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"Procédé et installation de grillage des minerais"
La présente invention a trait au grillage des minerais et a pour objet des perfectionnements au pro- cédé et à l'installation de grillage des minerais et, plus particulièrement, des perfectionnements utilement applicables au grillage des sulfures métalliques, spé- cialement selon la technique connue sous le nom de grillage en lit fluidifié.
Cette invention est particulièrement utile en conjonction avec le procédé et l'installation décrits dans le brevet belge ? 537. 802 du 30 avril 1955. Com- me expliqué dans ce brevet, le procédé a trait au grillage des concentrés de sulfures métalliques e:= lit fluidifié. On prépare une boue en mélangeant les concentrés de sulfures métalliques avec un liquide
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aqueux, qui peut contenir, par exemple, un sel métal- lique alcalin, tel que du sulfate de sodium. La boue est pulvérisée dans, et à travers, l'espace libre chaud au-dessus du lit fluidifie, de manière à produi- re un grand nombre de très petits agglomérés humides formés d'un certain nombre de particules de concentré liées tout au moins en partie par le liquide de la boue.
Le liquide aqueux en excès, provenant de la boue, après formation des agglomérés humides, est com- plètement vaporisé dans l'espace libre précité aveo les gaz chauds qui s'élèvent du lit fluidifié pour l'empêcher ainsi d'atteindre et de mouiller le lit fluidifié. Les agglomérés fraîchement formés parcou- rent un chemin prolongé dans l'espace libre chaud pour perdre leur humidité. Fendant que les agglomérés effectuent leur parcours prolongé, ils perdent leur humidité et ils forment des agglomérés secs, de sorte que les agglomérés humides n'atteignent pas et n'hu- midifient pas le lit fluidifié. Le mélange de vapeurs et de gaz produit est évacué dans la partie supérieu- re de l'espace libre au-dessus du lit fluidifié. Les agglomérés secs retombent sur le lit fluidifié pour être grillés.
Les agglomérés dans le lit fluidifié sont maintenus continuellement secs pour les empêcher de se lier en morceaux d'une trop grande dimension qui tendraient à "défluidifier" le lit fluidifié. Les agglométés secs sont grillés dans le lit fluidifié.
On les maintient généralement à leur dimension et leur forme pendant le grillage pour assurer une flui- dité uniforme du lit. Les agglomérés calcinés qui en résultent sont retirés du lit calciné.
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Cette pratique présente un certain nombre de difficultés. Les concentrés de minerai sont fortement: abrasifs et donc, fortement ccrrosifs et ils usent le dispositif employé pour pulvériser la boue. Ce dispcsi- tif est généralement en métal, et les particules du concentré sont tellement abrasives qu'elles le rendent rapidement impropre à l'usage. Les frais de remplace- ment peuvent être élevés, mais plus graves encore sont les nombreux arrêts dans le fonctionnement du four qu' imposent les remplacements nécessaires. De telles in- terruptions sont coûteuses. Elles ont également pour résultat un concentré grillé de qualité inégale.
Dans la plupart des opérations qui comportent le transport de boues, un risque très réel vient de la présence dans la boue de solides étrangers ou de dimensions trop grandes, y compris des agglomérations de solides, qui bloquent les passages resserrés. Pour pouvoir pulvériser finement de telles boues, il faut habituellement les faire passer par un étranglement quelconque, ce qui pose un sérieux problème de bloca- ge. Le passage doit être dégagé, ce qui donne lieu à des pertes de temps et d'argent, et à l'interruption de l'opération.
Il est également difficile de manipuler la boue d'une manière telle qu'on puisse régler la for- mation des gouttelettes de boue, ainsi que les dimen- sions de ces gouttelettes, entre certaines limites, et la régularité de leur formation. Ces difficultés se répercutent sur la dimension, ou la gamme des di- mensions admissibles, et sur la régularité de forma-
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tien. des agglomérés désirés d= concentrés de minerai.
Des recherches ont abouti à la découverte que ces difficultés, liées entre elles.. peuvent êtresur-
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r'oni23B en grande partie, en procédant en cor.fcr:--t té avec la présente invention.
