CH115356A

CH115356A - Procédé perfectionné pour la production du fer à partir de ses minerais.

Info

Publication number: CH115356A
Authority: CH
Inventors: Company Norsk Aluminium
Original assignee: Company Norsk Aluminium
Priority date: 1924-04-23
Filing date: 1925-04-22
Publication date: 1926-07-01

Description

Procede perfeetionnö pour la prodaction da fer ä partir de ges minerais. Dang leg procedes par fusion ordinaire- ment utilises pour la production du Per ä par- tir de ges minerais, procedes qui sont mis en wuvre Jans leg hauts-fourneaux ordinaires ou Jans des fours electriques, leg minerais sont reduits au moyen de coke ou de charbon de bois en presence de chaux. 0n obtient de la forste Fondue et une scorie de Silicate .de cal- cium fondu. Une certaine quantite du soufre contenu dang la charge passe dang 1e fer.

Tour obtenir un er ayant une teneur en soufre suffisamment reduite pour leg usages ordinaires, an choisit des minerais n'ayant pas une teneur trog elevee en soufre et en meme temps an utilise de prUerence des cäkes con- tenant 1e moins possible de soufre. De toutes fa@ons, pour obtenir du fer ayant une teneur en soufre particulierement Faible (forste de choix), il convient d'utiliser du charbon de bois et des minerais contenant extremement peu de soufre.

Lorsqu'ä partir de forste contenant du sou- fre an desire obtenir de 1'acier utilisable, an doit, dang un four electrique special pour 1'acier, soumettre cette forste ä un affinage et an utilise une scorie fortement basique con- tenant comme principal@element de la chaux. Dang certains usages toutefois an prefere par- tir de la forste depourvue de so-ufre, cette Ponte etant tres demandee pour la prepara- tion d'aciers de' qualite superieure. Le prix dune telle forste regte, en consequence, tres superieur ä celui de la Ponte ordinaire.

La presente invention se rapporte ä un procede au moyen duquel il est possible, en provoquant la fusion de minerais de fer en präsence d'agents reducteurs et de substances generatrices de scorie; de produire directe- ment un fer ayant une teneur tres faible en soufre et cela meme si 1e minerai de Per em- ploy6 a une teneur en soufre elevee, voire meme egale ä plusieurs unites pour cent.

Ce procede presente la particularite qu'on utilise une charge de minerai de Per, de re- ducteur et de substance generatrice de scorie, composee de telle maniere qu'il se produit une scorie d'aluminate de calcium dang la- quelle se trouve plus d'oxyde d'aluminium que de silice et dang laquelle la teneur en si- lice est sensiblement inferieure ä 20 %, donc f < < ihle par rapport < i 1a. teneiir en silice de 1a. seorie obtenue dass los hauts-fourneaux ordi- naires.

I1,_ns 1e p=ocede ordinaire de preparation de 1a fonte par Fusion, los scories sont princi- palement constituees par du Silicate de cal eium auquel est melangee une certaine quan- tit6 de Silicate d'aluminium et peut etre une Faible cluantite d'aluminate de calcium. La teneur de ees scories en Oxyde d'aluminium ne depasse pas en genoral 10 pour Cent.

0r, an a constate par exemple quo, si 1e rapport entre los quantites respectives de silice et d'alumine contenues dans la scorie est ren- vcrse, de tolle maniere quo la teneur en alu- mine atteigne par exemple 30 ä 50 pour cent de 1a. scorie et la teneur de la silice 5 ä 10 pour Cent, aiiquel cas la teneur en chaux Sera. d'environ 40 pour cent, la scorie d'aluminate de. ealcium presente le pouvoir de retenir le seufre dans des conditions tolles qu'une tres Faible quantite de ce soufre passe dans 1e fer.

En appliquant ce principe pour 1a compo- sition de la charge 5, traiter, il est possible, en utilisant des cokes ordinaires et des mine- rais de fer contenant jusqu'a 2 pour cent de soufre, d'obtenir un fer dont la teneur en soufre est seulement de 0,003 ä 0,0'5 pour eent.

