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Perfectionnements au procède de concrétion de minerai de zinc,
Jusqu'ici, dans la fabrication de zinc métallique en partant de minerais sulfureux de zinc, on a généralement charge des minerais ou concentres finement divisés dans un four à griller, dans lequel les minerais sont grillés pour éliminer le soufre avant de les soumettre a, la distillation.
Le soufre peut bien être éliminé presque complètement par un grillage prolongé à de hautes températures, mais le coût de cette opération est prohibitif au point de vue Industriel et en pratique il reste encore dans les minerais grillés, lorsque ceux-ci ont été retirés du four, environ 2 % de sou- fre ou davantage. Ces minerais sont généralement connus sous le nom de minerais "grillés à fond".
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Après le grillage on mélange les minerais avec du charbon, du coke ou un autre combustible et parfois avec de petites quantités de sel ou d'autres ingrédients. La charge est ensuite introduite dans les cornues d'un four à cornues. Un condenseur est combine avec chaque cornue. Lors- que le four contenant les cornues est chauffe de faon appro- priée, il se produit une réaction entre le charbon et le zinc, ce dernier existant dans le minerai grillé principalement sous forme d'oxyde de zinc formant des vapeurs de zinc métal- lique et de l'oxyde de carbone. Les vapeurs de zinc entrent dans le condenseur où elles se condensent pour former du zinc métallique fondu et l'oxyde de carbone s'échappe à travers un trou d'air pratiqué dans le condenseur et brûle.
Par suite de l'imperfection du grillage, il y a toujours, en plus du zinc contenu dans le minerai grillé sous forme d'oxyde de zinc, une quantité appréciable de soufre contenu dans le mi- nerai . .grill'' sous forme de sulfure et de sulfate de zinc.
La matière restant dans les cornues après la distilla- tion est terminée et connue sous le nom de "résidu de zinc"; elle est extraite et portée à la halde. Ce résidu de zinc contient un peu de matière terreuse contenue primitivement dans le minerai de zinc et une quantité très appréciable de zinc qui n'a pas été réduit et expulsé parce qu'il était contenu dans le minerai grillé sous forme de sulfure ou de sulfate de zinc. Il contient aussi une quantité relativement grande de charbon non brûlé et souvent de petites quantités d'argent et d'or provenant du minerai primitif.
Une analyse typique de résidu de zinc indiquerait à peu près 10 % de zinc et 30 % de carbone. Jusqu'ici ces rési- dus de zinc ont presque toujours été perdus sans exception, aucun procédé peu coûteux et efficace n'ayant été découvert jusqu'ici pour les utiliser.
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La description qui précède concerne particulièrement le grillage préliminaire de minerais de zinc de façon connue.
Il y a quelques années on a proposé de traiter par concré- tion les minerais de zinc préalablement grillés, ce procé- de étant plus économique et donnant un produit grille de meilleure qualité. Dans la mise en pratique de ce procède, lorsque les minerais de zinc ont été préalablement grillés, il restait une quantité de soufre suffisante pour servir de combustible dans l'opération de concrétion, par exemple de 8 à 12 %, ou bien, si le grillage préliminaire a été pous- se plus loin, on a ajouté des sulfures de zinc verts au mé- lange pour augmenter la quantité de soufre servant de combus- tible pour la concrétion.
Pour être sûr d'avoir assez de soufre pour effectuer la concrétion, il était utile de pê- cher par excès et d'introduire constamment un peu trop de soufre dans la charge, car si la quantité de soufre est trop petite la charge ne s'allume pas ou ne se concrète pas du tout. Ceci a l'inconvénient qu'à cause de l'utilisation de soufre pour le combustible servant à la concrétion et à cause du léger excès de soufre, il n'était pratiquement pas possi- ble de brûler tout la soufre da.is l'opération de concrétion, de sorte que, dans les meilleures conditions, le produit concrète contenait encore une proportion de soufre d'environ l à 1 1/2 %.
Ce soufre restant retient une certaine quantité de zinc combiné chimiquement et complique les réactions dans un fonctionnement satisfaisant des cornues dans l'opération subséquente pour la récupération du zinc contenu dans le produit concrète. En outre les fours mentionnés servant au grillage préliminaire ou grillade a fond des mineraisde zinc sont tels qu'ils transforment en sulfate une quantité considérable du sulfure contenu sous forme de sulfure dans @ -
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le minerai et cette charge préalablement grillée entrant dans la machine à concréter contient invariablement du sou- fre sous forme de sulfate,
ce qui complique et entrave beau- coup la concrétion parce que la décomposition des sulfates est une réaction endothermique et exige une chaleur considé- rable. Il faut donc, lorsque le combustible de concrétion est du soufre, non seulement laisser assez de soufre sous forme de sulfure dans la charge pour fournir la chaleur pour la concrétion du minerai, mais aussi en laisser dans la charge une certaine quantité supplémentaire pour fournir là chaleur nécessaire pour décomposer les sulfates- et en chasser le soufre, ce qui aggrave encore les difficultés mentionnées plus haut et fait qu'il est difficile d'expulser tout le sou- fre de la charge de concrétion de façon à. laisser un produit concrète contenant assez peu de soufre pour donner les meil- leurs résultats.
