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"PROCEDE DE RECUPERATION DE METAUX AUTRES QUE LE FER EN PARTANT DE BAINS DE FUSION CONTENANT DES OXYDES METALLIQUES"
L'invention concerne les procédésde récupération de métaux autres que le fer en partant de bains de fusion, c'est-à-dire de masses fondues telles que des laitiers, bains de fusion, etc. contenant des oxydes métalliques, à l'aide de gaz réducteurs tels que le gaz à l'eau, le gaz d'éclairage, l'oxyde de carbone.
Des propositions consistant à traiter de tels bains de fusion par des gaz réducteurs en vue d'en extraire du métal, ont déjà été faites à plusieurs reprises; jusqu'ici toutefois aucune de ces propositions n'a encore été mise en
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pratique sur une échelle industrielle.
La déposante a reconnu que lorsqu'on opère sur un régule la bonne marche de la réaction, en par.ticulier le fait que toute réoxydation du métal séparé est évitée, n'est assurée que si l'on a soin que l'atmosphère du four soit maintenue réductrice ou tout au moins neutre dans toute phase de l'opération. Comme les réactions sont forte- ment endothermiques et comme la masse est fortement refroi- die par la quantité relativement grande de gaz de réduction qui la traversent, on ne peut pas se passer d'un apport de chaleur supplémentaire. Comme l'action mutuelle entre les gaz introduits dans le bain et les gaz de chauffage est ré- glée de façon qu'il y ait toujours dans le four une atmos- phère au moins neutre ou faiblement réductrice,- le bain de fusion peut être traité, suivant l'invention, dans le four chauffé directement.
On peut ainsi obtenir de façon simple et économique,. sous forme de régule, des métaux autres que le fer et non seulement Cu, Ni, etc. qu'on n'obtient généralement pas sous une forme volatile, mais encore l'étain, le plomb, l'antimoine, etc.
Le présent procédé se distingue ainsi radicalement ' des procédés déjà connus par des brevets antérieurs. On a proposé par exemple de traïter le bain de fusion par du @ charbon sous une forme liquide, solide ou gazeuse ou par des gaz réducteurs en insufflant simultanément de l'air. Cet- te combinaison d'agents réducteurs et d'agents oxydants'ne peut naturellement donner que des résultats différents de ceux du procédé conforme à l'invention; elle ne permet pas d'obtenir des métaux volatils sous forme de régule. Dans un autre brevet il est dit formellement que ce n'est qu'au four électrique et en vase clos qu'on réussit à séparer les métaux volatils sous forme de régule, tandis qu'autrement
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on les obtient sous formed'oxyde.
Bien qu'il soit généralement désirable d'obtenir sous une forme aussi complètement métallique que possible les totaux du deuxième groupe, l'étain, le plomb, l'antimoine, etc., il peut être nécessaire ou au moins utile de renoncer à les obtenir sous cette forme.
En effet, au fur et à mesure que le bain de fusion s'appau- vrit en métaux tels que ceux qui viennent d'être cités, la dépense de gaz et de temps augmente très considérablement, et souvent aussi le métal ne peut pas être séparé com- plètement.
Ceci semble provenir principalement de ce que les derniers reste:: de métal séparés sous forme de très peti- tes particules restert en suspension dans le bain de fusion, phénomène qui est encore favorise par l' action de poussée ascensionnelle des gaz qu'on fait passer au travers.
C'est pourquoi il convient de faire varier l'opération, à un moment donné pour chaque métal, de façon que ces derniers restes de métal soient obtenus, non plus sous forme métallique, mais sous forme d'oxyde. Au lieu -le l'atmosphère réductrice ou neutre maintenue jusqu'à ce moment, il faut maintenant maintenir dans le four une atmosphère nettement oxydante pendant le reste de l'opéra- tion. L'oxyde qui se produit est recueilli de façon connue (par exemple au moyen de filtres-sacs). Un avantage essentiel de ce procédé combiné, c' est qu'on peut traiter les bains de fusion dans un seul et même four et en une seule chaude.
Ce mode opératoire est particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit du traitement de bains de fusion complexes, c'est-à-dire contenant du cuivre, du nickel, etc., aussi bien que de l'étain, du plomb, de l'antimoine, etc. On opère d'abord dans des conditions réductrices, pour séparer
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sous forme de régule, suivant leur tonalité thermique, d'abord les métaux du premier groupe et une partiede ceux du deuxième groupe, le reste des métaux du deuxième groupe étant obtenu ensuite sous forme d'oxyde. Les métaux déjà séparés sont de préférence soustraits de façon connue)
par exemple comme dans le sélecteur Davièt, à l'action oxy- dante de l'atmosphère du four avant le commencement de la deuxième opération partielle.
La déposante a reconnu en outre qu'il est possible d'accélérer le travail de façon tout à fait extraordinaire dans des conditions oxydantes lorsqu'on fait arriver au bain de fusion, du soufre solide, fondu ou sous forme de vapeur, tel quel ou sous forme de composés. Le rendement économique du procédé est augmenté très considérablement par cette mesure.
Bien que la plupart des matières de départ indi- quées plus haut contiennent du soufre, il est cependant généralement nécessaire d'ajouter du soufreou des matières cédant du soufre, parce que le soufre contenu dans le laitier ou les produits analogues n'est pas efficace dans tous les cas. Lorsqu'on ajoute les quantités nécessaires de soufre ou de matières cédant du soufre, tous les métaux dont les sulfures sont volatilsaux températures envisagées sont chassas hors des masses en fusion.
La matière continuant à traverser le four, les sulfures brû- lent alors et se transforment en oxydes ou en sulfates qui peuvent être recueillis de façonconque dans des appareils appropriés.
