CH252823A - Procédé pour l'obtention d'oxydes de fer à partir de minerais de fer et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé pour l'obtention d'oxydes de fer à partir de minerais de fer  et installation pour la mise en     #uvre    de ce procédé.    l'état naturel, les minerais (oxydes,  sulfures, carbonates, ete.) contiennent indé  pendamment de l'élément métal recherché,  un nombre variable de composés métalliques  constituant les impuretés; celles-ci sont dans  la majorité des cas difficiles à éliminer, et  de ce fait, l'on ne peut obtenir en définitive  l'élément métal qu'à un état de pureté s'ap  prochant plus ou moins de la pureté abso  lue.  



  C'est     ainsi,    par exemple, que les oxydes  de fer obtenus par les procédés habituelle  ment utilisés peuvent présenter une teneur  en impuretés de 20% et parfois davantage.  



  Les procédés de purification ou d'enri  chissement connus reposent dans la majorité  des cas, sur l'application de moyens physi  ques comme cela est réalisé dans les procédés  de flottation ou de séparation à l'aide     d'un     champ magnétique.  



  Il est reconnu, dans ce dernier cas, que la  purification du minerai est très variable, et  de toute manière incomplète, à moins que le  minerai ne présente déjà une pureté élevée,  comme dans le cas, par exemple, de la magné  tite naturelle.  



  Cela tient essentiellement à la nature des  impuretés,àleur étatphysique, ainsi qu'à leur  combinaison éventuelle avec l'élément métal.  



  Il est possible d'éliminer les impuretés,       partiellement    ou en totalité, par voie     chi-          nique.    en utilisant des réactifs appropriés.       Mais    cette technique est en pratique fort         coûteuse    et n'est utilisée -que pour un affi  nage du produit brut, pour autant que cette  opération soit payante.  



  La présente invention a pour but d'éviter  les     inconvénients    précédents. Elle concerne  un procédé pour     l'obtention    d'oxydes de fer  à partir de minerais de fer contenant     celui-ci     sous forme d'oxyde. Ce procédé est -carac  térisé en     ce    qu'on chauffe le minerai dans -des  conditions propres à amener sa fusion com  plète, les impuretés provenant de la gangue  étant réunies dans un laitier flottant sur une  masse d'oxyde de fer fondu.  



  Dans un mode de réalisation de l'inven  tion, on ajoute au minerai traité un fondant,  chaux, soude, silice par exemple.  



  On choisit ce fondant suivant la nature  et la composition des impuretés au point de       vue        qualitatif    et suivant     l'importance    des  impuretés, au point de vue quantitatif.  



  Dans la mise en     #uvre    du procédé, le  minerai, avec ou     sans    addition de fondants,  est amené à la fusion     complète    .des     réactifs,     et l'on obtient le laitier à la partie supérieure  du bain de fusion, et un oxyde fondu, sé  paré de la     majorité    des impuretés, à la partie       inférieure.     



  On peut opérer dans des milieux diffé  rents, suivant la nature de l'oxyde de fer que  l'on se propose d'obtenir, par exemple:  a) On opère en     milieu,oxydant    pour l'ob  tention de     sesquioxyde    de fer. Par exemple,  on     peut    insuffler .de l'air. ou de l'oxygène dans      le bain, de manière que le protoxyde soit  amené à l'état de sesquioxyde Fe2O3 ou de  magnétite Fe3O4.  



  b) On opère au contraire en milieu légè  rement réducteur pour l'obtention de prot  oxyde de fer FeO d'oxyde magnétique Fe304,  de manière à éliminer autant que possible  dans ce cas le sesquioxyde de fer.  



