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Un procédé antérieur est relatif à la dézinoification de ma- tières oxydes, en particulier de matières qui, outre du zinc, oon- tiennent également du fer; ce procédé se oonjugue avantageusement à la production de zinc métallique, Il consiste à procéder à la réduc- tion de l'oxyde de fine à une température supérieure à 600 , de préférenoe sous vide, à l'aide d'oxyde de fer, qui est produit par réduotion de la teneur en oxyde de fer de la matière de départ avant la réduction de l'oxyde de zino et/ou qui est ajouté à la matière à dézincifier;
la proportion moléculaire Fe/O est supérieure à 3/4 et, pour autant que l'oxyde de fer soit formé par réduction en présence de l'oxyde de zinc dans une phase de traitement préliminaire, particulièrement quand il faut produire du zinc, elle est inférieure à la proportion moléculaire à laquelle l'oxyde de zino est déjà réduit dans cette phase de traitement en quantités gênantes. Il était admis
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dans ce cas que, tant en vue de produire un sine pur qu'un fer exempt de soufre, il fallait veiller à une désulfuration poussée de la matière de départ et éventuellement encore griller une matière déjà grillée.
Or, on a trouvé qu'une désulfuration aussi pc sée, tenue pour indispensable, n'est pas nécessaire. Bien plus, '. est absolument possible de mettre le procédé en oeuvre avec une atière sulfureuse, oontenant même du soufre sous forme de sulfure, également d'obtenir dans ce cas du zinc pur, si certaines condition se espectées.
Il s'est notamment révélé que le zino peut aussi se.trouver totalement ou partiellement sous forme de sulfure, par exemple sous forme de blende, lorsqu'on dispose de suffisamment de fer sous forme oxyde pour la réduction. On a déterminé que la réduction de sulfure de zinc avec de l'oxyde de fer ne mène pas, même sous vide, à la formation de SO2 et de zino métallique, si la température ne dépasse pas 1000 . A des températures plus élevées, le sulfure de zino est réduit suivant l'équation:
3 ZnS + 2 Feo =. 3 Zn + SO2 + 2 FeS et le SO2 formé peut, dans des zones de températures plus basses, par exemple au condenseur pour le zinc, transformer le zino métallique en sulfure et en oxyde de zino suivant l'équation :
3 Zn + SO2 = ZnS + 2 ZnO et ainsi souiller le zinc.
Si, par oontre, on travaille lors de la réduotion des combinaisons de zinc à une température ne dépassant pas 1000 . le sulfure de zinc est réduit suivant l'équation :
ZnS + 4 FeO Zn + Fe3O4 + Fes de telle sorte que le zinc formé ne peut être souillé.
A des tempe"' ratures de 900 , il n'a pas été constaté de formation de SO2, et on
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a obtenu du zinc pur, le soufre total restant sous forme de résidu solide, Il faut aussi éviter une formation importante de SO2 parce qu'elle peut rendre une dézinoifioation sous vide anti-économique, étant donné que les pompes à vide devraient avoir des dimensions . trop importantes, oe qui augmente leur consommation d'énergie élec- trique,
Il est donc possible de dézinoifier une matière sulfureuse sans grillage et d'obtenir en ce cas un zino pur, pour autant seule- ment qu'il y ait suffisamment d'oxyde de fer dans la proportion men- tionnée ci-avant, pour transformer en zinc métallique tout le zinc sulfureux et le zinc oxyde éventuellement présent.
On utilisera aveo avantage une matière de départ, où la teneur en oxyde est prépondé- rante, Sinon, il faut ajouter suffisamment de matière oxyde, pour la dézinoifioation dans la phase de réduction de l'oxyde de zino, on ohoisira un mélange d'oxyde de zino, d'oxyde de fer, con- tenant éventuellement du fer, obtenu par exemple par une réduction ,préalable, répondant à la condition suivante
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Si le zino est en combinaison non pas avec de l'oxygène, mais bien aveo du soufre, il faut alors plus d'agent de réduction et les proportions de mélange doivent répondre à la oondition :
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Si le zino est en oombinaison partiellement avec de l'oxygène et partiellement aven du soufre, les quantités nécessaires d'agent' . de réduction nécessaire à la dézinoification doivent découler de la formule suivante :
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où b est un nombre compris'entre 8 et 8/3 selon la roportion quantitati entre l'oxyde de zinc et le sulfure de zinc et a le degré
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de dëzinoifioation recherché, a = 1 représentant une .incifica-ion complète, et une d;zincifieatian plus faible correspond -% , un chif fre inférieur à 1.
