BE490520A - - Google Patents

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BE490520A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/14Cements containing slag
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé de valorisation des laitiers et scories. 



   Dans la fabrication des fentes, des aciers et plus géné- ralement dans les fabrications des métaux, des alliages de mé- taux et (ou) de métalloïdes, telle qu'on l'a pratiquée   jusqu'ici,   la composition du laitier et ses autres caractéristiques sont im- posées par les caractéristiques des produits à obtenir, et par les    manières premières dont on dispose ; laitier est considéré comme   un sous-produit et l'on se borne, généralement, à rechercher ses meilleures possibilités d'emploi: ballast, fabrication de ciments, laine et ponce de laitier etc ...

   Mais les laitiers ou les scories sont rarement aptes, tels quels, à des utilisations qui leur don- nent une grande valeur, ou bien encore, lorsqu'ils sont d'une com- position permettant certains emplois intéressants, les quantités absorbées par ses emplois sont inférieures à la production dispo- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 nible. Il en résulte que la vente de ces produits ne procure que des recettes peu importantes, ou même qu'une partie en est   rejetée et perdue ; dernier cas est, en règle générale,   celui des laitiers et scories d'aciérie et d'usines électro- thermiques. 



   Cependant, la silice, l'alumine et la chaux qui se trouvent dans ces laitiers sont à la base de combinaisons d'un grand intérêt industriel. 



   Le but de la présente invention est de désolidariser les propriétés des laitiers ou scories, susceptibles d'emplois non sidérurgiques de valeur, de celles des métaux et alliages dont l'élaboration est le but essentiel de l'opération. Elle consiste en des opérations transformant le laitier obtenu dans l'appareil d'élaboration, en un produit doué d'une composition chimique et (ou) d'autres caractéristiques différentes fixées à l'avance, et telles que ce laitier, ou cette scorie, devient, après ces opérations, apte à des utilisations nouvelles plus étendues, et de plus grandes valeurs que celles qu'on pouvait envisager pour le laitier recueilli à sa sortie du four.

   Autre- ment dit, l'invention consiste, d'une manière générale, en un procédé permettant la valorisation des laitiers et scories et pouvant être appliqué, soit à des laitiers ou scories recueillis à l'état fondu à la sortie du four, soit à des laitiers ou sco- ries solidifiés, de toute provenance, qu'on amène d'abord à l'état fondu par tout moyen approprié. 



   Le procédé selon l'invention consiste essentielle- ment à ajouter à la scorie ou au laitier fondu, au moins une addition susceptible de modifier la composition chimique du laitier ou de la scorie, l'opération étant faite dans des con- ditions telles que la masse reste à l'état fondu. 



   Le terme "addition" utilisé dans le présent mémoire doit être pris dans son sens le plus général. il couvre aussi 

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 bien un gaz qui, préalablement chauffé ou non, est insufflé dans la masse liquide pour s'y combiner à certains éléments, que des corps solides ou fondus.

   Ces derniers peuvent intervenir pour aug- menter seulement la quantité d'un constituant contenu dans le lai- tier en proportion trop faible, ils peuvent être constitués par des corps susceptibles d'entrer en combinaison avec des éléments de la masse fondue pour libérer un autre élément utile ou fournir un nou- veau composé, ils peuvent comprendre plusieurs corps capables de se combiner entre eux pour donner à la température du bain liquide un constituant recherché, ou être constitués par des éléments thermo- gènes susceptibles d'être brûlés dans le bain en dégageant de   la '   chaleur, ou encore agir d'une manière en quelque sorte catalytique pour augmenter les vitesses de réaction au sein du laitier et/ou jouer le rôle de fondant et abaisser sa viscosité. 



   Le plus souvent, les additions comprendront un ou plusieurs éléments thermogènes susceptibles de dégager au sein du bain une quantité de chaleur suffisante pour maintenir la masse liquide et, éventuellement, accroître sa température. Cette chaleur peut être fournie, soit par la réaction d'un ou de plusieurs produits d'ad- dition sur des éléments du laitier, soit par la réaction de plu- sieurs produits d'addition entre eux, soit par la réaction d'un gaz convenable sur un ou plusieurs produits d'addition ou sur un ou plusieurs éléments du laitier. 



