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" Perfectionnements apportés aux procédés métallurgiques pour séparer les métaux des minerais ou autres matières qui lea contiennent, notamment aux procédés de réduction de ces métaux ".
L'invention, est relative aux procédés métallurgiques pour séparer les métaux. des minerais ou autres matières qui les contiennent; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi .ces procédés, ceux pour la réduction des métaux, en partant de leurs minerais.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces procédés tels qu'ils soient plus rationnels et plus économiques, tant au point de vue purement industriel qu'au point de vue ther- mique, et qu'ils permettent d'obtenir des produits d'une plus grande pureté.
Elle consiste, principalement, à utiliser à la fois la chaleur de combinaison et l'état de dissociation des ma- @ /
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tières actives, dans les réactions fortement exothermiques résultant de l'action de l'zote sur les composés carbures et plus spécialement les carburer métalliques, pour obtenir, tout au moins, la réduction de Minerais, de mattes ou déchets industriels contenant des matières récupérables sans interven- tion d'oxygène ou d'un composé gazeux de l'oxygène autre que celui que peuvent contenir les Matières traitées.
Elle consiste, mise à part cette disposition princi- pale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment: en une deuxième disposition, consistant à adjoindre aux matières, suffisant à elles seules à assurer la réaction d'a- zoturation, d'autres substances, par exemple d'autres gaz, qui, par leur effet sur la réaction, permettent de régler la température optima pour un rendement maximum, de déclencher d'autres réactions intéressantes ou d'obtenir des sous-pro- duits déterminés;
et une troisième disposition consistant à procéder, aux traitements du genre en question, avec apport ou sous trac- tion de chaleur pour maintenir la température à laquelle se fait la réaction dans les limites requises, l'apport de cha- leur pouvant avoir lieu par une source calorifique étrangère, par effet Joule résultant, par exemple, d'un effet électroly- tique, par introduction de matières actives, propres à dé- clencher des réactions, exothermiques, convenables dans la mas- se traitée, alors que la cha@eur en excès peut être récupérée pour qu'on puisse l'utiliser pour des traitements thermiques, préalables ou ultérieurs, des matières intervenant dans les réactions prévues.
Bile vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui où. on l'applique à la réduction des mé- taux.) ainsi que certains modes de réalisation des procédez -
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comportant application de ces dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industri- els nouveaux, les subst2nces obtenues à l'aide de ces procé- dés ainsi que les appareils spéciaux pour la mise en oeuvre de ces procédés-.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, lequel complé- ment est, bien entendu, donné surtout à titre d'indication.
L'invention consiste, plus spécialement, à utiliser à la fuis la chaleur de combinaison et l'état de dissociation des matières actives dans les réactions fortement exothermi- ques résultant de l'action de l'azote sur les composés car- bures. et plus spécialement les carbures métalliques du cal- cium, du baryum, etc.
Elle a plus particulièrement en vue l'application de tout au moins une partie de ces actions à la réduction de minerais, de mattes ou de déchets ÍYJ.c..u5triels contenant des métaux récupérables, quels qu'ils oient, sans devoir faire intervenir de l'oxygène ou un composé gazeux de l'oxygène autre que celui que ces matières peuvent contenir., On évite ainsi tous les inconvénients résultant des chauffa- ges ou réductions à l'air 1 ibre. Cet te application présente,. en outre, l'avantage que ces résultats peuvent être obtenus à des. températures notablement plus basses que celles utili- sées jusqu'ici pour l'obtention de ces mêmes produits.
Selon l'invention, on mélange le minerai ou la ma- tière à traiter, préalablement broyé, un carbure métalli- que. On fait passer dans ce mélange de l'azote, employé seul ou en mélange avecd'autres gaz, et on amorce la réaction de l'azote, par chauffage, ,-,près quoi la réaction se poursuit sans a,pport de chaleur. L'azote, ou le mélange gazeux conte- nant l'azote, peut être introduit à une pression plus élevée ou plus faible que la pression atmosphérique et on peut, au besoin, faire varier cette pression au cours du traitement.
La réaction peut être arrêtée par le pa ssage de gaz: inerte
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ou elle peut continuer, par elle-f:1Gl.le, par douele àéco..igJo>1- tion des produits fornés, au besoin, avec c clw,ul'j. 8'00 ou refroi- dissement Par contre, on peut tz#i,iisfor ;ier la r,fe,c- tion par passade de gaz actifs suivant le but à atteindre.
On peut se servi--, de le. réaction c't',Latvx.tion seu- le ou de réactions co:-.cin\; eS obtenues par l'intervention d'au- tres gaz actifs, introduits en l.1él<:l1be avec l'azote ou séparé- ment. Ceci peri::et d'obtenir un réglage parfait de la réaction envisagée à la température optiu.,. de rendement lH2.Xilli1Jl:l, ce réglage c,yallt lieu sous l'action des l;latières ..léi.les, utili- sez seules, et qui, en étant introduites à une température convenable ou en provoquant des réactions secondaires exo- ou erldott¯ermi,ues, peuvent influencer la température 2. laquelle se l'ait la réaction et rauener cette telapérature au point vou- lu. Ce réglage peut également se faire par l'introduction de e
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méla.nes qui déclenchent ou subissent des réactions connues.
Finalei-ent l'introduction des matières utilisées seules ou sous force de mélange, peut se faire en vue d'obtenir des
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âoas-produits déterminés.
