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PROCEDE DE FUSION DES CONCENTRES SULFUREUX DE'CUIVRE OU DE PLOMB.
Pour fondre les concentrés sulfureux de cuivre bruts ou en partie désulfurés$ on utilise la plupart du temps de grands fours à réverbère fixes, afin de concentrer le cuivre sous forme d'un lingot et de réduire la gangue en un laitier fluide. Si. avant introduction dans le four à'réverbèreg les concentrés sont préalablement grillée,, on s'efforce alors de réduire la te- neur en soufre jusqu'à obtenir un lingot ayant une teneur en cuivre détermi- née, située dans la plupart des cas entre 38 et 45 % Si le four à réverbère se justifie particulièrement dans le cas de fortes productions, p.ex.
de l'or- dre de 500 tonnes et plus par jour, son emploi devient relativement onéreux pour de faibles productions, tant au point de vue frais d'exploitation que frais d'achat, d'autant plus que$comme dans les fours à réverbère fixes, la chaleur totale doit être transmise unilatéralement au minerai à traiter de- puis la partie supérieure du four jusqu'à la sole du foyer, ce qui nécessite une forte consommation de combustible et en outre des réparations fréquentes et coûteuses; enfin, on ne peut marcher avec une profondeur de bain trop im- portante.
De ce dernier point, découle à nouveau la nécessité de répartir le bain sur une grande surface de sorte quee lors de la fusion des concentrés, on évite difficilement une perte au feu de soufre non souhaitable, perte au feu qui dans les conditions normales est évaluée à 25 % environ. Un autre désavantage du four à réverbère réside dans son encombrement important et dans la nécessité d'utiliser de grandes quantités de réfractaires coûteuxo
L'invention a pour objet, tant de diminuer la perte en soufre lors de la fusion du concentré,et d'améliorer la transmission calorifique entre le four et la matière à traiter, que d'éviter les autres désavantages du four à réverbère fixe.
Aux termes de l'invention, ces objectifs sont atteints grâ- ce à l'utilisation d'un four trommel de courte longueur pour fondre les con- centrés.La surface extérieure de ce four étant plus faible, les pertes calo- rifiques sont sérieusement réduites, d'où découle la possibilité de prolonger
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de beaucoup la vie du revêtement du four, vu que celui-ci sert successive- ment de voûte, ensuite de paroi latérale, finalement de sole et à nouveau de paroi latérale, suivant en cela le principe du four à réverbère rotatif.
Grâce à son mouvement dans le bain, la partie du revêtement servant de voû- te,cède immédiatement et rapidement sa chaleur au bain, de telle sorte qu'une surchauffe du revêtement est pratiquement exclue. De plus, l'inven- tion permet également la fusion de concentrés bruts ou en partie désulfurés dans les entreprises qui n'ont qu'une production relativement faible et pour lesquelles, par conséquent, l'installation d'un grand four à réverbère fixe n'est pas rentable. Il est également avantageux d'utiliser conformément à l'invention des fours à réverbère rotatifs, dont le diamètre est égal ou su- périeur à leur longueur. Il s'est également avéré intéressant de donner au four à réverbère rotatif utilisé conformément à l'invention une section in- térieure rectangulaire et en particulier une section carrée.
Toutefois, d'au- tres types de fours sont également utilisables, par exemple des fours à ré- verbère rotatifs, dont la longueur atteint jusqu'à 1 1/2 fois le diamètre.
Dans les fours trommel de courte longueur à utiliser conformément à l'inven- tion, il s'est avéré également intéressant de prévoir l'échappement du gaz à la partie supérieure du brûleur, de façon à obtenir une flamme en forme de fer à cheval.
