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PROCEDE DE DESULFUUATION DU CUIVRE LIIUIVL ,
Les progrès réalisée en métallurgie du cuivre conduisent souvent à chercher à éliminer les impuretés contenues dans le ouivre liquide, par des procédés plus simples que les méthodes
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classiques, par exenipie, plu8' simples que le raffinage thermi- que classique en deux phases, une phaso oxydante pour enlever les impuretés comme le plomb, cobalt, ter, nickel, soufre, suivie
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d'une phase réductrice ou porchaee pour enlever le aux'plus d'oxy ôno introduit par la phase p^dc4donto, Nottuttnent quand on ne vise qu'rl éliminer le 8outre, par exemple dans le octr où les nutrrs inlpurCltd. 8tUI,I: en proportion ndgligottble# 1\101"8 des l)ro06dâ.. plus ttimplwa tie 1"1\ rr .1n&4' peuvent 8tre ..t\vi.n6..
Protinns l t t)xelllpl0 dee cathode* de ouivro obtmnuee par 410atro- lyse. Ce 01\ thod'l!!I sont souvent trba purost eultce aux prmarbet de l'électrolyse dt no contiennent souvent coi""," moule impu- l'et' notable que le Boutre provent'nt de aulutiona suliruriques :Lnolul!o8 duna les oathodoa. Au lieu de faire tHlh1r b. ces cathodest le raffinage thermique on deux phl'\ft08 entnitte vu ci-dessus, il ouffira de leur faire subir une impie l'union et une dÓI!\tl1'u- ration, ot on obtiendra ainsi un cuivre liquide conven<nt À la coulée de cuivre raffiné marchnnd noua forme de cakes, wire- bars
Par exemple, un traitement déjà applique industriellement, dans un tel cas, consiste à laver les cathodes à l'eau, avant
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fuaion, pour en éliminer euffisaitimonf les solutions sulfuriques incicncs.
Ces cathodes lavées sont ensuite fondues procre>si - veinent dans un four vertical, du soufre supplémentaire étunt alors éliminé par grillade dans la partie supérieure du four,
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tandis que dans la partie inférieure du four, le cuivre
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suffisamment desulfitré est coulé d'une façon continue. La dsulfuration se fait ici avant fusion. Cependant dans cet exemple même, il peut arriver que le cuivre fondu soit trop riche en soufre pour la coulée, les raisons peuvent en Atre multiples : s cathodes non lavées, ou mal lavées, ou difficilement
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lavnbleq, ott pollution par le combustible, ou marche irréaulière du four.
Il est donc fort intéressant, même dans ce cas parti- culier, pris pour exemple, de pouvoir abaisser facilement, s'il s'avère nécessaire, la teneur soufre du cuivre liquide. C'est
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ce que permet de faire la méthode originale de désulfuration du cuivre décrite dans le présent brevet d' invention.
Plus généralement, la méthode décrite dans le présent
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brevet d'invention, permet d'R'ba1:'JAer lit teneur soufre du ouivre liquide, 9wrr devoir effectuor le tt-itLtetit,.*-nt 01±\:I15:1.Q\1." . avec lu phase oxydante, suivie n6c988Rirernent de la phase réductrice ou perchage. La méthode est aftpJJLcMble à du ou¯ivre liquide de provennnces diverse¯. par exemple dit cuivre bliMtr provonttnt du convertisseur, du cuivre obtenu it partir de \6chot. de cuivre ou de cathodes do cuivra, oofone <t n'< 1 r exemttle citez plus ltnut.
Plus sptteinleinesit, la nnthodc (leborite dans lo pré- mont brevet t d' .1.nvpnt.1on permet d'abaisaor la tenrur nuire du onivrn liquida J IltU l \1' "".1( tOSlnL1r" <1%if<iflÎiEt'léin liotti- lo coulée de cuivra rl,:1'I"1.nlt lIIl\rohnnc1, qui ttont, par trxrlmtrle dn l'ordre do moine de lj p !a m do 8t1Ur%'f' pour l'a coulée 1[;n wife-hara. Noux nflT1tdonlll fi r m in pnrt par million en pot.dtt, tilt 1 t '0 ,(1001 en rmid . Ainsi. une tonotir soufre de 15 p p n, , cC')ruApnd .
CI .C01' if, ftoufrat fin poides La méthode décrite dans le présent brevet d'invention. peut rt' intlSr:rer fiteilement à une installation moderne de cnulêe coritiiitie, ce qui en acciruit' l'intérêt.
Le principe de l'invention, qui est nouveau eru dettulfu# ration du cuivre, coniixte it traiter le cuivra liCl\lidfl. en condition réductrice, par un, deux, ou plusieurs corps alcaline, par exemple sodium, potassium, ou alcalino-terreux, par exemple,
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calcium, magnésium, baryum, ces corps étant sous forme métal, alliage ou combinaison chimique appropriée, par exemple carbure cyanure, ajoutés teis quels ou formas par réaction in situ.
En réagissant avec le soufre contenu dans le cuivre liquide, il y a formation de sulfures des métaux alcalins ou alcaline- terreux, par exemple sulfure de calcium. La méthode se conduit en condition réductrice et on ajoute souvent, en outre, un corps réducteur pour stabiliser ces conditions réductrices, par exemple le charbon de bois.
