BE526236A

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Publication number: BE526236A
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Description

PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA FUSION DE L'ETAIN.

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Stephen Esslemont Woods, est relative à la fusion de l'étain.

Il est connu de fondre des minerais d'étain dans un four à soufflerie ou haut fourneau, l'étain étant recueilli au bas du fourneau.

On a maintenant constaté que dans des conditions spéciales on peut obtenir de l'étain à la sortie ou prise de gaz d'un haut fourneau.

L'invention consiste en une méthode de fusion de minerais d'étain, dans laquelle les minerais d'étain, dans laquelle les minerais d'étain sont fondus dans un four à soufflerie ou haut fourneau en même temps que des minerais de zinc,ou bien sous forme de minerais d'étain-zinc combinés, et l'étain, est récupéré en même temps que le zinc à la sortie ou prise de gaz du fourneau.

Un exemple de l'application de l'invention est ci-après décrit.

499,4 Kos d'une matière frittée contenant 1,2% de.zinc et 18,2% d'étain en poids, sont chargés dans un haut fourneau ou four à soufflerie avec 1997,6 Kos d'une matière frittée contenant 55,4% de zinc en poids, 681 Kos d'une autre matière contenant 40% de zinc en poids, 2451,6 Kos de coke métallurgique, 681 Kos de chaux calcinée et 90,8 Kos de quartzite. La charge contenait ainsi 90,8 Kos d'étain, 1384,7 Kos de zinc et environ 2179,2 Kos de carbone.

Des 90,8 Kos d'étain, 6,08 Kos, c'est-à-dire 6,7% en poids du total, ont été trouvés'dans le laitier. Le reste était volatilisé.

Dans cet essai de fusion au fourneau, la quantité d'étain volati-

lisé représentait environ 6,4% du poids du zinc volatilisé et environ 3,9% du poids du carbone brûlé.

De préférence, l'étain et le zinc ensemble sont condensés sous forme métallique.

A cet effet,la charge est préchauffée à 800 C, et l'air est chauffé à 600 C ou plus. Du gaz contenant de l'oxygène a été introduit dans les gaz de sortie ou départ du fourneau pour élever leur température comme décrit notamment dans le brevet 496403 du 16 juin 1950 leur tempera du plomb fondu a été utilisé pour condenser les vapeurs gazeuses ainsi que décrit dans le brevet n 479.569 du 13 janvier 1948 (NSC/155) et dans le brevet n 490.269 du 20 juillet 1949.(NSC/155A).

Tout l'étain du condenseur est dissous dans le plomb, ayant été formé au cours de la réaction entre de la vapeur de sulfure stanneux et soit de la vapeur de zinc, soit du zinc en solution dans du plomb.
EMI2.1

SnS + Zn - ------ sa + ZnS - (1)
Du zinc contenant de l'étain se sépare lorsque le plomb est refroi- di extérieurement du condenseur, le plomb restant étant recirculé au conden- seur.

Le processus se poursuivant, la teneur en étain du plomb en circuit croît, la teneur en étain du zinc qui est séparé croissant proportionnellement,un état permanent final est atteint pour lequel le plomb en circulation contient environ 4% d'étain en solution, et le zinc séparé contient environ 6% d'étain. Une fois cet état atteint, l'alliage zinc-étain séparé par après contient ces deux métaux dans le rapport dans lequel ils sont vola- tilisés à partir du fourneau.

L'étain est récupéré par la distillation de l'alliage étain-zinc séparé.

La production de scorie, c'est-à-dire l'oxydation du zinc et du plomb est faible. La formation de laitier est normale, le laitier étant fluide, mais ne fondant pas prématurément. L'élimination du zinc du fourneau est également bonne.

Diverses modifications peuvent être introduites dans les limites ou portée de l'invention. Ainsi, il n'est pas essentiel que du plomb soit utilisé pour la condensation; du zinc par exemple pourrait également être employé.

