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'PFREFCTIONNEMENTS aux PROCEDES/des MINERAIS LATERITIQUES"
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L'invention se -reporte 4 un procédé de récupéra- tion du nookel à partir des minerais d'oxydes terreux ordi- nairement hydratés contenant du nickel en petite quantité et du fer en plus grande quantité, généralement des quan- tités beaucoup plus grandes, appelés souvent minerais laté- ritiques; dans ce procédé le nickel du minérai séché est renu soluble des températures élevées, sois forme de chlorure de nickel, par l'action chlorurante du àHCL gazeux, tandis que la chloruration du fer est diminuée ou empêchée par l'action de H20 gazeuic.
Des cription des minerais latéritiques.
Le procédé objet de l'invention a trait plus par- ticulièrement au traitement des minerais d'oxydes contenant de petites quantités de nickel et de grandes quantités de fer, ordinairement de 1 à 3 % de nickel et de 30 à 60 % de fer. Les mineraie à l'état naturel non modifié sont de
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caractérisés par la présence de beaucoup d'eau hycroscopi- cue, c'est -à dire, d'eau extraite pat la chaleur au point,
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C'1) jU<;I+P au-dessus du point d'ébullition de l'eau; et éga.- Ip.7nt. Da7 la présence 'eau combinée, c'est-à-dire del'eau nn d6velopnéepar le minerai au point, ou juste au point d'ébullition de l'ea.
La emp2ratûre acceptée pour la détermination de l'eau hygroscopique est 11000, L'eau hygroscopique approche souvent de 30 10 et, en tnus cas, est rarement inférieure à 20 . L'eau combi- née l,e souvent jusqu'a 10-13 (sur le produit libéré de l'eau hyoscoique) et atteint rarement moins de 7-9 ,( L'eau combinée semble être présente sous la forme " minéraux tels que la gcéthite (Fe03.H30), le diaspore A10(H)) et la bauxite (AI20(OH) 4).
Bien que la plupart des métaux présente apparaissent sous la forme d'oxydes ou d'oxydes hydratés, il y a ordinairement de petites quan- +i+és de silicates résiduels, et l'eau combinée est sans
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a'.'cuTI. doute présente comme eau de composition de ces sili- cates. Des exemple typiques sont trouvés à Cuba, à Porto- Rico, dans l'Afrique Occidentale anglaise et dans les Indes néerlandaises; d'autres moins typiques en Grèce.
Ces mine-
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raiJ ie trouvent ordinairement comme couvertures de surfa- ce résiduelle des matières contenant du fer et on croit qu'ils dérivent des rochers basiques souterrains à la
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suite d'éffritéments tropicaux ou semi-tropicaux; Le terme "mineraia latéritiques" est fréquemment utilisé pour d4signer ces minerais, et sans se limiter pa- aucune théorie quant à l'origine de ces minerais, on emploiera ce terme pour désigner la classe spéciale de minerais au traitement desquels l'invention est desti- née.
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L'humidité hygroscopique des minerais latéritiques es+ facilement supprimée en grande partie par exposition à l'ait raisonnablement sec, à des températures ordinaires, et elle est rapidement et complètement enlevé4 à 100-110 c,
L'eau combinée, au contraire,n'est pas rapidement et complètement extraite, même à 50000;. Une grande par- tie de l'eau combinée des échantillons provenant de Levisa, Cuba, part doucement à 250 - 275 0; après 16 heures, à 250 0, un échantillon a montré une contenance de 3,2 % d'eau combinée;
après 40 heures, 2,8 %. Vingt minutes à 325 C ont fait diminuer la quantité d'eau combinée au même degré que 16 heures à 250 0. L'évolution de l'eau combinée par chauf- fage est irréversible à un très haut degré.
Lorsqu'il est complètement séché comme on le fait ordinairement, c'est-à-dire quand l'eau hygroscopique est complètement entraité. le minerai est notoirement pulvéru- lent, à moins qu'il soit chauffé jusqu'à, ou au-dessus des températures entraînant l'agglutination, la concrétion, etc..
Méthodes déjà connues.
On a proposé des procédés de chloruration pour le traitement de minerais nickel-fer en général, et de gar- niérites, (minerais de silicates de ferro-nickel) en par- ticulier, avec divers chlorures métalliques, dans des au- toclaves à 190 C ou au-dessous avec une solution de chlo- rure ferriques; à des températures avoisinant le rouge avec un sel (NaCL); à des températures intérmédiaires avec du chlorure de magnésium.
Du HCL à peu près pur a été essa- yé aux environs de 400-500 0.
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nn a proposé des procédés comportant une large
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mare de température, e chloruration - de la"flormale" jus- u'à la chaleur ¯eue - et utilisant des chlorures ferreux m.1 similaires, souvent avec du H01 ou du 012 comme équiva- lents l'ûn e l'autre, et travaillant sur une partie au moins de la gamme de températures avec du mine,humidifié ou proqxes9iveent re-humidifié, Un grande partie des procédés proposés avaient
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lA pour défaut de ne pas donner de bons rendements en nickel;
4 LP24"'f""'er G<.. "'l'l. de 6o ""- - il avai+@4cessaire dans la plupart des cas de former du
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7' chlorure de fer aveo tout le fer du minerai ou une grande partie de ce fer, et de travailler le chlorure de fer au moins en 149 -Faisant traverser des fourneaux mécaniques (à agitation), de vaporiser souvent ce chlorure de fer ou de le dissoudre, et de le travailler après d'une manière quelconque.
Ces prodédés ne contiennent aucun enseignement
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"I)ou1' l'obtention de hauts rendements en nickel tout en évitant la nécessité des manipulations, ou de former à l'ai- de du minerai des quantités de chlorures de fer,ou autres,
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trs grandes comparativement au nickel chlorurée
Ces procédait connus ont dans bien des cas été proposés comme pouvant s'appliquer sans modification aux
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miPrais d'oxydes préparés par oalcination.
Buts de 1"invention
Les minerais latéritiques existent en quantités ±normes dans des lieux favorables, et dans des dépôts en surface qui sent minés sans grands frais avec des pelles
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ou excavateu--s k vapeur. Près de la côpe nord-est de Cuba, par exemple, se trouvent des dépôts que l'on croit devoir a++ei:n0e que1us billions de tonnes. Ces dépots compren- net nrobablement les réserves de nickel les plus grandes
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du mone, mais ils ne sont pas encore considérés comme tels paros qu'il n'existe jusque présent aucune méthode suffisamment économique pour l'extraction du nickel.
Un but principal de l'invention est de fournie une méthode très économique d'extraction du nickel à partir de ces minerais, méthode basée sur la découverte de cert taines propriétés particulières.
D'autres buts détaillés comprennent encore ; - L'obtention de hautes teneurs en nickel, par le, solubilisation de ce dernier jusqu"à 90-98 % tout en ne rendant solubles, même au début, que de petdte pour- centages des grandes quantités de fer présentes; - L'accomplissement des opérationd de chlorura- tion dans des réacteurs fixes bon marché, construits en fer, totalement ou en grande partie, de qui élimine l'in- commodité dela poussière, les réfractaires et le capital et les frais de main d'oeuvre de fours rotatifs ou des fours mécaniques;
Lobtention d'une extrême perfection du gaz - contact solide et dentitions de contre-courant, et par sui- teefficacité complète et du volume du réacteur et de l'u- tilisation du réactif, tout en éliminant la nécessité du briquettage, la nécessité d'avoir des liants étrangers , ou de l'agglutination, de la concrétion, etc...
- Rendnec possible la production de solutions de lavage grandement concentrées sans évaporation ou emploi d'appareils à contre-courant actionnés mécaniquement; - Produire des solutions de nickel, comportant tout d'abord une petite quantité de fer, ou à volonté à peu près libres de fer, et obtenir des méthodes humides éco- nomiques pour séparer le cobalt du nickel.
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L'obtention de moyens permettant, particulière- ment en vertu de la concentration des solutions de nickel
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o-enuas, de récupérer économiquement le chlore combiné qui'=' est contenu, sous ferme de gaz pouvant être réemployés '' pour la chloruration, tandis que le nickel est obtenu sous tourne d'oxyde prêt à fondre sans nécessité d'emploi intensif de produits de précipitation pour le nickel, et dans cet
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O1 4'idees et dans d'autres, obtenir une écondmie ex- trme d'emploi de produits chimiques.
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D'a11rs objets de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre.
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Fxposé général de l'invention.