Dans des experiences correspondantes r6a- lisees avec 1e meme minerai de fer, an a cons- tate quo 1e fer obtenu en operant de fagon ä. formen une scorie ordinaire de Silicate de ealeium contenait de 5 ä 10 fois plus de soufre quo le fer obtenu lorsque la Charge etait cons- tituee selon 1'invention de fagon ä obtenir une scorie d'aluminate de calcium.

Pour obtenir la scorie d'aluminate voulue, an peut utiliser comme constituant de la -har,-,e. de la bauxite, du diaspore ou hy- drate naturel d'alumine, ete., ou toute autre substanee convenable contenant de 1'oxyde d'aluminium. Il est avantageux d'utiliser ä, eet effet des substances tolles quo Gelles qui viennent d'etre indiquees qui, elles-memes, sont rielies en fer et cela pour la double rai- son, d'iuie Part, quo Ges substances sont, en genoral, meilleur marolie quo Gelles qui sont pauvres en fer et, d'autre Part, quo la plus grande Partie du fer qu'elles contiennent peut etre recuperee sous forme de metal.

Los scories produites da.ns 1'application du procede qui Fait 1'ob,jet de 1'invention con- sistent generalement en aluminate de calcium associe ä, une certaine quantite de Silicate et a, une petite quantite d'oxyde de fer et de sulfures. En presenee des scories d'aluminate, une Partie du soufre semble s'etre volatilisee sous forme de sulfure de Silicium.

De preference, an met en Oeuvre 1e pro- iede perfectionne Jans un four electrique qui peut, par exemple, eire du type de ceux or- dinairement utilises pour la reduction electro- thermique des minerais de fer; mais il va de soi quo 1e procede pourrait aussi etre utilise et mis en Oeuvre dann d'autres fours et, par exemple, dans los liauts-fourneaux ordinaires. Un avantage important de la mise . en aeuvre du t)rocede dans un four eleetrique tient au Fait quo, Jans ce four, il est facile d'employ er, finement divises, une quantite importante du minerai de f er traite et des autres eonstituants de la charge.

En utilisant un minerai de fer contenant 64 pour cent de fer pur, 5,5 pour Cent de silice, 0,6 pour Cent de soufre, 0,016 pour cent de Phosphore, 2,75 pour Cent d'alumine, 2,75 pour cent de chaux, 1,8 pour cent de magnesie, et 0,1 pour cent d'oxyde de titane, an a obtenu, Jans une Serie d'operations faites au cours de plusieurs mois, du fer dopt la. teneur en soufre variait entre 0,002 et 0,05 pour Cent, la teneur en Silicium de 0,4 ä 2,7 pour Cent, la teneur en carbone etant d'en- viron 2,5 pour Cent et la teneur en Phosphore variant de 0,02 ü 0,1 pour Cent. La scorie obtenue au cours de Ges experiences contenait de 4,9 ä, 7 pour Cent de Silicium, de 1,3 ä 2,5 pour Cent d'oxyde de titane, de 1 ä 4 pour eent d'oxyde de fer, de 47 ä. 52 pour Cent d'alumine, de 30 ä 40 pour Cent de chaux et de 0,5 ä 0,8 pour Cent de soufre.

Dans un essai du procede perfectionne Fait < e titre d'exemple, an a fondu une Charge com- pos6e de 2,4 tonnes de minerai de fer con- centre par 1e procede inagnetique, 0,6 tonne de cuhe, 0,27 tonne de fines d'anthracite, -1,7 tonnes de bauxite et 2,2 tonnes de calcaire. Le minerai de fer avait la composition indi quée plus haut. La bauxite utilisée contenait 2,5 pour cent de silice, 52,9 pour cent d'a lumine, -97,4 pour cent de Fez03, 3 pour cent d'oxyde de titane et1,15 pour cent d'eau et subissait an feu une perte de 12,9 pour cent. Le colle contenait9.5 pour cent de cendre dont 3.n pour cent de silice et 1 pour cent de Il contenait, en outre, 5,7 pour cent d'eau (t î pour cent de produits volatils. Le calcaire (-ontenait 54,05 polir cent de chaux, l,ïi3 pour cent de silice, 0,6 pour cent de _\l2 ()' -- I'c2 03 et subissait au feu une perte 1:;,s pour cent. Les fines d'anthracite con- teiiait 4.1 pour cent de cendre dont 1,5 pour ,-(-iii étaii- constitué par de la silice et 1,2 pour cent par du soufre.