Lorsque la réduction de l'oxyde de zinc a lieu en ordre principal avec du fer bivalent, la condition est alors la suivante :
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Lorsque la réduction du sulfure de zinc a lieu en ordre principal avec du fer bivalent, la condition est la suivante :
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Dans le cas de mélanges, de sulfure et d'oxyde de zino, la condition, est la suivante :
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où c est un chiffre compris entre 3 et 4, suivant les proportions quantitatives entre sulfure et oxyde de zinc.
Ces représentations sont valables à la condition que le soufre sous forme de sulfure ne soit en combinaison qu'avec du zinc dans la matière à traiter, Si en outre, il y a dans 1, salière d'autres quantités de soufre sous forme de sulfure, par exeuple combine à du fer, il faut alors de la matière réductrice complémentaire sui- vant équations :
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Fes 2 + 4 FeO = 2 Fes + Fe3oi", Pesa + Fe 2 Fes
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Il est particulièrement avantageux que ce procédé puisse être mis en oeuvre sur des matières contenant du sulfure, sans gril- lage préalable respectivement sans oaloinage à mort, car le. grillage s'applique beaucoup plus aisément à la Matière dézincifiée, où le soufre est en combinaison aveo du fer, qu'à la matière zinoifère où le soufre est on combinaison avec du zinc.
La blende de zinc reste par exemple sous forme de sulfure lors du grillage de pyrites dans des fours de grillage à étages, aux températures et temps de séjour habituels, et elle ne participe au grillage qu'à des températures beauooup plus élevées, les temps de séjour étant aussi beaucoup plus longs. Il s'ensuit par conséquent une forte économie de temps de grillage si on peut d'abord dézincifier suivant ce procédé une ma- tière contenant du sulfure, et ensuite la griller, sans pour cela pousser cette opération jusqu'au oaloinage à mort.
Le grillage jus- qu'à des'teneurs en soufre de l'ordre de quelques dixièmes de % com- porte des exigences élevées des points de vue température et temps de séjour, tandis que le grillage jusque quelques % seulement de soufre représente, déjà une facilité importante.
En tous cas, il est favorable de procéder au grillage avant la dézincification dans une mesure telle qu'un soufre oombiné au fer soit'déjà grillé au préala. ble, car cette proportion se grille facilement et ne complique pas les autres processus, car le soufre sous forme de sulfure requiert de l'oxyde de fer supplémentaire lors de la réduction de l'oxyde de zinc et a besoin en outre pour la pyrite de quantités importantes d'oxyde de fer suivant l'équation :
FeSg + 4 FeO = 2 Fes + Fe3O4
C'est un progrès important de pouvoir procéder à la réduction. de zinc également en présence de soufre sous forme de sulfure, étant donné que l'on peut apprécier suivant les cas, du double point de vue économique et installations existantes, si et dans quelle mesure il est intéressant de procéder à un grillage préalable.
Ce procède de dézincification peut être appliqué par exemple,
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sans désulfuration préalable, à ,(;>::1', 2.,-,: " '#-'..- C 1lposi ti 01 suivante
40% fer sous forme d Fe2
10% zino sous forme de ZnS
5% soufre 10 % SiO2
5 % A12O3
0,5 % plomb
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17 dL oxygène sous forme de Fe 205 Après une réduction du Fe a 0 3 Pao rlan5' JjEJ ::0"Dr; C;1XIG F1. l'aide de gaz de gueulard à bzz la, ula::;16I''? chaude .3 ,; ¯:sf?'e au four à vide dans une atwosphérs de gaz,, f011l' dent . e L.:.-.. µtµ oÎ\f.t8né par du gaz, Dans le four sous vide, 1 11;.1. teneur en zina, pour i;<, ;ride de 1 à. 0,1 torr, à une température de 950 o , est aha,1fJsée en 5 heures sous 1 , sous réoup6:ratio.!1 de zino (,0111:917.0 2.1".e/:t'7'; de ou -fre.
Le résidu dézinoifiâ, chaud, sortant de 1. ;e,ppD,:\;:) ';1, sous vide, bl'111e à l'air, lorsqu'il est secoué sn quantité 8uff.s9An"'-:; des barreaux, qui permettent le passage de 11 a5.r:; 6&.us po.am: ce'.a yJ61'{lettr( un refroidissement trop rapide, et la teneur en soufre dessend ioi à moins de 1 %.