   Les éléments combustibles thermogènes à utiliser peuvent être choisis de la manière la plus large, par exemple sulfure de calcium, sulfure de fer, carbure de calcium, silicium, aluminium, magnésium, carbone, hydrogène, hydrocarbure, etc ... 



   Lorsque les additions nécessaires à l'obtention de la composition recherchée ne peuvent pas produire de dégagement de chaleur, ou ne peuvent dégager qu'une chaleur insuffisante, on pourra, au préalable, réchauffer ces additions jusqu'à une tempé- rature pouvant atteindre ou dépasser celle du laitier, les moyens de chauffage pouvant être quelconques* De façon générale, les additions seront avantageusement mises sous forme granulée, ou      

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 parfois pulvérulente, elles peuvent être à la température ordinai- re, être réchauffées ou même fondues. 



   Les laitiers ou scories obtenus habituellement pré- sentent, généralement, une viscosité élevée et, en outre, leur composition varie sans cesse par suite de la répartition irrégu- lière des charges dans le four et des divers incidents de marche qui peuvent se produire, tels que dégarnissages, accrochages, mauvais fonctionnement d'une ou de plusieurs tuyères d'insufflation de gaz, etc ... L'homogénéité de la masse visqueuse en fusion n'est donc pratiquement jamais obtenue à la sortie du four, et cette homogé- néité est d'autant plus longue à obtenir que la température du laitier est plus basse.

   Dans le choix des additions à effectuer. on prendra donc en considération la quantité de chaleur qui peut être fournie par les éléments thermogènes, et, parmi plusieurs éléments susceptibles de fournir théoriquement, en fin d'opération, la même composition chimique, on fixera son choix sur ceux capables de fournir une quantité de chaleur suffisante pour donner à la masse la fluidité la plus grande. 



   Une homogénéisation plus rapide et plus complète peut aussi être obtenue par l'addition d'éléments tels que le fer, le manganèse, le titane, le sodium, le potassium, le baryum, le cal- cium, etc ... soit à l'état métallique, soit à l'état d'oxydes, de sulfures, d'halogénures, ou de composés plus complexes qui exer cent une action en quelque sorte catalytique et augmentent les vi- tesses de réaction au sein du laitier, ou jouent le rôle de fon- dant en abaissant sa viscosité. 



   L'apport de chaleur qui est nécessaire pour liquéfier les additions solides peut être fourni : a) par chauffage préalable des additions elles-mêmes à une température pouvant atteindre ou dépasser celle du laitier ou de la scorie; 

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 b) par le laitier lui-même, lorsqu'il contient une quantité de chaleur sensible et/ou latente, permettant la dissolution et/ou la combinaison du corps ou des corps ajoutés; o) par la chaleur de réaction des additions entrant en   combi-     naisQn   avec des éléments du laitier, par exemple s'oxydant aux dé- pens de certains oxydes contenus dans celui-ci;

   d) par insufflation dans le laitier renfermant, naturellement ou après addition, des corps oxydables, d'air desséché ou suroxy- géné, ou à la limite d'oxygène industriellement pur, ces gaz pou- vant être froids ou réchauffés; e) par introduction dans le laitier en même temps que d'élé- ments thermogènes soit d'oxydes permettant leur combustion, soit simultanément de tels oxydes et de comburants gazeux, comme il est dit ci-dessus; f) par chauffage extérieur réalisé par tous moyens connus. Cet apport extérieur de chaleur a l'inconvénient généralement d'être onéreux et il pourra, le plus souvent, être évité par les moyens ci-dessus indiqués; g) par combinaison des différents moyens mentionnés ci-dessus. 



   L'insufflation dans le bain liquide d'air ordinaire, ou suro- xygéné en toutes proportions allant jusqu'à l'oxygène industrielle- ment pur, est intéressante, non seulement par la chaleur qui peut être ainsi dégagée directement   pans   le bain par combustion d'élé- ments thermogènes, mais aussi par le brassage obtenu au cours de cette Insufflation, et par le barbotage de l'anhydride sulfureux qui se forme aux dépens du soufre et des sulfures du laitier.

