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" PROCEDE D'OBTENTION DE CORPS QRANUMS ET DIRECTEMENT UTILISABLES AU HAUT-POURNSAU ".
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La présente invention est relative à un procédé pour l'obtention de corps granulés et directement utilisables au haut-fourneau, à partir des déchets d'installations de laminage de tôle , qui n'ont jusqu'à présent pas été utilisés pour former des corps granulaires. On sait que l'on peut transformer des minerais sulfurés, par addition de sulfate de fer et malaxage, en corps granulée fins et solides. On a aussi proposé d'ajouter de la chaux à des minorais sulfurés, selon leur teneur en humi- dité et la grosseur de grain désirée (1 à 6 mm), le mélange ob- tenu étant ensuite malaxé. On a aussi ajouté à ce dernier de l'acide sulfurique et du sulfate de fer.
Dans les deux cas cités ci-dessus, on visait seule- ment l'obtention de corps solides pouvant Cire transportés. Comme on le sait, les minerais sulfurés séchés sont très poussié- roux après le traitement de flottation, en sorte qu'on éprouver de très grandes pertes lors du transport et que le grillage d ces minerais est très malaisé. Après les deux traitements, le grillage est possible dans des fours spéciaux, on ce sens que le soufre est éliminé sous forme de SO2 et utilisé pour la fabri- cation d'acide sulfurique. Le résidu, qui est constitué par un oxyde de fer, ne peut pas être directement utilisé dans le haut- fourneau, dans l'état où il se présente, car il est pulvérulent ou finement granulaire et contient encore du soufre.
Ce résidu doit, après les traitements en question, être fritte sur une bande de grillage en morceaux plus grossiers à teneur moindre en soufre. L'invention vise à utiliser directement dans le haut-fourneau, pour l'obtention de fer, le produit granulé, après transformation du sulfate ce fer heptahydraté en sulfata
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de calcium, Il ne se sépare alors pal de SO2,qui est très dangereux pour la purification de gaz par voie électrique* Le sulfate de calcium se transforme dans les zones les plue profondes du haut-fourneau en sulfure de calcium et passe dans la scorie ou le laitier.
La présente invention a pour objet un procède, dans lequel sans application de pression et de chaleur, du sulfate de fer heptahydraté se présentant sous forme d'un mordant contenant do l'acide sulfurique est mélangé à de la poussière de chaux, de haut-fourneau ou de convertisseur dans un récipient appro- prie, par exemple dans un tambour mélangeur. Grâce au procédé suivant la présente invention, ces matières deviennent utilisa- bloc dans des installations à haut-fourneau ,dans lesquelles on est obligé de travailler avec des matières pulvérulentes et qui ne permettaient jusqu'à présent pas l'utilisation de ces substances.
Le procède suivant la présente invention est caracté- risé en ce qu'on utilise un rapport stoéchiométrique de FeSO, 7 H2O à CaO de 5 1 et en ce qu'on mélange ou malaxe pendant la durée de la réaction*
Le sulfate de fer heptahydraté (FeSO 7 H2O) existe en quantités appréciables dans chaque usine de laminage, dans la section de décapage en continu d'un laminoir & froid. Etant donné que cette matière empoisonnerait l'eau de source environ- nante, si on la déposait sur un crassier ou un terril ,on a transformée au moyen de chaux en sulfate de calcium.
Cette transformation ne se fait en général que si l'on utilise de la chaux en excès. On obtient alors un produit sous forme d'une poudre cristalline, qui ne convient pas pour être granulée; c'est pourquoi on n'a jamais essaya de transformer le sulfate de fer heptahydraté en corps granulés.
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On trouve également dans chaque usine métallurgique de la poussière basique comme produit résiduaire, sous forme de chaux, de poussière de convertisseur ou de poussière de haut-' fourneau, Le procédé suivant la présente invention permet une transformation simple et peu coûteuse de ces matières de départ en corps granules solides utilisables au haut-fourneau,sans @ qu'il soit nécessaire d'utiliser de la chaleur et de la pression, comme dans le cas de briquetage.
