BE421601A - - Google Patents

Description

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  Procédé et four pour l'extraction directe du cuivre sous forme de métal à partir de minerais, produits de concentration,etc. 



   La consommation croissante de cuivre a créé des débouchés tels qu'on a pu, par le procédé de flottage, utiliser même des miner ais de cuivre pauvres, etque les procédés chimico-   métallurgiques   ont été perfectionnés en c.onséquence. 



   Ces perfectionnements ont conduit notamment à arrêter le service des fours à cuve à chemise d'eau, qui ont été rempla- cés, dans les grands établissements métallurgiques, par les grands fours à sole et à réverbère, de grande longueur. 



   Toutefois souvent la construction des fours n'a pas marché de pair avec cette évolution. En particulier précis ément ces fours à sole, par exemple, ont degrands défauts en c.e qui con- .cerne leur entretien aussi bien que le service et le chargement. 



  La mise en marche d'un grand four de ce genre est déjà compli- quée ; sa durée est abrégée sensiblement par la dilatation et le retrait causés par les mises en marche et les arrêts fréquents. 

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  Le garnissage, l'isolement, le chauffage et l'entretien des grandes vo-ûtes surbaissées, etc. exigent de grandes connais- sances spéciales, ainsi que beaucoup de temps et d'argent, si l'on veut que la production atteigne la valeur désirée. 



   La mise en écoulement de la matte de cuivre n'est pas sans danger et l'enlèvement du laitier est très pénible pour les ouvriers. Il faut ajouter encore les difficultés du transport de la matte dans des poches et son transfert dans les conver- tisseurs basiques au moyen de grues ou de ponts-roulants élec- triques, ainsi que d'autres difficultés pour adapter la tempé- rature de la matte aux charges du convertisseur. 



   Si l'on considère en outre que   l'applifa-tion   du procédé de soufflage Manhés, malgré qu'il soit scientifiquement au point et perfectionné, est coûteuse et délicate dans les con- vertisseurs basiques, et en outre que la nécessité, exigée par la loi, de rendre inoffensifs les gaz sulfureux du conver- tisseur, ou les difficultés de l'utilisation de ces gaz, sont des points faibles de ces installations, il en résulte qu'en raison de la nouvelle subdivision du service dans des appareils fonctionnant par intermittences la métallurgie moderne du cui- vre est obligée de compter avec des frais d'installation qui chargent considérablement le prix du produit final. 



   La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients. Elle a pour objet un dispositif fonctionnant en une o- pération ininterrompue, dispositif dont le service est plus simple et plus facile que celui des dispositifs connus, et qui assure une plus grande utilisation de la chaleur et de la for- ce motrice qu'avec ces derniers, et par conséquent une réduc- tion correspondante du prix de revient. 



   L'invention est représentée schématiquement à titre d'exem- ple dans le dessin annexé. 



   La figure I est une coupe longitudinale, et 
La figure 2 est un plan de l'objet de l'invention. 



   Les minerais convenablement concassés ou les produits de 

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 flottage concentrés et autres produits sont chargés de façon connue dans les premiers tambours V 1, V 2, V 3, où ils sont soumis à   Inaction   oxydante des gaz de combustion qui traversent ces tambours. Le chauffage a lieu au moyen de compartiments de chauffage transportables 4 et de brûleurs 5 à charbon pulvéru- lent. Le premier tambour central comporte une enveloppe à dou- bles parois à travers laquelle on fait passer les additions et la matière de réduction. A la sortie des premiers tambours in- clinés se trouvent des auges basculantes 12 au sortir desquelles la matière est amenée par un couloir 13 dans le tambour à réac- tion 14.

   Les orifices de sortie des premiers tambours, ainsi que l'orifice d'entrée du tambour à réaction 14 sont entourés par une tête de four reliée aux compartiments de chauffage d'une chaudière   22   à chaleur perdue. A cette chaudière est relié le réchauffeur d'air 23 qui fournit l'air secondaire fortement chauffé pour les brûleurs à charbon pulvérulent. Au-dessous des carneaux de la chaudière à chaleur perdue se trouvent des poches à poussière; un transporteur 24 assure l'enlèvement continuel des poussières folles au moyen de wagonnets. Ces poussières fol- les sont envoyées dans l'enveloppe extérieure des premiers tam- bours de grillage centraux. 



   Après avoir traversé le réchauffeur d'air 23 les gaz du four sont envoyés dans une installation de filtrage électrique et à la fabrique d'acide sulfurique. Le tambour à réaction 14 comporte, à son orifice de sortie, une chambre de fusion élargie 15 formant convertisseur, à laquelle fait suite un compartiment de chauffage.16 chaufféau charbon pulvérulent et formant col- lecteur. La chambre de fusion du convertisseur ainsi que le com- partiment de chauffage 16 sont transportables pour qu'il soit plus facile de les changer. Le collecteur 16 comporte un bec refroidi 18 par lequel on extrait le laitier de raffinage riche et par lequel la matte de cuivre préalablement épurée est cou- lée sur un ruban demoulage d'anodes. 



   Les fours rotatif et le tambour à réaction sont accouplés 

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 de façon que la charge préalablement grillée dans les premiers tambours jusqu'à 5 à   6 %   de soufre environ arrive automatique- ment et directement dans le four tubulaire rotatif destiné à la réduction ultérieure. Le traitement dans c.e four d'un nou- veau genre est tel que la partie non élargie serve à l'élimi- nation du soufre et à. la fusion préalable, et que la partie élargie serve à la fusion, au soufflage, à l'élimination du laitier et à la réduction ultérieure avec formation de cuivre noir. Les premiers tambours, les tambours da réaction et de réduction sont superposés.

