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EXTRACTION CONTINUE DE MATIERES TITANIFERES
La présente invention concerne l'extraction de matières titani- fères et plus particulièrement un procédé et un dispositif d'extraction conti- nue de matières titanifères par l'acide sulfurique.
Pour préparer les pigments de bioxyde de titane on fait digérer une matière titanifère, telle que les minerais de titane et de fer et les sco- ries contenant du titane en présence d'acide sulfurique concentré, on recueil- le le sulfate de titane ainsi formé dans le produit traité par l'acide en le lessivant avec de l'eau et on précipite le bioxyde de titane provenant de la solution de sulfate de titane par hydrolyse. L'opération de digestion s'effectue généralement à l'échelle industrielle par charges intermittentes, ainsi qu'il est décrit dans le brevet des Etats Unis n 1 889 027 du 29 Novembre 1932. Pour effectuer cette opération intermittente on mélange la matière titanifère avec l'acide sulfurique concentré et ôn charge la bouillie ainsi obtenue dans un ré- cipient de réaction.
On fait passer de la vapeur surchauffée dans la masse pour en élever la température à une valeur voisine de celle à laquelle l'acide sul- furique réagit avec la matière titanifère. Puis on introduit une faible quanti- té d'eau dans une portion de la masse chauffée de façon à provoquer un échauffe- ment local supplémentaire par dilution de l'acide concentré et cet échauffement local est suffisant pour mettre en train la réaction entre l'acide et le titane.
Sous l'effet de la chaleur exothermique de la réaction, la réaction initiale lo- calisée se propage rapidement dans toute la masse en dégageant une quantité de chaleur suffisante pour vaporiser une forte proportion de l'eau contenue dans la masse réactionnelle. Le produit obtenu à la fin de la période de réaction violen- te consiste en une masse dure contenant une forte proportion de titane initial sous forme de sulfate de titaneo Il est de pratique courante de faire suivre cette opération de digestion du type précité par un traitement de "cuisson" ou de "muris- sage" qui consiste à maintenir le produit de la réaction à une température élevée pendant une période d'une durée suffisante pour permettre à une plus forte propor- tion de la matière titanifère de se transformer en sulfate de titane.
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Quoique le procédé d'extraction intermittent des matières tita- nifères ait pris une extension suffisante pour permettre de traiter par ce procédé une grande quantité de matière titanifère, on a reconnu d'une manière générale qu'il serait avantageux d'effectuer l'extraction par une opération continue. Des travaux de recherche considérables et de nombreux essais ont été effectués en vue de trouver la solution du problème de l'extraction continue dés matières titanifères. Les principales difficultés rencontrées dans cette opération continue résultent des conditions physiques qui existent dans la masse réactionnelle.
Au cours de la réaction entre la matière titanifère et l'acide sulfurique, la consistance de la masse varie entre celle d'une bouil- lie fluide, puis d'une bouillie épaisse, puis d'une masse pâteuse et gommeuse, enfin, la réaction de digestion violente terminée, d'un solide dure Si on char- ge une bouillie des réactifs dans un four tournant ou analogue pour y effectuer la réaction et en faire sortir un produit de réaction relativement solide, il résulte des états plastiques et pâteux par lesquels passe la masse réactionnel- le que celle-ci a tendance à s'agglomérer et à se solidifier sous forme d'une masse dure impossible à traiter et d'un volume considérable.
