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"PROCEDE DE REDUCTION DE L'ETAIN EN PARTANT DE MATIERE; A
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TENEUR D' ETAIN, G 'AL. EXLW.LE DES MINERAIS, DES OXYDES METALLURGIQUES OU ANALOGUE, AVEC OU SANS TENEUR
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ç;+;j,;,q; EN ZINC OU EN D'AUTRES METAUXo"
La problème de la récupération séparée de l'étain et du zinc des minerais d'étain et des produits métallurgiques à teneur de zinc n'a pas encore étépratiquement résolue jusqu'ici d'une manière satisfaisante.
Les procédés de fusion usuels jusqu'ici donnent,- à cause des ajoutes aux matières à fondre et à cause des matières combustibles qu'on est obligé d'employer dans ce cas toujours en quantités assez fortes, - d'une part des produits intermédiaires gênants comme par exemple des scories dures, des scories, etc.., dont le traitement entraine de
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grandes pertes an zinc et de grands frais, et d'autre part des @ produits non achevés, ou imparfaitement finis.
De même les procédas, suivant lesquels le zinc peut être séparé de l'étain par lessivage au moyen de produits chimiques, h'ont pas donné jusqu'à présent des résultats économiquement satisfaisants, parce qu'ils entrainent également des frais de travail élevés et donnent des produits qui ne sont pas ré- gulièrement vendables.
On a aussi proposé dans le cas de minerais d'étain ayant une teneur négligeable en zinc de réduire l'étain sans fondre la charge pour éviter les pertes d'étain par suite de la forma- tion de scories. Dans ce cas, on travailla soit de manière, à ce qu'à la fin de la 'réduction l'étain se trouve réparti dans la charge aussi finement que possible, afin de pouvoir être séparé des résidus le plus complètement possible par un traite- .ment ultérieur par voie chimique ou électrochimique.
Par des agents désagrégateurs ou amaigrissant appropriés, comme par exemple un excès en carbone, ou de chaux, ou d'acide silicique, il était possible d'augmenter davantage la finesse de granulation et de répartition de l'étain dans la charge.
Ou on réduisait le minerai d'étain dans un courant d'oxyde de carbone au four tubulaire rotatifchauffé par arc électrique, de sorte que 1'étain réduit et fondu s'écoulait des résidus.
Le carbone pouvait être ajouté à la, charge dans des proportions telles, que l'oxyde carbonique se produisant lors de l'action de l'oxyde de carbone sur le minerai d'étain, était subséquem- ment réduit à nouveau en oxyde de carbone. On employa aussi des ajoutes comme le carbonate de sodium, le spath fluor ou la chaux, pour favoriser l'assemblage de l' tain séparé sous fonna métal- lique, par écoulement.
Cependant le premier de ces procédés n'est pas économique par suite de la nécessité de récupérer l'étain par voie chimi- que ou électrochimique, tandis que le second exige l'emploi de fours embarrassants et couteux. Les deux procédés ne sont
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pas applicables là où il s'agit du traitement de minerais qui contiennent outre l'étain encore des métaux plus volatiles comme le zinc ou le cadmium, puisqu'il est impossible de ré- cupérer ces métaux simultanément sous forme métallique. Du reste, on obtient avec la réduction connue au four rotatif un métal très impur.
La présente invention donne la possibilité d'une récupé- ration séparée d'étain et de zinc avec élimination, dans de larges mesures, des dasanvantages susmentionnés et avec obten- tion des produits finis facilement vendables.
L'invention consiste en ce que la matière zincifère, par exemple des oxydes mélangés,- mélangés avec une ajoute de soude, borax, verre soluble ou analogue et avec un agent réducteur solide, - est soumise à la réduction suivant le procédé usuel dans la distillation du zinc, dans un four à moufle ou dans un four électrique approprié au morne but. De cette ma- nière l'étain et le zinc sont convertis sous forme métallique.
Pendant que le zinc se sépare par distillation et est récupéré, sous forme de métal pratiquement exempt d'étain, de la manière connue par condensation dans des collecteurs, 1' étain reste dans la charge. Si la matière de départ contient à coté de l'é- tain encore d'autres métaux, par exemple du plomb, de l'anti- moine, du cuivre ou des métaux précieux, ceux-ci sont naturel- lement réduits également et on obtient l'alliage d'étain corres- pondant. Le métal se rassemble en partie, sous forme cohérente, à l'endroit le plus profond du moufle ou du fom.r, tandis que le restant reste en suspension, sous une forme granulaire, plus ou moins grossière, dans les résidus. Avec ces derniers l'étain est évacué du four après terminaison de la réduction .
