<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE DE FABRICATION DE SULFURE DE BARYUM PAR REDUCTION
EMI1.1
DE SPATH PESANT AUTOUR TUBUT,4IRE ROTATIF"i,
Pour la fabrication de sulfure de baryum par réduction de spath pesant, ou sulfate de baryum ou barytine, on a proposé un grand nombre de procèdes,réalisés au four à moufle, au four élec- trique, au four à cuve, ou au four tubulaire rotatif. parmi les procédés connus,seul le traitement au four tubulaire rotatif s'est montré pratiquement utilisable lorsqu'il s'agit d'atteindre des rendements assez importants.
Le travail au four tubulaire rotatif est réalisé de telle sorte, qu'on fait passer le mélange de spath pesant finement moulu et de charbon de réduction porté utilement à l'état de morceaux,par le four en le chauffant au moyen de gaz de flammes produits par un brûleur disposé à l'extrémité inférieu- re du four. La matière traitée sort du four à l'état agglutiné et à une température élevée, en se refroidissant ensuite, à l'abri
<Desc/Clms Page number 2>
de l'air, dans un dispositif réfrigérant spécial. Avant d'en extraire le sulfure de baryum par lessivage, la matière trai- tée doit être moulue.
Les gaz de chauffage sortent du four éga- lement , une température élevée, de sorte que la réduction exige, outre l'addition de charbon de réduction, encore une consomma- tion assez considérable de chaleur.
L'invention permet de supprimer les désavantages de ce pro- cédé et d'atteindre au surplus,des avantages importants.
Il a été trouvé que la réduction du spath pesant en sulfu- re de baryum au four tubulaire rote.tif peut être réalisée en dessous de la température d'agglutination de la Matière,lorsque la matière regoit aur son parcours dans le four,qui est utile- ment garni d'une manière connue en soi d'organes de brassage et de barrages annulaires, un apport de chaleur en plusieurs en- droits répartis sur la longueur du four,par exemple au moyen de flammes de chauffage obtenues par exemple par la combustion de gaz de chauffage ou de combustibles analogues.
Le chauffage et la réduction de la matière peuvent être réalisés dans ce cas dans la partie supérieure et dans la partie médiane du four,tan- dis que dans la partie inférieure de ce dernier,la matière peut être refroidie au moyen de gaz neutres ou réducteurs.
Par exemple,on introduit dans la partie inférieure du four un gaz de chauffage, comme du gaz transmis d'une longue distan- ce, du gaz de générateur, du gaz de gueulard, ou analogue, en une quantité telle, qu'il y provoque le refroidissement de la matiè- re jusqu'à une température de sortie voulue, située en dessous d'environ 40000,-par exemple dans les environs de 150 à 200RC. Ce gaz estensuite brûlé dans les parties médiane et supérieure du four et sert à, la génération d'une 'partie de la chaleur nécessaire à la réduction.En outre on prévoit dans ces parties du four un nombre assez important de brûleurs ou de dispositifs analogues, disposés à distance les uns des autres et alimentés par le même ou nar un autre agent de chauffage.
On amène aux brûleurs, outre l'agent de chauffage, un excès d'air tel, que le gaz ayant servi
<Desc/Clms Page number 3>
dans lapartie inférieure du four au refroidissement de la ma- tière traitée, sort complètement brûlé;
Le sulfate de baryum(barytine) mélangé avec le charbon de réduction est préchauffé assez rapidement dans la partie supé- rieure du four à la température de réduction,située entre en- viron 700 et 1000 C. Déjà dans le premier tiers du four la ré- duotion s'amorce énergiquement et est presque achevée à peu près à la fin du second tiers du four.
