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" PROCEDE DE GRILLAGE DE FINES DE PYRITES n
La présente invention se rapporte au grillage de minerais sulfurés finement divisés, concentrés de flotation ou matières analogues et plus particulièrement au grillage en suspension ou grillage "éclair" de fines de pyrites ou de concentrés de flotation dans un gaz oxydant en opposition avec le travail de grillage sur sole des fours mécaniques ou à étagères.
Dans le grillage en suspension ou grillage "éclair" des fines, tel qu'il est pratiqué habituellement , il s'est présenté de nombreuses difficultés d'exécution qui sont nettement préjudiciables à la bonne conduite de l'opération
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du grillage. Parmi celles-ci on peut noter principalement la formation de concrétions , agglutinées contre les parois du four de grillage, la désulfuration incomplète des pyrites et la mise hors service trop rapide du four par brûlage .
La formation des concrétions est très fréquente et particu- lièrement à déplorer car, elles prennent en peu de temps des dimensions tellement considérables et encombrantes, que l'on doit suspendre le travail du four à des intervalles beaucoup trop rapprochés, pour permettre de les enlever des parois du four en les brisant. Ce bris de grandes masses de concrétions occasionne cependant beaucoup d'usure et de dégâts au four et, en outre, la perte de quantités de matiez res pyriteuses vertes ou non désulturées, qui sont contenues fréquemment dans ces concrétions.
Les. concrétions nuisibles, l'incomplète désulfura- tion qui en résulte, le brûlage trop rapide du four et, dans certains case la scarification du revêtement du four par les pyrites oxydées, sont dues, en grande partie, à la température excessivement élevée produite dans le grillage "éclair" tel qu'on le pratique habituellement.
Les pyrites sont très combustibles même sous forme compacte aussi par suite de la très grande surface des fines en contact avec le gaz oxydant lors de leur grillage en suspension ou grillage "éclair" , l'oxydation, et le dégage- ment de chaleur qui l'accompagne, se fait avec une intensité et une rapidité telles qu'il en résulte une température localisée très élevée.
Il résulte de cette température ex- cessivement élevée, qui ne peut être régularisée par aucun des moyens usuels par suite de son action intense et rapide, qu'il y aura une tendance naturelle à la mise hors service relativement rapide dufour et que des quantités de matières pyriteuses seront déposées, en formant des concrétions sur les parois , et oela avant que la désulfuration complète ai5 eu lieu.
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La présente invention permet de surmonter les difficultés ci-dessus et fournit un procédé hautement efficace et économique en chauffant dtabord les fines en suspension dans une atmosphère relativement peu oxydante, pour enlever l'atome de soufre volatil puis, en grillant le sulfure résiduel que l'on dénommera pour plus de commodité le monosulfure de fer, en le mettant en suspension dans un gaz oxydant , on utilisera enfin les gaz chauds provenant de ce grillage du monosulfure comme gaz chaud de suspension pour l'enlèvement du soufre volatil dans les pyrites que lton commence à traiter.
Les avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé qui représente, schématiquement et à titre d'exemple , une forme de réalisation de l'invention.
Dans la chambre de distillation 1,construite en brique réfractaire ou en matière analogue, sont introduites par la trémie 2 et le transporteur à vis 3,aboutissant au conduit d'entrée ± , les concentrés de flotation ou les fines de pyrites. Les gaz chauds d'anhydride sulfureux, prove-, nant de la chambre de grillage ± et que l'on décrira plus loin,
sont introduits dans la chambre 1 par des tuyères et ± reliées respectivement aux tuyauteries d'alimentation 8 et 9 celles-ci communiquent avec la conduite de sortie 10 des gaz de la chambre de grillage 5 . Un registre ou toute autre fermeture 11 est placé sur la conduite 10 pour alimenter ou non les tuyères supérieures ? et des robinets convenables 13 peuvent être placés dans les tuyères ou les autres conduites selon qu'on le jugera utile ou nécessaire.
Les gaz d'échappement de la chambre de distillation passent dans une enveloppe ou chambre de réohauffage 13,entourant la conduite d'amenée µ des pyrites et de là dans la
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conduite de sortie 14. Le monosulfure de fer, qui résulte de l'opération de la distillation, descend à travers une grille 15 pour tomber dans le transporteur à vis 16, puis est amené à la conduite d'entrée 17 de la chambre de gril- lage , .
