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" Procédé de traitement des minerais ".
La présente invention concerne des perfectionnements aux procédés de traitement des minerais qui contiennent du f er, et habituellement, d'autres matières marchandes telles que le nickel, le cobalt, le cuivre, le zinc, le plomb, des métaux précieux, de la chromite, etc. Elle concerne, d'une manière très générale, le traitement à la fois des minerais qui sont des oxydes et des minerais qui sont des sulfures, et, lorsque ces derniers sont traités, le soufre est recueilli comme l'une des matières marchandes.
Dans son objet le plus général, l'invention comprend le traitement des minerais des genres indiqués pour en récu-
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pérer le fer sous forme d'oxyde séparé de la gangue, soit exempt de toutes' traces, ou avec des traces commercialement tolérées d'autres métaux, soit mélangé avec les oxydes de cer- tains des métaux, choisis initialement, présents dans le minerai, et, par exemple, le nickel et le cobalt.
L'invention s'étend aussi à la récupération, sous forme anhydre concentré, des chlorures des métaux denses tels que le cuivre, le zinc et le plomb, et, éventuellement, du nickel et du cobalt, s'ils sont présents, et à la récupéra- tion séparée de ces chlorures, ainsi qu'à la récupération, sous forme anhydre, et si on le désire, des chlorures des métalloïdes tels que l'arsenic et l'antimoine, et le chlorure de bismuth. Lorsqu'on traite des minerais qui contiennent du soufre, un des buts de l'invention est la, récupération du soufre libre et pratiquement exempt des chlorures des métaux denses.
L'invention comprend la récupération en cycle fermé et l'emploi répété du chlore sous des forces actives diverses.
Elle est, en outre, caractérisée par le fait que la réac- tion dans laquelle entre le chlore est conduite de façon à convertir le fer présent dans le minerai en chlorure ferreux, et la température à laquelle a lieu l'action du chlore sur le minerai ainsi que le degré de dilution des gaz de chlore,sont contrôlés de telle sorte que, en principe, tous les chlorures des métaux denses autres que le fer soient attaqués par le chlore dans les conditions d'opération, et que tout le fer, ou une partie sensible de celui- ci, sous forme de chlorure ferrique, soit séparé de la gangue, sous forme de vapeurs.
Les vapeurs de chlorure ferreux et autres chlorures ( chloru- res de cuivre, de zinc, de plomb, de cobalt, de nickel, etc.)
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ainsi produites, sont amenées à l'état solide et séparées des vapeurs de soufre, s'il y en a, et des gaz inertes.
Le fer présent sous forme de chlorure ferreux dans le mélange des chlorures solides ainsi obtenu, est alors oxydé, soit directement, soit après conversion en chlorure ferrique,,avec formation d'un gaz de chlore, et sans oxydation des autres chlorures, ce gaz étant à nouveau introduit dans le cycle dans la zône de traitement au chlore de nouvelles quantités.de minerai.
Un des principaux avantages de l'invention consiste en ce que les chlorures formés peuvent être immédiatement ou très rapidement extraits des surfaces du minerai attaquées par le chlore, de sorte que ces surfaces ne sont pas protégées contre le contact des gaz actifs par des chlorures solides ou fondus. De ce fait, l'état de division du minerai traité est sans importance. De même, puisque le procédé permet d'éviter la présence, pendant la phase d'attaque du chlore, de quantités de chlorures fondus,l'action du chlore sur les minerais peut avoir lieu au-dessus de la température de fusion des chlorures mélangés, sans qu'il soit nécessaire de recourir à un appareil coûteux et encombrant tel que ceux nécessaires à la manipulation des chlorures fondus.
L'invention peut être mise en oeuvre sous des for- mes de réalisation diverses selon le minerai particulier à traiter, et les résultats spéciaux désirés parmi ceux qu'il est possible d'obtenir. Cinq formes de réalisation de l'inven- tion sont décrites ci-après, à titre d'exemples, en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est un schéma d'une forme du procédé appliqué au traitement des minerais-oxydes,
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être mélangé au gaz de chlore. Ce procédé n'est pas recon- mandé à moins que l'on désire récupérer le chrome à l'état de chlorure.