On comprendra mieux l'invention par la descrip- tion ci-après en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une élévation schématique, en grande partie en coupe, d'une forme de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre de l'inven- tien, cette figure motrant un four de grillage à lit
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fluidifié avec un injecteur è.' ':".2.ie:,-7tJ..On. montù '. sa partic supérieure ;
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le liquide. Le fond du réservoir 12 est raccordé à une conduite de sortie 20, à une pompe à boue 22, et à une conduite d'alimentation 24, munie à son extré- mité d'un raccord 26 qui la relie avec l'entrée de boue 28 de l'injecteur d'alimentation 30 de l'dnven- tion.
Une entrée d'air 36 est reliée à un comprs- seur d'air 38 qui, à son tour, est relié à une condui- te de refoulement d'air, comportant une vanne 4C. eT munie à son .extrémité d'un raccord 42 qui la ralie à l'entrée d'air 44 de l'injecteur 30. Ce dernier et son fonctionnement sont décrits plue loin en détail,
Comme représenté, l'injecteur s'étend vertica
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lement à travers une bride de rr..t.n"Rg."" T" '\ 1.." 1,....< "). tale, 50, montée dans nn g<.iii rL z2 :'.1Í entoure P: puits d'alimentation 54, z z ;a.rt¯ f"¯n:r'23 :'.1 - rieure, ou toit, du four à lit fluidifié 60,
Le four à lit fluidifié, représenté sche ti- quement, est de forme générale circulaire en cupe horizontale, et il est formé d'une paroi extéricare
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métallique 62, d'une paroi int8ri ":'lrl:
clorifue 64, et d'un toit en forme de cône 66. Il=ne aire de fcyer 70 s'étend horizontal ementdans le fend du four. La face inférieure du fiur est munie d'un distributeur d'air ou bcite à vent 72, divisée en plusieurs com-
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partiments 74, 76, 78, par den r1 oi :,()!lS 80, G2. L 3 conduite de dâ.str3lWion d'air, m1Jni d'un J:vh1t,1; 84 s'étend contre la surface 1 a F '-r, t'l 000 j"?, 'J <; 2 '. <? à vent et des dérivations 86, 83, 90 la relient avec les compartiments. Les raccords de dérivation sont
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munis de compteurs à robinets, non représentés, pour régler et mesurer le débit de l'air introduit dans chaque compartiment.
Le foyer 70, habituellement formé de plusieurs plaques, est muni, sur sa face supérieure d'un cer- tain nombre de buses 94 d'écoulement d'air, espacées et surélevées, et, sur sa face inférieure, de tuyaux 96,98, 100 de sortie, munis de robinets, disposés centralement par rapport aux groupes de buses ot dont les extrémités supérieures s'étendent légèrement au-dessus du foyer. Ces tuyaux de sortie traversent verticalement les compartiments de la boite à vent.
Le four est muni d'un conduit 104 d'écoulement des matières calcinées, placé de telle sorte que le lit fluidifié 110 de matériau aggloméré, en traite- ment au-dessous de l'espace libre 112, se maintienne à un niveau prédéterminé optimum 108.
Un conduit 116 de sortie des gaz et des fines, relie la partie supérieure du four à un séparateur de gaz et des fines 118, tel qu'un cyclone. Il y a avan- tage à relier ce cyclone avec un deuxième séparateur en cyclone 120, au moyen d'un tuyau 122. Une cheminée 124 part du second ou dernier cyclone et débouche à l'air libre.
Il y a avantage renvoyer dans le four les fines séparées deaz du four dans les cyclones, pour les traiter à nouveau. Dans ce but, des tuyaux de descente 126 et 128 s'étendent des cyclones jusqu'à un tube d'alimentation latéral 130 équipé avec un transporteur à vis 132 mu par un moteur. L'extrémi-
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té de sortie de ce tube est reliée au lit fluidifié 110 en un point au-dessous de sa surface supérieure.
Un ou plusieurs moyens de chauffage 136, 138, tels que des brûleurs à gaz ou à huile, sont reliés au four pour en porter la température de la chambre à une température suffisante pour démarrer l'opéra- tion de grillage. Les brûleurs sont placés avec avan- tage juste au-dessus de la surface du lit 110. On vcit que l'injecteur 30 (figure 2), comme il a été noté, s'étend verticalement à travers une bride pla- te de montage, montée dans le goulot 52 du puits d'alimentation 54. Une paroi transversale 136 s'é- tend en travers du puits d'alimentation près de sa partie inférieure, et une bride tubulaire centrale 138 s'étend verticalement à travers la paroi 13 à la- quelle elle est fixée.
