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FOUR POUR LE GRILLAGE DE SULFURES METALLIQUES PULVERISESo
La présente invention est relative à un four pour le grillage de sulfures métalliques pulvérisés et en particulier de pyrites pulvérisées,
Les pyrites à griller en vue d'un traitement métallurgique ou en vue d'obtenir des gaz sulfureux destinés à la production d'acide sulfuri- que ou à d'autres usages, sont livrées soit en menus morceaux, soit en pou- dre fine..
Les pyrites en menus morceaux sont ordinairement grillées dans des fours à plateaux ou dans des fours rotatifs. Dans ces fours, la désulfu- ration des grains de pyrite est toujours incomplète, étant donné que le gril- lage du centre desdits grains est difficilement réalisable. De plus, la ré- cupération de la chaleur contenue dans les gaz sulfureux obtenus, récupéra- tion souhaitable au point de vue économique, se heurte à de grosses difficul- tés, du fait que l'acide sulfurique formé lors du refroidissement des gaz de combustion se condense sur les tubes du récupérateur de chaleur et corrode ceux-cio Enfin, les fours en question doivent être maintenus à des tempéra- tures relativement faibles, de façon à empêcher que la pyrite traitée de- vienne pâteuse, ce qui entraverait le fonctionnement des fours.
Le maintien obligatoire de cette température relativement faible dans les fours est pré- judiciable à la fois en ce qui concerne le grillage et la récupération de chaleur.
Les pyrites en fine poudre sont ordinairement grillées dans des fours à injection, dans lesquels elles sont projetées avec de l'air.
Dans ces fours à injection, le grillage des pyrites est bien plus complet que dans les fours à plateaux ou dans les fours rotatifs, mais les fours à injection présentent en pratique divers défauts. Ainsi, les cendres ob- tenues dans ces derniers fours sont excessivement pulvérulentes et très lé- gères, en sorte qu'elles sont entraînées avec les gaz provenant du grillage et se déposent notamment sur les récupérateurs de chaleur, dont elles finis- sent par altérer le fonctionnement par leur accumulation. De plus, les
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cendres obtenues dans les fours à injection sont chimiquement actives et at- taquent les matériaux réfractaires des fours.
Les inconvénients spécifiés ci-dessus des fours de grillage con- nus sont dus à la température de la chambre de réaction et des parois de ces fours.
Les oxydes de fer poucant se former par le grillage des pyrites sont l'oxyde ferrique rouge, l'oxyde ferrique noir et l'oxyde ferroso-ferri- que magnétique., L'oxyde ferrique rouge obtenu par grillage de pyrites est très léger et doté d'une réactivité chimique importante. Dans les fours à plateaux, les fours rotatifs et les fours à injection connus, les cendres provenant du grillage sont pour la plus grande partie formées par de l'oxyde ferrique rougeo Quant à l'oxyde ferrique noir, obtenu par chauffage d'oxyde ferrique rouge à environ 935 C, il est plus compact-que ce dernier, tout en étant moins réactif.
Enfin, l'oxyde' ferroso-ferrique, obtenuà partir d'oxyde ferrique noir par chauffage prolongé à température élevée, présente des qua- lités supérieures à celles de l'oxyde ferrique noir et convient le mieux en métallurgie. Il est moins réactif que les oxydes ferriques et est beau- coup moins susceptible d'être entraîné avec les gaz de grillage. En général, l'oxyde ferroso-ferrique se sépare par simple gravité des gaz de grillage et se fritte en grains relativement gros.
Le but qu'il est souhaitable de rechercher, lors du grillage de pyrites, est donc l'obtention de cendres d'oxyde ferroso-ferrique. Or, on sait qu'en pratique cet oxyde ferroso-ferrique ne peut être obtenu que si les grains de pyrites, se trouvant dans la chambre de réaction, sont portés à une température très élevée.
Comme l'expérience a montré que la température des grains de pyrites est de 250 à 300 C supérieure à celle de la chambre de réaction, la température optimum pour celle-ci est de l'ordre de 1350 à 1400 C
Dans les fours en usage jusqu'à présent, une température de 1350 à 1400 C environ ne peut être atteinte, car les réfractaires ne résiste- raient pas à cette température en présence d'oxyde de fer.
La présente invention a pour objet un four de grillage du sul- fures métalliques pulvérisés, et en particulier de pyrites, dans lequel four les inconvénients des fours connus du type spécifié ci-dessus sont supprimés, tandis que des températures de l'ordre de 1350 à 1400 C peuvent y être atteintes, sans préjudice pour les réfractaires.
Suivant l'invention, des moyens sont prévus pour refroidir les parois du four, par circulation d'un fluide de refroidissement. Grâce à ces moyens, les réfractaires sont maintenus à une température telle qu'ils ne subissent pas de dommages, tandis qu'est assurée une récupération directe d'une fraction importante de la chaleur de grillage.