En qualitéde charbon de ré- duction on choisira avantageusement un combustible réducteur énergique, par exemple du poussier de lignite, ou un autre char- bon à forte teneur en matières volatiles, par exemple du charbon à gaz, ou aussd du ------- semi-coke, Le charbon de réduction est employé en quantités d'environ 15à 20% par rapport à la quan- tité de spath pesant(barytine). il stest montré que la réduction peut être encore particu- lièrement favorisée par le fait, qu'on introduit dans le four de l'air de combustion en excès sur la quantité nécessairepour la combustion complète de l'agent de chauffage. On emploie par exemple un excès d'environ 10 à 20%.
Dans ces conditions le rendement en sulfure de baryum 'soluble dans l'eau était encore 'supérieur de quelques pourcents au rendement en cas de travail sans excès d'air. L'amenée de gaz et d'air de combustion aux tuyères, ou brûleurs distincts du four,est réglée avantageuse- ment de manière qu'à des endroits appropriés de la zone de tem- pérature accrue, surtout dans la partie médiane du four,règne encore une atmosphère réductrice.
Une partie du gaz combustible nécessaire au chauffage du four, par exemple 1/10 à 1/3,peut être remplacée par du charbon,qui est alors ajouté à la charge comme excès correspondant. Par exem- ple, la proportion de charbon de réduction dans la charge est augmentée d'environ 35%,l'excès étant brûlé dans lefour. Dans ce cas on a fait la constatation surprenante, que 1'effet ther- mique de cette combustion est d'une valeur supérieure 3. celle
<Desc/Clms Page number 4>
du gaz combustible. C'est à dire qu'on peut,-calcule en calories,- ajouter une quantité de charbon moindre que la quantité de gaz combustible à remplacer.
Malgré que le procédé suivant l'invention travaille avec des températures de réduction oonsidérablement inférieures à celles employées dans le travail connu jusqu'ici au four tubulaire rota- tif, il donne par rapport à ce travail connu un rendement oonsidé- rablement supérieur par m3 d'espace de four.En outre, le convertis- sement du spath pesant en sulfure de baryum est plus avantageux.
Les rendements en plus sont d'environ 10% calculés par rapport au spath pesant contenu dans la matière de départ ,
Un avantage ultérieur essentiel du procédé suivant l'invention consiste en ce que les gaz sortant du four ne contiennent que seu- lement peu de grammes d'anhydride sulfureux par m3,de sorte qu'a- près dépoussiérage on peut les laisser échapper directement dans l'atmosphère.
De plus,suivant l'invention on obtient aussi des avan- tages considérables au point de vue économie thermique *'Ceux-ci pro- viennent non seulement de ce qu'on travaille à une température de réduction plus basse,mais aussi de ce que la température des gaz sortant et la température à laquelle la matière sort du four,sont oonsidérablement inférieures à celles en usage aveo les procédés au four tubulaire rotatif,connus jusqu', présent:
Par le bon échan- ge thermique entre les matières enfournées et les matières défour- nées,l'utilisation de la chaleur est rendue très favorable;
De plus, des avantages considérables résultent du fait qu'avec le procédé suivant l'invention le spath pesant réduit n'est pas agglutiné,mais sort du four à une finesse de grains au moins aussi ténue que celle qu'il avait à son entrée dans le four.Dans la plu- part des cas la décrépitation et l'abrasion par frottement provo- quée par le mouvement du four ,qui ont lieu dans le traitement de la matière au four tubulaire rotatif suivant l'invention.fournissent encore un travail de désintégration oonsidérable,de sorte que la matière quittant le four présente une finesse de grain plus ténue ue la matière qui fut introduite dans le four.
Du fait le lessivage subséquent du spath pesant réduit devient beaucoup plus avantageux: Il est plus rapide et le rendement en sulfure
<Desc/Clms Page number 5>
de baryum extrait est notablement supérieur que dans le cas de lessivage d'une matière agglutinée et à nouveau désintégrée, com- me cela se fait dans les prooédés connus: Du fait le rendement des dispositifs de lessivage devient considérablement plus grand en y traitant le produit obtenu suivant l'invention,qu'en y traitant du spath pesant réduit suivant d'autres procédés:
Le four peut être muni de la manière oonnue d'organes de brassage et de barrages annulaires,qui ont pour bùt de rendre l'agitation et la propulsion de la matière dans et le long du four aussi avantageuses que possible.
