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Procédé de récupération du Vanadium contenu dans la fonte.
Dans beaucoup de minerais traités dans les hauts fourneaux il y a des additions de vanadium, qui se retrouvent pour ainsi dire complètement dans la fonte. Ainsi par exemple, la fonte provenant de la Minette contient, suivant la composition du lit de fusion et les circonstances du fonctionnement (ou l'alluredes hauts-fourneaux), 0,1 à 0,25% de vanadium, la fonte provenant des minerais Scandinaves peut même atteindre une teneur en vanadiumjusqu'à 1%.
Le but de la présente invention est d'obtenir un procédé permettant l'extraction de la majeure partie du vanadium contenu dans la fonte en combinanat le vanadium de la fonte à
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an laitier; ce dernier peut être utilisé économiquement selon
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les procédés connus pour la fabrication de ferro-vanadium ou pour la fabrication d'autres combinaisons au VülF..El7.Ul:L, L'invention part des faits suivants :
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Gn sai.l que la marche des réactions chimiques dans les bains métalliques dépend dans une très large mesure des C:0?=:;...¯ tions thermiques, physiques et chimiques de leurs laitiers et que certaines réactions ne peuvent avoir lieu que par l'emploi
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ce laitiers de compositions tout à fait defaiminees.
Si le pro- duit de la réaction par exemple de l'élément a éliminer et de l'oxygène n'a pas l'occasion d'être absorbé et retenu presque à l'état naissant par des laitiers réactifs, très fluides et
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ce compositions el-;')ï'OßV':LGe:>> le 11':C'OC;.'"l''t'> de la réaction, par 8-,ite .,le son équilibre latent reste exposé au danger d'être réduit et a''être ramena sous l'influence d'autres us dans 19 bain métallique.
PèT suite de sa grande affinité pou.-' l'oxygène, affini- ô, - qui ressort déjà due sa position dans le système périodique des .5 Ë 1 "Ù ï-; e n t is , le vanadium est .l s o .#z 1 à une oxydation intense en iJTa:',,''.:t d.e Z.'<znilf¯T'1CGG' de vanadium. a-:1:Ct4' 003 faits soient connus, :)Q n'a pas pu le utiliser pour l'extraction du vanadium C L%?:
'u ¯=-?',.l dans la fonte, parce qu'on n'observait pas les conditions essentielles permettant la ùé vanb.i >x i.t 1 .J a et l'absorption du vanadium par des laitiers basiques dans des conditions oxydantes. Si l'on effectue, comme il a été proposé, le souffla- gede la fonte au vanadium pendant une courte durée dans un
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convertisseur acide 0'¯;
IC:.,.'plC¯::. et qu'on retire le laitier Formé avant de continuer l'opération, ce demi;.:.' ne peut contenir que ces (o'l.n,il:''Jl":.3 insuffisantes en oxyde vanadium, parce qu'il -:'était pas préparé pour L'absorption du vanadium. D'après une loi connue, il se produit, en présence de plusieurs composants
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, t1.
sont en parties égales dans une solution, chaque fois la réaction esla combinaison qui dorme le plus grand effet ther- mique, En traitant une fonte contenant une certaine quantité de
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vanadium, il se produit en première instance V205, mais par L'oxydation simultanée du silicium contenu dans la fonte, il se produit de l'acide silicique.
Si le laitier réagissant avec le bain métallique n'est pas suffisamment préparé, par exemple s'il n'est pas assez fluide et apte à réagir, c'est à dire pas assez basique, les bases en présence, comme CaO, MnO et d'autres, sont absorbées intensément et complètement pas la silice de sorte que l'acide V205 non combiné etlatent est dissocié par le silicium de la fonte et est ramené sous forme métallique dans le bain par l'oxydation du silicium se transformant en Si02. (2 V205 + 5 Si = 5 SiO2 + 2 va). Un pareil laitier non préparé ne peut contenir que des quantités très minimes en vanadium et n'est par consésuent pas utilisable pour l'extraction du vanadium .
