Procédé perfectionné pour la réduction de minerais métallifères. et appareil pour sa mise à exécution_ Dans le procédé américain connu. dit Wetherill, pour la réduction de minerais métallifères, la charge de la matière métal lifère, mélangée avec un agent réducteur et étaaée sur un lit de combustion en igni tion, est soumise à un soufflage entretenant ,la combustion et est amenée à une tempé rature suffisamment élevée pour réduire les composés de métal et volatiliser le métal réduit, sans amener la charge à un état dans lequel.
elle serait imperméable à l'air soufflé -ou au tirage, la charge tout entière étant supportée sur une grille ou une sole perforée établie de -manière à la tenir sans permettre qu'une partie considérable tombe à travers, la matière travaillée étant déchar gée sous forme d'une masse .agglutinée ou frittée.
Le traiter ent suivant le procédé Wetherill pratiqué ordinairement présente certains inconvénients, qui nuisent à son plein rendement. Parmi ces inconvénients il faut citer en premier lieu, la tendance inévitable à la formation de soufflures, ou de cratères, en diverses régions de la charge.
Le travail, ou râblage de la charge pour briser ces soufflures; constitue un travail considérable et, de plus, la formation de soufflures donne lieu à une perte .de combustible et rend inefficace la récupéra- Lion des produits de valeur: En outre, les résidus provenant du four à la fin -de l'opération, contiennent des pour ventages notables @de métal.
Le métal con tenu clans ces résidus ne puut ordinairement être récupéra industriellement et i1 gêne clans une plus ou moins large mesure la marché, normale du four et. tend à se ras sembler- et à- obstruer les carneaux de ce lui-ci.
Un autre défaut de la conduite habituelle (lu .four est que le soufflage ou le tirage forcés tendent à projeter dans l'espace libre qui se trouve au-dessus de la charge plus ou moins de poussière, et que ce soufflage de poussière est encore aggravé par les râ- c:lages. Cette poussière contamine le :pro duit volatilisé, détériore sa couleur et le rend moins vendable.
Ces inconvénients et bien: d'autres de l'opération du traitement au four, telle qu'elle a été pratiquée d'une façon! générale jusqu'à présent, sont sur- montés à un degré- très remarquable par des perfectionnements de la pratique, con sistant à fournir soit le combustible d'allu mage, soit la charge de travail, soit les cieux à la sole du four sous la forme de briquet tes.
Dans la pratique industrielle, le four dans lequel on exécute le procédé susinen- tionné, a, jusqu'à présent, été d'une façon générale constitué sous la forme d'un bloc contenant .plusieurs unités de grille. Cette disposition. a pour but d'arriver à une con tinuité relative d'action dans le traitement de charges qui, individuellement, sont travail lées d'une façon intermittente. Ainsi, bien que le fonctionnement -de l'ensemble du bloc puisse, au point de vue pratique, être considéré -comme plurs ou moins continu,
l'opération cri ce qui concerne une unité de grille individuelle quelconque, est. intermit- fiente.
On a déjà exécuté :le procédé Wetherill, en faisant avancer la charge en ignition d'une manière continue à travers une zone du four, dans laquelle elle entre en combus tion convenable. L'une des difficultés que l'on a rencontrées en essayant. de faire avan cer à travers une zone de combustion une charge de matériaux: finement divisés, charge supportée sur une grille mobile, est d'assurer un bon joint sur les côté de la charge.
Le mouvement relatif entre les pa rois .latérales de la zone respectivement de la chambre -de combustion etla grille en mou vement donne lieu à la formation d'une ré gion très susceptible de laisser passage au vent, ou. air à travers la charge, parce que la charge ne :peut faire contact avec des parois sans tomber en grande quantité dans l'espace entre les parois et la grille.
Dans le procédé perfectionné suivantla pré sente invention, on fait avancer à travers une chambre, où elle entre en combustion, une charge do travail contenant de la matière métallifère étalée sur une couche allumée de combustible d'allurriage sous la forme de briquettes, et fait passer simultanément un gaz comburant dans la charge et enlève le produit volatilisé résultant, une partie au moins (le ladite charge de travail était em ployée sous forme do briquettes.
On peut mettre sous forme de briquettes soit la matière métallifère, soit le combus tible de la charge do travail, soit un mé lange des deux.
Le four métallurgique pour la mise en pratique du susdit procédé, comprend une chambre -de combustion, une sole perforée mobile, disposée pour supporter et faire avancer à travers ladite chambre une charge contenant de la matière en briquettes qui fait contact avec les parois latérales de 1_a chambre en question, en empêchant par cela même toute perte de vent entre la charge avançante et les parois latérales de la chambre.