Le minerai est ensuite envoyé, de préférence pendant qu'il est encore chaud, à travers la conduite 9, après l'opération de séchage et de réduction décrite ci-dessus dans le four de chloruration A de la fig. l. Ce four peut être de tout type permettant un contact intime des gaz et des par- ties solides qui le traversent, en particulier il peut être du type rotatif ou du type vertical. Dans le four A, le fer, le nickel et le cobalt du minerai sont chlorurés dans des con- ditions telles que le fer soit converti en chlorure ferreux et le nickel et le cobalt amenés à l'état de chlorures à une température telle dans les conditions obtenues que tous ces chlorures sont, en principe, complètement vaporisés et d'é- chappent du four.
La gangue du minerai qui sort du four A en 10, entrarne avec elle l'oxyde de chrome ( chromite) qui peut être récupéré par des méthodes de concentration mécanique.Il y a peu de chlorure de chrome à moins que des agents réducteurs aient été présents pendant la chloruration de façon à effec- tuer la réduction de l'oxyde de chrome. La quantité de chrome convertie en chlorures peut être maintenue assez petite pour ne pas présenter d'importance commerciale.
Avec un minerai de l'analyse décrite, une volatilisa- tion complète des chlorures ferreux, de nickel et de cobalt, peut être effectuée, en employant le chlore comme agent ex- clusif de chloruration, à des températures d'environ 800 C.,
2 avec des gaz contenant sept volumes de Cl pour 93 volumes de gaz inerte; à des températures d'environ 8250 C pour des gaz
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La figure 2 est un schéma d'une variante de ce pro- cédé, également appliqué à des minerais-oxydes,
La figure 3 est un schéma relatif au traitement des minerais sulfureux,
La figure 4 est une variante du procédé de la figure
3 ;
La figure 5 est un schéma pour une autre variante du traitement des minerais sulfureux PROCEDE APPLIQUE AUX IMITERAIS OXYDES.-
Le procédé peut être avantageusement appliqué aux oxydes de fer, tels que ceux de la côte Nord de Cuba, qui, à l'état sec, ( c'est-à-dire en principe exempts d'eau de mélange ou de combinaison ) peuvent contenir 50 % de fer métallique sous forme de Fe2O3, environ 1% de nickel et de cobalt combinés, sous forme d'oxydes, 1,5 à 2,5 % de chrome sous forme de Cr203, des traces de soufre, de phosphore, etc., avec une gangue contenant beaucoup d'oxyde d'aluminium.
Lorsqu'un minerai de ce genre doit être traité, il est d'abord amené à l'état sec défini ci-dessus, en le chauffant par exemple dans un séchoir 7 à environ 800 à 1000 C.; il est ensuite traité dans un appareil approprié 8, pour réduire le fer, le nickel et le cobalt à l'état mé- tallique, par l'emploi de gaz réducteurs tels que CO.
En d'autres termes, le minerai est séché, et réduit, ou amené à l'état métallique par d'autres moyens connus, sans toute- fois réduire le chrome ou l'alumine. A titre de variante, le minerai sec peut être mélangé à du carbone en quantité suf- fisante pour se combiner à l'oxygène du fer, du nickel et du cobalt, ou bien un gaz réducteur tel qe l'oxyde de carbone exempt d'hydrogène ( le gaz d'un gazogène à air soufflé ) peut
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2 qui contiennent environ 11 volumes de Cl pour 89 volumes de gaz inerte ; à des température d'environ 850 C. pour des gaz qui contiennent environ 15 volumes de chlore et 85 volumes de gaz inertes.
Une fonction importante des gaz inertes est facile- ment appréciée lorsque les températures d'opération données ci-dessus sont comparées à celles qui sont nécessaires en l'ab- sence de gaz inertes. Avec le minerai de fer de Cuba et lors- qu'on opère avec du chlore en principe pur, tel que le chlore électrolytique, des températures considérablement supérieures à 1000 C. sont requises pour produire la volatilisation com- plète du fer à l'état de chlorure ferreux.
Des températures aussi élevées donnent lieu à des difficultés dont l'une consiste en ce que, aux températures supérieures à 1000 C., la chromite est fortement attaquée par le chlore même en l'absence d'agent réducteur. Il se ,présente des difficultés de construction et de fonctionnement de l'appareil, et il devient fréquemment nécessaire d'emplo- yer du,combustible, ce qui serait inutile si l'on opérait à de plus basses températures.
Les vapeurs de chlorures formées, et les gaz inertes introduits dans le four avec l'agent de chloruration, sortent du four et sont, de préférence, transportée à la chambre à poussières B, à travers la conduite 11; cette chambre est calorifugée pour empêcher la condensation des chlorures et les poussières de minerai s'y rassemblent et peuvent être de temps en temps réintroduites dans le four A. L'emploi de cette chambre est cependant facultatif; elle peut être sup- primée à moins que les chlorures de nickel et de cobalt doi- vent être traités ultérieurement par un procédé dont la mise
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en oeuvre est rendue impossible par la présence de petites quantités de gangue et de poussières de minerai.
