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PROCEDE ET.INSTALLATION POUR DE GRILLAGE .DE MINERAIS SULFURES.

Outre les procédés très anciens pour le grillage de minerais sulfurés, tels que fours à étages, foyers alimentés à la main fours tubu- laires rotatifs ou aussi fours à poussières, on connaît des procédés de gril- lage qui fonctionnent d'après le principe dénommé "principe fluo-solide".

D'après le mode d-application connu du principe "fluo-soli- de", le produit à griller qui se trouve dans une cuve sur une plaque de fond du genre tamis est amené en turbulence par un courant d'air ascendante La vitesse de'l'air et la grosseur des grains sont proportionnées entre el- les de telle sorte qu'il ne soit entraîné qu'une partie aussi faible que possible du produit à l'état solide. En pratique cependant,ces fours de grillage ne purent être utilisés que pour les minerais qui ne dégagent, au grillage, que de faibles quantités de chaleur.

La plupart des minerais sul- furés donnent des produits grillés qui ont tendance au frittage à des tem- pératures de plus de 900 jusque 1000 , Cette zone de température est très dangereuse pour un lit fluidifié étant.donné que les grains très fins en turbulence se coagulent en formant scorie,
Il a été constaté qu'il est possible de griller par le procé- dé avec couche en mouvement turbulent, sans'danger;de scorification, tous les minerais sulfureux et, en particulier, sulfurés existants, quand on procède au grillage au moyen de gaz contenant de l'oxygène, en une couche dont la section se rétrécit vers le côté de l'entrée des gaz et.quand on évacue la chaleur, de réaction excédentaire par refroidissement extérieur de la couche en mouvement turbulent.

A cet effet, le four de grillage et le procédé de grillage sont conçus de telle façon que la chaleur.qui.se dé- gage.,, vers l'extérieur, vers l'agent de refroidissement corresponde à l'ex- cédent nuisible de la chaleur de réaction. On peut obtenir déjà cet effet de refroidissement en donnant à la couche en mouvement turbulent une hauteur

telle que la surface totale de la partie du four remplie de matières soli- des suffise.à évacuer l'excédent de chaleur produit pour une charge détermi- née. Si on applique ce principe à un four cylindrique avec fond en tamis, on doit, par exemple pour les minerais pyriteux ou pour la blende (zinc sul- furé), employer des couches très hautes pour obtenir 'assez de surface de refroidissement.

Mais cela exige une très grande dépense en énergie car l'air de combustion doit soulever constamment la couche pour maintenir la turbulen- ce.

Il est donc plus avantageux, pour une production déterminée, de monter non pas un four de grand diamètre mais bien plusieurs fours cylin- driques de petit diamètre qui, le cas échéant, peuvent être simultanément refroidis. Si, conformément à l'invention, on rend plus petite la section de la partie inférieure du respectivement des fours, vers le côté entrée des gaz, on arrive à cet avantage que, pour une couche donnée en mouvement turbulent, la surface extérieure n'est que faiblement diminuée, le volume de couche à soulever étant toutefois plus fortement réduit.

Tout comme dans un four, par exemple un four cylindrique où la section de la partie inférieure est égale à celle de la partie supérieu- re, le gaz peut être introduit à l'aide de plusieurs tuyères à air.

Une forme d'exécution particulièrement avantageuse de l'in- vention consiste toutefois à ne pas choisir un four de forme cylindrique mais à donner au four la forme d'un rectangle fort allongé, la section de ce four se rétrécissant aussi vers le côté entrée des gaz. Avec semblable four, il est même possible de ne pratiquer le refroidissement que sur les grands cotés, les petits côtés, de préférence destinés à l'entrée et à la sortie des matières, n'étant pas refroidis, ce qui simplifie de beaucoup le mode d'exécution. Ces fours peuvent aussi être réunis en batteries et c'est sur les grands côtés que cette réunion est particulièrement aisée.

Dans- les fours cylindriques à fond en tamis, le mélange du produit entrant avec la matière incandescente dans la couche.en mouvement turbulent n'est relativement facile et assuré que;pour des diamètres assez petits ; dès que le diamètre augmente, il peut y avoir, du côté entrée, des accumulations de matières (dans les pyrites, par exemple, du soufre peut être distillé par suite d'une arrivée insuffisante d'oxygène et provoquer des bouchages) tandis que, du côté sortie, il y a fort excédent d'oxygène.

Ces inconvénients né se présentent pas dans les fours proposés de forme rectangulaire allongée. Ici, par exemple,on peut disposer l'entrée sur l'un des petits côtés et la sortie, sur le petit côté opposé et assurer le transport rapide des matières comme suit : on fait marcher les tuyères à air du côté entrée des matières plus fortement que du côté sortie. Le lit s'étend plus fort du côté entrée, devient plus épais et on obtient une déclivité orientée côté entrée - côté sortie.

La figure 1 représente une forme particulièrement avantageu- se d'un four à griller semblable, à couche en mouvement turbulent. Il se compose d'une cuve de section rectangulaire allongée qui se rétrécit vers le bas,-côté entrée des gaz. L'entrée des gaz se fait par la face étroite inférieure 3. Par une ou plusieurs tuyères avec conduite d'amenée 4, les gaz de combustion oxygénés sont insufflés sous pression dans le four à griller, qui n'a pas de grille. L'amenée des matières se fait par 5 et leur sortie par 6. La cuve se rétrécit aussi vers le haut jusqu'à former une cuve 7 en forme de toit par laquelle sort, en 8, la conduite à gaz de grillage. Dans l'exemple que représente la figure, il n'est prévu de re- froidissement qu'aux parois longueur du côté long incliné de la partie 2 du four.