Le four comprend en outre des dispositifs pour .déposer une couche -de com bustible d'allumage sur la sole mobile, une chambre ou l'on maintient une température assez élevée pour allumer cette couche de combustible d'allumage sur la sole mobile, des dispositifs pour étaler une charge (le travail sur la couche allumée de combustible d'allumage, des moyens pour enlever le: produit volat.ilis#n de la chambre de combus tion et des dispositfs pour faire passer un gaz comburant à travers les perforations de la sole et dans la. charge supportée par elle.
Dans la façon de faire qu'il est. préfé rable -d'adopter, la charge de travail, sous la forme de briquettes faites d'un mélange de matières métallifères, telles, par exemple. que de la matière zincifère ou plombifère, ou plombifère et zincifère, et d'un agent ré- clucteur approprié, est. étalée sur une couche bien allumée de combustible d'allumage, également sous la forme de briquettes, et la charge tout.
entière, supportée sur une sole de four perforée, est avancée à travers une zone, ou chambre -de combustion con- venable. Les briquettes de combustible peu vent, si on le désire, contenir un ,pourcen- ta.ge de matière métallifère-tel .que cela ne les empêche point de jouer fleur rôle normal.
Ces briquettes sont avantageusement de grosseur et -de forme telles qu'elles réduisent sensiblement, la résistance -offerte au gaz comburant et offrent néanmoins un lit sen siblement uniforme pour supporter la charge de travail superposée, de manière à donner libre accès, -à travers celle-ci, au gaz comburant et à en assurer îa distribution pratiquement égale.
A cet effet, les briquet tes de combustible d'allumage, aussi bien; que les briquettes constituant la charge de travail, sont de préférence de grosseur sensiblement uniforme et de forme telle qu'elles roulent ou cul butent facilement les unes sur les au tres. On a trouvé que des .briquettes en forme de plombs,de fil à plomb, pointues ou. arrondies, ou -d'oeufs, et d'autres formes similaires, conviennent bien pour remplir ces conditions.
L'un des avantages qu'il y a à employer un agent réducteur mis en -briquettes, sous l'une quelconque des formes décrites ci- dessus, est que cela permet d'utiliser des matières carbonacées de qualités meilleur marché et très menues., comme l'anthracite plus petit que des .grains ou perles, les ré sidus de lavage,de houillères, le poussier de charbon, la braise de coke etc.
Les briquettes de combustible d'allumage et les briquettes de charge de travail peu vent être .préparées suivant un procédé ap proprié quelconque de manière à leur im primer le degré désirable de résistance à l'émiettement -el;
à, la rupture, de façon à ce qu'elles puissent être librement soumises à la manutîention brutale inhérente à leur em magasinage, à leur transport au fourneau et à leur chargement dans celui-ci, soit à la main, soit autrement. Dans le cas de .la ma- tièref métallifère mise erv briquettes, i1 est également -désirable que les briquettes pos sèdent une résistance telle à l'émiettement et à la rupture, qu'%lles conservent sensible- ment leur forme durant tout le traitement au four, de façon à,
ce qu'elles soient pour la majeure partie déchargées du four sensible ment sous leur forme physique originelle.
Une forme d'exécution du four pour la mise en pratique du procédé est représentée schématiquement et 'à titre d'exemple, dans <B>le</B> dessin annexé, dans lequel: Fig. 1. en est une élévation en coupe, Fig: 2, une élévation latérale, Fig. 3, un plan; Fi<B>g.</B> 1t, 5 et 6 sont des coupes suivant r1 r1, 5-5 et 6-6, respectivement, fig. i;
Fig. 7 est une coupe du niveleur refroidi par eau pour la charge de travail mise en briquettes, et Fig. 8 est un détail de la sole perforée du .four.
Le four représenté possède une sole mo bile 10, établie sous la forme d'un trans porteur continu. Cette sole est établie de la même façon que celles employées clans les chargeurs mécaniques pour foyers. Elle est; constituée pas plusieurs sections de grille assujetties par leurs extrémités à des chaînes i1. Chaque section de grille est composée d'un cadre rigide possédant une nervure en queue d'aronde, sur laquelle sont enfi lées ou clavetées les pièces relativement étroites 12. Les pièces ou éléments 12 tout en étant mécaniquement en contact les uns avec les autres permettent au gaz carbu rant de .passer entre eux.
Les espaces exis tant entre des sections de grille adjacentes et entre des éléments adjacents 12 de cha que section de grille, offrent des perfora tions ou petits passages uniformément dis tribués sur toute la surface de la sole.
