BE407612A - - Google Patents

Description

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  " Procédé pour l'utilisation de substanoes renfermant du plomb ". 



   La présente invention se rapporte à un procédé, qui permet d'utiliser   économiquement ,   d'une manière nouvelle, des matières contenant du plomb, des genres les plus différents, dans lesquelles le plomb se présente associé au soufre. 



   Ce procédé consiste essentiellement, - au lieu de traiter des matières de ce genre,   comme   jusqu'ici, de façon à les réduire d'abord en plomb métallique, - à les transformer directement en silicate de plornb, c'est-à-dire en une matière qui est utilisée industriellement sur une grande échelle comme constituant de glaçures, verres et émaux et qui était jusqu'ioi régulièrement fabriquée de manière coûteuse en   passa@t   par le   minimum,   la Litharge ou la oéruse. 



    Ceoi n'était jusqu'ici pas possible ; desessais, faits   en vue d'employer directement dans ce but par exemple des minerais de   plomb,   en particulier de la galène, ont donné des   glaçu-   res ternes, ponctuées ou autrement défectueuses. 

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   Comme matières premières pour la réalisation du procédé suivant l'invention, on peut employer les matières les plus   di-   verses, dans lesquelles le   plomb   est oontenu en combinaison avec du soufre notamnent des minerais de plomb, produits   intermédiai-   res et produits finaux de la préparation et du traitement métallurgique du plomb, qui contiennent du soufre, ainsi que des   pr@-   duits industriels résiduaires contenant du soufre, tels quela boue d'accumulateurs, consistant essentiellement en   sulfate   de plomb,

   qui se dépose dans les bacs d'accumulateurs   pen@@@t   le   fonctionnement   de ceux-ci et qui est formée par la réaction de l'oxyde de plomb des plaques   d'accumulateurs   avec l'acide sulfuTique en donnant du sulfate de plomb. 



   La totalité de ces matières, entrant en ligne de compte   di@@@-   tement ou   indirectement   comme matières premières pour la   réal=--   sation du procédé suivant l'invention, possèdent la propriété qu'une partie plus ou moins grande du plomb contenu dans ces   m@-   tières se trouve à l'état de sulfate. Si l'on part de minerai:: de plomb ou de produits de préparation,   c'est-à-dire   de   matières   dans lesquelles le plomb est d'abord contenu sous forme de   su@-   fure, on soumet ces matières à un grillade préalable.

   Dans ce grillade, qui peut éventuellement déjà former   unepartie   de te  @t   le procédé   combine   de transformation suivant l'invention, c'est-àdire qui peut s'effeotuer en une chaude sans   refroidissement   intermédiaire de la matière, une grande partie de sulfure de plomb est oxydée en sulfate de plomb, de sorte qu'on obtient come produit final une matière renfermant une assez grande quantité de sulfate, l'allure de cette transformation peut   éventuellement   enoore être aotivée par l'addition d'agents d'oxydation artificiels de nature oonnue, tels que nitrate d'ammonium, nitrate de potassium ou nitrate de sodium, peroxyde de   baryum   ou analogue. 



   La décomposition de ces sulfates par un chauffage réduoteur lors du frittage ou de la ouisson n'entrera en ligne de compte que dans des cas exceptionnels notamment lorsqu'on emploie déjà les températures élevées nécessaires, soit lors du frittage, soit 

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 dans des glaçures crues, lors de la ouisson. 



   Mais comme cette éventualité est pratiquement sans importance et comme en outre il est douteux qu'on puisse atteindre un   succès   complet là ou elle pourrait peut être être appliquée, il ne reste plus   qu'à   réaliser la réduction par l'addition d'agents réduoteurs artificiels. Mais onne peut ainsi également pas atteindre en général le but recherché, oar les agents réducteurs oonnus possèdent, pour la   plupart   des propriétés qui les rendent plus ou moins inutilisables pour le but considéré.

   Ou bien ils s'oxydent déjà à des températures si basses qu'ils restent   complètement   sans influence   @@@   sur les sulfates, ou bien, lorsqu'il s'agit d'agents réducteurs métalliques, ils se séparent, par fusion, du mélange chauffé, également sans agir, ou bien encore leur action   commence   seulement à se faire sentir à des températures si élevées que leur production   deviendrait   anti- économique pour les raisons déjà mentionnées . En outre, il   p'n@trerait,   par suite de l'emploi d'agents   réducteurs   de ce enre, la plupart du temps, dans la composition de la glaçure nécessairement des   substances   dont la   présen@@ y   est   indésirable.   



