CH259876A - Procédé pour obtenir, à partir d'un minerai contenant de l'oxyde de fer et un métal de base, un ferro-alliage très riche en ce métal. - Google Patents

Description

  Procédé pour obtenir, à partir d'un minerai contenant de l'oxyde de fer  et un métal de     base,    un ferro-alliage très riche en ce métal.    Les minerais de chrome et de manganèse,  par exemple, renferment en général des pro  portions importantes de fer. Le problème de       l'élimination    du fer de ces minerais se pose  dans un grand nombre de cas, en particulier  lorsqu'on se propose d'extraire des minerais  le manganèse ou le chrome à l'état pur ou  presque pur.  



  Les procédés thermochimiques utilisés  pour réaliser le déferrage de tels minerais à  base de chrome ou de manganèse consistent  essentiellement à charger au four électrique  le minerai à traiter mélangé avec un réduc  teur convenable, en quantité judicieusement  dosée et à réaliser dans ce four la réduction  de l'oxyde de fer contenu dans le minerai et,  par suite, l'élimination du fer sous forme mé  tallique.  



  Les réducteurs utilisés de préférence pour  cette opération sont le carbone et le silicium.  Du fait de l'équilibre existant entre le fer et  le chrome ou le manganèse contenus dans la  phase métallique, d'une part, et les oxydes  correspondants du minerai fondu, d'autre  part, il est nécessaire, si l'on veut atteindre  des teneurs très basses en oxyde de fer dans  le minerai, de réduire une partie de l'oxyde  de chrome ou de l'oxyde de manganèse du  minerai; cela a pour effet d'appauvrir en  oxyde de chrome ou en oxyde de manganèse  le     minerai    déjà déferré, ce qui rend la suite    des opérations, par exemple, l'extraction du  chrome ou du manganèse à l'état pur, plus  difficile et plus onéreuse.  



  Dans le cas de l'emploi du carbone comme  réducteur, le dosage rigoureux en est diffi  cile. On est conduit à ajouter un excès de       réduèteur    dans le lit de fusion, ce qui en  traîne une réduction supplémentaire d'oxyde  de chrome ou de manganèse et un appau  vrissement encore plus marqué du laitier en  cet oxyde.  



  L'emploi du silicium présente un incon  vénient différent; celui de donner lieu, au  cours de la. réduction, à la formation d'une  quantité importante de silice qu'il est. néces  saire de saturer par de la chaux si l'on veut  éviter que le métal obtenu à partir du minerai  déferré contienne des quantités importantes de  silicium. Cette silice     formée    et la chaux néces  saire pour la saturer viennent encore diluer  l'oxyde de chrome ou de manganèse contenu  dans le laitier formé à la suite de l'opération  de déferrage.  



  Le titulaire a constaté, en outre, que les  produits de la réduction qui sont, soit un  ferro-manganèse, soit un ferrochrome, ne se       séparent    pas d'une façon absolument com  plète de la phase laitier et restent englobés  dans cette phase à l'état de gouttelettes, de  sorte que le minerai, bien que ne contenant  plus qu'une quantité faible d'oxyde de fer,      contient cependant encore, à l'état d'alliage,  des quantités non négligeables de fer sous  forme     métallique;

      ce fer est évidemment gê  nant lors des opérations ultérieures auxquelles  on soumet le     minerai        lorsqu'on    a en vue l'ex  traction, à partir de ce minerai, de     ferro-          chrome    ou de ferro-manganèse très riche ou  même de chrome ou de manganèse métalliques       industriels.     



  La présente invention a pour objet un  procédé pour obtenir, à partir     d'un        minerai     contenant de l'oxyde de fer et un métal de  base, un ferro-alliage très riche en ce métal,  et qui permet de remédier aux inconvénients  rappelés ci-dessus et d'obtenir, d'une manière       économique,        tut    déferrage très complet du mi  nerai à réduire sans qu'il en résulte aucune  perte en métal de base.  



  Suivant ce .procédé, on soumet le minerai  à l'état fondu à l'action réductrice d'un       alliage    de fer et du métal de base  du     minerai,    riche en ce métal; on sé  pare la phase métallique obtenue du lai  tier     qui    la surmonte, ce laitier étant soumis  à l'action réductrice d'une masse métallique       constituée        exclusivement    ou presque exclusive  ment par du métal de base du minerai, le       minerai    ainsi déferré étant alors soumis à un       traitement <     de réduction, en vue de l'obtention  du ferro-alliage recherché très riche en métal  de base.

   Cette réduction peut avoir     lieu    par       aluminothermie,    ou par le carbone ou encore  par des     silico-alliages,    en deux stades.  



  Le déferrage est donc, conformément à       l'invention,    effectué non pas au moyen du  carbone ou du     silicium    comme cela est cou  rant, mais en     utilisant,        pour    réduire l'oxyde  de fer, le métal même qui forme la base du       minerai    à traiter. C'est     ainsi    que, s'il s'agit de       minerai    de manganèse, c'est au manganèse  que l'on fera appel comme agent réducteur.  



