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PROCEDE ,DE 'GRILLAGE DE MINERAIS, PRODUITS METALLURGIQUES ET ANALOGUES, EN
PARTICULIER DE;LA BLENDE.
L9invention est relative à un procédé de grillage de minerais, produits métallurgiques, etc.. en particulier de la blende, avec obtention simultanée de plomb et d'autres constituants métalliques volatils.
Dans le grillage de minerais, produits métallurgiques, etc., il est avantageux de conduire l'opération de manière que les constituants métalliques volatils de valeur, tels que le plomb et le cadmium, soient entièrement éliminés de la matière brute et soient ensuite récupérés sous forme concentrée. Il est connu que dans des appareils'à grande vitesse de grillage, par exemple dans des appareils de grillage-frittage ou dans des fours de grillage dans lesquels le minerai est mis en suspension, les com- posants métalliques volatils, malgré une réaction intense à des tempé- ratures de 1100 C et davantagene sont éliminés qu'imparfaitement de la charge à cause de la courte durée de séjour.
Dans des fours de grillage mécaniques à températures plus basses, s'élevant jusque 900 C environ, on n'arrive à volatiliser le plomb contenu dans les blendes qu'à raison d'en- viron 20 à 25% malgré une durée de grillage de 8 à 10 heures. Cependant, il n'existe pas de fours mécaniques pour des traitements de plus longue durée à des températures plus élevées.
L'invention apporte une solution au problème qui consiste à conduire l'opération de grillage de manière que les constituants volatils soient pratiquement entièrement éliminés et récupérés. La solution consis- te à griller la matière brute à grains fins ayant une teneur en soufre d'en- viron 5%, sous forme de conglomérats ou de briquettes dans un four à cuvé à des températures d'environ 980 à 1020 , et à séparer les constituants métalliques volatils des gaz de grillage. Contrairement aux procédés de grillage exécutés jusqu'à présent, on opère donc suivant 1'invention sur
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une haute colonne de charge.
D'autres avantages du procédé de grillage conforme à l'inven- tion résident en ce qu'il permet au four à cuve de fonctionner avec la quantité d'air théoriquement nécessaire, ou avec un très léger excès d'air.
La teneur en soufre du minerai est par conséquent transformée en un gaz-*- de grillage de haute concentration en SO2. A cause de la faible quantité d'air, il s'établit dans le four et à la sortie du gueulard une faible vi- tesse des gaz. La matière brute étant en outre traitée sous forme de con- glomérats ou de briquettes, la portion de poussières entraînées sous forme solide est très faible.
La teneur en soufre d'environ 5% suffit à chauffer la charge du four à une température de 980 à 1020 C dans la zone de réaction. Cette température suffit à la volatilisation des constituants métalliques, comme par exemple le plomb et le cadmium. Une agglomération par frittage de la charge du four ne peut pas se produire, ce danger n'apparaissant qu'à des températures élevées.
Si la masse à griller a une teneur en soufre supérieure à en- viron 5%, on l'amène à cette teneur par un grillage préalable. On peut également utiliser un mélange de portions grillées à mort et non grillées dont la teneur en soufre dans le mélange atteint environ 5%.
La forme de conglomérats donnée à la charge du four peut s'ob- tenir par arrosage goutte à goutte de la matière brute à fins grains avec de l'eau dans un tambour rotatif aboutissant à la formation de boulettes.
Les boulettes qui se forment ainsi atteignent de préférence un diamètre d'environ 10 à 30 mm. La mise en forme peut également s'effectuer par pressage de la matière brute en petites briquettes, par exemple ovoïdes.
De la blende de flottation prétraitée de cette façon,conte- nant des composants de plomb et de cadmium, est par exemple grillée dans un four à cuve possédant une grille et ayant un diamètre de 3 à 4 m, en maintenant une hauteur de charge d'environ 6 m au-dessus de la grille.
On insuffle l'air nécessaire à la réaction par en-dessous à travers la grille. Pendant la marche, il s'établit dans la zone supérieure du four une température moyenne d'environ 500 C. Dans cette zone, la matière brute est séchée et préchauffée. Suit alors la zone de réaction, ayant une hauteur d'environ 3 m et une température d'environ 980-1020 C. Au-dessus dé la grille s'établit de nouveau une zone de température plus faible à cause du vent introduit à cet endroit. Cette région peut être considérée comme zone de refroidissement. Il est important que la charge du four demeure suffisamment longtemps dans la zone de réaction, jusqu'à ce que les constituants plomb et cadmium volatils soient éliminés en très grande proportion. En règle générale, cette durée est d'environ 10 à 12 heures.
