BE501737A - - Google Patents

Description

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  EXTRACTION D'ETAIN DE MINERAIS ET-DE-CONCENTRES. 



   La présente invention se rapporte à l'extraction   d'étain   de mine- rais ou de concentrés stannifères contenant du fer et plus particulièrement à un procédé pour la réduction, dans un milieu réducteur gazeux, d'oxydes d'é- tain contenus dans de tels minerais ou concentrés. 



   Par le passée l'étain a été extrait de minerais stannifères, tels que la cassitérite dans laquelle il est présent sous forme d'oxyde d'étain, par de coûteux procédés de fusion à haute température., dans lesquels des quan- tités considérables d'étain furent perdues par volatilisation ou   scorification.   



  Des efforts ont été faits pour récupérer l'étain de tels minerais par réduction du minerais au moyen d'un agent gazeux, mais aucun de ces procédés proposés, de réduction par un gaz, n'a été trouvé intéressant du point de vue commercial, surtout à cause de la difficulté et du coût de la séparation de l'étain des alliages fer-étain qui sont produits au cours de la   rédcution.   



   Un des buts de la présente invention est de procurer un procédé efficace pour la réduction par un gaz de l'oxyde d'étain contenu dans les minerais et concentrés renfermant de l'étain et du fer, procédé qui laissera   l'étain   et du fer, procédé qui laissera   l' étain   pratiquement non contaminé par le fer métallique, état dans lequel il peut être séparé aisément et récupéré comme étain métallique pur. 



     Un   autre but de la présente invention es de   réduira   l'oxyde d'é- tain en étain en empêchant une réduction importante d'oxyde   ferrique,   présent dans les minerais, ou formé au cours du traitement d'extraction, en des oxydes plus faibles que Fe3O4 ou même en fer. 



   Le procédé suivant l'invention sera illustré par les dessins annexés. 



   La figure 1 est un schéma de circulation illustrant le procédé de réduction suivant la présente invention et sa relation avec d'autres phases du processus d'extraction. 



   La figure 2 est un graphique d'une certaine relation entre la tem-   pérature   et la pression;, caractéristique du procédé suivant l'invention, la 

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 température de traitement étant portée en abscisse et le rapport de la pression partielle de vapeur d'eau à la pression partielle d'hydrogène en ordonnée. 



   Le procédé suivant l'invention peut être appliqué utilement à n'im- porte quels minerais ou concentrés stannifères, représentés par la cassitérite, mais certains minerais de qualité inférieure peuvent être avantageusement con- centrés tout d'abord. De tels minerais ou cencentrés présentent une teneur ' en étain aussi faible que 10 % et une teneur en fer pouvant aller d'une frac- tion de pour-cent jusqu'à 25 % et plus. L'étain et le fer sont présents prin- cipalement sous forme d'oxydeso Fréquemment, le minerai contient également de l'arsenic, du soufre, du bismuth et du plomb, en quantités plus faibles.. 



   Dans la description ci-dessous et dans les revendications annexées, le terme "minerai" sera utilisé pour plus de facilité pour désigner de tels minerais et concentrés.. 



   Lorsque ces minerais sont réduits dans une atmosphère réductrice ordinaire, telle qu'une atmosphère d'hydrogène ou de mélanges   d'hydrogène   et d'autres gaz réducteurs, la réduction des oxydes de fer en fer a lieu en même temps que la réduction d'oxydes d'étain en étain et, dans les conditions régnant dans la zone de réduction, le fer et l'étain se combinent pour former un alliage duquel il est difficile de récupérer l'étain. La formation d'un tel alliage peut bien être la cause de l'échec des efforts antérieurs d'employer une opération de réduction par un gaz lors de l'extraction d'étain à partir de la cassitérite ou d'autres' minerais stannifères. 



   Il a été trouvé que de tels minerais peuvent être réduits pour pro- duire de l'étain dans.un état récupérable, sans cette difficulté gênante, par traitement du minerai dans une atmosphère réductrice gazeuse contenant de l'hy- drogène et de la vapeur d'eau dans les limites de certains rapports critiques. 