De l'air ou de l'oxygène, chauffé ou non à volonté, est soufflé dans le bas de la chambre de grillage par les tuyères 18 et remonte en circulant dans le sens inverse du mono sulfure , qui est déversé par la conduite d'amenée 17.
Les gaz d'échappement de la chambre de grillage s'en vont par la conduite de sortie 10, conduisant à la chambre de distillation 1 L'oxyde de fer produit dans la chambre de grillage tombe à travers la grille 19 dans le transporteur à vis qui aboutit à l'ouverture du cendrier 21. La chambre de grillage aussi bien que la chambre de distillation est construite en brique réfractaire ou en toute autre matière convenable , réfractaire, non susceptible de corrosion, de l'épaisseur voulue pour assurer un bon isolement et les différents tuyaux ,conduites, etc.. sont, de préférence, convenablement isolés pour retenir la chaleur des gaz qui les traversent.
Une façon d'opérer est décrite ci-dessous. Il y a une manière de commencer le travail qui consiste à chauffer fortement à l'avance, la chambre de grillage .[ ,par exemple au moyen debrûleurs à huile passant dans des ouvertures appropriées de la chambre et cela jusqu'. ce que la température dépasse la température d'allumage des pyrites, par exemple, environ 850 C.Une quantité déterminée de fines est alors introduite dans la chambre de grillage, soit par la chambre de distillation 1 et le transporteur à vis 16, soit direc- tement avec un arrangement, approprié, puis on souffle de l'air par les tuyères 18 aveo une vitesse convenable.
L'air
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en contact avec les pyrites les oxydera rapidement, les transformant en oxyde de fer avec production d'anhydride sulfureux et dégagement d'une grande quantité de chaleur.
Les gaz chauds provenant de ce premier grillage et formés surtout d'anhydride sulfureux et d'azote sont emmenés par la conduite d'évacuation 10 aux tuyauteries d'alimentation 8,9 et respectivement par les tuyères ° ' 7 dans la chambre de distillation 1.
Quand la chambre de distillation est suffisamment chauffée par le passage de ces gaz chauds, chauffage qui peut être accéléré ou même obtenu uniquement par un chauffage préalable au moyen de brûleurs à huile comme pour la ohambre de grillage, et quand un courant convenable et régulier de gaz chaud circule dans la chambre, on met en route le transporteur à vis pour établir le courant de pyrites provenant de la trémie 2 .Les pyrites ,tombant en pluie de la conduite d'amenée 4'. y sont réchauffées au passage par l'échange de chaleur avec les gaz'chauds traversant la conduite d'évacuation 13,ces pyrites pénétrant ensuite dans la chambre de distillation y sont soumises à l'action ultérieure des gaz chauds pour leur enlever l'atome de soufre mobile.
Pour obtenir, à ce point de vue, des résul- tata satisfaisants il est désirable que les pyrites soient chauffées à une température qui ne descende pas sensiblement au-dessous de 500 centigrades car ce n'est qu'à partir de cette température et au-dessus que le soufre volatil distillera convenablement. La température des pyrites ne doit pour tant pas être poussée au point ou se formeraient des concrétions ( 850. environ et au-dessus). Une température très favorable'à'la distillation est maintenue facilement par les gaz chauds de la chambre de grillage qui peuvent être fournis ,sans grande difficulté ,à des températures de 800- 1000 et au-dessus.
La vitesse des courants de pyrites et de
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gaz chauds, la longueur de la chambre de distillation etc.. doivent être établies de manière à ce que le contact soit maintenu entre les pyrites et les gaz chauds pendant un temps assez long pour qu'il en résulte l'enlèvement presque total de l'atome de soufre le plus mobile.
Les pyrites partiellement désulfurées et que l'on désignera pour plus de commodité sous le nom de mono- sulfures, passent à travers la grille 15 et sont déversées par le transporteur à vis 16 dans la conduite d'entrée 17 de la chambre de grillage. La grille 15 sert à retenir toute agglomération qui se serait formée dans la chambre de dis- tillation et qui serait trop forte pour être manoeuvrée par le transporteur,ces amas peuvent être concassés quand , et si toutefois le cas se produit, ils se sont accumulés en quantité suffisante pour nécessiter cette opération ; on y procédera par un orifice aménagé à cet effet.