En même temps, le for présent, à raison de 23%, dans le sulfate de fer heptahydraté est récupé. ré .La demanderesse a constaté que l'on peut obtenir des granu- lés stables, en mélangeant les deux matières résiduaires dans des proportions telles que le produit final ne contienne plue de CaO libre, Comme la demanderesse a pu le constater, ce résul- tat ne s'obtient que lorsque le rapport stoéchiométrique du sulfate de fer heptahydraté à l'oxyde de calcium est maintenu à une valeur de 5:1. Comme l'ont révélé des recherches effectuées par la demanderesse et par des instituts étrangers, il se pro- duit, dans le procédé suivant l'invention, une transformation à 100% du sulfate de fer heptahydraté en sulfate de calcium, sans que du CaO ou du CaO (OH) libre soit présent.
Le CaO libre don- nerait lieu, par absorption d'eau ou d'acide carbonique, à la formation d'hydroxyde de calcium et de fer ou de carbonate de calcium qui prend beaucoup de place et qui, sil était présent comme tel dans les granulés, provoquerait un éclatement de ceux- ci. En conservant les proportions des produits à mélanger con- formément à l'invention, la formation de CaO libre est évitée et ainsi un éclatement ou une rupture des granulés est évité.
Les granulés obtenus par le procédé suivant la présente invention peuvent également être stockés à l'air libre, sans se dé- composer, car les substances chimiques qui y sont présentes n'ab- sorbent que peu d'eau.
Le sulfate de fer heptahydraté ne convient pas pour être utilisé tel quel au haut-fourneau, car le SO2 qu'il contient
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est déjà libéré à des températures relativement basses de 200 à 300 C et parvient avec le gaz perdu dans les conduites d'évacua- tion, en provoquant de la corrosion dans ces conduites, Le prote cédé suivant la présente invention utilise le fait que, lorsqu'on mélange du sulfate de for heptahydraté et du CaO, il se forme du sulfate de calcium Le sulfate de calcium obtenu par cette transformation ne libère éventuellement du SO2 qu'à des tempéra- tures supérieures à 800 C.
A l'endroit du haut fourneau où règne une température correspondante, la dissociation relativement faible du SO2 n'est pas dangereuse, car ce gaz ne peut plue ar- river de là dans la conduite d'évacuation des gaz de haut-four- neau, étant donné qu'il est fixé dans le haut-fourneau par l'ad- dition normale de pierre calcaire. Grâce à la formation de CaSO4 au cours de la réaction se produisant dans le procédé suivant l'invention, il se formes jusqu'à la fin de la réaction, un aggrégat cristallin très fin d'aiguilles de Ca SO4 ou FeO (OH), qui s'enchevêtrent intimement et s'agglomèrent dans une mesure telle que les granulés obtenus possèdent une grande solidité.
Cette solidité a été mise en lumière par des essais au tambour avec des poids allant jusqu'à 25 kg. Dans ces essais, on a uti- lisé, selon les normes prescrites, une matière ne contenant pas de grains inférieurs à 5 mm. Cette matière a été traitée à deux reprises successives dans un tambour tournant à 25 tours par minute; on n'a pas obtenu de fractions supérieures à 13% de particules de moins de 5 mm. L'essai de pression et de tempéra- ture a permiségalement de se rendre compte du comportement de la matière obtenue par le procédé suivant la présente invention, à des températures élevées.
Les échantillons utilisés dans cet essai ont révélé que, lors de la libération de l'eau de cristal- lisation, c'est-à-dire à environ 300 C, il ne se produit aucun ramollissement, ce dernier ne commençant à se manifester que vers 800 à 1000*C, A l'état froid, les échantillons testés avaient
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une résistance mécanique d'environ 35 à 40 kg/cm2, Des corps présentant de telles résistances mécaniques peuvent être faci- lement utilisés dans un haut-fourneau.
Les corps granulés obtenus par le procédé suivant la présente invention se présentent sous l'orma de sphérules, mais s'en distinguent fondamentalement pur la liaison chimique et par le procédé de fabrication qui, avant.l'introduction dans le haut- fourneau exige l'application de températures élevées qui sont expressément évitées dans le procédé suivant la présente inven- tion.
Dans une autre forme de réalisation du procédé sui- vant l'invention, on peut ajouter, au cours du malaxage, des a- gents de durcissement grâce auxquels la solidité ou résistance mécanique des corps granulaires est augmentée. Au cours du ma- laxage, on peut ajouter, par exemple, du verre soluble et de l'acide carbonique, qui ont la propriété de former une ossature ou un squelette ayant pour effet d'augmenter encore l'aggloméra- tion qui se produit déjà des cristaux, de façon que l'on obtien- ne, après la réactions des corps possédant une résistance méca- nique d'environ 50 kg,
Des essais au tambour effectués avec cette matière durcie ont révélé des résistances mécaniques analogues avec cependant une usure moindre que dans le cas des échantillons en matière non durcie. Au lieu de l'agent de durcissement pré- cité, on peut aussi utiliser d'autres agents organiques et miné- raux, qui ont la propriété de former une ossature ou un squelette.