Les vapeurs de chlorure et les gaz qui les accom- pagnent sont conduits de la chambre à poussière lorsqu'on en emploie une, ou directement du four A, par la conduite 12 au condenseur de chlorure C dans lequel les gaz et les vapeurs sont systématiquement refroidis par écoulement à travers des tuyaux métalliques équipés avec des moyens de raclage en fonc- tionnement continuel. De cette manière les chlorures se con- densent en grandes quantités sur les surfaces froides au lieu de donner des fumées impalpables comme c'est le cas lorsque les gaz et les vapeurs sont simplement refroidis en leur faisant traverser de vastes chambres à parois froides.
Grâce à l'emploi d'un tel condenseur la quantité de fumées produites est petite et peut être récupérée, si on le désire, en faisant passer le flux gazeux depuis le condenseur à chlorure C, à travers une conduite 13, dans un collecteur de fumée D qui peut âtre constitué par une chambre à poches pourvue de sacs d'a- miante ou qui peut être un appareil pourvu de moyens électri- ques de précipitation. Le condenseur C et la chambre D sont, l'un et l'autre, habituellement maintenus à une tempé- rature au-dessus des points de condensation des autres sub- stances condensables présentes dans le courant gazeux. Lorsque la quantité de soufre ou de métalloïde présent est petite, on peut adapter une température au-dessous du point indiqué.
Le flux gazeux qui quitte la chambre D peut être scindé en 14 en deux parties, une partie réglée de façon à contenir la quantité requise de gaz inertes, à réintroduire dans le cycle avec l'agent de chloruration, est dirigée à travers la conduite 15 dans un collecteur E d'où. elle se rend,
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par la conduite 16, au four A, l'autre partie étant dirigée à travers la conduite 17 vers un collecteur F. Le collecteur E sert à séparer et à condenser les chlorures des métalloïdes; il est constitué, de préférence, par un filtre au charbon ou autre substance absorbante. Deux de ces collecteurs, au moins, doivent être prévus, de façon que l'un d'eux puisse, de temps en temps, être mis hors circuit pour la régénération par chauffage, dans le but d'extraire les chlorures absorbés.
Les chlorures ainsi retirés du filtre n'étant plus mélangés à de- grands volumes de gaz inertes, peuvent alors être récupérés par condensation.
L'emploi du collecteur E est utile lorsque le minerai contient de'grandes quantités de métalloïdes, et spécialement lorsque la charge des gaz qui parviennent à ce collecteur est grande comparée à la charge qui parvient à F.
Le collecteur F peut être un absorbeur de même nature que B ou peut-être simplement un scrubber, dans lequel les chlo- rures des métalloïdes sont recueillis par dispersion d'eau ou autre liquide. Lorsque la quantité de ces chlorures est petite, ou n'est pas de grande valeur, F peut être supprimé.
Les chlorures solides recueillis on C et D sont trans- férés, de préférence à l'état chaud, mais dans aucun cas sans qu'ils soient soigneusement privés d'humidité, dans le four D à travers la. conduite 18. Le four D, qui peut être un four rotatif, est avan- tageusement pourvu d'un revêtement d'acier chromé et doit comporter des moyens fortement calorifuges. Si les matières sont introduites dans ce four à l'état suffisamment chaud et si, un isolement calori- fuge convenable est assuré, il n'est pas nécessaire de fourni r de la chaleur additionnelle.
Si ces conditions ne sont pas remplies on doit fournir de la chaleur additionnelle en quantité suffisante pour maintenir la température dans le four G au-dessus de la tempé-
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rature de vaporisation du chlorure ferrique en présence des gaz inertes ou autres contenus dans le four. Dans ce but, un bain d'air ou autre fluide, ou un bain liquide, peut être employé pour assurer une application et une distribu- tion uniformes de chaleur.
Selon la forme de l'invention représentée à la figure 1, un courant de chlore, dérivé d'une opération uilté- rie.ure décrite ci-après, mélangé à des gaz inertes ( de l'azo- te et généralement de petites quantités d'anhydride carboni- que est envoyé dans le fourc à travers la conduite 19 et s'é- coule en contact avec les chlorures solides introduits dans le four.
