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Publication number: BE500988A
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Description


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  RECUPERATION DE METAUX A PARTIR DES.LAITIERS DE CONVERTISSEURS. 



   La présente invention est relative au traitement auquel on soumet les laitiers,tels que les laitiers de convertisseurs de nickel ou de cuivre$' en vue   d'en   recueillir les métaux non ferreux, tels que le cuivre, le nickel et le cobalt, et/ou d'en recueillir séparément le fero 
Il est de pratique courante de fondre un minerai ou un concentré de minerai de cuivre ou de nickel pour en obtenir une matte essentiellement composée de sulfure de cuivre ou de nickel et de sulfure de fer.

   En générale ces mattes contiennent de 30 à 45% environ de cuivre ou de nickelé 
On soumet alors ces mattes à une opération de conversion destinée à éliminer le soufre et le fer, Pour convertir une matte de cuivrée on   élimi-   ne le sulfure de fer par oxydation, le fer passant dans le laitier de sili- cate.On continue alors l'oxydation pour éliminer le soufre du sulfure de cuivre, et il reste le cuivre   métallique,   L'opération de conversion du nickel est semblable à la précédente, mais elle en diffère essentiellement en ce que on 1'arrête dès que le sulfure de fer a été éliminé   le   résidu étant composé de sulfure de nickel. 



   Le laitier des convertisseurs de cuivre et de nickel est riche en fer et contient des quantités sensibles de cuivre et de nickel, respec-   tivemente   Ces laitiers sont habituellement fondus de nouveau en les ajoutant à la charge des fours de fusion, La composition de ces deux laitiers est ana- logue.Un laitier type de convertisseur de cuivre contient 45 à 55 % de fer, 18 à 30 % de silice et 2 à 5 % de cuivre.Le laitier de convertisseur de   ni-   ckel contient d'ordinaire un peu moins de fer, et sa teneur en nickel est beau- coup plus faible que la teneur en cuivre du laitier de convertisseur de   cui-   vre. Ge dernier peut contenir un peu de nickel et le laitier de convertisseur de nickel contient souvent une petite quantité de cuivre et/ou de cobalt. 



   La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'obte- nir à partir des laitiers de ce genre une matte contenant sensiblement la   to-   talité du cuivre,du nickel et du cobalt présents dans le laitier et une pe- 

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 tite portion seulement du fer, l'opération donnant en même temps un laitier secondaire dont le fer peut être recueilli. La matte qu'on obtient en soumet- tant le laitier de convertisseur de cuivre au présent traitement est dans de nombreux cas suffisamment riche en cuivre pour être transférée directe- ment au convertisseur. Si la matte ainsi obtenue est relativement pauvres on peut l'ajouter à la charge du four de fusion.

   Ainsi., le métal non ferreux désiré peut être recueilli du laitier de convertisseur soit par conversion directe d'une matte riche qui a été séparée du laitier de convertisseur, soit par l'addition à la charge du four de fusion d'une petite fraction d'un tel laitier sous la forme d'une matte séparéeo 
L'invention est basée sur cette découverte que lorsqu'on incor- pore à un laitier de convertisseur un agent réducteur composé essentielle- ment de silicium et qu'on fond ce laitier, la presque totalité du cuivre., du nickel ou du cobalt présents et une petite proportion seulement du fer présent se précipitent sous la forme d'une matte lorsque la quantité de l'a- gent réducteur utilisée est égale à la moitié environ de celle théoriquement nécessaire, pour précipiter tout le fer présent dans le laitier.

   Il a en ou- tre été découvert qu'à mesure qu'on augmente graduellement le pourcentage de la différence par défaut de l'agent réducteur jusqu'à 80 % environ, la matte précipitée s'enrichit graduellement sans qu'il en résulte une diminution sen- sible du pourcentage recueilli des métaux non ferreux ci-dessus mentionnés. 