Le monosulfure chaud qui sera à une température dans les environs de 500. ou au-dessus, tombe en pluie dans la chambre chaude de grillage 5 où il rencontre le contre- courant d'air provenant des tuyères 18 . On règle de préfé- rence le courant d'air par rapport aux pyrites de manière à ce que la quantité théorique d'oxygène nécessaire à la désul- furation complète du sulfure soit envoyée dans la chambre et cet air peut, si on veut, être réchauffé au préalable.
Ceci peut se faire commodément par échange de chaleur avec les gaz chauds d'échappement de la chambre de distillation.
Une oxydation intense du monosulfure aura lieu dans la chambre de grillage mais, étant donnée laréducrtion déjà faite sur les sulfures, la tendance à l'agglomération et à la formation de concrétions sera beaucoup plus faible, Il importe cependant de, régler la conduite de l'opération du grillage et la température qui en résulte dans la chambre
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de grillage, de manière que la température dans la partie supérieure de cette chambre, où le sulfure se trouve principalement sous forme de mono sulfure , ne dépasse pas la température de fusion du mono sulfure (environ 850-900 ).
Tout spécialiste se rendra compte facilement que ceci peut se réaliser aisément si la chambre a une longueur convenable et en réglant la vitesse d'alimentation en sulfure, en air, etc.. A mesure quton approche des zones inférieures de la chambre de grillage il paraît possible d'élever beaucoup plus la température sans produire de concrétion. Ceci semble dû au fait que la présence d'une certaine quantité de Fe203 diminue considérablement la tendance à la concrétion du mono... sulfure ou sulfure qui tend à s'agglomérer quelle que soit sa composition exacte. Il en résulte que la température peut être élevée dans les parties basses de la chambre de grillage jusque vers 1400 sans concrétions et ceci est avantageux car la désulfuration parfaite du minerai est ainsi rendue possible avant déchargement.
Le mono sulfure est transformé pendant son passage dans la chambre de grillage en anhydride sulfureux et oxyde de fer sous forme de Fe203 et/ ou Fe3O4 selon les conditions du travail et il faut conduire le grillage en réglant convenablement la longueur de la chambre, ses dimensions, les températures, la vitesse du courant de minerai et d'air et toutes choses analogues de manière que le sulfure se trouvera en suspension pendant assez longtemps et dans des conditions favorables pour obtenir une oxydation complète du sulfure par l'oxygène de l'air.
Les particules d'oxydes de fer en provenance de la chambre de grillage passent à travers la grille 19 pour tomber dans le transporteur à vis 20 qui les décharge à travers la porte de vidange du cendrier 21. Les gaz chauds du grillage contenant principalement de l'anhydride sulfureux
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et de l'azote, avec une très faible quantité d'oxygène qui n'est généralement pas en quantité suffisante pour produire aucun effet d'oxydation appréciable dans la chambre de distillation, remontent dans la conduite dtéchap pement 10 pour être introduits dans la chambre de distillation.
La température de ces gaz sera généralement d'environ 800 - 1000' et au-dessus. Les gaz chauds, passant de la conduite d'échappement 10 dans le tuyau d'alimentation $, qui entoure la chambre de distillation! , sont introduits dans cette chambre par les tuyères µqui sont disposées autour de la chambre en nombre voulu. La vitesse du courant dans chaque tuyère, ou le fonctionnement de celle-ci , peut être réglé par un robinet approprié 12. Il est désirable que les gaz chauds soient introduits dans la ohambre de distillation en des points situés au-dessus des tuyères du fond ± de manière à réaliser dans toute la chambre une tempé:. rature plus ou moins uniforme , facilitant ainsi la distillation.
Dans ce but, une seconde série de tuyères 7 alimentées par la tuyauterie 1, sont disposées dans une zone plus élevée de la chambre de distillation et, si on le désire, on peut installer en d'autre points, des séries supplémentaires de tuyères. La manoeuvre de ces séries supplémentaires de tuyères peut être commandée par le moyen de registres tels que 11 qui pourront agir indépendamment des robinets 12 de chaque tuyère ou seront déplacées par eux.
