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PROCEDE .DE FUSION DES 'MINERAIS'ZINCIFERES.
La présente invention concerne la fusion des minerais zincifè- res et, plus particulièrement, la fusion de ces minerais au four électri- que.
La fusion du zinc au four électrique offre divers avantages qui consistent dans la simplicité de la préparation de la charge et du fonction- nement du four par rapport aux techniques de fusion du zinc actuellement pra- tiquéeso D'innombrables solutions ont été préconisées jusqu'à présent pour la fusion au four électrique des minerais zincifères, et consistent à fon- dre une charge sèche de minerai et d'une substance réductrice, avec mise en liberté de vapeur de zinc métallique, mais autant qu'on puisse le savoir, au- cun procédé de cette nature n'a jamais été appliqué dans la pratique indus- trielleo Ceux qui ont essayé ces procédés antérieurement préconisés,, même à une échelle réduite,
ont constaté par expérience que les gaz chargés de va- peurs de zinc ainsi produits ne peuvent être condensés sans qu'il se forme une quantité excessive de poudre bleue,, ou de poussière de zinc.. ou les deux, et que l'opération de fusion elle-même se caractérise par une faible quantité de zinc extraite de la charge et par une opération non continue.
La Demanderresse a découvert qu'il est possible de fondre les mine- rais zincifères d'oxydes ou oxydés en présence de quantités appréciables de fer et de cuivre, ou de métaux précieux, ou à la fois de ces métaux à l'échelle industrielle,, dans un four à arc électriques avec formation de vapeur de zinc métallique pouvant être condensée en majeure partie sous forme de zinc métal- lique solide,,, et concentration du cuivre et des métaux précieux sous une forme permettant de les récupérer par des moyens ordinaires. Il a été découvert que ce résultat peut être obtenu par un réglage d'une combinaison de certaines con- ditions de fusion.
Ces conditions de fusion déterminantes consistent dans une importante relation entre la composition de la charge, y compris une certaine quantité de soufre de sulfure, et dans la manière dont la fusion s'effectue.
Le réglage de ces conditions déterminantes rend possible la fusion d'un minerai
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zincifère en présence d'une substance réductrice carbonée dans un four élec- trique à arc, avec formation d'une matte fondue, d'une scorie fondue ne con- tenant sensiblement pas de zinc et d'une vapeur de zinc métallique pouvant être condensée en majeure partie sous forme de zinc métallique solideo
Le procédé de fusion suivant l'invention consiste à incorporer à une charge de minerai zincifère oxydé contenant des proportions appréciables de fer et de cuivre, argent ou or, ou de leurs combinaisons, une quantité de sou- fre de sulfure suffisante pour former une matte avec la presque totalité du cuivre ou des métaux précieux ou des deux groupes, s'ils existent, et avec une portion au moins du fer,
à incorporer ensuite à la composition de la charge une quantité de matière réductrice suffisante pour réduire la totalité de l'oxyde de zinc et, avantageusement, mais non nécessairement, une portion au moins de l'oxyde de fer qui n'a pas été transformé en sulfure par le sou- fre, à introduire la charge dans le four à l'état sec en vrac., à fournir la chaleur nécessaire à cette réduction dans le four par un arc électrique en contact avec la masse de scorie fondue, et à effectuer la réduction dans une zone de fusion au-dessus de la masse de scorie fondue et hors de contact direct avec l'arc de chauffage, de fagon à effectuer la fusion de la charge à une tem- pérature ne dépassant pas 1450 C.
Les minerais zincifères d'oxyde contiennent généralement du zinc, du cadmium, du plomb et du fer souvent accompagnés de quantités appréciables de cuivre, argent ou or, ou de leurs combinaisons. Les oxydes de ces métaux, à 1' exception de l'or qui se présente généralement à l'état natif dans ces mine- rais, sont faciles à réduire par des substances carbonées solides à des tempé- ratures comprises -entre environ 1100 et 1400 C. Les constituants de la gangue des minerais sont des oxydes de calcium, magnésium et silicium, qui ne se ré- duisent pas facilement dans ces conditions.
Bien que des températures de fusion comprises entre 1100 et 1400 C soient faciles à obtenir dans un four électrique, c'est un fait caractéristique de la marche des fours électriques ordinaires qu' une portion notable de la charge est chauffée à une température sensiblement supérieure à celle de la masse générale de la charge.