La présente invention a pour but de désulfurer des mi- nerais de zinc et de produire un zinc grillé ou concrète ne contenant sensiblement pas de sulfure de zinc et entièrement pur de sulfate de zinc, et physiquement assez poreux pour permettre une réduction et une distillation rapides du zinc qu'il contient dans un. traitement ultérieur pour la récupéra- tion du zinc métallique.
Un autre but de l'invention consiste à utiliser les ré- sidus des cornues dans lesquelles les minerais de zinc préa- lablement grillés et concrètes ont été traités en vue d'obte- nir du zinc métallique, pour servir de combustible à ajouter au minerai préalablement grillé dans l'opération de concré- tion de ce minerai.
Ces résidus sont généralement connus sous le nom de "résidus de zinc" et contiennent plus ou moins de carbone non brûlé qui est utilisé pour fournir la chaleur nécessaire pour effectuer la concrétion des minerais de zinc
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préalablement grillée, ce qui permet d'éliminer sensiblement complètement le soufre du produit concrète., Un autre avanta- ge de l'invention consiste en ce que le zinc contenu dans les résidus de zinc utilise dans la concrétion est soumis, pendant la conncrétion, à une action telle qu'il perde sa nature réfractaire et redevienne propre à subir la réduction et la distillation dans les cornues.
Dans la mise en pratique de la présente invention on grille préalablement du minerai de zinc finement divisé, de toute façon connue et de préférence aussi complètement que cela est possible industriellement, de préférence en n'uti- lisant dans le four de grillage préalable aucun combustible autre que le soufre du minerai lui-même, en d'autres termes par un grillage autogène. Le minerai de zinc peut être ainsi grille économiquement jusqu'à ne plus contenir qu'une quanti- té de soufre qui serait trop petite pour fournir un combusti- ble suffisant à lui seul pour effectuer ultérieurement la concrétion ou le grillage soufflé de ce minerai,
par exemple jusqu'à 3 ou 4 % de soufre, mais trop grande pour que le produit grillé puisse être utilisé directement dans les fours de distillation. A ce minerai préalablement grillé on ajoute de l'eau comme d'habitude pour la concrétion, ainsi qu'une matière carbonique, on allume la charge, on fait brûler le charbon et on produit la concrétion de la charge en la fai- sant traverser par de l'air. Les sulfates contenus dans la matière grillée se décomposent trèsfacilement et très com- plètement, étant réduits 5 par le carbone,
dans des conditions telles que la têtière ou charge se concrète très rapidement et produise une concrétion exceptionnellement excellente au point de vue physique et très importante à, cause de la teneur relativement faible en soufre de la matière Introduite dans
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la. machine à concréter et à cause de l'utilisation de carbo- ne pour fournir la chaleur nécessairepour effectuer la con- crétion, le soufre peut être éliminé entièrement du produit excrété. Le grillage ou la concrétion de la charge de minorai préalablement grillé contenant unematière carboni- que peuvent être effectues dans 5 les machines à concréter connues.
La matière carbonique ajoutée au minerai préalablement grillé pour fournir la chaleur nécessaire pour réduire les sulfatas et concréter la matière est constituée par les résidus de zinc mentionnes plus haut. Lorsque la matière com- portant un minerai de zinc préalablement grillé et un résidu de zinc a été concrétée, elle peut être mélangée avec le char- bon ou coke usuel, sel, etc..., et placée dans les cornues puis chauffée comme d'habitude ou de la façon désirée, le zinc oxydé contenu dans le produit concrète étant réduit en zinc métallique et volatilisé. Le zinc volatilisé entre dans @ le condenseur, où il se condense sous forme de zinc métalli- que fondu, et l'oxyde de carbone s'échappe comme d'habitude par l'ouverture ménagée dans le condenseur.
Comme le zinc concrète ne contient pas de soufre et qu'il est trs poreux, on verra que la distillation de la vapeur de zinc sera gran- dement facilitée par la présente invention et aussi que la proportion de zinc récupérée à partir du minerai est plus grande qu'avec l'ancienne méthode..