Le procédé comporte, d'une façon générale, le trai- +ewcnt Dréparatoire du minerai, constitué,par le séchage pour en retirer l'eau hygroscopique et ordinairement com-
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bin'e et de préférence, mais pas nécessairement, la rédue- +ir ?t minerai en morceaux tous à peu près de même taille; ce -1-raitem-n+ peut comprendre les opérations de classifica- tion pour l'élimination du minerai appelé "grenaille" et la C"ncPn-a1-r dow nickel dans la matière à traiter;
des opé- rationâ de chlorurations à peu près à sec à des températures 4"1-c,r6es, dans lesquelles de grands pourcentages du iiakel 3sn+ sont cc,,.i-,re-r4,is en chlorure à des températures au- gSS e 3C'T='decn'-és 0., e+ ordinairement beaucoup au-des- igi d'0 degrés C., tandis que dP petits pourcentages seul-ment du fer présent sont convertis en chlorure, l'uti- lisa+ion de pouvoir de chloruration de l'acide chlorhydri- que et le pouvoir de restriction de la vapeur, la forde de
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chloru-ration maximum des gaz ayant une corrélation avec la te:érafi.n.re;
le traitement de chloruration peut être ordi- naiereent,is pas nécessairement, suivi du traitement
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avec Aes ?az plv.9 faibles (y compris les agents d'oxydation
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possibles en quantités contrôlées) et à de plus hautes températures, pour détruire les chlorures de fer, etc.., pour balayer l'HOl, et, dans certains cas, rendre les mor- ceaux lavables, lesquels, tnut en protégeant NiCl2 de la destruction, en maintenant une quantité suffisante de HC1, et s'il se peut, de C12, dans les az de destruction;
le re- froidissement du minerai chlofuré et son lavage pour rete- nir des solutions contenant du chlorure de nickel de préfé- rence, mais non nécessairement, par un lavage contre-courant, avec des couches fiscs de morceaux de minerai chloruré, pour contenir des solutions concentrées, et travailler ensuite les solutions pour le nickel de préférence, mais non néces- sairement, par des agents comprenant la chaleur, et la for- ce d'hydrolyse de l'eau, pour la récupération du chlore combiné sous forme de mélanges d'acide chlorhydrique ga- zeux et de vapeur pouvant être utilisés dans l'dpération de chloruration.
Quelques-unes des plus importantes remarques.
(a) C hloruration différentielle - : Ainsi qu'on le sait le gaz NCL chlorurera le contenu en fer de minerais latéritiques complètement ou presque. Cette action a été employée analytiquement, et on en a fait la base des procé- dés. On a découvert que l'effet chlorurant de HCL sur le contenu en fer de ces minerais peut être empêché ou restreint dans une très ande proportion par la présence de quanti- tés appropriées de vapeur d'eau - H20 gazeux. De cette fa- çon on a trouvé qu'il était possibll de chlorurer 90 à 98 % du nickel tout en ne chlorurant qu'un petit pourcentage seule- ment du fer - rarement plus de 15 % et souvent moins de 5 %.
S'il y a +rop DE vapeur d'eau, la CHLORURATION du nickel
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dans une mesure satisfaisante est également empêchée. Il
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ir a oenendant, une gamme suffisamment grande de compositions gpzeusew utilisables pour toute la marge des températures eV-oloy-4 es;
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La Température maximum à laquelle la vraie chlo-
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=ration différentielle s'effectue de façon satisfaisante est, avec la plupart des minerais, aux environs de 275 de- Tés 0. De meins bons résultats sont ordinairement obtenus -vers et au-dessus de 300 degrés 0.
La chloruration diffé- re.'-ielle T3 u-etre commencée à des températures inférieu- res,e: avoisinant 1Q0 degrés O., mais des tentatives fai- tes au-dessous de cette tempéraute pour compléter la chlo- ^arai^r¯ du nickel ont généralement pour résultat une
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chloruration excessive du fer et d'autres résultats désa-
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a .7euxl.
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Peur donne? de hautes teneurs en nickel, le pour-
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cer-'ace en volume du HC1 dans les mélanges de H01 gazeux et e -areu-r d'eau doit être amené à de certaines densités - Dour na minerai particulier et à des températures par- tien} ièes, etc.., - mais on l'a découvert, la plus grande partte du HC1 loris e combinaison par les constituants du.minéaà'pera# être fournie à des concentrations moins
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élevées.
Cet effet est si extrême qu'un minerai exigeant
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des gaz contenant environ 50 volumes pour cent dIR01 meut onne 03 % de chloruration de nickel à 250 degrés C
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('\ fi,zp.
1511, 9 k 9 2 r-M -
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ypt, . cette température, quand il est ÎTais/d'enlever ùt1 copl±+e#en de saz très diluée d'HCl - H20; la vapeur
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pue s'échappant. L,e même Kinerai voit son contenu en nickel chloruré jusqu'à 40 < a cette température avant d'exiger des az contenant plus de 12 volumes pour cent d'HC1.
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(b) Réactivité.- On a trouvé que le nickel dans les minerais naturels latéritiques possède la faculté de réagir avec u gaz HCL, dans des circonstances choisies, comme on l'a dit, faculté qui est sérieusement diminuée par . le chauffage à et au-dessus de certaines températures et pour des temps qui varient quelque peu suivant les minerais différents. La diminution de puissance de réaction semble ê- tre approximativement, parallèle à la diminution de l'humi- dité combinée au-dessous du chiffre atteint pour le minerai traité par longue exposition à une température de 190 à 200 DEGRéS C.
Les minerais latéritiques cubains ne sont pas détériorés par le chauffage prolongé à 200-225 degrés C. en ce qui concerne le dernier traitement à 190-210 degrés , mais le sont légèrement, s'ils le sont pour le dernier traite ment à 250 degrés. Mais, si on les chauffe si peu que ce soit à 550 degrés, ou pendant 10 à 20 minutes aux environs de 25 degrés, ou pendant 20heures à 250 degrés, le rende- ment à la -suite du traitement préféré à 250 degrés qui, sur du minerai frais, aurait été de 90 à 94 %, d0sdendra jusqu'à 40 - 50 % et le rendement à la suite du traitement préféré à 190-210 degrés qui aurait été de 95 à 98 % retombera au- dessous (le 50 %, L'eau combinée dans le minerai abîmé se trou ve en quantité allant de 2,8 à 4,3 % dans les divers cas.
On comprendra que la réactivité qui a été décou- verte est différentielle en ce qui concerne le fer : fadulté des minerais de nickel de réagir avec le gaz HCAL presque complètement, dans des conditions ou les minerais de fer présents ne réagissent que peu. C'est cette réactivi- té relative ou différentielle, qui est perdue par le sur- chauffage, comme en l'a dit ci-dessus. La réactivité ab so- lue n'est pas perdue; le nickel contenu dans le minerai en- dommage par la chaleur réagira complètement avec un HCL
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suffisamment fort et dans un temps suffisant, même à 300 ,
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-car er.er'ç'' e, mais le,fe' est également alors en grande partie, et même conplétem=nt chloruré.
On n'avance aucune hypothèse en rendant compte, de ce phénovéne, qui est le plus remarquable, par le fait que 30 40 du nickel,retient souvent l'activité après un =si++ment par Tande chaleur. (c) Morceaux : Les minerais Identiques (à moins ou'ils soeirt calcinés, etc..) sont notoirement pulvérulente
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lors#'on les travaille à sec, et l'on sait qu'il est dif- ficile de les laver après coup, car il est nécessaire de manipuler d'énormes volumes de boue donnant des dépôts insi-
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m-rif-liants.
On a découvert que ces inerais peuvent être mis en morceaux de diverses façons, gans endommager la réactivi- te- 0U nickel (comme par la calcination) ou sans grande frais ni e:ene dans la partie chimique du procédé (comme par bi0Utae, par exemple avec des liants organiques); que ces morceaux sn sffisemn1ent poreux pour réagir complè- tement môr-as lorsqu'ils attei$+pnt 15 mm de diamètre et T:'!us; u'Js s-n suffisemment solides pour résistet à une meninulsticn moyennement précautionneuse, et pour sup- porter leur propre poids d?ns des charges profondes ;
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cn rufl i Ast le plus remarquable, ils supportent le lavage P- ne in désaqxéqeai:
pas l'eau, si on les chlorure cornue et,on l'a dit plus haut, ce qui permet le filtrage ou le lava. ge "au sable" en 1'101'\ écoulement, avec une grande porosité et un écoulement aisé à travers les couches de lavage.
