<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX METHODES DE SEPARATION DE PLOMB ET, OU DE CADMIUM DES MATIERES ZIN- CIFERES.
L'invention est relative à des perfectionnements aux mé- thodes de séparation de plomb et, ou de cadmium des matières zin- eifères, en particulier des blendes de zinc.
La méthode de flottation sélective a été largement utili- sée dans ce but mais, suivant la nature du minerai et le mode d'ap- plioation du procédé, des quantités variables de plomb, allant jus- que 7%, ont été d'habitude laissées dans le minerai et, dans l'ex- traction ultérieure du zinc par le procédé de distillation, une proportion importante de ce plomb est entrainée dans le produit zincifère, connu dans le commerce sous le nom de soudure forte, et qui est généralement de moindre valeur que le zinc pur obtenu par éleotrolyse ou d'autres procédés. La production d'oxyde de zinc de haute qualité, pour la préparation de pigments ou l'utilisation en médecine, ou d'autres usages, nécessite également une large
<Desc/Clms Page number 2>
élimination du plomb.
L'invention a pour objet la réduation ou l'élimination du plomb, en même temps que de tout cadmium présent, durant un grillage ou frittage du minerai en préparation pour la distilla- tion ou d'autres procédés.
Diverses propositions ont été formulées pour assurer l'é- limination du plomb et du cadmium dans des minerais de zinc, par volatilisation de ces métaux sous forme de leurs chlorures durant un procédé de grillage, du chlore, sous forme de sel commun, ou d'autres chlorures étant ajoutés dans ce but à la charge soumise au ou en cours de grillage.
L'invention cependant envisage l'élimination substantiel- le de plomb et de cadmium durant le grillage, mais sans addition spéciale d'autres réactifs, et cette élimination du plomb peut se produire durant le grillage désulfurant en phase unique qui sera décrit, ou être obtenue par un grillage de courte durée dis- tinct, qui suit le grillage désulfurant.
Dans le brevet belge Robson n 354.537 du 27 septembre 1928, on a décrit un procédé de frittage de minerais sulfurés, de concentrés et analogues,de zinc, (ci-après désigne comme procédé Robson) en mélangeant avec le minerai cru une matière en grains ou en nodules, de préférence une matière frittée broyée, provenant d' un grillage préalable, en quantité suffisante pour assurer une po- rosité de degré élevé dans la charge, et en produisant alors un grillage oxydant du mélange en une seule opération, remédiant ain- si à la nécessité d'un grillage préalable en mouffle, tel qu'em- ployé généralement auparavant,
Lorsque le procédé d'élimination du plomb et du cadmium de l'invention est exécuté durant le grillage désulfurant,
il suit les lignes générales du procédé de frittage en phase unique dont il a été question, en ce que la matière granulaire provenant de grillages précédents est ramenée ou réintroduite pour son mélange avec le minerai non grillé, et l'ensemble de l'opération est exécu- té dans une phase unique de grillage oxydant. La marche la plus ef-
<Desc/Clms Page number 3>
fioaoe du procédé perfectionné dépend toutefois de diverses oonsidé- toutes rations nouvelles ou différentes, qui ont/une relation avec le pour- centage final d'élimination du plomb.
Conformément à l'invention, un procédé pour séparer du plomb et du cadmium de minerais sulfurés, de concentrés et analo- gues, de zinc, consiste à soumettre ces matières à une opération de grillage oxydant, dans laquelle le minerai cru est mélangé à une matière granulaire ou nodulaire (par exemple une matière frittée et broyée provenant d'une opération précédente) en quantité suffi- sante pour assurer à la charge une porosité de degré élevé et une teneur en plomb inférieure à 1, 5%, ou sensiblement telle, et à régler l'introduction d'air et la valeur combustible de la charge pour engendrer une température en excès par rapport à celle requi- se pour éliminer du soufre, sans que la teneur en plomb dans les gaz qui s'échappent n'excède 280 milligrammes par pied cube ou 10 milligrammes environ par litre à température et pression normales.
