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Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de brevet d'invention PROCEDE DE TRAITEMENT DES RESIDUS DU GRILLAGE DES PYRITES DE FER
EN VUE DE L'OBTENTION D'UNE MATIERE PREMIERE Priorité de la demande de brevet déposée en France le 16 septembre 1933 ( N p.v. 357.382) et de la première addition au dit brevet déposée en France le 28 février 1934
EMI1.1
( NO p o V'. ',3 .095
La présente invention est relative à un procédé de traitement des résidus du grillage des pyrites de fer ( notamment celles utilisées pour la fabrication de l'acide sulfurique) en vue de,l'obtention d'une matière première pour l'industrie sidérurgique.
L'invention a pour objet d'obtenir comme résidus du grillade dèsdites pyrites, une masse riche en oxyde de fer magnétique, facile à purifier par séparation magnéti- que;? dans le but surtout de fournir à l'industrie sidé-
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rurgique une matière première plus riche en fer et plus pure que les minerais de fer et les " cendres de Pyrites" ordinaires.
Le procédé est applicable aux résidus au fur et à mesure de leur sortie des fours de grillage ainsi qu'aux cendres totalement ou partiellement refroidies telles qu'on les obtient aujourd'hui.
L'invention est basée sur les considérations suivantes : Les résidus du grillage des pyrites de fer couramment désignés sous le nom de "cendres de pyrites" sont principalement composée de sesquioxyde de fer et contiennent, outre la gangue, des pourcentages variaoles de cuivre, zinc, plomb, arsenic, phosphore, ainsi que du soufre échappé au grillage des pyrites dans les fours.Ces résidus sont utilisés par l'industrie sidérurgique dans les hauts-fourneaux, mais il est notoire que quelques-uns des métaux et surtout des métalloïdes énumérés ci-dessus constituent des "impuretés" dont la présence nuit a la qualité du fer.
Il en résulte que les métallurgistes n'emploient guère les "cendres" et qu'a égalité de frais de transport et de manipulation, ils donnent la préférence aux minerais bien que leur teneur en fer soit presque toujours inférieure à celle des "cendres de pyrites".
Le procédé est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à. verser et, l'état incandescent dans de l'eau et à 1abri du contact de l'air ambiant, les résidus du grillage des pyrites de fer, de manière à obtenir une masse riche en oxyde de fer magnétique qui peut être séparé facilement des autres métalloïdes, métaux et de la gangue.
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Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention en opère, parexemple, comme suit:
Un récipient de forme et de dimensions appropriées, contenant de l'eau est placé immédiatement au-dessous du four de grillage agencé de façon que, à leur sortie dùdit four de grillage, les résidus des pyrites grillées soient incandescents, et tombent directement dans l'eau du récipient sans être en contact avec l'air ambiant. L'eau du récipient est renouvelée soit par vidanges partielles et remplissages successifs, soit en assurant l'alimentation et la tidange continues du récipient avec débits proportionnels, de manière à la conserver a une température normale.
Si pendant le grillage des pyrites, la combustion du soufre n'a pas été complète et que leurs résidus, à la sortie du four, en contiennent encore une quantité élevée, on intercale entre la sortie du four de grillage et le récipient contenant l'eau de récolte, un tube, avec entrée d'air réglable, muni à l'intérieur d'un dispositif quelconque transporteur-mélangeur de façon que les résidus, au lieu de tomber directement dans l'eau, parcourent lentement, au préalable, ce tube d'un bout l'autre. Le tube est soit calorifugé, soit chauffé a l'extérieur, afin que, pendant la durée du parcours qu'ils y effectuent les résidus conservent la température a laquelle ils sont sortis du four de grillage, autrement dit restent incandescents ce qui permet la combustion presque complète du soufre avant que les résidus tombent dans l'eau.
Par les opérations qui précèdent, oh évite toute formation de sesquioxyde de fer dans les résidus du gril-
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lage des pyrites et le fer qu'ils contiennent reste a l'état l'oxyde magnétique.
Les résidus sont ensuite retirés de .L'eau, et on les passd dans un séparateur magnétique pour séparer l'oxyde de fer magnétique de tous les autres métaux, aes métalloïdes et de la gangue.
Suivait la grosseur des fragments de pyrites les résidus sont soumis ou non à un broyage sommaire avant l'opération de séparation.