  Au cours de la première partie de l'opé  ration, on obtient, quand on part d'un mine  rai de manganèse, d'une part, un     ferro-man-          ganèse    plus pauvre en manganèse que celui  qui a été     utilisé    pour la réduction de l'oxyde  de fer, mais     qui    peut trouver des applications       industrielles        intéressantes,    -par exemple à    l'état même de ferro-manganèse et, d'autre  part, un laitier     partiellement    déferré, mais  qui contient plus de     AInO    que n'en contenait  le     minerai    de départ,

   puisque la réduction  par     l'alliage    riche en manganèse     donne    lieu  à une introduction de     MnO    dans le laitier.  On traite ensuite directement ce laitier par  du manganèse pur ou par un ferro-manganèse  très riche en manganèse;

   le laitier qui reste  est très pauvre en oxyde de fer, d'une part,  parce     qu'il    se trouve en présence d'un alliage  très riche en manganèse et à faible teneur en  fer et que la réduction de     l'oxyde    de fer est  très poussée et, d'autre part, parce que les  petites particules métalliques     qui    restent en  suspension dans le laitier et dont la sépara  tion est difficile à réaliser ont sensiblement  la même composition que cet alliage,     c'est-          à-dire    sont, elles aussi, riches en manganèse et       pauvres    en fer.  



  En pratique, le déferrage s'opère avanta  geusement de la façon suivante  Dans le minerai de manganèse préalable  ment fondu, par exemple au     four    électrique,  on ajoute la quantité nécessaire, déterminée  par expérience, d'alliage de manganèse       appauvri        provenant    de la deuxième partie  d'une opération précédente. Après réaction,  on décante et on soutire le ferro-manganèse  obtenu (ce ferro-manganèse peut être vendu  comme ferro-manganèse affiné). Au laitier  déjà très     pauvre    en fer résultant de l'opéra  tion, on ajoute du manganèse riche et on ré  pète l'opération ci-dessus.

   On obtient ainsi,  d'une part, du minerai déferré et, d'autre  part, un alliage légèrement     appauvri    en man  ganèse, que l'on utilise avantageusement       comme    réducteur dans la     première    partie  d'une nouvelle opération de déferrage telle  que celle qui vient d'être     définie.     



  Le minerai ainsi obtenu contient non seu  lement la     totalité    du manganèse que conte  nait le minerai employé, mais, en outre,       l'oxyde    de manganèse provenant de l'oxyda  tion du métal utilisé comme réducteur.  



  La réduction du ruinerai déferré peut être       réalisée,    par exemple, de façon connue, par       aluminothermie    ou à l'aide de carbone.           OIi    peut également réduire le minerai dé  ferré en deux stades, en appliquant un pro  cédé analogue à celui décrit dans le brevet  suisse No 226491 délivré au titulaire et inti  tulé:

    Procédé de fabrication de ferro-allia  ges, à     basse    teneur en carbone, et en particu  lier de     ferro-chrome .    A cet effet, au cours  du premier stade, on fait agir tout d'abord  sur le minerai déferré, avec ou sans     inter-          mélange    violent des éléments réagissant.

   et en  présence d'une base     telle    que la     ehaiLY,    un  alliage de silicium et du métal à obtenir,  pauvre en silicium, ce qui donne lieu, d'une  part, à un ferrochrome ou un     ferro-manga-          nèse    très riches, équivalents même à du  chrome ou du manganèse métalliques indus  triels, dont une partie peut être utilisée pour  le déferrage final du minerai dans une opé  ration suivante de déferrage, et, d'autre part,  à un laitier contenant de la silice, de la chaux  et de l'oxyde du métal à obtenir, ce laitier  étant     soumis,    au cours du second stade, à l'ac  tion d'un alliage de silicium et du métal à  obtenir, riche en silicium, préparé, par exem  ple, au four électrique,

   par action de quartz  et de carbone sur une partie du minerai dé  ferré à réduire, ce second stade, effectué de  préférence avec     intermélange    violent des  phases en présence, donnant lieu, d'une part,  à un laitier contenant uniquement de la silice  et de la chaux, laitier qui est éliminé, et,  d'autre part, à un alliage de silicium et du  métal à obtenir, pauvre en silicium, alliage  qui peut être utilisé dans le premier stade  d'une nouvelle opération de réduction telle  que celle qui vient d'être décrite.  



  Voici un exemple de réalisation du pro  cédé objet de l'invention.    <I>Exemple:</I>  250 kg de minerai de manganèse     sud-          africain    contenant:         Mn304    66,40       Fe2O3    14    ont été fondus au four électrique avec 210 kg  de chaux et 20 kg de spath. Quand tout a été  fondu, on a ajouté, à la surface du bain,    7.25 kg de     ferro-manganèse    broyé titrant       91,50,1v,    de manganèse. Lors de la coulée, on  a séparé 65 kg de ferro-manganèse titrant  51 % de     1@In    et 485 kg de laitier qui ont été  versés dans un deuxième four électrique.