On peut éviter les températures de fusion sensiblement supérieures à 14500C en fondant la charge hors du contact direct avec l'arc du four, la chaleur du four étant fournie en grande partie par le rayonnement d'un arc jaillissant entre les électrodes du four et une masse de scorie fondue obtenue par fusion de la charge. Mais, même en fondant la charge par ce procédé, des quantités appré- ciables de chaux, magnésie et silice contenues dans la scorie ont une forte ten- dance à se réduire à haute température de 1'arc, si la charge contient une quan- tité appréciable de substance réductrice carbonée disponible.
Etant donné qu'on a constaté que la réduction de ces constituants de la gangue donne lieu à leur volatilisation et les fait apparaître ensuite sous forme de particules de pous- sière des oxydes correspondants qui paraissent favoriser la formation de la pou- dre bleue physique et chimique dans le condenseur de la vapeur de zinc, la ré- duction des constituants de la gangue doit être évitée avec le plus grand soin.
On avait constaté antérieurement que, pour avoir la certitude qu'il n'existe pas de matière carbonée réductrice disponible pour la réduction des constituants de la gangue de la scorie fondue au voisnage des arcs de chauffage, il est nécessaire de choisir les proportions relatives de la matière réductrice et des oxydes métalliques -précités faciles à réduire, de façon qu'une certaine portion de l'oxyde de fer reste à l'état non réduit. Dans ces conditions, la to- talité des autres oxydes métalliques faciles à réduire est virtuellement rédui- te à l'état métallique, tandis qu'une faible quantité d'oxyde de fer reste à 1' état non réduit.
D'autre part, la présence d'une quantité excessive d'oxyde de fer dans la scorie ne peut être tolérée, étant donné que la scorie obtenue s'oxyde dans des condi- tions qui tendent à décarburer la fonte à l'état fondu, formée au cours de l'opé- ration de fusion, et qui se trouve au-dessous de la couche de scorie fondue. La décarburation de la fonte élève son point de fusion et a tendance à immobiliser le fer métallique dans le four.
En conséquence, pour obtenir une vapeur de zinc susceptible de se condenser en majeure partie à l'état de zinc métallique soJide.,
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et un sous-produit de fonte pouvant être coulée en partant de la fusion d'un minerai zincifère se composant à peu près complètement d'oxydes., les propor- tions relatives de la matière réductrice carbonée contenue dans la charge et des autres éléments de cette dernière;: doivent être choisies de façon que la scorie contienne à l'état non réduit une proportion comprise entre environ 1'5% et environ 6% en poids d'oxyde de fer (calculé à l'état de Fe).
Mais la Demanderesse a découvert qu'on peut en principe se dispen- ser de cette surveillance attentive de la teneur en oxyde de fer de la scorie en réglant la composition de la charge de façon qu'elle contienne une quantité de soufre de sulfure suffisante pour former du sulfure de fer avec une portion au moins de la teneur en fer de la charge, et une matte avec la presque totalité ducuivre, argentetorcontenus dans le minerai. On a constaté que., dans ces condi- tions, le sulfure de fer fondu obtenu retient la presque totalité du cuivre, argent et or sous une forme facile à récupérer en permettant ainsi au cadmium et au plomb de se volatiliser librement avec le zinc,, et que la teneur en oxyde de fer de la scorie n'exerce pas d'action nuisible sur les conditions physiques et chimiques de l'opération de fusion.
Toutefois, on a constaté qu'il est avan- tageux d'introduire dans la matte une certaine quantité de fer métallique, le fer libre agissant comme agent réducteur du sulfure de zinc éventuellement dis- sous dans la matteo L'introduction d'une certaine quantité au moins de fer réduit dans la matte a donc tendance à réduire au minimum la présence dans la matte du constituant zinc de la charge.
En conséquence, on peut non seulement détermi- ner la composition de la charge de façon qu'elle contienne une quantité de sou- fre suffisante pour former une matte avec la presque totalité de cuivre, argent et oret avec une portion au moins de fer, mais encore il peut être avantageux de choisir les proportions des éléments de la charge de façon qu'une portion au moins du fer ne soit pas transformée en sulfure, et que la charge contienne une quantité de matière réductrice carbonée suffisante pour réduire la totali- té de l'oxyde de zinc de la charge et une portion au moins de l'oxyde de fer qui n'a pas été transformé en sulfure par le soufre contenu dans la charge.