La masse principale obtenue par la séparation ( la masse utile) est presque exclusivement composée d'oxyde de fer magnétique et révèle à l'analyse une teneur en fer nettement supérieure à celle des minerais de fer et des "cendres de pyrites" ordinaires; elle est exemPte, ou presque, de toutes "impuretés" celles-ci ayant été éliminées, notamment, par la séparation magnétique ( masse secnn- daire) ,
Si les pyrites grillées dans les fours ont une teneur en cuivre suffisamment élevée pour qu'il y ait intérêt à effectuer la récupération de ce métal, on fait passer aux appareils usuels de lessivage la masse secondaire obtenue par la séparation magnétique constituée des seules "impu- retés" ( gangue, métalloïdes et métaux non magnétiques)
Le procédé s'applique aussi aux " cendres de pyrites" obtenues comme d'ordinaire, cest à dire aux résidus du grillage déjà, oxydés en sesquioxyde de fer, notoirement non magnétique. Dans ce cas on procède de la façon suivante : " les cendres de pyrites" sont cnauffées en dehors de tout contact avec l'air ambiant jusqu'à ce qu'elles deviennent incandescentesPour cette opération on peut employer un tube semblable à celui décrit plus naut pour
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le traitement des résidus à leur sortie du four de grillage, c'est à dire muni à l'intérieur d'un dispositif transporteur-mélangeur. Ce tube, chauffé à l'extérieur ( et non simplement calorifugé) constituera un véritable four continu.
La vitesse du dispositif transporteur ainsi que le chauffage doivent être réglés de façon que les cendres, à leur arrivée à l'extrémité de sortie, soient incandescentes: elles tombent alors directement, sans avoir contact avec l'air ambiant, dans le récipient contenant l'eau de récolte. Puis on procède comme indiqué ci-dessus pour lasépa.ration magnétique.
A titre de variante et dans les usines comportant plusieurs fours de grillage, afin d'éviter de doter chacun desdits fours de l'appareillage de récolte sus-indiqué et afin d'éviter, également, d'avoir à effectuer des manoeuvres supplémentaires pour que les résidus soient, dans les derniers étages des fours, maintenus à la température nécassaire pour sortir à l'état d'incandescence on peut procéder comme suit:
On installe à proximité du local où se trouvent les fours de grillage, un four de réchauffage muni d'un dispositif approprié mélangeur-transporteur et chauffé à l'intérieur par la combustion directe d'un gaz réducteur.
Au fur et à mesure de leur sortie des fours de grillage, les résidus sont recueillis dans des Wagonnets comme cela se fait habituellement, et transportés à ce four de réchauffage, dans lequel ils seront ramenés par l'effet de la combustion du gaz réducteur à l'état d'in candescence quel qu'ait été leur degré de refroidissement.
Les résidus, redevenus incandescents sont à leur sortie du four de réchauffage, récoltés à l'abri du con-
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tact de l'air dans un récipient contenant de l'eau, puis passée à la séparation magnétique, comme indiqué précé- demment,
La manétite épurée obtenue par l'une quelconque des méthodes indiquées ci-dessus peut être agglomérée directement dans un four tournant réchauffé par un mélange de gaz pauvre et de mazout pénétrant à l'intérieur de ce four tournant par l'extrémité destinée à la sortie des résidus.
Simultanément, en vue de compléter la combustion du gaz et provoquer en même temps une suroxydation temporaire en sesquioxyde de la magnétite ( ce qui en facilitera la réduction ultérieure jusqu'au fer métallique devant constituer la matière agglomérante et augmenter la teneur en fer du produit final) on fait pénétrer de l'air par l'extrémité opposée du four tournant c'est à dire par celle d'entrée des résidus.
Ces agglomérés constituent une matière première nouvelle, destinée aux hauts-fourneaux et offrant sur celles actuelles traitées les avantages directs ou indirects suivan ts: a) Rendement en fer plus élevé b) Obtention de fer métal de meilleure qualité c) Sensible diminution du laitier et plus facile élimination de celui-ci; d) Augmentation du rendement des nauts-fourneaux; é) Moindre pourcentage de compustihle à employer dans les hauts-fourneaux comparativement à celui nécessaire pour le traitement des minerais de fer ordinaires.
Bien entendu, si au lieu d'agglomérés destinés aux hauts-fourneaux on désire obtenir directement de la fonte
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ou même de l'acier, il suffit de combiner au four tour- nant ci-dessus, un four de fusion approprié dans lequel la magnétite agglomérée dans le four tournant tombe di- rectement à une température déjà très élevée. En même temps que la magnétite épurée ou introduite dans le four tournant avec les matières nécessaires pour constituer un laitier convenable, du charbon ou du mazout en quan- tité suffisante pour opérer la réduction complète de la dite magnétite.
Le réglage de la température du four de fusion et l'addition appropriée des produits usuellement utilisés à cet effet dans la pratique sidérurgique, permet de pro- duire à volonté, soit des fontes soit des aciers spéciaux.
Les gaz de combustion soit du four d'agglomération soit du four de fusion, sont utilisés pour le séchage préalable de la magnétite.
Il va de soi que les détails d'application du pro- cédé peuvent varier sans nuire au principe de l'invention.
RÉSUME '
1 ) Procédé de traitement des résidus du grillage des pyrites de fer en vue de l'obtention d'une matière première pour l'industrie sidérurgique, procédé caracté- risé en ce qu'il consiste à récolter dans de l'eau et} de préférence, à l'abri du contact de l'air ambiant, les résidus du grillage à l'état incandescent, puis à séparer l'oxyde de fer magnétique contenu dans la masse obtenue.
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