La bride plate de montage de l'injecteur est fixée d'une manière étanche à la bri- de tubulaire 138 au moyen d'un certain nombre de bou- lone 140, de manière à maintenir l'injecteur en ali- gnement vertical au-dessus de l'espace libre du four.
L'entrée de la boue 28 et l'entrée de l'air 44 dans l'injecteur, sont reliées avec un passage intérieur 142 d'un manchon vertical 144. L'extrémi- té supérieure de ce manchon est fermée et son extré- mité inférieure est ouverte. La partie supérieure débouche dans la cavité 146 pourvue d'un fond infé- rieur 148, d'une garniture d'étanchéité ou presse- étoupe 150 et d'un chapeau de serrage 152. L'exté- rieur de la paroi de la cavité 146 est filetée et muni d'un chapeau vissé 154. L'extrémité inférieu-
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re du manchon 144 est munie d'un prolongement cylin- drique 156 démontable et le deux parties du manchon sont réunies par vissage, comme représenta à la figu- re 2.
Un des avantages du prolongement cylindrique 156 consiste en ce qu'il peut être remplacé facilement par une partie, soit de la même longueur, soit plus cour- te, soit plus longue, à volonté
L'injecteur est également pourvu d'une tige axiale 160 dont l'extrémité supérieure traverse à tra- vers le logement, y compris le fond 148, la garniture 150 et le chapeau 154, et se termine par une partie filetée munie d'un écrou 162. La partie inférieure de la tige 164 est d'un diamètre inférieur pour recevoir et retenir un croisillon 166, qui maintient la tige verticale et centrée dans le passage 142.
Quand le manchon et la tige sont très courts, la tige peut être fixée d'une manière suffisaient rigide dans le cha- peau 154 pour conserver sa position axiale dans le manchon, et on peut se passer du croisillon 166 repré- senté en détail en coupe à la figure 4. Ce croisillon est pourvu d'un moyeu 168, dans lequel passe la tige 160 et duquel partent un certain nombre de bras ra- diaux 170, 172,174 qui s'étendent presque jusqu'à la surface intérieure du manchon. Ces bras assurent un ajustage coulissant de l'ensemble du croisillon dans le manchon. Comme le croisillon est fixé à la tige 160 il coulisse aisément dans le manchon.
En se reportant de nouveau à la figure 2, on voit que l'extrémité inférieure de la tige 160 se termine par un déflecteur 176, fixe à l'axe par un écrou 178. Dans la construction représentée, ce dé-
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flecteur est de forme générale conique, plus exacte- ment en tronc de cône. En tout cas, ce déflecteur présente une surface de forme générale conique 180, engagée partie *-,- l'intérieur et partie à l'extérieur de l'extrémité de sortie du manchon. lar rapport au manchon, le déflecteur ménage un orifice annulaire 182 à travers lequel la boue et l'air comprimé peu- vent s'échapper du manchon mais seulement pour tre dirigée vers le bas et vers l'extérieur dans l'espace libre 112 du fcur, comme décrit ci-après, plus en dé- tail.
La partie supérieure du déflecteur 178 s'appuie contre le croisillon 166 et il est maintenu d'une ma- nière sure en position au mcyen d'un écrou 178.
L'installation qui vient d'être décrite peut fonctionner de la manière suivante.
Des agglomérés de cnncentrés calcinés préala- blement, sont introduits dans le four par une ou plu- sieurs ouvertures qu'on peut fermer, non représentées, pour établir un lit de démarrage. Un lit de ce type est nécessaire pour démarrer l'opération de grillage qui va suivre. Ce qui revient à dire que le matériau à griller doit être mélangé dans le four avec du ma- tériau qui a déjà été grillé. Avant qu'on introduise des concentrés de sulfure crus, le lit de démarrage doit être chauffé à une température suffisamment éle- vée pour permettre à l'opération de grillage de s'au- to-entretenir. Dans ce but (figure 1) on utilise les brûleurs à huile cu à gaz 136,138 pour fournir la chaleur préliminaire.