Un dispositif à rouleau à l'intérieur du four n'est pas avantageux, car il aplatit la masse plas- tique contre la surface intérieure du four où elle se solidifie sous forme de gâteau dur. On a constaté qu'un râcloir ordinaire ou organe analogue empêche d'une manière efficace la masse réactionnelle de se solidifier dans le four sous forme de gâteau contre sa surface intérieure, mais on constate aussi qu'il favorise l'agglomération de la charge au point que l'opération devient intermittente au lieu d'être opération continue,
La Demanderesse a découvert qu'il est possible de faire digérer la matière titanifère en présence d'acide sulfurique par une opération continue dans un four tournant ou analogue,
en faisant en sorte non seulement de racler la sur- face intérieure du four dans lequel on charge la matière titanifère et l'acide pour en enlever le gâteau plastique avant qu'il se solidifie, mais encore de main- tenir à l'état de désagrégation la masse réactionnelle en cours de solidification et solidifiée. On a constaté qu'en maintenant ces conditions pendant toute la du- rée de l'extraction principale, il est possible d'effectuer l'extraction par une opération continue, en augmentant notablement la capacité de-production et l'éco- nomie par rapport à l'opération par charges intermittentes, telle qu'elle est gé- néralement pratiquée.
Le procédé d'extraction continue de la matière titanifère en présence d'acide sulfurique suivant l'invention consiste à charger en proportions convenant ala réaction la matière titanifère et l'acide dans une portion de l'intérieur d'un récipient cylindrique rotatif et sensiblement horizontal, qui contient un élément rigide de forme allongée comportant des ailettes longitudinales en saillie.
L'élé- ment garni d'ailettes est disposé dans le plan passant sensiblement par l'axe du récipient et repose librement sur la surface inférieure du récipient, 'de façon à glisser et à racler ainsi la surface intérieure du récipient pendant qu'il tourneo Pendant que le récipient tourne, Isolément garni d'ailettes est également entraî- né par intermittences de bas en haut à intervalles irréguliers sur la surface in- térieure ascendante du récipient rotatif et vient dans une position instable à par- tir de laquelle il retombe dans la portion intérieure inférieure du récipient. L'é- lément garni d'ailettes, en râclant ainsi la surface et en retombant a pour effet de maintenir la charge en cours de solidification et solide dans le récipient sen- siblement à l'état de désagrégation.
La charge contenue dans le récipient est main- tenue à une température sensiblement égale à la température de la réaction entre la matière titanifère et l'acide et le produit de la réaction sort à l'état sensi- blement sec par une portion de l'extrémité du récipient.
Le dispositif qui permet d'effectuer l'extraction continue suivant l'invention consiste dans un récipient cylindrique rotatif sensiblement horizon- tal qui contient un élément rigide de forme allongée disposé dans le plan passant sensiblement par l'axe du récipient. L'élément de forme allongée qui repose li- brement sur la surface inférieure intérieure du récipient comporte dans le sens longitudinal au moins trois ailettes en saillie qui sont en contact de support indépendant avec la surface intérieure du récipient. La surface intérieure du ré-
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cipient comporte au voisinage de chaque extrémité de l'élément garni d'ai- lettes au moins deux éléments en saillie périphériquement espacés l'un de l'autre dans le récipient.
Deux ailettes adjacentes au moins, mais pas tou- tes les ailettes, comportent à chaque extrémité de l'élément garni d'ailet- tes des portions échancrées qui laissent passer les éléments en saillie sur la surface intérieure du récipient pendant que celui-ci tourne. Les portions échancrées des deux extrémités de l'élément garni d'ailettes sont décalées de façon qu'une des ailettes au moins en contact avec la surface intérieure du récipient ne comporte une portion échancrée qu'à une de ses extrémités et par suite qu'une fois au moins à chaque tour complet du récipient rotatif l'élément garni d'ailettes retombe dans ce récipient.
Des dispositifs servent à faire tourner le récipient, à charger la matière titanifère et l'acide à l'intérieur du récipient et à décharger le produit de la réaction par une por- tion de l'extrémité du récipient.
L'invention est facile à comprendre d'après la description dé- taillée qui en est donnée ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui sur lesquels : la figo 1 est une coupe verticale d'une forme de réalisation d'un dispositif d'extraction continue suivant l'invention ; la fige 2 est une coupe verticale du dispositif d'extraction con- tinue de la fige 1 communiquant avec un dispositif de cuisson continue permet- tant de réaliser l'extraction sensiblement totale de la matière titanifère; la figo 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fige 1 ; la fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1 ; et les figo 5, 6 et 7 sont des vues en perspective de plusieurs formes interrompues d'éléments garnis d'ailettes pouvant être utilisés suivant l'inven- tion.