  Le traitement de l'oxyde de fer fondu à  la sortie du four de fusion dépend de la na  ture de l'oxyde de fer que l'on veut obtenir,  comme expliqué ci-après:  On     soumet,    par     exemple,    l'oxyde de fer  fondu:  a) à un refroidissement     brusque        jusqu'à     la     température    ordinaire à l'abri de l'air pour  obtenir Fe3O4.  



  b) à un refroidissement moins rapide,  par exemple, dans le milieu ambiant, pour  obtenir Fe2O3.  



  e) à un refroidissement rapide et brusque  à partir d'une température de 700  minimum,  comme pour Fe3O4, lorsqu'on veut obtenir FeO.  



  Dans le cas de minerais contenant des  oxydes métalliques volatils, par exemple  l'oxyde de zinc, on chauffe d'abord le mi  nerai de manière à éliminer l'oxyde volatil  qu'on peut récupérer ensuite par condensa  tion, puis on traite     le    minerai résiduel  comme indiqué.  



  L'invention concerne en outre une instal  lation pour la mise en     #uvre    du procédé.  Cette installation est caractérisée par un four  à fusion, comportant des brûleurs, une     ou-          verture    de chargement des minerais, un con  duit     d'évacuation    des fumées et deux orifices,  l'un pour la sortie des scories, l'autre pour la  sortie de l'oxyde fondu.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution de l'ins  tallation pour la mise en     #uvre    du procédé  selon l'invention. Les fig. 1 et 2 de ce dessin  sont deux coupes verticales schématiques de  l'ensemble de l'installation, ces deux coupes  étant faites suivant deux plans perpendicu  laires l'un à l'autre.  



  Un four de fusion A est chauffé par des  brûleurs B alimentés par un conduit d'ame-    née des gaz C1 et d'air C2. Ces brûleurs sont  réglés de manière à     maintenir    dans le four  une température de 1700 à 1800  C.  



  Le chargement du minerai traité est ef  fectué en D,     immédiatement    au-dessus du  niveau de la masse fondue dans le four; de  ce fait, on réduit au minimum     possible        l'en-          trainement    des     poussières    de minerai par les  gaz brûlés. Ce chargement est effectué soit  de façon continue, soit de façon     discontinue.     



  On peut effectuer ce chargement de mul  tiples     manières:    d'abord on peut effectuer au  préalable en     dehors    du four un mélange en  tre le     minerai    :de fer et le fondant et intro  duire le mélange ainsi préparé en D dans la  chambre du four     au-dessus    du niveau libre  de l'oxyde fondu.  



  On peut aussi amener directement et sé  parément en D dans le four, d'une part, le       minerai    et, d'autre part, le fondant.  



  La cuve du four A présente     .deux    orifices  superposés El,     E2,    l'un     (EJ    assure l'évacua  tion à     l'extérieur    des scories formées à la  surface supérieure du bain, tandis que l'autre       (E2)    assure l'évacuation de l'oxyde métalli  que fondu.  



  Les scories     ainsi    séparées     peuvent    être  traitées par-des procédés connus, par exem  ple par     granulation    dans     une    masse d'eau.  



  Les oxydes fondus     sont    recueillis par  l'orifice     Ez    et sont alors     soumis    au     refroi-          dîssement,    par exemple, dans les     conditions     ci-dessus indiquées; notamment on fait subir  à ces oxydes un refroidissement brusque de  manière à obtenir -du     FeO'    (oxyde magnéti  que). On peut aussi amener l'oxyde fondu à  un état très     divisé    par action d'un gaz inerte  sous pression.  



  Les fumées provenant de la     combustion     du     combustible    des brûleurs B passent à leur       sortie    de la chambre A     dans    des échangeurs  de chaleur     Gl,    G\ où elles abandonnent leur  chaleur sensible qui sert au préchauffage -du  gaz combustible et de l'air comburant pour  l'obtention des températures de marche re  quise, suivant un mode de faire connu.  



  Dans le cas où le procédé est appliqué aux  cendres de pyrites résultant de la combustion      du soufre, l'installation conforme à l'inven  tion et représentée sur le dessin ci-joint, est  indépendante du four de grillage des pyrites  ou disposée immédiatement à la suite du four  de grillage. On peut encore obtenir par la  combinaison des dispositifs décrits plus haut  toute la gamme des oxydes de fer.  