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Avant traiteùent, il est avantagelux de =sraß f'¯: la matière en pellets, Ceci non seuleaent 8i:y.7P le zin-s (le que f3':;é..<a>¯".¯ :''Y: les poussières dans le four sous vide, tel qu'il est u#1.::xrl- ex pour le chauffage de grandes quantités de ;,iatiére a dézinoi.Li. , mais l'utilisation de pellets se révèle aussi avantageuse pou.!.' le ,e..;age de la vapeur de zinc de la matière vers la ucnclenseuoe et f2.('j.li te la réduction des oxydes de fer dans 13 f01J.;!' 1'.... cU"'le" Oa L custat avec surprise que le résidu de pyrite se .t1.'t"'lÛ'(J:me tG.o:.l.leud1.l.1:; en pelleta avec de l'eau seule, même sans U:'.:.:;.38J'G:'-on de liants apéai-aux, pelleta qui sont très durs âpres un u.:Y.;:,3 Fl'50h':Jge" Hn résidu répondant à la granuloiùétrie sui va;1.': t±p-=ii;
4-..aa 34.c'. v ¯ ;- :xïc ,)1 an aux exigences de la pelletisation.;
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18 % d'une granulométrie supérieure à 0,1 mm
82% d'une granulométrie inférieure à 0,1 mm dont 55 % de granuloûlétrie r ous 0,06 mm.
En cas de besoin, on arrive facilement à une finesse de cet ordre de grandeur par une mouture complémentaire. s'il s'agit d'un résidu de pyrite, qui a été grillé dans le four à étages, et qui contient encore 10 % de soufre sous forme de sulfure par exemple, il peut être avantageux d'éliminer cette teneur en soufre par grillage, partiellement dans la partie supérieure d'un four à cuve, étant donné surtout que de ce fait on peut disposer d'une partie de la chaleur nécessaire a la réduction subséquente du Fe203 dans la partie inférieure du four à cuve. En ceci, on peut s'en tenir à un degré de grillage tel qu'il forme la chaleur néoessaire à la pré-réduction subséquente,
mais que ne soit pas dépassée de manière importante la température nécessaire à cette pré-réduction, Ici aussi existe un avantage particulier de la possibilité de dézinoifier une matière oontenant du sulfure, car à des températures allant jusqu'à 900 maximum, une élimination'complète par grillage de la teneur en soufre sous forme de sulfure requiert une durée qui n'est pas tolérable du point de vue économique,
Le procédé conforme à l'invention est exposé de pius près à l'aide de quelques exemples :
EXEMPLE 1.-
Un concentré de blende de zino séparé par flottation de pyrites, d'une teneur en zinc de 41,7% et en soufre de 35,4 %, a été mélangé à un oxyde de fer, qui ne contenait que 20% de fer triva- lent, le restant étant du fer bivalent, et 0, 09 % seulement de fer métallique, La proportion de mélange était de 21,82 parties en poids de concentré de blende de zinc pour 63,50 parties en'poids dioxyde de fer.
Le mélange fut chauffé en couche mince pendant 5 heures à 9000 sous vide. pendant le chauffage d'une durée de deux heures, on a maintenu un vid.e de 0,2 torr, qui tomba pendant la pause de 5 heu-
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res de durée à oeo3 torr.
Dans la partie non chauffée du four noua vide, on recueillit du zinc sous forme métallique miroitante, La. dézincification fut de l'ordre de 60%. Les analyses du soufre indiquèrent que le contenu en soufre du mélange enfourné et celui du résidu obtenu correspon- daient de manière exacte.
Le zinc était exempt de socfre; pendant la dézinoifioation sous vide, on ne remarqua pas de forn- ;ion de gaz,
La quantité de fer bivalent mise en'Oeuvre oorre sond à la quantité stoïchiométrique, qui est nécessaire à la dézincifie 'on suivant les équations suivantes :
ZnS + 4 Feo = Zn + Fe3O4 + Fes
FeS2 + 4FeO= 2 FeS + Fe3O4
Fe2O3 + FeO = Fe3O4
Le degré de dézinoifioation peut encore être augmenté si on procède à la mouture du résidu et si on chauffe encore sous vide, ou bien si de prime abord on met en oeuvre un oxyde de fer, qui contient en excès plus d'oxyde ferreux libre et/ou de monoxyde de fer.
EXEMPLE 3.-
524 gr de résidu de pyrite ont été parcourus dans un four à cuve de 5 cm de largeur, à 800 pendant 9 heures, par du gaz d'éclai- rage, à une vitesse telle qu'il passait 70 litres par heure, Après ce traitement, le poids était de 415,5 gr, la teneur en fer e 45,9 % celle en zinc de 14,4 % et celle en soufre total de 11,1 %, dont
0,05% sous forme de sulfate. La teneur en plomb était de 0,5 %,
100 gr de cette substance furent dézinoifiés sous vide à
900 pendant 4 heures. La pression était au départ de 0,3 torr et,., en fin de processus de 0,08 torr.
La perte en poids de la substance comporta 10,0 gr et le concentré de métal pesait 9 gr, Le résidu - accusait une teneur en zinc de 3,8 % et en soufre de 10,9 %, La dézinoifioation fut donc de 76 %. Le zinc était souillé par un peu de plomb. si on augmente la durée de la pré-réduotion et/ou du ohauf-: fage sous vide, le rendement en zinc s'améliore, @