   Cet- te insufflation devra être réalisée en divisant le comburant dans le laitier, c'est-à-dire en le faisant sortir par un grand nombre d'orifices, afin de réaliser une surface de contact suffisante, et elle pourra être faite dans une cuve de formes appropriées où l'a- limentation en laitier est faite, par exemple, à une extrémité, et 

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 l'évacuation du laitier traité est faite à l'autre extrémité, les tuyères d'injection du comburant étant disposées dans le fond ou sur les cotés de façon à diviser ce comburant en un assez grand nombre de jets. 



   Les additions peuvent être faites, suivant le cas, dans le chenal,de coulée ou dans une poche ou dans un récipient approprié, calorifugé si nécessaire. Le récipient peut être fixe ou mobile, chauffé ou non chauffé, avoir la forme d'une auge allon- gée avec alimentation à une extrémité et évacuation à l'autre, ou bien d'un mélangeur rotatif ou non, etc ... 



   'invention permet d'obtenir très facilement et à peu de frais des laitiers doués de propriétés intéressantes en partant d'un laitier initial dont la composition peut être très différente du produit recherchée Elle s'applique aussi bien à l'obtention de laitiers utilisables comme ballast, que pour la fabrication de lai- ne minérale ou de ponce de laitier, à l'obtention de laitiers alu- mineux permettant d'extraire l'alumine qu'ils renferment par les prooédés connus, eu de laitiers utilisables dans la fabrication des bétons, etc... 



   Dans certains cas, la composition chimique, telle qu'el le résulte d'une analyse donnant le pourcentage de chacun des cons- tituants élémentaires du produit final, ne sera pas seule à   interve   nir. On sait, en effet, que les propriétés de certains corps et en particulier des mélanges fondus renfermant, comme constituants principaux, de la silice, de l'alumine et de la chaux, dépendent, dans une mesure importante, des conditions dans lesquelles ont été 
 EMI6.1 
 obtenus ces corps. En particulier, ..IDl1XJll.lxiixj:.:ttn:txÜAfixh xax bxterxmmxaxxaxxmztaaexB 'xpXa:ex: x$laxLuxnWal   @,   la vitesse de refroidissement joue un rôle important lors- qu'on cherche à extraire l'alumine des laitiers extra alumineux. 



  L'opération conforme à la présente invention pourra donc être éven- tuellement suivie d'un traitement approprié, tel qu'un refroidisse- 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 ment lent, ainsi qu'il est décrit dans ladite demande de brevet précitée* 
Pour bien faire comprendre le procédé, on va décrire ci-après, à titre d'exemples seulement, quelques modes de mise en oeuvre de l'invention. 



    EXEMPLE   1 : 
Désulfuration d'un laitier. 



   La désulfuration d'un laitier peut avoir plusieurs buts : 
L'extraction du soufre sous forme d'anhydride sulfu- reux par une technique connue. la libération de la chaux contenue dans le sulfure CaS afin de la rendre disponible pour la formation d'aluminates de chaux solubles en vue, par exemple, de l'extraction de l'alumine, l'amélioration de la qualité du laitier pour la fabri- cation de ciment de laitier ou de ciment dit" métallurgique". Dans cette fabrication, l'emploi de laitiers trop riches en soufre, a, comme on le sait, des inconvénients sérieux, en particulier il con duit à l'attaque des armatures de laquelle résulte une mauvaise liaison entre le métal et le béton. 



   Dans certains laitiers de haut-fourneau contenant 2% et même davantage de soufre, le procédé permet de réduire cette teneur, par exemple à une valeur inférieure à 1 % qui n'est plus dangereuse pour ce dernier emploi. 



   Dans un laitier pris à la température de 1.400  et contenant 1,5% de soufre, à l'état de sulfure de calcium, on in- jecte de l'oxygène qui fournit de l'anhydride sulfureux et libère de la chaux suivant la réaction 
CaS   +   30= CaO+ SO2 
On obtient un échauffement de l'ordre de 1500 de la masse fondue avec une consommation d'oxygène d'environ 10,5 m3 par tonne de laitier. 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



   Grâce d'une part à l'élévation de température très importante qui augmente la vitesse de diffusion et, d'autre part, au brassage intense dû à l'insufflation de l'oxygène, et au dégagement de l'an- hydride sulfureux produit par la combustion du sulfure de calcium, l'homogénéité du laitier s'obtient rapidement.

