BE495733A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE POUR L'OBTENTION SIMULTANEE DE METAUX ET DE GAZ RICHE. 



   Dans la plupart des cas, on obtient des métaux par réduction de minerais oxydés ou sulfurés, grillés, dans des fours à cuve, dans les- quels on soumet un mélange de minerais en morceaux et de coke en morceaux à un soufflage avec de l'air. Le carbone contenu dans le coke est trans- formé en un gaz pauvre, contenant de l'azote, de l'oxyde de carbone et de l'anhydride carbonique. L'exemple le plus connu de ce mode opératoire est le haut-fourneau. 



   L'obtention du gaz riche, propre à la distribution au public, a lieu en général par distillation sèche du charbon de terre dans des cornues et chambres, chauffées de l'extérieur, à environ 1000  C, dans des usines à gaz et, à une échelle beaucoup plus grande, dans des coke- ries. Dans les cokeries, le produit principal est un coke utilisable pour le traitement métallurgique de minerais, tandis que le gaz riche, d'une valeur calorifique maximum de 4.000-5.000 cal/m3, est obtenu comme sous-produit. La distribution de gaz à distance est assurée principale- ment par du gaz de fours à coke. 



   Il a été proposé de rendre le traitement métallurgique de mi- nerais plus simple et plus économique en chargeant le four à cuve, non pas avec du coke, mais avec du charbon non dégazéifié. Au point de vue du traitement métallurgique de minerais, ce procédé à un seul stade pré- sente beaucoup d'avantages, étant donné qu'au lieu du coke, fabriqué dans une installation particulière, on peut utiliser du charbon meilleur marché, surtout aussi des sortes de charbon qui ne conviennent pas pour la fabri- cation de   cokeo   Des charbons en grains fins et du poussier de charbon sont agglomérés, avantageusement en mélange avec du minerai broyé, et sont amenés de cette manière à une forme en morceaux convenant pour le four à cuve.

   Dans le cas de l'utilisation d'un mélange aggloméré de minerai et combustible, la réduction du minerai s'effectue en outre plus rapidement, 

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   @   de sorte qu'il en résulte des fours à cuve d'une hauteur notablement plus ' faible que celle usitée jusqu'ici. Au point de vue de la distribution de .gaz, par contre, ce procédé signifie un pas en arrière, en ce que, au lieu du gaz de fours à coke, de valeur calorifique élevée, on n'obtient    qu'un gaz pauvre, qui est analogue au gaz de gueulard actuel des hautsfourneaux et qui possède une valeur calorifique de 1000 à 1500 cal/m3.   



  ; Même si l'on fait marcher le four à cuve avec du vent enrichi en oxygène   @   ou avec de l'oxygène pur, le cas échéant avec addition de vapeur d'eau, on peut, dans le cas le meilleur, obtenir un gaz analogue au gaz à l'eau, mais non un gaz riche convenant pour la distribution au public. Le char- gement direct de charbon à gaz pour le traitement métallurgique de mine- rais ne satisfait par suite pas, dans les procédés connus, à la condition générale exigée de l'utilisation la meilleure possible du combustible. 



   La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient par le fait que le traitement métallurgique de mélanges en morceaux de minerai et de combustible dans des fours à cuve est effectué en utilisant de l'oxygène de concentration élevée (60-99%) et en ajoutant de la vapeur d'eau sous la pression la plus élevée possible. On fait arriver au four à cuve, en mélange avec l'oxygène ou séparément de celui-ci, de la vapeur d'eau et, le cas échéant, également de l'anhydride carbonique, en utili- sant avantageusement un chauffage préalable ou un surchauffage à des tem- pératures élevées. Suivant la nature désirée du gaz dans chaque cas par- ticulier, on peut utiliser des pressions d'environ 5 à 50 atm.

   La pres- sion a pour effet, comme dans la gazéification sous pression connue de combustibles selon le procédé Luri' (brevet allemand 592,223), que les produits d'oxydation du carbone, se formant par la réduction des minerais oxydés par le carbone y mélangé, ainsi que par la combinaison de celui-ci avec de l'oxygène, réagissant avec la vapeur d'eau amenée ou avec l'hydro- gène formé par réaction de vapeur d'eau et de carbone, avec formation de méthane, par exemple selon l'équation: 
 EMI2.1 
 2 CO + 2 H2 = C02 + CH4 + 59,3 cal/mol-gr. 