Si la quantité de fer métallique ainsi formée est supérieure à celle qui rem- place le sulfure de zinc dans la matte, et en outre supérieure à la limite de solubilité du fer métallique dans la mattescet excès de fer fondu se rassemble en une masse au-dessous de la couche de la matte. Etant donné que le fer métal- lique se forme dans la zone de fusion en présence de la matière réductrice car- bonée, le fer métallique, se carbure au fur et à mesure de sa formation. Sous sa forme carburée, dite fonte brutes le fer fond à la température existant dans le four et, par suite., se dépose et s'agglomère.
Etant donné qu'une couche ou pel- licule supérieure même très mince de la matte, protège cette masse de fonte brute contre la décarburation par une scorie même très fortement oxydante., il est évident que la valeur de la teneur en oxyde de fer de la scorie n'a pas d'impor- tance dans la pratique d'une opération de fusion ainsi exécutée.
Le procédé de fusion suivant l'invention s'applique à tout minerai zinci- fère oxydéssoit de provenance naturelle à l'état oxydé,, soit obtenu par grilla- ge de la blende. Si le minerai contient une quantité appréciable de fer et un ou plusieurs des métaux cuivre, argent et or le soufre nécessaire peut être obtenu d'une source extérieure, si le minerai lui-même n'en contient pas ou a été gril- lé à mort, ou le soufre nécessaire pour provenir du minerai, si celui-ci est un sulfure, en interrompant son grillage peu de temps avant qu'il soit complet.
En conséquence., l'expression l'incorporer à la charge une certaine teneur en soufre" employée dans la présente description, doit être considérée comme comprenant le réglage de la teneur en soufre du minerai lui-même ainsi que l'addition de sou- fre provenant d'une source extérieure, comme décrit en détail plus loin. Cette teneur en soufre de la charge doit être évidemment considérée comme comprenant l'excès de soufre par rapport à celui qui sera retenu par la chaux dans la scorie.
Il est donc facile de voir que la provenance et la nature du minerai zincifère n'ont pas une importance critique. En réalitéon peut fondre par le procédé sui- vant l'invention les minerais zincifèresde tous les types et de toutes les prove- nances, dont la teneur'en zinc est comprise entre environ 20% et plus de 65%.
On peut établir une température de fusion ne dépassant pas 1450 C dans
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une charge zincifère d'un four électrique à arc en chauffant la charge en principe par rayonnement de l'arc et par contact avec la masse de scorie chaude formée au cours de l'opération de fusion et qui ne doit pas dépas- ser une température de 14500C mesurée au moment de la coulée de la scorie du fourb La Demanderesse a constaté qu'une charge zincifère peut être effec- tivement fondue dans ces conditionsen la faisant flotter, sous forme de masse en vrac de particules séparées et hors de contact direct avec l'arc de chauffage, sur la surface de la scorie maintenue fluide à une température d' au moins 1100 C environ- La fusion paraît s'effectuer en principe dans une zone située au-dessus de la surface de la scorie,
en partie dans l'interface entre la charge, et la scorie et en partie dans la couche de la charge immé- diatement au-dessus. L'opération de fusion est endothermique et il en résul- te que la charge nouvelle possède une forte capacité d'absorption de la cha- leur de l'arc et de la surface de la scorie, à la fois par contact et par ray- onnement dans les conditions virtuelles du corps noir. Cette absorption en- dothermique de chaleur de la scorie et de l'arc sert à régler la température de la scorie et de la charge non fondue et permet de maintenir des condi- tions de fusion dans lesquelles la température ne dépasse pas la température maximum de 1450 C de la scorie.
Les matières réductrices propres à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont les matières carbonées solides qu'on emploie couram- ment dans les opérations de fusion métallurgiques. Le charbon et le coke peu- vent être utilisés avec un avantage tout particulier, et de préférence sous forme de particules d'une grosseur comprise entre un maximum d'environ 12,7 mm de diamètre et celle du poussier, La quantité de matière.carbonée utilisée pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention doit être choisie de façon à réaliser une réduction à peu près complète de l'oxyde de zinc du minerai., ainsi que des quantités re- lativement faibles des oxydes de plomb et de cadmium faciles à réduire, qui raccompagnent.
