Perfectionnement au procédé américain, dit Wetlierill, pour la réduction de minerais métallifères. Le procédé américain; dit Wetherill, connu depuis plus de<B>50</B> ans, pour la réduction de minerais métallifère, consiste à soumettre une charge de ces minerais mélangée avec un agent réducteur et étalée sur Lui lit de combustible en ignition, à Lui courant d'air entretenant la combustion et à l'amener à nue température suffisamment élevée pour réduire la matière métallifère, sans amener la charge à un état dans lequel elle serait imperméable à l'air soufflé ou au tirage,
la charge tout entière étant portée par un sup port perforé (sole ou grille de foui) établi de manière à la tenir sans permettre qu'une partie considérable tombe à travers la grille, la matière travaillée étant déchargée sous la forme d'une masse agglutinée ou frittée.
On charge par exemple dans ce procédé connu sur la sole perforée du four, une Cou che de grains ou perles d'anthracite, qui s'allume par la chaleur, résiduelle du four et; au moyen d'un tirage forcé, on amène cette couche initiale combustible en pleine com bustion. Sur ce "charbon d'allumage\ on charge ensuite la ;,charge de travail", c'est- à-dire un mélange de charbon réducteur, fi nement divisé, avec la matière métallifère finement divisée.
On continue à souffler sous la grille perforée et, lorsque les flammes commencent à faire leur apparition au-dessus de la surface supérieure de la charge, ce qui indique que la réduction et la volatilisation du métal, ainsi que son oxydation à l'état de fumée, sont bien en train, on fait passer les produits de combustion chargés de fumée d'oxyde de métal et d'autres composés mé talliques volatilisés; par les carneaux de re froidissement habituels, etc. dans la chambre à sacs, ces produits de combustion s'échappant ensuite dans l'atmosphère en laissant la fu mée recueillie à l'intérieur des sacs, doit on l'enlève à intervalles convenables.
La matière métallifère peut être par ex emple du silicate de zinc, de la blende gril lée, des sulfures mélangés grillés de zinc et de plomb, ou d'autres matières réductibles.
Dans la pratique, la conduite sus-décrite du four présente, comme inconvénient nuisible à son plein rendement, la tendance à la for mation de soufflures, ou de cratères, en di verses régions de la charge. Ces soufflures présentent individuellement les chemins de moindre résistance pour le vent dans son passage à travers la charge et, dans la me sure où elles se développent au cours de l'opération, elles gênent la distribution uni forme de l'air dans son passage ascendant et produisent des "points chauds" présentant des températures excessives en comparaison d'autres régions de la charge.
Jusqu'à pré sent il était impossible d'obtenir des condi tions de travail uniforme dans toute l'étendue de la charge, de telle sorte qu'il y a non seulement perte de combustible et production locale de températures plus élevées que cela est désirable, mais que, en outre, les résidus provenant du four, à la fin de l'opération, contiennent des pourcentages notables de mé tal. Le métal contenu dans ces résidus ne peut ordinairement pas être récupéré indus triellement et il gêne dans une plus ou moins large mesure la marche normale du .four et tend à se rassembler et à obstruer les carneaux de celui-ci.
-Un autre défaut de la conduite sus-dé- crite du four est que le tirage forcé que l'on emploie sous une pression relativement con sidérable tend à projeter dans l'espace libre qui se trouve au-dessus de la charge plus ou moins de poussière, en particulier dans la région des soufflures en question et que ce soufflage de poussière est encore aggravé par les râblages de la surface de la charge ;
par conséquent, en plus de la fumée métallique, les produits de combustion emmènent avec eux, du four, une notable proportion de pous sière sous la forme de fines particules de minerai non réduit, de charbon, de cendre, etc., qui tendent à contaminer la fumée pro prement dite, détériorent sa couleur et la rendent moins vendable.
Il y a en outre certaines exigences, dans la pratique du procédé Wetherill, tel qu'il a été conduit jusqu'ici, qui gênent l'opérateur dans le choix de la qualité et de la grosseur tant du charbon que de la matière métalli- fère employée pour constituer la charge. Ainsi, la nécessité que la charge soit suffi samment perméable pour le passage de l'air, exige l'emploi d'un mélange de charbon et de matière métallifère d'une .qualité assez grosse.
On rencontre de sérieuses difficultés dans l'usage des plus petites grosseurs de grains ou perles de charbon et, seule, une fraction des constituants métallifères de la charge peut consister en des matières à l'état de division extrêment fine, comme les con centrés obtenus par flottage, les précipités de métal, les poussières de carneaux conte nant du métal, etc.
L'objet de l'invention est un perfection nement du procédé Wetherill, caractérisé par le fait qu'au moins une partie de la charge de travail est fournie dans le four sous la forme de briquettes. Aussi le combustible d'allumage peut être fourni à la sole du four sous la forme de briquettes.
La charge de travail du foin, sous la forme de briquettes peut se composer de l'agent réducteur et de la matière métallifère. On peut aussi charger des briquettes en ma tière métallifère avec l'agent réducteur non briqueté, ou des briquettes de charbon réduc teur avec la matière métallifère non brique- tée, ou bien des briquettes en agent réduc teur et en matière métallifère séparément, soit, enfin et de préférence des briquettes constituées d'un mélange du charbon réduc teur et de la matière métallifère. Ces briquet tes peuvent être fabriquées au moyen d'un agglutinant quelconque convenable tel que la liqueur de sulfite concentrée.