   Il a été trouvé qu'à n'importe quelle température de réduction don- née, l'addition d'une certaine proportion de vapeur d'eau à l'hydrogène empê- chera la réduction de   Fe304,   sans interférer avec la réduction de Sn02 en étain. 



  Le rapport vapeur d'eau/hydrogène requis pour produire ces résultats est une fonction de la température dans la zone de réduction. Pourvu que la tempéra- ture soit maintenue en dessous du point de fusion du minerai,le traitement de réduction suivant l'invention réduit sensiblement tout l'oxyde d'étain du minerai en étain qui peut être séparé aidément de la gangue. 



   Le graphique de la figure 2 indique la gamme de rapports vapeur d'eau/hydrogène qui a été trouvée efficace, de la manière expliquée   ci-avant   à des températures de réduction dans le domaine des températures de fonction- nement   efficace.,   inférieures à environ 845  C. Ces rapports sont compris entre   0,49   à 650  C sur la courbe 2 et   4,0   à 845 C sur la courbe 1. 



   Au graphique de la figure 2, la courbe 2 indique les rapports mi- nima de la pression partielle de la vapeur d'eau à la pression partielle de l'hydrogène, qui ont été trouvés efficaces pour empêcher la réduction des oxydes de fer, présents dans la masse de réduction, en fer, aux diverses tem- pératures du domaine couvert. De même, la courbe 1 indique les rapports maxi- ma de vapeur d'eau/hydrogène dont on a trouvé qu'ils peuvent être employés sans interférer avec la réduction de Sn02 en étain. Avec des rapports vapeur d'eau/hydrogène en dessous de la courbe   2,   il se produit une réduction exces- sive d'oxydes de fer et à des rapports au-dessus de la courbe   1,   il se produit une oxydation excessive de Sn en Sn02, empêchant un traitement réel et effica- ce du minerai.

   Les pourcentages de vapeur d'eau utilisés par le procédé sui- vant l'invention se trouvent entre les courbes 1 et 2 et sont efficaces, comme indiqué ci-avant, pour empêcher une réduction sensible d'oxyde ferrique en fer et un alliage subséquent d'étain et de fer, sans entraver la réduction désirée de l'oxyde d'étain 
Il a été trouvé que d'autres améliorations de l'efficacité et du rendement du traitement de réduction peuvent être obtenues si le rapport vapeur d'eau/hydrogène est maintenu au-dessus de la courbe 3 de la figure 2. En des- sous de cette courbe, il peut se produire une réduction excessive de Fe304 en 

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 oxydes plus faibles ou en fer.

   Au-dessus, de cette   courbe,   l'oxyde de fer est maintenu comme   Fe304,   sans réduction sensible en oxydes plus faibles, de sorte que la quantité d'hydrogène consommée est sensiblement réduite. 



   Au schéma de circulation de la figure 1, le minerai cru ou grillé, mis de préférence sous forme de briques, avec ou sans liant, ou aggloméré, ou rendu compact par d'autres moyens, est amené en 7 et est alors transféré dans une' zone de réduction 4 dans laquelle il est chauffé jusqu'à une température inférieure à son point de fusion ou de frittage, qui est généralement inférieur à 800  C, et à une température à laquelle se fera la réduction de Sn02 en étain, généralement au dessus de 650  C, dans une atmosphère réductrice gazeuse conte- nant de l'hydrogène et une quantité de vapeur d'eau suffisante, à la tempéra- ture donnée,, pour empêcher la réduction de Fe 0 en fer, mais insuffisante pour prévenir la réduction d'oxyde d'étain en étain.

   Le rapport vapeur   d'eau/   hydrogène dans la zone de réduction est maintenu entre les points des courbes 1 et 2 correspondant à la température, et de préférence au-dessus de la courbe 3. 



   Le milieu réducteur peut contenir en plus de l'hydrogène un autre ou d'autres gaz réducteurs ou   Inertes.   