Quand le lit atteint la tempé- rature nécessaire pour démarrer la combustion des
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sulfures, on éteint les brûleurs.
On forme la boue 18 en mélangeant, par exemple, les concentras avec une solution aqueuse de sulfate de sodium, qu'on introduit par la conduite d'alimentation 10 (figure 1) dans le réservoir 12. On alimente ce ré- servoir à débit suffisant pour créer un trop plein con. tinu qui s'échappe par la conduite 14, peur maintenir la masse de boue dans le réservoir à un niveau pr0dé- terminé 16. L'agitateur 19 maintient les particules du concentré en suspension dans la sclution aqueuse. La boue quitte le réservoir par la conduite 20 et est amenée par une pompe 22 et une conduite d'alimentation 24, dans l'entrée 28 de l'injecteur 30. En même temps, le compresseur 38 refoule de l'air par la conduite 40 dans l'entrée d'air 44 de l'injecteur. L'air comprimé et la boue arrivent ensemble dans le manchon de l'in-
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L# jecteur.
On règle leo variables qui interviennent 1 vers le dans le fonctionnement pour obtenir la dispersion et bas la pulvérisation/de la boue qui sort de la conduite d'alimentation et pénètre dans l'espace 112 du four.
En se reportant à la figure 2, on voit que la boue provenant de l'entrée 28 et l'air comprimé pro- venant de l'entrée 44, entrent en contact l'un avec l'autre dans le passage intérieur 142 du manchon 144 disposé verticalement. La tige 160 est déplacée de bas en haut, ou de haut en bas, jusqu'à ce que l'ori- fice annulaire 182 atteigne sa dimension optimum. Une fois cette dimension atteinte, on la maintient en bloquant l'écrou 162 contre le fond du chapeau 154., L'ajustement de la tige 160 relativement au manchon
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est ainsi maintenu malgré la poussée exercée sur cette tige et sur le déflecteur 176 lorsque la boue et l'air s'écoulent à travers l'injecteur.
L'air car.:- primé et la boue sont forcés à travers leurs entrées respectives à un débit réglé et passent par le man- chon dans l'orifice annulaire de sortie. La violence àvec laquelle l'air comprimé chasse la boue à travers cet orifice annulaire est suffisante pour l'obliger à quitter le déflecteur sous la forme d'une nappe de gouttelettes.
Les caractéristiques de cette conception qui réduisent l'usure au minimum sont les dimensions rela- tivement grandes des entrées pour la boue et pour l'air, et l'angle aigu selon lequel ces entrées sont places par rapport à l'axe central du manchon 144. Il est d'une importance particulière que les entrées pour l'air soient suffisamment larges car, dans le cas contraire, un jet d'air de grande vitesse projet- terait les particules abrasives contre la tige 160 et la surface intérieure du manchon 144 et causerait une usure localisée extrêmement rapide. En pratique, il est commode d'avoir des entrées pour la boue et pour l'air de mêmes dimensions, de manière à les ren- dre interchangeables.
Une autre caractéristique importante de la conception représentée, qui tend à réduire l'usure au minimum est le fait que les deux entrées soient oppo- sées l'une à l'autre de sorte qu'il n'existe pas de tendance à 1'établissement d'un parcours en hélice dans le manchon qui provoquerait une usure excessive
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de ce dernier et du croisillon 166.
L'énergie ciné- tique des deux courants dans les entrées de la boue et de l'air, donne lieu à des composantes de direction normale et parallèle à l'axe de l'injecteur. 'L'usure sur la surface intérieure du manchon et sur la tige en face des entrées d'air et de boue est causée en majeure partie par le choc sur ces surfaces des par- ticules abrasives se déplaçant avec une énergie ciné- tique à composante normale à l'axe de l'injecteur. En opposant les courants d'entrées d'air et de boue, les composantes de l'énergie cinétique des courants, nor- males à l'axe de l'injecteur, sont, dans une large ne- sure, annulées, et l'usure du manchon et de la tige est en conséquence réduite au minimum.
