BE385998A

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Publication number: BE385998A
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Description

Procédé pour éliminer l'arsenic et l'antimoine de minerais de fer et de manganèse.

On a essayé d'éliminer l'arsenic de minerais'qui en renferment, en traitant ceux-ci par un courant d'acide car- bonique. Ce procédé ne donne un certain succès qu'avec un nombre très limité de minerais. L'élimination n'a lieu que lorsque l'arsenic se trouve dans le minerai déjà sous une forme favorisant l'élimination, probablement sous forme d'arséniures...

Avec la plupart des minerais il faut donc créer d'abord la combinaison d'arsenic se prêtant à l'élimination,.

D'après les travaux de Mathesius et Diekman on y parvient

par une réduction du minerai au moyen d'hydrogène, ce qui amène les combinaisons de l'arsenic dans un état rendant possible l'élimination de l'arsenic au moyen d'acide carbo- nique. Schumacher essaya d'atteindre le même but par un trai- tement alternatif répété au moyen de gaz brûlés et de gaz combustibles.

On a constaté que ce traitement répété n'est pas indispensable et que l'élimination de l'arsenic peut être effectuée au moyen d'un seul mélange de gaz, si certaines conditions sont observées.

L'invention est basée sur la constatation que la transformation de combinaisons d'arsenic en un état se prê- tant à l'élimination au moyen d'oxyde de carbone commence déjà pour des teneurs du mélange de gaz en oxyde de carbone de loin inférieures à celles pour lesquelles commence la ré- duction des minerais de fer avec production de fer métalli- que. Tandis qu'un gaz composé suivant l'invention ne peut donc réduire les oxydes de fer présents que tout au plus à l'état ferreux (FeO), les combinaisons arsenicales du mine- rai sont réduites à un état se prêtant à l'élimination, pro- bablement à l'état de Fe As.

L'acide carbonique que renferme le mélange de gaz décompose ensuite la partie réduite de la combinaison arsenicale, probablement suivant l'équation
Fe As + CO2 = FeO + CO + As
L'arsenic à l'état gazeux s'échappe avec le mélange de gaz et peut ainsi être éliminé du minerai. Il est utile d'assurer l'évacuation continue des gaz ayant servi au cours du procédé,, pour éviter le danger du renversement du sens de la réaction. L'oxyde de carbone contenu dans le mélange de gaz peut être remplacé totalement ou partiellement par d'au-

tres réducteurs comme par exemple l'hydrogène ou des hydro- carbures. Par contre, l'acide carbonique est un constituant essentiel du mélange de gaz, indispensable pour l'élimination de l'arsenic.

Suivant l'invention, la limite inférieure de la te- neur du gaz en oxyde de carbone est donnée par la condition que le minerai ne doit donner naissance ni à du fer ni à du carbure de fer. Le fer absorbe probablement une partie de , l'arsenic gazeux sous forme de cristaux mixtes. L'acide car- bonique contenu dans le gaz ne suffisant pas pour réoxyder ces cristaux mixtes, cette partie de l'arsenic reste dans le minerai. La limite pour les mélanges de gaz en présence desquels le fer métallique ne se forme pas est connue par les mesures de R. Schenk et de ses collaborateurs (voir Zeitschrift für anorganische und allgemeine chemie n".167, année 1927, page 316).

D'après la Fig. 1 de la notice citée, la limite est dé- terminée par les équilibres Wüstite (FeO)-Oxoausténite., Wilstite-Oxoferrite, et Fe3O4 - Fe3C. L'ouvrage mentionné fait également ressortir l'influence de la pression et de la tem- pérature. La présence de chaux, d'acide silicique etc. pro- voque un déplacement de la limite qui peut également être dé- terminé par des essais simples connus des spécialistes.

Le tableau numérique annexé renseigne à titre d'exem- ple les valeurs atteintes avec un minerai à 0,73 % de As et 1,3 % de Sb, traité pendant une heure à une température de 900 C. Les résultats les plus favorables ont été obtenus dans un cas avec un mélange renfermant environ 40 à 80 % de CO2, le reste étant du CO, dans l'autre cas avec un mélange à en= viron 70-90 % de CO2, le reste étant du H2.

Dans le cas d'un mélange pur d'oxyde de carbone et d'acide carbonique, les meilleurs résultats sont obtenus avec

une proportion de 50 à 70 % de CO2. En présence d'hydrogène, la composition optima se déplace vers des proportions plus élevées de CO2 à mesure qu'augmente la proportion d'hydrogène.