  A mesure qu'on continue à augmenter graduellement le pourcentage de la dif- férence par défaut de l'agent réducteur jusqu'à une valeur légèrement supé- rieure à 90   %,   on constate un accroissement rapide de la qualité de la matte produites c'est-à-dire que ce résultat est obtenu lorsque la quantité de l'a- gent réducteur utilisée n'excède pas environ 20 % de celle théoriquement néces- saire pour précipiter tout le fer du   laitière   Ainsi, en traitant des charges de 25 kg d'un laitier de convertisseur de nickel contenant 31, 42   %   de   Si02p   48,09% de FeO,8,8% de A12O3,   3993 %   de CaO, 0,11% de cuivre,0,17% de ni- ckel et 0,1% de cobalt par :

  a) 1,75 kg, b) 0,75 et c) 0,25 kg d'un agent réducteur contenant   66.5 %   de silicium, 8 %. d'aluminium et 25 % de fer:, on a obtenu respectivement a) 5,25 kg, b) 295 kg et c) 1 kg d'une matte qui con- tenait respectivement :a) 0,90 de nickel.   044 %   de cuivre et 5,8% de soufre; b)   196 %   de nickel, 0,7% de cuivre,0,98% de cobalt et 7 % de soufre; c). 



  3,74% de nickels 1,53% de   cuivre,  1,66% de cobalt et 12,01% de soufre 
Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on fond   un, lai-   tier de convertisseur de cuivre ou de nickel et l'on introduit dans ce lai- tier une quantité d'un agent réducteur, tel que le ferrosilicium ou un allia- ge dit "alsifer" de   silicium,\)   d'aluminium et de fers qui n'excède pas 50 % en- viron de la quantité de silicium ou de silicium-aluminium théoriquement néces- saire pour précipiter tout le fer du laitier, ce qui donne une matte contenant sensiblement la totalité du cuivredu nickel et du cobalt qui étaient présents dans le laitier.

   En laissant reposer le mélange fondu,, il devient possible de séparer la matte du laitier secondaire qui est sensiblement libre de cuivre, de nickel et de   cobalt.   On peut mélanger avec ce laitier secondaire une quan- tité convenable de chaux, fondre le mélange et y incorporer un agent réducteur tel que le ferro-silicium,   l'alsifer   ou le carbure de calcium, pour précipiter un produit ferreux semblable à la fonte de fer ou à   l'acier.   



   Pour produire la matte à partir d'un laitier de convertisseur de cuivre ou de nickel;, il est désirable que l'agent réducteur soit à l'état fi- nement divisé et il est préférable que la grosseur de particules n'excède pas environ 230 micronso Il convient que le mélange fondu soit chauffé à une tem- pérature suffisamment élevée., par exemple comprise entre 1200 C et 1500 C, pour donner un laitier secondaire fluide et non collant au moment   où   on lais- se reposer le mélange. 



   On utilise une température élevée du même ordre pour précipiter le fer du laitier secondaire. Il convient que la quantité de chaux ajoutée soit suffisante pour remplacer l'oxyde ferreux éliminé sous forme de   fero   Au lieu,des agents réducteurs mentionnés., on peut employer d'autres agents ré- ducteurs propres à réduire l'oxyde ferreux à l'état de métal. 

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   Le mode opératoire à utiliser dans tout cas donné pour la mise en oeuvre de   l'invention   dépend du résultat désire. Si la matte précipitée à par- tir d'un laitier de convertisseur de cuivre ou de nickel est riche, la te- neur en soufre du laitier secondaire est ordinairement relativement élevée et, par conséquent, la teneur en soufre du fer précipité à partir du laitier secondaire est elle-même relativement élevée. Par conséquent, si le but prin- cipal est de recueillir du fer libre de cuivre, de nickel et de cobalt., il est préférable de précipiter à partir du laitier de convertisseur une matte relativement pauvre, afin d'obtenir un-laitier secondaire pauvre en soufre ce qui diminue la quantité de soufre qu'il est nécessaire d'éliminer du fer par un traitement ultérieur..

   En pareil cas., il est préférable d'employer une quantité d'agent réducteur inférieure'de 50 % environ à celle théoriquement nécessaire pour précipiter tout le fer du laitier., Si   l'on   désire une matte plus riche., on emploiera une proportion notablement plus faible d'agent réduc- teur, la diminution de la proportion d'agent réducteur dépendant de la quanti- té de cuivre, de nickel ou de cobalt du laitier et., à un degré   moindre} ,de   la quantité de fer contenue dans le laitier. Ainsi, dans le cas   d'un   laitier con- tenant moins de 2 % de cuivres de nickel ou de   cobalt,   la différence par dé- faut sera ordinairement supérieure à environ 80 % si l'on désire obtenir -une matte plus riche.

   Si la teneur du laitier en cuivre, nickel ou cobalt atteint une valeur aussi élevée que 5%,on peut obtenir la qualité de matte désirée en employant pour le pourcentage d'agent réducteur une différence par défaut de 65 % environ, c'est-à-dire une proportion   d'agent.   réducteur n'excé- dant pas 35 % environ de la quantité théoriquement nécessaire pour précipiter tout le fer présent dans le laitier. 