En maintenant ces conditions, la durée de passage totale de la charge du jour est d'environ 24 heures.
Les gaz de grillage qui se dégagent du four sont conduits tout d'abord à travers un séparateur de poussières, de préférence un séparateur centrifuge ayant un diamètre de quelques décimètres. A cet endroit se séparent les poussières qui sont entraînées de la charge du four sous for- me solide et contiennent essentiellement du zinc. Les gaz de grillage parviennent ensuite dans un second séparateur de poussières, par exemple un séparateur électrostatique. Au plus tard jusqu'à 'ce'moment, la témpéra- ture des gaz est suffisamment descendue pour que les constituants métalli- ques volatils soient devenus solides et soient contenus dans les gaz de grillage sous forme de particules de poussières. Ces poussières sont pré- cipitées sous une haute concentration dans le second séparateur de pous- sières.
Pour la récupération de la poussière formée par les constituants métalliques volatils, on peut faire passer les gaz de grillage par une tour de lavage au lieu d'un second séparateur de poussières.
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Exemple d 9 appli cati on.
On grille dans un four à cuve sous forme de boulettes une blende préalablement grillée, qui contient 5,3% de soufre,, 2,8% de plomb et 0,18% de cadmium. Le four est conduit de manière que la charge sé- journe pendant environ 12 heures dans la zone de réaction principale, où règne une température moyenne de 980 . Ainsi,la matière brute est gril- lée jusqu'à une teneur en soufre sulfure inférieure à 0,1%, le plomb con- tenu est volatilisé à raison de 97,5%, et le cadmium à raison de 83%.
La concentration des gaz de grillage atteint 8,5% de SO2. On fait passer les gaz de grillage qui sortent du four à travers un séparateur centrifu- ge ayant un diamètre de quelques décimètres. A cet endroit se séparent les particules de poussièresqui sortent de la charge sous forme solide et qui sont essentiellement zincifères, avec un rendement d'environ 96%.
La poussière qui se précipite dans un séparateur de poussières électrosta- tique monté à la suite, et qui consiste en constituants métalliques vola- tils solidifiés cpntient 58,5 % de plomb et 3,8 % de cadmium. Cette pous- sière peut être traitée comme plomb d'oeuvre directement ou après lixi- viation du cadmium.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de grillage de minerais, produits métallurgiques, etc.., en particulier de la blende, avec obtention simultanée de plomb et d'autres constituants métalliques volatils9caractérisé en ce qu'on grille de la matière brute à grains fins, ayant une teneur en soufre d'environ 5%, sous forme de conglomérats ou de briquettes, dans un four à cuve à des températures d'environ 980 à 1020 , et on sépare les constituants métalli- ques volatils des gaz de grillage.
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PROCESS FOR THE GRILLING OF ORE, METALLURGICAL AND SIMILAR PRODUCTS, IN
PARTICULAR OF; LA BLENDE.
The invention relates to a process for roasting ores, metallurgical products, etc., in particular blende, with simultaneous production of lead and other volatile metallic constituents.
In roasting of ores, metallurgical products, etc., it is advantageous to conduct the operation so that valuable volatile metal constituents, such as lead and cadmium, are completely removed from the raw material and are then recovered under concentrated form. It is known that in high speed roasting apparatus, for example in roasting-sintering apparatus or in roasting furnaces in which the ore is suspended, the metal components volatile, despite an intense reaction to Temperatures of 1100 C and more are only imperfectly removed from the load due to the short residence time.
In mechanical roasting ovens at lower temperatures, up to around 900 C, the lead contained in the blends can only be volatilized at a rate of about 20 to 25% despite a roasting time of. 8 to 10 hours. However, there are no mechanical ovens for longer term treatments at higher temperatures.