Dans une appli- cation particulière de l'injecteur, on peut calculer que le rapport volumétriqe de l'air à la boue dans l'injecteur, est d'environ 10 à 1, lorsque, cornue c'est normalement le cas, la pression au manomètre dansle manchon de l'injecteur est de 0,420 kg/cm2.
Cela signifie que la boue et l'air comprimé passant à travers le manchon de l'injecteur, ne prennent pas la forme d'une colonne continue de boue dense conte- nant de petites bulles d'air, mais qu'ils prennent plutôt la forme d'une colonne d'air dans laquelle des discontinuités sont introduites par la présence de petites masses de boue. Ainsi, lorsque l'injecteur fonctionne, les petites masses de boue sont forcées vers le bas dans le manchon par l'action des poches ou des tulles d'air comprimé jusqu'à ce qu'elles at- teignent l'ouverture annulaire entre la surface du
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cône et la circonférence intérieure de l'extrémité du manchon.
En cet endroit, la diminution du diamètre crée un étranglement annulaire qui, lorsqu'une petite lias- se de boue y pénètre, provoque une élévation momenta- née de la pression dans les poches d'air, dans le manchon de l'injecteur. Ces pressions accrues for- cent la petite 'nasse de boue à travers l'orifice an- nulaire avec une impulsion explosive qui brise cette petite masse de boue en gouttelettes. La sortie de la boue est suivie de l'expulsion de la poche d'air comprimé, ce qui a pour résultat de provoquer une chute temporaire de la pression dans le manchon.
La pression remonte à nouveau quand la petite masse de boue suivante entre dans l'espace annulaire, et les effets décrite se répètent, avec, pour résultat, une rapide action de pulsation qu'on peut percevoir en touchant la -artic extérieure accessible de l'injec- teur.
Les passages alternés de petites masses de boue et de poches d'air, dans l'espace annulaire, a ainsi pour résultats des séries continuelles de pe- tites explosions, ces explosions étant suffisamment violentes pour briser les petites masses de boue en gouttelettes, et pour les expulser suivant une sé- rie de trajectoires sensiblement conformes à la prc- jection de la surface d'un cône. Les dimensions des gouttelettes de boue ainsi formées dépendent de la violence à laquelle on fait intervenir les explosions, qui, à son tour, dépend de la mesure dans laquelle on permet à la pression de monter dans le cycle explo-
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sif. Cette dernière est évidemment fonction de la surface de l'espace annulaire à travers lequel l'air et la boue doivent passer, et de la vitesse à laquel- le on introduit l'air et la bcue dans l'injecteur.
Ainsi, il est possible de varier les dimensions des gouttelettes émises par l'injecteur, en réglant le cône ou en variant le débit auquel on admet l'air com- prima dans l'injecteur.
Le principe du fonctionnement de la présente invention ne doit pas être confondu avec celui uti- lise antérieurement dans les têtes ou buses de pulvé- risation qui utilisent de l'air comprimé pour provo- quer une action de pulvérisation. Ces appareils de la technique antérieure, peuvent, par exemple, pren- dre la formede deux tubes concentriques, le liquide ou la boue passant dans le tube intérieur, et de l'air sous pression élevée et à grande vitesse, pas- sant dans l'espace annulaire entre le tube intérieur et le tube extérieur. A l'extrémité de la buse ainsi formée, l'énergie de l'air à grande vitesse est impar- tie à la boue qu'il rencontre en ce point, et la boue est divisée et pulvérisée par une action de ci- saillement.
Si la boue ou le liquide sont abrasifs, l'effet de "sablage" dans les buses de ce type provoque une usure rapide des surfaces métalliques, qui a pour conséquence la sise hors d'action de la buse. Le fonctionnement satisfaisant de la présente invention, d'autre part, ne dépend pas de l'action de cisaille- ment à grande vitesse d'un jet ou de jets d'air com- primé, mais plutôt de l'action explosive de poches
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d'air comprimé et de petites masses de boue se dépla- . çant relativement lentement, à travers l'orifice an- nulaire de l'injecteur.