On l'obtient déjà en ce moment partiellement sous forme de lingots. La partie retenue dans les résidus peut être séparée de ces derniers par un traitement mécanique ( dans un broyeur à boulets avec tamisage subséquent) sous forme de métal granu-
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leux assez pur, qui peut être fondu suivant des procédas connus, par exemple par.incorporation dans un bain métallique.
Toutefois on arrive à une récupération encore meilleure du métal en forme de lingots et contenant encore moins d'impuretés nuisibles, si l'on sépare le métal par un traitement mécanique humide au lieu du broyage et du tamisage. Le métal ainsi obtenu peut être traité par liquation, ce qui est autrement à peine possible, et on obtient par liquation jusqu'à 70% de la quantité de départ de l'étain ou de l'alliage d'étain, sous forme de lin- gots .Si ce métal en lingots contient encore du cuivre , ou de l'arsenic, ou des impuretés nuisibles analogues, on peut le con.- ver par un simple affinage en produits commerciables.
Ainsi le lavage donne un métal d'une surface pure, ce qui s'explique par le fa,it, qu'avec le lavage les particules de ré- sidu sans teneur métallique sont radicalement et proprement sépa- rées du métal, tandis qu'avec le broyage aux boulets avec tami- sage subséquent, des particules de scories ou autres parties du- res analogues de la charge sont martelées dans le métal.
Il est avantageux de séparer, avant le traitement mécanique ou mécanique humide une quantité aussi grande que possible du métal réduit, d'avec la charge évacuée du four de réduction, sous une forme cohérente. On a fait la constatation surprenante qu'on obtienne séparation de métal particulièrement bonne, lorsqu'on empêche pendant un certain temps, que la charge évacuée du four se refroidisse en dessous de la température de solidification des métaux réduits contenus dans la charge. Durant ce traitement thermique le métal se rassemble à l'intérieur de la charge et s'écoule finalement de cette dernière. Le traitement est continué, jusqu'à ce que l'écoulement du métal cesse.
Si par exemple la réduction est effectuée à 1100 , on a soin, que pendant par exemple 3 à 8 heures la température de la charge évacuée ne s'abaisse pas en dessous de 300 . Avantageusement la charge est maintenue à une température de 500 -700 au moins pendant 2 heures.
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Le convertissement du métal,en forme pohérente peut être favorise encore par le fait, que la charge, est rassemblée en quantités assez importantes dans un récipient. Ainsi par exemple, le contenu de IO-20 moufles est vidé dans un seul récipient qui, durant la séparation du métal, peut être placé dans un four à recuire ou être chauffa par un autre dispositif approprié.
Il a été trouvé qu'il est particulièrement avantageux de munir le récipient d'un fond perméable au métal, sur lequel repose la charge. En dessous de ce fond, par exemple en forme de tamis, sont prévus des trous de coulée dans la paroi du ré- cipient, par lesquels le métal peut s'écouler dans un moule.
Avec ce dispositif on parvient à éviter efficacement 1 a souillure du métal à lingots s'accumulant dans le moule, par des parties de la charge. La séparation du métal de la charge peut encore être favorisée par secousses ou autres mouvements méca- niques analogues. On peut aussi employer comme récipients sé- parateurs des dispositifs comme par exemple des tambours ou tubes rotatifs, des chenaux secoueurs ou d'autres dispositifs, agissant à la manière des secoueurs, qui, par laur manière de travail, favorisent efficacement la tendance naturelle du métal de se séparer des matières chaudes.
Ce mode de travail présente l'avantage ultérieur qu'une partie du métal qui ne peut pas être séparée et reste en . suspension dans la charge est amenée par le traitement thermique à une forme de grains très gros. Bar conséquent, cette partie du métal peut être récupérée plus facilement que jusqu'ici par un traitement ultérieur, par exemple par le traitement mécanique susmentionné. De plus le métal récupéré sous forme de lingots se distingue comme déjà mentionné, par le fait qu'il est beau- coup plus exempt de métaux d'accompagnement impropres que dans le cas, où le traitement thermique des résidus n'est pas appliqué.
