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"Perfectionnements au traitement des minerais de fer sul-
La présente invention concerne le traitement des minerais de fer sulfureux (pyrites) en vue d'en extraire du soufre, du fer et d'autres produits de valeur. Un de ses buts consiste à effectuer le grillage de manière à obte- nir directement du soufre et à récupérer de l'oxyde de fer comme sous-produit. Un autre but est d'utiliser à ces fins l'oxygène et l'hydrogène obtenus par l'électrolyse de l'eau, en employant l'oxygène dans le procédé de grillage et une quantité correspondant.e d'hydrogène (obtenu par l'électrolyse)
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dans la réduction de l'oxyde de fer en fer.
D'autres buts encore ressortiront de la descrip- tion d'une application préférée de l'invention, donnée à titre d'exemple.
La première phase du procédé consiste à griller le minerai. Suivant l'invention, il est important d'amener AUX matières premières de l'oxygène aussi pur que possible, en quantités déterminées et suffisamment faibles pour assurer que seul de l'oxyde de fer soit formé au cours du grillage, le soufre étant libéré à l'état non oxydé.
Bien entendu, de faibles quantités de soufre sont aussi oxydées, mais les quantités minimes d'anhydride sul- fureux ainsi formées peuvent être renvoyées au four de grillage avec de l'oxygène frais après la condensation ou l'absorption du soufre, (le procédé étant continu) et n'exercent donc aucune action défavorable. Grâce aux pe- ti.tes quantités déterminées d'oxygène que l'on emploie, il est possible d'une part d'exécuter le procédé sur une échel- le industrielle économique, sans frais de production de cha- leur, et, d'autre part, d'obtenir directement du soufre à l'état libre.
Ce mode d'exécution du procédé possède en outre l'avantage de pouvoir être combiné avec une production éco- nomique d'hydrogène et d'oxygène par électrolyse, les quan- tités d'hydrogène et d'oxygène requises pour les deux pha- ses du procédé correspondant exactement aux proportions de ces éléments contenues dans l'eau.
Lorsqu'on applique le procédé suivant l'invention à l'extraction d'oxyde de fer et de soufre d'un sulfure de fer tel, par exemple, que les pyrites, les réactions sont les suivantes:
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Premirére phase:
3 Fe S2 + 2 02 = Fe3 O4 + 3 S2
En premier lieu, on obtient de l'anhydride sul- fureux, mais la température élevée a pour effet de faire continuer la réaction de celui-ci sur les pyrites et de former de l'oxyde de fer et du soufre, par exemple comme suit:
3 Fe S2 +2 SO 2 = FE3 O4 = 4S2
Les gaz étant en circulation continue, le soufre en est éliminé par condensation ou absorption, et on les dirige vers le four de grillage avec la quantité requise d'oxygène frais.
Deuxième phase:
On transporte ensuite les pyrites incandescentes au four de réduction, dans lequel on réduit l'oxyde de fer en fer et en eau, à l'aide d'hydrogène. On condense l'eau, tandis qu'on renvoie au four l'hydrogène, constamment re- nouvelé par des additions d'hydrogène frais en proportions convenables. La réaction est la suivante:
F33 O4 + 4H2 = 3 Fe + 4H2O.
On peut effectuer une économie de chaleur en utili- sant celle des gaz partants pour le chauffage préalable des gaz entrants. Dans le procédé de réduction,, il est nécessai- re de communiquer une certaine quantité de chaleur à l'hy- drogène, ce qui peut s'effectuer par chauffage direct, à l'aide d'un arc électrique ou en additionnant l'hydrogène d'une faible quantité d'oxygène, par exemple.
Ainsi qu'on l'a remarqué, les quantités d'oxygène et d'hydrogène requises pour les réactions chimiques du procédé correspondent exactement aux proportions d'oxygène et d'hydrogène contenues dans l'eau.
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L'inventeur ne revendique pas la production de soufre par un procédé suivant lequel on traite les pyrites dans une cornue de distillation close. Il ne revendique pas non plus un procédé de distillation suivant lequel après avoir obte- nu une certaine quantité de soufre, on soumet les matières restant dans la cornue à un grillage, en présence d'un mé- lange d'air ou d'oxygène avec de l'azote du de l'acide car- bonique.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Procédé pour la séparation directe de soufre et de fer de minerais de fer sulfureux, consistant à amener au minerai, pendant le grillage, des quantités déterminées d'o- xygène, suffisamment faibles pour que seul le métal du mi- nerai soit oxydé, tandis que le soufre ne l'est pas sensi- blement.