   On obvie à tous ces inconvénients et difficultés,   oonfor-   mément à, une autre caractéristique de l'invention, par le fait qu'on emploie, pour la réduotion des suif aies,des agents   réduo-   teurs bien déterminés, qui, d'une part, abaissent à 800-1000  les températures nécessaires pour réaliser la réduction et qui, d'autre part, ne subissent pas d'influence   sensiule   sous l'action de températuresplus ourses et qui sont en outre avantageusement d'une oomposition telle que ces agents réducteurs ou leurs radioaux sont en même temps des oonsti,tuants de la composition de la charge ou se volatilisent après avoir agi. 



   Il a été constaté que les carbures métalliques, de préfé-   renae   le carbure de silicium (SiC) constituent en première ligne des agents   réducteurs   satisfaisants de manière parfaite à oes oonditions; en outre de ceux-ci, on peut oiter, dans certains cas, encore la poussière d'aluminium, éventuellement aussi,tou- 

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 tefois avec un effet un peu moins favorable, la poudre de graphite. Aussi bien le carbure de silicium que l'aluminium contiennent, ou forment eux-mêmes ou dans leurs   combinaisons,   des   consti-   tuants de la composition définitive de la glaçure. 



   Il est également possible de réaliser la réduction des sulfates en traitant des matières premières, riches en sulfate de plomb, comme par   e@emple   dû   la.     @oue   d'aocumulateurs, en mélange avec des sulfures; les sulfures   @@@   enlèvent de l'oxygène aux sulfates et s'oxydent eux-mêmes en sulfites, qui réagissent à nouveau, de leur côté, avec   1 acide   silioique, en dégageant du SO2, pour former des silicates de plomb. 



   On réalise ensuite le procédé de telle maniera que, sous l'detion réductrice de l'agent réducteur, ajouté naturellement dans une proportion fixe déterminée par rapport à la proportion existante en sulfates,- qui doit comme d'habitude être établie par des essais appropriés, - les sulfates sont transformés en partie directement en silicate de plomb et pour l'autre partie en oxyde de plomb, cet oxyde de plomb se combinant ensuite   immédiatement   avec l'acide   silioique,   existant toujours en   éxoes,   pour fonder également du silicate de plomb. 



   Les équations suivantes   représentent     sensi@lement     l'@ll@@   de la réaction, lorsqu'on emploie du carbure de silicium comme agent réduoteur 
 EMI4.1 
 4 P'oS 04 +'SiC = 3 PbO + Pu Si03 + C02 +"YS02 
PbO + Si02 = PbSi03 . 



   Il ressort également immédiatement de ces équations, en tenart compte des   pois   moléculaires des matières à faire réagir entre elles que, pour la transformation du sulfate de   plomb   suivant la manière décrite, il ne faut qu'une praportion très faible de   oahbure   de silicium, et en outre qu'une teneur de la matière première en aoide silicique n'est non seulement pas gênante, mais est   +ne     désiraule,   étant donné qu'on a d'ailleurs besoin d'acide silioique en excès pour la réaction complète et que cette matière forme toujours un constituant de la   composition   de glaçures cé- 

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 ramiques.

   Il n'est par suite nullement nécessaire -, par exemple, lorsqu'on emploie comme matière première, de la galène ou une barbotine, provenant du traitement de minerais de plomb, assooiée à une gangue riche en silice, lorsqu'on soumet cette matière à un grillage et que, pendant ou à la fin du grillage, on ajoute la quantité de carbure de silioium déterminée par le oaloul , - 
 EMI5.1 
 Uuriuriu vultiuv à l'611ull!1l;1.\..iou pr.;ulu,lr dd la ui1100, comme cela est nécessaire pour la préparation du minerai de plomb pour le traitement métallurgique.

   Par conséquent, les barbotines pauvres, qu'on ne pouvait jusqu'ioi enrichir économiquement, à l'aide de la préparation coûteuse par flottage, avec un certain succès au point de vue économique,   jusqu'à   un degré tel qu'on pouvait les traiter par voie métallurgique, peuvent surtout être utilisées avec d'excellents résultats pour le procédé suivant l'invention. Pour obtenir une réaction s'effectuant réellement de   fayon   complète ou dans l'étendue désirée, il est avantageux de régler soigneusement les conditions déterminant la réalisation de cette réaction, et en particulier de veiller à obtenir une allure graduelle ou progressive.

