BE491460A

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Info

Publication number: BE491460A
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Description


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  Four à insufflation pour la volatilisation des métaux à partir des minerais pauvres, scories, etc... 



   On connaît des procédés permettant d'obtenir, à partir de minerais pauvres et de produits intermédiaires et déchets métallifères, non seulement la matte de cuivre contenant des métaux précieux, mais aussi des oxydes métalli- ques colorants. Dans le procédé dit du four à grille, le produit métallifère, en un mélange convenablement préparé avec des réducteurs et des combustibles, est chauffé sous eouche mince sur des grilles, jusqu'à une température qui dépasse les points d'ébullition desmétaux et combinaisons 

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 métalliques à volatiliser. Les produits delà volatilisation sont évacués avec les gaz du four et sont séparés du courant des gaz dans des dispositifs de condensation convenables. 



  Comme les foursà grille travaillent avec un grand excès d'air en raison de la faible hauteur de charge, les vapeurs métalli-   que$,   par exemple la vapeur de zinc, la vapeur de sulfure plombique, etc.. sont brûlées complètement, de sorte que ce procédé permet d'obtenir des oxydes métalliques convenant comme colorants. Par contre, les fours à grille ne permettent pas l'enrichissement   de°   métaux précieux et de matte de cuivre contenus dans le produit chargé. Finalement, les fours à grille ne peuvent être exécutés qu'en petites unités à com- mande manuelle, dont la bonne marche dépend dans une grande mesure du soin apporté au chargement. 



   Dans les fours à insufflation également connus, les procédés de volatilisation des métaux peuvent être exécutés de telle manière que le résidu non volatil est complètement liquéfié et peut être séparé en matte contenant des métaux précieux d'une part et scories précipitées d'autre part. 



   Les gaz d'un four à cuve quittent le gueulard , après avoir traversé une colonne des charges relativement élevée, avec de fortes teneurs en constituants non brûlés, tels que vapeur métallique, oxyde de carbone, etc.. et néces- sitent donc une arrivée d'air secondaire exactement réglée en vue de leur combustion ultérieure. Toutefois, en raison de la formation de loups, inévitable et rédoutée dansles fours à cuve à insufflation, ainsi que du dépôt d'escarbilles in- désirables, les conditions de fonctionnement subissent de fortes fluctuations de sorte que le production des oxydes colorants est incomplète lors du fonctionnement en marche continue. D'autre part, la marche du four à   cve,   de même 

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 que celle du four à grille dépend dans une grande mesure du soin apporté au service. 



   Finalement, dans les procédés au four tubulaire rotatif également connus, on obtient des oxydes métalliques qui ne peuvent être utilisés comme colorants complets, ou seulement après un procédé d'épuration ultérieur, Le cuivre et les mé- taux précieux ne peuvent pas être traités au cours d'une même opération. Les loups redoutés dans le four tubulaire rotatif sont particulièrement fastidieux. 



   La présente invention a pour objet un four à insuffla- tion permettant de réaliser en une seule opération tant la production d'oxydes métalliques à utiliser comme colorants de grande valeur, que l'obtention de cuivre et de métaux pré- cieux à partir du produit chargé, sous la forme de matte de cuivre. Le four est dans ce cas le siège d'une transformation automatique et complète des escarbilles susceptibles de former des loups, ceci sans frais supplémentaires. Un avantage parti- culier du four à insufflation selon l'invention consiste en ce qu'il peut être établi sous la forme de grandes unités permet- tant une économie de combustible considérable et un service fortement mécanisé.

   Finalement, ce four de grande capacité, mais de construction simple, permet une utilisation particu- lièrement avantageuse de la chaleur perdue en vue d'une pre-   duction   de vapeur. 



   Le dessin annexé représente à titre d'exemple le four à insufflation selon l'invention, destiné à la production simultanée d'oxydes métalliques colorants et de matte de cuivre contenant des métaux précieux, à partir de minerais pauvres et de produits intermédiaires et déchets métallifères. 



   Dans ce dessin : 
La figure 1 est une coupe longitudinale du four avec chaudière à vapeur à chaleur perdue annexée au four. 

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   La figure 2 est une vue en plan de la même installation avec une seule chaudière à vapeur. 



   La figure 3 est une vue en plan d'un four avec deux chaudières à vapeur. 