Comme indiqué ci-dessus, la température minimum de l'opération qui doit être maintenue dans le four C doit être au moins égale à la température de vaporisation du chlorure ferrique dans les gaz ainsi constitués. D'autre part, la température ne doit pas pouvoir s'élever jusqu'au point pour lequel des quantités appréciables de chlorures de nickel et de cobalt, seraient vaporisées et emportées hors du système, avec le chlorure ferrique. On croit que la température de G ne doit jamais s'abaisser au-dessous de 280 , et mieux, au-dessous de 300 C., et que la limite su- périeure ne doit pas dépasser 400 et de préférence, ne doit pas excéder 350 C. Ces températures ne sont données qu'à titre indicatif et leur contrôle doit résulter de l'observa- tion des produits du four.
Si la 'température dans le four est trop basse, le chlorure ferrique solide sera trouvé mélangé avec des chlorures de cobalt et de nickel à la sor- tie du four. Si les gaz ne contiennent à leur sortie aucune quantité commercialement appréciable de vapeurs des chlorures
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de nickel et de cobalt, on en conclut que la température de G est trop élevée.
Les gaz qui sortent de G sont conduits, de préférence sans refroidissement sensible, à. travers 20, dans une - enceinte d'oxydation H où. le chlorure ferrique est brûlé avec l'oxygène de l'air et, de préférence, avec l'appoint d'une certaine quantité d'oxyde de carbone ( gaz d'un gazogène à air soufflé exempt d'hydrogène ), et trans- forme en oxyde ferrique et en chlorure connue décrit dans le brevet belge n 561.655 du 20 juin 1929.
Si on le désire, on peut faire traverser aux gaz une chambre à poussières interposée sur leur trajet vers l'enceinte d'oxydation.
En opérant de cette manière, on extrait de l'en- ceinte d' oxydation en 21 de l'oxyde ferrique grossièrement cristillisé prêt à être traité au haut-fourneau. Le chlore, en même temps que les gaz inertes qui sortent de l'encein- te d'oxydation, est fractionné en un petit courant qui se rend à travers 19 au four G et,, en un courant important qui traverse la conduite 22 pour parvenir au four A. Au lieu de diriger la. totalité des vapeurs de chlorure ferrique et les gaz inertes,qui sortent du four G, dans l'enceinte d'oxy- dation H, une partie peut être envoyée directement au four A à travers la conduite 23.
La figure 2 représente une autre modification du pro cédé qui peut être avantageusement appliquée aux minerais de Cuba précités, ou autres oxydes de fer similaires, parti- culièrement lorsque la séparation qu'on désire effectuer est celle du fer, du nickel et du cobalt d'une part, et le chrome de l'autre. Cette modification du procédé peut aussi
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êtreemployée pour effectuer la séparation complète du fer des autres produits marchands comme dans le figure 1, la seule différence étant que l'oxyde de fer est habituellement obtenu à l'état de poudre fine et que- le nickel et le cobalt ont récupérés on dissolvant leurs chlorures à partir ce l'o- xyde de fer.
Dans cette modification du procédé, A, B, C, D, E et F sont utilisés de la même manière qu'en figure 1. Lorsqu'on désire produire de l'oxyde de fer finement divisé avec récu- pération du nickel et du cobalt sous forme.de chlorures en solution, le four G, @eut être rotatif comme indiqué à propos de le. figure 1. La température dans ce dernier doit, toute- fois, êtreplus soigneusement contrôlée . La limite inférieure est celle indiquée plus haut; la limite supérieure est celle à laquelle le nickel ou le. cobalt, ou bien le nickel et le cobalt, apparaissent en quantités commercialement préjudicia- bles, sous forme d'oxydes, en même temps que l'oxyde de fer.
Le procède est habituellement poursuivi entre 280 et 325 ou 350 C., à 400 C. il se produit une oxydation appréciable du chlorure de nickel. Les chlorures condensés provenant de C et D sont envoyés dans G et les gaz qui sortent de G se rendent au four A à travers la conduite 24. De l'air chauffé est envoyé dans G en 25 et dirigé à contre-courant par rapport au chlorure. On a remarqué qu'il est avantageux d'envoyer les chlorures produits, dans G, avec cet air puis- que en agissant ainsi un ordre de températures quelque peu plus étendu est permis.