Suivant la fige 1, le digesteur continu suivant l'invention compor- te un récipient ou four cylindrique 10, horizontal, monté à rotation par un dis- positif de commande approprié. L'extrémité de chargement 11 du four est fermée à part une garniture 12, qui laisse passer un tuyau de chargement 13 à l'inté- rieur du four. La partie du four voisine de l'extrémité de sortie 14 du tuyau de chargement comporte une portion évidée 15 dans laquelle est disposé un revê- tement 16 résistant à la corrosion ou remplaçable. Par exemple le revêtement peut consister en une matière résistant aux acides, telle que la brique, ou en une matière remplaçable telle que la fonte ou matière analogue.
Dans tous les cas, il suffit que le revêtement 16 soit disposé dans la portion du four voi- sine de l'extrémité de sortie 14 du tuyau de chargement dans laquelle la masse de la réaction reste à l'état de bouillie. Le pouvoir corrosif de la masse réactionnel- le dans les autres portions du four dans lesquelles les produits de la réaction sont à l'état pâteux ou relativement solide, est si faible qu'un revêtement spécial n'est pas nécessaire. Le produit de la réaction sort par l'autre extrémité ouver- te 17 du four d'où il passe dans une trémie de déchargement 18.
L'extrémité ouver- te du four est enfermée dans une hotte 19 qui comporte une cheminée 20 d'échappe- ment des gaz par laquelle les fumées de l'acide et les autres vapeurs provenant de la zone de réaction du four sortent et subissent à la manière ordinaire un trai- tement les débarrassant des éléments corrosifs. La trémie de déchargement 18 et la hotte 19 comportent une double enveloppe de chauffage 21 pour empêcher les vapeurs acides corrosives de se condenser dans la trémie et dans la hotte.
Le four rotatif 10 contient à l'intérieur, figo 1 et 4, un élément ou rail 22 rigide, garni d'ailettes, qui repose librement sur la surface inférieu- re intérieure du four et par suite se trouve sensiblement dans un plan passant par son axe. L'élément garni d'ailettes comporte dans le sens longitudinal au moins trois ailettes en saillie 23 de hauteur suffisante pour former un support indépen- dant de l'élément de forme allongée à l'intérieur du récipient. Etant donné que cet
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élément repose librement sur la surface intérieure du four rotatif, fig.4, il est évident que pendant que le four tourne, l'élément garni d'ailettes reste au fond du four et par suite glisse sur la surface intérieure du four qui passe au-dessous de lui.
L'élément garni d'ailettes est maintenu en po- sition longitudinale sensiblement fixe dans le four par l'extrémité fermée 11 du four à une extrémité et par une rondelle annulaire de retenue 24 voi- sine de l'autre extrémité de l'élément garni d'ailettes. La rondelle de re- tenue, fig. 3, a une largeur suffisante pour retenir l'élément garni d'ai- lettes 22 dans sa position correcte dans le four rotatif et comporte en ou- tre des fenêtres ou ouvertures 25 appropriées, qui permettent au produit de la réaction en grains de la traverser et d'arriver dans la trémie de déchar- gement 18.
On a constaté par l'expérience que le mouvement de glissement et de râclage seul qui résulte du mouvement de rotation du four contenant l'élément garni d'ailettes sans attache, provoque l'agglomération de la mas- se réactionnelle lorsqu'elle est à l'état plastique en empêchant complètement de régler sa consistance dans le'récipient. D'autre part, on a constaté que cette action de raclage est indispensable pour empêcher le produit de la réac- tion de se solidifier sous forme de gâteau sur la surface intérieure du four rotatif. Pour obtenir cette action de raclage ainsi qu'une action de désagré- gation ou de fragmentation, un dispositif fait tomber l'élément garni d'ailet- tes par intermittences dans le four à intervalles irréguliers.
