BE407609A - - Google Patents

Description

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    :PROCEDE   DE PURIFICATION' DE MINERAIS   ET   CONCENTRES DE ZINC* 
La présente invention est relative à un procédé servant à enlever certaines impuretés, en particulier le   cadmium   et le plomb, des minerais de zinc, concentrés de zinc et matières analogues. 



   Dans certains emplois du zinc, soit à l'état de métal, soit à l'état de composé métallique, par exemple d'oxyde,, il est nécessaire que le métal soit d'une très grande pureté. Les impuretés ordinaires du zinc sont le plomb, le cadmium et le fer, tandis que les minerais de zinc renferment encore du cuivre, du soufre, de   l'arsenic-,   de   l'antimoine:   et des métaux précieux tels que de. l'or et de   l'argent..   



   Il n'est pas pratique de débarrasser complètement les minerais de zinc de leurs impuretés par des opérations métallurgiques à sec. ae résultat ne peut être obtenu que par voie métallurgique   humide.   Les procédés en question, à cet effet, sont malaisés et coûteux et il   n'est   pas possible non plus d'enlever complètement les impuretés de cette façon. 



   On a déjà proposé de soumettre dans ce but, les minerais de zinc à un grillage de chloruration dans un appareil   Dwight-   

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 Lloyd en utilisant, comme agent de   chloruration,   de préférence des solutions aqueuses de   chlorure   de sodium. 



   On a toutefois constaté qu'il faut effectuer au moins deux opérations de grillage, ou même davantage, pour enlever suffisamment les impuretés en vue   d'obtenir,   en partant des substances purifiées par des opérations métallurgiques à sec, un zinc suffisamment pur. 



   La présente invention permet de remédier à ces   aifficul-   tés grâce à ce que la charge comportant les additions   aécessai-   res est   concrétionnée   avec soufflage à une température qui, pendant toute la durée de l'opération, dépasse   1000 .   



   Une forme de réalisation préférée de l'invention   c@@sis-   te en ce que l'agent de chloruration est ajouté à la   charge   sous forme de particules solides et est mélangé avec de l'eau en quantité telle, ou est amené à la température de   concrétion   si rapidement, que l'agent de chloruration reste sensiblement non dissous. 



   Avec un   produit   ainsi traité, an peut obtenir alors dans le moufle, un zinc   extraorainairement   pur. 



   Naturellement, on peut obtenir par électrolyse, en partant du produit concrétionné, préalablement purifié, un zinc très pur. Le procédé permet d'éviter toutes les opérations coû- teuses qui, dans le cas àe l'électrolyse, pratiquée   jusq@'i@i,   des produits zincifères, était nécessaire pour purifier l'élec- trolyte, en particulier pour le débarrasser de l'arsenic, ae   l'antim@ine,   du fer, du cuivre, du plomb, du cadmium, etc.. 



   Avec le procédé selon l'invention on retire encore com-   plètement,   en outre du plomb et du cadmium, le soufre, l'arse- nic et l'antimoine. Les métaux précieux sont récupérés égale-   ment à   l'état de chlorures volatils.. Ceux-ci peuvent, de façon connue, précipiter dans un appareil de purification du gaz, et on récupère ainsi les différents métaux. 

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   La température de concrétion   s'élève de   1000 à 1500 . 



  Les chlorures volatils sont .évacues par le courant â'air,   immé-   diatement après leur. formation, et ils se trouvent sous forme fortement concentrée. On peut opérer, avec ou sans addition de substances carbonées, et le procédé est applicable également pour d'autres substances que les substances zincifères. 



   Lors de la minc en pratique de ce procédé, il   y   a   liai.   de remarquer qu'un grand nombre de circonstances ont une   influ-   ence sur la réalisation optima de l'opération. Parmi celles-ci se trouve l'état des minerais de zinc, l'état des matières   ser-   vant à la réduction, la quantité et la forme de l'agent de   @@l     ruration,   la quantité de l'eau ajoutée, etc.. Ces conditions doivent être réglées afin de réaliser le procédé de la façon la   meilleure.   



   Les minerais de zinc de caractère oxyde ou oxydés sont très différents les uns des autres, aussi bien en ce qui concerne leur état physique qu'en ce qui concerne leur compositior
On peut remédier, dans une certaine mesure, à la   diffé-   renae au point de vue physique des matières de départ en utili. sant des grains de grosseur sensiblement uniforme que l'on peuobtenir par tamisage.

   Pour remédier aux différences en ce qui concerna la composition, et permettre de   travailler.   aux   tempé-   ratures de   concrétion   élevées allant   de.1000   à 1500 , il faut régler le mélange de la charge, l'addition d'agents de   chlorur,   tien, l'agent servant à la réduction, l'eau, la durée de la concrétion, l'épaisseur du lit, la pression et la température de l'air insufflé. 