Le chauffage auxiliaire peut être obtenu ou complé- tépar effet Joule résultant, par exemple, d'un effet électro- lytique en vue d'obtenir des séparations plus aisées du pro- duit principal ou des réactions électrolytiques. intéressantes
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pour les sous-produits solides ou liquatée, c est-a-dire arme- nés à l'état pâteux.
Les calories, qui pourraient être en excès, peuvent être récupérées et utilisées au dehors, ou bien, pour la pré- paration des matériaux en mélange, ou bien, pour provoquer ou entretenir des fusions ou réactions. ultérieures au traitement principal.
Ci-dessous est donné l'exemple suivant.
On mélange du carbure de calcium à de la galène-,
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ces Ratières, étant broyées. au mises aous òrme draggloméréa avec une matière volatile inactive, par exemple du soufre,
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qui permettra, par la suite, à l'azote de passer librement au travers de la masse..
On introduitle mélange dans un vase clos dans le - quel on fait passer un courant d'azote. On amorce la réaction comme à l'ordinaire et comme si on avaiten vue la fabrica- tion de la cyanamide calcique.
A la température de réaction de l'azote, le carbure commence à réduire la. galène mais confie le carbone et le cal- cium sont dissociés à cette température sous l'influence des équilibres rationnels:
C2Ca + 2 il - CN2Ca + C # (CN)2 + Ca qui sétablissent entre 800 et 1200 C, on aura :
C2Ca + PbS = cas + 2 C # Pb C a # PbS = CaS # Pb.
La réaction est parfaitement réglable par le mélange en proportions définies,deC2Ca et PbS, par la quantité ho- raire d'azote introduite et par la température qu'on peut main* tenir constante par chaullage accessoire si ce@ a est nécessai- re.
On obtient ainsi, sans intervention d'oxygène, d'une part, le métal et, d'autre part, le soufre qui l'accompagnait et qui se présente sous forme de cas; une petite partie du sou- fre est entraînée par le courant gazeux évacué. De plus, en l'absence deau, il se dégage du cyanogène (C2N2) aisément recupérâblé*
Le résidu, composé d'un peu de C2Ca non attaqué, d'un peu de CNCa non entré en réaction et surtout de CaS, donne des sous-produits tous récupérables-.
Cette méthode peut être appliquée pour t.ous les mi- nerais des :..étaux usuels ou rares, soit sulfurés, chlorurés, oxydés, carbonatés, ou leurs mélangea, soit pour des mattes. industrielles, soit pour des déchets inoustriels contenant des sels métalliques,tels que les déchets de fabrication d'accumulateurs, les résidus d'empâtage, les vieilles pla- ques, etc. Dans ce dernier cas, il est bon de séparer d'abord le plomb métallique par simplefusion etdemélanger le reste
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à de la galène broyée pour convertir le sulfate de plomb en plomb et acide sulfureux, les oxydes restants donnant la ré- action, visée par l'invention, quand ils sont mélangés au carbure en aotation.
Bien entendu on a recours au carbure Métallique qui permet d'obtenir le métal annexe, qu'on désire séparer, dans les meilleures conditions, ce carbure étant employé seul ou en mélange avec d'autres carbures.
Dans le cas, par exemple, où les métaux à extraire sont à bas point de fusion, par exemple 600-900 C on peut utiliser avantageusement le carbure de baryum, très facile à obtenir, et qui joue un rôle réducteur -- non seulement par lui-mené et également par le cyanamide barytique et le cyanu- re de baryum dissocies sous l'influence de l'azote à dea températures plus basses que le carbure de calcium.
En ce qui concerne le carbure d'aluminium, qui est facilement fabriqué et n'exige pas une température très éle- vée pour sa formation, on peut l'utiliser seul ou associé à d'autres carbures pour obtenir directement avec des minerais d'autres métaux, des alliages d'aluminium, par exemple avec des minerais de cuivre, du bronze d'aluminium.
On peut également, en utilisant le carbure d'alu- minium seul ou en mélange avec d'autres matières en propor- tions convenables, obtenir des sous-produits renfermant le ni- trure d'aluminium, même en partant de bauxites siliceuses.
Le procédé selon l'invention permet, en outre, d'ob- tenir des métaux rares beaucoup plus purs, par exemple le titane et en général ceux qui donnent facilement des azotures.
En eifet, si on prend des sels de ces métaux (oxydes, chloru- res) et si on effectue la réaction d'azoturation sur un mé- lange d'un sel de ces métaux et d'un carbure approprié, le métal cède au carbure, à une température relativement basse, l'azote qu'il avait :Eixé. Il suffit alora, suivant le jeu thermochimique des réactions , d'interrompre l' introduction de
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l'azote et d'augmenter ou de diminuer l'apport de chaleur accessoire, pour Maintenir la. température de réaction optima.
On peut également, dans le cas le plus général, en vue d'obtenir une réaction secondaire intéressante sur les sous-produits solides ou gazeux, adjoindre à l'azote un au- tre gaz ou ur;e vapeur susceptible de provoquer des réactions intéressantes avec les produits traités. Par exemple, à la fin de la réaction de l'azote sur le mélange de carbure de calcium et de galène, on obtient, par l'introduction de vapeur d'eau, un mélange d'acétylène, d'hydrogène sulfuré H2S et d'ammoniac. Si,pendant la réaction, on introduit simultané- ment de l'azote et dee l'hydrogène sulfuré on peut obtenir les deux sulfures de cyanogène et, par conséquent, tous les pro- duits qui en dérivent.
Comme il va de soi, et co1=1r.e il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués;elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.