Diverses autres observations seront décrites plus loin au cours de la spécification.
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Préparation du minerai.
Une méthode préférée pour la préparation de mor- ceaux de minerais est la suivante : le minerai naturel tel qu'il est sorti de la mine est désagrégé en le faisant pas- ser à travers des rouleaux dentés ; il est amené, avec une quantité de minerai sec pulvérisé, à une extrémité d'un cylindre rotatif horizontale en acier, pourvu à son extré- mité/d'entrée d'un rebord saillant vers l'intérieur! Par le contrôle de la vitesse de rotation du cylindre et de la fourniture de la poudre, la matière déchargée à l'autre extrémité du cylindre pput aisément eêtre rendue homogène comme dimension. Le produit de décharge est tamisé ; cours d'une expérience, la matière plus petite que 6 m/m et plus grosse que 9 m/m 5 était ramenée à l'extrémité d'entrée du cylindre.
Les morceaux sensiblement de même dimension, com- pris entre 6 et 9 m/m 5, sont alors séchés sur un séchoir semblable à une machine à concrétion en ligne droite; mais de construction plus légère à cause des basses températures entraînées. La température maximum des gaz chauds fournis à la boite avant du sécheur était de 2100 C., dans un cas.
Afin d'assumer l'uniformité de séchage et de chauffage pré- liminaire, les gaz chauds étaient aspirés par l'extrémité de décharge de la couche mobile du minerai, puis passés à tra- vers le reste de la msse du minerai. Vingt-cinq minutes ont été nécessaires pour ce séchage et cette opération de chauffage préliminaire. Le minerai déchargé de la courroie de séchage était amené directement dans un appareil réacteur à chlofuration. Ce mode de séchage remplit la condition dé- sirable de pouvoir aisément régler le temps de séchage et la température maximum à laquelle le minerai est exposé.
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Dans une autre méthode de prépara/bien, on a traité du minerai provenant de mines de Levisa, Cuba. Ce Binerai contenait 18 à 20 % de particules plus grosses que le +amis de 40 mailles et 77 % de particules plus fine que le tamis de 200 mailles. La matière plus grosse que
40 mailles se trouvait sous forme de morceaux arrondis durs, eouvent appelés "minerai en grenaille", et contenant moine. de nickel oue les particules fines. Le minerai naturel fut traité avec e l'eau et le minerai en "grenaille" fut éliminé par le moyen bien connu de la classification par l'eau. Il en résulta une certaine concentration du niokel dans les fines particules.
La pulpe du minerai fin fut dé- barfassée de l'eau, f iltrée et le gâteau de filtre fut se-* ché à basse température. Le gâteau de filtre fut alors - brisé par les moyens connus pour donner le maximum de l'é- chelle de grosseur désirée, les. morceaux trop gros ou trop petits,étant renvoyés et mélangésen pulpe épaisse prête au filtragel L-e morceaux sensiblement de même grosseur furent alors soumis au séchage final et au chauffage pré- alable sur une machine à sécher à concrétion en ligne droite, COMME on l'a décrit précédemment;
Définition de certains termes,
L'acide chlorhydrique, HCL, n'est pas dans cette description l'équivalent; du chlore élémentaire 012.
Lors- qu'on spécifie me CL2, c'est dans un but spécial, entiére- ment différen+ des buts dans lesquels on utilise le HCL hcl n'accomplirait pas les fonctions de cl2, pas plus que cl2 n'accomplirait celles de hcl dans le procédé objet de l'inventions
Les minerais latétitiques contiennent souvent de 6 à 14 Kgs de cobalt pour 100 Kgs de nickel. Les réactions
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et la facon de se comportpr du cobalt sont pour la plupart très semblables à celles du nickel. le nickel contenant du cobalt est très acceptables dans bien des industries. On em- ploiera le terme "nickel" dans la description même pour dé signer le cobalt présent, sauf lorsque le contexte ne le permettra pas ou quand les deux seront nettement différen- ciés.
Exemples spécifiques du procédé.
EXEMPLE 1
Du minerailatéritique provenant du dépôt de
Pella Maria, près de Levisa (Cuba), sous forme de morceaux d'un diamètre allant de 22,5 m/m à 3,5 M/m et ne contenant PRATIOUEMENT aucun "minerai en granaille", a été séché et améné à température maximum d'environ 175 degrés C. La tem- péraure des morceaux fut mesurée par un thermocouple abri- té et noyé dans la masse. Le minerai séché contenait 49,7 % de fer, 10.9 % d'alumine, 2,17 % de chrome, 3,2 de silice, 1 ;57 de nickel et 8,7 % d'eau combinée.
Les morceaux furent placés chauds dans un tube de fer vertical, supportés sur un tamis au fond du tube. La profondeur de la charge était d'environ dix fois le dia- mètre. Le tube était protégé contre tout refroidissement et maintenu à une température allant de 265 à 27µdegrés 0.
On à fait passer tout d'abord dans la charge de minerai de la vapeur contenant à l'arrivée une simple trace d'HCl et provenant d'autres tubes réacteurs effectuant le même trai- tement. La charge de minerai n'a montré qu'une légère résis- tance à l'écoulement du gaz; Le gaz sortants consistaient en de la vapeur libérée d'HCL. De ces gaz progressivement de plus en plus riches en HCL furent amenés à PéNéTRER et atteignirent 50 à 55 volumes pour cent d'HCL après 40 minu. tes. Lorsque des traces d'HCl apparurent dans les gaz
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sortants, ces derniers furent amenée b passer dans une charge similaire d'un autre tube. Les gaz à pleine forne force furent soufflés dans le tube pendant deux heures.
Un échantillon des morceaux chlorurés montrè- =en alors le nickel à 90,2 soluble dans l'eau comme chlo- rure, 2,82 % seulement de la quantité totale du fer était soluble. De ces 2,82 %. 1,28 était soluble comme chlorure de fer et 1,54 % comme chlorure ferreux: d la vapeur contenant seulement un faible pour- centage de hcl fut alors soufflée à travers la charge, en- viron 10 % d'HCl au début, pour finir vers1 à 2 % en quelques minutes. Ce +raiterent dura 30 minutes. Les gaz employés pour ce traitement furent les gaz sortant d'au- tres réacteurs effectuant le traitement.
Les gaz sortants de cette opératicn que l'on appelle ici traitement de des- truction du chlorure ou traitement hydrolysant, furent en- suite passés sur du minerai relativement frais, minerai qui n'avait -cas encore été,jusque là sous l'influence de gaz aussi forts que ces gaz de sortie du traitement hydrolysant.
Le nickel de la charge était alors de la même schubilité que précéDERMENT. On ne trouve aucune trace de chlorure ferrique. LE chlorure ferreux trouvé précédem- ment était pratiquement identique. La charge CONTENAILT DU HCL qui FUT "alayé par des gaz de fumée chauds à basse +ENEUR en oxygène.
La charge fut alors retirée du réacteur - d'ou les morceaux coulaient facilement - refroidie et LEVéE en con- tre-corrant avec de l'eau. La solution obtenue contenait 3Bn7 % de solides. Les solides furent cristallisés par évaporaticn et consistaient en chlorure de nickel et fer- reux.
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Les cris+,eaux furent placés dans un four à mou- fle et chaffée à 550-650 degrés C. De l'air fut envoyé et amené en contact absolu avec les solides. Ces derniers fu- rent convertis en oxyde de nickel et en Fe203. Les gaz sortants contenaient, en volume , 49 % d'HCl, 42 % H2O, légèrement plus de 8 % d'azote et une fraction de 1 % d'oxy- gène.
Ces gaz furent utilisés à nouveau dans des charges neuves de chloruration et eurent à peu près la même effica- cité dans la chloruration du nickel et pour empêcher la chlo- ruration du fer, sous forme d'un mélange de 52 volume5 pour cent d'HCl et 48 de vapeur;
Les oxydes mélangés furent fondus au ferro-nickel. fXFMPLF 2
Un minerai similaire à celui utilisé dans l'exem- plell fut s'ché et amêné à une températURE DE 250 DEGRéS c7, dans un courant rapide de gaz chauds dont la température n'excédai+ pas 360 degrés. Le minerai fut traité comme dans l'exemple 1.
