CH208529A - A process for the continuous manufacture of chromic chloride by chlorination in the presence of a reducer of oxidized ores of finely divided chromium, which together contain other metals including iron, calcium and magnesium. - Google Patents

A process for the continuous manufacture of chromic chloride by chlorination in the presence of a reducer of oxidized ores of finely divided chromium, which together contain other metals including iron, calcium and magnesium.

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CH208529A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G37/00Compounds of chromium
    • C01G37/04Chromium halides

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Description

  

  Procédé de fabrication continue de chlorure chromique par     chloruration    en présence  d'un réducteur de minerais oxydés de chrome à l'état finement divisé, qui contiennent  conjointement d'autres métaux dont le fer, le calcium et le magnésium.    Cette invention est relative à un procédé  de fabrication continue de chlorure     chromique     par     chloruration    en présence d'un réducteur  de minerais oxydés de chrome à l'état fine  ment divisé, qui contiennent conjointement  d'autres métaux dont le fer, le calcium et le  magnésium,

   caractérisé par le fait que le mi  nerai à l'état     finement    divisé est appliqué  sous forme d'un mince revêtement pelliculaire  sur de plus grosses particules mobiles qui  sont elles-mêmes chimiquement inertes et qui,  ainsi revêtues, sont déplacées à travers     une     zone de     réaction    dans laquelle ces particules  et l'agent de     chloruration,    gazeux, se meu  vent en contre-courant, le rapport entre les  quantités de minerai et d'agent de     chlorura-          tion    introduits dans ladite zone étant tel que  pour tout instant,

   la quantité d'agent de     chlo-          ruration    soit supérieure à celle qui est néces  saire pour que toutes les matières     chlorura-          bles    soient converties en leurs     chlorures,    la    réaction étant effectuée à des températures  auxquelles le     chlorure        chromique    se sépare du  minerai par     volatilisation.     



  Cette     invention    rend possible d'effectuer  la     chloruration    satisfaisante de minerais de       chromite,    spécialement de ceux dont la qualité  est inférieure à celle actuellement acceptable  pour la     production    de ferro-alliages, dans un  four     fonctionnant    d'une façon     continue,    cette       chloruration    étant     accompagnée    d'une subli  mation de tous (ou pratiquement tous) les  éléments donnant naissance à des chlorures  volatils, du chrome en     particulier.     



  Il est depuis longtemps connu qu'on  accélère les allures ou taux de la réaction chi  mique     entre    des solides et des gaz     lorsqu'on     augmente le degré de     finesse    de subdivision  du solide, mais,     jusqu'à    ce jour, il n'avait pas  été possible de réaliser des procédés de ce  genre directement dans des fours à cuve,  parce que la présence de quantités apprécia-           bles    de matière fine dans les appareils de ce  genre tend à faire obstacle au passage des  gaz à travers la charge et rend nécessaire  l'application de pressions si élevées, ainsi que  de vitesses relatives si élevées entre le gaz et  le solide qu'on éprouve des difficultés dues  aux poussières.

   Il avait jusqu'ici été néces  saire, ou bien d'avoir recours à la concrétion  des minerais fins, comme on le fait souvent  avec des minerais tels que les minerais de fer,  de plomb et de zinc, ou bien de s'efforcer  d'assurer un contact satisfaisant en déversant       sous    forme d'une pluie les minerais finement  broyés à travers une colonne montante de gaz.  Le premier de ces moyens donne une charge  perméable, mais là concrétion tend à provo  quer le grossissement des particules ou même,  dans des cas extrêmes, la formation de parti  cules partiellement fondues, et empêche ainsi  de tirer parti de l'action accélératrice de la  finesse de subdivision pour des buts chimi  ques ou métallurgiques. L'application du  second moyen donne lieu à un grand nombre  de difficultés d'ordre pratique.

   En première  ligne, le     problème    des poussières devient  extrêmement sérieux. De plus, lorsqu'il s'agit  de réaliser des réactions qui impliquent des  températures relativement élevées et des  temps de réaction appréciables, le     transfert     de chaleur nécessaire, le cas échéant, pour  satisfaire à des conditions endothermiques  possibles dans la réaction devient difficile et  souvent irréalisable dans la pratique. Finale  ment, des temps de contact appréciables ne  peuvent être assurés qu'en construisant des  appareils exagérément hauts ou en triant soi  gneusement le minerai introduit de façon  qu'il puisse être exactement maintenu en sus  pension sur le courant de gaz.  



  La. demanderesse, ayant tenté d'appliquer  des procédés connus du technicien et décrits  par des brevets tels que, par exemple, les  brevets     d'Adrian    (voir le brevet délivré aux       Etats-Unis    sous le no<B>1</B>434     -185    du 7 novem  bre 1922) à une cornue verticale qu'on faisait  travailler continuellement, a constaté qu'il  n'est pas possible d'engendrer et volatiliser  les chlorures avec succès en observant les    conditions connues des chercheurs antérieurs  et spécifiés aussi bien dans les     susdits    brevets  que dans d'autres utilisant la réaction bien  connue du chlore avec des minerais d'oxydes  et des agents réducteurs.

   Après une étude ap  profondie des conditions de volatilité des  chlorures de chrome, la demanderesse a dé  couvert comment le but visé de la sublima  tion des     constituants    volatils pendant la     chlo-          ruration    peut être réalisé dans une cornue à  contre-courant travaillant d'une façon conti  nue.  



  Le présent procédé permet d'utiliser des  fours à cuve du type habituel tout en conser  vant les avantages d'une grande subdivision,  en évitant en même temps les difficultés dues  aux poussières et en maintenant néanmoins  des vitesses relatives élevées entre le gaz et le  solide à traiter. Il présente en outre d'autres  avantages en ce qu'il permet une marche con  tinue du type à contre-courant même lorsque  certains     constituants    du minerai, ou ses impu  retés, sont temporairement ou nécessairement  convertis en la forme liquide.  



  Comme agent de     chloruration,    on peut em  ployer non seulement le chlore, mais aussi des  substances gazeuses à la température de réac  tion, propres à livrer du chlore.  



  La description qui suit se rapporte plus  particulièrement à l'emploi du chlore libre.  La demanderesse a découvert que pour  réaliser de     façon    avantageuse le     procédé    selon  l'invention, il est désirable de régir les con  ditions chimiques définies par une série de  rapports mutuels chimiques compliqués exis  tant entre les divers chlorures de chrome et,  en même temps, de régir les     conditions    phy  siques dans lesquelles la     chloruration        s'efÏe-          tue.     



  Dans les premières tentatives faites en  vue d'appliquer les conditions     d'Adrian,     comme elles sont indiquées sur page 1, ligne  40, jusqu'à page 2, ligne 30 du brevet amé  ricain no<B>1</B>434 485, dans un four continu,  du type     cornue,    on a     utilisé    un minerai de       chromite    d'un type commun à. des dépôts  qu'on trouve aux Etats-Unis et qui donnait  à l'analyse les résultats suivants:

      
EMI0003.0001     
  
    Crz03 <SEP> 51,6
<tb>  FeO <SEP> 19,6
<tb>  SiO2 <SEP> 5,5
<tb>  A103 <SEP> 11,8
<tb>  Mgo <SEP> <B>11,5%</B>
<tb>  Ca0 <SEP> <U>0,8</U>
<tb>  100,8       Lorsqu'on cherche à chlorurer avec du  chlore libre et sublimer un minerai de ce  genre dans un four à contre-courant continu,  on constate qu'aucun fonctionnement continu  n'est possible avec une charge en briquettes  ou simplement finement broyée parce qu'il se  forme certains chlorures liquides qui ne sont  pas volatils, spécialement     CrC12,        MgCl2    et       CaCl2,    en même temps que du     CrCl'    solide.

    La demanderesse a découvert qu'on peut évi  ter la     formation    de     CrCh    si l'on satisfait à  certaines conditions chimiques, spécialement  si l'on assure la présence d'un excès d'au  moins 5,5 % de chlore libre dans le gaz       d'échappement    et l'élimination de ces gaz à  des     températures    d'au moins<B>890'.</B> Elle a en  outre trouvé que le taux de réaction pri  maire de la     chloruration    est alors si élevé,  aux températures supérieures à<B>900',

  </B> qu'il  serait physiquement impossible d'effectuer  l'application des quantités requises de chlore  et l'élimination des produits lorsqu'on intro  duit dans le four une charge en briquettes  ou du minerai finement broyé à l'état normal  du tassement dû à la gravité étant donné que  les débits de gaz nécessaires seraient alors si  grands que des pressions exagérées seraient  créées dans la colonne et que la charge serait  expulsée avec force hors du four.

   Lorsque  la demanderesse a utilisé des minerais de qua  lité inférieure à celui spécifié, auquel cas les  besoins en chlore étaient moindres, elle a  éprouvé d'autres difficultés encore, en ce sens  que le chlorure de magnésium qui fond à  712   et bout à 1412  , se forme à l'état  liquide, ce qui non seulement lie entre elles  les particules de minerai fin, mais les recou  vre aussi d'une pellicule de chlorure de ma  gnésium liquide. Dans le cas d'une charge en  briquettes, ce chlorure de magnésium pénètre    dans la briquette par capillarité. Cette accu  mulation de chlorure de magnésium arrête  presque complètement l'action de     chlorura-          tion,    et il en résulte de très faibles extrac  tions.

   La demanderesse a découvert que le  chlore est incapable de pénétrer dans des cou  ches épaisses ou dans des amas de     chlorure     de magnésium liquide et que, lorsque cet état  peut exister, aucune     chloruration    n'est pra  tiquement possible.  



  La demanderesse a découvert qu'on peut  surmonter toutes ces difficultés et assurer un  contact     facile    et efficace entre des minerais  fins et des gaz réactifs dans des fours à cuve  à contre-courant continus en disposant le mi  nerai finement broyé, ou des mélanges de ce  minerai avec des réactifs, sous forme d'une  mince couche ou pellicule. Ceci s'obtient en  déposant le     minerai    sur la surface de parti  cules porteuses inertes, une charge perméable  étant     maintenue        sous    forme d'une pellicule ou  revêtement     semi-permanent    d'épaisseur nette  ment réglée ou limitée.  



  Sur les dessins annexés  La     fig.    1 montre des relations qui, ainsi  que l'a découvert la demanderesse, existent  entre la grosseur de particule moyenne, expri  mée en     millimètres,    et l'extraction en %, dans  le cas d'un     minerai    de     chromite.     



  La     fig.    2 montre des relations entre le  temps nécessaire pour une     réaction    complète  et l'épaisseur de la couche de minerai.  



  La     fig.    3 est une vue     schématique,    avec  coupe verticale partielle, d'un appareil qui a  été utilisé avec succès par la demanderesse.  



  La     fig.    4 est un diagramme montrant la  température en différents points de la hau  teur de la cornue.  



  La     fig.    5 est un diagramme montrant des  relations entre la température et la teneur en  chlore du gaz d'échappement pour deux mine  rais différents.  



  La     fig.    6 est un diagramme montrant la  relation entre le tétrachlorure de chrome et  le chlorure de chrome     volatil    avec un excès  de chlore.  



  Dans l'élaboration du présent procédé, la  demanderesse a étudié l'effet de la grosseur      des particules du minerai sur l'extraction par       chloruration    et sublimation du minerai de       chromite    susmentionné et obtenu les résultats  représentés sur la fi-. 1. La grandeur  moyenne, portée en ordonnée, est la moyenne  arithmétique des diamètres maxima - mesu  rés en millimètres - des particules retenues  lors du triage entre deux tamis de: différents  nombres de mailles.

   Par exemple, une matière  désignée comme ayant une grosseur moyenne  de 1,24 mm est celle qui passe à travers un  tamis no 10 (4 mailles par cm linéaire) mais  est retenue par un tamis no 20 (8 mailles par  cm linéaire), alors qu'une matière qui tra  verse un tamis no 200 (80 mailles par cm  linéaire) est considérée comme ayant une  grosseur moyenne de 0,05 mm. On a porté  en abscisses le pourcentage de la portion     chlo-          rurable    du minerai envisagé qui a été extraite  par l'action du chlore.  



  La courbe de la     fig.    1 montre que, pour  obtenir des extractions supérieures à<B>90%</B>, il  est nécessaire d'utiliser des particules plus  petites que 0,15 mm environ. On n'a pas spé  cifié le temps nécessaire pour réaliser ces  extractions, étant donné que, en commençant  avec une quantité donnée de minerai, le temps  est déterminé par la quantité de chlore qui  doit être introduite par unité de temps pour  être juste suffisante pour satisfaire aux con  ditions stoechiométriques et à l'excès spécifié.

    Le fait que cette quantité de chlore est four  nie rapidement ou lentement ne modifie que  faiblement la pente de la ligne de la     fig.    1  et n'influe pas sur cette découverte de la de  manderesse qu'on ne peut obtenir une extrac  tion élevée que si tout le minerai est broyé  pour passer au moins à travers un tamis       110    100 et, de préférence, assez finement pour  passer à travers un tamis no 200. Ceci peut  paraître un résultat     surprenant    en comparai  son avec divers produits connus obtenus dans  cette industrie, mais on peut l'expliquer par  le fait que l'action de     chloruration    est contre  carrée par l'accumulation de chlorures non  vaporisés, spécialement du magnésium.