Les gaz chauds introduits par les tuyères monteront dans la chambre 1 , suivant un courant de sens contraire à celui des pyrites introduites par la conduite! ,ces gaz produiront au passage la distillation de l'atome volatil de soufre des pyrites et s'échappent par l'enveloppe dans la conduite d'évacuation 14. Ces gaz seront formés d'un mélange
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@ d'anhydride sulfureux ,de soufre libre, d'azote et d'une petite quantité d'oxygène à peu près sans action. Les gaz sont chauds, soit par exemple 4000 et au-dessus, et peuvent être utilisés si on le désire, ainsi qutil a été dit, comme source de chaleur unique ou accessoire pour le réchauffage préalable de l'air à introduire dans la chambre de grillage.
Etant donné le fait qu'il stagit de grillage de fi- nes, ces gaz d'évacuation entraîneront avec eux une certaine quantité de poussières, dont il est préférable de les débar- rasser avant de leur faire subir aucun traitement ultérieur ou de s'en servir autrement. Ceci peut s'exécuter en faisant passer les gaz, suivant les besoins, dans une ou plusieurs chambres de dépoussiérage d'un type quelconque approprié, telles que par exemple des chambres à chicane à nettoyage mécanique ou des chambres à séparation électrostatique ou une combinaison des deux. Quand les gaz sont débarrassés des poussières, ils peuvent être alors traités ou utilisés comme on voudra.
Du fait que ces gaz contiennent déjà une quantité appréciable de soufre libre, qu'ils sont très riches en anhy- dride sulfureux et sont relativement pauvres en oxygène , ils sont tout-à-fait indiqués pour subir un traitement de récupé. ration de soufre libre. Ceci peut se faire en utilisant par exemple la réaction de l'anhydride sulfureux de ces gaz sur un corps réducteur carboné tel que le gaz de gazogène, le gaz à l'eau, le gaz naturel, le charbon ou autres corps ana- logues ou encore l'action sur l'hydrogène sulfuré ou de toute autre manière convenable.
Le soufre libre déjà présent dans les gaz peut en être éliminé par condensation comme par exem- ple avec une chaudière à chaleur d'échappement et cela avant tout traitement de l'anhydride sulfureux dans le cas où cette élimination préalable du souple libre serait avantageuse
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mais, dans le cas où. la présence du soufre libre n'offre pas d'inconvénient particulier, on pourra le laisser dans les gaz et on recueillera, par la suite, la totalité du soufre en une seule opération.
En dehors de l'aptitude particulière de ces gaz à la récupération du soufre, ils peuvent être également employés avec avantage pour leur anhydride sulfureux en les utilisant, par exemple pour la fabrication de l'acide sulfurique. Malgré le fait qu'ils contiennent une sensible proportion de soufre libre ils sont cependant, très riches en anhydride sulfureux grâce à la désulfuration parfaite que permet d'atteindre le procédé de grillage réalisé par l'invention. La proportion de ce gaz est généralement de 10 à 13 % ce qui le rend très convenable ,après mélange avec de l'air, pour la fabrication de l'acide sulfurique.
De plus, si on désire augmenter la proportion d'anhydride sulfureux , il est facile de brûler le soufre libre présent dans les gaz dans la mesure que l'on voudra, ainsi que d'éliminer tout soufre libre résiduel.
En brûlant la totalité du soufre contenu dans les gaz il est possible d'obtenir un mélange atteignant 12 à 15 % d'anhydride sulfureux.
La description ci-dessous n'est donnée qu'à titre explicatif et non limitatif et il est entendu que différentes modifications peuvent y être apportées tout en restant dans le cadre de l'invention. La chambre de distillation de l'ap.. pareil et la chambre de grillage peuvent par exemple se trouver sur le même niveau, Une telle disposition nécessitera un transporteur approprié pour amener le sulfure du fond de la chambre de distillation au sommet de la chambre de grillage et dans certaines conditions, il peut être reconnu nécessaire d'aider l'action du ventilateur des tuyères de la chambre de grillage par l'interposition d'un aspirateur
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soit à la sortie de la chambre de distillation, soit entre les chambres de grillage et de distillation,
ou bien en un autre point de l'ensemble, pour faciliter la descente dans le fond de la chambre de distillation ,des gaz d'évacuation du haut de la chambre de grillage. Bien entendu il est égale- ment possible d'ajouter à l'installation qui a été décrite de semblables aspirateurs, si leur emploi est reconnu néces- saire , ou préférable, pour régler le courant gazeux à travers tout le système.