Les autres composantes utilisables, contenues dans les
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résidus des fours à moufle, comme par exemple le charbon de réduction non utilisé, peuvent être employées, par exemple comme addition dans le procédé d4crit plus loin, ou dans d'au- tres procédés préliminaires employés pour des matières de l'espèce envisagée, ou enfin à un autre moment appropria du travail suivant des procéd4s connus.
Cependant dans beaucoup de cas, où ces résidus sont des- tinés à subir un traitement ultérieur par voie de fusion à cause d'une teneur plus ou moins faible en étain ou en d'au- tres métaux analogues, par exemple dans un four à cuve ou dans un four à réverbère, il peut y avoir des difficultés dans ce. processus métallurgique ultérieur,ces difficultés provenant principalement du fait que les résidus contiennent du carbone graphiteux provenant de l'agent réducteur. Ces difficultés peuvent cependant toujours être évitées par le fait qu'on u- tilise pour la réduction du charbon de bois.
Dans ce cas les résidus ne contiennent pas d.e substances graphitiques et peuvent être directement fondues au four à cuve ou à réverbère soit telles qu'elles sortent du four ( de première réduction), ou plus avantageusement encore après séparation de la plus grande partie du métal y contenu ou d'une partie de l'agent réducteur non consommé. Il est naturel que la fusion peut être précédée d'un frittage ou d'un autre procédé de transformation en morceaux.
Toutefois, la récupération en métaux peut être encore aug- mentée par des mesures spéciales, qu'on applique à la charge avant la réduction.
Ainsi il est possible de réduire les pertes de métaux, dues à la volatilisation, par le fait, que la charge est non seulement mélangée avec les ajoutes telles que fondants et agents protecteurs, comme la soude, le verre soluble et analogues mais qu'on transforme le tout en une pâte. De la même manière, agit le frittage préliminaire de la charge avec ou sans emploi
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des agents protecteurs et fondants susmentionnés. Il est connu comme tel de charger, par exemple les moufles à zinc, de ma- tières frittées.
Ceci est effectué en vue d'augmenter la densité de charge surtout en cas de matières finement reparties. Il est naturel qu'une augmentation de la densitéde la charge peut éga- lement se produire avec l'empâtement ou le frittage suivant la présente invention. Mais suivant la présente invention cette mesure agit au delà du dit effet en ce sens, que 1'étain et les métaux- analogues sont plus fortement retenus durant la réduction par les parties non métalliques de la charge.
Ceci entraine, à côté d'une récupération plus forte en métal, une pureté considérablement supérieure du zinc distillé.
En cas d'emploi de solutions de verre soluble en qualité de fondant ou d'agent protecteur on obtient en outre l'avantage particulier, qu'il en résulte une diminumtion très forte du vo- lume des poussières volantes ou oxydes métalliques lors de l'em- pâtement. Par contre la soude présente l'avantage de supprimer de la manière la plus énergique la volatilisation d l'étain, du plomb et de métaux analogues ( excepté le zinc) et de porter le métal réduit, se trouvant dans les résidus de la charge, à la forme granulaire la plus grossière.
C'est un fait connu comme tel, que dans la production mé- tallurgique du zinc il y a outre la réduction du zinc aussi celle des autres métaux, done aussi celle de l'étain si ce dernier est présent. La répartition des métaux réduits dans les cendres d'évacuation est cependant tellement fine, que, leur récupération par incorporation dans un bain métallique, après les avoir retiré des résidus, est impossible, vu que le métal ne se rassemble pas par roulement. En outre il y a une forte évaporation d'étain, et analogue, et on obtient un zinc fortement souillé, ce qui est d'autant plus désavantageux que par exemple l'étain n'est pas séparable d'avec le zinc par affinage et que la teneur en étain di- minue la valeur du zinc.
Il semble que c'est l'addition d'un fondant ou d'un agent protecteur, qui est la cause du résultat
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surprenant consistant en ce que 1' µtain, et analogue) sont retenus dans 1(charge, de sorte qu'il en résulte un zinc très pauvre en étain, et en ce que le métal est obtenu sous forme de gros grains rassemblables par écoulement, malgré que la charge contient des quantités considérables de charbon de réduction et qu'elle n'est pas remuée durant la réduction.
