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Procédé d'agglomération de minerais de fer.
La présente invention est relative à un procédé d'agglomé- ration de minerais de fer particulièrement intéressant dans le cas de minerais hématites.
On constate que certains minerais hématites, riches en fer, c'est à dire avec des teneurs en fer de l'ordre de 65 %, sont réfractaires à l'action de la chaleur et se prêtent difficilement à l'agglomération.
D'autres minerais hématites de composition chimique très voisine de celle des précédents et de même état physique sont beaucoup moins réfractaires à l'action de la chaleur et se prêtent bien à l'agglomération. Dans ce qui suit, pour simplifier l'exposé, les minerais de la première catégorie sont appelés minerais réfractaires et ceux de la seconde, minerais peu réfractaires.
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De nombreuses recherches ont été entreprises dans le but de connaître les causes de cette différence de comportement à la chaleur de ces deux minerais que rien ne permet de différencier à première vue, même si on emploie les essais normaux de caractérisation des minerais, tels que essais de granulométrie, d'humidité, d'analyse chimique...
Dans le cas des minerais hématites peu réfractaires, c'est à dire ceux qui se prêtent bien à l'agglomération, on a constaté qu'à la température de 1400 C. ces minerais présentent un grossissement très marqué des grains, une isotropie remarquable et aisément mise en évidence par examen en ni chois croisés. On a constaté aussi qu'à cette température l'hématite (Fe2O3) dont ils sont principalement constitués se décompose relativement bien en magnétite (Fe3O4)
Par contre les minerais hématites réfractaires portés à cette même température de 1400 C présentent un grossissement de grain moins accentué et une isotropie moins marquée. Les cristaux gardent leur individualité à l'intérieur des grains et l'hématite dont ils sont principalement constitués se décompose difficilement en magnétite.
Pour obtenir avec ces minerais une décomposition en magnétite analogue à celle des premiers minerais examinés, il faut les portera une températu- re de l'ordre de 1500 C.
Si on fait des agglomérés à partir des minerais hématites réfractaires et si l'on compare ces agglomérés avec ceux obtenus à partir des minerais hématites peu réfractaires, on constate que les premiers agglomérés présentent une plus faible résistance mécanique que celle des seconds, toutes autres conditions étant égales.
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La présente invention a pour objet un procédé per- mettant d'obtenir à partir de minerais hématites réfractaires des ag- glomérés de qualités similaires à celles de minerais hématites peu réfractaires dans les mêmes conditions d'agglomération et notamment à la même température de cuisso:
Le procédé objet de la présente invention est essen- tiellement caractérisé en ce que, avant chauffage, on asperge les mine- rais hématites réfractaires destinés à l'agglomération au moyen d'un liquide contenant en solution au moins un élément alcalino-terreux dans le but d'assurer une diffusion constante du ou des dits éléments alcalino- terreux dans les oxydes de fer dont sont principalement constitués les minerais à traiter.
L'invention s'étend aux caractéristiques saivantes prises isolément ou en combinaison :
Le liquide contenant en solution au moins un élément alcalino-terreux est de l'eau.
L'élément alcalino-terreux utilisé est fortement ionisable dans l'eau et est de préférence un chlorure.
On utilise comme élément alcalino-terreux fortement ionisable dans l'eau @ du chlorure calcique.
Le liquide contenant en solution au moins un élément alcalino-terreux contient également un agent mouillant.
La quantité de l'élément alcalino-terreux utilisé est avantageusement de l'ordre de 1 % à 2 % en poids du minerai à traiter.
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Grâce au procédé décrit ci-dessus, on a constaté qu'en aspergeant les minerais hématites réfractaires à la chaleur au moyen d'une solution de chlorure calcique (Ca ClZ) on obtient une diminution con- séquente de la température de décomposition d'hématite en magnétite.
Dans le but de mesurer un tel effet on a maintenu divers minerais à une température de 1400 C pendant 2 heures et on a mesuré le rapport (I) de l'intensité des raies du F3eO4 à celle des raies du Fe2O3 et on a obtenu 34 les résultats suivante : - dans le cas de minerais hématites réfractaires à la chaleur et non traités avec du Ca C12;1=0, 2 à 0, 3.
- dans le cas de minerais hématites réfractaires à la chaleur et traités avec du Ca C12; I = 5, 0.
- dans le cas de mir..rais hématites peu réfractaires à la chaleur : I = 1, 5.