Cette chute est obtenue en entraînant par intermittences l'élément garni d'ailettes de bas en haut sur la surface intérieure ascendante du four rotatif, jusqu'à ce qu'il arrive dans une position dans laquelle il est suffisamment instable pour tour- ner autour de son propre axe et retomber au fond de l'intérieur du four rota- tif. Ce résultat est obtenu, fige 4, au moyen d'une saillie appropriée, telle qu'un bloc 26,boulonné sur la surface intérieure du four qui, lorsqu'il vient en contact avec une des ailettes 23 de l'élément garni d'ailettes en contact avec la surface inférieure intérieure du récipient, sert à entraîner cet élé- ment de bas en haut sur la surface intérieure ascendante du four.
Lorsque l'é- lément garni d'ailettes est monté assez haut pour perdre son équilibre, il bas- cule autour de son propre axe, de façon à se dégager du bloc et retombe dans la. - portion intérieure inférieure du four rotatif.
On voit donc u'au moyen du mouvement de glissement et de la chute com- binée de l'élément garni d'ailettes, celui-ci exerce non seulement une action de raclage sur la surface inférieure du four, mais encore une action de frag- mentation ou de cisaillement, du fait que les ailettes tombent sur la masse de la réaction agglomérée. Ainsi qu'il a déjà été dit, l'action de raclage seule provoque l'agglomération de la masse de la réaction. L'action de fragmentation qui résulte de la chute de l'élément garni d'ailettes est également insuffisan- te, étant donné qu'il en résulte seulement un dépôt nervuré analogue à un gâ- teau du produit de la réaction fortement adhérent à la surface intérieure du four. Les deux actions de raclage et de fragmentation sont donc nécessaires.
Mais il est facile de voir que si ces actions de raclage et de fragmentation se répétaient à des intervalles réguliers, la portion de la surface intérieure du four rotatif sur laquelle retombe simplement l'élément garni d'ailettes, ne se- rait pas raclée. On rend ces actions irrégulières suivant l'invention au moyen d'un second élément 27 en saillie sur la surface intérieure du four espacé péri- phériquement de la première saillie 26. On a constaté qu'il est avantageux de disposer la première saillie 26 au voisinage d'une extrémité de l'élément garni d'ailettes et l'autre saillie 27 au voisinage de l'autre extrémité de cet élément.
Deux ailettes adjacentes ou moins comportent à une extrémité de l'élément garni d'ailettes une échancrure 28 qui permet de laisser passer la première saillie 26 et deux ailettes adjacentes au moins de l'autre extrémité de l'élément garni d'ai- lettes comporte de la même manière des échancrures 29 disposées de façon à per- mettre de laisser passer la seconde saillie 27 sans venir en contact avec ces ailettes. En décalant les échancrures 28 et 29, voisines des deux extrémités de l'élément garni d'ailettes, il est possible de faire passer une des saillies li- brement au-dessous de l'élément garni d'ailettes sans l'entraîner tandis que
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l'autre saillie vient en contact avec une des ailettes, à l'autre extrémité de l'élément garni d'ailettes, et provoque son entraînement.
En disposant ainsi au moins deux saillies périphériquement espacées sur la surface inté- rieure du four et en décalant les portions échancrées aux extrémités de l'é- lément garni d'ailettes, les actions de râclage et de désagrégation se succè- dent à des intervalles irréguliers, de sorte que l'élément garni d'ailettes exerce tantôt une simple action de raclage, dans la région de chaque saillie et tantôt une action de désagrégation dans la même région. Il résulte de l'ir- régularité de ces actions que l'action de raclage s'exerce avec certitude sur toute la surface intérieure du four ou à un moment ou à un autre, tandis que l'action de désagrégation éventuelle qu'on désire est également assurée par la chute de l'élément garni d'ailettes.