Dans la forme de réalisation choisie de préférence de l'in- vention, la quantité de matière carbonée incorporée à la charge doit aussi être suffisante pour réduire une portion au moins de l'oxyde de fer de la char- ge non transformé en sulfure qu'elle contient. On peut régler la quantité de carbone contenu dans la charge par l'analyse éventuelle de la scorie, la propor- tion convenable de carbone de la charge dans la forme de réalisation choisie de préférence de l'invention étant indiquée par la présence d'au moins 0,5% en- viron de fer dans la scorie sous forme d'oxyde de fer.
Mais il doit être bien entendu qu'on obtient dans la pratique des résultats satisfaisants avec le procédé de fusion suivant l'invention, en déterminant la proportion de matiè- re réductrice contenue dans la charge de façon que la scorie ne contienne virtuel- lement pas d'oxyde de fer libre, bien que, comme on l'a déjà dit, la proportion de matière réductrice ne doit pas être assez grande pour que la scorie en con- tienne une quantité libre suffisante pour provoquer la volatilisation des cons- tituants de la gangue formant de la poussière dans le condenseur.
Le soufre du sulfure de la charge fait généralement partie du minerai comme dans le cas d'un minerai de sulfure grillé presqu'à mort, de façon à ne plus contenir que la proportion de soufre de sulfure conforme aux prescriptions qui précèdent. Le même résultat peut être obtenu en mélangeant un minerai gril- lé à mort ou un minerai d'oxyde de provenance naturelle avec un minerai de sul- fure non grillé en proportions choisies de façon à obtenir la quantité voulue de soufre disponible. De plus lorsqu'il s'agit de minerais zincifères d'oxydes de provenance naturelle contenant du cuivre, argent ou or ou leurs'mélanges, et ne contenant pas une quantité de fer convenable pour former une matte, on peut ajouter des pyrites au minerai pour y apporter la quantité nécessaire de fer et de soufre.
Si l'on ajoute des pyrites à cet effet.. on élimine leur soufre ins- table par une opération de préchauffage décrit plus loin et qui a été trouvée particulièrement avantageuse dans la mise en oeuvre de l'invention.
Au cours de l'opération de fusion, les oxydes de zinc, cadmium et plomb se réduisent facilement à l'état métallique à la température régnant dans le four. Mais.on a constaté que, par comparaison avec les autres éléments
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faciles à réduire du minerai zincifère, l'oxyde de fer se réduit un peu plus difficilement à une température ne dépassant pas 1450 C environ. C'est-à-di- re qu'alors que., virtuellement,la totalité des oxydes de zinc., cadmium et plomb de la charge peut être réduite, une certaine quantité d'oxyde de fer reste à l'état non réduit. En conséquence, la présence de l'oxyde de fer non réduit dans la scorie n'est pas incompatible avec l'élimination sensiblement complète de la charge scorifiée des autres oxydes faciles à réduire.
Ainsi - qu'il a déjà été dit, on a constaté que la présence de cet oxyde de fer rési- duel dans la scorie peut servir à indiquer qu'une fraction au moins du fer contenu dans la charge ne s'est pas transformée en sulfure et qu'il est sus- ceptible d'être réduit pour introduire du fer élémentaire dans la matte.
La Demanderesse a aine;1 découvert que si la charge zincifère introduite dans le four électrique s'accompagne d'une quantité suffisante de soufre, par rapport aux proportions de carbone et de métaux faciles à réduire de la charge, de fagon à former une matte fondue et une scorie fondue ne contenant sensiblement pas de carbone de réduction non consommé, la totalité de l'élément de zinc du minerai peut être virtuellement réduite sans élever la température de la charge en fusion, au-dessus de 1450 C, et sans former de quantités nuisibles de constituants de formation de poussière qui empêchent la vapeur de zinc de se condenser en majeure partie à l'état de zinc métallique solide.
On a cons- taté en outre incidemment, et par expérience, que lorsque la totalité du cons- tituant zinc du minerai a été réduite, la totalité du cadmium et du plomb du minerai a été aussi virtuellement réduite, et le cuivre, argent et or contenus éventuellement dans la charge sont concentrés dans la matte.
Au cours de l'opération de fusion, une portion au moins, et généra- lement une majeure portion, du constituant fer de la charge, se sépare à l'é- tat de matte qui rassemble le cuivre, argent et or contenus dans la charge et la totalité du constituant zinc du minerai est virtuellement éliminée à l'état de vapeur de zinc métallique qui entraîne avec:elle les composants cadmium et plomb du minerai. Il en résulte que seuls les constituants de la gangue res- tent à l'état de scorie et sont complétés par la quantité d'oxyde de fer qu'on y laisse subsister volontairement.