   Une homogénéisation plus rapide et plus complète pourrait être obtenue par l'addition d'un ou de plusieurs des éléments indiqués ci-dessus tels que le fer, le manganèse, le titane, le sodium, le potassium, le baryum et le calcium, etc ... soit à l'état métallique, soit à l'état de combinaisons plus ou moins complexes, éléments qui augmentent les vitesses de réaction au sein de la masse en fusion, et jouent le rôle de fondant en abaissant sa viscosités   EXEMPLE   
Modification de la composition d'un laitier en vue de le ren- dre apte à être utilisé directement dans la préparation du béton. 



   On connaît des procédés de fabrication de béton à base de laitiers de haut-fourneau dans lesquels, au lieu de produire dans une cimenterie un ciment dit "métallurgique", on prépare sur le chantier de bétonnage une pâte à ciment à partir de laitier granu- lé humide additionné d'un ou plusieurs corps (gypse par exemple) jouant le rôle de régulateur de prise. Il suffit, au moment de l'emploi, de mélanger cette pâte avec une proportion de ciment port- land pouvant être de l'ordre de 15 à 20 %.

   Les laitiers granulés convenant à cette fabrication ont la composition approximative sui- vante 
 EMI8.1 
 
<tb> Si <SEP> 2 <SEP> ........... <SEP> 30 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI8.2 
 A103........... 30 % 
 EMI8.3 
 
<tb> CaO <SEP> ........... <SEP> 40 <SEP> à <SEP> 45 <SEP> %
<tb> 
 
Selon l'invention, on peut utiliser un laitier différant, même largement, du type ci-dessus et qui, pris tel quel, serait inem- ployable, et corriger sa composition de façon à le rendre apte à cet emploi fort intéressant, en partant directement de laitier pris à l'état fondu, et non pas de produits refroidis et   broyés.        

 <Desc/Clms Page number 9> 

 



   Un laitier courant de haut-fourneau à la composition approximative suivante : 
 EMI9.1 
 sis23 ..... a 3S % 
 EMI9.2 
 
<tb> A1203 <SEP> *4:00.6 <SEP> la <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> CaO <SEP> ........ <SEP> 48 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI9.3 
 ces ........ 1.5,à 2 'Po 
On peut le ramener à avoir la composition donnée ci-dessus,   c orrespondant   à un laitier utilisable dans la fabrication du béton, en lui ajoutant 10% d'alumine environ* 
Pratiquement, l'alumine sera fournie par une addition de bauxi te, et il est facile de calculer qu'il suffira d'ajouter, à 875 ki los de laitier fondu, environ 125 kilos de bauxite renfermant   70   d'alumine pour obtenir la composition recherchée.

   La bauxite en me nus fragments pourra, par exemple, être préalablement chauffée à une température comprise entre bOO et   1.0000   et on insufflera, dans la masse, un courant d'air chaud pour brûler le CaS et/ou le CaS2 dont la combustion élèvera la température du bain suffisamment pour lui donner la fluidité nécessaire, le brassage produit par le courant d'air assurant simultanément l'homogénéité. Après dispari- tion de tout le sulfure de   calcium*   le laitier est granulé dans un courant d'eau suivant un procédé connu. 



  EXEMPLE 3 : 
Amélioration d'un laitier alumineux au point de vue extraction de l'alumine. 



   Dans les laitiers extra-alumineux obtenus au cours de la fa- brication des fontes hyper-eutectiques, et desquels on se propose d'extraire l'alumine, il y a Intérêt à ce que la plus grande partie possible de l'alumine soit combinée à l'état d'aluminates de chaux solubles : l'aluminate monocalcique   (Al 0 ,   CaO), et le trialuminate 
 EMI9.4 
 penta-calcique (3Al2o3, 50aO), à l'exclusion de la gehlénite qui est un   ailico-aluminate   bi-calcique   (Si02,   A1203.   2CaO)   duquel l'alumine ne peut pas être extraite par les procédés de solubilisa tion connus. 



