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Publication number: BE510788A
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Description


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  PROCEDE ET FOUR POUR LE TRAITEMENT DE SUBSTANCES SOUMISES A DES 
REACTIONS CHIMIQUES AVEC DES REACTIFS. 



   La présente invention a pour objet un procédé et un four pour le traitement de substances soumises à des réactions chimiques avec des réactifs solides et des réactifs gazeux, convenant bien, en particulier, pour la désin- tégration de la chromite. 



   Le procédé est caractérisé en ce que la substance pulvérulente intimement mélangée avec les réactifs solides est introduite dans un four porté à la température de réaction;, en une couche d'une épaisseur telle   qu'el-   le soit encore perméable aux réactifs gazeux, qui s'infiltrent à travers les pores de la couche après avoir été préalablement chauffés jusqu'à la tempé-   rature de réaction ; partie subjacente de la couche servant à réchauffer   par conduction la partie qui la recouvretandis que la partie la plus basse, dont les éléments constitutifs ont déjà réagi, est extraite petit à petit; l'extraction de cette partie sert à remuer la partie qui se trouve au-des- sus,assurant ainsi le maintien de la perméabilité;

   la chaleur entraînée par la partie extraite sert à réchauffer partiellement les réactifs gazeux men- tionnés. 



   Le procédé est avantageusement applicable à la désintégration de la chromite (mineral de chrome) au moyen d'une substance alcaline, telle que par exemple du carbonate de soude (soude Solvay) et aussi sans l'addi- tion de substances   inertes     (chaux:.   dolomie oxyde de fer, etc.), le réactif gazeux utilisé étant de l'air; cet air pourrait aussi, le cas échéant, être mélangé avec ou remplacé-par de l'oxygène. 



   Le four utilisé pour la mise en pratique du procédé est caracté- risé par une chambre pourvue de moyens propres à la réchauffer jusqu'à la température de réaction et dans laquelle sont disposées,à une petite dis- tance l'une de   l'autre,   des conduites pourvues d'ouvertures à leur partie 

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 inférieure et traversée par des réactifs gazeux réchauffés préalablement   jusqu'à la température de réaction ; desdispositifs appropriés pour le dé-     fournement.,   tels qu'une grille ou une trémie pourvus d'une vis d'Archimède sont montés sous les conduites;

   la couche de substance destinée à réagir étant chargée de manière   à   submerger totalement les conduites et à s'appuyer en bas sur le produit qui a déjà réagi et qui s'appuie, de son côté, sur les parois de la grille ou de la trémie qui se trouve au-dessous et sur la vis   d'Archimède.   



   Pour plus de renseignements, le dessin   ci-joint   représente sché- matiquement et en coupe axiale, à titre de mode de réalisation préféré, mais non limitatif, un four approprié au traitement du minerai de chrome. 



   Ce four comprend : la chambre 1, qui est pourvue d'au moins un brûleur 2 ou d'un générateur de gaz chaud ou de tout autre dispositif de chauffage qui porte cette chambre à une température d'environ 1000 . Dans cette chambre sont disposées, à une petite distance l'une de l'autre, des conduites en matière   réfractaire   pourvues des ouvertures 4 et 5 à leur partie inférieure. Les conduites sont traversées intérieurement, dans le sens axial,par de l'air réchauffé préalablement jusqu'à 1000  environ au moyen du réchauffeur 6, qui peut faire partie du four ou en être séparé. 



  Une trémie 7 pourvue de deux vis   d'Archimède   8   et 9.   sert à extraire la sub- stance 10" ' qui a déjà réagi (frittes). Lorsqu'il s'agit de traiter le mi- nerai de chrome (chromite), la substance 10' est constituée par un mélange de chromite en poudre très fine (4. 900 mailles par cm2), mélangée intime- ment avec du carbonate de soude (soude Solvay) également en poudre. Pour   de la chromite dont la teneur en Cr2O3 est de 48 %, les proportions peuvent être : 56 % en poids de chromite, 44 % de soude Solvay.

   Il n'est pas   nécessaire d'ajouter au mélange;, comme on le fait jusqu'à présent avec   d'au-   tres fours, en adoptant des procédés connus, des substances inertes (chaux, dolomie, oxyde de fer, etc. ), parce que le procédé et le four qui font l'ob- jet de la présente invention permettent d'obtenir une oxydation énergique et homogène sans mouvement continu et effectif, tandis que dans les fours et suivant les procédés connus, par contre, (par exemple les fours à sole ou rotatifs), pour empêcher l'agglomération des frittes au point de fusion de l'alcali, agglomération se produisant par suite de ce que les matières sont remélangées énergiquement dans le four, et qui tend à favoriser cette agglo- mération, l'addition de substances inertes est indispensable. 