Conformément à la présente invention, on ajoute à la fonte au vanadium, en se basant sur les connaissances énoncées plus haut,, et en général avant l'oxydation du vanadium en V205 un laitier très basique, très apte à réagir et très fluide, par exemple un laitier dont les bases consistent entre autres en des combinaisons de sodium et de potassium. Ce laitier est capable de par sa fluidi- té et sa fate concentration basique de combiner pratiquement et complètement l'acide V205 dès son origine. Le laitier est retiré après oxydation complète du vanadium et le procédé d'affinage peut être continué'sous un autre laitier normal. De cette faççn on obtient un laitier qui par sa teneur Levée en vanadium permet l'extraction économique de ce métal.
En dehors de-s bases indiquées (Na20 et K20) on peut utiliser sans inconvénient d'autres matières avec un effet analogue, comme par exemple MnO.
Afin d'augmenter la teneur relativement faible du laitier en vanadium par suite de l'oxydation pratiquement simultanée du silicium et pour exclure en même temps toute réintégration de vanadium dans la fonte, il est avantageux de faire subir à celle-ci une préalable du silicium en combinait ce dernier élément à de la chaux ou à des
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bas..... métalliques. Le laitier ainsi formé, riche en SiO2 qui
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est t e J::: # :1 : ; en majeure partie a FeO, 1,11 O # t ,2 ï- O , est retenu au convertisseur. Ce n'est qu'à ce moment qu'on O:Jx'e le plus jconomiquement l' Oî>ßC¯C, t7..
J:1 du va:1acliwù sous un laitier basique et fluide, tel qu'il a été décrit plus naut. Rien. nes'oppose à 'utilisation du premier laitier acide pour l'achèvement de
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la c'-û:I.',2. Le procède se subdivise ainsi en trois ):I'::.Ude;J.
S 1 ¯.i ai= une allure froide du f!él.¯:'i,-iGîîï'î.i,Cl;l/Oi1 dispose m'une fon- te très pauvre en Si l'élimination de celui-ci devient super-
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flue et l'on .¯>e<Jt avantageusement procéder directement à l' oxydation du vanadium en employant le laitier caractérisé plus haut. La qualité de la fontejoue un grand rôle aussi en ce sens qu'une teneur plus élevée en Mn de la fonte favorise de prime abord la formation d'un laitier basique et fluide. La teneur en MnO, déterminant le degré de basicité et de fluidité du laitier peut donc être fournie directement ,par la fonte ou par des additions de minerais de !Ci ou des laitiers de Mn.
En ajoutant directement le laitier préparé dans la poche
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déjà avant la collée cie la i' n =1 ; au fourneau, le vanadium est déjà oxydé partiellement par l'oxygène de l'air et absorbé par le 1a1.'Cler. Ce'.,e o)yr .ti811 peut ±tre f'av..2:isée artificiellement par un apport suffisant en O.xyzè11e. De ce t..s façon, on peut déjà enlever la vanadium- de la fonte en ...aje'.ll'e partie dans la poc.Le a fonte , tout en obtenant un laitier assez ricne en vanadium, pour être traité économiquement au VELiIv?CL l.1':..
L'oxydation du 'l.i';ac='.',1¯.. dans 12. 'L:Y!,;i: doit se faire, selon l'invention, pendant la cojlée au ..CL1",-..'ourneD.J, ou par l'emploi d'une eliate ;lus 0-:rc:..1(ie C.'1 jet re e i' J :i i 1 , ou par une injection d'air 0ve:rG:':L 1lc:.¯';i1-;, enrichi jar des additions d'oxygène, ou par des additions de vapeur, J: par das additions dans la poche de minerais bien réductibles ou par des 3 aà:¯.-i ti ::18 d'autres 8 .1CJ. G i r.es cédant f'..cil-n.n' leur 0{jrl'1.
Dans tous les c,-.:, l'oxydation du vanadium qui va \:: :..:..lt' est favorisée par ls laitier réagissant surnageant la .W:i',è et l'oxyde de vanadium formé e ...l e:?T' ; ¯ îCL1ël'.let.t absorbé par le laitier, pour atteindre la concentration la plus
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forte possible du vanadium dans le laitier, il convient de prendre soin que celui-ci ne soit pas dilué par du laitier provenant de la coulée au haut-fourneau ou provenant des revêtements réfractaires des pocnes. Dans les procédas d'affinage, par exemple dans les opérations -aux aciéries Thomas toutes les périodes d'affinage du vanadium peuvent se faire selon l'invention dans la même cornue.
