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La présente invention concerne un procédé de grillage de minerais sulfures tels que la pyrite., la galène, la blende, la calchopyrite et analogues, dans des fours à. étages.
On connaît des fours à étages pourvus d'un arbre auquel sont fixés des bras racleurs. L'arbre et les bras sont creux et on peut donc y faire circuler de l'air pour les refroidir. A l'étage supérieur du four., on retire les gaz de grillage qui, après avoir passé par une installation de dépoussiérage, sont dirigés vers les installations de production d'acide sulfurique. On introduit dans le four Ci étages une certaine quantité d'air de combustion, quantité qui a, d'une part, la. température ambiante et doit, d'autre part., être suffisamment grande pour que, dans le four à étages., et parti- culièrement dans les étages supérieurs, il n'y ait pas de
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ont en outre leur côté inférieur pourvu de plusieurs ouvertures de sortie 52.
Dans ces derniers bras, les parois séparatrices pour- raient être supprimées et ces bras pourraient communiquer uniquement avec la partie intérieure 4 de l'arbre creux. Sur le côté inférieur des bras racleurs sont prévues des palettes obliques 7. L'obliquité de celles-ci est telle qu'elles exercent une poussée radiale sur la matière à griller, et ce d'étage en étage alternativement de l'in- térieur vers l'extéri@ur et vice-versa.
Les palettes se meurent tout près au-dessus de voûtes fixes 8' reliées à l'enveloppe et servant de fonds intermédiaires et de soles de four. Les voûtes pos- sèdent au centre une ouverture par laquelle passe l'arbre creux, et d'étage en étage elles présentent alternativement à leur bord inté- rieur et à leur bord extérieur des ouvertures par lesquelles la ma- tière griller peut tomber et les gaz de grillage formés peuvent monter. A son extrémité inférieure, le four à étages est fermé par un. fond 9. Des joints 10 à 13 sont prévus entre les parties tour- nantes et s'étendant vers l'extérieur du dispositif de raclage, et les parties fixes.
Le dispositif de raclage est actionné par un moteur électrique 14 et par J'engrenage 15 représentés schématique- ment. A l'extrémité supérieure du four est encore prévu un dispo- sitif d'enfournement de la matière àgriller, représenté schémati- quement par une trémie 17, une conduite 18 et un tiroir 19.
Pendant le travail, la matière à griller est amenée dans le four à étages par le dispositif d'enfournement 17 à. 19, d'abord 8 l'étage supérieur 16 qui sert en premier lieu de sole de séchage.
La matière y est saisie par les palettes qui l'étendent convenable- ment sur la sole de séchage et la dirigent en même temps vers les étages inférieurs où a lieu le processus de grillage proprement dit.
En même temps, de l'air de grillage est amené vers la matière traité comme il sera décrit plus loin. Le processus de grillage se passe exothermiquement, c'est-à-dire avec libération d'une certaine quantité de chaleur qui apparaît dans la température des ga.z
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alors dirigé vers les étages médians 36, 37 et 38, par des conduites annulaires 56 à 58 qui communicuent à plusieurs endroits de la néri- phrie de l'enveloppe, par des ouvertures appropriées, avec l'inté- rieur du four à étages. En principe, le mélangegaz de gril lage-air est introduit dans les étages où de l'air est nécessaire pour le grillage. Eventuellement, on peut donc introduire le mélange précité aussi dans un ou plusieurs étages inférieure, ou encore dans des étages situés plus haut.
De plus., les étages nécessitant le plus d'oxygène, sont alimentes en air de grillage supplémentaire directe- ment par l'arbre creux et les bras racleurs. Il en est ainsi notam- ment pour les deux étages inférieurs 59 et 60, et d'autres au besoin.
A cet effet, le côté inférieur des bras est pourvu, comme décrit plus haut, d'ouvertures 52 en forme de fentes desquelles l'air préchauffé s'échappe à l'état finement divisé vers le bas. Dans ce procède;, 1' air de grillage est donc utilisé d'abord comme air de refroidissement et comme il refroidit le dispositif de raclage à une température admissible voulue, il en est lui-même préchauffé. Pour l'conomie thermique de la production de vapeur, il est important que tout 3- 1 air de refroidissement soit utilisé ensuite comme air de grillage.