En décalant les portions échancrées 28 et 29 des deux extrémités de l'élément garni d'ailettes, de façon qu'une surface pleine d'une au moins des deux ailettes en contact avec la surface in- térieure du récipient vienne toujours rencontrer au moins une des deux sail- lies, l'élément garni d'ailettes est entraîné et retombe au moins une fois à chaque tour complet du four et en moyenne plus souvent.
Ainsi qu'il a déjà été dit, les ailettes en saillie de l'élément de forme allongée doivent être de nature à établir un contact indépendant avec la surface intérieure du récipient. L'élément garni d'ailettes repose donc par les extrémités de ces ailettes sur la surface intérieure du four et par suite les ailettes sont toujours susceptibles d'exercer l'action de raclage qu'on dési- re ou de venir en contact avec les saillies qui provoquent l'action de désagrégation qu'on désire.
L'élément 'garni d'ailettes peut comporter un nombre quelconque d'ai- lettes à partir de trois au moins. Les ailettes peuvent être disposées de diver- ses manières, comme l'indiquent les fig. 5,6 et 7. Par exemple, un élément à quatre ailettes peut être construit, comme l'indique la fig. 5, en fixant l'une sur l'autre deux cornières 30 en contact le long de leurs sommets. Les deux cor- nières peuvent être maintenues en place en y fixant deux cornières plus petites 31. Suivant la fig. 6, chaque ailette peut être formée par une petite cornière 32 (ou plusieurs cornières empilées l'une sur l'autre) fixées l'ouverture en bas sur une portion de tuyau 33. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour obtenir un élément comportant un nombre d'ailettes impair.
On peut augmenter le poids de l'élément en introduisant une barre pleine 34 dans la portion de tuy- au 33. L'élément à ailettes peut aussi être construit, comme l'indique la fig. 7, en soudant des ailettes rectilignes 35 dans le sens longitudinal sur une barre pleine 36, à intervalles périphériquement espacés. Les portions échancrées des ex- trémités de certaines des ailettes décrites ci-dessus peuvent être des portions réellement échancrées, fig. 5, ou obtenues en donnant aux ailettes une longueur plus courte que-celle de l'élément à ailettes, fig. 6 et 7.
La hauteur des ailettes doit être suffisante pour exercer l'action de désagrégation qu'on désire dans toute la masse réactionnelle et cette action dépend de son côté du nombre d'ailettes et des dimensions globales de l'élément.
En général, on a constaté que la masse de la réaction se désagrège d'une manière particulièrement efficace au moyen d'éléments à ailettes dont les dimensions sont choisies par rapport à celles du four de façon à remplir un trou hypothéti- que d'un diamètre au moins égal au cinquième et au plus égal à la moitié environ du diamètre intérieur du four. Si le diamètre efficace de l'élément à ailettes est inférieur au cinquième environ de celui du four, la masse plastique de la réac- tion s'agglomère immédiatement derrière les ailettes de râclage qui avancent et ne se désagrège pas lorsque l'élément à ailettes retombe.
Lorsque le diamètre effica- ce de l'élément à ailettes dépasse environ la moitié de celui du four, le mouvement d'entraînement de l'élément est légèrement gêné et l'action de désagrégation exer- cée par les ailettes de cet élément est insuffisante pour maintenir la masse réac- tionnelle à l'état de désagrégation nécessaire.
Le four rotatif 10 est enfermé à l'extérieur dans une chambre de chauf- fage appropriée 37, de préférence compartimentée et comportant un dispositif de chauffage quelconque approprié, tel qu'un brûleur à huile ou à gaz 38, ou analogue, disposé dans une chambre de combustion 39, La flamme du brûleur passe par des ori-
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fices 40, 41 et 42 dans chacun des compartiments respectifs 43, 44 et 45 de la chambre de chauffage. Les gaz d'échappement sortent par les tuyaux !:il de raccordement à la cheminée. La portion la plus chaude de la flamme passe dans le compartiment de chauffage !il qui entoure la portion de char- gement du four, de façon à faire prendre à la masse de la réaction la tem- pérature de la réaction qu'on désire aussi rapidement que possible.