Un procédé assez analogue est utilisé en métallurgie de l'acier : désulfuration de l'acier liquide en condition réductrice par une scorie à base de chaux et de carbure de cPlcium. Il se forme du sulfure de calcium absorbé par la scorie, qui est ensuite décrassée.
Ce principe de désulfuration est original en métallurgie dit cuivre et on a dû tenir compte des conditions fort spéciales du raffinage du cuivre, notamment température beaucoup moins. élevée, de l'ordre de 1150 C au lieu de 1600 C en aciérie, désulfuration beaucoup plus poussée, par exemple jusque 15 p p m de soufre et moins pour la coulée des wire-bars au lieu de 200 p p m soufre environ, pour l'acier.
La marche à suivre peut être par exemple la suivante, après fusion du cuivre : Opération 1 : aurperchage réducteur juaqu'au ver ou au sot plat en dessous du ver (crowned set). Ce degré de perchage, bien connu des raffineurs de cuivre, se contrôle par exemple, en examinant le set de l'échantillon de cuivre, prélevé à l'aide d'une louche de onze centimètres de diamètre environ.
Opération 2 s ajoute des réactifs de désulfuration : calcium métal par exemple. Cette ajoute peut se faire sous forme de produit broyé, mais pas trop finement, pour éviter de trop fortes pertes par oxydation.
Opération 3 : décrassage éventuel du sulfure forme, le sulfure de calcium par exemple.
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Opération 4 e r4oXydation et conditionnement avant coulée. Cette réoxydation, et en même temps i<éiiP<1rultion de l'excédent de mta3 alcalin ou alcalino-torreux contenu dans le cuivre, se fait facilement par contact suffisant à l'air, ou par mélange avec du cuivre plus oxydé.
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La méthode telle que décrite ci-d3"s, petit conduire fllIX tfnnura finales non tnufro C'\CI.,nnr\{.41\ pOlir lit O('\lJ "'et (le cuivre raffiné marchand, par exemple, de l'ordre de 15 p p m
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soufre et moins pour la coulée des wire-bars, pour autant que l'ajoute du ou des réactifs de démulfuration, par exemple calcium métal, soit suffisante.
Cependant, ces réactifs de désulfuration coûtent en Rendrai très chers, et pour rester dans les conditions économiques d'exploitation de la méthode, c'est-à-dire éviter de trop fortes consommations de ces réactifs
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de doaulfuration, tout on etnbmrrtnt den r'H\ltl\t" correetn et reproductibles, il est indispensable de conduire l'opération
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de désiilfuration avec beaucoup de soins, cela se fait pour toute méthode de raffinage, et avec itne 1101111'" oxperifnce des exigences du raffinage du cuivre, telle que la possède l'homme de l'Art. Par exemple, nous avons indiqua l'utilisation
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judicieuse et complémentaire d'un réducteur cla8i'1ne comme le charbon de bois.
Pour une opération bien conduite, les ooneottlrttationa de réactifs sont-, par exemple, les suivantca 1 Calcium métal commercial s 2 à 3 Kg /t<cuivre traita, suivant teneur soufre initiale.
Charbon de bois t 3 à 4 Kg /t.cuivre traité, suivant surface à couvrir.
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La méthode de désulturation telle que décrite ci-dessus peut re faire dans un seul four, ou dans doux fours successi- vement, ce qui est préférable, les opérations 1, 2 et 3 se faisant alors dans le premier four et l'opération 4 de réoxy - dation et de conditionnement dans le deuxième four.
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Par exemple pour le processus de fusion ou coulée continue, l'un de ces deux fours existe déjà. C'est le four de conditionnement placé entre le four de fusion et l'appareil de coulée. Il suffira alors de prévoir un four supplémentaire, placé entre le four de fusion, et le four do conditionnement et qui servira pour les opérations 1, 2 et 3 de la désulfuration du cuivre liquide. Leshéma général pour un processus en continu comprendra alors le four de fusion, le four de désulfuration, le four de conditionnement, l'appareil de coulée. Les fours de désulfuration et de conditionnement peuvent être semblables.
Le présent brevet d'invention revendique un procédé de désulfuration du cuivre liquide, en condition, réductrice, proc6- dé qui consiste à traiter le cuivre liquide par un, deux ou plusieurs corps alcalins, par exemple sodium, potassium, ou
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aloalino-'te:rl"fHIX, 1';'1' exemple c;,1cjul1I. baryum, magnésium, ces corps ctant soit." t; 'ne ifiàitiàl, i% 1 Li;ttre ou cOIT1hiuR:1.son , . Liiiiiçltie appropriée, par exemple carbure, cyanure, ces corps étant ajoutez tels quels ou formée par réaction in situ.
Plus spécia- lement, le présent brevet d'invention revendique un procède de désulfuration du cuivre liquide, en condition réductrice,
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procède qui permet d'obtenir loe barieqen truaura en soufre dociandéea pour la couina de cuivre raffiné marchand, qui sont, par exeinpla pour la cou1do den wire-bnr9, de l'ordre de 13 p p m de soufre et moins, procède qui oanni.ate 1 trniter le cuivra liquide par un, doux ou plusieurs corps alcalins, par exemple,
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sodium, potassium ou alcallno-trrroux, par exemple, calcium, baryum, magnésium, ces corps étant sous former métal, alliage ou combinaison chimique appropriée, par exemple carbure .cyanure, cas corps étant ajoutes tain quels ou forgea par réaction in aitu.