   Ainsi,  dans le cas de grosses particules, lorsqu'il  s'est effectué un certain degré de réaction,    l'accumulation des chlorures non     volatils    dans  les conduits capillaires du     minerai    et à la  surface arrête la     chloruration,    alors que, dans  le cas de particules plus fines, avec     un    plus  grand     rapport    entre la surface et la masse, il  s'effectue     un    plus grand degré de     chlorura-          tion    avant que la quantité proportionnée de  chlorures non volatils     provoque    la cessation  de l'action, d'où résulte une extraction plus  élevée.  



       Ayant    découvert que des extractions éle  vées ne peuvent être obtenues que si les mi  nerais ont été finement broyés, la demande  resse a aussi découvert que si l'on dispose  du minerai finement broyé à la surface de  particules porteuses granulaires grossières, de  telle sorte     qu'une    pellicule de minerai se  trouve exposée à l'action directe des gaz, on  peut obtenir une     chloruration    et une sublima  tion complètes en un     temps    qui est virtuelle  ment une fonction linéaire de l'épaisseur de  la pellicule, comme représenté sur la     fig.    2,  sur laquelle on a porté en abscisses l'épais  seur en millimètres de la couche du minerai  revêtant la surface de la particule de support,  et,

   en ordonnées, le temps en minutes néces  saire pour la     chloruration    complète du mine  rai, et l'on a ainsi obtenu un     pfocédé    de ré  glage pratiquement réalisable de la     chloru-          ration    et de la sublimation.  



  Les conduits capillaires à la surface (les  gros grains constituant les particules por  teuses retirent les chlorures non volatils fon  dus de la surface des particules de minerai       due    contient la pellicule, en rendant ainsi pos  sibles une     chloruration    et une sublimation  sensiblement complètes des constituants vola  tils. Le temps nécessaire pour terminer la  réaction est alors une fonction directe de  l'épaisseur de la pellicule.  



  Pour étudier la     chloruration,    on a mélangé  intimement le minerai susmentionné, après  l'avoir broyé pour qu'il passe à travers un  tamis     nc    100, avec     12,25%    de son poids de  carbone fin (noir de     carbone)    et une faible  quantité de matière goudronneuse destinée à  servir de liant, et on a comprimé le     rri@Iange         sous forme de     -grains.    On a essayé de faire  passer ces grains d'une façon continue à tra  vers une cornue verticale chauffée jusqu'à  1100   et d'effectuer un contact entre ces  grains et du chlore à diverses températures.  Un fonctionnement continu de la cornue n'a  pas été possible.

   Une réaction naissante a  commencé au voisinage de 600   et un peu  de chlorure ferrique a été distillé. Vers 800  .  la réaction a été énergique, le gaz sortant de  la cornue étant principalement composé de       C02;    une certaine quantité de chlorure de fer  et un peu de chlorure chromique ont été  engendrés mais, très peu de temps après l'in  troduction du courant de chlore, il est devenu  impossible de maintenir la charge en mouve  ment, et la contre-pression régnant dans le  tuyau d'amenée de chlore est devenue exces  sive. Ayant ouvert la cornue, on a constaté  que la colonne entière était obstruée par une  masse de cristaux de chlorure chromique de  texture serrée.

   Il devient évident que la tem  pérature avait été insuffisante pour volati  liser le chlorure     chromique.    On a alors remis  la cornue en état et élevé la température à.  900-l000  . Il s'est produit une réaction pri  maire très énergique, mais la colonne a été       obstruée    dans un temps encore plus court que  précédemment. En ouvrant la cornue, on a  constaté qu'elle était complètement obstruée  par une masse de chlorure chromeux. Aucun  chlorure chromique n'avait virtuellement été  distillé. Il est évident qu'on n'avait pas résolu  la difficulté en élevant simplement la tempé  rature pour augmenter la volatilité du chlo  rure de chrome.  



  Une étude     poussée,    faite en laboratoire,  des conditions de volatilité des chlorures de  chrome a révélé les fait suivants:       111    On a constaté que le chlorure     chro-          meux        (CrCl@)    possède un point de fusion de  815  , température à laquelle la pression de  vapeur est 0,0007 atm. Les pressions de va  peur à 900, 1000 et<B>1100'</B> sont respective  ment<I>0,004,</I> 0,024 et 0,103 atm, et le point  normal d'ébullition normal 1302  . Aux tem  pératures où le chlore commence à réagir faci  lement avec des mélanges de carbone et de         chromite,    il     existe    une pression de vapeur fai  ble, mais bien déterminée.  



  20 On a trouvé qu'il est impossible de dé  terminer directement la pression de vapeur  du chlorure     chromique        (CrCl3)    parce que cette  matière a une pression de dissociation appré  ciable à une     température    aussi basse que  700  , avec le chlorure chromeux et le chlore  comme produits     primaires.    Par des méthodes  indirectes, il a été possible de déterminer les  pressions de vapeur     "thermodynamiques"    du  chlorure     chromique,    comme suit: à 600  ,  0,00007, à 700<B>0</B>, 0,002, à 800  , 0,039 et à  900  , 0,396 atm. La température de subli  mation normale est de 947  .  



  On a déterminé la     "pression    de vapeur  thermodynamique" de     CrCl'    en mesurant la  volatilité réelle à une température donnée et  en corrigeant la valeur obtenue pour tenir  compte des réactions secondaires qu'il n'est  pas possible d'empêcher à ces températures et  dont il sera question dans les alinéas 3 et 4  donnés ci-après.  



  30 On a trouvé que la     volatilité    du chlo  rure     chromique    dans une atmosphère de  chlore est beaucoup plus grande que dans  une atmosphère inerte telle que l'azote. Il a  été démontré que ceci est dû à la formation  d'un nouveau chlorure de chrome, qui n'avait  pas encore été décrit dans la     littérature    tech  nique, savoir le tétrachlorure de chrome       (CrCl').        Cette    matière n'existe que comme  gaz aux températures élevées et, par refroi  dissement, se convertit de nouveau en     trichlo-          rure    de chrome et en chlore.

   On a trouvé que  la constante d'équilibre se rapportant à la  réaction  
EMI0005.0027     
  
    2 <SEP> Crel3 <SEP> -f- <SEP> Cl\ <SEP> > <SEP> 2 <SEP> Crcl4       est: 0,001185 à 600  , 0,02922 à 700   et  0,364 à 800  . Ainsi, lorsque la pression  totale est 1 atm, la pression     partielle    du  tétrachlorure de chrome dans une atmosphère  de chlore est respectivement 0,033, 0,157 et  0,448     a.tm    à ces     températures.     



  40 On a     déterminé    que les pressions par  tielles du chlore qui empêcheraient la disso  ciation     primaire    du chlorure chromique, dans      un système contenant     CrCl'    condensé, sont les       suivantes:    0,00000? à<B>7</B>00  , 0,00008 à 800  ,  0,003 à 900   et 0,043 à<B>1000'.</B>  



  Sur la base de ces recherches et décou  vertes, la     demanderesse    a établi une façon de  mettre en pratique le procédé selon l'inven  tion qui donne des résultats satisfaisants et  est basée sur le maintien des conditions sui  vantes  a) La disposition du mélange de     chromite     et de carbone dans une cornue verticale à  contre-courant est maintenue à un état phy  sique qui permet de maintenir en tout temps       un    excès de chlore déterminé et réglé. D'une  façon     succinte,    on envisage, entre autres, de       disposer    le minerai     finement    divisé sous forme  d'une couche mince ou pellicule n'excédant  pas, d'ordinaire, 3 mm d'épaisseur.

   Il est  facile d'obtenir une couche de ce genre en  enrobant des particules porteuses de grande  masse du minerai fin, ce qui s'obtient en ap  pliquant sur les particules, par un mouve  ment culbutant, roulant ou autrement, une  couche du     minerai,        comme    il sera décrit     ci-          après    avec plus de détail.  



  On remarquera que du chlore virtuelle  ment pur est admis à la cornue mais que,  au cours de la réaction, le chlore est absorbé  et de l'anhydride carbonique prend naissance  suivant les réactions bien connues:  2     Cr@03        '-.    3 C     +    6 Cl= - 4     CrCl'        -j-    3<B>CO\</B>  ou  2     FeO        -I-    C     -f-    3     C12    -     2)        FeCf'        -I-        C02     avec des réactions     analogues    pour l'alumine  et la magnésie.

   Le taux de ces réactions dé  pend des conditions physiques et de la tem  pérature de contact et il est préférable de ré  gler le courant de chlore en fonction de la  température de façon qu'un excès de chlore  correspondant à<B>10%</B> de Cl' dans du gaz     CO'     subsiste après la réaction et la condensation  des chlorures sublimés. En raison du taux  élevé de la réaction aux températures supé  rieures, de l'ordre de 1000 à 1050  , on réalise  cet état nécessaire dans un appareil continu  à contre-courant établi comme décrit ci-après.

      De cette     façon,    on empêche complètement  la conversion nuisible du chlorure chromique  en chlorure     chromeux    par dissociation à toutes  les     températures    convenant pour la sublima  tion des chlorures de chrome, on empêche  l'arrêt du courant de gaz et du passage du  minerai par l'accumulation du     CrCl'    liquide  et, en même temps, on augmente la volatilité  des chlorures de chrome, en faisant en sorte  que les concentrations appréciables du tétra  chlorure de chrome soient favorisées par la  pression partielle du chlore conformément aux       résultats    décrits dans l'alinéa 3 donné plus  haut.  



  b) Ayant pourvu la cornue verticale con  tinue de moyens pour éliminer les gaz com  posés de chlorures sublimés, d'anhydride car  bonique et d'un excès de chlore en un point  intermédiaire de la zone chauffée, on règle la  quantité de matières solides descendant par  unité de temps et     l'application    de chaleur  extérieure ou intérieure de telle manière que  la température de la colonne soit maximum  en un point situé un peu au-dessous de l'ori  fice de sortie susmentionné, et de façon que  ce dernier ne soit jamais à     une    température  plus basse que 900  . Cette température est  légèrement supérieure à celle à laquelle le  chlorure chromique solide est en équilibre  avec une pression partielle de 0,38 atm envi  ron de chlorure chromique gazeux.

   La dilu  tion susmentionnée du gaz quittant la cornue  par du     C02    engendré par la réaction limite  la concentration maximum de la vapeur de  chlorure chromique à une quantité voisine de  cette valeur. En     maintenant    cet état de la  façon spécifiée, tout le     CrCl'    se sublime au  fur et à mesure qu'il prend     naissance,    de  sorte que l'engorgement de la colonne par des  chlorures de chrome non vaporisés est empêché  et qu'une     chloruration    et une sublimation  continues sont assurées.  



  Pour comprendre les conditions a) et b)  exposées plus haut, on donnera des explica  tions complémentaires en se référant aux con  ditions particulières qui interviennent lors  qu'on traite un minerai de la composition     sus-          indiquée.    Dans les conditions qui conviennent      pour la     chloruration    et la sublimation des       chlorures    de chrome, tous les oxydes du mi  nerai, à l'exception de la silice, sont chloru  rés. Les chlorures de fer, de chrome et d'alu  minium sont volatilisés, et les chlorures de  magnésium et de calcium restent sous forme  de liquides avec les solides de la charge.

   Si  l'on suppose que la charge de l'appareil soit  de 2 kg, les conditions     stoechiométriques    sui  vantes interviennent:  
EMI0007.0004     
  
    Poids <SEP> en <SEP> g <SEP> moiérulcs  Constituants <SEP> Poids <SEP> <B><U>0b</U></B>
<tb>  moléculaire <SEP> (sur <SEP> 2000) <SEP> grammes
<tb>  Cr20 <SEP> 152,02 <SEP> 5<B>1</B>,6 <SEP> 1032 <SEP> 6,78
<tb>  Fe0 <SEP> 71,84 <SEP> 19,6 <SEP> 392 <SEP> 5,48
<tb>  SiO2 <SEP> 60,06 <SEP> 5,5 <SEP> 110 <SEP> 1,82
<tb>  A120 <SEP> 101,94 <SEP> 11,8 <SEP> 236 <SEP> 2,32
<tb>  <B><I>MgO</I></B> <SEP> 40,32 <SEP> 11,5 <SEP> 230 <SEP> 5,70
<tb>  Ca0 <SEP> 56,08 <SEP> 0,8 <SEP> 16 <SEP> 0,28       La quantité de mois de carbone théorique  utilisée, équivalente au carbone du     C02    en  gendré, est:

    
EMI0007.0006     
  
    Pour <SEP> <B>le</B>
<tb>  constituant <SEP> Quantités <SEP> Totaux
<tb>  Cr <SEP> 201 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 6,78 <SEP> 10,17
<tb>  FeO <SEP> 0,5 <SEP> X <SEP> 5,46 <SEP> 2,74
<tb>  A1203 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 2,32 <SEP> 3,48
<tb>  <B>MgO</B> <SEP> 0,5 <SEP> X <SEP> 5,70 <SEP> 2,85
<tb>  Cao <SEP> 0,5 <SEP> X <SEP> 0,28 <SEP> <U>0,14</U>
<tb>  Total: <SEP> 19,38
<tb>  équivalant <SEP> à <SEP> 232,3 <SEP> g       De même, les molécules de Cl' nécessaires  sont:

    
EMI0007.0007     
  
    Pour <SEP> le
<tb>  constituant <SEP> Quantités <SEP> Totaux
<tb>  Cr-0 <SEP> <B>3</B> <SEP> X <SEP> 6,78 <SEP> 20,34
<tb>  Fe0 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 5,48 <SEP> 8,22
<tb>  A.120 <SEP> 3 <SEP> X <SEP> 2,32 <SEP> 6,96
<tb>  Mg0 <SEP> 1 <SEP> X <SEP> 5,70 <SEP> 5,70
<tb>  Ca0 <SEP> 1 <SEP> X <SEP> 0,28 <SEP> 0,28
<tb>  Total:

   <SEP> 41,50
<tb>  mois <SEP> C12 <SEP> ou <SEP> 2941 <SEP> g       Finalement, on aura les chlorures     volatils     dans les proportions de  
EMI0007.0009     
  
    Constituants <SEP> Mols <SEP> gazeux
<tb>  2 <SEP> Crcl3 <SEP> 13,56
<tb>  1/2 <SEP> Fe2Ch <SEP> 2,74
<tb>  1 <SEP> A12Cl  <SEP> 2,32
<tb>  Total <SEP> pour <SEP> les <SEP> chlorures <SEP> gazeux <SEP> 18,62
<tb>  C02 <SEP> (voir <SEP> plus <SEP> haut) <SEP> <U>19,</U>38
<tb>  Total <SEP> pour <SEP> les <SEP> constituants <SEP> gazeux <SEP> 38       Il semblerait ressortir de ces chiffres que  si 41,5 mois de chlore étaient amenés au con  tact de 2000 g de minerai de la composition  spécifiée, mélangé avec 232 g de carbone, il  devrait s'effectuer une réaction complète,

   et  une sublimation complète du chlorure de  chrome chaque fois que la température a  atteint un point où la pression de vapeur de  cette matière est plus grande que
EMI0007.0010  
   soit  0,357 atm. En réalité, la demanderesse a dé  couvert que tel n'est pas le cas à cause de  réactions secondaires.