   Le mélange 10' est tout au plus humecté avec de l'eau et des so- lutions de lavage, le cas échéant même jusqu'à un point tel qu'il soit ren- du granuleux, de manière à être plus poreux et par conséquent plus facile à traverser par le réactif gazeux. Il est d'abord chargé au moyen d'un éléva- teur 18 dans la trémie 19, puis sur la voûte perforée 11 et répandu en une couche 10' de telle manière qu'il doive être préalablement chauffé jusqu'à ce que la soude Solvay, en s'échauffant, forme avec la chromite un tout uni- que qui ne se pulvérise plus,et qui conserve par conséquent les proportions exactes de réactifs.

   On fait ensuite tomber le mélange 10', au moyen de l'a- gitateur 20, à travers les trous 21 jusqu'en bas en 10", de manière qu'il re- couvre entièrement les conduites 3.   L'épaisseur 2   de la couche comprise en- tre la partie supérieure du mélange lui-même et les ouvertures 4, 5 des con- duites 1 est telle que le mélange puisse encore être tracersé par l'air ré- chauffé qui traverse les conduites 1 et qui sort par les ouvertures mention- nées 4, 5. Cet air a pour but d'oxyder le mélange en fournissant l'oxygène nécessaire à la réaction. II s'échappe ensuite en haut et entre dans la che- minée 12 avec les fumées du brûleur 2. 



   Le mélange incandescent est ainsi traversé uniquement par de l'air pur et très chaud, ne contenant pas de produits de la combustion et agissant.par conséquent énergiquement en vue de l'oxydation, l'oxygène de l'air n'étant pas dilué par les produits de la combustion. Sous ce rapport le procédé diffère les procédés connus suivant lesquels l'oxydation du mé- lange est effectuée au moyen de produits de la combustion enrichis par un excès d'air. Le procédé en question diffère encore par une autre particula- rité : les conduites 3, qui sont traversées intérieurement par de l'air à 

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 1000  environ deviennent incandescentes et assurent ainsi la répartition uniforme de la chaleur, même à l'intérieur de la masse,c'est-à-dire de la couche de mélange S, en maintenant la température uniforme malgré la charge continue de mélange.

   Cette condition est très importante en vue d'u- ne bonne réaction, si l'on tient compte de la conductibilité calorique mé- diocre du mélange qui permet à la chaleur que de se répartir à la surface seulement,exposée au rayonnement du brûleur 2, mais qui ne lui permet que difficilement de pénétrer en profondeur. 



   Le mélange qui a déjà réagi (frittes) vient ensuite occuper la position des couches sujacentes 10'" et il est extrait du four petità pe- tit par les vis   d'Archimède 8,     et 9.   Les conduites 13, qui sont parcourues par l'air froid venant de 14 et refoulé par le ventilateur   22   refroidissent les frittés avant qu'elles ne passent dans les vis   d'Archimède.   L'air froid qui les parcourt intérieurement se réchauffe et entre ensuite dans le ré- cupérateur 6. De cette façon, la chaleur cédée par les frittes est complè- tement récupérée.

   Une partie de la chaleur cédée par les frittes à la tré-   mie 2.   sert à réchauffer un   liquide 22 '   (par exemple la solution de chromate) contenu dans un intervalle qui entoure toute la trémie elle-même et qui est formé par les parois 7, 7'. Pendant l'extraction des frittes sous l'action des vis   d'Archimède,   la couche supérieure S est également remuée, ce qui est avantageux, parce que sa perméabilité (porosité) est ainsi maintenue, per- méabilité qui est nécessaire pour assurer la traversée régulière de l'air chaud sortant des ouvertures 4 et 5.

   Une certaine quantité d'air froid pré- levé à la tuyauterie 14 par le branchement 26 sort des conduites 25; cet air a pour but de refroidir les frittes et d'empêcher l'air chaud sortant de 4   et 5,   de descendre et de venir réchauffer le produit qui doit être ex- trait. Le récupérateur 2.,9 qui peut être séparé du four,ainsi qu'on à l'a déjà dit, est constitué par une série de tubes ou de conduites en matière réfractaire traversés intérieurement par   l'air   qui doit être réchauffé jus- qu'à 1000  environ.

   Ce résultat est obtenu aux dépens de la chaleur entraî- née par les frittes;, de celle qui est récupérée et qui provient des gaz chauds,ainsi que de l'air qui a déjà réagi, gaz et air qui proviennent tous deux de la cheminée 12 et de la chaleur additionnelle fournie par le brû- leur 15,dont les gaz vont à la cheminée 23 en passant par l'ouverture 24. 



  L'air arrive à la température d'environ 1000  en passant à travers la tuyau- terie isolée 16, puis dans les conduites 3. Les avantages du procédé et du four qui font l'objet de la présente invention sont notables. Avant tout, dans le cas de la chromite9 il est possible d'obtenir la désintégration presque complète et un rendement de plus de 95 % sans addition de produits inertes au mélange. Ceci a pour résultat que la production de produits fi- nis, (chromate de soude et bichormate de soude) est presque doublée, les conditions de travail restant les mêmes (capacité du four et des filtres, ainsi que des concentrateurs, économie notable de main d'oeuvre et de frais généraux, etc.).

