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Faisant l'objet d'une demande de brevet déposée en NORVEGE.,le
16 mai 1938 au nom ci-dessus.
Il est déjà connu d'obtenir de l'étain à partir de mine- rais pauvres,de scories et analogues,qui contiennent par exemple 40% d'étain ou même moins, en fondant les matières contenant de l'étain avec environ 50% de coke et addition de gypse dans un four vertical(haut-fourneau) d'où on retire un produit riche en étain. Mais ce procédé est extrêmement coûteux par suite de la qrès grande oonnommation de coke en gros morceaux,en particu- lier au voisinage des mines où le combustible approprié est généralement très cher.
Par suite de la basse teneur en étain,les frais de trans- port du minerai sont, d'autre part,trop élevés pour obtenir sans préparation un transport à l'usine de transformation. En outre,
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un enrichissement est souvent difficile et coûteux par suite de la composition compliquée du minerai.
Les minerais d'étain pauvres ont des compositions très di- verses. Leur teneur en étain,qui se trouve habituellement sous forme de SnO2, est très variable. Les minerais contiennent ha- bituellement un peu de pyrite, qu'on élimine dans les procédés habituels par flottaison,et aussi d'autres sulfures. La teneur en pyrite peut être quelquefois importante. En outre,les minerais contiennent presque toujours des quantités variables de silice libre et souvent des oxydes de fer.
La présente invention concerne un procédé qui permet d'ex- traire,par volatilisation,l'étain du minerai sans grande prépa- ration préalable et d'obtenir ensuite l'étain sous forme d'un composé riche,et cela sans addition ou seulement avec une faible addition d'une matière combustible contenant du carbone.
On atteint ce résultat en utilisant les composants du minerai et principalement la pyrite,pour obtenir les calories nécessaires à l'exécution du procédé,et on amène en même temps l'étain à l'état d'une combinaison volatile. Dans le cas où la teneur du minerai en sulfure est trop faible,on ajoute des sulfures appropriés,qui sont habituellement peu coûteux dans les régions de mines,ét également de la silice libre dans le cas où le minerai en contient trop peu.
Le procédé consiste à fondre la matière contenant l'étain, et si nécessaire des additions convenables de sulfures,par exemple des pyrites,de silice libre et,éventuellement, d'autres fondants, dans un four vertical (haut-fourneau) dontl'ouverture du gueulard est fermée et dans la partie inférieure duquel, on insuffle de l'air,la composition du chargement et la quantité d'air insufflée étant déterminées de manière à obtenir un dégagement de la plus grande partie de l'étain sous forme de vapeurs d'étain sulfuré, avec les gaz et, en même temps, le nombre de calories nécessai- res à la réalisation du procédé.
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Dans le cas où la composition des minerais d'étain de la mine change souvent,on rencontre certaines difficultés pour régler l'opération de fusion de manière que des troubles dans le fonctionnement ne se produisent pas ou soient peu importants.
Dans ce cas,on a constaté qu'il était avantageux d'ajouter à la charge de petites quantités d'un combustible contenant du arbone, par exemple 3 à 7% de charbon ou de coke, grâce à quoi on obtient les calories nécessaires pour réaliser entièrement le procédé sans trouble.
Dans le cas où la charge contient des quantités suffi- santes de pyrite,on peut procéder comme suit:
Quand la charge du four,éventuellement ohaufféeavant le chargement,est introduite dans la partie supérieure du four, elle est portée par les gaz venant du bas du four jusqu'à une température de 600 à 700 , et une partie du soufre de la pyrite commence alors Distiller. S'il se trouve dans la charge de l'oxyde de fer, celui-ci est transformé en FeS avec formation simultanée de SO2,
Un peu plus bas dans le four,la température est plus éle- vée, et les sulfures de la charge commencent alors â réagir sur les composés d'étain,ce dernier s'allie au soufre et forme du proto-sulfure d'étain et, éventuellement,de petites quantités de bisulfure d'étain.
Si la température s'élève dàvantage, la forma- tion de sulfures est plus grande et l'étain sulfuré se vaporise.
E 1000-1050 la vaporisation est en général terminée. L'étain sulfuré vaporisé est précipité à, l'extérieur du four par refroi- dissement et,est reoueilli dans les chambres à poussières ou dans d'autres appareils. Dans le cas où une partie de l'étain sulfu- ré est brulée par l'air insufflé,il se forme du SnO2, qui est entraîné par les gaz et peut être recueilli de la même manière.
Parmi les autres composants de la charge,le FeS commence à fondre à environ 900 ,coule vers le bas et s'oxyde bientôt pour la plus grande partie sur les tuyères sous l'action de l'air insufflé. Il se forme en cet endroit, quand le four fonctionne normalement, un squelette du quarto de la charge, dénommé' foyer.