Il faut également distinguer la aise en ceu- vre de la présente invention, de l'usage du type de buse de pulvérisation, qui fonctionne sans air compri- mé. Ce type de buse présente deux inconvénients réels: 1) pour assurer les vitesses nécessaires à la pulvé- risation, il est nécessaire d'utiliser des étrangle- ments tels que le blocage des ouvertures de pulvéri- sation par des morceaux de bois ou autres ccrps étran- gers inévitables dans la boue, pose un problème prati- quement insoluble, et 2) la pression relativement élevée requise pour la boue, a pour r sultat une usure excessive de la pompe à boue. Ces inconvénients sent surmontas en grande partie par la présente invention.
Dans la présente mise en oeuvre de l'invention, le diamètre intérieur des entrées 3.'air et de boue, est de 254 mm, le diamètreintérieur du manchon est de 38 mm et l'angle des axes des entrées et de l'axe du manchon est de 45 degrés. L'injecteur est entière- ment fabriqué en acier inoxydable. Aucune usure ex- cessive n'est apparue sur les conduites d'amenée, le manchon 144 ou la tige 160, après environ 1500 heu- res de fonctionnement continu, période pendant la- quelle un total d'environ 6000 de tonnes sèches de pyrrhotite finement broyée et fortement abrasive ont été, sous la forme d'une boue contenant environ 65 % de pyrrhotite en poids, refoulées à travers l'in- jecteur.
La manière par laquelle on peut varier la
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gamme des dimensions des gcuttelettes de boue, dans la pulvérisation produite par l'injecteur, est la suivante : En faisant glisser la tige 160 le long de l'axe du manchon 144, on peutaugmenter ou diminuer la largeur de l'orifice annulaire 182 comprise entre la surface conique du déflecteur 176 et l'extrémité de sertie du manchon. Si l'ouverture est petite, la violence avec laquelle la boue est expulsée à travers l'orifice annulaire, est grande, et l'action explosive ou désintégrante sur la boue qui s'échappe, est inten- se, et produit des gouttelettes de petite dimension.
Si l'orifice est grand, l'action est réduite d'une ma- niète corresrondante, et la dimension des gouttelet- tes est plus grande.
Un moyen secondaire de régler la dimension des gouttelettes produites par l'injecteur, est de régler le déhit de l'air comprime à l'entrée dans l'injec- teur. Fendant l'opération, an ajustant d'une manière convenable l'orifice annulaire de sortie, avec ou sans ajustement du débit d'air comprimé admis dans l'injecteur, il est possible de maintenir une gamme donnée de dimensions des gouttelettes produites par pulvérisation, tout en variât grandement la quanti- té de boue qui est introduite dans l'injecteur et dans le four.
Il peut être profitable de considérer plus en datail ce qui arrive à la boue 18 quand elle sort de l'injecteur. Comme l'extrémité libre et ouverte de l'injerteur est suspendue verticalement (figure 1) dans l'espace libre 112 à la partie supérieure de
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cet espace, la boue est pulvérisée vers le bas et laté- ralement vers l'extérieur, en une nappe ayant la forme d'un cône creux 186, à travers les gaz chauds du four qui s'élèvent du lit. A mesure que la boue quitte l'in- jecteur elle est divisée, dans la surface conique 180, en une multitude de petites gouttes ou globules 188.
Certains d'entre eux sont formés du liquide libéré de la boue, et d'autres par des particules de concentré, liées entre elles par le liquide retenu ou contenu, qu'on peut considérer comme des agglomérés mouillés formés "in situ". Les gouttelettes de liquides et les particules de concentrés fraîchement formées, sont im- médiatement dispersées latéralement vers l'extérieur et ne peuvent donc pas se réunir pour former des gout- tes et des agglomérés plus grands. Par commodité on peut désigner cette partie de leur trajectoire par A (figure 1). En raison de la température élevée de l'espace libre du four, une partie du liquide libéré de la boue et une partie du liquide retenu dans la boue est vaporisée.
Les gouttelettes ainsi séparées et les agglo- mérés descendent et traversent la zone B (figure 1).
Là, la plus grande partie du liquide de la boue, si- non la totalité, est évaporée et évacuée de l'espace libre du fur par la conduite 116. Une partie du li- quide encore contenue dans les agglomérés disparaît par ébullition.