   On peut, selon l'invention, accroître dans les laitiers à bas- 

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 d'alumine, de chaux et de silice, et notamment dans les laitiers extra-alumineux dont il vient d'être question, la proportion d'alu mine récupérable sous forme d'aluminates de chaux solubles en in- troduisant dans ces laitiers des oxydes métalliques basiques capa- bles de fixer la silice libre ou de déplacer la silice combinée à l'alumine et à la chaux, ce qui a pour résultat une   diminutionde   la quantité de silico-aluminates insolubles où l'alumine est immo- bilisée et inutilisable.   armi   ces oxydes métalliques basiques, il est avantageux d'employer ceux qui se combinent à la silice à des températures inférieures aux températures où se forment les combinaisons de la silice avec la chaux et avec l'alumine.

   il résulte en effet des travaux de la Demanderesse que l'ad- dition dans le laitier d'oxyde ferreux (FeO) même en faible pro- portion (moins de 10   )   augmente sensiblement le rendement en alu- mine extractible. Cet oxyde exerce une action réductrice relative à l'ion [SiO4} 4- qui est l'élément acide du silicate bi-calcique et de la gehlénite, cette réduction se faisant suivant la réaction:

   
 EMI10.1 
 
L'introduction d'oxyde ferreux qui peut se faire soit sous forme de battitures (pailles de laminage) grillées ou non, soit sous tome de minerai, si nécessaire grillé en milieu légèrement réducteur, et même en présence d'un réducteur pour transformer l'c xyde de fer en oxyde ferreux, à l'état concassé ou pulvérulent, chauffé ou non chauffé, ou même à l'état liquide, en proportion qui n'a pas besoin de dépasser 10%, a pour effet d'élever d'une façon souvent très sensible le rendement en alumine par diminution de la quantité d'alumine combinée sous forme de gehlénite* 
Selon l'invention, on traite le laitier extra-alumineux par des battitures de fer, ou tous autres oxydes dans lesquels le fer se trouve de façon prédominante à l'état ferreux,

   employée en quan tité d'autant plus importante que le rapport pondéral entre la teneur du laitier en silice et sa teneur en chaux est plus élevé. 



  Cependant, si pour l'meploi en vue il est nécessaire ou avantageux 

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 que le laitier soit à l'état pulvérulent, il convient de limiter la teneur en oxyde de fer à une valeur inférieure à 4 Ca0%. sIO2% car l'oxyde ferreux réduit l'ion {Si04] 4- qui est l'ion   aeide   du silicate   bi-calcique,   constituant qui provoque l'effusement du laitier par sa transformation de l'état Ó à l'état Ó; les te- neurs plus élevées en oxyde ferreux empêchant   l'effusement*   
Les battitures sont introduites sois* en masse dans le laitier liquide, soit de préférence par addition continue dans le jet de laitier à sa sortie du four.

   Dans les deux cas, la réaction et l'homogénéisation peuvent être facilitées par brassage au moyen de l'un des procédés connus : perchage, agitation, etc ... un peut employer aussi, selon un processus analogue, l'oxyde magnétique Fe304. 



   Les valeurs numériques ci -dessous montreront bien les résultats que l'on peut obtenir. 



   Il a été prélevé, provenant de la même coulée, trois échantillons de laitier ayant la composition suivante : 
 EMI11.1 
 S102 13,3 10, Al'03 = 89,8 , FeO = 3,5)., CaQ = 53 t" 
Dans le premier échantillon, on a ajouté 3% de batti- tures dans lesquelles le fer se trouve, en majorité, à l'état ferreux. Le second échantillon est resté tel quel et le troisième a reçu également une addition de   3   de battitures. Les cycles de refroidissement des trois échantillons ont été rigoureusement les mêmes. Les rendements en alumine extractible ont été les suivants: 
 EMI11.2 
 
<tb> ler <SEP> échantillon <SEP> échantillon <SEP> témoin <SEP> 3ème <SEP> échantil-
<tb> 
<tb> avec <SEP> 3% <SEP> de <SEP> bat- <SEP> sans <SEP> battitures <SEP> Ion <SEP> avec <SEP> 3% <SEP> de
<tb> 
<tb> titurea <SEP> batitures.
<tb> 
 