Cette façon de procéder est particulièrement avan- tageuse lorsque du cobalt est présent. L'air peut être chauf- fé indirectement, ou bien en brûlant dans cet air, soit avant,
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soit après son entrée dans G, un combustible approprié, de préférence de l'oxyde de carbone, ou un gaz de gazogène exempt d'hydrogène. Il sort de G en 26 de l'oxyde ferrique finement divisé, en même temps que des chlorures de nickel et de cobalt . Ces chlorures sont facilement solubles et peuvent être récupérés en solution, en lessivant l'oxyde ferrique et en les raffinant selon les méthodes connues.
Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, il est quel- quefois avantageux d'entraîner le colbalt, ou le cobalt et le nickel, directement avec le fer sous forme d'oxyde.
Lorsqu'on veut opérer ainsi, le chlore de traitement n'est pas ajouté à l'air qui entre dans C, mais est envoyé di- rectement au four A, en 27; le four G est aussi porté à haute température, c'est-à-dire à une température suffisamment élevée pour que les chlorures de nickel et de cobalt soient, en principe, complètement oxydés. Les oxydes produits ne doivent pas contenir en quantités commercialement préjudicia- bles, le cobalt et le nickel solubles dans l'eau. Bien que le contrôle de la température doive être établi selon les résultats de l'analyse, avec des minerais contenant de 2 à 4% de nickel, des températures de l'ordre de 450 à 500 C. sont satisfaisantes.
Avec un fonctionnement à contre-courant, les plus basses températures doivent être employées afin de pro- duire complètement l'oxydation désirée.
De trop hautes températures sont susceptibles de provoquer la volatilisation des chlorures, particulièrement du chlorure de nickel, et de produire l'évacuation de ce dernier hors du four en même temps que les gaz de chlorura- tion qui se rendent à A, ce qui produit une nouvelle circula-
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tion inutile des matières et une réduction correspondante du rendement effectif de l'installation. Afin d'y remédier et pour permettre l'emploi de plus hautes températures, on a souvent remarqué qu'il était avantageux d'inverser l'écou- lement de gaz à travers G, en introduisant l'air chauffé à la même extrémité que les chlorures et en recueillant le courant de chlorureferrique gazeux à la même extrémité que l'oxyde ferrique.
Lorsqu'on opère ainsi avec un écoulement simultané de gaz et avec un contrôle exact de l'alimentation en air, il ne paraft pas exister de limite supérieure à la température qui peut être employée, et dans ce cas il est préférable de substituer au four rotatif une chambre sta- tionnaire en briques, dans laquelle les chlorures peuvent être insufflés par un mécanisme presque identique à celui employé dans la combustion du charbon pulvérulent. Avec cette façon d'opérer, l'oxydation est avantageusement ef- fectuée à une température d'environ 850 à 900 C. A des températures de cet ordre, des oxydes de fer et de nickel sent obtenus ensemble à l'état grossièrement cristàllisé et prêts à être employés immédiatement dans un haut-fourneau.
A de plus grandes températures, des quantités de chlore progres- sivement plus grandes peuvent être récupérées au lieu de chlorure ferrique et, à 800-900 C. tout le chlore, en prin- cipe, peut être récupéré .
PROCÉDÉ APPLIQUÉ AUX MIMERAIS SULFUREUX.
La figure 3 représente schématiquement les di- verses étapes du procédé modifié pour s'appliquer au trai- tement des minerais qui contiennent du fer en combinaison avec du souffre.
D'après la figure 3, le minerai, qui peut être soit
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finement divisé, soit à l'état de bloc, est introduit dans un four A. Il rencontre un courant de gaz inerte et un agent de chloruration, qui peut être du chlore, du chlo- .rure de soufre, du chlorure ferrique, ou toute combinaison de ces corps, qui sont ou peuvent être obtenus dans des étapes du phases ultérieures du procédé. Le fer et d'autres sulfures du minerai réagissent les uns sur les autres avec formation de soufre libre et de chlorures.
La température du four est contrôlée de telle sorte qu'aucune quantité commercialement importante de chlorure ferreux ne quitte A avec la gangue, et la température et la quantité de gaz insrtes sont de préférence réglées de façon qu'aucune quan- tité appréciable de chlorure ferreux n'existe dans le four A à l'état de masse de fusion, et de façon que tous les chlo- rures, ou en principe tous les chlorures, soient volatilisés aussi vite qu'ils sont formés, ou autrement retirés immédia- tement des surfaces des particules de minerai.