Des expériences de laboratoire ont permis d'établir que dans les conditions qui prédominent dans un haut fourneau à zinc, très peu d'étain peut être volatilisé sous forme d'oxyde stanneux, mais qu'une quantité considérable pouvait être volatilisée sous forme de sulfure stanneux. Dans la fusion habituelle de minerais d'étain, les conditions ne seraient pas les mêmes que dans un haut fourneau à zinc, mais le pouvoir réducteur des gaz serait du même ordre de grandeur général. Conformément, le fait que dans la fusion d'étain habituelle de minerais d'étain oxydés, la quantité d'étain volatilisé est petite mais non tout à fait négligeable, est expliqué par les expériences. La plupart des minerais d'étain sont presque exempts de soufre; des minerais d'étain contenant du soufre sont grillés avant d'être fondus.

Les expériences indiquent que de petites quantités de soufre dans des minerais d'étain peuvent, en formant du sulfure stanneux gazeux, contribuer appréciablement à former la faible quantité d'étain qui est volatilisée dans la fusion d'étain habituelle.

L'étain introduit dans le fourneau comme oxyde stannique peut être considéré comme participant aux réactions ci-après :
EMI2.2
Snc 2 + 2GO = Sn (liquide) + 2 CO 2 #### (2) Cette réaction absorbe très peu de chaleur, et elle est suivie de

la réaction :
Sn (liquide) + ZnS (solide) = SnS (gaz) + Zn (gaz) ------- (3) qui absorbe 101,9 Cal par molécule-gramme soit 858 Cal par kilog (ou 1544
B Th U par 454 grs) d'étain.

Des expériences ont établi que la constante d'équilibre pour la formule (3) est :
K = 0,00011 à 1000 C.

Si la pression partielle du zinc est 0,05 atmosphère, comme elle l'est approximativement dans les gaz d'un four à soufflerie ou haut fourneau de fusion de zinc,la pression partielle du sulfure stanneux en équilibre avec du sulfure de zinc et de l'étain liquide est alors :
0,00011/0,05= 0,0022 atmosphère.

L'oxyde de carbone et le bioxyde de carbone entre eux occupent environ 33% du volume de gaz total par atome de carbone brûlé dans le fourneau: par suite 0.22 33 atomes d'étain pourraient être volatilisés comme sulfure stanneux. En poids par unité de carbone brûlé, pourraient être volatilisés : (0,22) x 118,7/12.00 = 0,066 unités.

Comme la limite supérieure proposée de la concentration en volume de sulfure stanneux est 0,22% comparativement à 5,0% de zinc, le soufre nécessaire est 0,22/5,0 = 0,044 atome par atome de zinc, ou 1% de soufre dans les composants de charge métallifère. Il y a toujours également quelque peu de soufre présent dans le coke. Aucune quantité de soufre n'a délibérément été ajoutée pour l'exemple mentionné et l'on présume ou estime que du soufre en quantité suffisante sera toujours présent.

Si le gaz de fourneau contenait 5% de zinc et 0,22% de sulfure stanneux,l'étain volatilisé serait les 8% du poids du zinc. La teneur en bioxyde de carbone des gaz de départ pourrait être augmentée de 0,4%, c'est-àdire dans une mesure relativement faible.

Si du plomb avait été présent dans la charge, il n'y aurait pas d'interaction entre la vapeur de plomb et la vapeur de plomb et la vapeur de sulfure stanneux. La vapeur plomb-soufre tendrait à réagir avec l'étain suivant la réaction.

PbS (gaz) + Sn (liquide) = Pb (gaz) + SnS (gaz) ----- (4) REVENDICATIONS.

1. Une méthode de fusion de minerais d'étain, dans laquelle les minerais sont fondus dans un four à soufflerie ou haut fourneeu en même temps que des minerais de zinc, ou sous forme de minerais étain-zinc combinés, et l'étain est récupéré ensemble avec le zinc dans la sortie ou prise de gaz du fourneau.

Claims

2. Une méthode telle que revendiquée dans la revendication 1, dans laquelle l'étain et le zinc sont récupérés sous forme métallique par condensation avec du plomb fondu.

3. Une méthode telle que revendiquée dans la revendication 1, dans laquelle l'étain et le zinc sont récupérés sous forme métallique par condensation avec du zinc fondu.

4. Une méthode telle que revendiquée dans la revendication 1, en substance telle que décrite en référence à l'exemple donné.