Un effet analogue peut également être obtenu soit avec de la chaux hydratée Ca (oH)- moins soluble dans l'eau mais en présence d'un agent mouillant, soit avec les éléments alcalino-terreux autres que le calcium.
Dans les procédés habituels d'agglomération, c'est à dire ceux dans lesquels on n'asperge pas le minerai avec un produit alcalino-terreux avant le chauffage, l'obtention à partir de minerais héma- tites réfractaires à la chaleur d'un aggloméré de mauvaise propriété mécanique est due vraisemblablement au fait que l'hématite ne se décom- pose pratiquement pas en magnétite, ou du moins pratiquement pas à la température normalement utilisée. Par contre, à partir de minerais hématites peu réfractaires à la chaleur l'obtention d'un aggloméré de bonne qualité est due au fait que l'hématite se décompose bien en magné- tite à la température normalement utilisée.
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Lorsqu'on examine à la microsonde un aggloméré de moindre qualité, on constate que les oxydes de fer constitutifs du dit aggloméré ne contiennent qu'une très faible quantité de calcium ou présen- tent une teneur en calcium tout à fait irrégulière. Si on soumet à un tel examen un aggloméré de bonne qualité obtenu suivant, le procédé de l'invention, on constate que les oxydes de fer d'un même système cristallographique, présents dans le dit aggloméré montrent une diffusion constante de calcium avec une teneur en calcium de l'ordre de 1 %. Il semble donc que l'aspersion du minerai au moyen d'un élément approprié,
par exemple une solution aqueuse de Ca C12' avant de passer au chauffage du dit mineral assure une telle dif- fusion constante du calcium et établisse les conditions propices à l'obtention d'un aggloméré de bonne qualité à la température normale d'agglomération d'un minerai de fer. Cette particularité peut être interprétée à l'aide des diagrammes binaires Fe -0, Fe2O3 - ÇaO, FeO4 - CaO suivant lesquels on constate que de faibles quantités de calcium dans l'hématite (Fe2O3) diminuent d'environ 100'C la température de décomposition de cette héma- tite (Fe,0 ) et que la présence de calcium de l'ordre de 1 à 2 % dans la magnétite (Fe3O4) permet une fusion de cette magnétite à une température plus basse.
Il y a lieu de noter que le procédé de la présente invention est différent des procédés d'agglomération dans lesquels on ajoute au mi- nerai à traiter de la chaux (CaO) dans le but de produire des agglomérés auto-fondants. Dans le procédé décrit ci-dessus, on cherche à assurer une diffusion constante d'éléments alcalino-terreux dans les oxydes de fer dont sont principalement constitués les minerais à traiter, A cette fin, il est préconisé d'ajouter ces éléments alcalino-terreux aux minerais à ag- glomérer avant leur chauffage sous une forme plus active et notamment sous la forme d'un composé fortement ionisable dans l'eau,
L'addition A
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éventuelle d'un agent mouillant est destinée à. réduire l'action perturbatrice des forces de tension superficielle dont les grains d'hématite et de magnétite notamment sont le siège. @
REVENDICATIONS.
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Process of agglomeration of iron ores.
The present invention relates to a process for agglomeration of iron ores which is particularly advantageous in the case of hematite ores.
It is observed that certain hematite ores, rich in iron, that is to say with iron contents of the order of 65%, are refractory to the action of heat and are difficult to agglomerate.
Other hematite ores of chemical composition very similar to that of the preceding ones and of the same physical state are much less refractory to the action of heat and lend themselves well to agglomeration. In what follows, to simplify the explanation, the ores of the first category are called refractory ores and those of the second, low refractory ores.
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Much research has been undertaken with the aim of knowing the causes of this difference in heat behavior of these two ores which nothing can differentiate at first glance, even if one employs the normal tests of characterization of the minerals, such as tests. particle size, humidity, chemical analysis ...
In the case of poorly refractory hematite ores, that is to say those which lend themselves well to agglomeration, it has been observed that at a temperature of 1400 C. these ores exhibit a very marked enlargement of the grains, a remarkable isotropy and easily highlighted by examination in nor selected crossed. It was also observed that at this temperature the hematite (Fe2O3) of which they are mainly made up decomposes relatively well into magnetite (Fe3O4)
On the other hand, the refractory hematite ores brought to this same temperature of 1400 ° C. exhibit a less pronounced grain enlargement and a less marked isotropy. The crystals keep their individuality within the grains and the hematite of which they are mainly composed is difficult to decompose into magnetite.