   On a constaté que la présence de zino, de cadmium, de plomb et de soufre dans la charge, avec les teneurs limites in. diquées ci-dessous, donne la composition type préférable : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Zinc............. <SEP> 56 <SEP> à <SEP> 72 <SEP> %
<tb> Cadmium <SEP> ......... <SEP> jusqu'à <SEP> 0,5 <SEP> %
<tb> Plomb <SEP> ........... <SEP> j <SEP> usqu'à <SEP> 1,5 <SEP> %
<tb> 
 

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On va donner ci-dessous un exemple de-réalisation du   procédé   selon l'invention. 



  EXELPLE. on mélange avec du coke un concentré de zinc, préalablement grillé, qui renferme 51,75% de zinc, 4,35 % da soufre mal dont   0,75   sous forme de sulfate soluble,   0,625   % de   plo@@   et 0,17 % de cadmium, de façon telle que le mélange renferme   1,3@ %   de carbone, et on le mélange avec 28 kilogs de sel par   tonne   de la charge. L'addition d'eau est telle que la charge renferme   11,8 ,'   d'eau. Après humidification, le mélange est amené immédiatement à la grille ae soufflage. Après une première concrétion, on obtient un produit poreux dur qui renferme 37,5 % de zinc, aucune trace de plomb, aucune trace de soufre et 0,003% de   cadmium...   



   Avant l'addition de l'agent de   chlaruratian,   la charge est si finement divisée qu'elle passe au tamis n  20. De même, l'agent ue chloruration doit être en grains de la même grosseur. 



  Il suffit n'ajouter environ 3 % pour la plupart des   applica-     tions.     00=le   agent de réduction, il est bon d'utiliser un coke de bonne qualité, qui est suffisamment divisé pour passer au tamis n  10. En utilisant des appareils   Dwight-Lloyd,   an doit travailler de telle façon que la concrétion sait terminée pendant le passage dans la partie horizontale de l'appareil. La   aurée     aeauis   l'allumage jusqu'à la sortie doit être d'environ 22 minutes. Ceci signifie un avancement d'environ 45 om. par minute dans une machine   Dwight-Lloyd   standard   de 1   mètre 5 de large et dé 10 mètres de longueur de caisse constituant le lit. 



  La pression de l'air dans la chambre de réaction doit être d'environ 30 cm. de hauteur d'eau. L'épaisseur du lit doit être d'environ 15 cm. une charge de composition appropriée est la suivante : 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> 93 <SEP> % <SEP> de <SEP> .minerai <SEP> 
<tb> 4 <SEP> % <SEP> de <SEP> coke
<tb> 3 <SEP> % <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> de <SEP> sodium.
<tb> 
 

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   L'eau ajoutée s'élève à environ 12 % suivant l'humidité propre de la matière et doit être mesurée de façon à pouvoir encore mettre la charge à la main, en boules de grains de matières cohérents. 



   Selon une forme de réalisation préférée de l'opération, pour empôoher sensiblement la   di@@olution   de l'agent do chloruration avant que la température de concrétion ait été atteinte on doit ajouter l'eau très peu de temps avant d'introduire la charge dans l'appareil de concrétion. Par suite, le malaxeur doit être disposé de façon à charger directement., dans l'appareil de concrétion. En tout cas, an a constata que lorsque. l'agent de chloruration est ajouté de cette   faucon,   an effectue l'enlèvement des impuretés de façon particulièrement poussée. 



   On a représenta un appareil   approprié, pour   la mise en oeuvre du procédé sur le dessin annexé dans lequel :
La fig, 1 est une vue schématique de côté de l'ensemble de l'installation. 



   La   fig.   2 représente schématiquement la réactian qui s'effectue. 



   La fige 3 est une courbe temps-température de   1''opération.   



   La charge provient des réservoirs d'amenée A, B et C qui renferment le minerai; le coke et l'agent de chloruration, et elle arrive sur une bande sans fin   Des   robinets 2, 3 et   servent   à effectuer les réglages,. La matière sortie arrive   une   trémie d'amenée et de malaxeur 5 d'où elle passe, au moyen d'une vis sans fin 6, dans le malaxeur 7 qui travaille de façon continue. C'est là qu'a lieu l'arrivée de 1èau provenant du réservoir   SI. et   du tube de distribution 9. Il est bon de sécher le minerai, le coke et le sel avant utilisation. La matière sortant du malaxeur arrive sur la grille 10 de   l'appa-   reil à concrétionner qui est représenté comme étant un appareil Dwight-Lloyd.

   L'allumage se fait au moyen du brûleur 12, après 

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 quoi la. charge est entraînée sous forme de lit 11 sur la grille, 
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 et elle y est coner'tion-ae En dessous de la grille se trouvent des caisses daspiratQn 1,3 qui sont réunies au ventilateur . 



  La matière oonorétionnée passe dans la trémie de sortie 15 et les produits gazeux de l'opération y compris les chlorures, passent dans une chambre filtrante ou a.précipitation 16. 



   La marche de l'opération est visible sur la fig. 2. Le lit 11 qui se trouve sur la grille 10 est constitué par un mé- 
 EMI6.2 
 lange de minerai, de coke et de sel qui est humidifié su±;isé-1ilment pour former de petites masses ou de petits grains de sorte que le courant d'air aspiré peut facilement les traverser. 