Les transporteurs à vis, qui ont été indiqués pour l'alimentation des chambres en matières solides, peuvent de même être remplacés par d'autres moyens d'alimentation , permettant de régler convenablement le régime de l'alimenta- tion en matières solides. On peut, si on le désire, placer une trémie de stockage, convenablement isolée, avec une porte réglable à son extrémité de déchargement, cette trémie étant placée avant la chambre de grillage pour recevoir le sulfure chaud de la chambre de distillation et alimenter à une vitesse réglable la chambre de grillage.
Le mode opératoire est également susceptible de recevoir différentes modifications. Par exemple, au lieu de procéder au grillage des premières parties de pyrites, au début du travail, sans éliminer l'atome de soufre mobile par une distillation préliminaire, il est possible de chauffer la chambre de distillation, soit électriquement, soit par tout autre procédé convenable, pour produire la distillation du soufre le plus mobile des premières charges de pyrites, avant leur introduction dans la chambre de grillage et cette source auxiliaire de chaleur peut être maintenue, jusqu'à ce que le travail se fasse convenablement et que l'on puisse compter sur les gaz chauds de la chambre de gillage pour fournir la quantité de chaleur nécessaire à la distillation.
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En réchauffant au préalable l'air ou le gaz contenant l'oxy- gène pour le grillage, les cendres chaudes de la chambre de grillage peuvent être utilisées efficacement comme source de chaleur supplémentaire ou de remplacement. Ceci peut se faire facilement en faisant passer l'air par l'ouverture de déchar- gement du cendrier, ce qui le réchauffera au contact des cendres chaudes, ou encore il peut être amené comme il a été indiqué, mais après avoir passé au-dehors de la chambre, avec les cendres chaudes dans un appareil échangeur de chaleur,
Bien que la description détaillée ci-dessus se réfère plus particulièrement aux fines de pyrites de fer ou à des concentrés de flotation, il est entendu que le procédé est également applicable au traitement de la marcassite, de la chalcopyrite et de tous autres minerais sulfurés analogues ,
finement pulvérisés que l'on entend désigner , eux aussi, par le terme employé de "fines de pyrites".
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"GRILLING PROCESS OF FINE PYRITES n
The present invention relates to the roasting of finely divided sulphide ores, flotation concentrates or similar materials and more particularly to the suspension roasting or "flash" roasting of pyrite fines or flotation concentrates in an oxidizing gas in opposition to the work of grilling on the floor of mechanical or shelf ovens.
In suspension roasting or "flash" roasting of fines, as is usually practiced, many execution difficulties have arisen which are clearly prejudicial to the proper conduct of the operation.
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toasting. Among these one can note mainly the formation of concretions, agglutinated against the walls of the roasting furnace, the incomplete desulphurization of the pyrites and the too rapid shutdown of the furnace by burning.
The formation of concretions is very frequent and particularly to be deplored because, in a short time, they take such considerable and cumbersome dimensions that the work of the furnace must be suspended at intervals much too close to allow them to be removed. walls of the oven by breaking them. This breaking of large masses of concretions, however, causes a great deal of wear and damage to the furnace and, in addition, the loss of quantities of green or non-desulturated pyritic materials, which are frequently contained in these concretions.
The. harmful concretions, the incomplete desulfurization which results from it, the too rapid burning of the furnace and, in certain cases the scarification of the lining of the furnace by oxidized pyrites, are due, in large part, to the excessively high temperature produced in the furnace. "flash" toasting as is usually done.
Pyrites are very combustible even in compact form also owing to the very large surface area of the fines in contact with the oxidizing gas during their roasting in suspension or "flash" roasting, oxidation, and the release of heat which l 'accompanies, is done with such intensity and rapidity that a very high localized temperature results.
It follows from this excessively high temperature, which cannot be regulated by any of the usual means owing to its intense and rapid action, that there will be a natural tendency for the oven to be put out of service relatively quickly and that quantities of pyritic material will be deposited, forming concretions on the walls, and so on before complete desulfurization has taken place.