2. Procédé pour la séparation directe de soufre et de fer à l'état métallique de minerais de fer sulfureux, sans l'emploi de combustibles, consistant à griller le mine- rai en présence de faibles quantités déterminées d'oxygène, de manière à obtenir du soufre à l'état libre et de l'oxyde-.de fer, puis à réduire l'oxyde de fer à l'aide d'une quantité d'hydrogène telle que celle-ci et la quantité d'oxygène con- sommée au cours du grillage soient proportionnelles aux quantités d'oxygène et d'hydrogène contenues dans l'eau.
3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'on fait circuler les gaz de manière continue à travers les minerais soumis au grillage et à travers les matières soumises au procédé de réduction, et qu'on obtient par condensation du soufre, des composés sulfurés et de l'eau.
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"Improvements in the treatment of sulphurous iron ores
The present invention relates to the processing of sulphurous iron ores (pyrites) for the extraction of sulfur, iron and other valuable products. One of its purposes is to perform the roasting so as to directly obtain sulfur and recover iron oxide as a by-product. Another object is to use for these purposes the oxygen and hydrogen obtained by the electrolysis of water, employing oxygen in the roasting process and a corresponding quantity of hydrogen (obtained by l 'electrolysis)
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in the reduction of iron oxide to iron.
Still other objects will emerge from the description of a preferred application of the invention, given by way of example.
The first phase of the process consists of roasting the ore. According to the invention, it is important to supply the raw materials with oxygen as pure as possible, in determined quantities and small enough to ensure that only iron oxide is formed during roasting, the sulfur being released. in the non-oxidized state.
Of course, small amounts of sulfur are also oxidized, but the small amounts of sulfur dioxide thus formed can be returned to the roasting oven with fresh oxygen after condensation or absorption of sulfur, (the process being continuous) and therefore exert no adverse action. Thanks to the small determined quantities of oxygen which one employs, it is possible on the one hand to carry out the process on an economical industrial scale, without heat production costs, and, d on the other hand, to directly obtain sulfur in the free state.
This method of carrying out the process has the further advantage of being able to be combined with an economical production of hydrogen and oxygen by electrolysis, the quantities of hydrogen and oxygen required for the two phases. Its process corresponds exactly to the proportions of these elements contained in the water.
When the process according to the invention is applied to the extraction of iron oxide and sulfur from an iron sulphide such as, for example, pyrites, the reactions are as follows:
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First phase:
3 Fe S2 + 2 02 = Fe3 O4 + 3 S2
In the first place, sulfurous anhydride is obtained, but the high temperature has the effect of continuing the reaction thereof with the pyrites and forming iron oxide and sulfur, for example as follows :
3 Fe S2 +2 SO 2 = FE3 O4 = 4S2
Since the gases are in continuous circulation, the sulfur is removed by condensation or absorption, and they are directed to the roasting oven with the required quantity of fresh oxygen.
Second phase:
The incandescent pyrites are then transported to the reduction furnace, in which the iron oxide is reduced to iron and water, using hydrogen. The water is condensed, while the hydrogen is returned to the furnace, constantly renewed by additions of fresh hydrogen in suitable proportions. The reaction is as follows:
F33 O4 + 4H2 = 3 Fe + 4H2O.
Heat can be saved by using that of the leaving gases for preheating the incoming gases. In the reduction process, it is necessary to impart a certain quantity of heat to the hydrogen, which can be effected by direct heating, by means of an electric arc or by adding the hydrogen. hydrogen from a small amount of oxygen, for example.
As has been noted, the quantities of oxygen and hydrogen required for the chemical reactions of the process correspond exactly to the proportions of oxygen and hydrogen contained in the water.
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The inventor does not claim the production of sulfur by a process whereby the pyrites are treated in a closed distillation retort. Nor does he claim a distillation process whereby after obtaining a certain amount of sulfur, the materials remaining in the retort are subjected to a roasting in the presence of a mixture of air or oxygen. with nitrogen or carbonic acid.
CLAIMS ---------------------------
1. Process for the direct separation of sulfur and iron from sulphurous iron ores, consisting in supplying the ore, during roasting, with determined quantities of oxygen, sufficiently small so that only the metal of the ore is oxidized , while sulfur is not significantly.
2. Process for the direct separation of sulfur and iron in the metallic state from sulphurous iron ores, without the use of fuels, consisting in roasting the ore in the presence of small determined quantities of oxygen, so as to obtaining sulfur in the free state and iron oxide, then reducing the iron oxide with the aid of such an amount of hydrogen as this and the amount of oxygen con- added during roasting are proportional to the quantities of oxygen and hydrogen contained in the water.
3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that the gases are continuously circulated through the ores subjected to roasting and through the materials subjected to the reduction process, and obtained by condensation. sulfur, sulfur compounds and water.
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