La force maximum d'HOl était de 49 volu- mes -pour cent, le reste du gaz était constitué par de la vapeur. Apres traitement avec cette forme de gaz, pendant deux heures, un échantillon fut analysé et démontra que 95,5 % pu nickel était soluble comme chlorure; 4,4 % du fer présent était Soluble comme chlorure ferrique et 2,1 % cornue chlorure ferreux. Un-petite quantité d'aluminuim étai+ présente sous forme de chlorure. Le minerai chloruré fut alsore traité avec des GAZ dilués comme dans l'exemple 1, pendant 30 minutes. La solubilité du nickel était alors de 93;2% pratiquement la même, la différence était VRAISENSA- blement due à la difficulté d'un échantillonnage précis.
0,6 du fer présent était soluble sous forme de chlorure ferrique et 2,2 % sous forme de chlorure ferreux. On trouve encore un peul d'aluminium soluble\ Après refroidissement
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p+ 1,ra7 comme- dans l'exemple 1, on t-obtenu de fortes solutions. La plus Trande partie du chlore combiné dans la solution fut récupérée sous forme de gaz H01 - H20 et réuti'- l5séepcur la chloruration. Les solutions contenaient en !3}\" Sld.. proprtion plus de fer/de nickel qu'on ne pouvait en at- +n1re d'après l'analyse de l'échantillon. On a constaté %¯au moins 'Aq,e cela était dûn partie à 11HOl contenu,dans le minerai, qui s'était dissout dans la solution de lavage et avait at- taIP4 le minerai jusqu'à un certain point lorsque la solu- tien s'était concentrée.
Dans une opération/de HCL résiduel avait été partiellement retiré par la ventilation;dans une autre, par sui+e d'une mapi'e application du vide, qui peut être regardés. comme une forme de ventilation,
Pien qu'on ait indiqué les opérations comme étant faites à ?FO et 270 degrés avec des charges fixes de mine- rai, il est ordinairement préférable, lorsqu'on travaille à ces températures, de 16-faire avec un écoulement de mine- rai continu ou presque, et décharge de la matière chlorurée de 'acon à diminuer le risque de voir endommager le minerai qui se -ruve dans le rédacteur et qui attend d'être traité.
.Aux ervieons de ?50-275 , l'évolution de l'eau combinée provemant du minerai pendant la chloruration, dilue les gaz acides et on doit prendre un soin tout particulier pour veiller à ce cus les gaz aient vraimetila force voulue dans la masse de minerai, EXEHPLE 3
Oct texemple dorme plusieurséchantillons des ce résurltatedésastreux donné s par le chauffage d'un échantillon particulier de minerai pendant trop longtemps et, (ou buits) à des températures trop élevées avant de chlorurer aux en- virons de 250 C. Dans chaque exemple, le minerai et la procédure étaiert comme dans l'exemple 2, sauf en ce qui
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concerne l'opération¯de séchage et de chauffage préalable.
L'échantillon A fut chauffé à la vapeur à 250 0. jusqu'à ce que le contenu en eau combinée retombe à 6,5% la solubilité du nickel résultant du dit traitement de chloruration était de 69 %.
L'échantillon B fut chauffé à 250 0., jusqu'à ce que l'eau combinée retombe à 3,7 %, Après le traitement de chloruration, la solubilité du nickel était de 44,5 %,
L'échantillon 0 fut chauffé dans le vide à 250 jusqu'à ce que l'eau combinée descende à 4,29 %. La solubilité du nickel a été trouvée de 56,4%.
L'échantillon D fut chauffé à 55 juste assez longtemps pour être sûr que le minerai atteigne vraiment cette température. L'eau combinée atteignait environ, 1% la solubilité du nickel a été constatée, après la chic. ruration, de 35,2 %.
EXEMPLE 4.-
Un certain lot de minerai latéritique a été réduit en morceaux de 6 m/m à 9 m/m de diamètre, puis se- ché dans un courant rapide de gaz de fumée perdue contenant beaucoup d'oxygène. La température maxima des gaz de sécha ge était de 2200 0., le minerai contenait alors 52,3 % de fer, 1,78 % de nickel, 0,13 % de cobalt de 10,0" % d'eau combinée.
Le minerai chaud est amené directement au som- met d'unréacteur consistant essentiellement en un tube de fer vertical, et rencontre là un courant de vapeur sortant vers les déchets. Le réacteur est protégé contre tout re- froidissement. La colonne de minerai=emplissant le réac- teur descend lentement au fur et à mesure qu'elle est at- tirée du dessous. En descendant, le minerai voit sa tenipé- rature s'accroître jusque vers 195 -210 .Le courant de gaz
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aevienT)
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r.xo=ÇirRmen" :pl'JS riche en HCl et contient environ 28 ,C''',\:!!,ps nouer cent d'E01 au point B .
En un point du tube ou le mlinr=a5 a été exposé à 20 vol es pour cent d'HCl, la so- ?2bi?.i- d- nickel est de 56 pour cent; quand il est exposé à "'P vo"mres pour ent 1'H01, la solubilité du nickel est -le Q01e>. pr3s exposition à 28 volumes pour cent d'HCl, la solubilité du nickel est de 95,8 %. A ce stade 4,92 du fer +otal est présent sous fo-me de chlorure ferrique et 0,89 sous forme-le chlorufe ferreux. Le minerai chloruré contient 2,51 % de chlore insoluble dans l'eau, ce qui est du en gran-
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due partie à la présence de 1loxychf&e ferrique FeOCl. Moins de 41 du fer total se trouve sous cette formel Un échantillon
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pris par uneouverture d'épreuve en B, et lavé avec de l'eau se ?4duit en u-^¯e boue.
La section de B à 0 du réacteur était doublée et cONTENAIT un serpentin interne de chauffage 10. La doublure
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ru 1:9.T+erren interne et le serpentin sont pourvus de dis- rositifa d'aren;e de chaleur et de distribution de vapeur 1==ov±nant de source#non représentées. Dans cette section, la température lu minerai est élevée jusqu'à Z70-a90 G. Des é µ--=n..iijo=s de mir.eai,xetir3s en 12 montrent qu'il n'y a ni chlorure fer-ique, ni oxyoh]Éie ferrique, ou seulement des tTac='s innertaines.
Le chlore insoluble dans l'eau n'at- teint -paq oN 1 %? Le nickel et le chlorure,ferreux se TROUVENT en mère quantité que dans l'échantillon retiré en 14. hcl et les vapeurs récupérés des solutions de la- VAGE DU CHLORURE DE NIGKEL comme on l'a DéCRIT SONT SOUFFLéS dans l'appareil par l'ouverture 14, et se joignent au cous
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Tant "1'9 '!8.Z montant. Un diffuseur, non représenté, repartit 1"'s ;az amense dans le courant montant.
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La section C D du Réactaur doit être établi en un alliage ferreux de chrome et de nickel 18-8. En 16, les gaz extraits, suivant Les désirs, des connexions 18, 20,22 du tuyau confrère par une soupape le long de la section
A - B y sont soufflés par un ventilateur 24. Les connexions sont changées quand il est nécessaire; de façon à ce que ces gaz contiennent 8 à 12 volumes pour cent d'HCL. Du chlore élémentaire est insufflé avec ces gaz en petites quantités, controlées de manière que le chlore disparaisse dans 1-,courant montant aux environs de l'ouverture d'en- trée 12.
Enn24, un ventilateur force les gaz extraits, sui- vant les désirs, d'une seconde série de connexions à con- trôle par soupape 26, 38, 30 encore plus haut le long de la section A é B, Rég;és de façon que l'HOl atteipme un pour- centage en volume d'environ 2 %. Le volume des gaz introduite en 16 et en 24 est réglé de telle sorte que les gaz montant- en B atteignent environ 28 volumes pour cent. Le minerai est retiré en D par une porte étanche aux gaz, non représen- tée. Des analyses d'échantillons montrent du chlorure de nickelde même nature qu'en B, et l'absence de chlorure fer- riaue. Le chlorure ferreux est présent sous forme de éraces; 0,00045 à 0,00063 du fer présent est soluble sous forme de chlorure ferreux.
Le minerai contiendra du HCL, une partie contenue dans les porosités des morceaux et dans les interstices les séparant, une partie peut être contenue d'autres façons inconnues. Le gaz de fumée contenu en petite quantité dans l'oxygène est rapidement soufflé à t-avers les morceaux de minerai pendant quelques minutes dans un récipient séparé, ce qui entraîne cet HC1. Les gaz de ventilation passent sur du minerai frais destiné à être amené dans le réacteur, en A, et la petiaequantité d'HOl gazeux est absorbée par le minerai.