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The present invention overcomes the above difficulties and provides a highly efficient and economical process by first heating the suspended fines in a relatively low oxidizing atmosphere, to remove the volatile sulfur atom, and then roasting the residual sulfide which the present invention contains. 'for convenience, the iron monosulfide will be called, by suspending it in an oxidizing gas, finally the hot gases coming from this monosulfide roasting will be used as a hot suspension gas for the removal of volatile sulfur in the pyrites that lton begins to process.
The advantages and features of the invention will emerge from the description which will be given with reference to the appended drawing which represents, schematically and by way of example, one embodiment of the invention.
In the distillation chamber 1, constructed of refractory brick or similar material, are introduced through the hopper 2 and the screw conveyor 3, leading to the inlet duct ±, the flotation concentrates or the pyrite fines. The hot sulphurous anhydride gases, coming from the roasting chamber ± and which will be described later,
are introduced into the chamber 1 by nozzles and ± connected respectively to the supply pipes 8 and 9 these communicate with the outlet pipe 10 of the gases from the roasting chamber 5. A damper or any other closure 11 is placed on the pipe 10 to supply or not the upper nozzles? and suitable valves 13 may be placed in the nozzles or other conduits as deemed useful or necessary.
The exhaust gases from the distillation chamber pass into a casing or reheating chamber 13, surrounding the supply pipe µ of the pyrites and from there into the
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outlet line 14. The iron monosulfide, which results from the operation of the distillation, descends through a grid 15 to fall into the screw conveyor 16, then is fed to the inlet line 17 of the grill chamber. - lage,.
Air or oxygen, heated or not at will, is blown into the bottom of the roasting chamber by the nozzles 18 and rises by circulating in the opposite direction to the monosulfide, which is discharged through the pipe. lead 17.
The exhaust gases from the roasting chamber go through the outlet line 10, leading to the still chamber 1 The iron oxide produced in the roasting chamber falls through the grid 19 into the screw conveyor which leads to the opening of the ashtray 21. The toasting chamber as well as the distillation chamber is constructed of refractory brick or any other suitable refractory material, not susceptible to corrosion, of the thickness required to ensure good insulation. and the various pipes, conduits, etc., are preferably suitably insulated to retain the heat of the gases passing through them.
One way to operate is described below. There is a way of starting the work which is to heat the roasting chamber strongly in advance, for example by means of oil burners passing through appropriate openings in the chamber and up to. that the temperature exceeds the ignition temperature of the pyrites, for example, around 850 C. A determined quantity of fines is then introduced into the roasting chamber, either through the distillation chamber 1 and the screw conveyor 16, or direct - definitely with an appropriate arrangement, then air is blown through the nozzles 18 at a suitable speed.
The air
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in contact with pyrites will oxidize them quickly, transforming them into iron oxide with production of sulfur dioxide and release of a large amount of heat.
The hot gases coming from this first roasting and formed mainly of sulfur dioxide and nitrogen are taken through the discharge line 10 to the supply pipes 8,9 and respectively through the nozzles ° '7 in the distillation chamber 1 .
When the distillation chamber is sufficiently heated by the passage of these hot gases, heating which can be accelerated or even obtained only by preheating by means of oil burners as for the roasting chamber, and when a suitable and regular flow of Hot gas circulates in the chamber, the screw conveyor is started to establish the pyrite stream coming from the hopper 2. The pyrites, falling as rain from the supply pipe 4 '. are reheated in passing by the heat exchange with the hot gases passing through the discharge pipe 13, these pyrites then entering the distillation chamber are subjected there to the subsequent action of hot gases to remove the atom from them. of mobile sulfur.
In order to obtain satisfactory results from this point of view, it is desirable that the pyrites be heated to a temperature which does not drop appreciably below 500 centigrade since it is only from this temperature and at above the volatile sulfur will properly distill. The temperature of the pyrites should not be pushed to the point where concretions would form (approximately 850 and above). A very favorable temperature for distillation is easily maintained by the hot gases from the roasting chamber which can be supplied without much difficulty at temperatures of 800-1000 and above.
The speed of the pyrites and
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hot gases, the length of the distillation chamber, etc., must be established so that contact is maintained between the pyrites and the hot gases for a time long enough to result in the almost complete removal of the gas. most mobile sulfur atom.
