Mémoire descriptif formé à l'appui d'une demande de brevet de perfectionnement au brevet belge n[deg.] 832.879 pour un "Procédé d'extraction êlectrolytique du fer".
La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés à un procédé d'extraction électrolytique du fer, tel que décrit
dans le brevet belge n[deg.] 832.879, déposé au nom de la même demanderesse.
Dans ce brevet, dit principal, il est fait état d'un procédé d'extraction électrolytique du fer, dans lequel le fer est soumis à une
électrolyse ignée avec dépôt du fer sur une cathode constituée par un métal
liquide, l'alliage de fer ainsi obtenu étant soumis à une opération de séparation appropriée, par exemple une cristallisation fractionnée ou une distillation, en vue d'isoler ou de récupérer le fer. Suivant une modalité particulièrement intéressante de ce procédé, le milieu contenant le fer
est un milieu chloruré.
Les perfectionnements constituant l'objet de la présente invention permettent notamment de récupérer le fer par voie électrolytique, non seulement à partir des chlorures, mais également à partir d'autres produits ferrifères, tels que des oxydes (pailles de laminoir, fumées rousses, boues rouges) ou des sulfates récupérés par exemple des installations de décapage.
Le procédé, objet du présent perfectionnement, dans
lequel on soumet un produit ferrifère à une électrolyse ignée, avec dépôt
du fer ainsi produit sur une cathode constituée par un métal liquide, l'alliage ainsi obtenu étant ultérieurement soumis à une opération de séparation appropriée en vue d'isoler et de récupérer le fer, la dite électrolyse s'effectuant par ailleurs en milieu de chlorures fondus, est essentiellement caractérisé en ce que le métal liquide constituant la cathode est de l'aluminium.
En fait, dans ce processus, le fer est introduit, par exemple sous forme d'oxyde, dans un bain contenant des chlorures, par exemple alcalins. Sous l'effet de l'électrolyse, le chlore naissant à l'anode réagit avec l'oxyde de fer pour former des chlorures de fer, tandis que l'oxygène remplace le chlore à l'anode.
Un des avantages principaux de ce procédé consiste dans
le fait que le fer se dissout dans l'aluminium, dans des proportions pouvant aller jusqu'à 40 %. On peut ainsi arriver récupérer une quantité importante de fer en faisant usage d'une quantité d'aluminium relativement faible. En outre, les opérations de récupération peuvent être rendues plus aisées par
le fait que l'on peut faire choix de compositions particulières de cet alliage binaire, pour lesquelles la séparation du fer d'avec l'autre métal offre certaines facilités, par exemple au point de vue des températures à atteindre.
Dans ce cas précisément de l'aluminium, il peut s'avérer intéressant de soumettre à l'électrolyse ignée des matériaux ferrifères à
une température comprise entre 655[deg.]C et 1150[deg.]C et de préférence entre
900[deg.]C et 1130[deg.]C, de façon obtenir la précipitation en notable proportion
d'une solution solide de fer dans l'aluminium, avec une teneur constante
en fer (environ 40 %). Cette phase solide étant plus dense que la phase liquide résiduelle, se rassemble dans le fond de la cuve d'électrolyse, d'où elle
peut être régulièrement enlevée. La cuve peut être exploitée jusqu'à épuisement complet de l'aluminium présent ou être régulièrement alimentée en aluminium afin d'assurer la continuité du processus d'électrolyse.
L'avantage de cette modalité est d'assurer la production
d'un ferro-aluminium dont la composition est absolument constante.