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Les morceaux sont alors lavés par de l'eau filtrsa- t-ant en contrécourant. Ils ne se désagrègent pas. Le lavage est effectue dans une série de réservoirs en béton avec faux fonds la solution étant pompée d'un réservoir à l'autre,
Des solutions a'nsi obtnnues ont contenu 34,7 % de parties
SCLIDES.
Dans un essai de laboratoire sur un minerai,sen-
SIBLEMENT libre de manganèse, dans des conditions sembla- bles à celles précédemment décrites, on a trouvé pour lOOKgs de nickel ; 7.99 Kgs de cobalt et 1?52 Kgs de fer. Dix pour ?en+ environ de la solution était entraînée hors du reste. Le fer de ces 10 % fut oxydé avec de l'hypochlorite de calcuim et les métaux de cette partie précipitaient tous comme carbonates et hydroxydes de manière connue. Le pré- cité a été lavé, et ajouté à la masse entière de la solution, Le chlore, C12, avec une légère trace de brome, a été alors introduit et la solution agitée.
Tout le fer et le cobalt en solution furent précipités, le fer, sous forme dhydroxyde ferrioue, et le cobalt sous forme d'oxyde cobaltique ou d'hydroxyde cobaltique.. Le précité était granulé et facile à filtrer. Il contenait du carbonate de nickel basi- que, qui fu enleva par une agitation aveo une solution de lavage fraîche destinée à une purification similaire.
T,e précité a été ensuite lavé, et les produits de lavage . employés pour préparer des carbonates et hydrfoxydes melan- éés pour l'emploi comme agents de précipitation dans les FOU; fournées suivantes. Le précité conteaait seulement du fer, de petites quantités d'aluminium et de cobalt et était com- mercialement libre de tout nickel. Il fut fondu avec du ferro-cobalt. Un autre lot fut affiné jusqu'à obtention d'oxyde de cobalt pur par les méthodes connues.
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La solution ne contenant maintenant ni cobalt ni fer, mais diluéelégérement, et nn contaminée avec du NaCl, 3 CaCL2, etc.., (comme cela se serait produit ai elle avait ou traitée ap- les méthodes ordinaires), fut alors évaporée et du chlorure de nickel fut ainsi cristallisé. Lesscris- faux hydratés furent calcinés à une chaleur rouge basse en l'absence de l'air. De l'oxyde de nickel et un mélange de
HCAL et de H2O gazeux furent ainsi produits. Les gaz furent ramenés en arrière vers le réacteur. Une partie de l'oxyde de nickel fut fondue en nickel métallique, et une partie fut employée pour la fabrication d'alliages nickel-chrome.
FYFMPLF 5
Cet exemple donne divers résultats,de l'effet de l'emploi d'acides plus forts qu'il n'est nécessaire ou dé- sirable.
A - Dans un essai, la solubilité du nickel de 92,6% fut atteinte en chlorurant pendant 2 heures à 2500 c avec 60 volumes pour cent D'HCL. Le minerai chloruré conte- nait 1.65 % de fer sous forme de chlorure ferrique, 1,86 % de fer sous forme de chlorure ferreux, et une trace seulement de FeOCL. Ce résultat était à peu près satisfaisant comme on l'a vu par les autres essais, mais moins de fer aurait été chloruré avec des acides quelque peu plus faibles et la solubilité du nickel aurait été aussi bonne.
B - Dans un au+re essai, 90-95 % d'HCL a été em-. ployé à 250 degrés. La solubilité du nickel était seulement de 58 % après deux heures. (L'échantillon avait eu son eau combinée réduite jusqudà 3,8 % avant la chloruration). Le minerai chloruré contenait 20,3 % de FeOCL. 34 % du fer total était chloruré.
C- Avec du HCL fort (90 à 100 %) à 2250 en deux heures, sur du minerai frais, 40 % du fer a été chloruré.
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D - 1'opérati^n à 270 degrés avec 70-74 volumes uonr cen: d'FCl a donné une solubilité du nickel sensiblemeni la même que dans l'exemple 1: 89,7 5. Mais le chlorure de fer avait augmenté, et s'élevait à 6,8 au lieu de 2,82 % du dit exemple 1.
F- Dans un autre essai montrant les mauvais ef- fpts d'un acide plus fort qu'il n'est nécessaire, 38 volumes
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pur cent d'acide avaient été employés â 190-200 0. Le nickri étai+ soluble à 93 . 27 % du fer total était chlo- ruré.
F -.Le minerai fut chloruré pendant quatre heures
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à 0-lOo C avec 50 volumes pour cent d'R01. Le nickel fur entièrement chloruré, et le fer à 85 %. De la quantité de 'et présente, 48 % étaient sous forme de FeCl3, 6 %
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du FeCl2, et 33 du Fe0Cl.
'ry1i'1fDtF 6 Cet exemple montre les effets de gaz de forcer
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chlorurant insuffisante.
A - Des gaz acides dontenant environ 10 à 12 velumes pour cent d'HCl avec de la vapeur d'équilibre ont
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4té passés sur des échantillons de minerais (avec réacti- vité intacte) à des températures diverses et pendant des temps différents, et on a obtenu les résultats suivants :
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<tb> Temps <SEP> 3 <SEP> heures <SEP> 44 <SEP> heures <SEP>
<tb>
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mi -e a5 degrés ?25 degrés
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<tb> % <SEP> de <SEP> nickel <SEP> soluble <SEP> 52 <SEP> 54
<tb>
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m - Des op2'ra-I.-ions semblables ont été faites en- tore a.,tres avec ?0 volumes pour d'acide, avec les 8,liva .It :
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<tb> Temps <SEP> 4 <SEP> heures <SEP> 20 <SEP> heures
<tb>
<tb> Température <SEP> 190-300 <SEP> C <SEP> lgo-2000 <SEP> 0
<tb>
<tb> de <SEP> nickel <SEP> soluble <SEP> 44 <SEP> 64
<tb>
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Si les gaz ne sont pas assez forts pour chlorurer le nickel en peu d'heures, de façon satisfaisante, une chlo- ruration effectuée d'une façon continue,avec des gaz de même force n'améliorera, pas les résultats de façon im- portante, dans l'échelle de température ou l'attaque est différentielle de manière satisfaisante, comme entre le nickel et le fer.
Chloruration au-dessous d'environ 190 degrés.
La chlorumation à des températures sensiblement au-dessous de 190 degrés +end à une attaque excessive du fer ; le caractére différentiel de l'effet chlorurant des mélanges de vapeurs de HCL- H2O décrolt progressivement auand s'abaisse la remprérature, se perdant, finalement sous l'effet ensentieelement non-différentiel des solutions a- queses de HCL.
Cette observation s'applique particulière ment aux rapports de HCL- H2O capables de produire de bonnes solubilitésa du nickel et avec les temps nécessaires pour obtenir ce résultat, La perte de l'effet différentiel est quelque peu diminuée par la présence de grandes quantités d'autres gaz que HCL et H20, par exemple l'azote,]pans un cas, en une heure e 30 minutes , dans un tube de réacteur maintenu à une température de 135 degrés, 28 pour cent de vo- lumee d'HCL n'a produit, que 57,9 de solubilité du nickel alc s que 53, 4 du fer présent était chloruré résultat plus qu'indésirable. Les morceaux de minerai étaient devenue humides.
Le traitement prolongé (20 heures) avec 14 volu- mes pour cent d'HOl dans un tube de réacteur maintenu à 180 degr0s à donné seulement 72,6% de solubilité de nickel, et 52 % de solubilité de nickel. Les morceaux de minerai devenaient humides, bien qu'il n'y aileu que 12 heures de traitement.
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Dans l'échelle se tempéra5res au-deesous de 190, environ, une chloruration poursuivie loncrtemps avec des o-az d.'H01 - !fa donnait en dernier lieu/ comme résultat une condensation d'eau, et en quantité telle que les morceaux de minerai devenaient mous et pateux, consistant en un rési- du de minerai spongieux imprégné de solution de chlorure ferriaue saturé. Les opérations produisant ce résultat ne
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sont pas ' recoandé.9 et ne sont pas à classer dans le terme "de la manière sèche". Une chloruration rapide au-des- sous de 100 , avec élevationrapide de la température du mi-
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ne=a,1, est cepddari- dsian1ep quelquefois.