The partially desulfurized pyrites, which will be referred to for convenience as monosulfides, pass through grid 15 and are discharged by screw conveyor 16 into inlet line 17 of the roasting chamber. The grid 15 serves to retain any agglomeration which would have formed in the distillation chamber and which would be too strong to be operated by the conveyor, these clumps can be crushed when, and if however the case occurs, they have accumulated. in sufficient quantity to necessitate this operation; this will be done through an orifice designed for this purpose.
The hot monosulfide, which will be at a temperature in the region of 500. or above, falls as rain into the hot roasting chamber 5 where it meets the counterflow of air from the tuyeres 18. The air current is preferably adjusted relative to the pyrites so that the theoretical quantity of oxygen necessary for the complete desulphurization of the sulphide is sent into the chamber and this air can, if desired, be supplied. reheated beforehand.
This can be done conveniently by heat exchange with the hot exhaust gases from the distillation chamber.
Intense oxidation of the monosulfide will take place in the roasting chamber but, given the reduction already made on the sulfides, the tendency to agglomeration and the formation of concretions will be much lower. It is important, however, to adjust the conduct of the operation of the toasting and the resulting temperature in the chamber
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roasting, so that the temperature in the upper part of this chamber, where the sulphide is found mainly in the form of monosulfide, does not exceed the melting temperature of the monosulfide (approximately 850-900).
Anyone skilled in the art will readily appreciate that this can be easily achieved if the chamber is of a suitable length and by adjusting the feed rate of sulphide, air, etc. As you approach the lower areas of the roasting chamber it appears. possible to raise the temperature much more without producing concretion. This seems due to the fact that the presence of a certain quantity of Fe203 considerably decreases the tendency for the monosulfide or sulfide to solidify which tends to agglomerate whatever its exact composition. As a result, the temperature can be raised in the lower parts of the roasting chamber up to around 1400 without concretions and this is advantageous because the perfect desulphurization of the ore is thus made possible before unloading.
The monosulfide is transformed during its passage through the roasting chamber into sulfur dioxide and iron oxide in the form of Fe203 and / or Fe3O4 depending on the working conditions and the roasting must be carried out by suitably adjusting the length of the chamber and its dimensions. , the temperatures, the speed of the flow of ore and the air and all the like so that the sulphide will be in suspension for a long enough time and under favorable conditions to obtain complete oxidation of the sulphide by the oxygen of the air .
The iron oxide particles from the roasting chamber pass through the grate 19 to fall into the screw conveyor 20 which discharges them through the emptying door of the ashtray 21. The hot gases from the roasting containing mainly l sulfur dioxide
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and nitrogen, with a very small amount of oxygen which is generally not in sufficient amount to produce any appreciable oxidizing effect in the still chamber, back up through the exhaust line 10 to be introduced into the chamber. of distillation.
The temperature of these gases will generally be around 800 - 1000 'and above. The hot gases passing from the exhaust line 10 into the supply pipe $, which surrounds the still chamber! , are introduced into this chamber by the nozzles µ which are arranged around the chamber in the desired number. The speed of the flow in each nozzle, or the operation thereof, can be regulated by a suitable valve 12. It is desirable that the hot gases be introduced into the distillation chamber at points above the bottom nozzles. ± so as to achieve a temperature throughout the room :. erases more or less uniform, thus facilitating the distillation.
For this purpose, a second series of nozzles 7 supplied by the pipe 1, are arranged in a higher zone of the distillation chamber and, if desired, additional series of nozzles can be installed at other points. The operation of these additional series of nozzles can be controlled by means of registers such as 11 which can act independently of the valves 12 of each nozzle or will be moved by them.
The hot gases introduced by the nozzles will rise in chamber 1, following a flow in the opposite direction to that of the pyrites introduced by the pipe! , these gases will in the process produce the distillation of the volatile sulfur atom of the pyrites and escape through the casing into the discharge pipe 14. These gases will be formed from a mixture
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@ sulfur dioxide, free sulfur, nitrogen and a small amount of oxygen with little or no action. The gases are hot, for example 4000 and above, and can be used if desired, as has been said, as a sole or accessory heat source for the preheating of the air to be introduced into the chamber. toasting.
