CH109158A - Procédé pour l'extration de fer coulable des minerais de fer. - Google Patents

Description

  Procédé pour l'extraction de fer     coulable    des minerais de fer.    Si l'on fait abstraction de quelques essais,  certainement encourageants, il faut bien re  connaître que jusqu'à présent le haut-fourneau  a été le seul appareil pratique pour traiter  les minerais de fer.  



  Dans le     haut-fourneau,    le minerai est  mis en présence de coke et de fondants en  couches successives.  



  Le colle apporte les calories et les réduc  teurs des     oxydes    du minerai; une réduction  partielle des oxydes est produite par l'oxyde  de carbone, en marche ascendante continue  au travers de couches descendantes de coke,  de minerais et de fondants.    Mais la véritable opération se passe dans  la zone de fusion, dont la température varie  entre 1650 et 1900  , selon la composition  du lit de fusion.  



  Lorsque les minerais et fondants sont en  présence à l'entrée de la zone de fusion, ils  s'y trouvent plus ou moins bien répartis; par  suite de la descente toujours irrégulière des  charges; il s'ensuit qu'il n'y a souvent pas  de contact entre le minerai et le fondant    dans la proportion voulue pour assurer la  séparation des gangues.  



  De plus, et c'est là un point capital, les  fondants ont à peu de chose près le même  point de fusion que les minerais ; d'où il ré  sulte que les calories se     ràpartissent    de     fagons     très     différentes    dans la zone de fusion et  sont le plus souvent accaparées par les for  mations de laitiers; il arrive dès lors que la  température nécessitée par la fusion et la  réduction des oxydes du minerai n'est pas  atteinte et que le fer et ses oxydes forment,  avec les laitiers, des scories qui, pour être  refondues, nécessitent des     surchauffes    très  coûteuses.

      On sait, en effet, que les laitiers des  hauts-fourneaux sont constitués par des sili  cates d'alumine et de chaux, entrant en fusion  à des températures variant de 1650 à 1900  ,  alors que l'oxyde ferreux (Fe 0) fond à 1420  et l'oxyde ferrique     (Fe\-'    0) à<B>15500.</B> le fer  ne peut s'en séparer que fortement carburé  ou bien sous l'influence de températures très  élevées, pouvant atteindre<B>19001.</B>      La présente invention a pour objet un  procédé pour l'extraction de fer     coulable    des  minerais de fer, suivant lequel on     effectue     une première fusion des minerais de fer avec  des fondants     siliceux-alumirieuxmanganésiques     pouvant entrer en fusion à des températures  inférieures à 1000 0 centigrades,

   afin de  provoquer la fusion des gangues, enrichies  en silice et alumine, à des températures no  tablement inférieures à celle du point de  fusion du fer et de ses oxydes, alors qu'une  réduction de     c s    derniers est réalisée au moyen  de la quantité de carbone strictement nécessaire  à cet     effet,

      puis on parfait la fusion de la masse  métallique pâteuse recouverte du laitier for  tement     alumineux    et contenant au maximum       I        %        de        carbone        et        ail        minimum    5     0%        de        sili-          cium,    à     l'effet    de provoquer une dissociation  du silicate d'alumine du laitier et la forma  tion d'un alliage de fer, silicium, aluminium  et manganèse,

   et enfin on sépare de cet  alliage     pratiquement    exempt de carbone le  fer pur à l'état liquide, en     provoquant    l'oxy  dation du silicium en même temps que celle  du manganèse et la volatilisation de l'alumi  nium, par addition de chaux et de     battitures     avec fondants à basse température.  



  Certaines précautions devront être prises  pour assurer une bonne marche du procédé  tel qu'il vient d'être défini.  



  Il convient que les divers fondants et  réducteurs soient, après broyage préalable,  mélangés intimement avec les minerais à  traiter, eux-mêmes broyés à la finesse voulue,  et que lesdites matières soient malaxées en  suite avec les     agglomérants    et mises sous  forme de briquettes très dures et creuses  pour assurer l'évolution des gaz.  



  Pour assurer la séparation ultérieure du  métal d'avec les laitiers ou scories, on peut  employer, outre les     réducteurs    et fondants  précités, des fondants plus énergiques, tels  par exemple le     spathfluor,    la soude, le borax,  le bichromate de potasse, la cryolithe, etc.  



  La fusion des briquettes et le     traitement     du métal obtenu peuvent se faire dans une  succession de trois fours ou un groupement    de chambres successives précédé     d'riri    four  de fusion porté à la     température    voulue     pour     assurer la liquéfaction du métal et des laitiers,       1e_    groupement proprement dit comprenant  d'abord un four à     réverbère    à sole inclinée,  sur laquelle s'écoulera le métal pâteux mé  langé aux laitiers venant du     four    de fusion  pour parfaire la fusion et     d'oir    il sera déversé  dans un second four dans lequel la,

   masse  de fer     silicié    et     marigariésé    sera transformée  en un alliage de fer, de silicium, d'aluminium  et de manganèse, pratiquement sans carbone,  qui, à son tour, passera dans un troisième  four semblable, dans lequel     s'opèrera    la sé  paration du fer pur à l'état liquide.  