D'un autre côté, le soufflage pour oxyder le.'vanadium peut être réalisé aisémant dans deux cornues différentes ou même dans une poche à fonte. Dans ce damier cas le procédé est réalisé comme suit :
La fonte préraffinée et désilicée dans un appareil de préaffinage est versée (du convertisseur) dans du laitier fluide et basique préparé à l'avance tel qu'il est employé en général selon l'invention, pour les cas où la quantité d'oxygène dissoute dans le bain ne suffit pas à l'oxydation du vanadium, on fait des'additions d'oxydes métalliques appropriées au laitier.
En provoquant de cette façon 'un tourbillonnement insense entre @@ métal et laitier, tourbillonnement qui est d'autant plus facile à produire que la fluidité du laitier employé est plus grande, l'oxydation du vanadium contenu dans la fonte s'effectue instatanément et il s'en suit une absorption de l'acide anhydrique de vanadium par le laitier très fluide et basique. Apres décantation de ce laitier la fonte dévanadisée peut-être soumise sans inconvénient au .procédé normal d'affinage. La durée d'affinage au vanadium sous le lait,ier très basique et très fluide, varie selon les procédés d'opération.
L'affinage au vanadium de la fonte peut, selon 1''invention, se faire avant ou après le passage an mélangeur et tel qu'il a été mentionné, dans une poche spéciale à fonte, dans le convertisseur acide et basique, dans le four Siemens-Martin ou dans le four électrique.
On peut même opérer le procédé d'affinage dans le mélangeur même. Le procédé selon l'invention réalise l'extraction pra- t.iquement complète du vanadium contenu dans la fonte. Le lait.ier ainsi enrichi en vanadium peut'être traité pour la fa-
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brication ou ferro-vanadium ou des autres combinaisons de vanta- dium; aussi peut-on employer le laitier au vanadium directement pour l'alliage avec d'autres métaux par.exemple d'aciers spéciaux au vanadium.
R e v e n d i c a t i o n s.
1.- procède pour la récupération du vanaidum contenu dans la fonte par la scorification du vanadium oxydé, caractérisé spécialement par l'addition d'un laitier très basique et très fluide à la fonte contenant du vanadium, soit avant ou pendant l'oxydation du vanadium, laitier qui après oxydation du vana-
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dium est séparé du bain métallique pour pouvoir êtr..'Jti1isé à la fabrication du fcr:co-val1éldiwfl ou ci la àlsi=icz=ti?ii des comcinaisons de.vanadium.
2.- Procédé suivant la revendijatijn 1, caractérisé spéciale- ment par le fait que le laitier contient comme base des combi- naisons de sodium ou de potassium ou bien des matières comme
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]',::10 et d'autres qui c):ser'v8nt avec une forte bas-icité une î1uidité suffisante.
3.- P- acôé;3 suivant lec revendications 1 et 2, Car[Lc-G2y'is-; i)écialement par le fait (1 J.'. la scorie 'reparle au préalable e , versée avant la C0 ;1.: .e la fonte du 'd3.'Jt-io:.1rnè8.U dans la pocne et i;.-.<: ..-'oxydation de la fonte C,:I'GYWll:, Le va:::',j.c,j.i. ;:, est :;:':.:.v):,Í;3éE soit ar l'::LGr(,1:,:L3:Cl..G,"lt de la c-'.ute à la coulée ou ..: ,; i e :.i par ¯,¯'at G.itl=1 d'air à"J::::1.àéllii;.<::.1 Cl11'iCdi par de .:¯' i.:;j;:;,.E J> par de la vapeur bar d'autres corps oxydants.
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4.- Procède- )) :c l'extraction (lu vanadium contenu dans la fonte caractérisé ;3 ;écia..18.,Jnt ...)1T ..-'élimination '):e6:.l.:-0.cls (il siliC1.,: Le la 1 ,.. ¯.. ''7.:"3 s ,g u: -Laitier acide et par l'oxydation ultérieure e ci.t ',r;::...i'..,: ;3:; .e', un laitier tz,(;;=, va;:.' '¯;a et t tr'.., fluide.
Après déca-.':,;ti-.: du laitier au vanadium, la C"','rc'(' ..,,,"- 'tre traitée 1101"'-11cllel'11lt.