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Par oxydation,il se forme,suivi d'un fort dégagement de chaleur, du SO2 qui monte vers le haut et du FeO, qui s'allie momentané- ment à la SiO2 du quartz. Les autres sulfures sont également en parties oxydés d'une manière analogue. Le ferrosilicate formé s'allie aux matières présentes,qui doivent former les scories,et forme une série qui s'écoule hors du four avec les sulfures métalliques non oxydés (pierre)par dans un avant creuset où les scories et les pierres se séparent les unes des autres.
Les gaz ,s'élevant du foyer,chauffent les charges, qui se trouvent au-dessus,assez fortement pour que les réactions in- diquées ci-dessus puissent se produire. L'anhydride sulfureux réagit partiellement sur les sulfures métalliques(FeS) en for- mant des oxydes métalliques et du soufre élémentaire. Si on ajoute à la charge un combustible contenant du carbone,de préfé- rence en petits morceaux ,le SO2 est aussi réduit par ce dernier.
Les vapeurs de soufreainsi produites et l'hydrogène sulfuré, éventuellement forme- par l'action de l'humidité de l'air,pour- raient également agir à la température élevée régnant dans le four sur l'étain en le sulfurant.
Comme indiqué ci-dessus,l'étain sulfuré quitte le four sous forme de vapeurs avec les autres gaz. Pour éviter une condensa- tion et une précipitation de l'éta.in sulfuré dans la partie supérieure du four,le fonctionnement de celui-oi est réglé de telle manière que les gaz s'échappent à température élevée, par exemple de 800 à 1000 . Pour obtenir ce résultat, on doit tra- vailler sous une faible hauteur de chargement et on peut chauffer au préalable également la charge ou une partie de celle-oi avant son entrée dans le four:
Si toute la quantité d'étain ne devait pas être sulfurée dans le four et extraite de celui-ci la scorie,sortant du/four.- contient de l'étain principalement sous forme de composés oxygènes Dans ce cas,on peut souffler dans la scorie,par exemple dans l'avant creuset, de l'H2S ou traiter la scorie contenant encore du sulfure de fer par des gaz de gazogène, du poussier de char-
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bon ou de l'huile* Dana ces conditions,l'étain se sulfurisé et se volatilise et peut être recueilli aveo le reste.
Mais on cherche évidemment après à composer les charges et à guider la marche du four de manière que le moins possible d'étain se sco- rifie à la température produite dans le foyer,
Dans le cas où le minerai d'étain contient de notables quantités de composés d'oxydes de terril est souvent avantageux de les enlever avant traitement. Dans ce but,le minerai est broyé et traité dans un appareil approprié par un gaz réducteur,par exemple gaz de gazogène à environ 700-750 , de manière que la 'plus grande partie de l'oxyde ferrique soit transformée en
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, magnétite(Fe30').
En choisissant convenablement la température, la,composition et la durée du traitement,on s'arrange pour ne pas pousser exagérément la réduction,car autrement,il se forme éga- lement du FeO,qui n'est pas magnétique *La matière ainsi partiel- lement réduite est soumise à un traitement magnétique,qui permet d'enlever la magnétite.
Le minerai d'étain,débarrassé d'une grande partie d'oxydes de fer, est additionné de quantités appropriées à l'opération de fusion postérieure de quartz,de pyrite, et éventuellement, d'autres fondants,mis en briquettes et les briquettes,après séchage ou durcissement,sont fondues dans le four,,
Le sulfuie d'étain obtenu conformémenau présent procédé, est d'une grande valeur,et propre à l'obtention d'étain métalli- que ou de sescomposés.
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The subject of a patent application filed in NORWAY., The
May 16, 1938 in the name above.
It is already known to obtain tin from poor ores, slags and the like, which for example contain 40% tin or even less, by melting the tin-containing materials with about 50%. of coke and addition of gypsum in a vertical furnace (blast furnace) from which a product rich in tin is removed. But this process is extremely expensive owing to the very high use of lumpy coke, especially in the vicinity of mines where the proper fuel is generally very expensive.
Due to the low tin content, the ore transport costs are, on the other hand, too high to obtain unprepared transport to the processing plant. In addition,
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enrichment is often difficult and expensive due to the complicated composition of the ore.
Poor tin ores have very diverse compositions. Their tin content, which is usually found as SnO2, is very variable. The ores usually contain a little pyrite, which is removed in the usual processes by flotation, and also other sulphides. The pyrite content can sometimes be significant. In addition, ores almost always contain varying amounts of free silica and often iron oxides.
The present invention relates to a process which makes it possible to extract, by volatilization, tin from the ore without much prior preparation and then to obtain tin in the form of a rich compound, and this without addition or only. with little addition of a combustible material containing carbon.