The invention provides a solution to the problem of conducting the roasting operation in such a way that the volatile constituents are practically completely removed and recovered. The solution is to roast the fine-grained raw material having a sulfur content of about 5%, as conglomerates or briquettes in a batch oven at temperatures of about 980 to 1020, and at separate volatile metal constituents from roasting gases. Contrary to the roasting processes carried out so far, the invention therefore operates according to the invention on
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a high column of load.
Further advantages of the roasting process according to the invention are that it allows the shaft oven to operate with the theoretically required quantity of air, or with a very slight excess of air.
The sulfur content of the ore is therefore transformed into a roasting gas - * - with a high concentration of SO2. Due to the small quantity of air, a low gas velocity is established in the oven and at the outlet of the throat. Since the raw material is further processed in the form of conglomerates or briquettes, the portion of dust entrained in solid form is very small.
The sulfur content of about 5% is sufficient to heat the furnace charge to a temperature of 980-1020 C in the reaction zone. This temperature is sufficient for the volatilization of the metal constituents, such as for example lead and cadmium. Sinter agglomeration of the furnace charge cannot occur, this danger only occurring at high temperatures.
If the mass to be roasted has a sulfur content greater than about 5%, it is brought to this content by prior roasting. It is also possible to use a mixture of toasted and unroasted portions of which the sulfur content in the mixture reaches about 5%.
The conglomerate shape given to the furnace charge can be achieved by drip-spraying the fine-grained raw material with water in a rotating drum resulting in the formation of pellets.
The pellets which thus form preferably reach a diameter of about 10 to 30 mm. The shaping can also be carried out by pressing the raw material into small briquettes, for example ovoid.
Flotation blende pretreated in this way, containing components of lead and cadmium, is for example roasted in a shaft furnace having a grate and having a diameter of 3 to 4 m, maintaining a load height of d. 'about 6 m above the grid.
The air required for the reaction is blown from below through the grid. During operation, an average temperature of about 500 C. is established in the upper zone of the furnace. In this zone, the raw material is dried and preheated. Then follows the reaction zone, having a height of about 3 m and a temperature of about 980-1020 C. Above the grid again a zone of lower temperature is established because of the wind introduced at this point. place. This region can be considered as a cooling zone. It is important that the furnace charge remains sufficiently long in the reaction zone, until the volatile components of lead and cadmium are removed in very high proportions. Typically, this duration is about 10 to 12 hours.
Maintaining these conditions, the total passage time of the load for the day is approximately 24 hours.
The roasting gases which emerge from the oven are first conducted through a dust separator, preferably a centrifugal separator having a diameter of a few decimeters. At this point, the dust which is entrained from the furnace charge in solid form separates and mainly contains zinc. The roasting gases then pass into a second dust separator, for example an electrostatic separator. At the latest until this time, the temperature of the gases has dropped sufficiently that the volatile metal constituents have become solid and are contained in the roasting gases as dust particles. This dust is precipitated at a high concentration in the second dust separator.
For the recovery of the dust formed by the volatile metal constituents, the roasting gases can be passed through a washing tower instead of a second dust separator.
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Example of 9 applica on.
A previously roasted blende, which contains 5.3% sulfur, 2.8% lead and 0.18% cadmium, is roasted in a shaft oven in the form of pellets. The furnace is operated so that the charge remains for about 12 hours in the main reaction zone, where an average temperature of 980 prevails. Thus, the raw material is roasted to a sulfur-sulphide content of less than 0.1%, the lead contained is volatilized at a rate of 97.5%, and the cadmium at a rate of 83%.
The concentration of the roasting gases reaches 8.5% SO2. The roast gases leaving the oven are passed through a centrifugal separator having a diameter of a few decimeters. At this point, the dust particles which come out of the load in solid form and which are essentially zinciferous, with a yield of approximately 96%, separate.
The dust which precipitates in a subsequently mounted electrostatic dust separator, and which consists of solidified volatile metallic constituents, contains 58.5% lead and 3.8% cadmium. This dust can be treated as lead directly or after leaching of cadmium.
CLAIMS.
1. Process for roasting ores, metallurgical products, etc., in particular blende, with the simultaneous obtaining of lead and other volatile metallic constituents9 characterized by roasting fine-grained raw material, having a content of about 5% sulfur, as conglomerates or briquettes, in a shaft furnace at temperatures of about 980 to 1020, and the volatile metal constituents are separated from the roasting gases.