Par exemple, 8.'1]'''''0 :'np. chlorura+ion d'une rapidité moyenne, le minerai sé- ché à 91-oo et refroidi, par exemple pendant le trajet vers ra.ctev¯r, jusqu'à environ 160-1?0 ,m--ontera rapidement de temrérature jusqu'au dessous de 190 , grâce à la chaleur de réaction et à la chaleur du courant gazeux, etc...
Aved du minerai dont la réactivité du contenu en nickel a é=+é réduite par un trop long chauffage, ou a des
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+-r-piratures tron élevées, ou pa7- des causes naturelles, tel- les qne des effets métamorphiques, de sorte qu'on a obte- nu des "'en:Îl?ment9 ne donr-ant pas satisfaction par les mé- thodes les plue appréciées, on obtient souvent de bons ren-
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dements en coE-ençant et continuant la chloruration du ::6= dessous de"l'9@oipéndaflt longtemps. La chloruration du fer est alors plus intense que par le procédé préféré. Dans
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un cas fi'e; employant 52 volumes pour cent d'HC1 et un réaceut chauffé extér3 '\J%ement par la vapeur, et en trai- tant le matière avec de l'eau combinée réduite à 3,8 %, on a obtenu une solubilité de nickel de 96,2 %.
LE minerai
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chloruré contenait 19 de Fe0Cl. 30 da fer était chlo- ruré. Fn d'autres cas, on a obtenu des solubilités de
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nickel de 86-93% avec 15-20% du fer chloruré. Les opéra- tions qui viennent d'être décrites sont coûteuses et il est à conseiller de ne pas les effectuer excepté pour les minerais à réactivité lente du nickel, tels qu'ils sont extraits.
Effets sur le chauffage du minerai chloruré entiè- rement ou partiellement, et sur le chauffage pendant la chloruration,
Lorsoue le minerai chloruré à 190-2100 C., par exemple est par la suite chauffé, en l'absence de tout gaz venant de l'extérieur, l'eau combinée qui est progressive- ment déganée réagit avec les chlorures d'aluminium et de fer (de facon peu appréciable avec du chlorure ferreux ou du chlorure de nickel), et produit HCL.
Dans un cas, le chauffage du minerai ohlorurrerait à environ 210 , et des gaz contenant plus de 60 volumes pour cent d'HOl se dé ga- gaaient pendant l'élévation de température de 220 à 230 (dans le procédé eonsistant à;chauffer à des plus hautes températures). Ces gaz sont d'une force indésirable pour cette température; ils produisent du FeOCl et augmentent la production du chlorure ferreux, qui n'est pas avantageuse.
Dans un cas, en chauffant jusqu'à 250 , du fer ferrreux sous forme de chlorure augmentait de 0,64 % à 1,16;%; dans un autre cas, en chauffant jusqu'à 300 le fer ferreux sous forme de chlorure augmentait de 0,84 à 4,40 % -résultat des plus indésirables; dans les deux cas, la quantité de FeOCI dans le minerai était plus que doublée.
Il est important, lorsque la température du minerai chloruré partiellement ou totalement s'élève, de pouvoir con- troler cet effet. Comme on l'a vu (exemple 4), on le fait en fournissant des az HCL- H2O qui diluent les gaz séchap- pant des morceaux de minerai jusqu'à la concentration désirée,
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ou nême au-dessous, ce qui rétablit la concentration par des gaz plus forts du dehors .
Ce dernier procédé prémunit
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cn.J..rlO' la surchloruration - augmentant de façon inutile les quantités -le chlorure de fer pendant l'élévation de 'f'Pl??r6'!''are, on préfère ordinairement opérer de cette façon; aciQvan- la chloruration du nickel avant d'élever la tempé- rature (sauf l'élévation naturelle pendant la chloruration; rr/Éce auz chaleurs de réaction, de quelques rapides degrés,
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sou1T"!nt\ . nn peut, cependant, utiliser l'effet qui est en
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globs+9ncb la concentration de Xi. On traite alors, à 190- ln deqr4s, par exemple, avec des az donnant plutôt des ren- 1ezem±s plus bas mie désirés, savoir 23-25 volumes pour csnt .;: 'PCI et des solubilités de nickel, pour un minerai particulier, d'environ 88-90 .
On élève alors la tem- perature, en faisant passer des quantités limitées de gaz ilus dérivés de la dernière phase d'hydrolyse ou de des- truction de? chlorure de sorte que, la température s'élevant
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le minerei Psi en70uré de gaz plus forts, provenant du mé- lamge du HCL qui se produit de soi-même avec les gaz dilués, De ce++= manière on a élevé le pourcentage de la
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90hilit du n-lok?l jusu'à 97-98 . L'opération exige un con-ôle tràs sri<nevx pour éviter l'augmentation de chlo-ure ferreux et de FeOCl; quand l'un ou l'autre appa- raît nn ouan"-ités accrues de façon préjudiciable, on auge mente l'écoulement des gaz de dilution.
Avec de gros mor- ceaux en particulièrement avec une élévation rapide de tem- pérature, soit par la chaleur de réaction, soit par le chauffage externe, des gaz d'HOI forts peuvent être pro- duits à l'intérieur des morceaux et surchlorurer le minerai avant ue les gaz produits puissent être dilués jusqu'à la force voulue par les gaz s'écoulant autour des morceaux.
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getteffet peut être contrôle en employant des morceaux plus petits, en augmentant la vitesse des gaz, et en ralentis- sant l'élévation de la température. On comprendra que l'ef- fet peut être utilisé conjointement avec une élévation de te température lente et continue au cours de la chloruration.
Températures pendant l'opération de chloruration.
Comme on l'a vu, la chloruration du nickel s'ef- fectue souvent entièrement et toujours en partie au-dessus des températures avoisinant 1900. La limite inférieure est fixée par la formation excessive d'autres chlorures que celui du nickel et par la dernière humidification du minerai aux températures les plus basses. La limite supé- gieure des opérations est ordinairement fixée, en partie par les propriétés fondamentales des chlorures de fer, Fecl3 et FeOG1, et en partie par le genre du minerai parti- culier en jeu. Aux environs de 290-310 degrés 0, et en-des- sus, le nickel, dans la plupart des minerais, perd la fa- oul+é de réagir avec HCL de force désirable, assez vite pour gêner les opérations.
De hautes solubilités et de grands rendements exiguat donc l'emploi de gaz HCL très forts, difficiles à récupérer des solutions de lavage, et l'utilisation de ces gaz forts a pour résultat une attaque excessiive du fer. Une attaque excessive du fer est provo- quée ces températures par la volatilisation de FeCL3 et même de FeOCl dans le courant de gaz d'HCL forts. Cette invention n'a pas trait à l'opération avec volatilisation importante du contenu en fer du minerais
Certains minerais perdent la réactivité du nickel lorsqu'ils restent chauds beaucoup plus rapidement que les autres; cette caractéristique est facilement détectée par un simple essai.
Les minerais d'extrême sensibilité à la chaleur doivent ordinairement être chlorurée à 190-210
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-or-sai-le -1-oil-jo-urs au-dessous de 235 ou 225 .
Précautions à. Tendre ocntre la destruction du lTi(1l-2¯.!¯f¯2--'isant le FeC12. etc..- Afin c'='évij:er de détruire le Niol 2 par la réaction NiCla H2 = Nio 4- 2HOL i' -s4- r-ces8aire que la vareur ou les gaz H 0 - H01 qui se -liluent en HC1 employé pour détruire le FeC131 etc.., contier.nen au moins es quantités minima de H01. Les quan- -1-4¯léls minima nécesspires sent plus élevées quand la tempé- rg+ilxe es plus élevée, et sent quelque peu variables sui-
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les minerais.
Aux environs de 275 C., pour
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les "ai.7r:en"'s trs rapides, un vol'dme pour cent d'HOl en -,rameur sii-'fit souvent. pour pro:5er le Ni012' bien qu'il sit,ordinairement plus prudent d'employer 5 à 10 fo Losque d'autres gaz que HOl et H0 sont présents, pEI." e7er..-ole du C12 ou de l'oxygène, pour participer à la ies+Tuction du FeCl2 (et quand l'oxygène est utilisé, ou l'ai l'air), l'effet de proteetian du X61 sur le NiOl 2 est ?iruirué, et on em-,oloyer en proportion plus d'Hol que de 1a.'!"E;U1'.