This is achieved by using the components of the ore and mainly pyrite, to obtain the calories necessary for the execution of the process, and at the same time the tin is brought to the state of a volatile combination. In case the sulphide content of the ore is too low, suitable sulphides are added, which are usually inexpensive in mining areas, and also free silica in case the ore contains too little.
The process consists in melting the material containing the tin, and if necessary suitable additions of sulphides, for example pyrites, free silica and, optionally, other fluxes, in a vertical furnace (blast furnace) whose opening of the throat is closed and in the lower part of which air is blown, the composition of the charge and the quantity of air blown in being determined so as to obtain release of most of the tin in the form of vapors of sulfurized tin, with the gases and, at the same time, the number of calories required to carry out the process.
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In the event that the composition of the tin ores in the mine often changes, certain difficulties are encountered in controlling the smelting operation so that disturbances in the operation do not occur or are minor.
In this case, it has been found to be advantageous to add to the feed small quantities of an arbon-containing fuel, for example 3 to 7% coal or coke, whereby the necessary calories are obtained for carry out the process completely without cloudiness.
If the charge contains sufficient quantities of pyrite, the following can be done:
When the furnace charge, possibly heated before charging, is introduced into the upper part of the furnace, it is carried by the gases coming from the bottom of the furnace to a temperature of 600 to 700, and part of the sulfur in the pyrite begins. then Distill. If it is in the charge of iron oxide, it is transformed into FeS with simultaneous formation of SO2,
A little lower in the furnace the temperature is higher, and the sulphides in the feed then begin to react with the tin compounds, the latter alloying with the sulfur and forming proto-tin sulphide and , optionally, small amounts of tin disulfide.
If the temperature rises further, the formation of sulphides is greater and the sulphide tin vaporizes.
E 1000-1050 vaporization is generally complete. The vaporized sulfurized tin is precipitated outside the furnace by cooling and is rewashed in the dust chambers or in other apparatus. In the event that part of the sulfurized tin is burnt by the blown air, SnO2 is formed, which is entrained by the gases and can be collected in the same way.
Among the other components of the charge, FeS begins to melt at around 900, sinks downwards and soon oxidizes for the most part on the nozzles under the action of the blown air. In this place, when the oven is operating normally, a skeleton of the load quarto is formed, called the hearth.
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By oxidation, followed by a strong release of heat, SO2 is formed, which rises upwards and FeO, which momentarily combines with the SiO2 of the quartz. The other sulphides are also partly oxidized in an analogous manner. The ferrosilicate formed combines with the materials present, which must form the slag, and forms a series which flows out of the furnace with the unoxidized metal sulphides (stone) through a front crucible where the slag and the stones separate. from each other.
The gases rising from the hearth heat the charges, which are above, sufficiently strongly that the reactions indicated above can take place. Sulfur dioxide partially reacts with metal sulphides (FeS) to form metal oxides and elemental sulfur. If a fuel containing carbon, preferably in small pieces, is added to the feed, SO2 is also reduced by the latter.
The sulfur vapors thus produced and the hydrogen sulphide, possibly formed by the action of the humidity of the air, could also act at the high temperature prevailing in the furnace on the tin by sulphurizing it.
As indicated above, the sulfurized tin leaves the furnace as vapors with the other gases. In order to avoid condensation and precipitation of the sulfurized ethanol in the upper part of the furnace, the operation of the latter is regulated in such a way that the gases escape at high temperature, for example from 800 to 1000. . To obtain this result, you must work at a low loading height and you can also preheat the load or part of it before entering the oven:
If all the quantity of tin should not be sulphurized in the furnace and extracted from it the slag, leaving the / furnace - contains tin mainly in the form of oxygen compounds In this case, it is possible to blow into the slag, for example in the front crucible, with H2S or treat the slag still containing iron sulphide with gasifier gases, coal dust
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good or oil * Under these conditions, the tin will sulfurize and volatilize and can be collected with the rest.
But we obviously seek afterwards to compose the charges and guide the operation of the furnace so that as little tin as possible is scorified at the temperature produced in the hearth,
In the event that the tin ore contains substantial amounts of slag oxide compounds it is often advantageous to remove them before processing. For this purpose, the ore is crushed and treated in a suitable apparatus with a reducing gas, for example gasifier gas at about 700-750, so that the greater part of the ferric oxide is transformed into
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, magnetite (Fe30 ').
By choosing suitably the temperature, the composition and the duration of the treatment, one manages not to push the reduction excessively, because otherwise, FeO is also formed, which is not magnetic. - The reduced element is subjected to a magnetic treatment, which removes the magnetite.
The tin ore, freed of a large part of iron oxides, is added in quantities suitable for the subsequent smelting operation of quartz, pyrite, and possibly other fluxes, put into briquettes and briquettes. , after drying or hardening, are melted in the oven,
The tin sulphide obtained according to the present process is of great value and suitable for obtaining metallic tin or its compounds.
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