Il est encore plus avantageux d'accroître lentement la pro- portion de C02 au cours de la réaction, cette proportion pouvant atteindre 100% vers la fin du traitement.

La température du procédé est limitée vers le bas uniquement par le ralentissement de la réaction, de sorte que l'emploi de températures inférieures à 500"C n'est pas à conseiller. Vers le haut il est utile de ne pas dépasser trop la température de frittage qui varie d'un minerai à l'autre et qui est en moyenne d'environ 1000 C.

Au cours du procédé on peut utiliser comme mélange de gaz les gaz brûlés de foyers, les gaz de haut-fourneaux, les gaz de fours à coke, les gaz brûlés de fours à chaux et autres. La teneur nécessaire en CO2 n'est généralement pas atteinte; il faut donc en ajouter. La présence d'azote ne modifie les conditions qu'en ce'quil diminue la concentration.

Le procédé a pour effet d'éliminer non seulement l'arsenic mais aussi l'antimoine. Il faut seulement augmenter légèrement la durée du traitement, toutes les autres condi- tions étant égales d'ailleurs. On parvient par ce procédé à éliminer l'arsenic et l'antimoine non seulement de minerais de fer, mais aussi de ceux de manganèse.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

REVENDICATIONS ------------------------------- 1.- Procédé pour éliminer l'arsenic et l'antimoine de minerais de fer et de manganèse, caractérisé en ce que le mi- nerais est mis en présence, à température élevée (utilement supérieure à 500 C), de mélanges d'acide carbonique et de gaz réducteurs (par exemple d'oxyde de carbone, d'hydrogène, <Desc/Clms Page number 5> d'hydrocarbures) dont la composition provoque la réduction du minerai à l'état d'oxydes inférieurs mais empêche la for- mation de fer ou de manganèse métallique ou de leurs carbures: 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur du gaz en acide carbonique est augmentée au cours du procédé.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'on emploie pour sa réalisation des gaz de com- bustion ou des gaz industriels'(par exemple des gaz de fours à coke ou de haut-fourneaux) ou des gaz brûlés de fours à chaux.

4.- Minerais de fer et de manganèse exempts d'arsenic et d'antimoine, préparés par le procédé suivant les revendi- cations 1 à 3. <Desc/Clms Page number 6>

TABLEAU NUMERIQUE EMI6.1 <tb> Mélange <SEP> de <SEP> gaz <SEP> CO2 <SEP> H2 <SEP> CO <SEP> Teneur <SEP> du <SEP> minerai <SEP> en <SEP> As <SEP> Teneur <SEP> du <SEP> minerai <SEP> en <SEP> Sb <SEP> <tb> % <SEP> Avant <SEP> Après <SEP> Avant <SEP> Après <tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <tb> EMI6.2 ######-.--¯¯ -.#...........--.¯¯¯¯¯¯¯¯. ..¯¯¯........¯....¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ --##---#¯..¯¯¯¯¯¯¯¯.

25 - 75 0, "l3 0, 25 1,50 0,'i2 47 - 55 0,75 0,068 1,30 0 y Il5 54 46 0,75 0,048 1,30 0,29 CO/CO 2 61 39 0,75 0,036 1330 0,12 EMI6.3 <tb> 75 <SEP> 25 <SEP> 0,73 <SEP> 0,040 <SEP> 1,30 <SEP> 0,26 <tb> 86 <SEP> 14 <SEP> 0,73 <SEP> 0,080 <SEP> 1,30 <SEP> 0,54 <tb> 95 <SEP> - <SEP> 5 <SEP> 0,73 <SEP> 0,206 <SEP> 1,30 <SEP> 1,00 <tb> EMI6.4 64 36 - 0,75 0, 28 1 , so 0, 54 71 29 0,75 0,065 1,50 0,28 $2/C02 82 z - 0,73 0,062 1,50 0,29 EMI6.5 <tb> 87 <SEP> 13 <SEP> 0,73 <SEP> 0,052 <SEP> 1,30 <SEP> 0,34 <tb> EMI6.6 L---------------¯L---¯-¯-i i 9z ) 8 i¯¯¯¯¯¯¯¯¯ i i¯¯¯¯ ( 0,73 0,095 1,30 0.,59 L--.-¯¯¯¯¯)¯--.¯¯..¯¯,¯¯¯. -#.##.#...........-...,....¯¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯ .¯¯¯