   La nouveauté fondamentale du four à insufflation selon l'invention réside dans la combinaison intime du four propre- ment dit à alimentation frontale, avec une chambre de grande capacité annexée immédiatement à ce four et à la paroi pos- térieure de laquelle vient se raccorder, dans la partie su- périeure de cette chambre, le conduit d'évacuation des gaz et la chaudière à chaleur perdue. Plus particulièrement, le creuset 1 du four à cuve est surmonté d'une demi-chemise d'eau 2, c'est à dire d'une chemise qui ne s'étend pas jus- qu'en arrière, munie des tuyères 3 du type utilisé dans les fours à cuve, destinées à fournir le vent . Lair secondaire pour la combustion totale ultérieure des gaz du gueulard peut être fourni au four, d'une manière réglable, par des tuyères 4 situées au-dessus de la chemise d'eau.

   La particularité de ce four à insufflation, dont les dimensions peuvent d'ail- leurs être adaptées à la capacité requise, réside en ce qu'il est chargé par une ouverture frontale 5. Le chargement se fait à l'aide d'une trémie oblique 6 de grande capacité, par laquelle la charge arrive dans le four sous le contrôle d'un registre 7. La charge se dispose suivant l'angle de talus naturel devant les tuyères du four et descend par l'ouverutre d'alimentation 5 au fur et à mesure de sa transformation dans la zone de fusion et d'évaporation. Le registre régulateur 7 permet d'ajuster aisément et à tout moment la hauteur de la charge sur laquelle le vent est appelé à agir. Une fois réglée, pour une allure déterminée, la hauteur effective de la charge reste invariable.

   Ceci assure à son tour une uniformité par- 

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 ticulièrement favorable de la marche du four. La trémie 6 peut être munie d'une grille 8 destinée à empêcher les pe- tites particules de pénétrer dans le four. 



   La chambre 9 de grande capacité qui se raccorde par derrière à la chemise d'eau du four à cuve, et qui est com- plètement maçonnée, sert à la séparation des escarbilles ainsi qu'à la combustion complémentaire des gaz du gueulard. Comme la chambre est construite sur le sol de l'usine et ne dépend pas, en ce qui concerne ses dimensions, du four proprement dit situé à l'avant, elle peut être exécutée en une grandeur qui serait irréalisable dans le cas des installations de fours à cuve connues. Dans la partie postérieure de cette chambre, on peut prévoir un puits de chu¯te 10 pour l'oxyde qui s'était déjà déposé dans les tubes de la chaudière 11 et que l'on a refoulé en retour vers la chambre. Cette disposition se recom- mande particulièrement dans les groupes comportant plusieurs chaudières à vapeur. 



   Pour assurer la marche du four à insufflation selon l'invention, lahauteur de la charge déposée suivant l'angle de talus naturel dans l'espace délimité par la chemise d'eau et devant les tuyères, est réglée de façon que la distance entre les tuyères et le talus s'élève de 60 à 100 cms. Lorsque la limite, qui doit être adaptée à la charge considérée est maintenue, on obtient d'une part que les gaz du four quittent la charge à la température maximum, ce qui empêche la formation de loups indésirables ; d'autre part, le four à insufflation maintient son action comme four de fusion en ce sens que le résidu débarrassé du zinc et du plomb est soumis à la fusion. 



  La matière en fusion peut être évacuée du four d'une manière continue et se séparer en dehors de celui-ci, dans des creu- sets à trop-plein, en matte de cuivre et en scories déposées. 

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   L'air secondaire peut être insufflé d'une manière réglable dans la chambre au-dessus de la charge dans le but de brûler complètement les vapeurs métalliques entrainées, pour les transformer en oxyde. L'oxyde séparé n'atteint sa pleine qualité en tant que colorant qu'après que tous les constituants des gaz du four ont été complètement brûlés. 



   Au début, les gaz du four entrainent certaines quan- tités d'escarbilles à partir de la charge. Celles-ci con- sistent principalement en légères particules contenant du charbon. Comme la chambre présente de très grandes dimen- sions, et que par conséquent la vitesse des gaz est suffi- samment faible, les escarbilles peuvent se déplacer rapi- dement dans la chambre, sans parvenir .jusqu'aux chaudières situées à une certaine hauteur. On a constaté que la chaleur de la chambre suffit pour réduire et volatiliser à nouveau l'oxyde métallique à partir du mélange formé d'une part par les escarbilles contenant du charbon et d'autre part par cet oxyde, tandis que le résidu non volatil est fondu et vient rejoindre, à l'état pauvre en métal, la rigole à laitier. 



  Cette disposition élimine les travaux et les frais courants pour la manipulation des scories ou l'enlèvement des loups. 



   La concentration de la chaleur dans la chambre de grande capacité du four à insufflation, chambre comportant une surface rayonnante réduite au possible a permis une amé- lioration de la récupération de la chaleur perdue d'environ   50%   comparativement aux fours à grille et à cuve connus, traitant des quantités analogues. 