   Ainsi, on obtient en       premier    lieu  2     CrCl3    - 2     CrCl=        --f-        C12    (1)  cette réaction étant suivie de:  2     CrClg        -f-        C12    - 2 CrC14 (2)  Comme la réaction (2) utilise du chlore, la  réaction (1) se poursuit et les réactions consé  cutives continuent jusqu'à ce qu'un état d'é  quilibre ait été atteint.

   Lorsque ceci est ter  miné, on constate qu'une portion considérable  du chrome se trouve sous forme     de@CrCl2,    qui  est liquide et relativement non volatil, et  c'est pourquoi la cornue s'obstrue et est     mise     hors d'état de fonctionnement.  



  La teneur réelle en chlore du mélange en  équilibre n'est que de quelques     dixièmes    pour  cent au voisinage de 900 0, mais cette teneur  n'est -pas suffisante, en vue d'une     opération     satisfaisante, pour maintenir un léger excès  de chlore par rapport à la teneur ci-dessus,  à titre d'addition primaire, étant donné que le      fait d'ajouter un excès quelconque de chlore  a d'abord uniquement comme résultat d'aug  menter les quantités relatives  < le     CrCl'    en  comparaison avec     CrCl'    et que cet excès uti  lisé pour engendrer     CrCl'    n'empêche pas la  formation de     CrCl2.    Cette situation ressort  de la     fig.    6, qui montre,

   pour     différentes    tem  pératures portées en abscisses, les quantités  relatives de     CrCl'    (ordonnées) exprimées en  pour cent de la quantité totale de chlorures  de chrome volatils présents,     lorsqu'on    ajoute  divers excès de chlore. Chacune des courbes  <I>A, B, C, D,</I> se rapporte à une quantité spéci  fiée de Cl= trouvée dans le gaz d'échappement       (C02)    après la réaction et après refroidisse  ment et condensation (réaction (2) renversée).  Ces courbes se terminent à la ligne discon  tinue E qui indique la température à laquelle  commence la condensation de     CrCl'.     



  Au-dessus et au-dessous de la température  à laquelle la pression de vapeur normale de       CrCf    convient pour assurer la volatilisation  complète du chlorure de chrome lorsqu'il est  dilué avec les quantités de     C02    engendrées  par la réaction, deux groupes différents de  conditions s'appliquent à l'excès minimum de  chlore qui suffit pour     empêcher    la formation  de     CrCl2.    On a représenté ces groupes sur la       fig.    5.

   Dans cette figure, dans laquelle les  températures sont portées en abscisses, et les  teneurs en chlore du gaz affluent, en ordon  nées, la courbe A indique la quantité de<B>C12</B>  présente dans le     C02    qui s'échappe lorsque  la formation de     CrCl2    en présence de     CrCl'     solide est juste empêchée et la courbe B la.  quantité de     C12    présente lorsque la quantité  de     CrCl'    engendrée est insuffisante pour sa  turer la phase gazeuse aux températures su  périeures à la température de saturation nor  male.

   On voit que ces courbes     s'intersectent     à une     température    juste inférieure au point  de saturation normal pour une pression par  tielle de 0,357 atm et que le lieu de la pointe       ecrrespond    à 5,5 % de Cl' dans le gaz d'échap  pement. Au-dessous de ces courbes, du chlo  rure chromeux prend naissance.  



       Etant    donné que, dans une opération con  tinue à contre-courant, le chlore et les mé-    langes de minerai et de carbone doivent né  cessairement être en     contact    à. une série de  températures différentes, à la température de  travail ou voisines de cette température, il est  clair qu'il faut utiliser un excès de chlore  correspondant au moins à     5,5,%.    Il est très  facile d'obtenir     une    confirmation de la quan  tité qui doit être utilisée en excès par une  analyse du gaz d'échappement après que les  chlorures volatils ont été condensés,

   et l'on  a trouvé qu'il n'est pas     recommandable     d'adopter     une    valeur par trop voisine du point  critique dans la pratique. On a trouvé qu'une  limite de travail sûre dans le     C02    du gaz  d'échappement est celle comprise entre 10  et 11 % , ce qui laisse une marge de sécurité  pour tenir compte des fluctuations inévitables  qui se produisent dans les conditions de tra  vail et dans les variations du minerai traité.  De plus, il est évident que, bien que le point  critique soit en grande partie déterminé par  les relations mutuelles chimiques entre les  chlorures de chrome, ce point dépend aussi  dans une certaine mesure de la composition  du minerai traité.  



  Ainsi, pour faire ressortir les     conditions     dans lesquelles les plus grands excès de chlore  seraient nécessaires, ce qui correspondrait aux  conditions de travail les plus sévères, les  courbes supérieures A' et B' ont été tracées  sur la     fig.    5 pour indiquer les limites qui  interviennent lorsqu'on chlorure du     Cr20'    pur  plutôt qu'un minerai de     chromite.    On remar  quera que les courbes A et A', qui montrent  les conditions limitant la formation de     CrCl2     lorsque du     CrCl'    solide est présent,

   ne dif  fèrent que légèrement dans le cas de la     chlo-          ruration    du minerai en comparaison avec celle  du     Cr20'    pur. Dans ce cas, la pression par  tielle du     CrCl'    dans le gaz est déterminée par  les pressions de vapeur de cette matière, et  la variation résulte du faible effet de dilution  des chlorures volatils et de leur équivalent  en     C02    agissant sur la concentration des  autres constituants, à l'exception de     CrCl'.     



  Les courbes<I>B</I> et<I>B',</I> qui se rapportent  aux températures supérieures aux points de  rosée de     CrCl',    diffèrent dans une mesure      plus appréciable, parce que, dans ce cas, les  concentrations sont influencées par les rela  tions stoechiométriques.

   Toutefois, il est clair       que,    quelles que     soient    les conditions de la       chloruration    de minerais de     chromite,    on ne  pourrait pas obtenir des concentrations en       Cr        el,    plus grandes que celles correspondant  aux concentrations équivalentes à l'action de  Cl' sur     Cr2O3    pur, de sorte que la pointe,  soit     10,7%,    peut être considérée comme la  limite supérieure dans toutes les conditions  de travail et pour tous les minerais.

   Comme  ce point doit être déterminé indirectement et  est susceptible d'une légère erreur, la valeur  comprise entre 10 et<B>11%,</B> qui coïncide avec  la limite expérimentale trouvée dans le     fonc-          iionnement    réel d'une cornue de     chloruration     continue, peut être considérée comme la limite  de travail supérieure dans la pratique. Ainsi,  alors que, par ce qui précède, il semblerait  qu'on puisse réduire l'excès de chlore en trai  tant un minerai pauvre en     Cr203,    il résulte  rait de cette manière de faire qu'on se rap  procherait d'un état où le risque d'arrêt de la  cornue est augmenté.

   Ceci peut être expliqué  comme suit: le fer que contient la     chromite     est un peu plus facile à chlorurer que le  chrome, et il est possible d'avoir dans une  colonne de minerai en mouvement diverses  relations entre     Crz03    et     FeO    qui correspon  dent au degré auquel la     chloruration    a eu  lieu, cet état de choses étant l'équivalent d'un  accroissement de la teneur de     CrzO'    du mi  nerai.

   C'est ainsi que les seules conditions de  travail absolument sûres sont celles qui cor  respondent à du     Cr2O3    pur, étant donné que  toutes les conditions de travail réelles doi  vent nécessairement être moins sévères que  dans le cas de la matière pure et qu'un enri  chissement quelconque du minerai en     Cr2O3     comme résultat d'une     chloruration    sélective  en quelque point intermédiaire de la colonne  de     chloruration    ne peut pas exiger des condi  tions plus sévères que celles se rapportant au       Cr203    seul.  



  Si l'on se réfère maintenant à la condi  tion     b),    il ressort de la     fig.    6 que la tempé  rature à laquelle une condensation a lieu est    légèrement     diminuée    lorsqu'on utilise du  chlore en excès.

   On a trouvé que si l'on fait  en sorte que la température du gaz quittant  la cornue ne descende pas     au-dessous    de  900-920  , c'est-à-dire qu'elle soit supérieure  de 10 à 15   au     point    de condensation véri  table lorsque 10 à<B>Il %</B> de chlore sont main  tenus dans le gaz résiduel après la condensa  tion des chlorures si le minerai traité est     celui     spécifié, un procédé continu est réalisable,  avec une marge de sécurité pour les     besoins     de la pratique. Il n'y a évidemment pas de  température limite supérieure critique exacte  lorsqu'on utilise l'excès voulu de chlore.

   Alors  que la vapeur de     chlorure        chromique    en équi  libre avec des cristaux solides     exigerait    ap  proximativement 0,01 atm de chlore pour  empêcher la     dissociation    au point normal de  sublimation (947  ), la dilution de la phase  gazeuse par du C02     provenant    de la     réaction     empêche la saturation aux températures supé  rieures à 900-920  , d'où résulte     une    dimi  nution continuellement croissante de l'excès  de Cl' aux températures supérieures à     ce     point.

   Cependant, les courbes de la     fig.    6  montrent que la quantité de CrC14     diminue     avec la     température    et que, pour assurer les  avantages de la volatilité de cette matière,  il est     bon    de ne pas utiliser des températures  supérieures à 1050-1100  . Ces températures  sont d'ailleurs aussi à déconseiller en raison  de l'accroissement de la réactivité avec la  silice que     contiennent    les minerais et avec les  parois du four.  



  Si l'on se réfère aux quantités     stoechio-          métriques    indiquées plus haut, il est clair que  <B>10%</B> de     C12    dans le     C02    du gaz d'échappe  ment correspondent à 2,15     mols    de     C12    pour  19,38     MOIS    de     C02,    de sorte que les besoins  totaux en chlore sont  41,5     -f-    2,15 = 43,65     mols,     soit 1,053 fois la valeur théorique.

   Ceci donne  la base théorique relative au réglage de la  quantité de chlore     introduite,        mais    il est bon  de contrôler     périodiquement    la     condition    re  quise par une analyse du gaz d'échappement,      surtout si la composition du minerai change  dans une mesure marquée.  



  La. façon dont ces principes peuvent être  appliqués à la     chloruration    continue à     contre-          courant    des minerais de     chromite    sera mise  en évidence par l'exposé qui suit d'un exem  ple particulier:       Etant    donné un four à cuve verticale de  dimensions données et de la construction habi  tuelle, pouvant être une simple cornue cylin  drique verticale avec un orifice de sortie du  gaz placé près ou au-dessous du centre de la  zone chauffée, on détermine d'abord la gros  seur des grosses particules porteuses qui se  déplaceront d'une façon régulière et ininter  rompue à. travers la cornue sous l'action de la  pesanteur.

   Il faut que les particules porteuses  soient suffisamment grosses pour permettre  aux gaz montant dans la cornue de passer       facilement    à travers la     finasse    de particules       Ft    assez fines pour descendre     avec    un mouve  ment régulier, comme on l'a dit plus haut.  Les cornues de 5 à 10 cm de     diamètre    exigent  habituellement des particules de 4,7 à 8 mm  (le grosseur moyenne; mais on peut utiliser  des particules de 9,4 à 12,7 mm dans des  cornues de 15 à 20 cm et, dans le cas d'ap  pareils encore plus gros, on peut utiliser des  particules porteuses de 12,7 à 19 mm de gros  seur moyenne. Des particules de support de  ces dimensions ont une masse relativement  grande en comparaison avec le minerai.  



