BE694645A

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Info

Publication number: BE694645A
Authority: BE
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1967-08-24

Description


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  Procédé et dispositif pour le traitement des minerais de fer. 



   La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de traitement des minerais de fer, notamment lorsque ces minerais sont à l'état de pellets, en vue de leur séchage et de leur cuisson. 



   L'appareil essentiel du système de cuisson est constitué par un four allongé que l'on fait tourner autour de son axe longitudinal en position horizontale ou inclinée sur l'horizontale. Ce four éventuellement précédé d'une grille de préchauffage est dimensionné et équipé de générateurs de chaleur adéquats pour produire les températures et les gradients d'échauffement nécessaires à la cuisson des pellets crus. 

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   A titre d'exemple indicatif mais non limitatif, le passage de la température ambiante   à   la température de 1200 C. peut se faire en 30 minutes. 



   Le gradient de la vitesse d'échauffement, la durée de cuisson et la température de frittage à atteindre sont conditionnés par la composition du minerai, par son indice de basicité et sa teneur en carbonate. La température de frittage doit être respectée et maintenue à plus ou moins 10 degrés centigrades près, surtout quand on traite dès minerais du type des minettes ou d'un mélange de minettes et de minerai riche.

   En effet, la température de   ramolissement   qui est la température minimale à laquelle s'opère le frittage de ces mélanges est très voisine de celle de la fusion franche, et l'écart entre les deux phénomènes est d'autant plus faible que le mélange est plus riche en minettes, 
Dans les systèmes   classique!!   de cuisson de pelleta,   @   comportant une grille de préchauffage et un four de cuisson, les dimensions de la grille doivent être différentes suivant la nature des pellets à cuire. 



   Pour des pellets fabriqués à partir de minettes, on utilise une grande grille à trois compartiments dont l'un est destiné au séchage des pellets, les deux autres au chauffage. Pour des pellets fabriquée à partirde minerais riches en fer, on utilise une grille à deux compartiments seulement : un pour le séchage et l'autre pour le chauffage, 
Les systèmes classiques avec four de cuisson et grille de préchauffage combinés présentent encore un autre inconvénient. 



  Les pellets en provenance de la grille risquent de se détériorer lors de leur   passage   de la grille dans le four de cuisson. Le risque de détériora- tion au cours de ce transfert est d'autant plus grand que les minerais sont riches en minettes car les pellets à base de tels minerais sont plus fragiles 

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 que les pellets à base de minerais à hautes teneurs en fer lorsqu'ils ont atteint la température de 1000 C. qui est généralement la température des dits pellets en bout de grille avant leur introduction dans le four de cuisson proprement dit, 
Il résulte de ces considérations que les conditions de séchage et de cuisson sont très différentes suivant la nature des minerais à pelletiser et que le fait de réaliser ces deux traitements dans un même four ne permet pas toujours d'obtenir les bons résultats souhaités.

   



   La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de remédi.er à ces inconvénients et de chauffer dans les meilleures conditions des. pellets fabriqués à partir de divers types de minerai, De plus elle   présente   l'avantage soit d'utiliser une grille de dimension réduite, à deux compartiments, soit de supprimer la grille quel que soit le type de pellets à cuire, 
Le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on introduit un mélange comprenant une certaine quantité de pellets crus et de minerai fin dans un four tournant où le dit mélange est soumis à une opération de séchage, en ce qu'à la sortie du four de séchage les pellets sont séparés du minerai par une   opé-   ration de criblage adéquate,

   et en ce que les pellets ainsi séparés sont ensuite soumis à une opération de chauffage dans un dispositif de cuisson d'un four tournant à commande indépendante de celle du four de séchage, 
La quantité de minerai fin entrant dans la compo- sition du mélange à traiter est avantageusement équivalente en   poids   à celle des pellets. 

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   Dans le four de séchage, les pellets et le minerai fin sont soumis à un échauffement à une tempéra.ture comprise entre 80  et 120 C. 