Le chlorure de nickel est également susceptible -'! F' ap T" ir par l'oxygène. L'effet est ordinaireè Irpn'" aux environs de 275-Zo0 , mais devient pro- nnrèélaux tÇmrature élevées. Il peut être protégé contre ce+ effef pa la rz,-4ser-ce e peites quantités de 012-
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Il est possible de chauffer le minerai chlorurà
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des excédqnl. celles données dans les exemples
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ci-dessus. Lorsqu'on le fait des précautions plus grandes
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doiien" être pl>ise6 pour éviter la destruction du chlorure
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de nickel. Si on fait passer de l'air sur le minerai à
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des tefup9xas éleves, du chlore élémentaire, 01 2' doit
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ê+re présent pour protéger le chlorure de nickel de l'oxy- da+in. Le cobalt exige encore plus de chlore pour empêcher l'oxydation de son chlorure.
Si, comme on le fait habituel- lement, on désure récupérer le cobalt, et que l'on emploie de l'oxygène (de l'air), on devra employer du 012 même aux environs de 300 .
Le coût de l'opération est sensiblement augmenté par l'emploi de +empéra+ureélvées. et il est préférable dp les éviter. Il est très rarement justifié d'opérer à des températures plus élevées que 350 , et le plus souvent on effectue la phase de destruction du ohlorure bien au- dessous de 300 .
Emploi des agentsoxydants pendart l'opération de chloruration.
Des agents d'oxudations- CL2, ou de l'oxygène (air) - peuvent être maintenue présents et être quelque peu actifs pendant l'opération de ohloruration, distincte d'une récente opération de destruction du FeCL2. On ne trou- ve Du'un petit avantage -s'il y en a un-à agir ainsi. Si le CL2 est employé, le coût de l'appareil est augmenté.
L'oxygène est plus efficace aux températures élevées, ap- propriées à la destruction rapide commercialement, par la vapeur d'HCO suffisamment diluée dans l'HCl, de tout le FeCL3 - le mieux bien au-dessus de 250 C., comme on l'a indiqué.
Notes supplémentaires sur la destruction du WeCl2.
----------------------- Comme on l'a indioué, le FeCL3, ALOCL3 et le FeOCL peuvent toujours être détruits, sans endommager le NiCL2, en augmentant le H2O et diminaant la concentratdon de H01 - pour la ra-idité commerciale, le mieux aux enwié rons de 250 à 275 C. Le chlorure ferreux exige une agent oxydant également . L'oxygéme a des avantages sur le chlore,
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s-"c''3.''r?n aux températures auxuellFs la raacticn du TTocédé nacon, ne se produit pas, en ce qu'il permet l'em- j de -eao+euxs entièrement en fer; avec le 012$ les p+"fIPS exrosées au Cl 3 sont de préférence faites en alliage )ferreux de chrome et nickel.
Mais, avec l'oxygène, on doit tenir compte de l'influence de l'azote résiduel en faisant diminuer l'activité de H01 en en augmentant l'activité de
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H'0, cor.-.- on l'a d4c1+ d'aut- e part. Pour éviter, cela on détruit cueiquefois d'abord à peu près tout le Fecl , AlCL3, et FeOC, puis, on traite ensuite dans un courant
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de uaz séparé avec de l'air et d gaz de HGl - H4 dilués dpns Hcl pour détruire Fe012' en faisant passer les gaz doué- channe.ent -ee cette phase autour des zones principales de obloruisa4-.irn, d'éléva-ticn d- température et d'hydrolyse, et er ajoutant ces gaz au courant principal lorsqu'il décent plus faible en HCL.
Effet de la pression, du vide et des gaz autres
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que FC1 Ft de la vereu-- d'eau.
Dans la plupart des cas on recommande l'opération
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1a nressirn atmosphérique. Les pressions superatmesphé- tiues peuvent être utilisées, mais la dépense en est ra- 'pm T" yustifiée. Lorsqu'on opère à une preassion superat- osT'\l':.4iQ.ue; l'activité relative du gaz H01 est plus grande e+ celle -u gaz X 2 o est moindre qe sous la pressicn atmos- nhTic!ve. De méme, l'opération peut être effectuée à pres- sier réduite, mais ceci est également rarement à désirer.
A pression réduite, l'effet de retrait du gaz d'H2O est re-
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lativerer-1- av:er¯té, et le pouvoir chlorurant de HC1 est ra1@tive!'.<1ent diminué. Sous les -pressions au-dessus ou au- ?zgovB de 'a pression atmosphérique, les changements dans l'activité des deux agents peuvent être facilement réglés.
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La présente d'autres gaz que les deux essentiels simule l'effe de réduction de la pression totale. Ce cas est souvent rencontré dans la pratique. Lorsque da grandes quantités de gaz autres que HCL et H2O sont présents par exemple du N2, 00 2 (.Plus rarement O2, CL2), le rapport de HCL avec H2O doit être réglé. Il doit avoir plus de gaz HCL eh proprtion par rapport au gaz H2O. Une bonne régle génrale pour le réglage préliminaire est que le carré du pourcentage en volume du gaz HCL dans le mélange dilué, di- visé par le pourcentage en volume du gaz H2O dans le mélange dilué Deit être éal au carré duporucentage en volume DU GAZX hcl dansun mélange satisfaisent NON DILUé DIVISé par le pourcentage en volume de gaz H2O dans ce mélange non dilué.
On a souvent besoin de plus d'HCL. Ce caloul est rarement nécessaire; il suffit ordinairement quand on change des gaz purs pour des gaz dilués, d'augmenter HCL et de diminuer R 0 lentement jusqu'à obtention des résul-
2 tats satisfaisants. On doit également prémunir contre l'cpé- ration à haute dilution avec H2, CO2, etc..., et considérer comme une importante caractéristique de l'invention la pos- sibilité qu'elle offre de rendre cette dilution inutile.
Réglage de la force dès gaz - remplacement d'HCL
Le gaz d'acide chlorhydrique, produit de toutes facon connues, et employé pour le remplacement des pertes est généralement trop fort pour être employé sans dilution.
Les gaz contenant de l'acide chlorhydrique récupéré de la calcination du chlorure de nickel, etc., sont souvent égale- ment trop forts. On comprendra que la vapeur, ou la vapeur contenant du gaz d'HCl est toujours disponible dans le pro- cédé de dilution de ces gaz d'alimentation, à la force appro- priée.
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Fn effectuant la phase de chloruraticn à toute +e;n4a+ure palicuiiére, ou dans une échelle de température
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res particulières or conseille de partir avec des gaz d'une
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fo-ce raxira quelque peu inf4rieur l celle que l'on croit +re nécessaire pour les rendements désirés. Par exemple, ?or à a 7C'!T'mes pour cent d'HOl à 190-210 0., ou 35 40 volumes pour cen+ d'HCI 4x environs de 250 (la balance des Mez état-t de H 2 0), et ensuite, lorsque le minerai
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chlorure passe et peut être analysé, on augment lentement
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l7se in le contenu en FC1 des gaz. de tempe en temps, ce qui/fait
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aisément, rar exemple, en diminuant le retour des gaz dilués venant des points plus éloiQ'Ilés sur le chemin d'é- ccul'irpnt des gaz de chloruration.
De cette façon, avec un
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mirerai particulier, un appareil, des conditions de séchage,
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des itesses de vaz, etc.., les concentrations eptima des az sont facilement réglées et les rendements désirés de rickel obtenus e.vec un eifet de chloruration différentiel maximum, c'est è,; .ire -une chloruraticn minima du fer.
Résistance des morceaux à 1'effet de désaét1on de l'eau, af9c"é pas la empérature maxima et la présence e chlcrures de fer. romm; or '¯ 'a -'ni des mo-eeaux chlorurés aux envi- rous e ""0 à '7po, ou traités à ces températures ou au-àes sus à la uite la. ohlorursLticn ne se désagrément pas 1:1.'.1 lavage, reg =orceaux de minerai chlorurés à 190-210 se d/qan+4-,rt ordinaircEent au lavage et, si on désire obtenir le 'bénéfices du laaqe par filtration et la production à peu'de friB de fortes solutions, les morceaux doivent ê+ alors chauffés à des terpératures élevées.
Des mor-
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7r ceaux r^a'Suits de 110 à 2350 sont soiivent sensibles à l'eau, fh particulièrement si on a obtenu une très j-s01Ubilité du
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nickel comme par exemple en employant des forces d'HCl quelque peu plus élevées que nécessaire. Les morceaux chlo- rurés 'peuvent toujours être rendus résistants au lavage par les traitements décrits; c'est-à-dire, en élevant la tempé- rauure et (ou bien) en détruisant les chlorures étrangers.