Si la matière à griller est par exemple de la pyrite de fer (FeS) contenant environ 45% de soufre, et que cette teneur doit être réduite par grillage à environ 2,5% de soufre, les con@@ tions se présentent comme suit. Le gaz de grillage sort du four à, étages à une température d'environ 700 à 800 C.POur les conditions de température existant dans le four à étages, cette température est donc plus faible que la température maximum admissible dans le four.
Cette dernière est d'environ 900 C, du fait qu'à des températures plus élevées, la pyrite de fer passerait à l'état pâteux et empê- cherait le.travail. C'est pour cette raison que, dans les fours de grillage connus, il est nécessaire d'introduire une quantité d'air environ deux fois plus grande que nécessaire et utilisée théerique- ment pour le processus de combustion proprement dit (coefficient d'excès d'air # = 2). La plus grande partie de la quantité
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de chaleur se perd z-1:=.=i- #:.:= .# la ra.'-.'= ¯ '-.:t 1.? g.1.= =¯- - r.L2.l8-.;e) é'l2.Cu.se. -,...";<..,-. i 1 #. ?, = ;..:>¯ : --i. ' ;rillF4se rl'est que é 2 1" ; 1 , , 11"1:. ' ? i?l .
Pé..r CO1.re, 1 e j. r c > 1 à 4 2,.,--."------ 1 -=- ' 1 ... 2-1- .- =i :"::.:.' -'-:=.:'- '.le la teneur en chaleur de l-"-.ir i i. ' =.±t-iE".f i E =-?----"* '=Y.i.¯. -' 7±n les fours connus est CL'Il*C. fii- -]11± -11 Étl-1 F Y-± "7?-1 1- f-"? .': -l,J- Z'3-- -1- -'-1-- 1 a p ert e 4-e c"2.'' '"." " s 5 g #-±. /- ù == =-. =, -. - - =- g -= #- '.= -'.-. '-- -' ..-: : quantité de chaleur rte 1.-. =- > , ? i: 1.==. d = i i- L- - . , i- ' 1 -5 .5 #-- .i.-= "' les fours Connus, est utilisée ::::.."T.->-2-:-:" F 1- i 1.
Y . É à"- 'F - ± 1 1 Y?±± ] * l l- =? l 1 refroidissement adéquat ci:# gaz l/ % ±± =iil-é , 'Ô=- Y=. i- .' ± ± E' '? -" - ?- -h. i"". de Gaz de grillade proprer-t 5±.t.r:= uit'..'.,. i..>...5'i-#'LÉI" =. .- - est maintenue aussi p-tite eue csi':!?, .':-1"C'= -¯"1. ,-. "> , :.. - - . - --.. la sortie de la chaudière dépend de? :-=.r":.':-\.---ti'r.''..=.- et ne peut généralement pas %. tT e >'- c l'. l. f S, .fi 11 =, 5 .:' .i..i ." I= ..I i-.-'# -- ' ..= .. i :" . sur les considérations s-ii s" s=, t <e s m L <. <-1 ;5,z'r. 'J:1- h Ù ." - J. ?- .'. =.i .>1z. ?± '1 . " 1 .. dans le four de grillage 1:[.l" r action a-..::5fJ;.i#..--=i.=-=ai> s= D 1=f.=.i=# --.. les gaz de grillage) lair de =r e ±ri> f- l-± 1 r# ?-... ?;"."-. :- ;-:-', -.t"..:.'.- ';'''..'--. évacuée.
De plus, une q#1<Fm lr: i. t .i ,µ ; c]z i F- #: . =: .:- - .- - 1- .= -.. - - - : . = . - . : = . - : père nar rayonnement I? +2* S fl. ' ±.?? 'il Ô. lîi .3 "," L' ' " 1. -- --. é = i= .. -J - "= J- 5 " ' - F Ri .' ioe ent p a s être utilisée. Il n'est pas .-??':';''.aç'r'r' pi"-*'-- t.¯ = - : . .1¯ ? = ,=: . la chaleur de la ntiëre .riJI# 1 ."= .-..4 i- " - " =- -. =... -= , " .. - =. - P :. =. contre suivant 1. ' ' ;.i#- en ti # n tcut'' 1 oe 'i = .. ¯ .=---..- ::rclidis2ET1!?nt e s t . r >1 c;:.p ] r X e par 1" .? /3 i ;.> <- ..X?- ±- 'J'. i-', 'pj;.;"r. 5 .L ± . i =- ': ,1'.;.... r-le =o17<=s, la quantité de chaleur qi qa:.-t'; 1 i-i-¯".-- x,-...=oe les gaz de grillage est pre.tîq7Jer=nt e;-it±àz% .>.,erxt récupérée 'sar la production de vapeur.
