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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE GRILLAGE DE MINERAIS SULFURES FINEMENT DIVISES ET D'AUTRES MATIERES FINEMENT DIVISEES CONTENANT DU SOUFRE GRILLABLEc
Lors du grillage de minerais sulfurés granuleux d'une grosseur de grains comprise, par exemple, entre 0 et 6 mm, dans des couches en mouvement turbulent,une partie de la matière grillée, en particulier les constituants fins, est entraînée hors du four avec le courant de gaz de grillage et déposée dans des séparateurs de poussière montés à la suite du four, alors que les constituants les plus grossiers du résidu de grillage sont évacués directement de la couche en mouvement turbulent. La hauteur de la couche peut, dans ce cas, être limitée par un trop-plein pour les particules grossières du résidu de grillage.
Par contre, lors du grillage de minerais sulfurés très finement granulés, en particulier de concentrés de flottation d'une granulation inférieure à 0,2 mm, et dans le cas de charges élevées, par exemple comprises entre 200 et 600 kg de soufre par mètre carré de surface de grillage et par heure, avec des vitesses de gaz correspondantes, la totalité de la matière de réaction pulvérulente grillée est entraînée hors du four avec le gaz de grillage. La couche en mouvement turbulent proprement dite est formée d'agglomérés peu compacts en mélange avec de la matière très fine.
Par suite de la forte turbulence dans la couche, ces agglomérés peu compacts sont toutefois rapidement broyés et également entraînés avec le gaz, sous forme de poussière fine, la hauteur de la couche du lit en mouvement turbulent étant maintenue constante par les agglomérés nouvellement introduits. En règle générale, la hauteur de la couche sera plus faible lors de l'emploi de concentrés de flottation que dans le cas d'une matière de grillage granuleuse avec montage d'un trop-plein, et elle ne peut pas être rendue à volonté plus élevée, il en résulte entre autre, l'inconvénient qu'on ne peut extraire,
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au moyen des éléments de réfrigération montés dans la couche en mouvement turbulent, qu'une quantité de calories plus faible qu'avec de couches de grande hauteur.
Dans des cas extrêmes, la couche en mouvement turbulent est entièrement emportée par soufflage, de sorte qu'un grillage régulier est impossible.
Or, on a trouvé que les minerais sulfurés finement divisés et d'autres matières finement divisées contenant du soufre grillable, en particulier les concentrés de flottation ayant en majeure partie une granulation inférieure à 0,2 mm, peuvent être grillés avec des résultats particu- lièrement avantageux, au moyen de gaz oxygénés., dans des couches en mouvement turbulent dans lesquelles sont montés., de préférence, des éléments de réfrigération en introduisant, en totalité ou en partie, la matière à griller dans la couche en mouvement turbulent, en la faisant passer par un ou plusieurs compartiments, séparés de la partie restante avantageusement plus grande de la chambre pour la couche en mouvement turbulent,
et en soumettant ladite matière dans ces compartiments où l'on maintient une charge, par unité de temps et de surface, plus élevée que celle qui se trouve dans la partie restante de la couche en mouvement turbulent, à un grillage préalable ayant pour but de faire subir à la matière finement divisée une agglomération, et en veillant, d'une nart, à ce que la matière ainsi agglomérée puisse passer de ces compartiments dans la partie restante de la couche en mouvement turbulent, où elle est pratiquement complètement grillée, et, d'autre part, à ce que., inversement, la matière fortement grillée puisse passer de là dans les compartiments en question.
La subdivision de la chambre à couche en mouvement turbulent peut être effectuée au moyen de cloisons, par lesquelles l'échange de matière entre les compartiments, dans lesquels a lieu le grillage préalable, et le restant de la chambre n'est possible que dans une mesure restreinte, en étant, par exemple, rendu difficile ou même impossible dans la partie supérieure et médiane de la couche en mouvement turbulente mais sans être entravé dans la partie inférieure de cette couche. De ce fait, il se forme, dans les différents compartiments, des couches de diverses hauteurs, la hauteur de la couche d'un petit compartiment étant moins élevée que celle d'un grand compartiment.
De la sorte, une quantité spécifiquement plus grande de gaz introduit est fournie à la couche du petit compartiment, et de la matière grillée en mouvement turbulent est constamment projetée par le gaz de grillage qui se forme, dans le plus grand compartiment, d'où elle retourne , par le bas, dans le plus petit compartiment.
L'introduction, selon la présente invention, de la matière à griller dans une chambre de grillage préalable, qui est avantageusement plus petite que le restant de la chambre, a pour effet que non seulement on obtient dans cette chambre de grillage préalable une accumulation de la matière riche en soufre;,nouvellement amenée, dans la couche en mouvement turbulent consistant pour le reste principalement en matière largment grillée, c'est-à-dire une concentration moyenne en soufre plus élevée, mais que par suite de la plus grande vitesse du gaz, la matière réagit aussi plus intensément. Ces deux faits conduisent à des élévations locales de température, entraînant une légère agglomération des particules encore relativement riches en soufre qui se trouvent en quantité assez élevée dans la chambre de grillage préalable.