  La matière dont sont faites les particules  de support peut être tout réfractaire inerte à  l'égard des     réactifs    chimiques utilisés dans       1;@    procédé. La demanderesse a utilisé le  quartz, la     mullite,    le coke, le carbone et  même, dans certains cas, les particules de  minerai eux-mêmes, ces trois derniers réfrac  taires rentrant dans la classe des     matières,     inertes en raison de la grosseur des particules  et de l'action illustrée sur la     fig.    1.  



  Ayant déterminé la grosseur correcte des  particules, on mesure la résistance offerte au  passage du gaz en contre-courant dans la cor  nue     lorsque    des particules de ce genre descen-    dent dans celle-ci sous l'action normale de la  pesanteur. Par ce moyen, on     détermine    qu'on  peut. faire passer un maximum marqué de  chlore (dans l'exemple particulier envisagé  ici) sous une pression appropriée.

   En général,  il est     préférable    de travailler avec des chutes  de pression     (manométriques)    n'excédant pas  50 à 65 cm d'eau à travers la cornue, car  si l'on utilise des pressions ou des vitesses  élevées, les fines particules de minerai sus  ceptibles d'être détachées accidentellement de  la pellicule (ou des particules supportées) par  le mouvement de la colonne tendent à être  expulsées de la cornue avant qu'elles aient       pu    être chlorurées, et des pressions encore  plus élevées peuvent aussi avoir tendance à  provoquer dans une mesure exagérée la for  mation de canaux de moindre résistance, de  telle sorte que les gaz cessent d'entrer uni  formément en contact avec les pellicules re  couvrant les particules porteuses.  



  Bien entendu, les pressions et débits me  surés dépendront de la nature, de même que  de la grosseur, des particules porteuses ainsi  que, jusqu'à un certain point, de la construc  tion du four ou cornue. Ainsi, par exemple,  dans une simple cornue cylindrique verticale  de<B>5,7</B> cm de diamètre et avec une zone chauf  fée de 50 cm environ de hauteur, la deman  deresse a trouvé que la limite supérieure du  débit désirable du gaz est comprise entre 6 et  8 litres par minute, lorsqu'on     utilise    des par  ticules porteuses en quartz ayant une gros  seur moyenne de 6,3 mm. Ceci équivaut, du  point de vue stoechiométrique, à 11-14,8 g  par minute de minerai de la     composition    indi  quée plus haut avec un excès de chlore cor  rect.

   Il est évident que la capacité maximum  d'une cornue donnée sera déterminée par la  vitesse à laquelle le chlore peut être     fourni,     pourvu, toutefois, qu'on puisse faire en sorte  que cette quantité de minerai par unité de  temps ne soit pas supérieure à la limite cor  respondant au taux de la réaction.  



  Pour préparer la couche destinée aux par  ticules porteuses, on     commence    par mélanger  et broyer intimement le minerai de     chromite         avec le carbone finement divisé. Bien que les  proportions stoechiométriques du carbone par  rapport au minerai en question correspondent,  comme expliqué précédemment, à     11,6%    du  poids du     minerai,    la demanderesse a trouvé  qu'il est préférable d'utiliser un excès cor  respondant à     l'application    de 14,5 à 16 % du  poids de la     chromite,

      afin d'assurer un taux  de réaction rapide dans les conditions qui  règnent lorsque la majeure     partie    de la     chro-          mite    a été chlorurée. Comme on l'a dit pré  cédemment, il est préférable que la grosseur  des particules de minerai, après broyage, soit  inférieure à celle correspondant au tamis  no 100 et, de préférence, qu'elle soit voisine  de celle correspondant au tamis no 200.  



  On ajoute alors le mélange finement broyé  de     chromite    et de carbone aux grosses parti  cules porteuses, ayant 6,3 mm dans cet exem  ple, à raison de 100 à 200 g dudit .mélange  pour 1000 g de particules et on culbute,  roule ou on agite ou traite de     quelqu'autre     manière le mélange,     jusqu'à    ce que les fines  particules de minerai-carbone adhèrent aux  grosses particules porteuses, sous forme d'une  mince pellicule uniforme. On favorise cette  action en ajoutant, avant l'action d'agitation,  de faibles quantités d'un agent de mouillage  volatil liquide, tel que le tétrachlorure de car  bone, l'essence minérale ou même l'eau, par  exemple.

   La tension superficielle et les forces  capillaires     tendent    alors à étaler d'une façon  très uniforme le mélange finement broyé de  minerai et de carbone sur les particules por  teuses. Dans le cas de particules porteuses  faites de quartz ou des autres matières ayant  été utilisées précédemment, il existe habituel  lement de faibles quantités adhérentes de  chlorure de magnésium résiduel et, en raison  des propriétés hygroscopiques de cette ma  tière, celle-ci tend à se mouiller légèrement  et provoque l'adhérence du minerai     finement     broyé.

   Même à l'état complètement sec, les  forces de cohésion sont encore suffisantes  pour provoquer l'adhérence entre les fines  particules et les grosses particules à un degré  suffisant pour constituer la, mince couche dé  sirée sur les grosses     particules.    L'addition de    l'agent de mouillage n'est donc aucunement  essentielle et l'on a obtenu des résultats satis  faisants sans y avoir recours, mais on cons  tate que la présence de cet agent facilite  l'obtention d'une pellicule     uniforme    et aug  mente les propriétés d'adhérence de la pelli  cule après que celle-ci a été formée, en par  ticulier lorsque de faibles quantités de ma  tières goudronneuses ou     paraffineuses    sont  présentes.  



  La densité apparente du mélange broyé  de     chromite    et de carbone est voisine de 1,15,  de sorte que l'épaisseur de la pellicule, lorsque  100 g     dudit    mélange sont dispersés sur 1000 g  de particules porteuses en quartz de 6,3 mm,  est     voisine    de 0,25 mm, cette épaisseur étant  de 0,5     mm    environ avec la limite supérieure  de 200 g de fines par kilo de quartz.

   Bien       qu'il    soit possible d'utiliser des couches plus  épaisses allant jusqu'à 3 mm d'épaisseur, on  a généralement trouvé     qu'il    n'est pas recom  mandable que les particules de quartz sup  portent plus de fines que la     quantité    corres  pondant à la quantité de     chlorure    de magné  sium qui peut normalement     être        retirée    du  minerai par la capillarité et le mouillage su  perficiel des particules de quartz.

   Il est pré  férable que ce facteur soit déterminé empiri  quement pour chaque minerai et chaque type  de support, étant donné que l'épaisseur de  pellicule qui convient pour les besoins envi  sagés dépend évidemment du pourcentage des  impuretés que contient le     minerai,    ainsi que  de la nature de la surface des particules por  teuses.  



  Dans l'exemple donné, avec une teneur       combinée    en     CaO    et     MgO    de 12,3%, la limite  supérieure est voisine de 125 g de mélange  de minerai et de carbone par kilo de quartz  en morceaux de 6,3 mm. Lorsqu'on     utilise     des     particules    porteuses faites d'une     matière     poreuse telle que le     coke,    la limite supérieure  est portée à une valeur voisine de 400 g par  kilo de coke, la différence pouvant être attri  buée en partie à la densité apparente plus  faible des particules de coke et en partie à  l'accroissement de porosité de ces dernières.

        En se reportant de nouveau à la     fig.    2,  on voit. que l'épaisseur de pellicule de 0,25 à  <B>0,5</B> mm correspond à des temps de réaction  de 50 secondes à 1,5 minute pour la     chloru-          ration    complète.

   On introduit alors dans la  cornue les particules porteuses contenant la  couche mince de minerai fin, en contre-courant  par rapport à un courant ascendant de chlore  gazeux, avec un débit tel que le temps de  séjour des particules porteuses dans la zone  de réaction (qui est la partie de la cornue  située au-dessous de l'orifice d'échappement  de gaz et maintenue à 900   et s'étendant vers  le bas jusqu'au point où la charge quitte la  zone chauffée et se refroidit rapidement) est  un peu plus grand que les temps de réaction  indiqués sur la     fig.    2.

   Ainsi, dans l'exemple  particulier d'une cornue de 57 mm illustré  haut, on peut, d'une manière commode et  efficace, placer l'orifice d'échappement de  gaz au-dessus de l'extrémité inférieure de la  zone chauffée (50 cm de hauteur) et au  quart de la hauteur de cette zone, de sorte  que la zone de réaction possède une hauteur  de 12,5 cm. Si les particules porteuses en  quartz sont introduites à raison de 4 à 5 kg  par heure, la vitesse du parcours sera de  5 cm environ par minute et le temps de séjour  dans la zone de réaction sera légèrement su  périeur à 2 minutes, ce qui est juste     au-          dessus    des besoins théoriques (0,8 à 1,5 mi  nute) basés sur la fi--. 2.

   De cette façon, il  est possible d'effectuer le contact entre le  minerai et le chlore d'une façon continue et  en     .contre-courant,    avec une distillation sen  siblement complète des chlorures volatils et  avec les conditions chimiques réglées qui sont  nécessaires, comme on l'a vu précédemment,  pour éviter la formation de chlorures de  chrome non volatils inférieurs et en volatili  sant des parties importantes du chrome sous  forme de tétrachlorure de chrome.  



  Les particules porteuses sortant de l'extré  mité inférieure ou d'évacuation de la cornue  contiennent le résidu non chloré du minerai,  qui est essentiellement composé de silice, et    les chlorures non volatils de chaux et de  magnésie. Il est facile d'éliminer ces derniers  par un lavage à l'eau,     qui    enlève aussi le  résidu de minerai     silicieux    fin, et on sèche  alors superficiellement les particules porteuses  pour les réutiliser après les avoir de nouveau       revêtues    de minerai fin. Dans certains cas,  l'agitation des particules sur un tamis assez  fin pour retenir le support en quartz mais  assez gros pour laisser passer les particules  de résidu suffit pour assurer une bonne sépa  ration sans la nécessité d'un lavage et d'un  séchage.  



  La partie du four qui est située au-dessus  de l'orifice d'échappement de gaz constitue  principalement un préchauffeur. Bien que le  rôle principal du revêtement pelliculaire en  minerai des     particules        porteuses    réside dans  le fait de disposer les facteurs physiques de  telle manière que les conditions chimiques     re-          (luises    puissent être satisfaites et dans le fait  d'enlever des fines particules de minerai, par  capillarité, les chlorures non volatils liquides  qui provoqueraient ordinairement l'arrêt de  la     chloruration    et de faibles taux d'extraction  s'ils avaient la possibilité de s'accumuler dans  une charge de briquettes ou une couche  épaisse de minerai,

   on réalise aussi un cer  tain nombre d'avantages secondaires qui ont  une grande importance pour la réalisation  d'un procédé continu satisfaisant, savoir:  a) Le maintien d'une vitesse relative éle  vée entre les particules de minerai et le gaz,  d'où résultent des taux de diffusion élevés  du chlore allant au minerai et des chlorures  volatilisés et de<B>CO'</B> se séparant du minerai;  b)     l'application    de moyens pour mainte  nir l'équilibre thermique du système pendant  la     chloruration    et la sublimation par l'utili  sation de la chaleur sensible emmagasinée  dans les particules     porteuses.     



  L'importance du premier de     ces    avantages  ressort de la table qui suit des densités et  taux de diffusion relatifs des divers gaz et  vapeurs en question:    
EMI0013.0001     
  
    Gaz <SEP> ou <SEP> vapeurs <SEP> Densité <SEP> Taux <SEP> de <SEP> diffusion
<tb>  des <SEP> gaz <SEP> relatifs
<tb>  Air <SEP> 1 <SEP> 1
<tb>  Chlore <SEP> 2,4 <SEP> 0,5
<tb>  Anhydride <SEP> carbonique <SEP> 1,5 <SEP> 0,8
<tb>  Vapeur <SEP> de <SEP> chlorure <SEP> ferrique <SEP> 11,2 <SEP> 0,8
<tb>  Vapeur <SEP> de <SEP> trichlorure <SEP> de <SEP> chrome <SEP> 5,5 <SEP> 0,43
<tb>  Vapeur <SEP> de <SEP> tétrachlorure <SEP> de <SEP> chrome <SEP> 6,5 <SEP> 0,

  39       Les densités élevées et les faibles     taux    de  diffusion relatifs de plusieurs des vapeurs et  gaz qui interviennent dans le procédé occa  sionnent de grandes difficultés pour amener  du chlore réagissant frais à la particule de  minerai et, spécialement, pour éliminer la va  peur lourde engendrée par la     chloruration,    et  l'on ne peut surmonter cette difficulté qu'en       assurant    une vitesse relative élevée du gaz  par rapport aux particules de minerai et aux  particules porteuses.

   Si le minerai fin n'était  contenu que dans les interstices qui séparent  des grains plus gros, il résulterait de telles  vitesses que les particules fines seraient  expulsées de la cornue avant d'avoir été     chlo-          rurées    et donneraient lieu à de graves ennuis  à cause des     poussières,    outre que l'extraction  serait médiocre.