Le liquide de la boue, libéré cu retenu, qui pourrait encore subsister, est évaporé quand les ag- glomérés humides passent à travers la zone C juste
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au-dessus du lit fluidifié. Lesagglomérés tombent à travers les gaz qui s'élèvent dans le fcur à leur plus.haute température, et sont complètement séchés avant d'atteindre le lit.
On comprend que ce qui vient d'être décrit n'est qu'une explication générale de ce qui semble se passer. Il n'y a pas de limites précises entre les zones et il doit y avoir un certain chevauchement dû aux différences considérables dans les dimensions des gouttelettes et des agglomérés. hais, de toute façcn, le cheminement de la boue, des gouttelettes liquides et des agglomérés de concentrés formés, à travers l'espace libre du four est si long, si pro- longé, qu'il fournit un temps suffisant pour que le liquide de la boue, libéré ou contenu, s'évapore, et pour que les agglomérés soient complètement séchés avant d'atteindre le lit. En d'autres mots, aucun li- quide ne peut atteindre le lit, sous forme de boue ou de toute autre façon.
Cette élimination du liquide et le séchage des agglomérés sont facilitésdans une me- sure considérable par le fait que la matière est pul- vérisée en nappe ayant la forme générale d'un cône.
Cela revient à dire que les gaz fortement chauffés du four s'élèvent du lit dans la partie creuse 190 de la nappe conique de pulvérisation. Comme les gout- telettes liquides pulvérisées et les agglomérés de concentrés fraîchement formés, sont espacés les uns des autres, ils sont entourés par les gaz fortement chauffés se déplaçant d'une manière générale dans une direction à contre-courant. Comme chaque goutte
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de liquide et chaque aggloméré de concentra sont con- tinuellement entourés par des gaz chauds, le liquide est évaporé et l'agglomère est rapidement séché.
Air:- si, tout le liquide contenu dans la boue est vaporisé en chemin, ses vapeurs .se mélangent avec les gaz du four qui s'élèvent, et le mélange vapeur-gaz est con- tinuellement retiré de la partie supérieure de l'es- pace libre du four au moyen de la conduite 116, du cy- clone 118, du tuyau 122, du cyclone 120 et de la che- minée 124.
Dans l'expérience partique à laquelle on s'est référé précédemment, le débit auquel une boue composée de 65% de solides était refoulée dans l'injecteur, a varié entre 26,5 et 53 litres par minute; le débit d'air comprimé utilisé était maintenu entre 0,56 et 0,84 m3 par minute, et la distance, mesurée nnrmale- ment à la surface, entre le déflecteur 180 en forme de cêne et la surface intérieure du manchon 144, a varié de 7,9 à 4,7 mm de manière à maintenir une gam- me constante de dimensions des gouttelettes pulvéro- sées.
Les dimensions des gouttes pulvérisées étaient telles que les agglomérés produits par évaporation de leur contenu liquide ont donné l'analyse typique par tamisage indiquée au tableau I.
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TABLEAU 1
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<tb> Dimensions <SEP> Pourcentage
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<tb> particulaires <SEP> en <SEP> poids
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<tb> @
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<tb> plus <SEP> de <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 12,15
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<tb> " <SEP> " <SEP> 1,41 <SEP> mm <SEP> 13,80
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<tb> " <SEP> " <SEP> 0,84mm <SEP> 16,65
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<tb> " <SEP> " <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP> mm <SEP> 20,70
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<tb> " <SEP> " <SEP> 0,5mm <SEP> 15,70
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<tb> " <SEP> " <SEP> 0,31 <SEP> mm <SEP> Il <SEP> , <SEP> 30 <SEP>
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<tb> " <SEP> " <SEP> 230 <SEP> microns <SEP> 4,75
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<tb> " <SEP> " <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 3,
30
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<tb> moins <SEP> de <SEP> 150 <SEP> microns <SEP> 1,65
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Pour dégager les corps étrangers qui sont présents dans la boue et qui iraient se loger dans l'orifice annulaire et le bloquer, on peut déplacer momentanément la tige 160 le long du cylindre jusqu'à ce que l'orifice soit plus grand que la particule étrangère et que cette particule puisse tre chas- sée de l'injecteur. Grâce à cette méthode l'écoule- ment continu de la boue dans l'injecteur n'est pas interrompu et il n'est pas nécessaire de retirer l'injecteur hors du four peur supprimer les blocages.