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Une partie du gaz de grillage sortant de la chaudière à vapeur est renvoyée de la façon décrite plus haut, comme gaz de recirculation dans le four à étages et ainsi la quantité de chaleur encore pré- sente dans cette partie est réutilisée.
Ce renvoi du gaz de grillage permet en même temps de r@@@@ l'addition d'air. Comme décrit, l'air de grillage est retiré entièrement du système de réfrigération en serpentin , où il est préchauffé à environ 230 C. De cette manière, on dispose aussi de toute la chaleur de l'air de refroi- dissement pour la production de vapeur. Il est avantageux que, du point de vue matériau, l'arbre creux et les bras racleurs soient exécutés de façon que la quantité d'air de refroidissement soit suf- fisante pour couvrir entièrement les besoins en air du four à étages.
Il n'y a alors qu'un faible excès d'air, c'est-à-dire le coefficient d'excès d'air # n'est que de 1,2 à 1,3 environ., Le gaz de recirculation mélangé à l'air, agit dans une certaine mesure comme gaz inerte, et ne participe donc pas à la réaction dans le four de grillage. Les proportions du mélange sont calculées de façon à ne pas dépasser la température maximum mentionnée plas haut.
En outre,la concentration en SO2 du gaz de grillage monte environ
12%, du fait qu'elle dépend de l'excès d'air, car elle est d'autant plus élevée que cet excès est plus faible. Un autre avantage du présent procédé consiste en ce que les gaz de grillage peuvent aisément et sûrement 'être maintenus à une température située au-dessus du point de condensation dé l'anhydride sulfurique (SO3), c'est-à- dire au-dessus de 270 C environ. En effet, le SO3 condensé attaque- rait les conduites, parois, etc..
Dans certains cas, il peut aussi être avantageux de ren- voyer le gaz de recirculation directement, c'est-à-dire sans tre mélangé à de l'air, dans les différents étages convenables, par exemple lorsque la totalité de l'air de grillage est introduite par les bras racleurs.
Au lieu des conduites annulaires 56 à 58, qui servent à l'introduction du gaz de recirculation ou de recyclage, on
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:.;'ut aussi ut.i:j.;?,--:.: . ¯ ¯.'..¯ . ,¯¯ . ie laquelle plusieurs c:, ",,1: ,. +" ::.' :.:: et le bas. Ces dernièr.;:;s C,)r:c',:)..::"1,'::' :,. ¯ . - : ¯ - ¯¯ -¯ ='\- -0 riuhêrie de la conduite rl" r-" '0' et ¯¯ >.¯¯- ¯¯ ¯¯¯ ¯ ¯ 0.. = .= ,¯. du four où le besoin s'en fait s-ntir.