Pour mener à bien le procédé conforme à l'invention, les concen- trés sont préalablement plus ou moins grillés ou même pas du tout, ceci dé- pendant de leurs teneurs en cuivre et en soufre; si l'on veut enfourner des matières préalablement grillées, il s'est avéré avantageux de traiter con- formément à l'invention les concentrés préalablement grillés et agglomérés sous forme de morceaux sur des appareils de frittage, particulièrement sur des appareils Lurgi ;
grâce au frittage, il est possible de fixer une teneur déterminée en soufre dans la matière grillée par addition de chaux brûlée ou éteinte et/ou d'autres oxydes ou hydroxydes alcalinos-terreux en quantités d'environ 1-10 %, chiffre ramené au poids du concentré, de talle sorte que l'on peut obtenir la proportion entre teneurs en cuivre et en soufre du con- centré la plus favorable pour la fusion. Lorsque l'on dispose de concentrés bruts ou également de matières préalablement grillées mais non agglomérées sous forme de morceaux, il est intéressant d'utiliser celles-ci sous forme de grains,afin de diminuer les pertes en poussières et d'accélérer la fu- sion.
Pour ce faire, on peut granuler la matière dans des appareils appro- priés, par exemple dans des tambours-mélangeurs, sur des vis mélangeuses ou autres appareils de ce genreo Il s'est avéré particulièrement avantageux d'effectuer cette opération dans des récipients animés-.d'un mouvement ex- centrique, particulièrement dans des récipients fermés, dont l'axe exécute un mouvement circulaire ou à peu près circulaire par rapport à la base de l'appareil, tandis que le récipient même pivote autour de son axe ou bien même reste immobile.
Le chargement du four à réverbère rotatif à utiliser conformément à l'invention est exécuté avantageusement de telle manière que lorsqu'il faut enfourner des matières préalablement grillées, celles-ci sont chargées dans le four trommel à l'état chaud d'un bunker de chargement et par l'in termédiaire de dispositifs d'amenée appropriés, des tuyaux par exemple, qui peuvent être assemblés de façon télescopique par exemple. On peut toutefois charger le four de manière différente, à titre d'exemple de telle manière que les matières soient déversées au centre du fouro Au cours .du chargement et peut-être aussi quelque temps après, le chauffage peut être arrêté.
Les matières pulvérulentes introduites adhèrent à la surface du bain se trouvent déjà dans le four, de sorte que les pertes par poussières peuvent être main- tenues à un minimum. Après la coulée, lorsque le chauffage est arrêté ou modéré, le chargement peut être recommencé et alors grâce à la rotation du four, la charge vient alors se mélanger au bain se trouvant encore dans le four, .avant que le chauffage soit recommencé. Il est également possible de laisser tourner le four lentement pendant le chargement, afin d'améliorer la répartition de la chaleur.
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Il importe particulièrement pour l'exécution du procédé conformément à l'invention que, avant enfournement,, la charge soit constituée par un mélange prêt à être fondu, c'est-à-dire qu'il convient de mélanger les minerais et additions dans la proportion convenant à la formation du lingot et du laitier, de telle sorte que l'on obtienne d'une part un lingot agréable à travaille en et d'autre part un laitier bien coulable à faibles teneurs en cuivre et métaux nobles La charge peut avantageusement être introduite dans le four à l'état préchauffé. De ce fait, on obtient une fusion plus rapide de la charge et on réalise une économie de chaleur.
Le lingot de cuivre ainsi que le laitier peuvent être retirés du four de temps à autre, par exemple par un avant-creuset ou autre principe de ce genre; il s'est avéré avantageux de ne vider le four que partiellement afin de favoriser l'adhérence de la charge au bain se trouvant dans le four comme mentionné ci-avant.
Les composants les plus volatils de la charge, comme le Pb, le Zn et le Sb ou autres corps de ce genre,, peuvent être volatilisés en partie seulement ou dans leur presque entièreté lors de la fusion de concentrés bruts ou en partie désulfurés, ce quia le cas échéante peut avoir lieu par addition de matières favorisant la volatilisation, telles que le carbone:, les matières sulfureuses ou autres de ce genre. Les fumées qui, en règle générale, quittent le four trommel à une température relativement élevée, peuvent servir à une chaudière à vapeur et être récupérées en vue de la production de vapeur et d'énergie. Le cas échéante les poussières ou produits de volatilisation contenus dans les fumées sont éliminés avant à l'intérieur et/ou après la chaudière à vapeur, par exemple, dans des installations mécaniques ou électriques d'épuration de gaz.