Temps et températures de séchage - Possibilité de varier des minerais.
Avec les minerais traités dans les exemples dcn- née, le dommame causé à la réactivité par le séjour à la chaleur était nul à 150 C., négligeables aux environs de 200-225 , lent vers 250 . et très rapide vers 300-325 . Le dommage est rapide vers 225 avec tous les minerais qui ont été essayés, mais la température à laquelle la perte de réactivité commence par le séjour à la chaleur est variable. on ne l'a jamais trouvée assez basse pour gêner le séchage pour le traitement à 190-225 ? Dans certains cas elle est excessivement lente à 250 , La température sure peut être facilement trouvée pour chaque minerai.
Pendant l'opération, il est bon de faire en sorte que le temps de séchage soit aussei court que possible, et d'élever la température maxima de-? gaz de séchage de temps en temps, juqu'à ce que la solu- bilité du nickel diminuant au-delà du point désiré donne l'alarme. Il est ordinairement préférable de faire diminuer la température maxima des gaz de séchage de quelques degrés et de les stabiliser ensuite. On concourt à l'économie des frais de séchage et de consommation de chaleur en séchant à la Températte la plus élevée compatible avec les rendements désirés.
Il est généralement à désirer d'entraîner, en plus de l'eau hygroscoique, autant d'eau combinée qu'on le peut dans diminuer la réactivité différentielle en nickel dans les conditions d'opération particulières. Avec une installation
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en marche fixe, donnant des rendements en nickel satisfai- ants, il est souvent à désirer d'augmenter la quantité d'eau combinée devant être entraînée par de petites quanti- tés; jusqu'à ce eue le rendement en nickel commence à dimi- nuer, ordinairement en augmentant la température de séchage, et mieux, si or peut avoir une plus grande capacité de sé- chage, en augmentant le temps de séchage et en augmentant la profondeur du lit de minerai sur la courroie ou la grille du sécheur et en raltntissa nt sa vitesse.
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"'minerais contenant des carbonates de calamum et 2:.'6 mao'nésium? La plupart des minerais latéritiques ne contiennet c!un 1es traces Ce caloùm et ale magnésium sous forme de carbonates ou sous toute autre forme. Certains minerais sont
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in+?tmédiairé6 entre les latérites et les garniérites, ou minerais de silicats de nickel communs à la Nouvelle-Calé-
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donie. Ces marniérites contiennent ordinairement beaucoup '5 calciur et de magnésium comme carbonates, ou sous d'autres ferras -:?i1en:en'" attaquées par l'adide chlorhydrique dans lep cn1iticns d'opération p--esci-ites pour la mise en oeuvre 1 l'3r¯ver-ien. Les pleins avantages de cette invention np 5T''*' nas réalisés avec de tels minerais; à moins de décom- poser, p ar les moyens connus, les chlorures de calcium et ":e- rrrrnssiun.
Des Kirerpis aprrochant du type des garniérites son.,- souvent er's Ienses et non poreux et exigattt un broyage fin. Fn outre, ces minerais sont souvent tellement riches en nickel qu'il est plus profitable de les traiter par les méthodes de fusion directe connues plutôt que par le présent procédé.
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Traitement des solutions de lavage.¯.
On a donne un aperçu de la préparation des solut tions foites de nickel libres de tout fer, aluminium et cobalt, ainsi,que de tout produits composant les agents de précipitation employée dans la séparation conventionnelle et la précipitation des métaux contenus, tels que chlorure de sodimou chlorure de calcium, et on a montré la producè tion de l'oxyde de nickel de ces solutions sans emploi de produits chimiques, et avec récupération des mélanges gazeux de HCL et de H2o $prê te pour le réemploi.
On peut travailler les solutions de niokel d'au tres façons par exemple préparer du sulfate de nickel pour la galvanoplastie. Pour ce faire, on cristallise du chloru- re de nickel de la solution forte et on traite les orixteaux avec l'acide sulfurique, entrainant les gaz HXL et H 0 de f force appropriée pour l'emploi pour la chloruration. 2 Quand le minerai est faible en cobalt ou quand la présence de cobalt dans le produit de nickel le permet, on peut séparer le fer et l'aluminium seulement de la solution de lavage originale.
En ce faisant, on oxyde d'abord le fer û dans la solution de l'état errique et on le précipite en- suite avec le carbonate ou l'hydroxyde de nickel préparé d'âpres les liqueurs dépavage, ou d'après une partie de la solution principale,
Les minerais de fer latéritiques contiennent sou- vent jusqu'à 500 grs de manganèse pour 1.500 grs de nickel et la plus grande -partie de ce manganèse suivra le nickel dans l'opération. Le manganèse peut être séparé du nickel par les méthodes connues.
Les méthodes préférées sont particulièrement avantageuses en ce qu'elles évitent la nécessité d'intro- duire du soufre sous une forme quelconque à tout moment
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,a l',n3-.alin, et rerr.:etten- ainsi de 'roduire du nickel et es alliais de nickel libérés de toute impureté sans employer ,¯, apercions- spéciales pour ce+4.e élimination, 'Ventilation. par exemple, lorsqu'on prépare des solutions sen-
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sibleB'n- libres de fer, et pour détruire des chlorures d iznr désirés aux en-virons de ?75 , on ventile le minerai chloruré pour ent-ainer HC1.
Ceci est important, mais l'est heavoeoup à des températures élevées au cours de l'opération de destruction, des chlorures; on maintient de moins en moins
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c e Ia'f 1 dans le minerai au fur et à mesure que la tempér a- ture fimÜe s'élève. nnératien à contrecourant potant sur l'économie 1 PUI.
On considère comme de la plus'importance la décou-
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/ t3i+/±,f .re="e fite que, tandis que les ^az d'une certaine force maxi rU\ '" ma sont n'cessa.ires à une températne donnée pour effectuer une chloruratlen de nickel % haut pourcentage, on peut ao- complir le travail avec toutes forcer de gaz moins élevées,
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e-1- t:QPLY'aT.?'f' aussi importantes les dispositions del'in- version pour 1- traitement de chloruration d'abord avec dëo c'az trs faiT-les -en vcrité, de la simple vapeur -, puis suces6ivern+ avec des gaz de plus en plus forts jusqu'au maximum jU1t nécessaires pour les conditions particulières o-yt.trai, ¯raa- azdE88tt7.8 de 20-25 volumes pour cent, même à 100-310 C., rareKen au-dessus de 60 volumes pour cent, mnmes aux environs de 250-2700.
A cause Iii retour d'alimen7.ation des gaz dilués utilisés dans la phase de destruction des chlorures, et (ou bien) dans la dilution d'HCl fabriqué excessivement fort ou récupéré, l'opération de chloruration n'est peut être pas
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srict .r.^ nt à c0nDOoat, mais on estime pcmroir la définir par ce terme.
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On considère également cernée très importantes les dispositions priées pour permettre la perfection duc contact gaz-solide dans le contre-écoule'ment, et par suite l'exposition efficace du mineai chaque force de gaz augmentant progressivement.
On comprene facilement comment les réacteurs fixes sont reliés entre eux pour l'écoulement du gaz, et que les connexions de gaz sont changées de temps en temps, de fa- con que les conditions d'éclatement en contre courant soient obtenues bien que le minerai soit fixe, Les mêmes commentai- res s'appliquent aux interconnexions et à l'écoulement du fluide entre les réservoirs de lavage.
Les mots "amener le minerai en morceaux perméables" qui sent employés font allusion à de simples opérations de tamisage, ou de broyage et tamisage, qui peuvent s'appliquer à du minerai agglutiné, par exemple, par des actions naturel- les, comme la cuisson auccolsil, pourvu que le minerai agglutiné soit perméable.
Le terme "séchage" employé tend à comprendre le chauffage préliminaire qui est nécessaire pour amener le minerai à;sa température initiale de chloruration. Ce chauf- fage préliminaire est en général un sous-produit de l'opé- ration de séchage. Dans les climats chauds, le minerai sé- ché en surface par le soleil peut n'avoir qu'à peine be- soin d'être Séché, étant à peu près libre de toute humidité, Dans ce cas, l'opération appelée "séchage", précédant immé- diatement la phase de chloruration, peut servir de chauf- fage préliminaire.