La cham- bre de chauffage des fours rotatifs de dimensions relativement faibles sert à fournir la quantité de chaleur nécessaire à la mise en train et au main- -tien de la réaction de digestion qu'on désire. Dans les fours de plus gran- des dimensions dans lesquels une masse de réactif relativement grande peut être maintenue, la chaleur exothermique de la réaction peut rêtre suffisante pour que la quantité de chaleur arrivant dans la chambre de chauffage autour du four ne dépasse pas celle qui est nécessaire pour empêcher les pertes de chaleur de la masse de réaction. Bien entendu, on peut employer d'autres dis- positifs de chauffage faciles à régler, tels que la vapeur, l'air chaud, ou des appareils électriques de chauffage indirect.
On a constaté qu'il est avantageux de charger la bouillie des réactifs dans le four à une assez grande distance à l'intérieur de son ex- trémité fermée 11, fig.l. Le chargement s'effectuant de cette manière em- pêche une masse de réaction plastique de s'accumuler au voisinage de l'extré- mité fermée du four où elle aurait tendance à provoquer le collage de l'élément à ailettes 22, évite d'avoir à chauffer cette extrémité du four pour mettre la réaction en train et évite à y prolonger le revêtement 16 qui risquerait d'être endommagé par les extrémités de l'élément à ailettes en retombant sur lui.
Les avantages du chargement de la bouillie des réactifs '4 une certaine distance à l'intérieur du four peuvent aussi être obtenus en chargeant la bouillie dans la portion centrale du.four et en faisant sortir le produit à ses deux extré- mités.
Pour faire fonctionner le digesteur continu, on fait arriver une bouillie de matière titanifère et d'acide sulfurique concentré en proportions de réaction ordinaires par le tuyau de chargement 13 à l'intérieur du four ro- tatif 10. Le débit de chargement de la bouillie est choisi de façon à maintenir dans le four 10 une masse de réactifs dont la hauteur moyenne ou efficace ne dépasse pas sensiblement celle des ailettes de l'élément à ailettes. On main- tient là température de la chambre de chauffage 37 de façon à amener rapidement la bouillie contenue dans le four à une température de réaction d'environ 180 à 210 C et de préférence d'environ 200 C. Un chauffage prolongé à une température d'envi- ron 210 C doit être évité, de façonà ne pas décomposer le sulfate de titane for- mé par la réaction.
Le sulfate en se décomposant donne du bioxyde de titane sous forme de rutile qui résiste à l'attaque par l'acide sulfurique.
La masse réactionnelle, en avançant progressivement vers l'extrémi- té de déchargement du four, devient -d'abord collante et plastique, puis pâteuse et finalement relativement dure et sèche. La masse réactionnelle plastique sert de digue empêchant la bouillie fluide de couler sans interruption vers l'extré- mité de déchargement 17 du four. Le mouvement de rotation du four fait glisser l'élément à ailettes 22 sur la surface intérieure du four dans sa portion inté- rieure. Chacune des saillies 26 et 27 passe par intermittences sur les ailettes 23 ou vient en contact avec les ailettes 23 de l'élément à ailettes en contact avec la surface intérieure du four.
Lorsque la saillie dépasse librement les deux ailettes en contact avec le four, l'élément à ailettes continue à exercer son action de glissement et de raclage et lorsque la saillie vient en contact avec une des ailettes en contact avec la surface du four, elle entraîne l'élément à ailettes sur la surface ascendante du four jusqu'à ce que cet élément se dé- séquilibre et bascule. Il retombe ensuite vers la portion inférieure du four et exerce de nouveau son action de râclage. En basculant, l'élément à ailettes dé-
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sagrège ou cisaille sur son chemin les portions plastiques et solides de la charge, en la maintenant ainsi à l'état sensiblement désagrégé.
