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PROCEDE POUR LA GRANULATION DE MINERAIS SULFURES OU ANALOGUES.
La présente invention est relative à un procédé pour la granu- lation de minerais sulfurés ou analogues.
Du fait de la grande finesse des minerais sulfurés résultant de leur concentration par le procédé dit de flottation, qui exige un broyage préalable très poussé, le besoin s'est fait sentir depuis longtemps de les granuler pour éliminer les inconvénients multiples provenant de cette grande finesse : manque de porosité, pertes par entraînement mécanique, etc. Par exemple, pour la granulation de la blende (minerai de zinc dans lequel ce dernier se trouve à l'état de sulfure de zinc), on a recours aux sulfates et aux oxysulfates de zinc.
Pour ce faire, on mélange la blende crue avec des poussières de blendes sulfatées provenant des chambres à poussières et des dépoussiéreurs électriques (Cottrell) des installations de grillage; ou on additionne la blende crue d'un peu de blende grillée en même temps qu'on a- joute de l'acide sulfurique à l'eau de mouillage, de façon à former du sul- fate de zinc par réaction de l'acide sulfurique avec la blende grillée. Le mélange blende crue + eau + poussières sulfatées + éventuellement, comme dé- jà dit, acide sulfurique, est malaxé pour le transformer en pâte, laquelle est aussitôt granulée, par exemple par tréfilage.
Le produit granulé est ensuite séché pour éliminer l'eau en ex- cédent de celle nécessaire à la cristallisation du sulfate de zinc, laquelle confère sa dureté à la matière. L'opération est, au total, assez onéreuse.
En effet, le sulfate de zinc cristallise en-dessous de 39 C avec 7 molécules d'eau et les oxysulfates avec 11 et 13 molécules d'eau. Com- me le tréfilage ou autre mode de granulation exige une pâte plus ou moins plastique, qui est obtenue grâce à la viscosité de la solution concentrée
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de sulfate de zinc qui mouille les grains de blende, il faut une quantité importante d'eau, car celle qui correspond à la cristallisation à froid est dès l'abord fixée, au moins partiellement, et ne.peut pas participer à la formation de la solution visqueuse. Toute cette eau doit ensuite être expulsée par chauffage au cours du séchage.
Il y a un autre inconvénient grave dudit procédé :
La pâte contenant beaucoup d'eau est aisément déformable et collante, de telle sorte que les granulés une fois formés, on doit s'effor- cer de les tenir plus ou moins séparés jusqu'à ce qu'ils soient secs, grâce à une opération subséquente de séchage. - ..- .-
Le but de la présente invention est de réduire l'addition d'eau. au minimum et de supprimer l'opération de séchage.
L'invention consiste en un procédé pour la granulation de mi- nerai sulfuré (ou analogue) humide, contenant un liant tel le sulfate de zinc et (ou de l'oxysulfate) , dans lequel la granulation se fait à une tem- pérature supérieure à 70 C, de préférence entre 80 et 95 C, les grains obte- nus étant refroidis pour obtenir leur durcissement par une cristallisation du liant.
L'opération de granulation est de préférence effectuée par u- ne opération de trefilage à travers des supports perforés, tels que tamis, plaques perforées ou analogues.
Les grains sont de préférence produits sous le vide.
Au-dessus de 70 C, le sulfate de zinc cristallise avec une se+ le molécule d'eau. (Certains auteurs disent deux molécules). Par suite, une addition très modérée d'eau, par exemple 4 à 7%, suffira pour maintenir tout le sulfate de zinc en solution concentrée et visqueuse et, moyennant pétris- sage, à transformer en une pâte très ferme mais suffisamment plastique et ai- sément granulable par tréfilage ou autrement le mélange blende crue, poussiè- res sulfatées et eau; ou blende crue, blende grillée, eau et acide sulfuri- que. Les granulés formés durcissent ensuite spontanément par refroidissement naturel ou provoqué parce que en-dessous de 39 C le sulfate de zinc cristal- lise avec 7 molécules d'eau et les oxysulfates avec 10 ou 11 ou même 13 mo- lécules.