Un autre avantage important de ce perfectionnement consiste dans le fait que l'on peut soutirer également l'alliage liquide constitué par
le fer dissous dans le métal formant cathode, au moment où il atteint une composition telle qu'il peut être utilisé directement pour assurer certaines opérations métallurgiques, telles que par exemple la désoxydation de l'acier. Dans ce dernier cas, on peut avantageusement ajouter le dit alliage directement à l'état liquide dans l'acier.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'extraction électrolytique du fer, dans lequel on soumet un produit ferrifère à une électrolyse ignée, avec dépôt du fer ainsi produit sur une cathode constituée par ua métal liquide, l'alliage ainsi obtenu étant ultérieurement soumis à une opération de séparation appropriée en vue d'isoler et de récupérer le fer, la dite électrolyse s'effectuant par ailleurs en milieu de chlorures fondus, caractérisé en ce que le métal liquide constituant la cathode est de l'aluminium.
Descriptive memory formed in support of a patent application for improvement to Belgian patent n [deg.] 832,879 for a "Process for the electrolytic extraction of iron".
The present invention relates to improvements made to a process for the electrolytic extraction of iron, as described.
in Belgian patent n [deg.] 832,879, filed in the name of the same applicant.
In this so-called main patent, a process for the electrolytic extraction of iron is disclosed, in which the iron is subjected to a
igneous electrolysis with deposition of iron on a cathode formed by a metal
liquid, the iron alloy thus obtained being subjected to a suitable separation operation, for example fractional crystallization or distillation, in order to isolate or recover the iron. According to a particularly interesting modality of this process, the medium containing the iron
is a chlorinated medium.
The improvements constituting the object of the present invention make it possible in particular to recover iron by electrolytic means, not only from chlorides, but also from other iron products, such as oxides (rolling mill straws, red smoke, sludge. red) or sulphates recovered, for example, from pickling plants.
The process, object of this improvement, in
in which a ferrous product is subjected to igneous electrolysis, with deposition
iron thus produced on a cathode constituted by a liquid metal, the alloy thus obtained being subsequently subjected to an appropriate separation operation in order to isolate and recover the iron, said electrolysis being carried out moreover in a medium of chlorides molten metal, is essentially characterized in that the liquid metal constituting the cathode is aluminum.
In fact, in this process, iron is introduced, for example in the form of an oxide, into a bath containing chlorides, for example alkalis. Under the effect of electrolysis, chlorine emerging at the anode reacts with iron oxide to form iron chlorides, while oxygen replaces chlorine at the anode.
One of the main advantages of this process consists in
the fact that iron dissolves in aluminum, in proportions of up to 40%. It is thus possible to recover a large amount of iron by using a relatively small amount of aluminum. In addition, the recovery operations can be made easier by
the fact that one can choose particular compositions of this binary alloy, for which the separation of iron from the other metal offers certain facilities, for example from the point of view of the temperatures to be reached.
In this case precisely of aluminum, it may prove to be advantageous to subject iron-containing materials to igneous electrolysis.
a temperature between 655 [deg.] C and 1150 [deg.] C and preferably between
900 [deg.] C and 1130 [deg.] C, so as to obtain the precipitation in a significant proportion
of a solid solution of iron in aluminum, with a constant content
iron (about 40%). This solid phase being denser than the residual liquid phase, collects in the bottom of the electrolysis cell, from where it
can be regularly removed. The cell can be operated until the aluminum present is completely exhausted or be regularly supplied with aluminum in order to ensure the continuity of the electrolysis process.
The advantage of this modality is to ensure the production
a ferroaluminum whose composition is absolutely constant.
Another important advantage of this improvement consists in the fact that it is also possible to withdraw the liquid alloy consisting of
iron dissolved in the metal forming the cathode, when it reaches a composition such that it can be used directly for certain metallurgical operations, such as for example the deoxidation of steel. In the latter case, the said alloy can advantageously be added directly in the liquid state to the steel.
CLAIMS
1. Process for electrolytic extraction of iron, in which an iron-containing product is subjected to igneous electrolysis, with deposition of the iron thus produced on a cathode consisting of a liquid metal, the alloy thus obtained being subsequently subjected to a separation operation suitable for isolating and recovering iron, said electrolysis being carried out moreover in a medium of molten chlorides, characterized in that the liquid metal constituting the cathode is aluminum.