Due to the fact that it is finely roasted, these exhaust gases will carry with them a certain quantity of dust, which it is preferable to get rid of before subjecting them to any further treatment or to escape. use it otherwise. This can be accomplished by passing the gases, as required, through one or more dust chambers of any suitable type, such as, for example, mechanically cleaned baffle chambers or electrostatic separation chambers or a combination of these. of them. When the gases are free of dust, they can then be treated or used as desired.
Because these gases already contain an appreciable amount of free sulfur, are very rich in sulfur dioxide and are relatively poor in oxygen, they are well suited to undergo a recovery treatment. ration of free sulfur. This can be done by using, for example, the reaction of the sulfur dioxide of these gases on a carbonaceous reducing body such as gasifier gas, water gas, natural gas, coal or the like or again the action on hydrogen sulphide or in any other suitable manner.
The free sulfur already present in the gases can be eliminated therefrom by condensation as for example with an exhaust heat boiler and this before any treatment of the sulfur dioxide in the case where this prior elimination of the free flexible would be advantageous.
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but, in the event that. the presence of free sulfur does not present any particular drawback; it can be left in the gases and all of the sulfur will subsequently be collected in a single operation.
Apart from the particular aptitude of these gases for the recovery of sulfur, they can also be employed with advantage for their sulfur dioxide by using them, for example for the manufacture of sulfuric acid. Despite the fact that they contain a significant proportion of free sulfur, they are, however, very rich in sulfur dioxide thanks to the perfect desulphurization which the roasting process carried out by the invention makes it possible to achieve. The proportion of this gas is generally 10 to 13% which makes it very suitable, after mixing with air, for the manufacture of sulfuric acid.
In addition, if it is desired to increase the proportion of sulfur dioxide, it is easy to burn the free sulfur present in the gases to the extent that one wishes, as well as to eliminate any residual free sulfur.
By burning all of the sulfur contained in the gases, it is possible to obtain a mixture of up to 12 to 15% sulfur dioxide.
The description below is given for explanatory purposes only and is not limiting and it is understood that various modifications can be made thereto while remaining within the scope of the invention. The distillation chamber of the apparatus and the roasting chamber may for example be on the same level. Such an arrangement will require a suitable conveyor to bring the sulphide from the bottom of the still chamber to the top of the chamber. grilling and under certain conditions, it may be found necessary to assist the action of the fan of the nozzles of the toasting chamber by the interposition of a vacuum
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either at the outlet of the distillation chamber, or between the roasting and distillation chambers,
or else at another point in the assembly, to facilitate the descent into the bottom of the distillation chamber, of the exhaust gases from the top of the roasting chamber. Of course, it is also possible to add to the installation which has been described similar vacuum cleaners, if their use is recognized necessary, or preferable, to regulate the gas flow through the whole system.
The screw conveyors, which have been indicated for the supply of solids to the chambers, can likewise be replaced by other feed means, allowing the rate of the solids feed to be suitably regulated. It is possible, if desired, to place a storage hopper, suitably insulated, with an adjustable door at its unloading end, this hopper being placed before the roasting chamber to receive the hot sulphide from the distillation chamber and feed to a adjustable speed the toasting chamber.
The operating mode is also susceptible to various modifications. For example, instead of roasting the first parts of pyrites, at the start of work, without removing the mobile sulfur atom by a preliminary distillation, it is possible to heat the distillation chamber, either electrically or by any other suitable process, to produce the most mobile sulfur distillation of the first charges of pyrites, before their introduction into the roasting chamber and this auxiliary source of heat can be maintained, until the work is done properly and the the hot gases from the gillage chamber can be relied upon to provide the amount of heat necessary for the distillation.
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By preheating the air or gas containing oxygen for the roasting, the hot ash from the roasting chamber can be used effectively as an additional or substitute heat source. This can be easily done by passing the air through the discharge opening of the ashtray, which will heat it up in contact with the hot ashes, or it can be brought in as indicated, but after having passed through- outside the room, with the hot ashes in a heat exchanger,
Although the detailed description above refers more particularly to iron pyrite fines or to flotation concentrates, it is understood that the process is also applicable to the treatment of marcasite, chalcopyrite and all other similar sulphide ores. ,
finely pulverized which is also intended to denote by the term used "pyrite fines".