   Dans une charge de bri  quettes, les vapeurs lourdes ne peuvent être  retirées des canaux intérieurs et des conduits  capillaires de la briquette qu'avec une extrême  lenteur, d'où résultent une insuffisance de  chlore et un excès de vapeurs de chlorures,  accompagnés de la formation inévitable de  chlorures inférieurs non volatils liquides,  provoquant l'obturation rapide des pores et la  cessation de la     ehloruration.    Ainsi, c'est seu  lement en disposant le minerai sous forme  d'une mince couche au contact de laquelle les  gaz peuvent se mouvoir à des vitesses rela  tives élevées qu'il est possible de travailler  d'une façon continue, en contre-courant et  avec un taux d'extraction élevé des chlorures  volatils.  



  En ce qui concerne les besoins thermiques,  on constate que la     chloruration    des mélanges  de minerai de     chromite    et de carbone est exo  thermique s'il se forme des chlorures solides    ou liquides, et qu'elle est     endothermique    si  les chlorures volatils prennent naissance sous  forme de vapeurs, étant donné que ces chlo  rures ont des chaleurs de vaporisation relati  vement élevées.

   Ainsi, à     moins    qu'un apport  adéquat de chaleur aisément conductible ne  soit prévu pendant la     chloruration,    il y aura  une grande tendance à la formation de chlo  rure     chromique    solide pendant les     premiers     stades de     l'action    en contre-courant, et il  pourra en résulter un coincement de la charge  et une interruption du courant de gaz et de  matières solides.

   Il est évident que le présent  procédé permet     d'utiliser    la majeure partie  d'une cornue pour préchauffer les particules  porteuses et y     emmagasiner    de la chaleur  sensible qui est cédée librement à la pellicule  de minerai par une transmission à contact  direct pendant la période .de     chloruration     finale au-dessous de l'orifice d'échappement  de gaz.  



  A cet égard, il y a lieu de noter que     l'ad-          ditiop.    d'une faible     quantité    de chlore à l'extré  mité d'entrée de minerai de la cornue, con  curremment avec le     minerai,    contribue à assu  rer le     maintien    du caractère adhésif de la       pellicule        pendant    la période de préchauffage,  étant donné que les faibles quantités de chlo  rures non volatils     ainsi    engendrées tendent à  lier la     pellicule    de minerai fin aux particules  porteuses.  



  La     fig.    3 est une représentation schéma  tique d'un appareil qui a été utilisé avec suc  cès par la demanderesse. Dans cet appareil,  il est prévu une cuve verticale 6 faite d'une  matière inerte telle que la silice, et la deman  deresse a utilisé avec succès la     matière    dite       "Vitreosil".    A l'extrémité supérieure de la      cuve,     un    orifice     d'admission    de minerai ? per  met l'introduction de la charge, sous forme  des particules porteuses     susmentionnées    revê  tues du mélange de minerai et de charbon.  Un dispositif de chauffage, indiqué en 8 sous  forme d'une résistance électrique, est placé  autour d'une partie de la cuve intermédiaire  de sa. hauteur.

   La partie supérieure de la  cuve 6 est prolongée par une rallonge mé  tallique 32. Le joint entre la cuve et la ral  longe est protégé par une chemise à eau de  refroidissement 9 qui l'entoure. Environ<B>10%</B>  du chlore sont introduits par un conduit  d'admission 11 placé au sommet de la cuve,  le reste étant introduit par un conduit d'ad  mission 12 adjacent à l'extrémité inférieure  de l'équipement. Un tube à thermocouple 14  descend à l'intérieur de la cuve jusqu'en un  point situé au-dessous du conduit 16 par le  quel s'échappent les matières volatilisées. Le  conduit 16 débouche au-dessus de l'extrémité       inférieure    de la zone de chauffage, afin d'as  surer l'élimination des chlorures volatilisés.

    Ordinairement, ce conduit est placé au quart  environ de la hauteur de la zone au-dessus  de son extrémité inférieure, car ceci a donné  de bons résultats. A la base de la cuve est  prévue une autre section réfrigérante 17 ser  vant à protéger le joint entre la cuve 6 et  la structure de base métallique 33 et à re  froidir les matières qui passent à travers ce  joint pour être évacuées par des transporteurs  18 disposés dans un boîtier 19 situé à la  partie inférieure de la. cuve.  



  Les produits volatilisés passent par l'ori  fice d'échappement. 16 dans un condenseur  21. Ce condenseur est aussi en silice (ordi  nairement en     vitreosil).    Les chlorures volati  lisés sont condensés dans le condenseur 21 et  un racloir 22 permet aux     clorures    volatilisés  ainsi condensés sur la paroi interne du     con-          denseur    d'en être détachés pour tomber au  fond de l'équipement sur une plaque 23 dont  ils peuvent être enlevés à l'aide d'un autre  racloir 24 qui les amène dans un conduit 26.  La matière recueillie dans le conduit 26 est  tirée par le racloir 24 dans un collecteur 27.

    La matière non condensée, les poussières    fines, etc. passent dans un récipient 28 dans  lequel le gaz est filtré à travers une poche  filtrante 29, habituellement en amiante. Un  secoueur 31 supporte l'extrémité supérieure de  la poche et celle-ci est secouée occasionnelle  ment de telle sorte que les poussières recueil  lies tombent dans le collecteur<B>27.</B>  



  Sur la     fig.    4, on a représenté l'échelle des  températures en regard de la hauteur de la       cornue,    les températures exprimées en cen  taines de degrés étant portées en abscisses. Ce  sont les températures réelles régnant dans  toutes les parties de l'équipement travaillant  dans des conditions constantes.  



  Le présent procédé n'est pas limité à  l'application de chlore élémentaire à titre  d'agent de     chloruration.    Ainsi, au lieu de dis  poser des mélanges de minerai et de carbone  sur la surface de particules porteuses, il peut,  dans certains cas, être préférable de n'utiliser  que du minerai comme substance destinée à  constituer la pellicule et de fournir les agents  réducteurs sous une forme gazeuse. On peut,  par exemple, substituer les vapeurs de tétra  chlorure de carbone ou d'autres hydrocarbures  chlorés volatils au chlore, étant donné que ces       hydrocarbures    fournissent du chlore actif. On  peut aussi utiliser des autres     composés    don  nant du chlore actif.

   Dans certains     cas,    on  peut introduire des gaz d'hydrocarbures et  du chlore soit sous forme de mélanges, soit  dans des positions alternantes de la colonne  de la. cornue. Lorsque des matières     contenant     de l'hydrogène sont ainsi     utilisées,    les gaz  effluents contiennent de l'acide chlorhydrique  et de la vapeur d'eau, mais les principes phy  siques qui interviennent sont les mêmes que  dans le procédé décrit en premier lieu et des  avantages également importants sont réalisés  dans le fonctionnement.



  A process for the continuous manufacture of chromic chloride by chlorination in the presence of a reducer of oxidized ores of finely divided chromium, which together contain other metals including iron, calcium and magnesium. This invention relates to a process for the continuous manufacture of chromic chloride by chlorination in the presence of a reducing agent of oxidized chromium ores in the finely divided state, which together contain other metals including iron, calcium and magnesium. ,

   characterized in that the ore in the finely divided state is applied as a thin film coating on larger mobile particles which are themselves chemically inert and which, thus coated, are displaced through a zone of reaction in which these particles and the gaseous chlorinating agent move against the current, the ratio between the quantities of ore and of chlorinating agent introduced into said zone being such as for all times,

   the amount of chlorinating agent is greater than that necessary for all chlorinatable materials to be converted to their chlorides, the reaction being carried out at temperatures at which the chromic chloride separates from the ore by volatilization.



  This invention makes it possible to carry out the satisfactory chlorination of chromite ores, especially those of lower quality than presently acceptable for the production of ferroalloys, in a continuously operated furnace, such chlorination being accompanied by a subli mation of all (or practically all) the elements giving rise to volatile chlorides, chromium in particular.



  It has long been known that the pace or rate of the chemical reaction between solids and gases is accelerated when the degree of fineness of subdivision of the solid is increased, but until now it has not It has been possible to carry out such processes directly in shaft furnaces, because the presence of appreciable quantities of fine material in apparatus of this type tends to obstruct the passage of gases through the charge and makes it necessary to application of such high pressures, as well as of such high relative velocities between gas and solid, that dust difficulties are encountered.

   Hitherto it had been necessary either to resort to the concretion of fine ores, as is often done with ores such as iron, lead and zinc ores, or to endeavor to 'Ensure satisfactory contact by pouring the finely ground ores as a rain through a gas riser. The first of these means gives a permeable charge, but the concretion tends to cause the enlargement of the particles or even, in extreme cases, the formation of partially molten particles, and thus prevents taking advantage of the accelerating action of the particle. fineness of subdivision for chemical or metallurgical purposes. The application of the second means gives rise to a large number of practical difficulties.

   On the front line, the dust problem becomes extremely serious. Moreover, when it comes to carrying out reactions which involve relatively high temperatures and appreciable reaction times, the heat transfer necessary, if any, to satisfy possible endothermic conditions in the reaction becomes difficult and often. impractical in practice. Finally, appreciable contact times can only be ensured by constructing exaggeratedly tall apparatuses or by carefully sorting the introduced ore so that it can be kept exactly suspended on the gas stream.



  The Applicant, having attempted to apply methods known to the technician and described by patents such as, for example, the Adrian patents (see patent issued in the United States under No. <B> 1 </B> 434 -185 of November 7, 1922) to a vertical retort that was continuously worked, found that it is not possible to successfully generate and volatilize the chlorides by observing the conditions known to previous researchers and also specified well in the above patents than in others using the well known reaction of chlorine with oxide ores and reducing agents.

   After an in-depth study of the conditions of volatility of chromium chlorides, the Applicant has discovered how the intended goal of the sublimation of the volatile constituents during chlorination can be achieved in a countercurrent retort working in a manner. keep on going.



  The present process allows the use of shaft furnaces of the usual type while retaining the advantages of a large subdivision, at the same time avoiding the difficulties due to dust and nevertheless maintaining high relative velocities between the gas and the solid. treat. It further has other advantages in that it allows continuous operation of the countercurrent type even when certain constituents of the ore, or its impurities, are temporarily or necessarily converted into the liquid form.



  As chlorinating agent, not only chlorine can be used, but also gaseous substances at the reaction temperature capable of delivering chlorine.



  The following description relates more particularly to the use of free chlorine. The Applicant has discovered that in order to advantageously carry out the process according to the invention, it is desirable to control the chemical conditions defined by a series of complicated chemical mutual relationships existing between the various chromium chlorides and, at the same time, control the physical conditions under which the chlorination takes place.



  In the first attempts made to apply Adrian's conditions, as shown on page 1, line 40, through page 2, line 30 of U.S. Patent No. <B> 1 </B> 434,485 , in a continuous furnace, of the retort type, a chromite ore of a type common to. deposits found in the United States and which gave the following results on analysis:

      
EMI0003.0001
  
    Crz03 <SEP> 51.6
<tb> FeO <SEP> 19.6
<tb> SiO2 <SEP> 5.5
<tb> A103 <SEP> 11.8
<tb> Mgo <SEP> <B> 11.5% </B>
<tb> Ca0 <SEP> <U> 0.8 </U>
<tb> 100.8 When trying to chlorinate with free chlorine and sublimate an ore of this kind in a continuous countercurrent furnace, it is found that no continuous operation is possible with a load of briquettes or simply finely ground because certain liquid chlorides are formed which are not volatile, especially CrCl2, MgCl2 and CaCl2, along with solid CrCl '.

    The Applicant has discovered that the formation of CrCh can be avoided if certain chemical conditions are met, especially if the presence of an excess of at least 5.5% free chlorine in the gas is ensured. exhaust and removal of these gases at temperatures of at least <B> 890 '. </B> She further found that the primary reaction rate of chlorination is then so high at higher temperatures. at <B> 900 ',

  </B> that it would be physically impossible to carry out the application of the required quantities of chlorine and the elimination of the products when a charge of briquettes or finely ground ore in the normal state of the settlement due to gravity since the required gas flow rates would then be so great that exaggerated pressures would be created in the column and the charge would be forced out of the furnace.

   When the Applicant used ores of lower quality than that specified, in which case the chlorine requirements were lower, they encountered still further difficulties, in that the magnesium chloride which melts at 712 and boils at 1412, forms in a liquid state, which not only binds the fine ore particles together, but also covers them with a film of liquid magnesium chloride. In the case of a briquette load, this magnesium chloride penetrates into the briquette by capillary action. This accumulation of magnesium chloride almost completely stops the chlorination action, and very low extractions result.

   The Applicant has discovered that chlorine is incapable of penetrating thick layers or clumps of liquid magnesium chloride and that, when this state can exist, no chlorination is practically possible.



  The Applicant has discovered that all of these difficulties can be overcome and easy and efficient contact between fine ores and reactive gases in continuous countercurrent shaft furnaces can be achieved by arranging finely ground ore, or mixtures thereof. ore with reagents, in the form of a thin layer or film. This is achieved by depositing the ore on the surface of inert carrier particles, a permeable charge being maintained in the form of a film or semi-permanent coating of clearly controlled or limited thickness.



  In the accompanying drawings, FIG. 1 shows relationships which, as the Applicant has discovered, exist between the average particle size, expressed in millimeters, and the extraction in%, in the case of a chromite ore.



  Fig. 2 shows relationships between the time required for a complete reaction and the thickness of the ore layer.



  Fig. 3 is a schematic view, in partial vertical section, of an apparatus which has been used successfully by the applicant.