Les gaz et les vapeurs qui sortent du four A sont envoyés par les conduits 11 et 12 à travers B et C, et facultativement à travers D, de la même manière que dans les cas des figures 1 et 2, les gaz sortant de D, au-dessus du point de fusion du soufre, étant envoyés successivement à travers une série de conden- seurs de soufre 11 à 14. Il est ordinairement préférable, toutefois, de supprimer le réceptacle à fumées D, puisqu'on a remarqué que les résidus de la fumée peuvent être très efficacement retenus dans le premier des deux condenseurs de soufre, le soufre condensé agissant pour rendre la fumée plus visqueuse de sorte qu'il est facilement retenu sur les parois sur lesquelles il s'écoule sous forme de courant de soufre condensé.
Le soufre impur, ainsi que du soufre aussi
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qu'on peut le désirer, est envoyé à travers la conduite 28 au générateur de chlorure de soufre J auquel parvient aussi, par la conduite 29, un courant de chlore et d'azote prélevé dans une phase ultérieure de l'opération. Le soufre est converti en vapeurs de chlorure de soufre qui se rendent au four Aà travers la conduite 30. Les résidus des chlorures solides qui s'accumulentà partir de la fumée en J sont extraits de temps en temps et envoyés par la conduite 31 à G où ils sont traités pour en séparer tout chlorure de fer résiduel.
Du soufre liquide pur est soutiré des condenseurs
13 et 14 pour être utilisé ou vendu. Les gaz qui sortent de 14 peuvent être divisés en deux courants, qui passent respectivement à travers un collecteur ou absorbeur E et un collecteur-absorbeur ou scrubber F pour l'extraction des chlorures des métalloïdes comme précédemment décrit, toute quantité désirée de gaz inertes passant au four A en prove- nance de E.
Les chlorures solides condensés en C sont envoyés comme précédemment au four G qu'ils traversent en présence d'un courant de chlore et de gaz inertes introduits à travers la conduite 19, la circulation ayant de préférence lieu à contre-courant. En G le chlorure ferreux est converti en chlorure ferrique qui sort sous forme de vapeur et se rend par la conduite 32 à l'enceinte d'oxydation H dans laquelle le chlorure ferrique est oxydé à la manière connue, pour produire de l'oxyde de fer et un courant de chlore et des gaz inertes, lequel courant est divisé en un écoulement réduit qui se rend à G, et un écoulement plus important qui se rend au générateur de chlorure de soufre J, à travers la conduite 29.
Toute partie de l'écoulement de vapeur qui n'est pas utile dans le générateur de chlorure de soufre
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peut être envoyée directement à A à travers la conduite A.
Du chlore nécessaire pour compenser les pertes peut être ajouté à l'écoulement réduit qui pénètre dans G, en 34, ou bien peut être ajouté sous forme de chlore ou de chlorure de soufre, en J. Le contrôle de la température en G, est le même que dans le cas de la figure 1.
Cette forme du procédé peut être modifiée en fai- sant passer toute quantité désirée de chlorure ferrique di- rectement de G à A, à travers la conduite 35 jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de chlorure ferrique soit entrée dans l'enceinte d'oxydation A pour fournir le chlore nécessaire à l'opération en G et à l'opération en J.
Dans une autre forme modifiée du procédé, montrée à la figure 3, la température en A peut être limitée de façon à y volatiliser la totalité, commercialement parlant, des métaux qui peuvent être chlorurés et autres que le fer, tandis qu'on volatilise seulement une partie de ce dernier, à l'ordinaire nécessairement de 20 à 30%. Lorsqu'on agit ainsi à la fois C et D peuvent être supprimés si on le dési- re, tous les chlorures des métaux denses volatilisés étant condensés avec le soufre en 11 et 12. Ces chlorures, après en avoir extrait le soufre en J peuvent être conduits en G pour un traitement ultérieur.
Lorsqu'on opère ainsi, la gangue qui provient de A contient sous forme de chlorure ferreux une grande partie du fer initialement présent dans le minerai. Ce chlorure ferreux peut être oxydé et transformé en oxyde de fer par des méthodes et des appareils qui seront évidents d'après les autres données de la description, et les gaz de chloruration
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produits peuvent être introduits de nouveau dans le cycle.
Par exemple, cette gangue et le chlorure ferreux peuvent être envoyés directement en G à travers la conduite 36.
En opérant ainsi on préfère introduire suffisamment de chlore dans le générateur de chlorure de soufre J non seule- ment pour déplacer le soufre présent dans le mélange de chlo- rure de métal sulfureux qui y est amené, mais aussi pour y convertir le chlorure ferreux en chlorure ferrique, le chlo- rure de soufre et le chlorure ferrique ainsi produits étant envoyés au four A, grâce à quoi les chlorures de métaux non ferreux sont conservés en état d'être séparés et raffinés par des procédés connus. Lorsque le procédé est ainsi con- duit les parties solides qui sortent de G sont constituées, en principe, par de l'oxyde de fer et de la gangue.