On a bien déjà proposé de faire passer un mélange de vapeur d'eau et d'hydrogène sulfuré à 8000 C. sur des minerais et d'autres matières pour en éliminer par sublima- tion l' étai,, , le bismuth, lemolybdène sous forme de sulfu- res.
Alors que, dans ces procédés, la matière à traiter se
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trouve ù 1'.r.;t ';J1.iJ,; et <,ue 1' . ction <1.a ,.:l.nw ;, .. , ¯: n's lieu ,:;u'2;. partir de 1. -':',[.."[:1C8, cLin", le cas présent au COr.t1..;ir'l on fait y7N:W ?'¯" .'le.. [,--,'c. réducteurs à travers un bain de 1 ii:= ¯-. fusion, Lcu r<1.=ctior;;; :;¯1i sp r': 'ui Frrt éL,#t tout ::- f:...i.t c'if.f,'r';r:tr::, et 1 c:>; r6.ultt:: obtenus ctaut l'l'l' '¯,:¯..a,.lvc:r:t :",1.1,::,. t¯l.i¯'rer:.fmt t> < .' i 1 f F i' <.; #.- t 1 Lo l-''0- c/rl6 C'Jnf'ol':,.1e à 1 a l.l['c,:;<.:(.te jnv,::'-r'ti.011 rF' 'I..:'lt .L::; i 1. r 8.1)lJli'...u du t 0.1. ¯,V, ' 1:' ..m:.l ., ;r:>....y.:...+ .L;.. '.../j- ;..lt'7JY; ....., . ,.¯. ¯ ,lu- )'!- 1: r . i J n t..od(- :'-1':¯l 1:'Y' ''.-;. i::,-,1-':"4t\.' 1Y, r.' r.---.
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Exemple 1 : Pour obtenir un régule de Cu.
On a traité par 25 m3 de gaz d'éclairage, à une température de 1300 C., 300 kg d'un laitier de cuivre contenant 2,5 % de cuivre, et au bout de 25 minutes le laitier ne contenait plus que 0,18 % de cuivre. On a extrait ainsi un régule métallique pesant 7 kg environ.
Exemple. 2: Pour obtenir un régulede Sn.
1000 kg d'un laitier defour à réverbèrecontenant 3,3 % d'étain et de petites quantités de cuivre et de plomb et provenant de la fusion de matières stannifères avec des agents de réduction furent traités à 1350 C. environ par 30 m3 de gaz (1' 1::01 -tirage pendant 30 Minutes et réduits à une teneur en étain de 0,7 %. Le régule obtenu pesait 46 kg et conterait 53 % d'étain.
Exemple 3: Procède combine sans addition de soufre.
500 kg d'un laitier contenant 9,84 % de cuivre, 5,4 )il d'étain et 10,8 d'antimoine furent traites pendant 45 minutes pur 40 m3de gaz à l'eau à 1400 C. dans une atmosphère réductrice. Il en cet résulte un laitier conte- nant des traces (le cuivre, 0,96 % d'étain et 1,92 % d'an- timoine. En continuant à traiter ce laitier dans des conditions oxydantes par 20 m3 de gaz à l'eau on a obtenu un laitier final contenant 0,15 d'étain et 0,30 % d'anti- moine .
Les essais suivants, indiquée dans l'exemple 4 et effectués en grand avec et sans addition de soufre montrant l'importance de cette addition pour le procédé oxydant.
Exemple e 4.
Sans addition de soufre:
Essai I : Charge 250 kg de laitier de plomb contenant 2,88 % de plomb Après 30' le laitier contenait encore 0,92 % de plomb
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" 45t en tout il rr tr 0,46 If " Il 6t t; n Il n " 0,44% Il t,
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Température du bain: 1400 C.
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Avec .dciticn de Noe.frc: E.:;.:;ui II: Ch",Y'Gc 250 1\:[; de laitier ,le i10(.! contenant 3,13 l' ie plomb Aprcj ur soufflée de 21' le 1:,1.1,iér ce'.tenait C,46 " Il " " 3L ' elé tout il " 0,10 rrelujJ6Y'u. t'n-'e b y.i¯¯: 1 Ce Sans vc,.itio:l de oufrc Esiài III: Chai,ge 300 kg de laitier ricne ce four 1= réverbère contenant environ 5 % de Sn Après un soufflage d'une heure le laitier contenait
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1 O V j ü rJ.Ll il il Il de 1 h l- il il Il 0 F30 jo de Sn " fi " de 2 heù'rcs " " " l 6U jo de Sri Température du bain 1400 C.
Avec addition de soufre:
Essai IV:
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Charge 300 ksi de laitier de four ù réverbère co;:i:#e dans ],'eZ±-1 III Aprèc un soufflage de 30 win. le laitier contenait l,f3G ; Après 75' en tout il contenait 0,15 %
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Tenipsrature du bain 14OU0 C.
Ce dernier exemple montre 1'action d'une addition de cendres folles ou de matières analogues.
Exemple 5.
On a ajouté, à 300 kg d'un laitier de four à cuve contenant 5,8 % d'étain, 5U kg de cendres folles d'un four à cuve contenant 13 % d'étain et lorsque le bain fut devenu fluide, on l'a traité par de l'hydrogène pendant 35 minutes.
Lu charge contenait donc 23,9 kg d'étain. Le traitement a produit 4C,2 kg de métal contenant 46 % d'étain 21,27 kg
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de ,r¯. Le laitier contenait encore 0,'2 , d' ètui¯. La composition du métal obtenu par la séparation était la suivante:
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Sn 46 , 00 ; Cu 12,00 Pb 19,82 Sb 12,40
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La quantité d'hydrogène dépensée a été de 18 m3.