   En ce qui concerne le dispositif de   cuisson- il   peut être constitué uniquement par un four tournant ou bien par un four tournant précédé d'une grille de préchauffage. La température à laquelle sont amenés les pellets au cours de leur cuisson est comprise entre   1100 C,   et   1300 C,   
Lorsque le dispositif de cuisson est uniquement un four tournant, il a été trouvé avantageux suivant l'invention de disposer les fours de séchage et de cuisson de telle façon que leurs axes longitudinaux soient dans le prolongement l'un de l'autre. 



   Suivant l'invention, dans le cas où on doit traiter des minerais du type des minettes fort humides, on fait avantageusement subir un traitement de séchage partiel aux dits minerais avant leur intro- duction dans le four de séchage, cette installation de séchage partiel étant alors placée entre les trémies doseuses et le four de séchage. 



   Egalement suivant l'invention, le minerai séparé par l'opération de criblage effectuée à la sortie du four de séchage est avantageusement soumis à un broyage à sec de façon à pouvoir lui appliquer un traitement de pelletisation et à réintroduire dans le four de séchage les pellets ainsi obtenus. 



   Il a été trouvé avantageux suivant l'invention   d'effec-   tuer l'opération de criblage à la sorti,5 du four de séchage au moyen d'un crible à maille de 5 mm à 7 mm. 

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   Suivant une modalité opératoire particulièrement avantageuse, l'opération de criblage   destiner   à séparer les pellets et le minerai secs est réalisée d'une façon continue au moyen d'un appareillage approprié faisant communiquer le four-de séchage avec le dispositif de   cuis-   son et assurant le passage direct, des pellets de l'un dans l'autre, 
Dans le but de protéger les pellets secs lors de leur introduction dans le four de cuisson, on maintient avantagausement sur une faible longueur à   l'entré.,   de celui-ci une quantité de minerai fin suffisante pour faire tampon entre les pellets et les parois internes du four, le dit minerai étant alors séparé des pelleta par un criblage approprié et étant recyclé en   tête   du dit four de cuisson,

   l'excès de la charge circulante de minerai fin   ansi   constituée étant régulièrement enlevé. 



   Après le traitement de cuisson des pellets, il est avantageux suivant l'invention de soumettre les dits pellets à une opération de refroidissement,   l'air  de l'installation de refroidissement étant récupéré pour être réintroduit dans les différents dispositifs de chauffage suivant leur température et la nécessité. 



   L'opération de refroidissement des pellets cuits peut être réalisée suivant l'invention en deux   étapus,   la première consistant à faire passer les dits pellets dans un premier refroidisseur dont l'air est récupéré pour être réintroduit dans le dispositif de cuisson par l'extrémité de sortie des matières cuites, la seconde consistant à faire ensuite passer les pellets ainsi refroidis dans un second refroidisseur situé à la suite du premier et dont l'air est également récupéré pour être intro- . duit dans le four de séchage éventuellement en mélange avec les gaz chauds provenant du dispositif de cuisson. 

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    @   
Dans le cas où un criblage est effectué sur les pellets cuits, on choisit la maille du crible en fonction de l'utilisation future des pellets, les matières cuites de dimensions inférieures à la dite maille étant réintroduites dans le four de séchage avec du minerai frais qui est ainsi préchauffé par son mélange avec les dites matières chaudes. 



   Suivant une modalité opératoire de l'invention, on effectue avantageusement le criblage des pellets cuits à la sortie du dispositif de cuisson, avant de les soumettre à un traitement de refroi- dissement. 



   La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. 