Par suite du mouvement turbulent, ces particules agglomérées sont ra- pidement réparties sur le reste de la couche et de nouveau refroidies avant de pouvoir s'unir pour former des conglomérats assez volumineux, de sorte que le mouvement turbulent ne peut subir de perturbations. On évacue avantageusement la chaleur de grillage de la partie restante de la chambre à couche en mouvement turbulent.
En plus du refroidissement au moyen d'éléments de réfrigération qui pénètrent dans la couche en mouvement turbulent ou qui limitent cette dernière, on peut obtenir une réfrigération supplémentaire, facilement réglable, de la couche en mouvement turbulent, permettant de régler de façon précise la température, en faisant arriver dans la couche des liqui-
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des inertes évaporables et/ou des substances liquides ou solides dissociables qui libèrent de l"anhydride sulfureux, notamment par réaction endothermique de dissociation.
L'introduction,dans les compartiments de grillage préalable, des gaz oxygénés nécessaires à ce grillage, peut être effectuée séparément et indépendamment de l'introduction dans la partie restante de la chambre à couche en mouvement turbulent.
L'influence favorable d'une agglomération partielle de la matière à griller sur les conditions qui règnent dans la couche en mouvement turbulent peut encore être renforcée, lorsqu'on introduit, en plus des résidus de grillage qui passent de la partie restante de la chambre à couche en mouvement turbulent dans le ou les compartiments servant au grillage préalable, des résidus prélevés sur la couche en mouvement turbulent et simultanément, ou à leur place, des constituants assez grossiers des résidus de grillage volants qui sont entraînés hors de la couche en mouvement turbulent avec les gaz de grillage et qui se séparent en premier lieu de ces gaz, directement ou en passant par la partie restante de la chambre à couche en mouvement turbulent,dans le ou les compartiments, et lorsqu'on soumet les résidus et/ou les constituants assez grossiers,
à un grillage agglomérant avec la matière à griller nouvellement introduite.
Les résidus provenant de -la couche en mouvement turbulent et/ou les constituants les-plus grossiers des résidus de grillage volants sont, dans ce cas, amenés, séparément ou en mélange avec la matière à griller finement divisée, à la couche en mouvement turbulent du ou des compartiments.
Lorsqu'on introduit les résidus de grillage sans les avoir mélangés préalablement avec de la matière à griller, on peut éviter de notables pertes de chaleur en les amenant autant que possible aux températures qu'ils présentent à la sortie de la couche en mouvement turbulent et/ou des séparateurs de poussière.
Les résidus de grillage p@@@vent toutefois également être mélan- gés, lorsqu'ils sont encore chauds, avec la matière à griller avant d'être introduits dans la couche en mouvement turbulent. Un mélange de la matière à griller avec des résidus de grillage encore chauds offre l'avantage de faire sécher au préalable la matière brute qui, le plus souvent, est encore humide, et de provoquer la production de grains assez grossiers par formation de croûtes à la surface des particules chaudes des résidus de grillage, déjà avant l'introduction dans la couche en mouvement turbulent.
On introduit les résidus de grillage, mélangés ou non avec la matière à griller, avantageusement dans la partie inférieure du ou des com- partiments .
La séparation des constituants les plus grossiers des résidus de grillage volants peut, par exemple, être obtenue au moyen de simples séparateurs par choc. On peut aussi agencer et utiliser, à cet effet, les carneaux de chaudières à chaleur d'échappement montés à la suite du four.
Pour le grillage préalable à effet agglomérant de la matière à griller, on ramène dans la couche à mouvement turbulent avantageusement entre environ 20 et 40% des résidus de grillage qui se forment au total.
A titre indicatif, mais nullement limitatif, on a représenté sur .les dessins ci-annexés un exemple de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Dans ces dessins : - la figure 1 est .une vue d'ensemble d'une chambre à couche en mouvement turbulent; - la figure 2 est la projection horizontale de cette chambre.
Sur la figure 1, le grillage de la matière provenant du dispositif de distribution (2) et introduite en (3) dans la chambre (1) s'effectue
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dans la couche à mouvement turbulent (4) au moyen des gaz oxygénés venant du réservoir d'air (5) et soufflés par le bas à travers la grille (6). Les conduites (7) et (8) servent au soutirage de la matière grillée hors de la cou- che les gaz de grillage qui se sont formés s'échappant en (9). Pour subdiviser la couche en mouvement turbulent (4) en compartiments de grandeurs différentes (4a) et (4b), on a prévu des pièces intérieures (10) qui ne s'opposent pas à un échange de la matière entre ces compartiments dans la partie inférieure de la couche en mouvement turbulent.
