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Procédé et dispositif pour griller des minerais contenant du soufre.
La présente invention se rapporte à un procède et un dispositif pour griller des binerais contenant du soufre,, tels que la pyrite, le sulfure de plomb, la blende; la chalcopyrite, etc.
Dans les fours à otages connus pour le grillage de minerais on a constate que, principalement dans les otages supé- rieurs, .il peut arriver; que la matière soit soumise à un chauf- fage trop intense. Lorsqu'on traite de la pyrite et que la . température'monte de 930 à 950 C, il se forme alors un mélange eutectique de sulfites de fer et d'oxydes de fer. Ce mélange se présente à l'état pâteux et encrasse les plateaux des otages su- périeurs, de sorte que le transport ne peut se faire à l'aide de bras'racleurs et après peu de temps les ouvertures de passage
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du minerais et du gaz s'obstruent.
Pour éviter cet'Inconvénient, on a travaillé avec des quantités moyennes suffisamment faibles pour éviter l'apparition de hautes températures, En procédant ainsi, on a dû accepter un déroulement relativement lent du processus de grillage'et la quantité moyenne traitée'limitait fortement le rendement du four.
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La présente inventibn\vise à augmenter -considérablement
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le rendement du four, tout entravaillant de façon sûre et simple,
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et à'obtenir avec certitude principalement aux étages superieu-rs du four, une température suffisamment basse pour Eviter les in- convénients précités. Suivant l'invention on soutire à cet effet une partie des gaz de grillage d'un ou de plusieurs des étages médians ou supérieurs, puis on refroidit ces gaz'et on les ren- voie dans un. ou plusieurs des étages' supérieurs.
Cela présente encore l'avantage que pendant le;,refroidissement le volume des gaz de grillage se réduite ce qui a pour conséquence que la ,vitesse des gaz de grillage, après leur renvoi dans le four, est maintenue dans des limites normales et qu'il y a peu de poussière entrainée.
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Les dessins annexés moy-itrent,,,à titre d'exemple une forme de réalisation -8.e 1-1;lnyention; fin. 1 - egt une coupe.'-longitudinale d'un four à -étages, comportant un dispositif de 'refroidissement pour les gaz de - grillage dérivés ;
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Figez 2 -:est une coupe transversale par la ligne 11-11 ' - du four. de la fig-1, Le four à.étages.de la fig, 1 est essentiellement consti- tué par une ÎlV1 PPe f#1µÎydliqUÇìi;e 1 et un système de.racleurs 2,tournant lentement autour 'd'unaxe vertical. L'enveloppe est en matière réfractaire et entourée d'un cylindre 3 en tôle
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-de fer. L'espace"intérieur est.divisé en différents étages sen- siblement identiques, par dix voûtes, 4 également en matière réfractaire,de sorte qu'il y a neuf chambres distinctes.
Horizon-
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talement, chaque voûte est reliée rigidement à l'enveloppe
1. Pour des raisons de résistance, le 'profil de ces voûtes . s'amincit vers l'intérieur. Ces voûtes ont une ouverture cen- trale dans laquelle passe l'arbre cylindrique creux 5. Le diamètre; de l'ouverture des différentes voûtes est alternativement . plus grand et plus petit. Dans la voûte 6, par exemple, le diamètre de l'ouverture est tel qu'il subsiste, un passage annulaire 55 entre la voûte et l'arbre creux.
Par contre le .diamètre de l'ouverture de la voûte inférieure suivant 7 est tel "que la voûte s'avance jusqu'à l'arbre creux. Sntre ce dernier et la voûte il est prévu un joint 8 et à la périphérie extérieure de la voûte 7, c'est-à-dire là où, elle se.rattache à l'enveloppe 1, 'il y a quatre ouvertures 56 à 59. Les surfaces supérieures des voûtes voisines sont interrompues soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur, par des ouvertures corres- pondantes de façon que la matière traitée et le gaz de traite- ment effectuent dans le'four de grillage un trajet en zig-zag.
'Le dispositif de raclage est essentiellement constitue, par l'arbre cylindrique creux 5 et les bras 9. Ces derniers portent des:peignes obliques 10. Ces bras sont creux et divisés intérieurement en deux chambres par une cloison 11 (fig.2).
La chambre 12 est reliée à une- conduite 13 logée dans l'arbre creux, tandis que l'autre chambre 14 est .raccordée à la, chambre entre l'arbre creux 5 et la conduite 13. L'arbre creux 5 et la conduite 13 sont fermés à leur extrémité inférieure. La conduite
13 est raccordée à son extrémité supérieure à une conduite fixe pour l'eau de refroidissement. Des joints '16 sont prévus entre la conduite mobile et la conduite fixe. Au-dessus de la surface supérieure de la première voûte 6, qui sert de plateau de séchage, est monté un dispositif 17 d'alimentation de.matière à , traiter venant d'une trémie. Un registre 18 sert à régler la quantité de matière admise.
En dessous d'e la dernière voûte 19, pourvue d'une ouverture 20, est montée une goulotte 21, ou
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l'équivalente pour l'évacuation de la matière grillée. Le dispo- sitif de raclage est commandé par un moteur électrique 22, par l'intermédiaire d'engrenages appropriés, qui sur la fig.l sont simplement représentés par des pignons 23 et 24. Le four est monté sur plusieurs colonnes 25 afin de permettre un bon accès au dispositif de commande et à la sortie de la matière traitée. ''
Les deux étages 26 et 27 sont chacun entourés par une conduite annulaire' 2$ ou 29. Chacune d'elles est raccordée en ' trois endroits à l'intérieur du four et, à l'extérieur, à une conduite d'arrivée 30 ou 31 pour l'air de traitement.