   Le dispositif objet de la présente invention com- prenant un circuit de stockage et de dosage précis des minerais, un circuit . de pelletisation, un ensemble de chauffage pour le séchage et la cuisson des matières, un circuit de broyage à sec avec crible et trémie de stock- age, un circuit de refroidissement avec récupération d'air et éventuel- lement criblage approprié, est essentiellement caractérisé en ce que l'ensemble de chauffage comporte principalement deux fours tournants dont l'axe longitudinal est en position inclinée sur l'horizontale, chacun des deux fours étant muni d'une commande individuelle,

   le premier four ou four de séchage étant de diamètre constant tandis que le second four ou four de cuisson est composé de deux parties dont la première est de diamètre équivalent à celui du four de séchage sur une longueur comprise entre les deux tiers et les trois quarts de la longueur totale du dit four et, dont la seconde partie s'étendant   jusqu'.â   l'extrémité de sortie des pellets cuits est de diamètre supérieur:

   

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Suivant une modalité constructive représentée à la figure 1, l'ensemble de chauffage comporte un dispositif de criblage situé entre le four de séchage (1) et le four de cuisson (2) et constitué d'un élément tubulaire (3) muni d'une grille intérieure (4) pour le criblage des matières séchées, d'ouvertures (5) destinées à assurer le passage, vers le broyeur, des particules ayant 'traversé la grille (4), d'une enveloppe extérieure (6) comportant un orifice (7) pour permettre l'entrée de l'air récupéré de l'installation de refroidissement des pellets cuits et son introduction dans le four de séchage (1) éventuellement en mélange avec les gaz provenant du dispositif de cuisson (2). 



   Pour bien faire comprendre l'invention décrite ci-dessus, un schéma général de l'installation est donné à la figure 2 et fait l'objet de l'exemple commenté ci-après. 



   Le minerai fin en provenance du circuit de dosage et de stockage (1) est introduit par l'extrémité (2) dans le four de séchage (3) où il est mélangé à des   pelleter   crus provenant du circuit de pelletisa- tion (4), Le four de séchage (3) est un four tournant cylindrique de section constante, dont l'axe longitudinal est incliné sur l'horizontale pour faciliter le déplacement des matières à sécher à l'intérieur du dit four. Le minerai fin mélangé aux pellets crus est destiné à   survir   de protection des pellets contre les forces d'abrasion. Le four (3) possède une commande individuelle eton peut donc le faire tourner à une vitesse correspondant aux conditions optimales de séchage.

   Au cours des essais effectués, la quantité de   minorai   introduit en (2) était de l'ordre de 32 tonnes par heure et celle des   pellets   crus de 34 tonnes par heure, Pour le séchage de cette quantité de matière et son échauffement à une température de 100 C, environ il faut prévoir une quantité de fumées pouvant s'élever   jusqu'à     70, 000   Nm3à 350"C. 

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   A la sortie du four de séchage (3), on fait   passer les matières sèches sur un crible (5) à maille de 5 à 7 millimètres   de façon à séparer les pellets secs du minerai fin. Le minerai fin est alors amené dans un broyeur (6) réglé de façon à produire des particules de dimensions adéquates pour un traitement de pelletisation. A la sortie du broyeur (6), le minerai fin est éventuellement stocké dans une trémie (7) en vue de son refroidissement avant son passage dans le circuit de pelletisation (4). 



   Les pelleté secs sont ensuite introduits dans le four de cuisson (8) où ils sont portés à une température comprise entre   1100 C,   et   1300 C.   environ, Lors de leur introduction dans le four (8), en entrant en contact avec les tôles, les pellets peuvent subir une certaine dégradation, Pour éviter ces ennuis, on maintient une couche (9) de minerai fin d'une épaisseur suffisante pour assurer une protection efficace des pellets dans cette zone de contact. Le minerai fin est ensuite séparé des pellets au moyen d'un crible intérieur (10) et recyclé en tête du four (8). L'excès de la charge circulante de minerai fin ainsi constituée est régulièrement enlevé par une   extraction   appropriée. 



   Le four de cuisson (8) est un four cylindrique que l'on fait tourner autour de son axe longitudinal incliné sur l'horizontale, le dit axe se trouvant de préférence dans le prolongement de l'axe longitudi- nal du four de séchage (3). Ce four possède également une commande indi- viduelle, on peut donc le faire tourner à une vitesse correspondant aux conditions optimales de cuisson et différente de   celle   du   four   de séchage. 