C' est un fait connu comme tel, d'employer de la soude et des sels alcalins analogues comme ajoutes dans la réduction du zinc des matières oxydées dans le but d'accélérer considéra- blement la distillation du zinc. Toutefois cette proposition. n'a pas pu être appliquée en pratique parce que avec une distillation accélérée, la condensation du zinc devenait diffi- cile, d'où résultèrent des pertes considérables en zinc. Vu que, suivant l'invention l'ajoute de soude se fait uniquement dans le but de retenir l'étain aussi complètement que possible dans la charge et de le transformer en grains grossiers, il est possible d'éviter sans difficulté les pertes en zinc lors de la condensation, par le fait que la distillation du zinc se fait à des températures tellement basses, qu'elle se réalise avec la vitesse normale.
Dans certains cas,par exemple en cas d'oxydes à faible teneur en zinc, il est avantageux de soumettre la, matière, avant sa réduction au four à moufle, ou analogue, à un traite- ment préliminaire en vue de son enrichissement . Car en vue de ce que la distillation du zinc des matières pauvres en zinc demande presque le même temps que celle des matières ri- ches en zinc, les frais de travail dépendent fortement du ren- dement en zinc. Conséquemment le traitement de matières riches en zinc est plus avantageux. que celui des matières pauvres en zinc.
Le traitement préliminaire suivant l'invention, dans le but de changer la teneur en métales matières de départ, est effectué avantageusement de manière, que ces matières, ou oxydes, sont traités d'une manière réductive, également avec ajoute d'un fondant oomme par exemple la soude, dans un four
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approprié, par exemple dans un tambour à retournement, ou dans un four électrique, ou analogue. Par ce traitement la totalité du zinc et une partie de l'étain sont volatilisées et récupérées sous forme d'un nouvel oxyde. Le restant ( la plus grande partie) de l'étain est séparé sous forme métallique liquide dans le tam- bour à retournement.
La caractéristique essentielle de ce traitement préliminaire consiste en ce qu'il faut volatiliser si possible la totalité du zinc. Vque lors du traitement subséquent, -suivant l'inven- tion, - dans le four à moufle, ou analogue,- - il y a récupéra- tion totale de 1'-'.tain transformé en oxyde lors du traitement préliminaire, il n'est pas nécessaire d'éviter qu'une quantité plus ou moins importante d'étain se volatilise également sous forme d'oxyde.
En observant ces conditions on obtient lors du traitement préliminaire presque la totalité du zinc et une partie de l'étain dans l'oxyde formé, tandis que tous les autres produits de la réduction, comme par exemple le métal séparé par réduction et les résidus, ne contiennent plus de zinc en quantités nuisibles.
En cas d'oxydes à plus forte teneur en zinc le traitement préparatoire, venant d'être décrit, n'est pas nécessaire, On peut les traiter directement dans un four à moufle ordinaire, ou dans un four électrique d'un effet semblable,à la manière décrite plus haut. L'essence de l'invention réside en ce que le traite- ment des matières n'entraine pratiquement ni de fortes quantités de scories, ni de scories dures, ni de l'étain sulfureux, ni des poussières volantes ou defumée, qui sont formés dans les procédés de fusion connus, enpartie parsaite du caractère parti- culier de ces procédés et en partie parsuite des ajoutes qui y sont indispensables, et entrainent des pertes en métal ou des perturbations dans le travail.
Le zinc est obtenu directement en forme de métal prêt à l'usage et en même temps l'étain ,ou les autres métaux, sont ame- nés à une forme métallique, dans laquelle ils sont facilement
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fondables.
Le fait surprenant, consistant en ce que, suivant le pro- cédé faisant objet de la présente invention, l'étain est extrait des matières zincifères par une réduction au simple four à moufle, ou moufle vertical, ou analogue sous une forme telle, qu'après broyage et tamisage des résidus, il peut être obtenu par simple incorporation à un bain métallique, ce fait à montré que le procédé suivant l'invention se prête aussi très avanta- geusement à la production de l'étain en général, donc aussi en partant de matières qui ne contiennent pas de zinc.
On a déjà fait ressortir plus haut, que l'invention est aussi appliquable dans le cas, où la charge réduite contient, à côtéde l'étain, d'autres métaux pomme le plomb, l'antimoine, le bismuth, ou plusieurs de ces métaux. De plus, il n'est pas nécessaire, que la charge soit particulièrement pauvre en gangues.
REVENDICATIONS.