  Fig. 4 is a diagram showing the temperature at different points along the height of the retort.



  Fig. 5 is a diagram showing relationships between temperature and chlorine content of the exhaust gas for two different mines.



  Fig. 6 is a diagram showing the relationship between chromium tetrachloride and volatile chromium chloride with excess chlorine.



  In developing the present process, the Applicant has studied the effect of the size of the particles of the ore on the extraction by chlorination and sublimation of the aforementioned chromite ore and obtained the results shown in fig. 1. The average size, shown on the y-axis, is the arithmetic mean of the maximum diameters - measured in millimeters - of the particles retained during the sorting between two sieves of: different numbers of meshes.

   For example, a material designated as having an average size of 1.24 mm is that which passes through a No. 10 sieve (4 meshes per linear cm) but is retained by a No. 20 sieve (8 meshes per linear cm), then that a material which passes through a No. 200 screen (80 meshes per linear cm) is considered to have an average size of 0.05 mm. The percentage of the chlorinable portion of the ore contemplated which has been extracted by the action of chlorine is plotted on the abscissa.



  The curve of FIG. 1 shows that, in order to obtain extractions greater than <B> 90% </B>, it is necessary to use particles smaller than approximately 0.15 mm. The time needed to perform these extractions has not been specified, since, starting with a given amount of ore, the time is determined by the amount of chlorine that must be introduced per unit of time to be just sufficient to satisfy the stoichiometric conditions and the specified excess.

    The fact that this quantity of chlorine is supplied quickly or slowly only slightly modifies the slope of the line in fig. 1 and does not influence this finding of the manderesse that a high extraction can only be obtained if all the ore is crushed to pass at least through a 110 100 sieve and, preferably, finely enough to pass through. through a No. 200 sieve. This may seem a surprising result in comparison with various known products obtained in this industry, but it can be explained by the fact that the chlorination action is counterbalanced by the accumulation of non-vaporized chlorides. , especially magnesium.

   Thus, in the case of large particles, when a certain degree of reaction has taken place, the accumulation of non-volatile chlorides in the capillary ducts of the ore and on the surface stops the chlorination, while in the case of finer particles, with a greater ratio between surface and mass, a greater degree of chlorination takes place before the proportionate quantity of non-volatile chlorides causes the cessation of the action, resulting in a higher extraction.



       Having discovered that high extractions can only be obtained if the minerals have been finely ground, demand has also discovered that if finely ground ore is available on the surface of coarse granular carrier particles, so that When an ore film is exposed to the direct action of the gases, complete chlorination and sublimation can be obtained in a time which is virtually a linear function of the thickness of the film, as shown in fig. 2, on which the thickness in millimeters of the ore layer coating the surface of the support particle has been plotted on the abscissa, and,

   on the ordinate, the time in minutes necessary for the complete chlorination of the rai mine, and a practically achievable control process for the chlorination and the sublimation was thus obtained.



  Capillary conduits at the surface (the coarse grains constituting the carrier particles remove the non-volatile chlorides darkened from the surface of the ore particles due to the film's containment, thus making possible substantially complete chlorination and sublimation of the volatile constituents. The time required to complete the reaction is then a direct function of the thickness of the film.



  To study the chlorination, the aforementioned ore was intimately mixed, after having crushed it to pass through a nc 100 sieve, with 12.25% of its weight of fine carbon (carbon black) and a small amount. of tarry material to act as a binder, and the rri @ Iange was compressed in the form of grains. An attempt has been made to pass these grains continuously through a vertical retort heated to 1100 and to contact these grains with chlorine at various temperatures. Continuous operation of the retort was not possible.

   An incipient reaction began at around 600 and some ferric chloride was distilled off. Around 800. the reaction was vigorous, the gas leaving the retort being mainly composed of CO 2; a certain quantity of iron chloride and a little chromic chloride were generated but, very soon after the introduction of the chlorine stream, it became impossible to keep the load moving, and the back pressure prevailing. in the chlorine supply pipe has become excessive. Having opened the retort, the entire column was found to be obstructed by a mass of tightly textured chromic chloride crystals.

   It becomes evident that the temperature had been insufficient to volatilize the chromic chloride. The retort was then repaired and the temperature raised to. 900-l000. There was a very strong primary reaction, but the column was blocked in an even shorter time than before. On opening the retort, it was found that it was completely blocked by a mass of chromous chloride. Virtually no chromic chloride had been distilled. Obviously, the difficulty had not been solved by simply raising the temperature to increase the volatility of the chromium chloride.



  An extensive laboratory study of the volatility conditions of chromium chlorides revealed the following facts: 111 Chromium chloride (CrCl @) has been found to have a melting point of 815, at which temperature the pressure of vapor is 0.0007 atm. The pressures at 900, 1000 and <B> 1100 '</B> are respectively <I> 0.004, </I> 0.024 and 0.103 atm, and the normal normal boiling point 1302. At temperatures where chlorine begins to react readily with mixtures of carbon and chromite, there is a low, but definite vapor pressure.



  It has been found that it is impossible to directly determine the vapor pressure of chromic chloride (CrCl3) because this material has an appreciable dissociation pressure at a temperature as low as 700, with chromous chloride and chlorine as primary products. By indirect methods, it was possible to determine the "thermodynamic" vapor pressures of chromic chloride, as follows: at 600, 0.00007, at 700 <B> 0 </B>, 0.002, at 800, 0.039 and at 900, 0.396 atm. The normal subli mation temperature is 947.



  The "thermodynamic vapor pressure" of CrCl 'was determined by measuring the actual volatility at a given temperature and correcting the obtained value for side reactions which cannot be prevented at these temperatures and whose this will be discussed in paragraphs 3 and 4 given below.



  It has been found that the volatility of chromic chloride in a chlorine atmosphere is much greater than in an inert atmosphere such as nitrogen. This has been shown to be due to the formation of a new chromium chloride, which had not yet been described in the technical literature, namely chromium tetrachloride (CrCl '). This material only exists as a gas at elevated temperatures and, on cooling, converts back to chromium trichloride and chlorine.

   It has been found that the equilibrium constant relating to the reaction
EMI0005.0027
  
    2 <SEP> Crel3 <SEP> -f- <SEP> Cl \ <SEP>> <SEP> 2 <SEP> Crcl4 is: 0.001185 to 600, 0.02922 to 700 and 0.364 to 800. Thus, when the total pressure is 1 atm, the partial pressure of chromium tetrachloride in a chlorine atmosphere is respectively 0.033, 0.157 and 0.448 a.tm at these temperatures.



  It was determined that the partial chlorine pressures which would prevent the primary dissociation of chromic chloride, in a condensed CrCl 'containing system, are: 0.00000? at <B> 7 </B> 00, 0.00008 to 800, 0.003 to 900 and 0.043 to <B> 1000 '. </B>



  On the basis of these researches and discoveries, the Applicant has established a way of carrying out the process according to the invention which gives satisfactory results and is based on maintaining the following conditions: a) The arrangement of the chromite mixture and carbon in a vertical countercurrent retort is maintained in a physical state which makes it possible to maintain at all times a determined and regulated excess of chlorine. Briefly, it is envisioned, inter alia, to dispose of the finely divided ore in the form of a thin layer or film usually not exceeding 3 mm in thickness.

   It is easy to obtain such a layer by coating large-mass carrier particles of the fine ore, which is achieved by applying to the particles, by tumbling, rolling or otherwise, a layer of the ore, as will be described below in more detail.



  It will be noted that virtually pure chlorine is admitted to the retort but that, during the reaction, the chlorine is absorbed and carbon dioxide arises according to the well known reactions: 2 Cr @ 03 '-. 3 C + 6 Cl = - 4 CrCl '-j- 3 <B> CO \ </B> or 2 FeO -I- C -f- 3 C12 - 2) FeCf' -I- C02 with analogous reactions for l alumina and magnesia.

   The rate of these reactions depends on the physical conditions and the contact temperature and it is preferable to regulate the chlorine flow according to the temperature so that an excess of chlorine corresponding to <B> 10% </ B> of Cl 'in CO' gas remains after the reaction and condensation of the sublimated chlorides. Due to the high rate of reaction at higher temperatures, in the range of 1000 to 1050, this necessary state is achieved in a continuous countercurrent apparatus set up as described below.

      In this way, the harmful conversion of chromic chloride to chromous chloride by dissociation is completely prevented at all temperatures suitable for the sublimation of chromium chlorides, the stopping of the gas flow and the passage of the ore by the accumulation is prevented. liquid CrCl 'and at the same time increasing the volatility of chromium chlorides, ensuring that appreciable concentrations of chromium tetrachloride are favored by the partial pressure of chlorine in accordance with the results described in paragraph 3 given upper.



  b) Having provided the continuous vertical retort with means for eliminating the gases composed of sublimated chlorides, carbonic anhydride and an excess of chlorine at an intermediate point of the heated zone, the quantity of solids descending is regulated. per unit of time and the application of external or internal heat in such a way that the temperature of the column is maximum at a point situated a little below the aforementioned outlet opening, and in such a way that the latter is not never at a temperature lower than 900. This temperature is slightly higher than that at which the solid chromic chloride is in equilibrium with a partial pressure of about 0.38 atm of gaseous chromic chloride.

   The aforementioned dilution of the gas leaving the retort with CO 2 generated by the reaction limits the maximum concentration of the chromic chloride vapor to an amount close to this value. By maintaining this state as specified, all CrCl 'sublimates as it arises, so that clogging of the column with unvaporized chromium chlorides is prevented and chlorination and continuous sublimation are ensured.



  In order to understand the conditions a) and b) set out above, additional explanations will be given with reference to the particular conditions which occur when treating an ore of the above composition. Under conditions suitable for the chlorination and sublimation of chromium chlorides, all the oxides of the ore, with the exception of the silica, are chlorinated. The chlorides of iron, chromium and aluminum minium are volatilized, and the chlorides of magnesium and calcium remain as liquids with the solids of the load.

   Assuming that the load on the device is 2 kg, the following stoichiometric conditions apply:
EMI0007.0004
  
    Weight <SEP> in <SEP> g <SEP> moiérulcs Constituents <SEP> Weight <SEP> <B><U>0b</U> </B>
<tb> molecular <SEP> (on <SEP> 2000) <SEP> grams
<tb> Cr20 <SEP> 152,02 <SEP> 5 <B> 1 </B>, 6 <SEP> 1032 <SEP> 6.78
<tb> Fe0 <SEP> 71.84 <SEP> 19.6 <SEP> 392 <SEP> 5.48
<tb> SiO2 <SEP> 60.06 <SEP> 5.5 <SEP> 110 <SEP> 1.82
<tb> A120 <SEP> 101.94 <SEP> 11.8 <SEP> 236 <SEP> 2.32
<tb> <B><I>MgO</I> </B> <SEP> 40.32 <SEP> 11.5 <SEP> 230 <SEP> 5.70
<tb> Ca0 <SEP> 56.08 <SEP> 0.8 <SEP> 16 <SEP> 0.28 The quantity of theoretical carbon months used, equivalent to the carbon of the C02 in gendé, is:

    
EMI0007.0006
  
    For <SEP> <B> the </B>
<tb> constituent <SEP> Quantities <SEP> Totals
<tb> Cr <SEP> 201 <SEP> 1.5 <SEP> X <SEP> 6.78 <SEP> 10.17
<tb> FeO <SEP> 0.5 <SEP> X <SEP> 5.46 <SEP> 2.74
<tb> A1203 <SEP> 1.5 <SEP> X <SEP> 2.32 <SEP> 3.48
<tb> <B> MgO </B> <SEP> 0.5 <SEP> X <SEP> 5.70 <SEP> 2.85
<tb> Cao <SEP> 0.5 <SEP> X <SEP> 0.28 <SEP> <U> 0.14 </U>
<tb> Total: <SEP> 19.38
<tb> equivalent <SEP> to <SEP> 232.3 <SEP> g Similarly, the Cl 'molecules required are:

    
EMI0007.0007
  
    For <SEP> the
<tb> constituent <SEP> Quantities <SEP> Totals
<tb> Cr-0 <SEP> <B> 3 </B> <SEP> X <SEP> 6.78 <SEP> 20.34
<tb> Fe0 <SEP> 1.5 <SEP> X <SEP> 5.48 <SEP> 8.22
<tb> A.120 <SEP> 3 <SEP> X <SEP> 2.32 <SEP> 6.96
<tb> Mg0 <SEP> 1 <SEP> X <SEP> 5.70 <SEP> 5.70
<tb> Ca0 <SEP> 1 <SEP> X <SEP> 0.28 <SEP> 0.28
<tb> Total:

   <SEP> 41.50
<tb> month <SEP> C12 <SEP> or <SEP> 2941 <SEP> g Finally, we will have the volatile chlorides in the proportions of
EMI0007.0009
  
    Constituents <SEP> Mols <SEP> gas
<tb> 2 <SEP> Crcl3 <SEP> 13.56
<tb> 1/2 <SEP> Fe2Ch <SEP> 2.74
<tb> 1 <SEP> A12Cl <SEP> 2.32
<tb> Total <SEP> for <SEP> the <SEP> chlorides <SEP> gas <SEP> 18.62
<tb> C02 <SEP> (see <SEP> plus <SEP> above) <SEP> <U> 19, </U> 38
<tb> Total <SEP> for <SEP> the <SEP> constituents <SEP> gaseous <SEP> 38 It would appear from these figures that if 41.5 months of chlorine were brought into contact with 2000 g of ore from the specified composition, mixed with 232 g of carbon, there should be a complete reaction,

   and complete sublimation of chromium chloride whenever the temperature has reached a point where the vapor pressure of this material is greater than
EMI0007.0010
   or 0.357 atm. In fact, the Applicant has discovered that this is not the case due to side reactions.