Les résidus de zinc (provenant des cornues) contenant du carbone et ayant été considérés jusqu'ici en grande partie comme constituant un déchet des usines à zinc, représentent une matière d'un bon marché idéal pour fournir le carbone nécessaire à la mise en pratique du procédé mentionné ci-dessus de réduction des sulfates et de concrétion du mine-
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rai. Les résidus de zinc produits dans les usines à zinc ont une composition pouvant varier considérablement et 11 peut se faire que, dans l'état précis dans lequel ils sont produits, tous les résidus 'de zinc ne conviennent pas pour être traités par le présent procède.
On sait que par le tami- sage, par la concentration à l'eau ou par la concentration magnétique, les résidus de zinc peuvent être tamisés ou con- centrés, dans certains cas, de façon à produire deux ou plus de deux produits dont l'un contiendra plus de carbone et moins de matière terreuse que l'autre et Se prêtera mieux que les résidus non tamisés ou non concentrés à servir de combustible dans la charge de concrétion suivant le présent procédé, l'au- tre ou les autres pouvant se prêter à d'autres usages mais pouvant ne pas êtrte désirables dans le présent procédé.
A titre d'exemple, quelques résidus de zinc contiennent une proportion excessive de silice et d'alumine qu'il peut être utile de ne pas renvoyer dans les cnarges concrétées.
Par l'un des procédés décrits ci-dessus il sera fréquemment possible d'éliminer une proportion considérable de cette sili- ce .ou de cette alumine de façon à rendre les résidus de zinc beaucoup mieux appropriés à 1'application du présent procédé.
L'utilisation des résidus de zinc est avantageuse, en ce qu'elle fournit non seulement une source de carbone facile- ment disponible et peu coûteuse, mais aussi en ce qu'elle introduit dans la criarde (constituée par des minerais de zinc préalablement grillés et des résidus de zinc) une cer- taine quantité de zinc non distillé contenu dans ces résidus, ce zinc pouvant être extrait par la distillation dans les cornues.
En d'autres fermes, le zinc contenu dans les rési- dus de zinc descorhues peut être récupéré lorsqu'on utilise ces résidus en les mélangeant avec des minerais de zinc préa-
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lablement grillés et en les concrétant, car pendant la concré- tion le zinc réfractaire non distille contenu dans les résidus se modifie de façon à se volatiliser ensuite dans une cornue dans laquelle le produit concrète contenant ce zinc réfractaire est traité.
Un autre avantage de l'utilisa- tion des résidus de zinc des cornues dans la concrétion des minerais de zinc préalablement grillés, c'est que les mine- rais de zinc contiennent fréquemment de petites quantités d'or, d'argent, de cuivre et d'autres métaux ayant une valeur déterminée et restant dans les résidus de zinc après la dis- tillation du zinc, ainsi que cela est dit dans la description ci-dessus de la distillation. Ces résidus de zinc, tels qu'ils sont généralement obtenus, contiennent de l'or, de l'argent, du cuivre et d'autres métaux en quantités généra- lement trop petites pour payer les frais de leur récupéra- tion.
Suivant la présente invention consistant à mélanger ces résidus de zinc avec une charge fraîche de minerai de zinc préalablement grillé pour la concrétion, l'or, l'argent, le cuivre et les autres matières s'accumulent graduellement dais les résidus utilisés une ou plusieurs fois, jusqu'à ce que ces résidus contiennent finalement assez de métaux pré- cieux ou autres pour que leur récupération soit rémunératrice.
A ce moment les résidus enrichis provenant des cornues sont retirés du cycle pour subir un traitement approprié pour en récupérer la valeur et une nouvelle quantité de résidus provenant de la halde est introduiteà leur place dans les charges des machines de concrétion.
Bien que la description qui précède concerne le minerai de zinc concrète et désulfuré tel qu'il est prêt à servir de charges dans des cornues pour en récupérer le zinc, il est bien entendu que cette matière peut servir à des usages
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autres que la récupération, du zinc métallique de la façon in- diquée, par exemple à la production d'oxyde de zinc a partir du produit concrète désulfuré décrit, ou à la récupération du zinc sous forme de métal ou de ses sels par d'autres métho- des telles que les méthodes de traitement hydrométallurgiques.
REVENDICATIONS
1. - Dans la désulfuration de minorais sulfureux de zinc, l'opération consistant à griller le minerai jusqu'à, un point où. le soufre restant dans le minerai sous forme de sulfure soit insuffisant pour effectuer la concrétion du mi- nerai, à mélanger le minerai grillé avec une quantité suffi- sante de résidus de zinc pour fournir le carbone nécessaire à dégager la chaleur et l'agent de réduction pour décomposer les sulfates contenus dans le minerai,
et à provoquer la combustion interne du soufre et de la matière carbonique contenus dans les résidus de zinc, par exemple par grillage soufflé dans une atmosphère oxydante pour éliminer les sul- fates contenus dans le minerai et pour concréter la masse.