La fig. 2 montre s <il#<ir==ti q< 1=;iz #; t Il. ,: -- =- i "- ."< .:F- .:" :1 " 4 .- # . - " dessus complété par une 1-n.:.c./.l-J-a':f.:-n ¯-¯: . ¯¯: ¯¯ ¯ . ¯ , ¯ ¯ ,¯ . dialeur résiduelle du gaz de i =,¯¯ .¯ ; =,#.. ¯ . ¯¯¯ nas utiliséepour la recirculation, S'oê.:"+ -i',-"'.;;-'.. ¯¯ nentation suivant le princ2.pe 005 "::;::"':::;:'.-:. ,:2':,..:, "ë:. " '--o' lage est dirigé à une tc.#:ip4;z.ii.i=e 1,é 3'3C. -.."'"-'.' 1 =.z... 1- ',....-,,"'V) un ou plusieurs séparateurs '--/-''''--I1'r ....--r'-:3 ¯¯¯ ¯ z ¯ ¯ ¯¯ ¯-. ¯ tel séparateur sert à libérer le g:.;,z 1<= à=-.i,1-1-= =1- ' = --1=. ¯ ¯ .¯- ¯ ¯- en <>14me temps à. le refroidir r r r 4c?.r '.-r..:..':¯' .¯¯ ¯ ¯ ., ± .F e t ; 1- e séparateur ; er; tr 1, ±1;x i .] .3.r:'\'-- \ - I- :î.û'L2.I7.t aux acides, es'c E'1:
¯ ¯¯. ¯ .F d . ;=;1 <= ¯¯ ¯ ¯ -- - ¯- .:t o7re à 1 ' extrémité inférieure de :02f',.,(:,;-- - ¯ - ¯ - - ';8"'-l(>:Lte l.2 tandis ou' 2 son rv'-.¯..¯¯ :"J.> --: a ¯-; ,¯ = conduite d'eau 31. 3 efh:.r ¯¯¯. ; #¯-: ; - ¯ \:;2.rateur de po"assiéte, sert à ,¯c- -1¯.Lr. Jo' ¯. -¯ ¯. ¯ ¯.¯., chassée vers le bas soit p4=iJéA..¯i,:i;-.:r."..=, =- -- ,n' réparateur de poussière, le ga de ;.: ' i 1¯ ¯ ¯¯ . ¯ =..- - ¯ ¯ duite z.6 vers 7.' ecaneur , ther-iioue / 3 "-"-" "'",0.'- >¯ x,="; .: ' ; corrosif, échangeur dans lequel le L 2, ':::- ;:::-:'..l:-:'ê';:. ('", - /:::. l " {..
..antage, àe sorte qu'il en sort 1. et r c,a¯ 130"''. j-=#1 1 e 4 résistant à la corrosion. L'e".L1 ,'le r.- ±'i.==: ,-. - ¯ = =¯..>=-.. :',,: ;l:;.::::.t3.[eUSement en sens 0rr;cé/ : /# .". t , 1 J ' ..- " . " ? . ¯ ... ¯ " .¯. J J. par la tubulure 45 à l' extr-a. té r''>¯'-r:. r â.r ü d0 . ¯.¯ ¯... ¯..¯ l¯ ¯ .¯ et sort de ce dernier par la crdz¯t-.. 42 '1"":';':":'0:' ", 0"',' : 1 ;: che!'lise d'eau 41 du. séparateur ...' '0 par la pompe 47 dans le ta.-'.boT.r 7 r;" cette manière eau peut être ;1:;,-t:i'g'* ' virion 100 C. La quantité d'eau 0;,':;c:;--;--,llf >'; ".'
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thermique et le séparateur de poussière paut avantageusement être cal culée de façon à couvrir exactement le besoin en eau de la chaudière à chaleur d'échappement.
Avec cette installation de prèchauffage d'eau d'alimenta.-- tion, on réalise une utilisation supplémentaire de la chaleur engen- drée dans le four à étages, pour la production de vapeur.Les seules pertes de chaleur sont celles occasionnées par la matière grillée qui quitte le four à une température d'environ 700 à 800 C, par le gaz de grillage sortant derrière l'échangeur thermique 43, et par le rayonnement du four et de la chaudière. Toutefois, ces pertes sont relativement très peu importantes et, en ce qui concerne l'uti- lisation de la chaleur, on obtient un rendement de plus de 80%.
Il est également avantageux de nrévoir à plusieurs étages, particulièrement aux étages supérieurs, des conduites à l'aide des- quelles les gaz de grillage meuvent être prélevés au choix, c'est-à- dire de façon réglable. Cette possibilité est représentée schémati- quement sur la fige 2 par les traits mixtes 48 et 49.
Il peut aussi être avantageux de monter la pompe d'alimen- tation en eau 47, devant la tubulure d'entrée 45 au lieu de la dispo- ser dans la conduite 31. Cette pompe est représentée en traits mixtes sur la fig. 2 et est désignée par le chiffre de référence 50.
Dans ce cas, l'eau de refroidissement est sous pression dans l'échan- geur thermique et pendant son Darcours ultérieur vers la chaudière à vapeur et peut par conséquent être préchauffée à une température supérieure à 100 C. La quantité d'eau de refroidissement est dans ce cas également calculée avantageusement de façon à couvrir exacte- ment les besoins en eau d'alimentation de la chaudière à vapeur.