Les constituants de la gangue consistent prin- cipalement en chaux et silice dans le cas de la plupart des minerais zincifères et s'accompagnent généralement de quantités relativement faibles de magnésie et d'alumine;, complétées par la présence de constituants analogues à ceux de la gangue'et contenus dans la cendre de charbon. Les proportions relatives de ces constituants de formation de la scorie,y compris l'oxyde de fer qui exerce une action fluidifiantes prononcée, doivent être déterminées de fagon à pro- duire une scorie dont la fluidité est suffisante pour que la matte fondue puis- se facilement la traverser et se déposer à une vitesse au moins égale à celle de la formation de la matte dans la zone de fusion, dans l'intervalle de tem- pérature normal de l'opération d'environ 1100 à 1450 C.
Dans une scorie pos- sédant un degré de fluidité de cet ordre, la chaleur dégagée par l'arc peut se répartir plus facilement et la répartition uniforme de la température ainsi ob- tenue dans la scorie contribue dans une large mesure à la possibilité suivant l'invention de fondre les minerais zincifères dans un four électrique à arc, avec formation de vapeur de zinc métallique susceptible de se condenser en majeure partie à l'état de zinc métallique solide.
La fusion de la charge sèche dans une zone située au-dessus de la scorie fondue et sans contact direct avec l'arc de chauffage, impose d'intro- duire la charge dans le four par des entrées situées au-dessus de la couche de scorie et éloignées des électrodes. Ces conditions sont remplies en chargeant le four par la voûte à côté des parois latérales du four, pourvu que le débit de chargement soit choisi de façon que, compte tenu de l'angle du talus naturel de la charge et de la forme géométrique du four.., la charge forme un tas incliné en dedans et vers le bas et se terminant à la surface de la masse de la scorie sans contact direct avec l'arc qui jaillit entre chaque électrode et la masse de la scorieo Après que le tas de la charge a été formé,
les charges suivantes intro- duites par la voûte du four glissent sur la surface du tas et se répartissent dans une large mesure sur la surface de la masse de scorie fondue. La charge sur
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la surface du tas est chauffée à la température de fusion par le rayonnement de l'arc, ainsi que sous l'effet de la chaleur qui lui est transmise par la scorie.
L'absorption de chaleur par les substances réductibles de la charge en contact avec la scorie,. empêche;, dans une large mesure, la surchauffe généra- le de la scorie par l'arco Cette absorption de chaleur a tendance à refroidir la surface de la scorie, et agit ainsi comme tampon régulateur de température qui empêche l'apparition dans la charge d'une température de fusion sensible- ment supérieure à environ 14500C. En conséquence, le mode de fusion de la charge franche et la manière dont elle est de son côté utilisée comme agent ré- gulateur de la température, suivant l'inventions favorisent particulièrement le dégagement., hors de la zoné de fusion, de vapeur de zinc métallique sus- ceptible de se condenser en majeure partie à l'état de zinc métallique solide.
La seule condition à remplir au point de vue de l'état physique de la charge, dans la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, est d'être en vrac et sèche. L'expression "en vrac!! signifie que la charge ne doit pas être introduite sous forme massive, par exemple de gros blocs agglomérés ou sous une forme analogue. Elle doit être en vrac,, c'est-à-dire couler facilement sur la surface du tas et de haut en bas sur la surface de la couche de scorie, la gros- seur des particules étant variable et comprise entre celle de particules d'envi- ron 12,7 mm de diàmètre et celle de particules pour lesquelles le problème de la formation de poussière commence à se poser. L'expression "charge sèche" veut dire qu'elle ne doit pas être introduite à l'état fondu.
Une des caracté- ristiques du procédé de fusion suivant l'invention consiste en ce que la charge fond sur la surface de la scorie fluide et chaude du four, et cette condition ne peut être remplie que si la charge est introduite dans le four ainsi qu'il a été dit, en vrac et sèche.
On a constaté que le rendement de la condensation exprimé en fonction de la quantité de zinc métallique fondu obtenue par rapport à la quantité de zinc chargée dans le four, peut être notablement amélioré en préchauffant la charge du four. Ce préchauffage n'exerce pas d'action appréciable sur l'opéra- tion de fusion proprement dite, sauf qu'il réduit l'énergie nécessaire à la fusion. L'amélioration du rendement de la condensation par le préchauffage de la charge du four paraît résulter du réglage de la température des gaz du four.
