composantes volatiles sont éliminées du bain métallique, on peut couler ce dernier de la manière connue par une ouverture prévue à la
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'périphérie du four.
S'il s'agit de traiter par insufflation das combinaisons de soufre,- mattes de cuivre,- qui ne contiennent pas de composantes volatiles à récupérer, il n'est naturellement pas nécessaire de couvrir le bain d'une couche réductrice de combustible. Mais dans le cas ou il s'agit de combinaisons mi tes du soufre, comme par exemple des mattes de cuivre contenant du plomb, la volatilisa- tion du plomb, =¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯est considérablement favo- risée par l'emploi d'une couche en matière combustible.
Par les modes d'exécution de la présente invention, venant d'être décrits, il est non seulement possible d'éviter le d4savanta- ge de détériorations de la maçonnerie dans la zone des tuyères, mentionné plus haut dans la description du second essai, mais aussi d'effectuer le travail très proprement et d'obtenir un rende--- ment excellent.
Le rendement indiqué plus haut pour le second essai doit être considéré uniquement comme exemple, qui peut naturellement être dé- passé de beaucoup au moyen du nouveau procédé faisant objet de la présente invention.
REVENDICATIONS.
I) Procédé de séparation de métaux volatils d' avec des métaux non volatils par insufflation d'air,'-caractérisé en ce que durant le soufflage le bain est maintenu recouvert, d'une couche ou couver- ture de matière combustible d- manier., à provoquer un mélange aussi intime que possible entre matière en fusion, matière combustible et air.