Conformément à une variante de l'invention, une matière zincifère pratiquement désulfurée peut être traitée pour la sépara- tion de plomb et, ou de cadmium, en grillant dans les conditions décrites, le combustible nécessaire étant fourni par du carbone sous forme de coke, de charbon ou d'huile. On a constaté que l'addi- tion d'environ 5% de carbone, calculés en poids de la charge totale, procure une valeur combustible généralement appropriéeo La modifi- cation qui vient d'être décrite peut comprendre un court grillage distinct qui suit un grillage désulfurant.
La nature granulaire de la charge et sa teneur en plomb initiale ont une influence sur les conditions de température néces- saires et, avec une charge de nature granulaire la plus favorable, et une teneur en plomb initiale la plus favorable, l'accroissement de température ne doit pas être considérable, et de l'ordre de
2000 0 (par exemple, une température de fonctionnement de 1300" 0).
A cette fin, il peut être désirable, dans plusieurs cas, en rédui- sant la proportion de matière nodulaire, d'employer dans les char- ges des teneurs en soufre plus élevées que la teneur optimum pour un bon grillage frittant, c'est à dire 4-7%.
<Desc/Clms Page number 4>
Alternativement, si la proportion de plomb ne permet pas une réduction dans la proportion de matière nodulaire, on peut fournir à la charge du combustible sous forme de charbon ou de coke, pour accroître la valeur combustible de la charge au delà de ce que donne le soufre; ou bien, là où l'élimination du plomb est effea- tuée dans un grillage séparé ou distinct, après le grillage frittant, le combustible peut être entièrement constitué par du charbon ou du coke.
La valeur combustible plus élevée de la charge nécessite un accroissement de tirage à travers le lit qui la compose, à l'ef- fet de brûler le soufre supplémentaire ou le coke ajouté et par sui- te élever la température,et la prévision de moyens adéquats pour véhiculer les matières volatiles et les matières en suspension qui quittent le lit.
Lorsque, par exemple, le tirage optimum pour le grillage frittant ordinaire suivant le procédé Robson est équivalent à envi- ron 109, 6 dm3, à pression et température.. normales, par décimètre car- ré de surface de grille, on a trouvé qu'un taux de 122 dm3 ou au de- là,à pression et température normales ,est préférable pour l'élimina- tion du plomb.
La matière nodulaire requise pour former une charge suf- fisamment poreuse peut, conformément à l'invention, être fournie à la charge sous forme de matière calibrée dont le plomb a été éli- miné, réintroduite dans le procédé.
Pour faciliter l'élimination du plomb et l'élimination du cadmium, et maintenir une porosité uniforme élevée du lit, le calibrage ou dimensions des particules de la charge peut être plus élevé que celui le mieux approprié pour le grillage frittant sui- vant le procédé Robson. Une condition appropriée de charge pour ce dernier procédé est celle dans laquelle une large proportion de la matière diluante ramenée au procédé présente des dimensions de gra- nules de 3 à 1,5 mm., ce qui donne un excellent compromis entre l'ho- mogénéité de la charge et la liberté d'écoulement des gaz à travers cette dernière.
Dans le procédé de la présente invention toutefois, lors-
<Desc/Clms Page number 5>
que l'élimination du plomb et l'élimination du cadmium sont exé- cutées durant le grillage frittant, et la matière déjà frittée, qui est réintroduite en vue du mélange avec du minerai cru, est dépour- vue de plomb, un calibrage ou des dimensions de particules exoèdant les 3 mm à 1,5 mm., peut être utilisé, de façon à procurer une plus grande liberté d'écoulement des gaz,
Une autre raison d'employer des matières débarrassées de plomb réintroduites, est que si l'élimination du plomb doit être effectivement exécutée dans une phase unique de grillage, il est né- cessaire de réduire le contenu en plomb de la charge à la machine à fritter à moins de 1,5%,ou aux environs de àette teneur.
Pour cette raison, lorsque l'élimination du plomb est exécutée dans un grillage distinct subséquent, il peut être nécessaire de ramener au procédé une portion de la matière frittée et broyée pour abais- ser la teneur en plomb à la valeur indiquée.