Lorsqu'on introduit une charge froide dans le four, cette charge relativement froide refroidit les gaz de fusion qui montent le long du tas de la charge.
On sait que l'oxyde de carbone. qui est le principal constituant non conden- sable de l'atmosphère du four, se dissocie en grande partie en anhydride car- bonique et en carbone,à une température de l'ordre de 900 à 1000 C. En consé- quence, il apparaît que les gaz de fusion contenant de l'oxyde de carbone qui montent en contact avec la charge relativement froide du four, se refroidis- sent à une température comprise dans l'intervalle dans lequel l'oxyde de car- bone a tendance à se dissocier. La formation d'anhydride carbonique qui en résulte provoque l'oxydation immédiate de la vapeur de zinc qui apparaît dans le condenseur sous forme de poussière de zinc.
Mais on a constaté que, si 1' on préchauffe la charge à une température d'au moins 500 C, au moment de son introduction dans le four, cette charge peut se chauffer en présence des gaz de fusion ascendante sans les refroidir suffisamment pour abaisser leur températu- re entre les limites des températures de dissociation de l'oxyde de carbone, ou à une température à laquelle l'anhydride carbonique déjà présent dans l'atmos- phère du four oxyde la vapeur de zinc.
Un préchauffage plus intense de la charge., c'est-à-dire à une tempé- rature d'au moins 800 C., a pour effet de diminuer encore davantage la teneur en anhydride carbonique des gaz du four. L'oxyde ferrique éventuellement intro- duit dans le four avec la charge est réduit par contact avec l'oxyde de carbo- ne de l'atmosphère du four, cet oxyde étant transformé en anhydride carbonique.
Mais si l'oxyde ferrique peut être réduit d'avance avant d'être introduit dans le four, son produit de réduction (oxyde ferreux) ne provoque pas la formation de quantités nuisibles d'anhydride carbonique en présence de l'oxyde de carbo- ne au cours de l'opération de fusion. On a donc constaté qu'en préchauffant la charge de minerai et de charbon à une température d'au moins 800 C, on réalise
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la réduction préliminaire précitée accompagnée des avantages de la conden- sation de la vapeur de zinc des gaz de fusiono Pour tirer tout le parti de cet avantage, il convient d'introduire la charge dans le four de fusion en la refroidissant aussi peu que possible et en évitant de l'exposer à une at- mosphère oxydante qui a tendance à réoxyder le fer.
La Demanderesse a aussi constaté que si on mélange aux constituants de la charge de la chaux (CaO) provenant d'une source extérieure, avant le préchauffage., l'opération de préchauffage qui fait brûler une certaine quan- tité du carbone de la charge, a tendance à former de l'anhydride carbonique qui, de son côté, transforme en carbonate la chaux du minerai. Cette carbonatation de la chaux a pour effet d'introduire dans le four une certaine quantité d' anhydride carbonique facilement disponible qui., ainsi qu'il a déjà été dit, doit être évitée autant que possible. En conséquence, on a constaté qu'il est avantageux de ne pas ajouter à la charge à préchauffer, de la chaux provenant d'une source extérieure, et qu'on pourrait ajouter à titre de flux.
La condensation des gaz de fusion contenant de la vapeur de zinc et for- més suivant 1'invention, s'effectue facilement avec un rendement élevé. Bien que la vapeur de zinc puisse effectivement être condensée dans des condenseurs fixes du type à chicanes,, tels qu'ils sont décrits dans le brevet des Etats-UnisN 1.873.861 du 23 Août 1932, la condensation peut s'effectuer avec un avantage tout particulier dans un condenseur du type dans lequel la vapeur de zinc est mise en contact intime avec une surface de zinc fondu relativement grande et fraîchement exposée.
Ce dernier type de condenseur est celui dans lequel on fait passer les gaz chargés de vapeur de zinc à travers une pluie de zinc fondu violemment agi- tée dans une zone de condensation confinée, tel que décrit dans les brevets des Etats-Unis Nos 2.457.544 à 2.457.551 en date du 28 Décembre 1948, et 2.494.551 et 2.494-552 en date du 17 Janvier 1950. Ce dernier type de condenseur de zinc est capable d'éliminer et de condenser à l'état de métal fondu la totalité de la vapeur de zinc contenue dans les gaz de fusion, à l'exception de la quantité de vapeur correspondant à la tension de vapeur du zinc fondu à la température de sortie des gaz du condenseur.