   Thus, we first obtain 2 CrCl3 - 2 CrCl = --f- C12 (1) this reaction being followed by: 2 CrClg -f- C12 - 2 CrC14 (2) As reaction (2) uses chlorine, the reaction (1) continues and subsequent reactions continue until a state of equilibrium has been reached.

   When this is complete, a considerable portion of the chromium is found to be in the form of @ CrCl2, which is liquid and relatively non-volatile, and this is why the retort becomes clogged and disabled. .



  The actual chlorine content of the equilibrium mixture is only a few tenths of a percent in the vicinity of 900 0, but this content is not sufficient, for a satisfactory operation, to maintain a slight excess of chlorine by as a primary addition to the above content since adding any excess chlorine initially only results in increasing the relative amounts <CrCl 'compared to CrCl 'and that this excess used to generate CrCl' does not prevent the formation of CrCl2. This situation emerges from FIG. 6, which shows,

   for different temperatures plotted on the abscissa, the relative amounts of CrCl '(ordinate) expressed as a percent of the total amount of volatile chromium chlorides present, when various excess chlorine is added. Each of the curves <I> A, B, C, D, </I> relates to a speci fied amount of Cl = found in the exhaust gas (C02) after the reaction and after cooling and condensation (reaction ( 2) reversed). These curves end at the broken line E which indicates the temperature at which the condensation of CrCl 'begins.



  Above and below the temperature at which the normal vapor pressure of CrCf is suitable to ensure complete volatilization of chromium chloride when diluted with the amounts of CO2 generated by the reaction, two different sets of conditions s 'apply the minimum excess of chlorine sufficient to prevent the formation of CrCl2. These groups have been shown in FIG. 5.

   In this figure, in which the temperatures are plotted on the abscissa, and the chlorine content of the flowing gas, on the ordinate, curve A indicates the quantity of <B> C12 </B> present in the C02 which escapes when the formation of CrCl2 in the presence of solid CrCl 'is just prevented and the curve B la. quantity of C12 present when the quantity of CrCl 'generated is insufficient to kill the gas phase at temperatures above the normal saturation temperature.

   It can be seen that these curves intersect at a temperature just below the normal saturation point for a partial pressure of 0.357 atm and that the locus of the peak corresponds to 5.5% Cl 'in the exhaust gas. Below these curves, chromium chloride arises.



       Since, in a continuous countercurrent operation, the chlorine and the mixtures of ore and carbon must necessarily be in contact with. a series of different temperatures, at the working temperature or close to this temperature, it is clear that an excess of chlorine corresponding to at least 5.5% must be used. Confirmation of the amount which should be used in excess is very easy to obtain by an analysis of the exhaust gas after the volatile chlorides have been condensed,

   and it has been found that it is not advisable to adopt a value too close to the critical point in practice. It has been found that a safe working limit in the CO2 of the exhaust gas is between 10 and 11%, which leaves a safety margin to account for the inevitable fluctuations that occur under working conditions and in variations in the ore processed. In addition, it is evident that although the critical point is largely determined by the chemical mutual relationships between chromium chlorides, this point also depends to some extent on the composition of the ore being processed.



  Thus, to bring out the conditions under which the greatest excess chlorine would be necessary, which would correspond to the most severe working conditions, the upper curves A 'and B' have been drawn in fig. 5 to indicate the limits that occur when chlorinating pure Cr20 'rather than chromite ore. Note that the curves A and A ', which show the conditions limiting the formation of CrCl2 when solid CrCl' is present,

   differ only slightly in the case of ore chlorination compared to that of pure Cr20 '. In this case, the partial pressure of CrCl 'in the gas is determined by the vapor pressures of this material, and the variation results from the weak dilution effect of the volatile chlorides and their CO2 equivalent acting on the concentration of the other constituents. , with the exception of CrCl '.



  The curves <I> B </I> and <I> B ', </I> which relate to temperatures above the dew points of CrCl', differ to a more appreciable extent, because, in this case, the concentrations are influenced by stoichiometric relationships.

   However, it is clear that, whatever the conditions of the chlorination of chromite ores, one could not obtain Cr el concentrations greater than those corresponding to the concentrations equivalent to the action of Cl 'on pure Cr2O3, so that the peak, or 10.7%, can be considered as the upper limit under all working conditions and for all minerals.

   As this point must be determined indirectly and is susceptible to a slight error, the value between 10 and <B> 11%, </B> which coincides with the experimental limit found in the actual operation of a retort. continuous chlorination, can be considered as the upper working limit in practice. Thus, while, from the foregoing, it would seem that one can reduce the excess of chlorine by treating an ore poor in Cr203, it would result in this way of proceeding that one would approach a state where the risk of retort stoppage is increased.

   This can be explained as follows: the iron contained in chromite is a little easier to chlorinate than chromium, and it is possible to have in a column of moving ore various relations between Crz03 and FeO which correspond to the degree to which chlorination took place, this state of affairs being equivalent to an increase in the CrzO 'content of the ore.

   Thus, the only absolutely safe working conditions are those which correspond to pure Cr2O3, given that all real working conditions must necessarily be less severe than in the case of pure material and a Any change of the ore to Cr2O3 as a result of selective chlorination at some intermediate point of the chlorination column cannot require more severe conditions than those relating to Cr203 alone.



  Referring now to condition b), it emerges from fig. 6 that the temperature at which condensation takes place is slightly reduced when excess chlorine is used.

   It has been found that if care is taken that the temperature of the gas leaving the retort does not drop below 900-920, that is, it is 10-15 above the dew point true when 10 to <B> Il% </B> of chlorine are kept in the residual gas after the condensation of the chlorides if the ore treated is that specified, a continuous process is possible, with a safety margin for the practice needs. There is obviously no exact critical upper limit temperature when using the desired excess of chlorine.

   While the vapor of chromic chloride in equilibrium with solid crystals would require approximately 0.01 atm of chlorine to prevent dissociation at the normal point of sublimation (947), dilution of the gas phase with CO2 from the reaction prevents saturation at temperatures above 900-920, resulting in a continuously increasing decrease in excess Cl 'at temperatures above this point.

   However, the curves of FIG. 6 show that the amount of CrCl4 decreases with temperature and that, to ensure the benefits of the volatility of this material, it is good not to use temperatures above 1050-1100. These temperatures are also not recommended because of the increased reactivity with the silica contained in the ores and with the walls of the furnace.



  If we refer to the stoichiometric quantities indicated above, it is clear that <B> 10% </B> of C12 in the CO 2 of the exhaust gas corresponds to 2.15 mols of C12 for 19, 38 MONTHS of C02, so the total chlorine requirement is 41.5 -f- 2.15 = 43.65 mols, or 1.053 times the theoretical value.

   This gives the theoretical basis for adjusting the amount of chlorine introduced, but it is good to periodically check the condition required by an exhaust gas analysis, especially if the composition of the ore changes to a marked extent.



  The manner in which these principles may be applied to the continuous countercurrent chlorination of chromite ores will be demonstrated by the following discussion of a particular example: Given a vertical shaft furnace of given dimensions and the usual construction, being able to be a simple vertical cylindrical retort with a gas outlet orifice placed near or below the center of the heated zone, one first determines the size of the large carrier particles which will move from there. in a regular and uninterrupted fashion. through the retort under the action of gravity.

   The carrier particles must be large enough to allow the gases rising in the retort to pass easily through the finasse of Ft particles fine enough to descend with a regular movement, as mentioned above. Retorts 5 to 10 cm in diameter usually require particles of 4.7 to 8 mm (the average size; but particles of 9.4 to 12.7 mm can be used in retorts of 15 to 20 cm and, in the case of even larger apparatus, carrier particles of 12.7 to 19 mm of average size can be used Carrier particles of these dimensions have a relatively large mass compared to ore.



  The material of which the carrier particles are made can be any refractory inert to the chemical reagents used in the process. The Applicant has used quartz, mullite, coke, carbon and even, in certain cases, the ore particles themselves, these last three refractories falling within the class of materials, inert due to the size of the particles. and the action illustrated in FIG. 1.



  Having determined the correct particle size, the resistance offered to the countercurrent flow of gas through the horn when such particles descend through it under the normal action of gravity is measured. By this means, we determine that we can. passing a marked maximum of chlorine (in the particular example considered here) under an appropriate pressure.

   In general, it is preferable to work with pressure drops (gauge) not exceeding 50 to 65 cm of water through the retort, because if high pressures or speeds are used, the fine particles of ore likely to be accidentally detached from the film (or supported particles) by movement of the column tend to be expelled from the retort before they can be chlorinated, and even higher pressures may also tend to cause to an exaggerated extent the formation of channels of lesser resistance, so that the gases cease to come fully into contact with the films covering the carrier particles.



  Of course, the pressures and flow rates measured will depend on the nature, as well as the size, of the carrier particles as well as, to some extent, on the construction of the furnace or retort. So, for example, in a simple vertical cylindrical retort <B> 5.7 </B> cm in diameter and with a heated zone about 50 cm high, the applicant has found that the upper limit of the desirable flow gas is between 6 and 8 liters per minute, when using quartz carrier particles having an average thickness of 6.3 mm. This is equivalent, from a stoichiometric point of view, to 11-14.8 g per minute of ore of the above composition with an excess of cor rect chlorine.

   It is evident that the maximum capacity of a given retort will be determined by the rate at which chlorine can be supplied, provided, however, that it can be ensured that this quantity of ore per unit of time is not greater than the limit corresponding to the rate of the reaction.



  To prepare the layer for the carrier particles, the first step is to mix and thoroughly grind the chromite ore with the finely divided carbon. Although the stoichiometric proportions of carbon relative to the ore in question correspond, as explained previously, to 11.6% of the weight of the ore, the Applicant has found that it is preferable to use an excess corresponding to the application of 14.5 to 16% of the weight of the chromite,

      in order to ensure a rapid reaction rate under the conditions which prevail when the major part of the chromite has been chlorinated. As stated previously, it is preferable that the size of the ore particles, after grinding, is less than that corresponding to the No. 100 sieve and, preferably, that it is close to that corresponding to the No. 200 sieve.



  The finely ground mixture of chromite and carbon is then added to the large carrier particles, having 6.3 mm in this example, at a rate of 100 to 200 g of said mixture per 1000 g of particles and tumbling, rolling or rolling. agitates or otherwise processes the mixture, until the fine particles of carbon-ore adhere to the large carrier particles as a thin, uniform film. This action is promoted by adding, before the stirring action, small amounts of a volatile liquid wetting agent, such as carbon tetrachloride, mineral spirits or even water, for example.

   Surface tension and capillary forces then tend to spread the finely ground mixture of ore and carbon very uniformly over the carrier particles. In the case of carrier particles made of quartz or other materials which have been used previously, there are usually small adherent amounts of residual magnesium chloride and, due to the hygroscopic properties of this material, it tends to get wet. slightly and causes adhesion of finely ground ore.

   Even in a completely dry state, the cohesive forces are still sufficient to cause the adhesion between the fine particles and the large particles to a sufficient degree to form the desired thin layer on the large particles. The addition of the wetting agent is therefore in no way essential and satisfactory results have been obtained without resorting to it, but it is noted that the presence of this agent facilitates the obtaining of a uniform film and increases the adhesion properties of the film after it has been formed, particularly when small amounts of tarry or wax material are present.



  The bulk density of the ground mixture of chromite and carbon is close to 1.15, so that the thickness of the film, when 100 g of said mixture are dispersed on 1000 g of 6.3 mm quartz carrier particles, is close to 0.25 mm, this thickness being about 0.5 mm with the upper limit of 200 g of fines per kilogram of quartz.

   Although it is possible to use thicker layers of up to 3mm in thickness, it has generally been found that it is not recommended that the supine quartz particles carry more fines than the corresponding amount. amounting to the amount of magnesium chloride which can normally be removed from the ore by capillary action and surface wetting of quartz particles.

   It is preferable that this factor be determined empirically for each ore and each type of support, since the thickness of the film which is suitable for the envisioned needs obviously depends on the percentage of impurities in the ore, as well as on the nature of the surface of the carrier particles.



  In the example given, with a combined content of CaO and MgO of 12.3%, the upper limit is close to 125 g of mixture of ore and carbon per kilo of quartz in pieces of 6.3 mm. When carrier particles made of a porous material such as coke are used, the upper limit is raised to a value in the region of 400 g per kilogram of coke, the difference being attributable in part to the lower bulk density of the coke. coke particles and in part to the increased porosity of the latter.

        Referring again to fig. 2, we see. that the film thickness of 0.25 to <B> 0.5 </B> mm corresponds to reaction times of 50 seconds to 1.5 minutes for complete chlorination.

   The carrier particles containing the thin layer of fine ore are then introduced into the retort, in countercurrent with respect to an ascending stream of chlorine gas, with a flow rate such as the residence time of the carrier particles in the reaction zone (which is the part of the retort below the gas exhaust port and held at 900 and extending downward to the point where the load leaves the heated area and cools rapidly) is a little more greater than the reaction times shown in fig. 2.