De la même manière,, on peut utiliser les fumées dans des récupérateurs ou autres appareils du même genre afin par exemple de préchauffer l'air comburant.
Dans le cadre du procédé conforme à l'invention, il n'est pas sans importance de poser la question de l'utilisation des matières constituant le revêtement des fours à réverbère rotatifs. En règle générale,!) c'est un garnissage répondant aux meilleures caractéristiques des réfractaires si possible en magnésite, en chrome-magnésite ou autres réfractaires de ce genre, qui convient le mieux. A titre exemplatif, il est également possible de prévoir un garnissage en magnésite contenant de la chaux avec un peu d'oxyde de fer, d'argile et de silice,, et de fondre celui-ci à des températures élevées, par exemple à 1500 C environo On peut aussi recouvrir le garnissage d'une couche protectrice de laitier avant le début de la fusion ou après fusion du bain.\) afin de rendre le garnissage résistant autant que possible aux composants nocifs du laitier.
Le procédé conforme à l'invention s'applique de préférence à la fusion de concentrés de cuivre mais il peut l'être de même manière à la fusion de concentrés ddepl plomble sulfureux, enan particulier lorsque l'on désire transformer le lingot de plomb produit en plomb métallique par souf flage dans un convertisseur par exemple.
REVENDICATIONS.
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PROCESS FOR MELTING SULFUROUS CONCENTRATES COPPER OR LEAD.
In order to melt the sulphurous copper concentrates, crude or partly desulphurized, most of the time large stationary reverberation furnaces are used in order to concentrate the copper in the form of an ingot and to reduce the gangue to a fluid slag. If, before introduction into the reverberatory oven, the concentrates are roasted beforehand, an effort is made to reduce the sulfur content until an ingot is obtained with a determined copper content, which is found in most of the case between 38 and 45% If the reverberation furnace is particularly justified in the case of high productions, eg.
of the order of 500 tons and more per day, its use becomes relatively expensive for low productions, both from the point of view of operating costs and purchasing costs, especially since $ as in fixed lamppost, the total heat must be transmitted unilaterally to the ore to be treated from the upper part of the furnace to the hearth floor, which requires a high consumption of fuel and moreover frequent and expensive repairs; finally, you cannot walk with too great a bathing depth.
From this last point, again arises the need to distribute the bath over a large area so that during the melting of the concentrates, it is difficult to avoid an undesirable loss on ignition of sulfur, a loss on ignition which under normal conditions is evaluated. at about 25%. Another disadvantage of the reverberation furnace lies in its large size and in the need to use large quantities of expensive refractories.
The object of the invention is both to reduce the loss of sulfur during the melting of the concentrate, and to improve the heat transmission between the furnace and the material to be treated, and to avoid the other disadvantages of the furnace with a fixed reverberation.
According to the invention, these objects are achieved by using a short length trommel furnace to melt the concentrates. The outer surface of this furnace being smaller, the heat losses are seriously. reduced, hence the possibility of extending
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the life of the furnace lining, since it serves successively as a roof, then as a side wall, finally as a floor and again as a side wall, following the principle of the rotary reverberant furnace.
Thanks to its movement in the bath, the part of the coating serving as an arch immediately and quickly transfers its heat to the bath, so that overheating of the coating is practically excluded. In addition, the invention also allows the melting of crude or partly desulphurized concentrates in enterprises which have only a relatively low production and for which, consequently, the installation of a large fixed reverberation furnace. is not profitable. It is also advantageous to use, according to the invention, rotary reverberatory ovens, the diameter of which is equal to or greater than their length. It has also proved advantageous to give the rotary reverberatory furnace used in accordance with the invention a rectangular internal section and in particular a square section.
However, other types of kilns can also be used, for example rotary reverb kilns, the length of which is up to 1 1/2 times the diameter.
In the short length trommel furnaces to be used according to the invention, it has also proved advantageous to provide for the escape of the gas from the upper part of the burner, so as to obtain a flame in the form of a horseshoe. .