 EMI11.3 
 



  -----1--- -----1--w----- ---1-------- Rapport caustique 1,50 1.60 cao/Al203........ l,50 l,50 l,et Hendement en alu- '0 6, 5 o 84,5 96,2 
 EMI11.4 
 
<tb> mine <SEP> soluble <SEP> ....
<tb> 
 



   L'augmentation du rendement en alumine soluble est d'environ 12 %. 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 



   De même, la Demanderesse a trouvé qu'en introduisant dans un laitier courant de haut-fourneau ayant la composition suivante : 
 EMI12.1 
 3102 = 30 10. 203 = 15 , CaO = 48 fI), divers = 7 o, et donnant un rendement en alumine extractible de   20 seulement,   ce rendement s'élève à plus de 75% après addition de 9 % DE FeO correspondant avec un léger excès à une molécule de Fe0 pour une molécule d'alumine. Dans ce même laitier, l'introduction de 36% de FeO,   c'est-à-dire   sensiblement une molécule de Fe0 par molécule de silice totale, permet la solubilisation de plus de   80 de   l'a- lumine par traitement à la lessive de soude concentrée 45  B. 



    EXEMPLE   4 : utilisation d'éléments thermogènes ajoutés au laitier en vue d'accroître le rendement en alumine soluble d'un laitier   alumi-   neux. 



   On vient de voir, dans l'exemple précédent, que certains oxy- des métalliques basiques tels que l'oxyde ferreux FeO, ajoutés à un laitier alumineux, élèvent le pourcentage d'alumine que l'on peut extraire de ce laitier. Si la chaleur sensible du laitier n'est pas suffisante pour permettre, sans chauffage extérieur, l'addition d'oxyde ferreux, et afin d'obtenir une homogénéisation plus complète de la masse, il peut être avantageux d'obtenir cet oxyde en ajoutant au laitier du sulfure de fer FeS2, que l'on brû- le ensuite par un comburant froid ou réchauffé, par exemple de l'air ordinaire, ou plus ou moins suroxygéné.

   Cette combustion don- ne, d'une part de l'oxyde ferreux FeO, d'autre part de l'anhydride sulfureux SO2 en produisant une élévation de température du lai- tier d'environ 1500 pour une addition de 2% d'oxyde de fer FeO, en      même temps qu'elle assure le brassage énergique de la masse fluide, par suite de l'insufflation du comburant gazeux et du dégagement d'anhydride sulfureux. 



   On peut encore utiliser l'addition simultanée de gypse, qui agit comme oxydant, et de pyrite, qui intervient comme combus- tible. Le sulfure de calcium contenu dans la masse de laitier s'o- 

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 xyde, aux dépens de l'oxygène apporté par le gypse, suivant la réaction : 
 EMI13.1 
 réaction qui est endothermique et qui est entretenue par la cha- leur dégagée par l'oxydation du sulfure de fer, aux dépens de l'oxygène apporté par le gypse, et de l'oxygène introduit par l'air insufflé, selon la réaction 
 EMI13.2 
 
Lorsque tout le sulfure de calcium contenu dans le laitier et la pyrite faisant l'objet de l'addition sont brûlés, on laisse la masse se refroidir aussi lentement que possible et l'on obtient des résultats comparables à ceux donnés dans l'exemple 3. 



  EXEMPLE 5 : 
Transformation de laitiers ordinaires en laitiers extraalumi- neux propres à permettre l'extraction de l'alumine. une autre application de l'invention consistant à corriger, même de façon importante, la composition de laitiers en vue d'em- plois variés et qui sont d'un grand intérêt industriel, consiste en la préparation de matières premières particulièrement adaptées à l'extraction de l'alumine.

   Ainsi le laitier courant de haut-four neau, contenant approximativement 30 à 40% de silice, 5 à 15% d'alumine, et 40 à   50 de   chaux, peut être soumis à un traite- ment conforme à l'invention, et être ramené par incorporation d'a-   lumine et de chaux à la composition suivante :   
 EMI13.3 
 
<tb> Silice <SEP> 8 <SEP> à <SEP> 22 <SEP> %
<tb> 
<tb> Alumine <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 4 <SEP> 
<tb> 
<tb> Chaux <SEP> ............ <SEP> 48 <SEP> à <SEP> 58 <SEP> %
<tb> 
 qui est celle des laitiers extra alumineux de haut-fourneau conve- nant à l'extraction de   l'alumine.   