   L'orifice de sortie des premiers tambours se trouve directement au-dessus de l'orifice d'en- trée des tambours de réduction, et les orifices de sortie et d'entrée sont entourés par une tête de four commune comportant les dispositifs communs de transfert et de charge 12 et 13, ce qui permet de récupérer sous forme de vapeur toute la cha- leur dégagée qui est utilisée dans une chaudière installée à cet  effet.   



   L'un des premiers tambours, de préférence le   ta:.ibour   cen- tral lorsqu'il y en a trois, est fait en forme de cylindre concentrique double, de façon à faire passer la matière à griller à travers l'intérieur, et les additions, le cas échéant mélangées avec des produits intermédiaires, dans l'enveloppe extérieure avec un chauffage approprié. 



   Comme on l'a déjà, dit, la matière est grillée jusqu'à 5 à 6   %   de soufre dans les premiers tambours chauffés au moyen de brûleurs à charbon pulvérulent, et au sortir des premiers tambours elle arrive automatiquement au tambour à réaction avec les additions chauffées et le coke fin servant d'agent de ré- duction. Sous l'action de ce qu'on appelle les phénomènes de combustion complémentaire du chauffage à charbon pulvérulent dans les longs fours tubulaires rotatifs, il se produit dans la partie non élargie une nouvelle   réductiohde   la teneur en soufre et un commencement de fusion de la charge, qui devient pâteuse. La matière entre maintenant dans la partie faite en 

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 forme de convertisseur.

   Lorsqu'une quantité suffisante de matte riche a été accumulée, on met les tuyères dans la position de soufflage. Les phénomènes chimiques suivants se produisent alors successivement: 
1 ) FeS + 3 0 = FeO + SO2, 
2 ) Cu2S + 3 0 = Cu2O + SO2,   3 ) 2   Cu2O + Cu2S = 6 Cu + SO2, 
4 ) $FeO + SiO2 = FeO.SiO2 
5 )   2 Ou    2 0     +   SiO  2 + 2   FeS = 2 Cu2S + 2 FeO.SiO2. 



   Le cuivre métallique tombe au fond du bain et après   élimi-   nation du laitier par rotation appropriée, par l'orifice de sor- tie pouvant être fermé, de façon connue (le laitier pauvre allant à la halde et le laitier riche étant renvoyé dans l'opé- ration), on fait tourner le convertisseur de façon que le cuivre noir coule, par un c.anal ménagé latéralement, dans le collecteur, qui sert également de chambre à combustion pour le chauffage au charbon pulvérulent. Dans ce collecteur la teneur en sous-oxyde de cuivre est réglée par brassage à la perche, puis on élimine le laitier par coulée et l'on coule le cuivre ainsi préalablement raffiné sur un ruban de coulée qui passe devant le trou de cou- lée, pour en faire des plaques d'anodes. 



   On voit par ces opérations que l'ancien chapeau de conver- tisseur, qui est devenu un simple orifice d'écoulement, est fermé en marche, et que les grandes quantités de chaleur libé- rées par les réactions, qui sont en grande majorité exothermi- ques, profitent au four rotatif à réaction ou à la chaudière à   chaleur perdue ; convient de faire ressortir en outre que,   lorsqu'il faut, pour le chauffage du revêtement et pour son rayonnement calorique, plus de chaleur que la quantité fournie par la réaction pendant la formation du laitier, le chauffage au charbon pulvérulent a une action compensatrice dans la deuxième partie du soufflage; comme il n'y a pas de matte à couler, toutes les pertes de chaleur sont ainsi évitées.

   Comme aucun air nui- sible n'est maintenant plus aspiré à travers le chapeau, qui est 

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 fermé, on peut compter que les gaz arrivent à la fabrication de SO4H2 avec une teneur en SO2 de   14 %   en volume au moins, au lieu de 7 à 8 % seulement comme jusqu'ici.

Claims (1)

1. R e v e n d i c a t i o n s .

   I/ Procédé et installation pour l'extraction directe de métaux lourds de groupes autres que celui du fer à partir de minerais et d'autres matières premières, caractérisés par un certain nombre de fours rotatifs (11) pour le grillage préalable des minerais ou produits de concentration, une tête de four ser- vant de collecteur de poussière et adaptée aux appareils de grillage préalable, un tambour de grillage final (14), rotatif et adapté à la tête de four, un tambour de fusion rotatif (15) fonctionnant avec des tuyères, et un four rotatif de chauffage et d'affinage (16).

   2/ Procédé et installation suivant la revendication I, carac- térisé en c.e que le tambour de grillage final (14), le tambour de fusion (15) et le tambour d'affinage (16) sont montés de façon à. pouvoir coulisser l'un dans l'autre comme les tubes d'un télescope.

   3/ Procédé et installation suivant la revendication I, caracté- risé en ce que le tambour de fusion (15) et le tambour d'affina- ge (16) sont reliés par un cahal à écluse ménagé dans la paroi frontale, en forme de bourrelet, du tambour de fusion, ce qui permet de faire passer la charge liquide d'une chambre du four à l'autre à travers une écluse.

   4/ Procéda et installation suivant la revendication I, caracté- risé en ceque chacune des trois sections rotatives à réaction est entrainée à part, et le collecteur ainsi que la chambre de fusion du convertisseur sont montés transportables sur une pla- teforme de transbordeur en vue de leur remplacement.