   En outre, comme les résidus de la lixiviation des frittes ne contiennent pas de produits inertes (chaux, dolomie), ils peuvent être soumis à un traitement subséquent pour en extraire les éléments constitu- tifs, par exemple l'oxyde de fer Fe2O3. 



   Ces résultats notables;, qui sont de beaucoup supérieurs à ceux que l'on peut-obtenir par les procédés et avec les fours usuels,s'expli- quent si l'on considère que dans les fours actuelsà sole, rotatifs,etc., le réactif gazeux (oxydant ou réducteur) mélangé avec les gaz chauds de la combustion lèche la surface de la couche de substance qui doit réagir,tan- dis que suivant le procédé et le four dont il s'agit, seul le réactif ga- zeux;, non dilué par les produits de.la combustion, et porté en outre jusqu'à la température de réaction, traverse toute l'épaisseur de la masse en obli- geant celle-ci à réagir chimiquement d'une manière énergique et rapide, ainsi que continue;, en lui cédant la chaleur nécessaire à la réaction. 



   Il est envisagé, toutefois;, de pouvoir utiliser le procédé et le four en question pour traiter également d'autres substances et d'autres minerais,tels que par exemple l'ilménite (minerai de titane), les sulfures, permanganates, etc.

Claims

REVENDICATIONS.

1.) Procédé pour le traitement de substances soumises à des réactions chimiques avec des réactifs solides et des réactifs gazeux, con- venant notablement bien pour la désintégration de la chromite, caractérisé en ce que la substance pulvérulente et mélangée intimement avec les réac- tifs solides est introduite dans un four porté à la température de réac- tion, en une couche d'une épaisseur telle qu'elle soit encore perméable aux réactifs gazeux, qui la traversent en s'infiltrant à travers les po- res de la couche après avoir été préalablement chauffés jusqu'à la tempé- rature de réaction, la partie subjacente de la couche servant à réchauffer par conducteur la couche qui se trouve au-dessustandis que la partie encore plus basse, dont les éléments constitutifs ont déjà réagi., est ex- traite petit à petit,

son extraction servant à remuer la partie supérieure en assurant ainsi le maintien de la perméabilité de cette couche, et la chaleur entraînée par la partie extraite servant à réchauffer partielle- ment les réactifs gazeux mentionnés.

2.) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la substance utilisée est du minerai de chrome (chromite) le réactif soli- de étant du carbonate de soude (soude Solvay), sans addition de produits inertes, et les réactifs gazeux étant constitués par de l'air avec une ad- dition éventuelle d'oxygène; 3. ) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange de chromite et de soude Solvay est humecté avec de l'eau ou avec une solution de lavage.

4. ) Procédé suivant la revendication 3,caractérisé en ce que la quantité d'eau d'humectage est telle que le mélange soit rendu granuleux et par conséquent plus facile à traverser par l'air chaud.

5.) Four pour la mise en pratique du procédé suivant la reven- dication 1, caractérisé par une chambre pourvue de moyens appropriés pour la chauffer jusqu'à la température de réaction et dans laquelle sont dispo- sées, à une petite distance l'une de l'autre, des conduites pourvues d'ou- vertures à leur partie inférieure et traversées intérieurement par des réac- tifs gazeux portés à la température de réaction ; dispositifs de défour- nement tels qu'une grille ou une trémie pourvue d'une vis d'extraction étant montés au-dessous des conduites, la couche de substances devant réagir étant chargée de manière à submerger totalement les conduites et à s'appuyer en bas sur le produit qui a déjà réagi et s'appuie, de son côté, sur les parois de la grille ou de la trémie qui se trouve en dessous, et sur la vis d'ex- traction.

6.) Four suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, sous les conduites traversées par les réactifs gazeux, sont disposées d'autres conduites par les réactifs gazeux froids, donc à leur entrée dans le four, pour refroidir les produits qui ont réagi et en récupérer la chaleur.

7. ) Four suivant la revendication 5, caractérisé par au moins un brûleur à naphte destiné à réchauffer la chambre du four, et par une che- minée à laquelle arrivent les produits de la combustion et les gaz qui se sont dégagés de la couche, cette-cheminée étant mise en communication avec un récupérateur de chaleur servant à réchauffer les réactifs gazeux.

8.) Four suivant la revendication 5, caractérisé par un plan ou palier supérieur chauffé jusqu'à une température proche de celle de la réac- tion et alimenté par les substances solides avant que celles-ci ne passent dans la zone subjacente, dans le but de les chauffer préalablement et de les porter à l'état semi-fluide de manière à en favoriser le mélange final.

9.) Four suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la trémie a une double paroi et que l'on fait circuler dans l'intervalle compris entre ces parois un liquide qui, en se réchauffant, récupère une partie de la chaleur des frittes avant l'extraction de celles-ci. <Desc/Clms Page number 5>

10.) Four suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on insuffle;, dans le voisinage des parois de la trémie;, des réactifs gazeux froids en vue d'empêcher les réactifs gazeux chauds des couches supérieures de descendre et de réchauffer les substances qui ont déjà réagi. en annexe 1 dessin.