Une autre considération de grande importance est que le fond de la charge, ou la portion de cette dernière qui se trouve le plus près des grilles, soit maintenu à une température plus élevée que celle nécessaire pour un grillage frittant ordinaire.
L'accroissement général de température du lit de charge, et également l'accroissement de tirage à travers le lit tendent à produire ce résultat, La température plus élevée des portions in- férieures du lit de charge réduit la condensation de la matière volatilisée, et concoure à maintenir les barreaux de grille pro- pres et un écoulement de gaz libre ou non contrarié.
Si la teneur en soufre plus élevée et le tirage accru n'assurent pas des conditions de température élevée et uniforme satisfaisantes dans toute la charge, et en particulier à la par- tie inférieure de cette dernière, du combustible supplémentaire, sous forme d'une couche de braises de coke, ou analogue, peut être placé sur la grille, en dessous de la charge de minerai.
En exécutant le procédé, soit comme partie du grillage désulfurant, ou sous forme d'un grillage subséquent distinct, il est important que la concentration de plomb dans les gaz passant
<Desc/Clms Page number 6>
à travers le lit de charge n'excède pas 10 milligrammes environ par litre de gaz à température et pression normales, sans quoi des troubles provenant de la congestion et de la condensation peuvent se produire.
Finalement, on peut estimer nécessaire, afin de mainte- nir les barreaux de grilles propres, de prévoir certains moyens pour les heurter ou les agiter afin de les libérer des obstrue- tions après que la matière frittée a été déchargée.
Si l'on néglige certaines ou plusieurs des conditions prescrites plus haut, une croûte ou des pailles peuvent se dévelop- per, principalement sous forme de galène, et sous cette forme le plomb est séparable par des moyens mécaniques. Par conséquent, on peut dans certains cas effectuer la séparation partielle du plomb dans le courant de gaz et séparer le restant par broyage et traite- ment sur tables, ou par des méthodes de lavage par densité ou par flottaison,
On constate que le procédé est progressif et s'exécute, toutes proportions gardées, d'une manière plus aisée si la teneur initiale en plomb est basse. Pour cette raison il peut être désira- ble dans certains cas d'effectuer la séparation du plomb par flot- taison, à la mine, aussi loin qu'il peut l'être convenablement.
Dans le cas de minerais venant au procédé de grillage a- vec une teneur en plomb dépassant 1,5% dans le minerai original, et lorsqu'une élimination presque complète du plomb est requise dans le produit fritté, il peut être désirable non seulement d'exécuter le procédé de frittage initial de telle façon que l'on assure l'élimi- nation maximum du plomb, mais également de compléter ce traitement par un nouveau frittage avec emploi de charbon ou de coke comme com- bustible et en suivant les indications générales précédemment dé- crites.
.Après exécution du procédé à la manière décrite plus haut% soit par le grillage en phase unique avec l'élimination plus on moins complète du plomb, ou bien par un grillage en deux phases, lorsque, dans chaque cas, le plomb restant dans le produit a été réduit à une basse teneur, par exemple moins de 0,1%, on a constaté
<Desc/Clms Page number 7>
que dans le procédé subséquent de distillation, la faible quantité de plomb restant dans le produit fritté est récupérée dans les condenseur$ durant la première partie de la période de distilla- tion, en même temps que la majeure partie de tout le cadmium pré- sent dans le produit fritté.
Ceci est contraire à ce qui se passe avec des minerais grillés par d'autres procédés, où le cadmium est recueilli dans la première partie de la période de distillation et le plomb est recueilli principalement dans la dernière partie de la période de distillation.
Dans le procédé d'élimination du plomb décrit, la récu- pération durant la première partie de la période de distillation de la faible quantité de.plomb et du cadmium restant dans le pro- duit fritté permet d'obtenir, durant la dernière partie de la pério- de de distillation, un zinc métallique de haute qualité, en sub- stance exempt tant de plomb que de cadmium.