Sur la figure 2, on a également représenté les éléments de réfrigération (11) non indiqués sur la figure 1, parcourus par un véhicule de chaleur. Les éléments de réfrigération (11) peuvent également être disposés verticalement par rapport au sens de l'écoulement de la matière à griller; dans ca cas, on leur donne avantageusement une forme telle que les différents com- partiments de la couche en mouvement turbulent communiquent encore entre eux.
On peut, par exemple, utiliser des registres de tubes, ces derniers se trouvant disposés verticalement les uns au-dessus des autres avec de larges intervalles entre eux.
La chambre à couche en mouvement turbulent peut avoir une section quelconque, par exemple circulaire, annulaire, ovale, carrée, ou rectangulaire.
La subdivision de la chambre à couche en mouvement turbulent peut avantageusement s'effectuer par des cloisons agencées comme éléments de réfrigération. C'est ainsi que la cloison (10) de la figure 1 peut être remplacée par un registre de tubes de réfrigération, ces tubes étant placés très près les uns des autres, on obtient ainsi dans la partie médiane et supérieure de la couche en mouvement turbulent une séparation pratiquement complète entre la chambre de grillage préalable et la chambre de grillage subséquent. Les éléments de réfrigération, sont, de préférence, disposés dans la partie de la chambre qui ne sert pas au grillage préalable. Les compartiments où s'effectue le grillage préalable peuvent communiquer avec des réservoirs à air séparés,destinés à l'amenée des gaz oxygénés.
Par l'application du procédé selon la présente invention, on peut élever la hauteur de la couche en mouvement turbulent, constituée par des minerais sulfurés très finement divisés, et obtenir ainsi un grillage plus sûr, ou même le rendre seulement alors possible; de la sorte on peut, en outre, également extraire de la couche une plus forte quantité de calories.
On obtient, en outre, une plus grande souplesse de la capacité de production du four, la hauteur de la couche en mouvement turbulent pouvant être modifiée selon les conditions de service: Dans le cas de charges assez fortes, on prévoit une hauteur de couche plus élevée et on peut alors au moyen de la surface de réfrigération non modifiée, extraire de la couche une plus forte quantité de calories que dans le cas d'une charge plus faible avec une hauteur de couche plus petite en conséquence. L'accumulation de poussière dans les séparateurs de poussière est sensiblement plus faible que d'habitude, étant donné qu'on peut retirer de la couche en mouvement turbulent même, entre 20 et 30% des résidus de grillage sous forme agglomérée.
L'augmentation, dans les résidus de grillage, de la proportion de particules assez grossières, offre en outre l'avantage de faciliter le transport et les traitements ultérieurs des résidus de grillage.
EXEMPLE.
La chambre à couche en mouvement turbulent d'un four a été divisée, par montage d'un registre de réfrigération, en deux compartiments dont les surfaces sont respectivement d'environ 1/3 et 2/3 de la surface totale de la couche, le petit compartiment recevant la pyrite de flottation. Avec une charge horaire de 420 kg de soufre sous forme d'un concentré de flottation à 48% par mètre carré de surface totale de grillage, il s'établit une teneur moyenne en soufre de 1,3% dans le petit compartiment, et une concentration de 0,85% seulement dans le grand compartiment qui lui fait suite.
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La hauteur de la couche qui, dans des conditions pour le reste identiques avant la division de la couche dans des compartiments de grandeurs différentes, était d'environ 25 - 30 cm à l'état de repos, monte à environ 35 cm dans le petit compartiment et à environ 55 cm dans le grand compartiment. Par suite de la subdivision de la couche selon la présente invention, la proportion de;particules dune granulation inférieure à 1 mm est tombée d'environ 85% à environ 40%, tandis que la proportion de particules d'une granulation supérieure à 1 mm s'est élevée d'environ 15% à environ 60 %.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le grillage de minerais sulfurés finement divisés et d'autres matières finement divisées contenant du soufre grillable, en particulier de concentrés de flottation ayant en majeure partie une granulation inférieure à 0,2 mm, au moyen de gaz oxygénés, dans des couches en mouvement turbulent dans lesquelles sont, de préférence, montés des éléments de réfrigération, caractérisé en ce qu'on introduit, en totalité ou en partie, la matière à griller dans la couche en mouvement turbulent, en la faisant passer par un ou plusieurs compartiments, séparés de la partie restante, avantageusement plus grande, de la chambre pour la couche en mouvement turbulent et en ce qu'on soumet ladite matière dans ces compartiments, où l'on maintient une charge, par unité de temps et de surface,
plus élevée que celle qui se trouve dans la partie restante de la couche en mouvement turbulent, à un grillage préalable ayant pour effet de faire subir à la matière finement divisée une agglomération et en veillant, d'une part, à ce que la matière agglomérée puisse passer de ces compartiments dans la partie restante de la couche en mouvement turbulent,dans laquelle elle est pratiquement grillée complètement et, d'autre part, à ce que, inversement, la matière fortement grillée puisse passer de là dans les compartiments en question.