La grandeur des ouvertures, est calculée de façon que environ deux tiers de l'air de traitement pénètrent dans l'étage inférieur 26 et un tiers dans l'étage 27. A l'étage supérieur 32 se raccorde latéralement une conduite 33 pour l'évacuation des gaz de grillage, qui mené à plusieurs séparateurs centrifuges de poussière 34. Ceux-ci présentent à leur extrémité inférieure une conduite
35 pourle retour de la poussière sur, la voûte de séchage 6,. tandis que l'extrémité supérieure est raccordée à une tour de lavage non représentée.
..Aux étages *36, 37. sont raccordées latéralement des' conduites 38, 39 pour lévacuation d'une partie des gaz'de grillage, qui se réunissent en'une conduite 40 se dirigeant à son tour vers un séparateur centrifuge de poussière 41. Pour amélio- rer l'évacuation, de la-chaleur, des nervures longitudinales ' ou des. ailettes annulaires peuvent être soudées à l'extérieur.. de la conduite 40..'Elles ne sont pas représentées. Le séparateur 41 est entouré d'une chemise d'eau 42. Par les tubulures 43 et
44 ét des conduites non représentées, l'eau de la chemise 42 est continuellement renouvelée.
Le séparateur 41 est ,pourvu d'une évacuation de poussière 46, à .la manière des séparateurs34. Une 'conduite 47 établit la liaison avec une'soufflerie 48 qui aspire les gaz de grillage refroidis bors du séparateur centrifuge de poussière et par la conduite 49 et une conduite annulaire 50,
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les renvoie dans l'étage 51 du four de grillage. La conduite annulaire 50 est raccordée à l'intérieur du four de grillage- par des ouvertures 52, 53 et 54, comme montré sur la fig.2.
Le dispositif fonctionne comme suit :
Le dispositif 17 amène le minerai à griller sur le plateau de séchage 6. Il y est déplacé vers le centre par les racloirs disposés obliquement par rapport au sens du déplace- ment, et il tombe par l'ouverture 55 dans l'étage 32. A cet endroit, les racloirs sont montés obliquement dans le sens in- verse, de sorte que la matière est déplacée vers l'extérieur.
Elle tombe alors par les ouvertures 56 à 59 dans l'étage suivant
60. Ce processus se répète jusqu'à ce que la matière sorte du four de grillage par l'ouverture 20. L'air de grillage arrivant par le bas chemine à contre-courant.
Le grillage proprement dit s'opère exothermiquement, c'est-à-dire que pendant la réaction il se dégage-toujours suffisamment de chaleur pour qu'on ne doive pas utiliser de com- bustible. Il se produirait des températures trop élevées aux ' étages supérieurs si on ne ,retirait pas des deux étages une partie des gaz de grillage. Ceux-ci, d'une température d'environ 850 à 900 C, sont refroidis à .environ 400 à 450 C dans le séparateur centrifuge de poussière, puis renvoyés à un des étages supé- rieurs. Ceci évite dans ces derniers de hautes températures et, de plus, augmente le rendement.
On a constaté' qu'un four de grillage travaillant sans refroidissement intermédiaire des gaz de grillage et prévu pour traiter par exemple 38t de pyrite à 47% de soufre peut, avec un refroidissement intermédiaire, être chargé de 50t tout en maintenant les mêmes conditions. Sans refroidissement inter- médiaire, une telle charge ne serait pas possible à cause de la ' température trop élevée qui se produirait.
On peut aussi renvoyer le gaz .de grillage refroidi, dans l'étage d'on le gaz chaud à été retiré. Dans ce cas, il est
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avantageux d'écarter le plus possible l'une de l'autre les ouvertures de soutirage et de retour du gaz. Le nombre et l'emplacement des ouvertures dépendent' des conditions de travail dans chaque cas.
Il est également possible d'accélérer le grillage,en ' insufflant de l'air de grillage froid par les bras des étages supérieurs et de l'air de grillage chaud'par ceux des étages inférieurs. Avec un tel procédé, .le rendement du four est encore meilleur.
Au lieu d'être refroidi dans un séparateur centrifuge de poussière, le gaz de grillage dérivé peut aussi l'être avan- tageusament dans un échangeur de chaleur tubulaire ou dans une chaudière à chaleur perdue c'est-à-dire une chaudière à va.peur.
Dans ce dernier cas, les gaz de grillage servent à chauffer la chaudière.
L'invention peut aussi être appliquée de la même manière, à un four à"étages dans lequel l'air de traitement arri- vant par l'arbre creux du système de raclage, passe dans les différents bras de raclage possédant des ajùtages d'où cet air sert dans les chambres proprement dites du four.
Dans ce cas, l'air de traitement refroidit le système de raclage et est en même temps préchauffé*
Le dispositif suivant l'invention convient non seule- ment au grillage oxydant mais aussi àu grillage sulfatisant. Ce dernier était jusqu'ici.lié à des difficultés particulières du - fait que la gamme des températures de 650 C à 700 C doit être maintenue dans d'étroites ..limites. En retirant à un endroit convenable une partie des gaz de grillage, que l'on refroidit et renvoie dans le four, on peut aussi dans ce procédé de grilla- ge avoir bien en main le réglage de la température. '