De plus, le liquide boueux et les agglomérés mouillés ou humides, avant qu'ils ne soient séchés, remplissent une fonction hautement utile pendant leur courte période de déplacement, celle d'inter- cepter, d'attraper et de renvoyer une quantité subs- tantielle de poussière ou de fines en poudre vers le lit du four. La boue et les agglomérés tendent à agir comme un filtre mobile. Les particules de
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poussière sont entraînées par le liquide de la boue. La poussière entraînée de cette façon peut son tour s'at- tacher aux agglomérés de concentra mouill.'s et, en fait, être transformée en agglomères de poussière qui tombent dans le lit.
Une quantit ' substantielle des particules de poussière entrent en contact et s'attachent aux ag- glomérés mouillés ou humides en train de tomber, dont ils deviennent souvent une part intégrante. La poussiè- re qui n'est pas ainsi renvoyée dans le lit, trouve son chemin dans la conduite 116 et les cyclones 118 et 120, mais la poussière qui adhère aux agglomères en trair. de tomber est complètement déshydratée en chemin.
On a pris ainsi toute précaution pour assurer un lit sec d'agglomérés dans la zone D, pour empêcher ain- si leur liaison, par la présence d'humidité, en mor- ceaux trop gros qui agiraient pour "dfluidifier" le lit. Four cette raison, la hauteur de l'espace libre dans le four doit être lutt grande, de telle manière que la boue et les agglomérés qui tombent soient suffi- sar::ment longtemps en suspension pour permettre l'évapo- ration totale de leur liquide ou humidité. A cette fin, il vaut sieux que la hauteur de l'espace libre du four soit quelque peu plus grande qu'il n'est normalement nécessaire pour effectuer la déshydratation désirée.
Comme représenté à la figure 1, les agglomérés secs en mouvement, frappent le dessus du lit 110 sur une surface de forme générale circulaire. De l'air sous pression est envoyé simultanément par la conduite ou collecteur de distribution 84, à travers les dériva- tions 86, 88, 90, dans les compartiments 74,76 et 78
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de la boite à vent 72. Les débits d'air peuvent va- rier d'un compartimment à l'autre au moyen de ccmp- teurs à robinet, non représentas. L'air dans les com- partiments s'échappe par les nombreuses buses 94 au- dessus de la plaque ou des plaques de foyer 70, en un grand nombrede filets minces.
Ces nombreux fi- lets d'air maintiennent les agglomérés finement divi- sés, contenus dans le lit, dans un état d'agitation
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/avec les turbulente, en facilitant ainsi le mélange des nou- vieux et en assu- veaux agglcmérér7. Chaque aggicaéré, en effet, est contact , intime enveloppé et soutenu par l'air et les produits ga- de l'air :Îf- zeux des réactions de grillage, et il s'établit ain- res nes si une ambiance propice à l'oxydation des sulfures dans les particules de concentrés.
Quand l'opération est en pleine marche, les agglomérés calcinés sont retiras du lit par la con- duite de sortie 104, aussi rapidement que les agglo- mérés fraîchement formés à partir de la bouc pulvé- risée se déposent sur le lit.
L'opération de grillage exige une quantité considérable d'air. Toute l'eau contenue dans la boue est convertie en vapeur. La somme totale d'air, de gaz et de vapeur est très importante et elle est évacuée continuellement de l'espace libre du four, ce qui a pour résultat la formation d'une grande quan- tite de gaz SO2 et SO3. Des fines, bien u'en quanti- té relativement faible, sont produites au cours de l'opération de grillage.
Il est préférable de renvoyer les fines, qu'on a séparées, des cyclones vers le lit fluidifié. A cet-
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te fin, elles peuvent tomber par gravité par les tuyaux de descente 126 et 128 dans le tube d'alimen- tation 130, d'où elle:: sont introduites dans le lit 110 du four au moyen d'un transporteur à vis 132.
Il est évident pour les spécialistes que la description ci-dessus n'est qu'un exemple et que la mise en oeuvre du procédé et de l'installation de l'invention se prête facilement à un grand nombre de modifications utiles.