   L'eau doit être évacuée avant que la concrétion commence. 



  Lorsque la charge passe sous les brûleurs 12, la couche super-   ficielle   est d'abord séchée et allumée. Le tirage de l'air aéplace la zone d'allumage vers le bas. La chaleur   développée   de ce fait sèche la matière qui se trouve en dessous de la cou- 
 EMI6.3 
 che allumée.

   Il se produit donc, conne représenté sur la  JO-'Lé;. 2, fill c..ùJJu:3 lea uueu uuu .,.uLre.3, une zone humide 1 qui se 1.1' .lu.Vè a. moins de 100 , une zone de séchage il qui est à. environ -u30  et qui ne contient plus d'eau, puis une   zône   séchée III   qui   est   à   plus de 200 , puis une zône de concrétion IV de 1300 
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 1500  et par-dessus une couche V qui est aonaré'tioniiée, 0 unit travailler de façon que, lorsque l'on obtient la température 
 EMI6.5 
 de concrétion, l'agent de cilloruration se trouve encore aans la charge. Ceci est obtenu, conformément à l'invention, Lrâoe à ce que 1*agent de chlaruratian est utilisé sous forme ce àe- tits morceaux et que le temps   compris   entre l'addition de l'eau et la concrétion est aussi 'Court que possible.

   Il en résulte que la charge a, à l'intérieur de la zone de concrétion, sensiblement la même composition, en mélange sec, qu'avant   l'addi-   tion de l'eau, et que l'eau a uniquement pour but de mettre la 
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 charge' a4us 1u forma voulut: t-jour la concrétion. 

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   Conformément à la fige 3, la charge, lorsqu'elle arrive sur la grille 10, est environ à la température ambiante de 
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 200. Dès crue la charge arrive au voisinage de la zone de canez crétion, la température est amenée rapidement d'environ 200  à la température de concrétion de 1300 à   1500 .   A partir de là, la matière se refroidit relativement lentement. Le temps 
 EMI7.2 
 da,na lequel se fait la chauffage juuqu''û la. température de concrétion et le refroidissement jusqu'à un peu au-dessus de la température ambiante, est de 1 1/2 à 2 minutes. Pendant      
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 ce court intervalle, s'effectue la ahloruratian du cadmium et du plomb, lesquels sant immédiatement volatilisés et entraînés par le courant d'air.

   La formation de chlarure de zinc 
 EMI7.4 
 ou la rl3duction d'oxydes de zino dans le minerai est empêchée par la présence de l'oxygène dans le courant d'air. 



  RF,,VEilDICATIOgF2 ET RESUME:.

Claims (1)

1. 1. Procédé pour enlever les impuretés, en particulier le plomb et le cadmium, des minerais de zinc, concentrés de zinc, etc.., procédé caractérisé par le fait que ces matières sont EMI7.5 concrétionnées, après addition d'agents de chl oruration , à une cempérature supérieure à 1000 .

   2. Procédé tel que revendiqué sous 1, caractérisé en ce qu'on maintient une température de 1000 à 1500 , de préféren- ce 1300 à 1500 .

   3. Procède tel que revendiqué sous 1 ou. 2, caractérisé en ce que le chauffage de la charge de la température ambiante à la température de concrétion est accéléré autant que possible.

   4. Procédé tel que revendiqué sous 1 ou 2 au 3, caractérisé EMI7.6 en ce que l'agent de chloruratio.n est ajouté sous forme soli- de fine, et l'eau est ajoutée à la charge sèche constituée EMI7.7 par la matière zincifère, l'agent de chlarurat:Lan et le coke, de telle façon que l'agent de ahloruratianreàte sensiblement non dissous lors du chauffage à la température de concrétion. <Desc/Clms Page number 8>

   5. Procédé tel que revendique sous 1 à 4, earactérisé qu'après l'addition ce l'eau, la charge est amenée l@médlate- ment à le. température de compression.

   6. Procède tel que revendiqué sous 1 à 5, caractérisé on ce qu'avant de faire le mélange sec, le minerai, l'agent ue chloruration et le carbone, sont broyés de façon telle que le minerai et l'agent de chloruration passent au tamis n 20, et le carbone au tamis n 10.

   7. Procédé suivant 1 à 6, caractérisé en ce que la composition du minerai de la charge de compression est d'environ 55 à 72 % de zinc, 1 à 5 % de soufre, l'audition de coke d'environ 4 % et l'addition de NaCl d'environ 3 %.

   S. procédé suivant 1 à 7, caractérisé en ce qu'on ajoute suffisamment d'eau pour que pàr compression à la main, il se forme encore des grains de matière cohérents.

   9. Procédé suivant 1 à 8, caractérisé en ce qu'on ajoute environ 12 % d'eau.

   10. Application du procédé suivant 4, caractérisé en ce que le malaxeur servant à mélanger la charge sèche avec l'eau, communique directement avec l'appareil de concrétion.