In order to carry out the process in accordance with the invention, the concentrates are first roasted to a greater or lesser extent or even not at all, this depending on their copper and sulfur contents; if it is desired to put in the oven previously roasted materials, it has proved advantageous to treat, in accordance with the invention, the concentrates previously roasted and agglomerated in the form of pieces on sintering devices, particularly on Lurgi devices;
thanks to sintering, it is possible to fix a determined sulfur content in the roasted material by adding burnt or slaked lime and / or other alkaline earth oxides or hydroxides in quantities of about 1-10%, a figure reduced to weight of the concentrate, so as to obtain the proportion between copper and sulfur contents of the concentrate most favorable for melting. When raw concentrates or also materials previously roasted but not agglomerated in the form of pieces are available, it is advantageous to use these in the form of grains, in order to reduce the losses of dust and to accelerate the fu- if we.
To do this, the material can be granulated in suitable devices, for example in mixing drums, on mixing screws or the like. It has proved particularly advantageous to carry out this operation in animated containers. -. of an eccentric movement, particularly in closed containers, the axis of which executes a circular or approximately circular movement with respect to the base of the apparatus, while the container itself pivots around its axis or well even remains motionless.
The charging of the rotary reverberatory furnace to be used according to the invention is advantageously carried out in such a way that when it is necessary to put in the oven previously roasted materials, these are charged into the trommel furnace in the hot state of a bunker of loading and by means of suitable supply devices, for example pipes, which can be assembled telescopically for example. The furnace can, however, be loaded in a different way, for example in such a way that the material is discharged into the center of the furnace. During the loading and perhaps also some time after, the heating can be stopped.
The introduced powdery materials adhere to the bath surface are already in the furnace, so that dust losses can be kept to a minimum. After casting, when the heating is stopped or moderated, the charging can be restarted and then thanks to the rotation of the furnace, the charge then comes to mix with the bath still in the furnace, before heating is restarted. It is also possible to let the oven run slowly while charging, to improve heat distribution.
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It is particularly important for the execution of the process according to the invention that, before charging, the charge consists of a mixture ready to be melted, that is to say that it is necessary to mix the ores and additions in the proportion suitable for the formation of the ingot and the slag, so that one obtains on the one hand an ingot pleasant to work in and on the other hand a well flowable slag with low copper and noble metal contents The filler can advantageously be introduced into the oven in the preheated state. As a result, faster melting of the charge is obtained and heat savings are achieved.
The copper ingot as well as the slag can be removed from the furnace from time to time, for example by a pre-crucible or other such principle; it has been found to be advantageous to empty the oven only partially in order to promote the adhesion of the load to the bath located in the oven as mentioned above.
The more volatile components of the feed, such as Pb, Zn and Sb or the like, can be partially or almost entirely volatilized during the smelting of crude or partially desulfurized concentrates. which if necessary can take place by adding materials that promote volatilization, such as carbon :, sulphurous materials or the like. The fumes which, as a rule, leave the trommel furnace at a relatively high temperature, can be used in a steam boiler and be recovered for the production of steam and energy. Where appropriate, the dust or volatilization products contained in the fumes are eliminated before inside and / or after the steam boiler, for example, in mechanical or electrical gas purification installations.
In the same way, the fumes can be used in recuperators or other devices of the same kind in order for example to preheat the combustion air.
In the context of the process according to the invention, it is not without importance to raise the question of the use of the materials constituting the coating of rotary reverberation furnaces. As a general rule,!) It is a lining which meets the best characteristics of the refractories, if possible made of magnesite, chromium-magnesite or the like, which is most suitable. By way of example, it is also possible to provide a magnesite lining containing lime with a little oxide of iron, clay and silica, and to melt this at high temperatures, for example at 1500 The packing can also be covered with a protective layer of slag before the start of melting or after melting of the bath. \) In order to make the packing resistant as much as possible to the harmful components of the slag.
The process according to the invention is preferably applied to the smelting of copper concentrates but it can be applied in the same way to the smelting of sulfurous plum concentrates, in particular when it is desired to transform the lead ingot produced. in metallic lead by blowing in a converter for example.
CLAIMS.