   La proportion de vapeur d'eau à inclure dans le milieu réducteur dépend de la température à utiliser dans la zone de réduction, qui à son tour dépend du type et de la qualité du minerai à traiter, et en particulier du point de fusion du minerai. Lorsque la température a été déterminée, la pro- portion de vapeur d'eau à inclure dans le gaz fourni à la zone de réduction,, ressortira des courbes   1,  2 et 3 et devrait être telle que le rapport vapeur   d'eau/hydrogène,   dans la zone de réduction, se trouve entre les courbes 1 et 2 et de préférence entre les courbes 1 et 3. 



   Le traitement de réduction peut être effectué en amenant le gaz réducteur en contact avec le minerai de toute manière appropriée. Il est ce- pendant préférable d'utiliser un four à cuve dans lequel le minerai progresse en contre-courant par rapport au courant du gaz réducteur. Ainsi une réaction rapide peut être obtenue avec un minimum de difficultés d'ordre mécanique. 



   De la zone de réduction 4, la vapeur d'eau et l'hydrogène n'ayant pas réagi sont évacués en 8 tandis que l'étain, le   Fe304   et la gangue passent par 9 dans la zone de séparation et de purification 6. En 6 le résidu de l'o- pération de réduction est ensuite traité pour en séparer l'étain et pour puri- fier celui-ci. Cette séparation peut être effectuée par exemple par flotta- tion ou par séparation par gravité, par un traitement de volatilisation de chlorure nécessitant la formation de chlorure d'étain ou en lixiviant l'étain du résidu soit avec un acide,soit avec un alcali (tel que l'acide sulfurique ou l'hydroxyde de sodium), ou par une combinaison dé telles méthodes.

   La lixi- viation ou le traitement de volatilisation de chlorure est suivi par un trai- tement approprié tel qu'une électrolyse ou une précipitation chimique, par le- quel l'étain est récupéré. Ensuite, si nécessaire, l'étain est purifié davan- tage pour enlever les produits le contaminant, c'est-à-dire le bismuth et le plomb qui, dans le cas de certains minerais, peuvent être présents dans   l'étain   réduit. 



    REVENDICATIONS.   
 EMI3.1 
 



  ---=-:;.-:oC8Q.-...........-.,.,,--¯.... 



   1. Procédé pour l'extraction d'étain des minerais contenant de l'oxyde d'étain et de fer, caractérisé par le traitement du minerai dans une atmosphère réductrice gazeuse contenant de l'hydrogène et de la vapeur d'eau dans des rapports, dépendant de la température, tels que la vapeur d'eau est opérante pour empêcher une réduction sensible des oxydes de fer présents dans la masse de réduction, sans empêcher sensiblement la réduction d'oxyde d'étain en étain et la récupération de l'étain de la masse de réduction.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le maintien dans la zone de réduction, pendant sensiblement tout le=temps que dure l'opé- ration de réduction, d'une pression partielle de vapeur d'eau dont le rapport <Desc/Clms Page number 4> à la pression partielle d'hydrogène dans ladite zone est situé entre les cour- bes 1 et 2 de la figure 2 des dessins, c'est-à-dire entre 0,49 à 6500 C et 4,0 à 845 C, dans lequel domaine la vapeur d'eau empêche une réduction sensible d'oxydes de fer en fer sans empêcher sensiblement la réduction de l'oxyde d'é- tain.

   3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le maintien dans la zone de réduction,pendant sensiblement tout le temps que dure l'opé- ration de réduction, d'une pression partielle de vapeur d'eau dont le rapport à la pression partielle d'hydrogène, dans ladite zone, est situé entre les courbes 1 et 3 de la figure 2 des dessins, c'est-à-dire entre 0,70 à 650 C et 4,0 à 845 C, dans lequel domaine la vapeur d'eau empêche une réduction sensible du Fe 0 en oxydes plus faibles sans empêcher sensiblement la réduction de l'oxy- de d'étain.

   4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, ca- -ractérisé en ce que la réduction est effectuée en faisant circuler continuelle- ment au travers de la zone de réduction, dans une direction en contre-courant par rapport au mouvement du minerai, l'atmosphère réductrice- 5. Procédé pour l'extraction d'étain de minerais contenant de l'oxy- de d'étain et de fer, tel que décrit ci-dessus.