   Parmi les modes de réalisation 
 EMI5.2 
 po:.wlulu3 à cet oi'f(3b on pout oiiur 1.)uv crim.cp5.c3 les suivants : On peut ne pas ajouter en une fois la quantité totale de l'agent réduoteur, mais ajouter celui-ci par quantités partielles,- on peut aussi, dans certaines circonstances, graduer la grosseur de grain de l'agent réducteur ou la régler d'après la vitesse désirée de la réaction, o'est ainsi seulement, surtout lorsqu'on 
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 emploie du oarbure de silioium oo1unlo agent réducteur, quâi atteint, l'efficacité complète de oelui-oi. Il 7e-nlesti outre également avantageux, dans certaines   circonstances,   de combiner entre eux des agents réducteurs différents, tels que l'aluminium et le car= bure de silicium, pour influencer encore davantage dans un sens avantageux l'allure de la réduction.

   L'emploi d'aluminium empêohe , malgré le bas point de fusion de oelui-oi, la formation d'une masse   compacte   en raison de la distribution fine de la poussière d'aluminium dans la masse et de la tension superficielle des parti- 

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 oules sphériques fondues infiniment petites. 



   Dans l'exemple d'application mentionné plus haut, il suffit corme le montre le calcul   stoohiométrique,   de 3,25 parties   d@   carbure de silicium pour réduira 100 parties de sulfate de   plom@.   



  Même lorsqu'on emploie des matières premières très riches en sulfate de plomb, comme par exemple de la boue   d'accumulateurs,   pui oonsiste jusqu'à 75 % environ en sulfates, la proportion en poids d'agents réducteurs est relativement faible. Une autre économie résulte de la possibilité d'employer le carbure de silicium sous forme de déchets de oorindon provenant de la fabrication de meules. 



   On réalise le   procédé   suivant l'invention de la   @anièr,   la plus avantageuse, lorsqu'on obtient couine résultat final,non pas d'abord du silicate de plomb, mais directement la   gla@@@   dont le frittage est achevé, ou la glaçure cru- préparée, qui doit être fondue sur les pièces cjramiques, ce qu'il est facilement possible d'obtenir lorsque la matière brute renfermant le plomb, -éventuellement après grillage préalable en mélange dans les proportions convenables avec les autres constituants de la composition, principalement du sable, le cas échéant avec des oolorants et des fondants,- est introduite directement dans le four de frittage ou dans le tambour de frittage et lorsque, au   commencement   du chauffage ou à un moment approprié de oeluioi,

   on ajoute dans ce four ou tambour de frittage l'agent réducteur. On peut éventuellement aùssi réaliser le grillage préalaple dans le four de frittage lui-même ou inversement laisser le frittage s'effeotuer dans le four de grillage, et ainsi   r@@@@@   1opération entière en une seule chaude. 



   Si l'on veut fabriquer des   -la,,-Ures   orues, on n'effectue naturellement pas de frittage, mais uniquement une homogénéisation de la composition de glaçure, et   l'action   de l'agent réducteur sur les sulfates contenus dans la composition se   produit   seulement après que la glaçure a été appliquée sur les pièces 

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 à placer, lors de la cuisson finale, dès que la température, entrant en ligne de compte,   comprise   en 700 et 1000  C, a été atteinte dans le four decuisson : les dangers, qui résulteraient autrement de la teneur de la   composition   de glaçure en sulfates, sont   complètement   écartés par l'addition des agents réducteurs proposés   conformément   à l'invention. 



   On peut naturellement, lorsque la teneur de la   composition   de glaçure en plomb est trop faible, comme cela peut se produire lorsqu'on emploie des matières premières pauvres en   p&omb,   encore ajouter, en cas de besoin, des oxydes de plomb préparés artificiellement. 



   Pour faire ressortir par des chiffres les avantages   du.prooé -   dé suivant l'invention, il est donné ci-après un exemple de   r@allsation,   dans luquel une fritte pour grèsdoit être préparée é partir d'une barbotine, qui se compose de   50%   de PbS et de   50 %   de SiO2. 



   La   composition   moléoulaire de la glaçure est : 0,25 PbO;   @2@@@@2@@@@2@3. @@@2@3 0,50 CaO; 0,25 K2O; 2,5 SiO ; 0,25 Al2O3; 0,25 B2O3.   cette glaçure peut être obtenue, conformément au procédé dé- orit, par grillage de 35 % en poids de barbotine plombeuse et par frittage de la matière grillée avec 14,5   %   de   oraie,     41 %   de Feldspath,   8,5 %   d'acide borique   et   % de oarbure de silicium. 