   On complètera l'explication de 1?invention par l'exemple parti- culier ci-dessous 
On a placé deux électrodes en graphite de 38 mm de diamètre dans un four   Lectromelt   de 25 kg et on a broyé 25 kg d'un laitier de convertis- seur de nickel;, de la composition indiquée précédemment, à une grosseur de particule de 2 mm environo 17,5kg ont été intimement mélangés avec 0,25 kg de   1-'alliage     "alsifer"   composé de particules d'environ 0,23 mm. la composi- tion de cet alliage étant celle indiquée précédemment. Le four a été chauffé pendant 55 minutes,après. quoi on a introduit graduellement dans le four le reste du laitier, soit 7,5 kg, de manière à obtenir un bain chaud.

   Le mélan- ge de laitier et   d'alsifer   a alors été introduit graduellement dans le bain chaud, au cours d'une période de 60 minutes. Les moyennes des valeurs rele- vées pour la puissance et l'intensité de courant ont été de 24,4 kw et de   480   ampères. Après 10 minutes de chauffage supplémentaire, la charge a été coulée dans un creuset en fonte de fera La matte précipitée s'est déposée au fond du creuset et,après refroidissement, on a pu facilement la séparer du laitier secondaire. La matte recueillie pesait 1 kg et contenait   3,74 %   de nickela 1,53% de cuivre1,66% de cobalt et   12901 %   de soufre. 



   On a broyé le laitier secondaire   à   une grosseur de particules ,d'environ 2   mm   et mélangé 15 kg de ce laitier avec 1,75 kg   dalsifer   de la grosseur de particules et de la composition sus-mentionnées, conjointement avec 3 kg de chaux. Le four précédemment mentionné a été chauffé pendant 55 minutes,. Le mélange de laitier, d'alsifer et de chaux a alors été graduelle- ment introduit dans le four au cours d'une période de 35 minutes.

   Les moyen- nes des valeurs relevées pour la puissance et l'intensité de courant ont été respectivement de 24   kw   et de 480 ampères.  Apres   5 minutes de chauffage sup-   plémentaire,   la charge a été coulée dans un creuset en fonte de fer, On a re- cueilli 4,37 kg   d'un   métal contenant 0,66% de carbone,2,01 % de soufre 0,089% de phosphore  1,09 %   de silicium et des traces seulement de nickel et de cuivre, le reste consistant essentiellement en fer.

Claims

RESUME @ Procédé de récupération de métaux non ferreux à partir d'un lai- tier contenant du fer et une quantité moindre d'un métal choisi dans le grou- pe comprenant le cuivre, le nickel et le cobalt ou un mélange de ces m'étaux,, <Desc/Clms Page number 4> ce procédé étant caractérisé par les points suivants séparément ou en combi- naisons :

1) Il consiste à introduire dans ce laitier une quantité d'un a- gent réducteur ne dépassant pas environ 50 % de la quantité théoriquement né- cessaire pour précipiter tout le fer du laitier, à fondre le laitier de fa- çon à précipiter sous la forme d'une matte sensiblement la totalité dudit mé- tal et une faible proportion seulement du fer et à former un laitier secon- daire,, pais à séparer la matte précipitée du laitier secondaire, ledit agent réducteur étant choisi dans le groupe comprenant le ferro-silicium et un al- liage de silicium, d'aluminium et de fer.

2) La quantité d'agent réducteur employée n'excède pas environ 35 % de celle théoriquement nécessaire pour précipiter tout le fer du laitier.

3) On mélange le laitier secondaire séparé avec de la chaux et une matière susceptible de réduire l'oxyde ferreux à l'état de métal, on fond ce mélange de manière à provoquer la précipitation du fers et on sépare le fer précipité.

4) La quantité d'agent réducteur employée n'excède pas environ 20 % de celle théoriquement nécessaire pour précipiter tout le fer du laitier.

5) L'agent réducteur est un alliage de silicium, d'aluminium et de fera 6) On mélange le laitier secondaire séparé avec de la chaux et une matière choisie dans le groupe comprenant le ferro-silicium, le carbure de calcium et un alliage de silicium d'aluminium et de fer.

II - A titre de produits industriels nouveaux, les métaux récupé- rés à partir des laitiers de convertisseurs, conformément au procédé tel que défini ci-dessus.