Selon une autre particularité de l'invention, en vue d'enrichir les corps granulés en fer, on peut ajouter au mélange des additions contenant du fer et pratiquement exemptes de CaO, par exemple de la poussière de haut-fourneau concentrée ou des déchets de fonderie au cours de la réaction, lorsque la température maximale a été atteinte, Lorsqu'on mélange du sulfate de fer heptahydraté et du CaO, il se produit, comme on le sait, un dégagement de chaleur exothermique, dont le maximum
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se situe à environ 100 C et davantage* L'addition des matières supplémentaires ne peut, conformément à l'invention, se faire que lorsque le maximum est atteint, car lorsque ce maximum n'est pas encore atteint, tout le mélange est en réaction, en sorte que,
si l'on ajoutait lesdites matières avant que la température maximale soit atteinte, le processus serait interrompu et l'on n'obtiendrait pas une transformation ou conversion complète en sulfate de calcium. Ceci conduirait, d'une part, à une désaré- galion des granulés et impliquerait, d'autre part, le maintien d'une certaine teneur en FeSO4, en sorte que le SO2 donnerait à nouveau lieu à des corrosions dans les conduites d'évacua- tion. La demanderesse a constate que pour obtenir un résultat optimal, le point de culmination exothermique doit être dépassé, avant que la matière supplémentaire soit ajoutée. Ce processus peut s'expliquer par le fait que les cristaux (FeO(OH).
CaSO4. x H2O) viennent de se former ou se trouvent encore au stade de croissance, Ils sont encore en quelque sorte dans un état élas- tique et peuvent ainsi laisser de la place à la matière ajoutée, Après le refroidissement, on obtient un produit granulé solide.
Lorsqu'on utilise cet effet et lorsqu'on favorise la formation de cristaux par l'agent de durcissement susindiqué (verre solu- ble et CO2) ou par d'autres agents, la capacité d'absorption de corps étrangers est encore accrue.
La poussière de haut-fourneau concentrée, qui peut être utilisée comme matière d'addition dans le cadre de la pré- sente invention, provient de la poussière qui existe dans n'im- porte quelle installation métallurgique, cette poussière étant soumise 4 un traitement dans un tambour à aimant. Le concentrât ainsi obtenu contient peu ou pas du tout de CaO qui, comme on l'a déjà indiqué, donnerait lieu à une ddsagoordagtion des gra- nulés, Dans le procédé suivant la présente invention, il est possible d'ajouter aux granulés un concentrât de poussière de haut-fourneau ou des déchets de fonderie et ainsi d'augmenter
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la teneur en fer de ces granulée jusqu'à plue de 50%.
Il est également possible d'utiliser do la poussière de haut-fourneau non concentrée, c'est-à-dire de la poussière de haut-fourneau telle qu'elle est obtenue et présentant une granulométrie quel- conque, de môme que de la poussière de convertisseur tamisée et débarrassée des fractions grossières do fer et de chaux. Comme la demanderesse l'a constaté, un tel produit granulé n'est pas indéfiniment stable, car il contient du CaO libre,
Conformément à l'invention, par addition d'eau en quantités diverses, on peut obtenir des corps granulaires pré- sentant des granulométries diverses, en sorte que l'on peut influencer la granulométrie de ces corps granulaires par addi- tion d'eau.
On peut ainsi, par le procédé suivant l'invention, obtenir de tels corps granulaires présentant un diamètre allant jusqu'à 70 mm, REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour l'obtention de corps granulés utilisa- blés directement au haut-fourneau, dans lequel on mélange dans un récipient approprié, par exemple dans un tambour mélangeur, sans application de chaleur et de pression, du sulfate de fer heptahydraté se présentant sous forme de motdant contenant de l'acide sulfurique, ainsi que de la poussière de haut-fourneau, de convertisseur ou de chaux, caractérisé en ce qu'on utilise un rapport stoéchiométrique du FeSO4. 7 H2O au CaO de 5 :1 et en ce qu'on malaxe ou mélange la masse pendant la durée de la réaction.