Comme fluide de refroidissement, on peut utiliser, par exemple, des liquides, tels que l'eau, le mercure, les oxydes de phényle, etc.... ou des gaz, tels que azote, air etc...
Suivant une forme d'exécution particulière de l'invention, les moyens susdits sont constitués par des tubes à circulation d'un fluide de refroidissement, dont sont revêtues intérieurement les parois dudit four, ces tubes étant avantageusement protégés vers l'intérieur du four par des plaques conductrices de la chaleur, éventuellement revêtues elles-mêmes de réfrac- taires.
Suivant une autre forme d'exécution des moyens de refroidissement spécifiés ci-dessus, des conduits à circulation d'un fluide de refroidissement sont creusés dans les parois de la chambre de réaction du four de grillage.
Pour permettre d'assurer un déchargement continu des cendres, constituées en majeure partie d'oxyde ferroso-ferrique, on a prévu, dans le four suivant l'invention, une grille mobile, qui amène les cendres en ques- tions dans des récipients se trouvant à l'extérieur du four.
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L'expérience a montré qu'on a intérêt à refroidir les cendres recueillies sur la grille mobile susdite, afin d'empêcher qu'elles ne forment sur celle-ci des dépôts adhérents. A cet effet, suivant l'invention, des moyens sont prévus pour souffler de l'air de refroidissement à travers la grille mobile du four.,
La possibilité de formation de dépôts adhérents de cendres sur la grille mobile du four de grillage peut être en outre, éliminée de façon plus complète en ramenant sur la grille mobile par des moyens appro- priés une partie des cendres froides qui en ont été déchargées auparavant.
De cette manière, les cendres chaudes plus ou moins pâteuses viennent se déposer sur une couche de cèndres froides, ce qui empêche toute formation de dépôts adhérents sur la grille mobile.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivant des dessins annexés au présent mémoire et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation d'un four de grillage de sulfures métalliques puvérisés suivant l'invention, - les figures 2, 3 et 4 sont, à plus grande échelle, des coupes transversales respectivement suivant les lignes II-II, III-III et IV-IV de la figure 1, et - les figures 5 et 6 sont, également à plus grande échelle, des coupes analogues à celles des figures 2, 3 et 4, illustrant divers autres moyens utilisés, suivànt l'invention, pour refroidir les parois d'un four de grillage de sulfures métalliques pulvérisés.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le four de grillage par injection, représenté schématiquement à la figure 1, est du type à refroidissement par circulation d'eau et com- porte une chambre de réaction 1, séparée d'une chambre de refroidissement 2, par une grille formée de tubes 3 à circulation d'un fluide de refroidisse- ment.
A la partie supérieure de la chambre de combustion ou de réac- tion 1, est monté un brûleur 4, qui projette dans ladite chambre 1 les sulfures pulvérisés à griller. Les sulfures en question sont amenés au brûleur 4 par un dispositif d'alimentation 5 à vis sans fin, qui véhicule les sulfures à griller d'une trémie 6 au brûleur 4.
L'air nécessaire au grillage des sulfures métalliques est amené dans le brûleur 4 par des conduits 7 branchés sur une canalisation 8 raccor- dée à une canalisation 9 d'amenée dudit air de combustion. La canalisation 9 s'étend à partir d'un récupérateur de chaleur, désigné dans son ensemble par la notation de référence 10, jusqu'à un tube annulaire 11, sur lequel sont branchées des tuyères 12 servant à souffler de l'air sur la grille 3 séparant la chambre de combustion 1 de la chambre de refroidissement 2. L'air soufflé sur la grille 3 par les tuyères 12 sert, d'une part, à refroidir la grille 3, de façon à empêcher l'accumulation sur cette dernière de cendres adhérentes, et, d'autre part, à maintenir les sulfures injectés en'suspension dans la chambre de réaction 1, tout en participant au grillage de ces sulfu- res.
Les gaz provenant du grillage des sulfures métalliques traver- sent la chambre 13 surplombant la chambre de réaction 1 et sont amenés en- suite dans le récupérateur 10, dont ils s'échappent en 14. Le trajet des gaz sulfureux provenant du grillage est indiqué à la figure 1 par les flè- ches X.
Dans le récupérateur 10, les gaz sulfureux rencontrent d'abord un faisceau tubulaire 15, dans lequel circule, par exemple, de la vapeur d'eau, qui est surchauffée avant d'être envoyée vers un lieu d'utilisation.
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Après avoir passé à travers le surchauffeur 15, les gaz de gril- lage traversent un faisceau tubulaire 17 faisant office de réchauffeur de l'eau d'alimentation du réservoir 28. Enfin, les gaz sulfureux traversent un troisième faisceau tubulaire 18, dans lequel circule l'air destiné à être envoyé au brûleur 4 et aux tuyères 12; cet air entre dans le faisceau par la conduite 16.