Le refroidissement peut être réalisé au moyen d'une poche oû cir- cule de l'eau où au moyen d'une chaudière à récupération de chaleur perdue; le refroidissement n'est représenté que schématiquement à la figure, en 9.

Dans ce four,,,la couche en mouvement turbulent ést à peu près à la hauteur de la zone, respectivement un peu plus haut que cette dernière. La cuve 1 située plus haut sert de chambre de combustion pour les fines particules de poussières entraînées hors de la couche en mouvement turbulent. Si néces-

saire les gaz peuvent, par addition d'air pratiquée en 10, être diluas et refroidis, par exemple en vue de simplifier les possibilités de dépoussiéra= geo
La grandeur d'un four de l'espèce est, de préférence.!' fonction de la grosseur des particules et de la quantité de chaleur développée par les matières à griller. Plus le diamètre des particules est grande plus il faut employer d'air pour provoquer la turbulence du lit.

Cela nécessite le traitement de quantités importantes si l'on veut utiliser complètement l'oxy- gène de lairo Une grande quantité de matières signifie de grandes quanti- tés de chaleur; d'autre part, l'indice de transmission de chaleur, entre la couche en mouvement turbulent et une paroi refroidie, diminue au furet à mesure où augmente le diamètre des particules. Il s'ensuit que, si l'on ne veut pas travailler avec addition de gaz inerte, on est astreint à s'en tenir,pour chaque diamètre de grain, à un rapport déterminé entre contenu de la couche en mouvement turbulent et sur.face de refroidissement de sorte que, si la grosseur des grains augmente, il faut employer de plus petits types de fours.

A titre d'exemple, mentionnons que l'on peut encore gril- ler des pyrites dont.90 % des grains ont moins de 1,5 mm dans un four dont la section à l'extrémité supérieure de l'auge conique, est de 1 m. x 3 m.

Pour réaliser malgré cela une production assez grande, on peut construire le four comme le représente la figure 2. La couche en mou- vement turbulent est localisée dans des auges 1 contigues et à conicité inverse, pourvues, sur leurs côtés longs, de dispositifs de refroidisse- ment de chaudières à eau ou à récupération de chaleur perdue. Les amenées d'air sont réalisées au moyen de tuyères 3. Les auges se réunissent en une cuve de post-combustion 4 et en un échappement 5. L'entrée et la sor- tie des matières se font sur les petits côtés.!' de préférence pour chaque auge séparément.

Il s'est avéré qu'il convenait de disposer l'entrée des ma- tières à griller un peu sous le niveau de la couche en mouvement turbulent et la sortie.!' aussi bas que possible sur le petit côté opposé. Plus la longueur du four est grande par rapport à sa largeur, moins se manifeste l'influence du niveau de l'entrée et de la sortie des matières.

Exemple d'exécutiono-
Des pyrites Kalavassos à 45 % de soufre ont été grillées dais un four à couche en mouvement turbulent dont la cuve avait une section de 1 m. x 3 m. et dont la partie inférieure conique 1 avait une hauteur de 1 m.; le four avait 15 tuyères à air, La grosseur des grains était la suivantes 50 % de moins de 0,5 mm. et 90 % de moins de 1,2 mm. On maintint dans le four une réserve de 2.100 Kgs de matières incandescentes déjà grillées.

On introduisit par heure 850 kgs de pyrites fraîches et on retira, dans le même laps de temps, 600 Kgs de résidus de grillage. Par les tuyères, il fut introduit 2.200 m3 d'air à l'heure avec surpression de 10250 mmo colon- ne d'eau. Le gaz de grillage obtenu avait une température de 8000 et con- tenait, en volume, 12,50 % de SO2. Les résidus retirés contenaient 0,9 % de soufre. La surface de refroidissement était de 4,20 m2; la consommation horaire d'eau de refroidissement était de 6,5 m3, absorbant 450.000 calo- ries à l'heure.

La concentration des gaz de grillage et la température dans la couche en mouvement turbulent peuvent,l'enfournement des matières et la vitesse de l'air restant constants, être maintenus à ¯ 0,20 % d'S02 (en volume), respectivement à + 15 Ce
REVENDICATIONS.
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Claims

1 - Procédé pour le grillage de minerais sulfurés en une cou- che en mouvement turbulente caractérisé par le fait qu'on pratique le gril- lage à l'aide de gaz oxygénés en une couche dont la section se rétrécit vers le côté entrée des gaze la chaleur de réaction excédentaire étant éva- <Desc/Clms Page number 4> cuée par refroidissement extérieur de la couche en mouvement turbulent.

2 - Procédé suivant revendication 1, caractérisé par le fait que l'admission de gaz dans le four à griller est irrégulière, de préféren- ce de façon à ce que soit maintenue une chute de vitesse entre le côté en- trée et le côté sortie des matières à griller, le côté sortie étant opposé, au côté entrée.

3 - Installation pour application du procédé suivant revendi- cations 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle emploie un four cylindri- que ou un four de section rectangulaire allongée.

4 - Installation suivant revendication 3, caractérisée par le fait que l'amenée des matières à griller et leur sortie sont disposées face à face sur les petits côtés du four.

5 - Installation suivant revendication 3 ou 4, caractérisée par au moins une tuyère avec conduite d'amenée (4) servant à l'amenée de l'air de grillage.

6 - Installation suivant revendication 5, caractérisée par le fait que l'emploi de plusieurs tuyères pour l'amenée de l'air de grillage permet de régler séparément ces tuyères de sorte qu'elles peuvent amener des quantités de gaz différentes.