Ils fixent ainsi toute l'eau présente sous forme solide et durcis- sent d'une manière analogue au durcissement du ciment dans des conditions' si- milaires. De plus, le refroidissement commençant nécessairement par la sur- face extérieure et l'effet d'évaporation de l'eau de surface par suite de la chaleur sensible du grain ajoutant son effet, la surface extérieure des granulés formés sèche quasi instantanément et forme une mince carapace dure qui empêche de suite tout collage et toute déformation des grains' formés.
Par refroidissement au voisinage de la température ambiante, les grains deviennent parfaitement durs dans toute leur section.-et peuvent être manipulés, calibrés, accumulés en trémie, etc. pour leur usage ultérieur.
Il peut toutefois se faire qu'il soit désirable pour certain,$ usages de réduire la quantité d'eau présente dans les grains. C'est par exem- ple le cas si on veut obtenir par grillage des grains desgaz sulfureux con- tenant moins de vapeur d'eau. Pour obtenir ce résultat, on recevra les gra- nulés au moment où @ les forme dans une enceinte dans laquelle on entretien- dra un vide aussi poussé que possible, de façon à utiliser la chaleur sensi- ble des grains pour l'évaporation d'un maximum d'eau, action qui accélère en même temps leur refroidissement.
On donnera ci-après, à titre exemplatif et nullement limitatif, un mode de réalisation de la présente invention, en se reportant au dessin ci-joint.
Dans ce dessin,
Fig. 1 est une vue générale en élévation.
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Fig. 2 est une vue latérale en élévation de la chambre soumise au vide.
De la blende fine est mélangée avec de la poussière de blende sulfatée provenant de carneaux, chambres à poussières ou filtres électriques (Cottrell) d'une installation de grillage de blendes en proportion convena- ble pour obtenir un mélange titrant environ 2% de S sous forme de sulfate.
Le mélange stocké dans la trémie 1 et repris par le transporteur doseur 20 est chauffé dans le trommel rotatif 2 logé dans une chambre 21 alimentée en fumées chaudes par un moyen quelconque non figuré jusqu'à une température voisine de 100 C.
Il est ensuite additionné de 4 à 7% d'eau bouillante fournie par une chaudière 22 et dont la quantité est réglée par la vanne 23, puis malaxé dans le malaxeur 3 pourvu d'une enveloppe de vapeur 4, qui empêche tout refroidissement de la pâte. Le malaxeur 3 est boulonné de façon étanche sur la chambre à vide 5 par son extrémité tronconique 10 prévue avec des ta- mis cintrés 7 à perforations de dimensions appropriées. Un vide poussé est entretenu dans la chambre 5 par une pompe à vide non figurée reliée au tuyau
6. La pâte propulsée et malaxée par les palettes 8 disposées en hélice autour de l'axe 9 forme fermeture étanche par rapport à la chambre à vide.
Elle est pressée dans la tête tronconique 10 du malaxeur où les deux palettes radia- les 11 qui râclent les tamis la forcent à passer à travers les perforations de ceux-ci.
Les filets cylindriques à apparence de vermicelle qui se for- ment à tous les trous des tamis se fragmentent en petits tronçons par leur propre poids et tombent sur un transporteur 12 où ils durcissent spontanément tandis que leur eau de surface s'évapore quasi instantanément. Ils saccumu- lent dans la trémie 13 dont on les retire périodiquement grâce au sas 14 de grande dimension. Deux valves étanches 24 et 25 ouvertes et fermées alterna- tivement permettent de retirer les grains avec un minimum d'aspiration d'air dans la chambre 5. üne vanne à pointeau 19 permet une très faible rentrée d'air réglable dans la trémie 13 et la chambre 5. Cette rentrée d'air a comme but d'entraîner avec elle la vapeur d'eau qui se dégage dans la chambre à vi- de et de l'évacuer vers la pompe à vide.
Les grains tombent ensuite du sas
14 sur un transporteur 15 constitué par un tamis formant ruban continu qui passe sur une boite 16, dans laquelle un ventilateur 17 souffle de l'air froid qui traverse la couche poreuse fournie par les grains de blende et achève leur refroidissement jusqu'à la température ambiante. Les grains devenus par- faitement durs et très résistants tombent dans la trémie 18 où on vient les prélever pour utilisation ultérieure.