   Cette réaction conduit, comme il est connu, suivant la valeur de la pression utilisée, à une formation plus ou moins forte de méthane. 



  On réussit ainsi à obtenir un gaz de gueulard, composé essentiellement d'anhydride carbonique, d'oxyde de carbone, d'hydrogène et de méthane, qui se différencie, par une teneur en méthane, comprise entre environ 5 et   20%   selon la pression utilisée, du gaz de gueulard obtenu lorsqu'on fait fonc- tionner le four à cuve sans pression. Ce gaz constitue, après élimination de l'anhydride carbonique, par exemple par lavage à l'eau sous pression, un gaz riche analogue au gaz de fours à coke et peut être utilisé comme celui-ci pour la distribution à distance. La chaleur, mise en liberté lors de la formation de méthane,est utilisée dans le procédé lui-même et con- duit à une économie en oxygène. 



   L'addition de vapeur d'eau, qui n'est pas appliquée de façon normale dans le traitement métallurgique de minerais, est importante, car il ne peut, en l'absence de vapeur   d'eau.,   se former que de faibles propor- tions de méthane. D'autre part, une addition élevée de vapeur d'eau à l'oxygène, dans la zone de fusion du four à cuve, pourrait produire une for- nation indésirablement forte de gaz à l'eau, qui par sa consommation de chaleur, empêcherait d'atteindre la température élevée nécessaire pour l'opération de fusion.

   Il peut par suite être avantageux de renoncer à l'utilisation de vapeur d'eau comme agent diluant pour l'oxygène introduit dans la zone de fusion et d'amener l'oxygène soit pur soit en mélange avec de l'anhydride carboniqueo L'addition de vapeur d'eau a lieu alors au-des- sus de la zone de fusion, le cas échéant avec addition simultanée de quan- tités additionelles d'oxygène. 



   Outre du combustible en morceaux, on peut avantageusement uti- 

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 liser du combustible en grains fins ou pulvérulent, par exemple du poussier de charbon, du lignite, de la tourbe, du coke de distillation lente, etc., qui a été mélangé et aggloméré avec du minerai broyé et analogue,. 



   On peut encore accroître la formation de méthane, nécessaire pour l'obtention d'un gaz de gueulard de valeur calorifique élevée, en ajoutant, à la charge du four à cuve, des catalyseurs, qui favorisent la formation de méthane. Il sera fréquemment avantageux d'agglomérer le catalyseur avec le minerai à traiter et avec le combustible. 



   Comme catalyseurs qui favorisent la formation de méthane, on connaît le nickel, le cobalt, le fer ainsi que d'autres métaux et allia- ges favorisant l'hydrogénation, ainsi que leurs oxydes ou sels qui se dissocient facilement à chaud en oxydes. Il est en outre connu que la formation de méthane est notablement accrue par l'addition d'un carbo- nate, oxyde ou hydroxyde alcalin ou alcalinoterreux, le cas échéant avec addition de combinaisons de métaux lourds. 



   REVENDICATIONS. 



   1 - Un procédé pour l'obtention simultanée de métaux, en par- ticulier de fer, et d'un gaz riche convenant pour la distribution au pu- blic, caractérisé en ce qu'on fond un mélange de minerai et de combustible en morceaux, sous une pression d'environ 5 à 50 atm, dans un four à cuve, auquel on fait arriver de l'oxygène et de la vapeur d'eau, en mélange ou séparément.

Claims (1)

1. 2 - Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on insuffle additionnelle ment de l'anhydride carbonique.

   3 - Un procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractéri- sé en ce que l'on introduit la vapeur d'eau, entièrement ou en partie au- dessus de la zone de fusion.

   4 - Un procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on chauffe au préalable l'oxygène et/ou la vapeur d'eau et/ou l'anhydride carbonique.

   5 - Un procédé suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on mélange les minerais ou oxydes métalliques avec des combus- tibles appropriés, tels que lignite, charbon de terre, tourbe, coke de dis- tillation lente, on les agglomère d'abord et on les charge ensuite.

   6 - Un procédé suivant les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ajoute au lit de fusion des catalyseurs qui favorisent la formation de méthane.