   Ce  laitier contenait         112n0    50,94       FeO    total 1,96    Ces<B>1,96</B>     ?/,f    de     FeO    représentent tout le fer  contenu dans le laitier soit à l'état d'oxyde,  soit à l'état métallique (gouttelettes d'alliages  non décantées).  



  Le laitier a été réchauffé, puis on y a ajouté  <B>120</B> kg de ferro-manganèse titrant 96,80 % de  manganèse. On a obtenu:  11.4 kg d'alliage à 90,50 % de manganèse  et du laitier déferré contenant:         FeO    total 0,37       Mn0    54,30    Le     FeO    total représente tout le fer con  tenu soit à l'état oxyde, soit à l'état métalli  que (gouttelettes de ferro-manganèse non dé  cantées).  



  Sur 460 kg de laitier déferré conservé à  l'état fondu dans un four électrique et pro  venant de la première partie de l'opération,  on a fait réagir, en présence de chaux, 170 kg  de     silico-manganèse    partiellement     désilicié    ré  sultant de la deuxième phase de réduction de  l'opération précédente. Ce     silico-manganèse     avait l'analyse suivante    Si 22,10  Mn 76,70  Fe 0,47    La réaction terminée, on a obtenu 240 kg  de manganèse métal titrant:    Mn 98, 7 5 %  Fe 0,42  Si<B>0,38%</B>  C 0,054    Il a été obtenu avec ce métal 425 kg de  laitier titrant         MnO    21,40       FeO    0,27      Le métal a été décanté et soutiré.  



  Sur le laitier conservé à l'état fondu, on  a versé 140 kg de     silico-manganèse    également  fondu, en provenance directe du four où il  avait été élaboré.  



  Le     silico-manganèse    que l'on emploie ici  avait été obtenu suivant les méthodes usuelles,  mais dans lesquelles on avait utilisé comme  matières premières  du     minerai    de manganèse préalablement  déferré suivant le procédé, mais pour cet em  ploi, il n'avait pas été fait d'addition de  chaux au minerai avant déferrage;  du quartz à très basse teneur en fer;  et comme carbone     réducteur,    un charbon  à très basse teneur en cendres, tel que du  charbon de bois ou du coke de pétrole.  



  Cet     alliage    titrait:    Si 39,60       lIn    58,70  Fe 0,52  C 0,060    On a     soumis    le tout à un     violent    brassage.  On a obtenu une scorie titrant:     MnO    4,75 %,  qui est considérée comme pratiquement épuisée  et que l'on envoie au remblai; et un alliage de       silico-manganèse    partiellement     désilieié,    ayant  la composition     suivante:       Si 22,10  Mn<B>76,80%.</B>  Fe 0,47  C 0,049    C'est cet alliage     qui    sera utilisé pour la  première phase de l'opération de réduction       suivante.  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé pour obtenir, à partir d'un mine rai contenant de l'oxyde de fer et un métal de base, un ferro-alliage très riche en ce mé tal, caractérisé en ce qu'on soumet le minerai à l'état fondu à l'action réductrice d'un alliage de fer et du métal de base du minerai, riche en ce métal, en ce que l'on sépare la phase métallique obtenue du laitier qui la surmonte, ce laitier étant soumis à l'action réductrice d'une masse métallique constituée exclusivement ou presque exclusivement par du métal de base du minerai et le minerai ainsi déferré étant alors soumis à un traite ment de réduction en vue de l'obtention du ferro-alliage recherché très riche en métal de base.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'on effectue la réduction du minerai déferré par aluminothermie. 2. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'on effectue la réduction du minerai déferré par le carbone. 3.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'on effectue la réduction du minerai déferré en deux stades, à savoir une première phase au cours de laquelle on fait agir sur ledit minerai, en présence d'une base, im alliage de silicium et du métal à obtenir, relativement pauvre en silicium, ce qui donne lieu à la formation du ferro-alliage recherché très riche en métal de base et d'un laitier résiduel, et une seconde phase au cours de laquelle on soumet ce laitier résiduel à l'ac tion d'un alliage de silicium et du métal à obtenir, relativement riche en silicium, l'alliage du métal à obtenir et de silicium, relativement pauvre en silicium,

   obtenu au cours de cette seconde phase de réduction étant utilisé pour réaliser la première phase de réduction du minerai déferré. 4. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'on ajoute au minerai un fondant. 5. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on utilise, comme alliage de fer et du métal de base du minerai, riche en ce métal, la phase métallique obtenue à la fin d'une opération de déferrage. 6. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que l'on réalise le deuxième stade de déferrage du laitier à l'aide d'une partie du ferro-alliage très riche en métal de base obtenu par réduction du minerai déferré. 7.

   Procédé selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que l'on prépare l'alliage de silicium et du métal à obtenir,. utilisé dans la seconde. phase de réduction du minerai déferré, en faisant. réagir du quartz et du carbone sur une partie du minerai déferré à réduire. 8. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que l'on effectue la seconde phase de réduction du mi- nerai déferré avec intermélange violent des phases en présence.