Il est à remarquer que la forme du procédé schémati- sée en figure 3 et décrite dans ce qui précède produit de l'oxyde de fer sous forme grossièrement cristalline et que les chlorures des métaux non ferreux présents sont pro- duits à l'état anhydre. Lorsqu'il n'est pas important d'ob- tenir l'oxyde de fer sous forme grossièrement cristalline ou lorsqu'on a pas avantage à obtenir des chlorures de cui- vre, etc. à l'état anhydre, des modifications du procédé schématisées aux figures 4 et 5 peuvent alors être appli- quées avec avantage.
Les divers éléments de l'appareil requis pour la mise en oeuvre des modifications indiquées aux figures 4 et 5 sont les mêmes que celles décrites dans ce qui précède, sauf en ce que, dans la modification de la figure 5, un second four D est nécessaire.
Le choix entre les deux modifications dépend de fac- teurs économiques variés, la modification montrée en figure 5
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exigeant le lessivage de quantités relativement petites d'oxyde de fer pour la récupération des chlorures d'autres métaux.
D'après le procédé tel que schématisé en figure 4, l'opération de chloruration est réalisée en A avec volati- lisation complète du fer et des autres chlorures métalliques, dont la totalité est transportée en G où elle est oxydée par l'oxygène de l'air ou un agent d'oxydation équivalent à des températures contrôlées de la même manière qu'indiquée précédemment, grâce à quoi des gaz ou vapeurs de chloruration sont produits qui contiennent du chlorure ferrique mais sont exempts de chlorures des autres métaux denses, ces vapeurs ou gaz étant envoyés à travers la. conduite 24 au four A de chloruration initiale. Les parties solides évacuées de èn 26 contiennent-de la gangue, de l'oxyde ferrique, et les chlo- rures d'autres métaux denses, lesquels chlorures peuvent être extraits par lessivage.
Le procédé de la figure 5 diffère de celui de la figure 4 seulement en ce que la température dans le four A et la quantité de gaz inertes qui sont renvoyés à ce four sont contrôlés,de façon que se produise la volatilisation pratiquement complète des métaux denses non ferreux, à l'ex- ception du fer; le contrôle est tel, en d'autres termes, que la gangue et le chlorure ferreux qui sortent de A soient libres de quantités commercialement importantes d'au- tres chlorures de métaux denses.
Dans ce but, soit la tem- pérature de A, soit la quantité de gaz inertes introduits en A, ou à la fois la température et cette quantité, seront plus basses pour un minerai' donné qu'elles ne seraient dans le cas .on l'on opère d'âpres la modification de la figure 4.
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Lorsqu'on opère de cette façon, la gangue et le chlorure ferreux qui sont amenés en A à travers la conduite 37 sont traités en G avec de l'air pour oxyder le chlorure.
Les gaz de chloruration produits sont envoyés en A à travers 24 et la gangue et l'oxyde ferrique produits, qui ne contien- nent que des traces de chlorure et ne nécessitent pas de lessivage avant agglomération ou autre traitement avantageux, sont évacués en 38. Des chlorures condensés sont traités en Gl, l'oxyde ferrique solide produit étant exempt de gangue et contenant, sous forme soluble, la totalité commerciale- ment parlant, des chlorures des autres métaux denses.
Il est impossible de donner une régle unique fixe pour les proportions nécessaires entre la température et la quantité de gaz inertes qui suffisent à la volatilisation complète des chlorures ferreux et autres pour un minerai quelconque, puisque ces quantités sont influencées par tou- tes variations dans l'analyse. En général, les effets de la température et des gaz inertes sont dépéndants l'un de l'autre de sorte que avec des températures plus hautes, moins de gaz inertes sont nécessaires, et vice versa.
Bien que, dans les formes spécialement préférées du procédé, on opère sans production de quantitésimportantes de chlorure fondu, beaucoup des avantages de l'invention peuvent être obtenus lorsque la fusion est permise. Cette opération permet encore la récupération d'oxyde de fer exempt de gangue et, soit à l'état fin, soit à l'état grossier, avec ou sans oxyde de cobalt et de nickel, la récupération des chlorures des autres métaux à l'état anhydre, la récupé- ration de la totalité du soufre, s'il y en a, exempt de chlo- 1
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rure métallique, et la récupération des chlorures anhydres des métalloïdes.