   Si l'on opère par simples additions de chaux et de bauxite, il faut en pratique chauffer ces additions à la température du laitier à l'état fondu qu'il s'agit de modifier. On pourrait, pour éviter cette sujétion, envisager de réaliser l'apport de   chaix   par 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 combustion du sulfure de chaux toujours présent dans les laitiers métallurgiques, mais il faudrait alors, pour que le but soit at- teint, que le laitier contienne des teneurs en soufre très impor- tantes. 



   On peut à l'aide du procédé conforme à l'invention, ob- tenir le changement de composition du laitier, sans recourir à un apport de chaleur extérieur très important, en utilisant certains éléments thermogènes ajoutés au laitier ainsi qu'il a été spéci- fié dans l'exemple 4. 



   On peut, par exemple, utiliser du gypse qui oxyde le suture de calcium et le transforme en chaux avec dégagement d'anhy dride sulfureux et de la pyrite qui, avec l'aide d'une insuffla- tion d'air ou d'oxygène, est oxydée en donnant de la chaux, de l'oxyde ferreux, et de l'anhydride sulfureux* 
Par exemple pour obtenir à   1500    une tonne de laitier renfermant environ : 
 EMI14.1 
 
<tb> Silice <SEP> 16 <SEP> 
<tb> Alumine <SEP> 25%
<tb> Chaux <SEP> 50%
<tb> Oxyde <SEP> ferreux <SEP> .. <SEP> 8%
<tb> 
 convenant bien à l'extraction de l'alumine, on pourra partir d'un laitier courant à   33 de   silice,   12 $ d'alumine,   et 48% de chaux,   @   pris à cette température de 1500 . 



   Dans 440 kilos de laitier primaire, on introduira appro- ximativement les additions ci-après préalablement chauffées à une température de l'ordre de 5000J chaux 110 kilos, bauxite 270 kilos pyrite 50 kilos, gypse 300 kilos; l'apport de chaleur nécessaire pour fluidifier la masse sera obtenu en y faisant barboter environ 50 m3 d'oxygène, ce qui permet de recueillir pendant l'opération 90 m3 d'anhydride sulfureux. 