La durée de séjour de la masse réactionnelle passant dans le four rotatif étant de 5 à 15 minutes, 50 à 60% environ de la teneur initiale en titane de la matière titanifère se transforment en sulfate pendant le tra- jet de la masse réactionnelle dans le four. Ce mouvement d'avancement est as- suré en chargeant d'une manière continue la bouillie réactonnelle dans le four malgré la position horizontale du four. Cependant, si on le désire, on peut monter le four dans une position légèrement inclinée pour y rendre le pas- sage de la masse de la réaction plus facile, en particulier lorsqu'on désire que la durée de séjour soit relativement courte. Le produit de la réaction sen- siblement sec sortant du four 10, arrive par la trémie de déchargement 18 dans un second four rotatif 47, chauffé extérieurement de la même manière par une chambre de chauffage 48.
Le four 47 tourne lentement de façonà maintenir en mouvement le produit de la réaction désagrégé qu'il contient. Etant donné que le produit de la réaction chargé dans le second 47 est relativement sec, il est inutile de disposer dans ce four des dispositifs de râclage ou d'agitation.
Les dimensions du four 47 et la profondeur de la charge qui y est maintenue par une digue réglable 49 à son extrémité de déchargement sont choisies de préféren- ce de façon à maintenir une durée de cuisson d'environ une heure et demie à deux heures à une température d'environ 190 à 200 C. Si la matière titanifère à extrai- re consiste en scories titanifères contenant une proportion relativement forte de titane réduit, on peut introduire de l'air ou de l'air et de la vapeur dans le four de cuisson d'une manière quelconque appropriée pour provoquer l'oxydation du titane réduit, ainsi qu'il est décrit dans les deux brevets belges déposés ce jour même par la Demanderesse pour : "Procédé de production du bioxyde de titane" et "Perfectionnements à la production du bioxyde de titane" respectivement.
Cette oxydation du titane réduit n'est pas nécessaire lorsque la ma- tière titanifère à extraire consiste en minerai de titane ou analogue qui ne con- tient sensiblement pas de composés de titane "réduit" dans lesquels la valence du titane est inférieure à 4. Le produit sortant du four de cuisson contient généra- lement plus de 95% de sa teneur en titane sous forme de sulfate de titane.
La description donnée ci-après d'une forme spéciale d'une installa- tion dans laquelle le procédé suivant l'invention a été appliqué indique encore de quelle manière on utilise cette installation et on applique ce procédé. L'opé- ration d'extraction a été effectuée dans un four rotatif de 3,96 m. de longueur et d'un diamètre intérieur de 91,4 cm. Le four enfermé sur une longueur de 2,74-ni dans une enveloppe de chauffage à trois compartiments. L'élément à ailettes du four avait une longueur de 25,4 mm inférieure à celle du four à chaque extrémité, de façon à ménager un jeu aux deux extrémités du four. L'élément à ailettes de la 'forme de la fig. 5 était formé par deux cornières de 152 mm fixées l'une sur l'au- tre au voisinage de leurs sommets opposés par deux cornières de 101 mm.
On a ain- si obtenu un élément à quatre ailettes de 152 mm avec un diamètre efficace de 304 mm et pesant 347 kgs. Les ailettes comportaient des portions échancrées, disposées comme l'indique la fig. 5.
Cette installation a servi à extraire une scorie titanifère obtenue suivant le brevet des Etats-Unis N 2 476 453 en date du 19 juillet 1949. La sco- rie contenait environ 70% de Tio2, environ 8% d'oxyde de fer, (calculé à l'état de Fe), environ 2% de chaux et le complément consistant principalement dans les éléments de la gangue d'origine. Quoique la scorie et l'acide aient été chargés sous ,forme de bouillie dans l'exemple de ce cas particulier, il doit être bien entendu que la matière titanifère et l'acide peuvent être introduits séparément dans le four.