  Les revêtements des fours ne seront ni       silicieux    ni carburés, mais     constitués    de ma  tières réfractaires basiques ou neutres.<B>11</B> est  en     effet        bort    d'éviter, pour l'obtention du fer,  que des matières étrangères au lit de fusion  passent dans les laitiers et, par suite de  réactions faussées, passent dans le métal.  



  La     composition    du lit de fusion pourra       varier    avec les     teneurs    des minerais, mais  l'addition de charbon de bois, de coke,  d'anthracite ou de carbone en général sera,  en tout cas, limitée à la quantité strictement  nécessaire pour réduire les oxydes de fer et  maintenir une certaine fluidité au métal fondu,  sans provoquer la formation de carbone     gra-          phitique    en abondance.  



  Cette fluidité pourra être maintenue et  favorisée par une forte addition d'alumine  au lit de fusion. Pour ce faire, on pourra  avoir recours à la bauxite ferrugineuse qui,  sous l'action des fondants énergiques, produira  un apport supplémentaire en fer et favorisera  la formation de     ferrosilicium    dans le sein  de la masse ferreuse.  



       L'alumiire    séparée, dissoute dans la scorie  très fluide, formera dans le second four une cou  che peu épaisse, niais     suffisante    pour empêcher  la volatilisation prématurée de l'aluminium  provenant de la réduction de l'alumine; elle       protègera    cri même temps de l'oxydation le  fer déjà réduit. Le fer ne passera donc pas  dans les laitiers; il se formera du ferrosilico-           alumino-manganèse,    les fondants ayant avan  tageusement une teneur en manganèse     suffisante     pour que le lit de fusion comporte au moins  5     %        de        manganèse.     



  Dans ces conditions, la silice du minerai  ayant formé le     ferrosilicium    ne retardera pas  le départ du carbone restant dans le bain,  et on obtiendra finalement dans le second  four un alliage ferreux,     contenant    le moins de  carbone possible, un pour cent au maximum,  mais chargé en silicium, manganèse et alumi  nium.  



  L'absence de carbone est indiquée pour  obtenir     par    la suite le fer assez fluide pour  être     coulable    à l'air.     (quant    à. la teneur en  silicium, il convient de veiller à ce qu'elle  ne descende pas en dessous de     50%.     



  Le     mélan-e    obtenu sera traité dans le  troisième four avec des additions de chaux,  fondants énergiques et     battitures;    ce traite  ment se fera sans réactions violentes, ce qui  assurera la fluidité du bain, son homogénéité  et l'absence d'oxydes et gaz occlus, pour  arriver au fer pur, tandis que si l'on traitait  dans les mêmes conditions le mélange obtenu  primitivement dans le premier four la fluidité  du bain diminuerait, en même temps que l'on  favoriserait la formation des oxydes et gaz  occlus, ce qui rendrait le fer liquide plus  pâteux et nécessiterait une surchauffe du bain  pour le rendre     coulable    à l'air.  



  D'autre part, si l'on dépassait la teneur  de 1 0% de carbone, tout en maintenant, aug  mentant ou diminuant les autres teneurs, les  réactions seraient excessivement violentes; le  bain contiendrait des oxydes et gaz occlus,  qui en compromettraient la fluidité et empê-         cheraient    le fer d'être     coulable    à l'air, même  en le surchauffant     énergiquement.     



  Ceci explique pourquoi il n'est pas possible  de rendre le fer     coulable    à l'air en opérant  la réduction de ses oxydes simplement et  uniquement par le carbone ou l'oxyde de  carbone.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour l'extraction de fer coulable des minerais de fer, suivant lequel on effec tue une première fusion des minerais de fer avec des fondants siliceux-alumineux-manga- nésiques pouvant entrer en fusion à des tem pératures inférieures à<B>10000</B> centigrades, afin de provoquer la fusion des gangues, enrichies en silice et alumine, à des températures nota blement inférieures à celle du point de fusion du fer et de ses oxydes, alors qu'une réduc tion de ces derniers est réalisée au moyen de la quantité de carbone strictement nécessaire à cet effet,

   puis on parfait la fusion de la masse métallique pâteuse recouverte du laitier for tement alumineux et contenant au maximum 1% de carbone et au minimum 5% de silicium, à l'effet<B>dé</B> provoquer une dissocia tion du silicate d'alumine du laitier et la formation d'un alliage de fer, silicium, alu minium et manganèse, et enfin on sépare de cet alliage pratiquement exempt de carbone, le fer pur à l'état liquide, en provoquant l'oxydation du silicium en même temps que celle du manganèse et la volati'.isation de l'aluminium,

   par addition de chaux et batti- tures avec fondants à basse température.