  Le dit four (8) comporte deux partierdont   l'une   de   diamètre   sensiblement: égal à celui du four de séchage s'étend depuis l'extrémité d'entréedes 

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 pellets à cuire sur une longueur comprise entre les deux tiers et les trois quarts de la longueur totale du four, la deuxième partie du diamètre supé- rieur faisant suite à la première   jusqu'à   l'extrémité de sortie des matières cuites.

   Grâce à la section élargie du four sur la fin du parcours des pellets en cours de cuisson, on diminue le degré de remplissage du four à cet endroit, ce qui a pour conséquence favorable non seulement de provoquer   Jarret   de la progression   d'aggrégats   annulaires de pellets vers la sortie et de diminuer l'abrasion des dits pellets dans une plus forte proportion que dans les autres fours, mais aussi d'augmenter la surface de contact des pellets avec les gaz chauds et de rendre plus uniforme la cuisson des dits pellets. 



   Les pellets- cuits qui sortent du four (8) sont ensuite traités sur un crible (11) dont la maille est choisie en fonction de l'utilisation ultérieure des dits   pelleta.   La fraction constituant le refus du crible (11) est considérée comme bonne et envoyée dans un circuit de refroidissement tandis que la fraction constituant le passant du crible (11) est recyclée en tête du four de séchage (3). Dans l'exemple donné, on a obtenu 27 tonnes par heure de pellets satisfaisants et 3 tonnes par heure de déchets cuits à recycler. 



   L'installation de refroidissement est composée dans l'essai décrit ci-dessus, d'un premier refroidisseur (12) dont l'air est récupéré par exemple quand il atteint une température de l'ordre de   350 C.   pour être réintroduit dans; le four de cuisson par l'extrémité (14) de sortie des matières cuites, et d'un second refroidisseur (13) dont   l'air   est également récupéré par   exe:mple   quand il atteint une température de   200 C,   pour être mélangé en quantité voulue aux fumées sortant du four de cuisson (8), le mélange ainsi constitué étant réintroduit dans le 

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   four:   de séchage (3).

   Dans l'essai décrit, la quantité de gaz sortant du four de cuisson (8) s'élevait à 35.000 Nm3 par heure et leur température était de 800 C. 



   Dans le cas où on traite des minerais du type des minettes fort humides, on fait passer les dits minerais dans un four de préséchage (15) situé entre les trémies doseuses (1) et le four de séchage (3). 



   Dans le cas où une grille de préchauffage est utilisée entre le four de séchage et le four de cuisson, cette grille est généralement située sur le trajet des pellets compris entre le crible (5) et l'extrémité d'entrée des dits pellets dans le four de cuisson (8). Les gaz quittant le four de cuisson (8) peuvent être récu- pérés pour traverser soit la grille de préchauffage précitée, soit le four de séchage (3), soit le four de préséchage (15). 



   REVENDICATIONS. 

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Claims

1. Procédé de traitement des minerais de fer, caractérisé en ce que l'on introduit un mélange comprenant une certaine quantité de pellets crus et de minerai fin dans un four tournant où le dit mélange est soumis à une opération de séchage, en ce qu'à la sortie du four de séchage les pellets sont séparés du minerai par une opération de criblage adéquate,et en ce que les pellets ainsi séparés sont ensuite soumis à une opération de chauffage dans un dispositif de cuisson composé principalement d'un four tournant à commande indépendante de celle du four de séchage. <Desc/Clms Page number 11>

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de minerai fin entrant dans la composition du mélange à traiter est équivalente en poids à celle des pellets.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 et Z, caractérisé en ce que lorsque le dispositif de cuisson est uniquement un four tournant, on dispose les fours de séchage et de cuisson de telle façon que leurs axes longitudinaux soient dans le prolongement l'un de l'autre.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas où on doit traiter des minerais du type des minettes fort humides, on fait subir un traitement de séchage partiel aux dits minerais avant leur introduction dans le four de séchage, cette installation de séchage partiel étant alors placée entre les trémies doseuses et le four de séchage.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revundi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le minerai séparé par l'opération de criblage effectuée à la sortie du four de séchage est soumis à un broyage à sec de façon à pouvoir lui appliquer un traitement de pelletisation et à réintroduire dans le four de séchage; les pellets ainsi obtenus.