On a introduit,dans le four une bouillie de scorie et d'acide sul- furique en proportions ordinaires entre l'acide et la scorie de 1,5 cette propor- tion étant déterminée en considérant l'acide comme H2SO4 pur quoique l'acide ait
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été ajouté sous forme d'acide sulfurique à 93%. On remarquera qué cette con- centration de l'acide est sensiblement plus faible que celle qui est nécessai- re dans les opérations par charges intermittentes ordinaires, dans lesquelles il est nécessaire que la concentration en acide soit plus forte pour obtenir par sa dilution une fraction considérable de la quantité de chaleur qui est né- cessaire pour mettre en train la réaction d'extraction.
La bouillie de scorie et d'acide a été chargée sous un débit de 13920 kgs de scorie par jour et on a recueilli une quantité de 34154 kgs par jour du produit de la réaction sor- tant du four. On a fait tourner le four à une vitesse d'environ 13 tours par minute en obtenant une durée de séjour d'environ 10 minutes pour le passage des réactifs dans le four. On a maintenu une température de 37500 dans la cham- bre de chauffage entourant l'extrémité de chargement du four et une températu- re d'environ 300 C dans les deux autres chambres entourant le reste du four.
Ces températures des chambres de chauffage ont maintenu une température d'en- viron 200 C dans toute la masse de la réaction dans le four. Le produit de la réaction sortant par l'extrémité de déchargement du four consistait dans une matière en principe granulaire, dont le diamètre moyen des particules était d'environ 6,3 mm. Le produit de déchargement ne contenait que très peu de fines et quelques grosses particules d'un diamètre compris entre environ 12,7 et 19,0 mm. On a constaté qu'environ 59% de la teneur en titane de la scorie s'étaient transformés en sulfate dans le produit sortant du four d'extraction.
Ce produit a été chargé directement dans un four semblable 3,65 m de longueur et 68,5 cm de diamètre intérieur, chauffé de la même manière que le four d'extraction, de façon à maintenir une température de cuisson d'environ 200 C dans le produit en grains contenu dans le four. Une certaine quantité des gaz de combustion sor- tant de la chambre de chauffage entourant le four de cuisson ont été dérivés dans la double enveloppe de chauffage entourant la trémie de déchargement, fig. 2 pour empêcher l'humidité acide corrosivè de s'y condenser. On a maintenu une couche du produit d'environ 228 mm d'épaisseur dans le four de cuisson, qu'on a fait tourner à une vitesse d'environ 1 tour par minute pour obtenir une durée de séjour d'envi- ron une demi-heure à deux heures.
Le produit sortant du second four contenait en- viron 95% de la teneur initiale en titane de la scorie sous forme de sulfate de ti- tane.
On voit que le procédé et le dispositif suivant l'invention permet- tent de faire digérer la matière titanifère en présence de l'acide sulfurique par une opération continue. Ce résultat est obtenu en raison de l'action de râclage et de désagrégation exercée dans le digesteur continu suivant l'invention. Etant donné que la masse de la réaction en cours de solidification et solide est main- tenue à l'état de désagrégation dans toute la longueur du digesteur, la masse de la réaction circule d'une manière ininterrompue dans le digesteur dans lequel on obtient ainsi les conditions de la réaction les plus avantageuses.
En règlant ain- si l'opération d'extraction principale, c'est-à-dire la portion de cette opéra- tion au cours de laquelle une réaction violente s'accomplit et s'accompagne d'une transformation de la masse en forme de bouillie en masse solide relativement sè- che, il est possible de terminer l'extraction dans une mesure industriellement acceptable par une simple opération de cuisson dans un récipient approprié. En conséquence, l'invention consiste non seulement dans un nouveau procédé d'extrac- tion continue, mais encore dans une forme de réalisation totale qui permet de réaliser une extraction ou attaque sensiblement totale d'une matière titanifère et convient particulièrement à la préparation des pigments de bioxyde de titane.