   Comme il a déjà été indiqué plus haut,   l'applioationdu   procédé n'est pas limitée à la fabrioation de glaçures   oérami-   ques, mais elle est possible dans tous les cas où des silicates de plomb sont employés dans l'industrie,par exemple pour la fa- brication de verres, émaux,   etc.@ contenant   du plomb. 



   En appliquant convenablement les règles techniques données, il est également possible de réaliser, dans des glaçures cérami- ques, la réduction   de\sulfates   d'autres métaux, par exemple de oeux qui se forment par la réaction du sulfate de plomb avec les bases existantes, réduction quirencontrait   jusqu'ici   des difficultés analogues.

Claims (1)

1. RESUME L'invention concerne : 1 .- Un procédé pour l'utilisation de minerais de plo@@@, produits intermédiaires et produits finaux de la préparation et du traitement métallurgique de minerais de polmb, contenant du soufre, ainsi que des produits résiduaires de l'industrie ou plomb contenant du soufre, caractérisé en ce que ces matières premières sont, le cas échéant après un grillage préalable, transformées par des opérations d'oxydation et/ou de réduction, en une seule chaude, directement en frittes ou glaçures plo@- beuses. EMI8.1

   2 - Des 1nodes de réalisation du procède suivant 10, ùr=aetairisê par les points suivants, séparément ou en combinaison : a/ les éléments d'addition, n3cessaires pour-la fo #xziio# d'une glaçure oér&XLQue, sont incorporas, ézvwat ou pfr.r.t 1= réduction des sulfates, s, la Lanière pr'3111ièr qu:..\.lE:

   CJ.,3 3#1.F*.; été souniise à ill1 yrillàè préà,lavle ; b/ la matière première contenant du ploisb est introduite dans le four de frittage avec les constituants de la composition de la glaçure et avec les agents réducteurs, avantageusement après un mélange et/ou un broyage préalables, et Itélanze est chauffé dans ce four à la tauperature de fusion de lu ,j2ài.J- re; c/ on utilise, comme matièrespremières, des produi ts qui contiennent déjà en totalité ou en partie, la silice nécessai- re pour la transformation des combinaisons du plomb en silicetes;

   d/ pour la réduction des sulfates , contenus dans les matières premières, soumises le cas échéant à un grillage pr@@la- ble, on utilise des agents réducteurs,qui, d'une part, abaissent la température de réduction du sulfate de plomb à 800-1000 , mais qui, d'autre part, ne subissent pas d'influence sensible àt <Desc/Clms Page number 9> n'entrent pas en action en dessous de cette température; e/ les matières employées comme agents réducteurs, ou les EMI9.1 radicaux dos ooullJbina.isons, ajoutdoa ooltiiie ayants rUC7,upt:ur,Urit en même temps des constituants de la glaçure céramique;

   f/ on emploie, comme agents réduoteurs, des oarbures métalliques , de préférence du oarbure de silicium, - ou de la poudre EMI9.2 d 1 aluminiizate g/ la réduction des sulfates a lieu par des sulfures exis" tant dans les matières premières ou ajoutés à oelles-oi, de EMI9.3 tellec,manière que les sulfures se transfonnent, avec l'oxygène enlevé aux sulfates,en sulfites et que ceux-ci se transforment à leur tour en silicates avec l'acide silioique; h/ l'addition des agents réducteurs a lieu graduellement, pendant l'opération de chauffage, à des moments différents; i/ on règle la vitesse de réaction par l'addition des agents réducteurs sous une grosseur de grain graduée;

   j/ on emploie plusieurs agents rédacteurs, qui entrent en action à des températures différentes, par exemple des sulfures et des carbures; k/ les matières prernières sont mélangées et/ou broyées avec les autres constituants de la composition de glaçure et sont EMI9.4 appliquées oonme glaoure crue sur les pièces céramiques, de sorte que, lors de la cuisson, et lorsqu'il est néoessairepar l'action d'abord oxydante de l'atmosphère du four, il se produit l'oxyda- tion des sulfures en sulfates, et pari'action réductrice addition- @ nelle ultérieure de l'atmosphère du four, la réduction des sulfates; 1/ la transformation en sulfates est accélérée par l'addi- tion d'agents oxydants artificiels, par exemple de sulfate d'ammo- niuni.

   3 - L application du procédé suivant 1 et 2 , à la réduo- tion de sulfates d'autres métaux pour la fabrication de glaçures