Lorsqu'on fond des minerais zincifères dans un four électrique sui- vant l'invention., la température des gaz du four contenant de l'oxyde de car- bone peut passer dans l'intervalle dans lequel l'oxyde de carbone a tendance à se dissocier en quantité appréciable en anhydride carbonique et carbone..
L'anhydride carbonique, qui est un agent oxydant puissant de la vapeur de zinc, a tendance à former des amas solides d'oxyde et de la poudre bleue. Mais, si les gaz du four contiennent en suspension une quantité appréciable de carbone à l'état naissant, on peut y faire disparaître à peu près complètement l'anhydri- de carbonique. Cette suspension de carbone à l'état naissant dans l'atmosphère du four peut être obtenue en y introduisant une certaine quantité d'un hydrocar- bure pouvant se craquer, de sorte qu'une fois craqué à la température existan- te de l'atmosphère du four sur place, il forme un brouillard de particules sem- blables à la suie de carbone à l'état naissant.
Les particules de carbone étant à la fois à l'état naissant et incandescentes lorsqu'elles flottent dans les gaz du four paraissent exercer une action extrêmement efficace au point de vue de la diminution de la teneur en anhydride carbonique de ces gaz.
L'hydrocarbure pouvant se craquer doit être introduit dans l'atmos- phère du four de façon à s'y craquer sur place et non dans la zone de fusion dans laquelle il pourrait se consumer par prédominance au cours de l'opération de fu- sion.
Par exemple, l'hydrocarbure "craquable" peut être introduit sous forme de fuel oil liquide, de kérosène, de gas oil, etc en le faisant couler goutte à goutte dans l'atmosphère du four. On peut aussi introduire un gaz permanent craquable, tel que le gaz naturel, l'acétylène, ou autres par un tuya.u à l'intérieur de 1' atmosphère du four. On a obtenu des résultats particulièrement importants en introduisant l'hydrocarbure craquable sous une forme ostensiblement solide comme le constituant volatil du charbon bitumineux.
Si l'on remplace une certaine quan- tité de l'anthracite ou du coke-utilisés comme substance réductrice dans l'opéra- tion de fusion, par une quantité équivalente de charbon bitumineux basé sur sa
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non fondue et permet de maintenir des conditions de fusion dans -lesquelles la température ne dépasse pas la tempéreture maximum de 1450 C de la scorie.
Les matières réductrices propres la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont les matières carbonées solides qu'on emploie couramment dans les opérations de fusion métallurgiques. Le charbon et le coke peuvent être utilises avec un avantage tout particulier, et de préférence sous forme de particules d'une grosseur comprise entre'un maximum d'environ 12,7 mm de diamètre et celle du poussier.
La quantité de matière carbonée utilisée pour la mise en peuvre- du procédé suivant l'invention doit être choisie de façon à réaliser une réduction à peu près complète de l'oxyde de zinc du minerai, ainsi que des quantités relativement faibles des oxydes de plomb et de cadmium faciles à réduire, qui l'accompagnent. Dans la forme de réalisation choisie de préférence de l'invention$ la quantité de matière carbonée incorporée à la charge doit aussi être suffisante pour réduire une portion au moins de l'oxyde de fer de la charge non transformé en sulfure par le soufre qu'elle confient.
On peut régler la quantité de carbone contenu dans la charge par l'analyse éventuelle de la scorie, la proportion conve- nable de carbone de la. charge dans la, forme de réalisation choisie de préférence de l'invention étant indiquée par la. présence d'au moins 0,5 % environ de fer dans la scorie sous forme d'oxyde de fer.
Mais il doit être bien entendu qu'on. obtient dans la pratique des résultats satisfaisants avec le procédé de fusion suivant l'invention, en déterminant la proportion de matière réductrice contenue dans la charge de fagon que la scorie ne contienne virtuellement pas d'oxyde de fer liore, bien que, comme on l'a déjà dit, la proportion de matière réductrice ne doit pas Atre assez grande pour que la scorie en contienne une quantité libre suffisante pour
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8) La portion d'oxyde de fer qui n'a pas été transformée en sul- fure par le soufre et qui a été réduite par la matière réductrice forme une masse de fer fondu.