Les cendres provenant du grillage des sulfures tombent à tra- vers la grille 3, dans la chambre 2, où elles sont refroidies, avant d'être recueillies sur une grille 19 mobile dans le sens de la flèche Y. La grille 19 décharge les cendres dans-la trémie 20. D'autres trémies auxiliaires 21 sont prévues sous la grille 19 pour recueillir les cendres passant entre les barreaux de celles-ci. Suivant l'invention, des dispositifs appropriés (non représentés) sont prévus pour envoyer un courant d'air de refroidisse- ment à travers la grille 19 dans la chambre de refroidissement 2.
Une partie des cendres froides, déchargées dans les trémies 20 et/ou 21, peut être recueillie sur un transporteur 22, d'où ces cendres sont amenées par un élévateur 23 dans une trémie 24. Les cendres froides se trouvant dans la trémie 24 sont destinées à être chargées sur la grille 19, de manière à former sur celle-ci un lit de cendres froides, sur lequel se déposent les cendres encore chaudes venant de la chambre de réaction 1. Le lit de cendres froides sert à protéger la grille mobile 19, de façon à em- pêcher la formation sur celle-ci de dépôts adhérents de cendres chaudes.
Comme on le voit à la figure 1, les parois du four, désignées dans leur ensemble par la notation de référence 25, sont revêtues, vers l'in- térieur du four, de tubes 26, dans lesquels circule un fluide, tel que l'eau, servant à refroidir les parois 25 en question. Les diverses sections de tubes aboutissent à des boites à eau 27, qui les relient entre elles, de manière à former un circuit fermé, dans lequel circule le fluide de refroidissement.
Dans ce circuit est interposé un réservoir 28, dans lequel est prélevée de la vapeur d'eau, qui est envoyée dans le faisceau tubulaire 15 faisant office de surchauffeur.
L'eau ou autre fluide de refroidissement recueilli dans le ré- servoir 28 est envoyé dans l'échangeur 17, pour y être réchauffé par les gaz de grillage.
On décrira à présent, en se référant aux figures 2 à 6, quel- ques moyens utilisés, suivant l'invention, pour refroidir les parois du four de grillage de sulfures métalliques pulvérisés.
A la figure 2, la paroi, désignée dans son ensemble par la no- tation de référence 25, comporte-un revêtement extérieur 29, par exemple en tôle, une première couche isolante 30 et une seconde couche isolante 31.
Dans la couche 31 sont ménagés des creux ou évidements longitudinaux ser- vant de logement aux tubes 26, dans lesquels circule, par exemple, de l'eau de refroidissement. Vers l'intérieur du four les tubes 26 sont protégés par des plaques 32 en une matière conductrice de la chaleur, telle que la fonte.
La fixation des plaques de fonte 32 s'effectue à l'aide de boulons 33 pas- sant dans des étriers 34 solidaires de la couche isolante 31.
A la figure 3, la paroi de four 25 comporte un revêtement inté- rieur 29, une couche isolante 30 et des blocs 35 entre lesquels sont fixés, à l'aide de blochets 36 et de boulons 33, les tubes 26 à circulation de flui- de de refroidissement. Les tubes 26 sont munis d'ailettes continues 37, sou- dées sur toute leur longueur à la surface cylindrique des tubes 26. Les ai- lettes 37 sont noyées dans un revêtement intérieur 41 en matière réfractaire.
A la figure 4, la paroi 25 comporte un revêtement extérieur en tôle 29, une couche isolante 30 et des blocs 35 entre lesquels sont fixés les tubes 26. Le dispositif de fixation de ces tubes 26 est analogue au dis- positif utilisé dans la figure 3.
La paroi de four 25 représentée à la figure 5 est analogue à celle de la figure 2, si ce n'est qu'elle ne comporte pas de deuxième couche
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isolante 31 et que les plaques en fonte 32 sont revêtues d'une couche de ma- tière réfractaire 38, l'ancrage de cette couche 38 aux plaques en fonte 32 étant assuré par des dispositifs appropriés, tels que 39.
Enfin, à la figure 6, les tubes 26 sont remplacés par des con- duits 40 creusés dans les plaques en fonte 32.
Grâce aux agencements décrits ci-dessus en référence aux figures 2 à 6, il est possible de refroidir suffisamment les parois du four pour per- mettre d'atteindre dans celui-ci des températures de grillage de l'ordre de 1350 à 1400 C,sans avoir à craindre d'endommagements desdites parois du four.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes d'exécution décrites ci-dessus et que bien des modifications peu- vent être apportées dans la disposition et la constitution des éléments in- tervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
1. Four pour le grillage de sulfures métalliques pulvérisés, ca- ractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour refroidir ses parois par cir- culation d'un fluide de refroidissement.