   La marche du four selon l'invention sera exposée à l'aide de l'exemple ci-après : provenant 
Des laitiers/d'un four à plomb à cuve et contenant 
 EMI6.1 
 16-24% Zn, 1-3% Pb 1-1,5%,con, 20-60 /rp8rti8s ga poids Ag ainsi que des résidus de la distillation du zinc, contenant 

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 6 - 10 % Zn , 4 - 6% Pb, 1   %     Cu   et 180 parties en poids de Ag, 1 partie en poids de Au et 30% de C sont broyées, et, après avoir été additionnées de poix comme liant, trans- formées en briquettes à chaud. Dans ce cas, la teneur en carbone des résidus de la distillation du zinc remplace l'addition de 20% de charbon réducteur qui serait autre- ment nécessaire. 



   Les briquettes sont introduites dans le four après avoir été mélangées avec 0 - 8% de gros coke, ce dernier pouvant être remplacé en tout ou en partie par de gros résidus de distillation non préparés. 



   La volatilisation du zinc et du pomb de la charge et la liquéfaction du résidu a lieu ensuite dans le four à insufflation par chauffage à environ   1300    C. 



   Le four à insufflation selon l'invention, auquel on annexe directement en aval une ou plusieurs chaudières à vapeur agissant comme récupérateurs de chaleur, peut égalementêtre exploité comme foyer de chaudière à va - peur brûlant du coke et des combustibles de qualité in- férieure, si l'on conduit la combustion comme dans un foyer mi-gaz et, éventuellement,comme dans un générateur, avec injection de vapeur et, si les cendres sont liquéfiées, par des adjuvants appropriés, et évacuées.

Claims

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

1.- Four à insufflation pour la volatilisation de métaux à partir de minerais pauvres, de scories, etc.. notamment en vue de l'obtention simultanée d'une part d'oxydes métal- liques colorants par réduction, évaporation et nouvelle oxydation des métaux volatils et, d'autre part,de la matte de cuivre, à côté de la scorie pauvre susceptible de former <Desc/Clms Page number 8> des dépôts, en partant du résidu non volatil et complètement liquéfié, caractérisé en ce que le four, généralement rec- tangulaire, est constitué principalement par une chambre maçonnée 9 de grande capacité sur l'avant duquel est dis- posé sur un creuset(1) de four à cuve une demi-chemise d'eau (2) de four à cuve, c'est à dire une chemise s'ou- vrant vers cette chambre,

tanâis que le conduit d'évacua- tion des gaz situé dans la partie supérieure de la paroi postérieure de cette chambre vient se raccorder à une ins- tallation de récupération de chaleur perdue 11 et que le chargement se fait par l'avant, à travers une ouverture(5) si@@ au-dessus de la chemise d'eau et précédé d'une trémie de chargement (6} cette ouverture et cette trémie agissant de telle manière que la charge arrive au four automatiquement sous l'angle de talus naturel et forme une couche de hauteur constante et réglable devant les ouvertures d'amenée du vent.

2.- Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage de la hauteur de charge efficace dans le four est assurée par un registre (7) prévu devant l'ouverture de chargement (5) et qui découvre ou masque cette ouverture dans la mesure voulue.

3. - Four selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le vent nécessaire aux processus d'insufflation et de la fusion n'est introduit que par le côté où est située la chemise d'eau, tandis que, pour assurer la com- bustion complète et finale des vapeurs métalliques dévelop- pées, on prévoit des tuyères à vent dans l'espace libre situé au-dessus de la zone d'insufflation et de fusion proprement dite. <Desc/Clms Page number 9>

4.- Application du four, selon les revendications 1, 2 et 3 en tant que foyer pour chaudière à vapeur installée en aval, et fonctionnement de ce foyer au coke et aux combustibles de moindre qualité, à la manière d'un foyer mi-gaz, dans lequel les cendres sont liquéfiées par des adjuvants appropriés, ou évacuées.

5.- Procédé pour la marche d'un four selon les reveni- dications 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur réglée de la charge, hauteur qui reste constante pendant la mar- che du four, est suffisamment réduite,-mesurée dans la direction oblique de la traversée du vent depuis les ou- vertures d'entrée du vent jusqu'au talus naturel de la masse d'alimentation- pour permettre une production favorable de colorants métalliques cependant que cette hauteur, mesurée dans la direction verticale d'égouttement du laitier, est suffisamment élevée pour liquéfier complè- tement les résidus non volatils, en faisant usage d'une infra-structure de four à cuve.

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