  On peut apporter de nombreuses modifi  cations au procédé et à l'installation ci-des  sus décrits, à titre d'exemple, notamment on  peut utiliser la chaleur sensible des fumées  à la sortie des échangeurs ci, G2 pour la  déshydratation, le préchauffage du minerai  à fondre, le séchage du produit fini, etc.  



  On peut appliquer le procédé selon l'in  vention à des     minerais    de fer de natures       très    différentes, notamment on peut l'appli  quer au traitement des cendres de pyrites que  l'on utilise telles que, sans aucun broyage  préalable.  



  Pour la fabrication de la magnétite, à  partir du sesquioxyde, il n'est pas nécessaire  que le milieu soit maintenu réducteur par une  injection de vapeur d'eau, ou d'hydrogène,  ou de C0, car au-dessus de la température  de fusion de la magnétite (1500-1600  C) le  sesquioxyde de fer se dissocie en magnétite  et oxygène.  



  Dans ces conditions, il suffit de main  tenir la température du four à 1600  C mi  nimum. Toutefois, comme il peut se former  des solutions solides (Fe3O4 - Fe2O3), il  petut être nécessaire d'injecter dans le labo  ratoire du four     contenant    l'oxyde en fusion,  un gaz inerte ou un gaz réducteur, en très  petite quantité pour empêcher la persistance  dit Fe2O3, par suite de la présence d'oxygène  ou pour réduire la faible quantité de Fe2O3       maintenue    en solution solide.  



  Le protoxyde de fer FeO peut être ob  tenu à partir de Fe2O3 ou Fe304, en soumet  tant ces derniers à une réduction pair le CO  on l'hydrogène, par exemple.  



  Inversement, en soumettant le protoxyde  FeO une oxydation, on pourra obtenir à vo  lonté la     magnétite        Fe30'    ou le     sesquioxyde          Fe=0'.       Les minerais contenant des carbonates al  calino-terreux, ou des hydrates alcalino-ter  reux par exemple, peuvent être, avant de su  bir la fusion, pulvérisés et traités dans une  flamme, pour effectuer ainsi la décomposition  desdits carbonates et hydrates et faciliter la  séparation     subséquente    de la gangue.  



  En     ce    qui     concerne,    enfin, les     dispositifs     pour la réalisation de la présente invention,  tous les systèmes du four peuvent être     utili-          sés,    pourvu qu'ils soient agencés de manière  à     permettre    de réaliser la     fusion    totale du  minerai. C'est ainsi, par exemple, que les  fours à turbulence, les fours rotatifs, les  fours à creusets, etc. peuvent être employés  après adaptation.  



  Dans le cas où l'on dispose d'énergie élec  trique, le traitement peut être effectué dans  un four électrique quelconque, d'une manière       continue    ou discontinue.

Claims (1)

1. REVENDICATION: I. Procédé pour l'obtention d'oxydes de fer à partir de minerais de fer, contenant celui- ci sous forme d'oxyde, caractérisé en ce que l'on chauffe le minerai dans des conditions propres à amener sa fusion -complète, les im puretés provenant de la gangue étant réunies dans un laitier flottant sur une masse d'oxyde de fer fondu. II.

   Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisée par un four à fusion, comportant des brîi- leurs, une ouverture de chargement des mi nerais, un conduit d'évacuation des fumées des fumées et deux orifices, l'un pour la sortie des sco ries, l'autre pour la sortie de l'oxyde fondu. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on ajoute au minerai à trai ter un fondant. 2. Procédé selon la revendication I, en partant de minerais de fer contenant en outre des oxydes métalliques volatils, caractérisé en ce qu'on chauffe préalablement le minerai de manière à éliminer l'oxyde volatil.