6. Procéda suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue l'opération (.le criblage à la sortie du four de séchage au moyen d'un crible à maille comprise entre 5 mm et 7 mm.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 5 et 6, caractérisé en ce que l'opération de criblage destinée à séparer les pellets et le minerai secs est réalisée d'une façon continue au moyen d'un appareillage approprié faisant communiquer le four de séchage avec le dispositif de cuisson et assurant le passage direct des pellets de l'un dans l'autre. <Desc/Clms Page number 12>

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que dans le out de protéger les pellets secs lors de leur introduction dans le four de cuisson, on maintient sur une faible longueur à l'entrée de celui-ci une quantité de minerai fin suffisante pour faire tampon entre les pellets et les parois internes du four, le dit minerai fin étant alors séparé des pellets par un criblage approprié et étant recyclé en tête du dit four de cuisson, l'excès de la charge circulante de minerai fin ainsi constituée étant régulièrement enlevé.

9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 à 8, caractérisé en ce que l'opération de refroidissement des pellets cuits est réalisée en deux étapes, la première consistant à faire passer les dits pellets dans un premier refroidisseur dont l'air est récupéré pour etre réintroduit dans le four de cdisson par l'extrémité de sortie des matières cuites, la seconde consistant à faire ensuite, passer les pellets ainsi refroidis dans un second refroidisseur situé à la suite du premier et dont l'air est également récupéré pour être introduit dans le four de séchage éventuellement en mélange avec les gaz chauds provenant du dispositif de cuisson.

10, Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que dans le cas où un criblage est effectué sur les pellets cuits, on choisit la maille du crible en fonction de l'utilisa- tion future des pellets, les matières cuites de dimensions inférieures à la ditemalle étant réintroduites dans le four de séchage avec du minerai frais qui est ainsi préchauffé par son mélange avec les dites matières chaudes, <Desc/Clms Page number 13> 11. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendi- cations là 10, caractérisé en ce que l'on effectue le criblage des pellets cuits à la sortie du dispositif de cuisson avant de les aoumettre à un traitement de refroidissement.

12. Dispositif pour la mise en oeuvra du procédé décrit dans l'une ou l'autre des revendications ! 1 à 11, comprenant un circuit de stockage et de dosage précis des minerais, un circuit de pelletisation, un ensemble de chauffage pour le séchage et la cuisson des matières, un circuit de broyage à sec avec crible! et trémie de stockage, un circuit du refroidissement avec récupérateur d'air et éventuellement criblage appro- prié, caractérisé en ce que l'ensemble de chauffage comporte au moins deux fours tournants dont l'axe longitudinal est en position inclinée sur l'horizontale, chacun des deux fourt;

étant muni d'une commande indivi- duelle, le premier four ou four de séchage étant de diamètre constant tandis que le second four ou four de cuisson est composé de deux parties dont la premiers est de diamètre équivalent à celui du four de séchage sur une longueur comprise entre les.

deux tiers et les trois quarts de la longueur totale du dit four de cuisson et dont la seconde partie s'étendant jusqu'à l'extrémité de sortie des pellets cuits est de diamètre supérieur, 13, Dispositif suivant la revendication 12, carac- térisé en ce que l'ensemble de chauffage comporte (figure 1) un dispositif de criblage situé entre le four de séchage (1) et le four de cuisson (2) et constitué d'un élément tubulaire (3) muni d'une grille intérieure (4) pour le criblage des matières séchées, d'ouvertures (5) destinées à assurer le passage, vers le broyeur, des particules ayant traversé la grille (4), <Desc/Clms Page number 14> d'une enveloppe extérieure (6) comportant un orifice (7)

pour permettre l'entrée de l'air récupéré de l'installation de refroidissement des pellets cuits et son introduction dans le four de séchage (1) éventuellement en mélange avec les gaz provenant du dispositif de cuisson (2).