   Si pour ne pas gêner l'effusement du laitier on vise une teneur en oxyde ferreux inférieure à 8   ,   on compensera les réduc- tions de la quantité de pyrite par un réchauffage plus poussé des additions avant leur mélange avec le laitier.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS 1. Un procédé de valorisation des laitiers et scories per- mettant de les rendre aptes à des utilisations non sidérurgiques plus étendues et de plus grandes valeurs que celles qu'on peut envisager pour la scorie et le laitier initial, procédé qui con- siste à ajouter à la scorie ou au Mtier fondu, et dans des con- ditions telles que la masse reste à l'état fondu, au moins une addition susceptible de modifier la composition chimique du lai- tier ou de la scorie, et subsidairement à laisser la masse obtenue se refroidir lentement.
    2. Procédé comme spécifié sous 1 , caractérisé en ce que l'addition est constituéepar un gaz qui est injecté dans le lai- tier fondu et qui est susceptible de se combiner à l'un des élé- ments du laitier ou de la scorie en dégageant de la chaleur.
    3. Procédé comme spécifié sous 1. et 2. caractérisé en ce que le gaz utilisé est de l'oxygène industriellement pur ou dilué, constitué à la limite par de l'air atmosphérique; il peut être éventuellement desséché.
    4. Procédé comme spécifié sous 1. caractérisé en ce que l'ad- dition est formée par un corps thermogène qui s'oxyde aux dépens de certains éléments du laitier en dégageant de la chaleur, ou que l'on brûle par insufflation d'oxygène industriellement pur ou di- lué.
    5. Procédé comme spécifié sous 1. caractérisé en 'ce que l'ad- dition'est formée par un mélange de corps susceptibles de réagir entre eux en dégageant de la chaleur pour fournir un élément pré- sent en quantité insuffisante dans le laitier initial.
    6. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que l'ad- dition est formée par un corps qui exerce une action réductrice sur certains ions présents dans le laitier initial, de sorte que les composés renfermant ces ions se trouvent détruits. <Desc/Clms Page number 16>
    7. Procédé comme spécifié en 1 , caractérisé en ce que l'ad- dition est formée par des éléments qui exercent dans la masse une actioncatalytique et augmentent les vitesses de réaction au sein du laitier ou de la scorie fondue.
    8. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que l'ad- dition comprend au moins un élément dont on désire augmenter la teneur dans le laitier.
    9. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que dans le cas d'un laitier à base d'alumine de chaux et de silice dont on dé sire augmenter la teneur en alumine extractible, on ajoute au lai- tier un ou des oxydes métalliques basiques capables de fixer la si lice libre ou de déplacer la silice combinée à l'alumine et à la chaux, ce qui a pour résultat une diminution de la quantité de si- lico-aluminates insolubles où l'alumine est immobilisée et inutili- sable.
    10. Procédé comme spécifié en 1. et 9. caractérisé en ce que l'addition est constituée par de l'oxyde ferreux, par exemple sous forme de battitures ou de pailles de laminage.
    11. Procédé comme spécifié en 1. et 9. caractérisé en ce qu'on ajoute au laitier de l'oxyde magnétique Fe304.
    12. Procédé comme spécifié en 1.- caractérisé en ce que l'addition est constituée par du sulfure de fer, par exemple sous forme de pyrite.
    13. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que l'ad- dition est constituée par un mélange de sulfate de calcium et de sulfure de fer.
    14. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que l'ad- dition est constituée par de la chaux.
    15. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que l'ad- dition est constituée par de l'alumine, par exemple sous forme de bauxite. , 16. Procédé comme spécifié en 1. caractérisé en ce que la substance ajoutée est chauffée avant d'être introduite dans le lai <Desc/Clms Page number 17> tier fondu.
    17. Procédé comme spécifié en 1., 10. et 12.,caractérisé en ce que la quantité d'oxyde ferreux ou de pyrite utilisée est telle que la teneur en FeO du produit final soit inférieure à quatre fois le rapport pondéral entre la teneur du laitier en si- lice et sa teneur en chaux* 18. Procédé comme spécifié en 1., caractérisé en ce que l'addition est constituée par au moins un élément choisi dans le groupe formé par le manganèse, le fer, le titane, le sodium, le potassium, le baryum, la calcium, soit à l'état métallique, soit à l'état d'oxydes, de sulfures, d'halogénures ou de composés plus complexes.
    19. Procédé comme spécifié en 1., caractérisé en ce que l'addition est faite directement dans le chenal de coulée du four.
    20. Procédé comme spécifié en 1., caractérisé en ce que l'addition est faite dans une poche ou dans un récipient approprié.
    21. Procédé comme spécifié en 1. et 20., caractérisé en ce que la poche ou le récipient dans lequel on effectue l'addition est calorifuge.
    22. Procédé comme spécifié en 1., 20. et 21. caractérisé en ce que le récipient dans lequel on fait l'addition est chauffé.
    23. Procédé comme spécifié en 1. et 20., caractérisé en ce que le récipient dans lequel on fait l'addition a la forme d'une auge allongée, avec alimentation à une extrémité et évacuation à l'autre extrémité.
    24. Procédé comme spécifié en 1., caractérisé en ce que l'addition est faite dans un mélangeur rotatif.
    25. Procédé comme spécifié/dans une ou plusieurs des Reven- dications précédentes, caractérisé en ce que l'addition est faite sous forme de produit granulé ou pulvérisé.
    26. Procédé comme spécifié dans une ou plusieurs des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la substance ajoutée est à l'état fondu. <Desc/Clms Page number 18>
    27. Procédé comme spécifié en 1. et 4., caractérisé en ce que les corps thermogènes ajoutés sont constitués par au moins un corps choisi dans le groupe suivant ; de calcium, s ulfure de fer, carbure de calcium, silicium, aluminium, magnésium, car- bone, hydrogène, hydrocarbures.
    28. Les laitiers et scories améliorés par le procédé décrit,
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