La bauxite était introduite dans la charge -sous la forme ordinaire de blocs relativement gros. Le calcaire était introduit sous la forme de morceaux ayant à peu près les di- rnon. < ions d'une noix. Les fragments de coke avaiunt ledimensions d'une noisette et l'an thracite était en poudre.

La charge était fondue dans un four élec trique ayant une électrode -de fond et dont l'électrode supérieure était introduite dans la cuve. par le dessus.

On obtint 2,15 tonnes de fonte et 3 tonnes de scorie et l'analyse du fer obtenu indiqua la, composition suivante:

Fe 96,746 pour cent si 0,7 " S 0,004 " C 2,5 " P 0,02 " Al 0,03 15 " L'analyse donna pour la scorie la compo sition suivante:

Si02 5,1 pour cent Ti02 1,7 " FeO 4 A1203 48,2 ,> >, Ca0 40,2 " S 0,8 " La scorie d'aluminate de calcium obtenue dans l'application du procédé indiqué pré sente par elle-même une valeur en qualité de matière première pour la préparation de ci ment alumineux, mais cette scorie peut être utilisée de manière particulièrement avanta geuse comme matière première pour la prépa ration d'oxyde d'aluminium.

A cet effet, la scorie en question peut être broyée, puis lessivée avec une solution chaude de carbonate de sodium. Les sels de silice et de titane ne réagissent pas sur la soude, tandis que l'aluminate de calcium réagit conformément à la formule suivante: Ca0 . A1203 -f- Na2C03 - NazO . A1203 -I-- CaC03.

L'aluminate de soude formé est soluble clans l'eau et peut être séparé par filtration. La silice dissoute peut être précipitée par un moyen quelconque, par exemple à l'aide, du procédé décrit dans le brevet américain no 1422004 de R. S. Sherwin, procédé qui consiste à la traiter à l'autoclave en présence de chaux.

L'oxyde d'aluminium pur peut être récu péré de toute façon convenable, à partir de la solution ainsi purifiée; on peut provoquer, par exemple, sa précipitation au moyen d'a cide carbonique.

Claims

REVENDICATION: Procédé pour la production du fer à par tir de ses minerais, permettant, par la fusion de matières contenant du soufre, d'obtenir du fer ayant une teneur en soufre extrêmement faible, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise une charge de minerai de fer, de réducteur et de substance génératrice de scorie composée de telle manière qu'il se forme une scorie d'aluminate de chaux contenant plus d'oxyde d'aluminium que de silice et dont la teneur en silice est sensiblement infé rieure à 20 pour cent. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication, pour la réalisation duquel la charge est composée de manière que la scorie formée contienne environ de 80 à 50 pour cent d'oxyde d'a- luminium, le surplus consistant principale ment en chaux. Procédé suivant la revendication, pour la réalisation duquel on utilise, dans la charge, comme substance génératrice de scorie, de la bauxite ferrugineu-e, dont le fer est ré duit et récupéré, tandis que L'oxyde d'alu minium sert 'a la formation de la scorie. Procédé suivant la. revendication, caracté risé en ce qu'il est mis en oeuvre z, l'aide d'un four électrique. 4 Procédé suivant la revendication, caracté- ris6 en ce qu'on utilise au moins une par tie du minerai de fer dans la charge sous une forme finement divisée. 5 Procédé suivant la; revendication, caracté risé en ce que la charge servant. < < la pré paration du fer est composée de façon qu'il se forme de l'aluminate de. calcium avec un excès de chaux. G Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'une charge contenant du mi nerai de fer finement divisé et, en outre, d'autres composant-, sous forme de bloes, est fondue dans un four électrique dans le quel on utilise comme composant de la charge du fraisil de coke et des fines de eliarbon.