Le nrocédé décrit peut, en principe, être appliqué à tout four à étages, dont la grandeur répond aux nécessités données et conçu pour un grillage exothermique. Comme chaudières à vapeur., on peut utiliser non seulement celles à circulation forcée de l'eau, mais aussi celles à circulation naturelle.
Le procédé décrit plus haut peut encore avantageusement êtr complété et amélioré en prélevant d'un ou de plusieurs étages
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1.;ôii-;>is à température relativement 4levre, ;=. -= =:.-1µ,;1 de; -¯¯ ,1 grillage qui s'y for:Jie:lt, et en 'ii:::ig8é-i":. ,=.:0 ¯ J 'i .?'±. =# dr = j Y -# chaudière \ vapeur jour la renvoyer z¯p=1.z ¯¯1 =¯ <¯=--. :::-2::::::,:''::,:, f:-:-' celle-ci par échange thermique à =.T: -"1. 1 . : " 2 .. 1 -...' =. := -e:.. .. - -= := g .= ven2.ble du four a étages. ':>o'J¯2. ,:'est :'=.>::4,1.==....i #.- ;':::5.;;';: ,;>':: ..:, 51 sur la fig. 2.
A c.t .;;f::2t, la C;lL-.:':',1,', ' ;,-.- ¯¯ ¯ ¯ ¯¯ ¯¯-¯ ¯ ¯ ffcent divisée par une cloison sprtric- '::.2- ==-.- ,.:',- ::;:'.',':<' les vël2 d.e grillage, 1 ' im e j=< ="=t= }.8 s:.2 z 1: .# . ,. 1 .- -, ..; ¯= = - = .-,- .=- : 1 :- . et 1' autre pour la nartie de gaz ":2 11"..:? .=--=- = 1. =-...i -= . - - - r z:xient. De cette :r.an:L8:.?e, on peut r44J.i,;>;; 1 µ=.=;;#;'i:.;.#?-'. -ii ¯ ¯¯ ¯. ¯ ¯ ¯ chaleur dans le four à étages et ainsi r3i:,',-L)":.,,' '.:::S -1=*.=== i:= -==,,¯.. très uniforme dans ce four.
COYtJJ:1e il a été de,1--l '..entoi.'.. ':'=,,1.:: 1==.#"i 2¯= -:.'c. -- peut être utilisé -t,,on seulement pour -:-=., 1. i... ¯ - -. -¯ ¯ ¯ four servant à Inexécution de . ;lc=: ;; ¯¯¯¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯¯- çaels l'excès d'air ne peut être abaisse :-.=.1,o;-=<#.#E¯ ¯¯ ¯.¯¯-¯ ¯ d'une température a,.mtr3 î; :vr :¯n=1, - '::"--"":"--:: '5:" > g c . , .
;?a"..1.%-''? ur élevée et renvoyée dans m. ¯ ¯ . ¯ ¯ ¯ - du mélange avec l'air de grillage, 1.e .:> ç¯;.=l .=.- 1-. ¯.¯;.d -. --.t..¯ ¯ gaz, de l'eau, etc.., dans les ôi f<4r.=r J= . ¯ ¯- ¯ ¯ ri dans ces cas suivant les Coi T'C0cB t cn', (: ':. ¯ ¯ . ¯ ¯ ¯ .
:i 'TO'r a*rantageui-lznent r'3,'.IS. C2'¯ ;''1'r-" .-i-r-==1.= fl<z==-- quêtent dans les deux étages inférieurs.;'!.: 6.Il [ ;:=*, i.];, ':'e 1=#<,:¯:, r.#;>lenrs possédant du côté inférieur des .'e.#."---;-.;.'- On peut ainsi amener à chaque éta.?e a'-'e ,1=,-...." Î,=-. .. 'ô ¯.."-= .-. d'air convenable et atteindre en même tenpp i#i;= ?:::';::.::d7.': 1";if:)..:':',,-i. -1::1 de température dans le four. Dpns ce ?ae ¯¯¯. - ¯ ¯.. ¯ = --= ? - " .
'';¯,il' de refroidissement S i, ;, :.. ¯ . ¯- =''-w'-: à la quantité totale .':::l: J.-,-- étages.