Le dessin annexé sert à l'explication ultérieure de l'in- vent! on:
La figure 1 représente un diagramme dans lequel la courbe A indique les températures dans le four et la courbe B le proces- sus de réduction.
La figure 2 représente sohématiquement un mode de construo- tion de four tubulaire rotatif particulièrement approprié à la réalisation du procédé suivant l'invention.
Le mélange,préparé à la main ou mécaniquement,et composé par exemple de 100 parties de spath pesant et de 18 parties de houille,est enfourné au moyen d'un dispositif de chargement par le tuyau 1 dans le four tubulaire rotatif 2. Ce dernier est constitué par une enveloppe en fer 3 garnie d'un revêtement ré- fractaire 4. Par les barrages annulaires 5 l'intérieur du four est subdivisé en plusieurs compartiments: Entre les barrages annulaires de tous les oompartiments, ou d'un nombre relativement grande de ces derniers,sont prévus des organes de brassage : La matière traitée sort du four par les dispositifsde déchargement 7.
Le gaz de chauffage débouche d'une conduite d'amenée, par une tête distributrice $;dans une conduite 9 ( ou plusieurs), fixée sur le four et tournant aveo ce dernier,' L'air entre,par la même tête distributrioe,dans un tuyau 10 ( ou plusieurs) tournant également avec le four: De la conduite à gaz 9 , respectivement de la conduite d'air10, partent des tuyaux de branchement 11, res-
<Desc/Clms Page number 6>
pectivement 12, aux brûleurs 13. Les tuyaux de branchement sont pourvus de robinets, ou soupapes, 14, permettant,-par le régla- ge des quantités de gaz et d'air amenées aux brûleurs distincts,- de rendre l'atmosphère du four soit neutre, soit oxydante, soit réductrice. Les gaz du four sont évacués par-la tête 15 du four.
Autour du foirsont disposéeadeux bagues de roulement 16, roulant sur les galets 17. La rotation du four se fait au moyen d'une couronne dentée 18 et d'un pignon 19 actionné par un dis- positif de commande non représenté.
Dans la figure 1 la longueur du four est représentée en abscisse les points I,II,III,IV,V,VI,VII et VIII désignant les endroits de prise de températures,pour la détermination continue des températures de gaz dans le four. Les lettres de référence a,b,c,d,e ,f et g désignent des endroits par lesquels on peut prélever des échantillons de la matière durant le travail. Sur l'ordonnée gauche sont indiquées les températures en centrigra- des et sur l'ordonnée droite la teneur de la matière grillée en Bas, en % en noids.
Dès l'entrée dans le four a lieu le chauffage de la ma- tière. Le diagramme montre que la réaction commence à une tem- nérature d'environ 880 0. Les brûleurs entre les deux bagues de roulement sont réglés de manière à ce que, dans la partie médiane du four,la température se waintienne à une hauteur d'en- viron 980 C, Les analyses des épreuves prélevées suivant la cour- be B montrent que la transformation du sulfate de baryum en sul- fure de baryum se produitdans ces conditions suivant un accrois- sernent à peu près constant jusqu'à une teneur d'environ 80% de BaS.
La zone du four la plus rapprochée de la sortie de lama- tière traitée sert au refroidissement de cette dernière. A cet effet on introduit dans le four par l'entrée de gaz 30 et le cas échéant par les brûleurs,alimentés dans cette zone du four seulement au gaz, une quantité de gaz assez importante,par exem- ple 1/5 à 1/2 de la quantité totale,de gaz introduitedans le four. Malgré que la température de réaction tombe,la transfor-
<Desc/Clms Page number 7>
mation continue encore et on obtient finalement une teneur d'environ. 85% à laquelle la matière refroidie sort du four.