To obtain with these ores a magnetite decomposition similar to that of the first ores examined, they must be brought to a temperature of the order of 1500 C.
If we make agglomerates from refractory hematite ores and if we compare these agglomerates with those obtained from poorly refractory hematite ores, we see that the first agglomerates have a lower mechanical resistance than that of the second, all other conditions being equal.
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The present invention relates to a process making it possible to obtain, from refractory hematite ores, agglomerates of qualities similar to those of poorly refractory hematite ores under the same conditions of agglomeration and in particular at the same cooking temperature:
The process which is the subject of the present invention is essentially characterized in that, before heating, the refractory hematite ores intended for agglomeration are sprayed with a liquid containing in solution at least one alkaline earth element in the mixture. The aim is to ensure constant diffusion of said alkaline earth element (s) in the iron oxides of which the ores to be treated mainly consist.
The invention extends to the salivating characteristics taken individually or in combination:
The liquid containing at least one alkaline earth element in solution is water.
The alkaline earth element used is highly ionizable in water and is preferably a chloride.
Calcium chloride is used as the strongly ionizable alkaline earth element in water.
The liquid containing in solution at least one alkaline earth element also contains a wetting agent.
The amount of the alkaline earth element used is advantageously of the order of 1% to 2% by weight of the ore to be treated.
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Thanks to the process described above, it has been found that by spraying the heat-refractory hematite ores with a solution of calcium chloride (Ca ClZ) a consequent decrease in the temperature of the hematite decomposition is obtained. in magnetite.
In order to measure such an effect, various ores were maintained at a temperature of 1400 C for 2 hours and the ratio (I) of the intensity of the lines of F3eO4 to that of the lines of Fe2O3 was measured and 34 the following results: - in the case of hematite ores refractory to heat and not treated with Ca C12; 1 = 0, 2 to 0, 3.
- in the case of hematite ores refractory to heat and treated with Ca C12; I = 5.0.
- in the case of mir..rais hematites not very heat refractory: I = 1, 5.
A similar effect can also be obtained either with hydrated lime Ca (oH) - less soluble in water but in the presence of a wetting agent, or with alkaline earth elements other than calcium.
In the usual agglomeration processes, that is to say those in which the ore is not sprinkled with an alkaline earth product before heating, obtaining from hematite ores refractory to the heat of a An agglomerate of poor mechanical property is probably due to the fact that the hematite hardly decomposes into magnetite, or at least practically not at the temperature normally used. On the other hand, from hematite ores which are not very refractory to heat, obtaining a good quality agglomerate is due to the fact that the hematite decomposes well into magnetite at the temperature normally used.
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When an agglomerate of lesser quality is examined with a microprobe, it is found that the iron oxides constituting said agglomerate contain only a very small quantity of calcium or have a completely irregular calcium content. If a good quality agglomerate obtained according to the process of the invention is subjected to such an examination, it is found that the iron oxides of the same crystallographic system, present in said agglomerate, show a constant diffusion of calcium with a content in calcium of the order of 1%. It therefore seems that the sprinkling of the ore by means of an appropriate element,
for example an aqueous solution of Ca C12 'before going to heating the said mineral ensures such a constant diffusion of calcium and establishes the conditions favorable to obtaining a good quality agglomerate at the normal agglomeration temperature of 'an iron ore. This peculiarity can be interpreted using the binary diagrams Fe -0, Fe2O3 - CaO, FeO4 - CaO according to which it is observed that small quantities of calcium in hematite (Fe2O3) decrease by approximately 100 ° C the temperature of decomposition of this hematite (Fe, 0) and that the presence of calcium of the order of 1 to 2% in the magnetite (Fe3O4) allows this magnetite to melt at a lower temperature.
It should be noted that the process of the present invention is different from agglomeration processes in which lime (CaO) is added to the ore to be treated for the purpose of producing self-melting agglomerates. In the process described above, it is sought to ensure a constant diffusion of alkaline-earth elements in the iron oxides of which the ores to be treated mainly consist. To this end, it is recommended to add these alkaline-earth elements ores to be agglomerated before their heating in a more active form and in particular in the form of a compound which is highly ionizable in water,
Addition A
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possible wetting agent is intended for. reduce the disturbing action of surface tension forces of which the grains of hematite and magnetite in particular are the seat. @
CLAIMS.