L'agent rédue- teur employé peut être du charbon réducteur des qualités les moins chères et les plus fi nes, comme l'anthracite plus menu que les grains ou perles, les déchets de lavage de houillères, la braise de coke, etc.
Les briquettes du combustible d'allumage peuvent être préparées en comprimant de la houille finement divisée, ensemble avec un agglutinant conveiiablo, de préférence la li queur de sulfite concentrée constituant mi résidu de l'industrie de la fabrication de la pâte à papier au sulfite. La houille propre à cet usage peut consister en les qualités les meilleur marché et les plus petites, comme par exemple l'anthracite au-dessous de la grosseur d'un grain ou noisette, les résidus de lavage de houille (poussière), la braise de cote.
Pour le combustible d'allumage, il est bon d'employer des briquettes de grosseur et de forme telles que cela réduise sensiblement la résistance offerte à l'air et fournisse néan moins un lit sensiblement uniforme pour sup porter la charge de travail superposée, de manière à donner libre accès à l'air et à assurer sa distribution pratiquement uniforme à cette charge. Ainsi, les briquettes de com bustible d'allumage peuvent être faites sous une forme se rapprochant de celle de deux pyramides accolées, ayant une face rectan gulaire commune ayant par exemple 43 mil limètres sur chaque côté, l'épaisseur des bri quettes, du sommet de l'une des pyramides l'autre étant d'environ 38 millimètres.
En chargeant sur la grille ou sole du four We- therill une couche ou lit de ces briquettes, en guise de combustible d'allumage, les bri quettes s'allument sous l'effet de la chaleur résiduelle de la charge précédente et peuvent ensuite être amenées à l'état de combustion bien développée, propre à la réception de la charge de travail. A ce moment, on peut amener cette charge de travail sans déranger sensiblement la distribution originelle des briquettes en ignition et, par conséquent; en conservant les passages d'air convenablement uniformes que les briquettes en ignition offrent, sur toute la surface de la sole, pour l'ascension du vent dans la charge de tra vail.
Dans certains cas, on peut incorporer dans les briquettes d'allumage un pourcentage de matière métallifère, par exemple de ma tière zincifère ou de matière zincifère et plombifère tel qu'il peut être toléré sans gê ner sensiblement leur rôle normal et, dans la mesure où ceci est possible, les briquettes .d'allumage jouent, en plus de leur rôle nor mal, un rôle réducteur.
La fourniture de la charge de travail sous la forme de briquettes sur le lit de bri quettes d'allumage bien allumées, en pleine combustion, constitue dans le fourneau une charge totale de résistance si basse au pas.. sage ascendant de l'air que la pression du vent dans le cendrier peut être très sensible ment abaissée, ou que, dans certains cas, on peut la remplacer par l'effat d'aspiration d'un ventilateur aspirant ordinaire pour retirer la fumée du four, cette aspiration étant suffi sante pour tirer à travers la charge un vo lume d'air suffisant convenant pour l'opéra tion.
Le procédé s'effectue sans la production de cratères ou de points chauds et avec une égale distribution du gaz comburant par ex emple de l'air sur toute l'étendue de la charge. On trouve également que la réduction et la volatilisation du métal principal, son oxyda tion et sa récupération sous la forme de fumée; ensemble avec les autres composés, métalliques oxydables, quels qu'ils soient, qui sont présents, s'opèrent plus complète ment que dans la pratique ordinaire du pro cédé Wetherill.
Comme exemple typique de la mise en pratique de l'invention, on étale aussi uni formément que possible, sur une grille We- therill d'une surface d'environ dix mètres carrés, quatre cent dix kilos de briquettes de houille d'allumage, qui peuvent consister entièrement en poussier de houille. Ces bri quettes sont alors allumées par la chaleur résiduelle du foui, résultant d'une opération précédente, et, lorsqu'elles ont atteint une bonne chaleur jaune, on charge dessus 3.640 kilos de briquettes faites du mélange de charbon réducteur et de. matière zincifère.
On peut faire usage dans la conduite du procédé, d'un soufflage beaucoup plus faible qu'avec la charge usuelle du fourneau We- therill, et retirer les résidus au bout dé six à douze heures, la période de huit heures donnant habituellement les meilleurs résul tats. Il faut le même nombre d'ouvriers pour retirer les résidus que pour la charge ordi naire Wetherill de 2.700 kilos, de sorte que, pour la même main d'ceuvre, la charge trai tée peut être augmentée d'un tiers.
On trouve également que la masse agglutinée adhère avec beaucoup moins de ténacité aux parois du fourneau, de telle sorte que le travail néces saire pour la briser et l'enlever de celui-ci est moins ardu d'une façon correspondante.
Avec. le perfectionnement du procédé se lon l'invention on peut 1 obtenir une distribution plus uniforme du gaz comburant approprié, dans sort pas sage à travers la charge ; 2 réduire la résistance de la charge au passage du gaz comburant; 3 éviter la formation de soufflures ou points chauds ; 4 réduire au minimum la contamination de la fumée par la poussière ; augmenter la quantité de charge de travail qu'il est possible d'utiliser et, par conséquent, la quantité de matière métallifère traitée dans une période de temps donnée ;
G obtenir une extraction plus complète du métal et Litre économie du combustible par unité de matière métallifère présente ; 711 employer de la houille bon marché, extrêmement menue, et de la houille de basses qualités, comme les résidus de lavage des mines de houille; la braise de coke, ete., et S utiliser librement de la matière métal lifère d'un degré de finesse quelconque, y compris les concentrés obtenus par flottage, le murerai finement pulvérulent, les précipités (le métal, la poussière de carneaux, etc.