En général, les minerais sulfureux n'exigent pas tout à fait autant de gaz inertes que les minerais-oxydes.
La présnce d'autres métaux tels que le cuivre, le zinc et le plomb, et particulièrement de métalloïdes, exerce aussi un-,--.influence sur la conduite générale de la réduction de la quantité nécessaire de gaz inertes.
D'appareil collecteur de fumées ( D dans les figu- res 1 à 5 inclusivement ), est coûteux à la fois par son établissement et pendant les opérations. On a montré comment son emploi peut être évité lorsqu'on doit traiter du minerai qui contient du soufre. Lorsqu'il n'y a pas de soufre dans les minerais à traiter on peut en introduire dans le cycle sous une forme quelconque et, par exemple, sous forme de soufre même, sous forme de pyrites ajoutés au minerai à traiter., ou en introduisant le chlore sous forme de chlorure de soude. Dans ce cas, le soufre est employé simplement comme agent collecteur, toute la production des condenseurs de sou- fre étant retournée au cycle et du soufre étant ajouté en quantité juste suffisante pour assurer l'alimentation néces- saire du système.
D'autres vapeurs appropriées exemptes d'eau peu- vent être employées dans le cycle comme agent collecteur de fumées. Ces vapeurs doivent être inertes pour les actions de chloruration produites et doivent être facilement con- densables sans pertes sérieuses à la sortie des gaz inertes; en d'autres termes, lorsque les vapeurs sont condensées le liquide qui en résulte doit avoir une tension de vapeur ex- cessivement basse à la température de l'eau de refroidisse-
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ment. Des chlorures de métalloïdes, et particulièrement le chlorure, de bismuth, sont appropriés.
Bien que le chlorure de soufre et le chlorure ferrique puissent être employés pour la chloruration du minerai d'après le présent procédé, il est préférable d'employer du chlore dans sa forme élémentaire partout où d'autres considérations ne contrebalancent pas les avantages qui peuvent être obtenus en conduisant ainsi les opérations afin de récupérer le chlore pour l'utiliser de noveau sous cette forme.
Lorsque dans la conduite du procédé, une par- tie du soufre récupéré est souillé par des impuretés des chlorures, il est économique d'utiliser ce soufre pour former du chlorure de soufre qui peut être employé comme agent de chloruration dans le procédé, mais il n'y a pas d'avantage particulier à employer plus de chlorure de soufre qu'on en obtient nécessairement en utilisant ce soufre impur ; d'autre part, l'emploi de plus grandes quantités ne donne pas lieu à des effets préjudiciables spéciaux.
L'emploi de quantités excessives de chlorure ferrique présente des avantages certains en ce qu'il exige l'emploi de plus grandes quantités de gaz inertes, ou de plus hautes températures, ou les deux, qu'il serait autrement nécessaire.
Le terme " chlorure de métalloïde " employé dans ce qui précède ne doit pas être limité à cette clase d'éléments connus sous le nom de métallordes, tels que l'ar- senic et l'antimoine, mais doit être considéré comme s'é- tendant au bismuth et aux autres éléments dont les chlorures ont une tension de vapeur sensible aux températures entre 115 et 160 C., c'est-à-dire de l'ordre de celles entre
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lesquelles le soufre se condense sous forme liquide à par- tir des mélanges gazeux produits d'après la présente inven- tion.
Bien entendu, des changements divers peuvent être apportés aux détails des procédés décrits et aux appareils employés pour leur réalisation, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de traitement par voie sèche et à températures élevées, de matières contenant du fer et autres matières marchandes, avec l'emploi dans un cycle de chlore, qui comprend l'alimentation d'une matière de ce genre dans une zone de chloruration, la chloruration du fer présent pour obtenir du chlorure ferreux avec un mélange gazeux d'un agent de chloruration et d'un gaz diluent inerte, l'extraction dudit chlorure et d'autres produits marchands obtenus par la réaction en mcmc temps que ladite matière,et la séparation des chlorures de métaux denses non' ferreux présents, et d'au moins une partie du chlorure fer- reux de la gangue par vaporisation, la condensation des chlorures ainsi vaporisés,
le traitement dudit chlorure ferreux pour former de l'oxyde de fer avec la production simultanée de gaz de chloruration dilués et l'emploi de gaz de chloruration dilués ainsi produits pour chlorurer de la matière nouvelle à traiter.
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