   Thus, in the particular example of a 57mm retort shown above, one can conveniently and effectively place the gas exhaust port above the lower end of the heated area ( 50 cm high) and a quarter of the height of this zone, so that the reaction zone has a height of 12.5 cm. If the quartz carrier particles are introduced at a rate of 4 to 5 kg per hour, the travel speed will be approximately 5 cm per minute and the residence time in the reaction zone will be slightly more than 2 minutes, which is just above theoretical requirement (0.8 to 1.5 mi nute) based on fi--. 2.

   In this way it is possible to effect the contact between the ore and the chlorine in a continuous and countercurrent manner, with a substantially complete distillation of the volatile chlorides and with the regulated chemical conditions which are necessary, such as as we have seen previously, to avoid the formation of lower non-volatile chromium chlorides and by volatilizing large parts of the chromium in the form of chromium tetrachloride.



  The carrier particles exiting the bottom or retort outlet contain the unchlorinated residue of the ore, which is primarily composed of silica, and the non-volatile chlorides of lime and magnesia. These are easily removed by washing with water, which also removes the residue of fine silica ore, and the carrier particles are then superficially dried for reuse after re-coating them with fine ore. In some cases, agitation of the particles on a sieve fine enough to retain the quartz support but large enough to pass the residue particles is sufficient to ensure good separation without the need for washing and drying.



  The part of the furnace which is located above the gas exhaust port is mainly a preheater. Although the main role of the ore film coating of the carrier particles is to arrange the physical factors in such a way that the reduced chemical conditions can be satisfied and to remove fine particles of the ore, for example. capillary action, liquid non-volatile chlorides which would ordinarily cause chlorination to stop and low extraction rates if they were allowed to accumulate in a load of briquettes or a thick layer of ore,

   a certain number of secondary advantages are also achieved which are of great importance for the achievement of a satisfactory continuous process, namely: a) The maintenance of a high relative velocity between the ore particles and the gas, resulting in high diffusion rates of chlorine going to the ore and volatilized chlorides and <B> CO '</B> separating from the ore; b) the application of means to maintain the thermal equilibrium of the system during the chlorination and the sublimation by the use of the sensible heat stored in the carrier particles.



  The importance of the first of these advantages is apparent from the following table of the relative densities and diffusion rates of the various gases and vapors in question:
EMI0013.0001
  
    Gas <SEP> or <SEP> vapors <SEP> Density <SEP> <SEP> rate of <SEP> diffusion
<tb> relative <SEP> gases <SEP>
<tb> Air <SEP> 1 <SEP> 1
<tb> Chlorine <SEP> 2.4 <SEP> 0.5
<tb> Carbon dioxide <SEP> <SEP> 1.5 <SEP> 0.8
<tb> Vapor <SEP> of <SEP> ferric chloride <SEP> <SEP> 11.2 <SEP> 0.8
<tb> Vapor <SEP> of <SEP> trichloride <SEP> of <SEP> chromium <SEP> 5.5 <SEP> 0.43
<tb> Steam <SEP> of <SEP> tetrachloride <SEP> of <SEP> chromium <SEP> 6.5 <SEP> 0,

  39 The high densities and low relative diffusion rates of many of the vapors and gases involved in the process cause great difficulty in supplying fresh reacting chlorine to the ore particle and, especially, in removing the heavy vapor generated by the ore. chlorination, and this difficulty can only be overcome by ensuring a high relative velocity of the gas with respect to the ore particles and the carrier particles.

   If the fine ore were contained only in the interstices which separate larger grains, it would result in such speeds that the fine particles would be expelled from the retort before being chlorinated and would give rise to serious trouble due to the retort. dust, besides that the extraction would be poor.

   In a briquette charge, the heavy vapors can only be removed from the interior channels and capillary ducts of the briquette with extreme slowness, resulting in insufficient chlorine and excess chloride vapors, accompanied by the inevitable formation of lower liquid non-volatile chlorides, causing rapid clogging of pores and cessation of chlorination. Thus, it is only by arranging the ore in the form of a thin layer in contact with which the gases can move at high relative speeds that it is possible to work continuously, in counter-current. and with a high extraction rate of volatile chlorides.



  Regarding the thermal requirements, it is observed that the chlorination of mixtures of chromite and carbon ore is exothermic if solid or liquid chlorides are formed, and that it is endothermic if the volatile chlorides originate in the form of vapors, since these chlorides have relatively high heat of vaporization.

   Thus, unless an adequate supply of readily conductive heat is provided during the chlorination, there will be a great tendency for the formation of solid chromic chloride during the early stages of the countercurrent action. This will jam the load and interrupt the flow of gas and solids.

   It is evident that the present process allows most of a retort to be used to preheat the carrier particles and store sensible heat therein which is freely transferred to the ore film by a direct contact transmission during the period. final chlorination below the gas exhaust port.



  In this regard, it should be noted that addiop. a small amount of chlorine at the ore inlet end of the retort, together with the ore, helps to ensure that the adhesive character of the film is maintained during the preheating period, since the weak The amounts of non-volatile chlorides thus generated tend to bind the film of fine ore to the carrier particles.



  Fig. 3 is a schematic representation of an apparatus which has been used with success by the applicant. In this apparatus, there is provided a vertical tank 6 made of an inert material such as silica, and the applicant has successfully used the material called "Vitreosil". At the upper end of the tank, an ore inlet? allows the introduction of the charge in the form of the aforementioned carrier particles coated with the mixture of ore and coal. A heater, indicated at 8 in the form of an electrical resistance, is placed around part of the intermediate tank of its. height.

   The upper part of the tank 6 is extended by a metal extension 32. The joint between the tank and the extension is protected by a cooling water jacket 9 which surrounds it. About <B> 10% </B> of the chlorine is introduced through an intake pipe 11 placed at the top of the tank, the rest being introduced through an intake pipe 12 adjacent to the lower end of the equipment . A thermocouple tube 14 descends inside the tank to a point below the conduit 16 through which the volatilized materials escape. The conduit 16 opens above the lower end of the heating zone, in order to surer the elimination of the volatilized chlorides.

    Usually this duct is placed about a quarter of the height of the zone above its lower end, as this has given good results. At the base of the tank is provided another refrigerating section 17 serving to protect the seal between the tank 6 and the metal base structure 33 and to cool the materials which pass through this seal to be evacuated by conveyors 18 arranged in a housing 19 located at the lower part of the. tank.



  The volatilized products pass through the exhaust port. 16 in a condenser 21. This condenser is also made of silica (usually vitreosil). The volatilized chlorides are condensed in the condenser 21 and a scraper 22 allows the volatilized chlorides thus condensed on the internal wall of the condenser to be detached from it to fall to the bottom of the equipment on a plate 23 from which they can be removed. using another scraper 24 which brings them into a duct 26. The material collected in the duct 26 is drawn by the scraper 24 into a collector 27.

    Non-condensed matter, fine dust, etc. pass into a container 28 in which the gas is filtered through a filter bag 29, usually made of asbestos. A shaker 31 supports the upper end of the bag and the latter is occasionally shaken so that the collected dust falls into the collector <B> 27. </B>



  In fig. 4, the temperature scale has been shown opposite the height of the retort, the temperatures expressed in hundreds of degrees being shown on the abscissa. These are the actual temperatures prevailing in all parts of the equipment working under constant conditions.



  The present process is not limited to the application of elemental chlorine as a chlorinating agent. Thus, instead of dispersing mixtures of ore and carbon on the surface of carrier particles, it may in some cases be preferable to use only ore as the substance to form the film and to provide the reducing agents. in a gaseous form. For example, the vapors of carbon tetrachloride or other volatile chlorinated hydrocarbons can be substituted for chlorine, since these hydrocarbons provide active chlorine. It is also possible to use other compounds which give active chlorine.

   In some cases, it is possible to introduce hydrocarbon gases and chlorine either in the form of mixtures or in alternating positions of the column of the. retort. When hydrogen-containing materials are used in this way, the effluent gases contain hydrochloric acid and water vapor, but the physical principles involved are the same as in the process first described and advantages also important are achieved in operation.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de fabrication continue de chlo rure chromique par chloruration, en présence d'un réducteur, de minerais oxydés de chrome à l'état finement divisé, quf contiennent con jointement d'autres métaux dont le fer, le calcium et le magnésium, caractérisé par le fait que le minerai à l'état finement divisé est appliqué sous forme d'un mince revête ment pelliculaire sur de plus grosses parti cules mobiles qui sont elles-mêmes chimique ment inertes et qui, ainsi revêtues, CLAIM Process for the continuous manufacture of chromic chloride by chlorination, in the presence of a reducing agent, of oxidized chromium ores in the finely divided state, which together contain other metals including iron, calcium and magnesium, characterized by the fact that the ore in the finely divided state is applied in the form of a thin film coating on larger mobile particles which are themselves chemically inert and which, thus coated, sont dé placées à travers une zone de réaction dans laquelle ces particules et l'agent de chloru- ration, gazeux, se meuvent en contre-courant, le rapport entre les quantités de minerai et d'agent de chloruration introduits dans ladite zone étant tel que pour tout instant la quan tité d'agent de chloruration soit supérieure à celle qui est nécessaire pour que toutes les matières chlorurables soient converties en leurs chlorures, la réaction étant effectuée à des températures auxquelles le chlorure chro mique se sépare du minerai par volatilisation. are moved through a reaction zone in which these particles and the gaseous chlorinating agent move in countercurrent, the ratio between the quantities of ore and chlorinating agent introduced into said zone being such that at all times the quantity of chlorinating agent be greater than that necessary for all chlorinable materials to be converted into their chlorides, the reaction being carried out at temperatures at which the chromic chloride separates from the ore by volatilization. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'excès de l'agent de chlo- ruration est choisi tel que tous les cons tituants chlorurables du minerai, à l'ex ception de celui contenant le chrome, sont convertis en leurs chlorures les plus éle vés, alors que le chrome se sépare du mi nerai principalement sous forme de tri chlorure et que le gaz d'échappement pos sède une teneur en chlore de 107o environ. SUB-CLAIMS 1 Process according to claim, characterized in that the excess of the chlorinating agent is chosen such that all the chlorinatable constituents of the ore, with the exception of that containing chromium, are converted. in their highest chlorides, whereas the chromium separates from the ore mainly as tri chloride and the exhaust gas has a chlorine content of about 107o. 2 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'une température de 900 environ est maintenue pendant la chloru- ration. 3 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on évite la formation de CrCl' en assurant la présence d'un excès d'au moins 5,5 % de chlore libre dans le gaz d'échappement et l'élimination de ces gaz à des températures d'au moins<B>890'.</B> 4 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que la grosseur de particules porteuses est suffisante pour assurer sen- siblement l'écoulement par gravité, 2 Process according to claim, characterized in that a temperature of approximately 900 is maintained during the chlorination. 3 Process according to claim, characterized in that the formation of CrCl 'is avoided by ensuring the presence of an excess of at least 5.5% of free chlorine in the exhaust gas and the elimination of these gas at temperatures of at least <B> 890 '. </B> 4 Process according to claim, characterized in that the size of the carrier particles is sufficient to substantially ensure flow by gravity, et què l'épaisseur de la couche pelliculaire est propre à assurer la pénétration parfaite du minerai par le gaz dans une cornue verticale. 5 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on utilise des particules du minerai dont la grosseur correspond aux tamis nos 100 à 200. 6 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que le minerai finement divisé est mélangé avec de fines particules de carbone comme agent réducteur avant le revêtement. and that the thickness of the film layer is suitable for ensuring the perfect penetration of the ore by the gas in a vertical retort. 5 A method according to claim, characterized in that one uses particles of the ore whose size corresponds to the sieves nos 100 to 200. 6 Method according to claim, characterized in that the finely divided ore is mixed with fine particles of carbon as reducing agent before coating. 7 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche de minerai sur les particules porteuses n'excède pas 3 mm. 8 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que le chlore est utilisé à titre d'agent de chloruration. 9 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait qu'on utilise comme agent de chloruration un composé donnant du chlore actif. 7 Method according to claim, characterized in that the thickness of the ore layer on the carrier particles does not exceed 3 mm. 8 A method according to claim, characterized in that chlorine is used as a chlorinating agent. 9 Process according to claim, characterized in that a compound giving active chlorine is used as chlorinating agent. 10 Procédé selon la revendication et la sous- revendication 9, caractérisé par le fait qu'on utilise comme agent de chloruration des hydrocarbures aliphatiques ou aroma tiques substitués par du chlore. 11 Procédé selon la revendication et la sous- revendication 1, 10 A method according to claim and sub-claim 9, characterized in that the chlorinating agent uses aliphatic or aromatic hydrocarbons substituted with chlorine. 11 The method of claim and sub-claim 1, caractérisé par le fait que le minerai est fourni sous forme d'un cou rant descendant verticalement dans une colonne chauffée ayant un orifice d'échap pement latéral et qu'on règle les débits en minerai et en agent de chloruration de façon à maintenir une zone de chlorura- tion près dudit orifice. characterized by the fact that the ore is supplied in the form of a vertically descending stream in a heated column having a side exhaust port and that the flow rates of ore and chlorinating agent are regulated so as to maintain a zone chlorination near said orifice.
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