Les deux chaînes 11 coopèrent avec des roues de chaînes 13 et 11t par lesquelles elles sont actionnées et. qui sont assujetties à des arbres, 15 'et 16, respectivement, situés aux extrémités opposées du four. Les arbres 15 et 16 sont reliés par l'intermédiaire d'en grenages à vis sans fin, réducteurs de vi tesse 17 et 18, de roues d'angle 19 et 20 et d'engrenages réducteurs à vis sans fin 21 et 22, respectivement., à un arbre commun 23. Cet arbre peut être mis en mouvement par une poulie 24 disposée pour être reliée à une source de force motrice qui peut. être, par exemple, constituée par un moteur élec trique.
Avec cette disposition, les arbres 15 et 16 situés aux extrémités opposées du four sont commandés à la même vitesse et la sole 10 àdu four est par cela même, commandée par .les roues de chaîne coopérantes, situées à chaque bout de ce four. ' L'enveloppe du four est construite en maçonnerie réfractaire, sensiblement de la manière usuelle, avec un revêtement de bri ques rouges à l'extérieur. La maçonnerie et en particulier les voûtes et les sommiers, sont tenus en position par des supports ver ,ticaux 25 et -des liens ou tirants transver saux 26. Les supports 25 sont. articulés par leurs .extrémités inférieures à des plaques d'ancrage 27, noyées clans chi béton.
Des res sorts à boudin relativement forts 2s sont. associés avec les liens ou tirants 26 pour forcer l'un vers l'autre les deux supports coopérants situés sur des côtés opposés du four de manière à tenir ainsi .les supports fermement .appuyés contre les plaques de sommier 29.
Les plaques de sommier 29 sont en forme de L. comme on le voit aux fig. 4 et 6, et elles sont disposées .pour supporter les sommiers 30. Les voûtes du fourneau sont supportées par les sommiers 30 de la ma nière habituelle, comme ce sera plus parti culièrement décrit. ci-après. Les supports 25 ne sont en contact qu'avec les plaques de sommier 29 et sont ainsi séparés par un léger espace de la paroi latérale de .la maçonnerie.
Grâce à cette disposition, les tirants 26 et les ressorts coopérants 2,8 servent. à ap puyer fermement chaque paire de supports coopérants contre les plaques 29, et. de la sorte, tout retrait dans la maçonnerie de la voûte du four à mesure que le fourneau sèche, est rattrapé et le danger due la voûte tombe est pratiquement éliminé. Le mon tage fc. pivot des supports 23 à leurs extré mités inférieures-, permet le mouvement. né cessaire de ces supports autour dudit pivot pour compenser le retrait ou l'allongement clo ila voûte du four.
L'intérieur do l'enveloppe du four est divisc-t en une série de chambres par des cloisons suspendues. Ainsi une chambre d'allumage ou de combustion 31 est. prévue fc, l'extrémité de clrargenient du four par les cloisons suspendues 32 et 33. Une chambre de chauffage du minerai 34 est prévue entre les cloisons suspendues 35 et 36.
Les cloi sons 33 et 35 sont convenablement espacées pour se prêter à la réception des dispositifs chargeurs pour la charge de travail mise en briquettes, comme ce sera décrit plus loin. La chambre 79 d'émission de fumée, ou<B>de</B> fabrication d'oxyde, du fourneau, est située entre les cloisons suspendues 36 et<B>37.</B>
Trois clierninées de départ,<B>38,</B> 39 et 40. sont prévues pour emmener de la zone d'é mission de fumée le produit volatilisé ob- tenu .dedans comme résultat de l'opération.
Les cheminées 3S, 39 et 40 peuvent être re liées à des dispositifs collecteurs de fumée distincts, ou bien elles peuvent communi quer avec un carneau et un dispositif col lecteur.<B>(Je</B> fumée communs. La chambre d'allumage 31 possède une cheminée de dé part 47. el; la. chambre de chauffage de mi nerai 3Hï, une cheminée de départ 42.
Les gaz passant par les cheminées de départ 41 et 42 peuvent abandonnés à l'atmosphère, ou être soumis à un traitement. convenable quelconque.
A. l'extrémité de décharge du four, une chambre 43 est prévue entre la cloison sus- pernduo 37 et la cloison<B>37.</B> . Sur l'un des côtés de la chambre 13 se trouve une porte de surveillance 44, tandis que, sur l'autre côte; il. existe une porte à coulisse 45.
Ces portes sont pourvues de moyens permettant d'avoir facïlement accès aux roues de chaîne arrière 14. Des portes de surveillance 46 sont. prévues à des intervalles appropriés sur chaque côté du four et. débouchent directe- nient- dans les chambres ou zones de com bustion de celui-ci.
lies cloisons suspendues 32, 33, 35, 36 et 3<B>"7</B> sont; tenues en position sensiblement de la même manière. Chacune d'elles est cons tituée par plusieurs briques ,réfractaires rec tangulaires. Des tiges 47 sont noyées dans ceo briques réfractaires rectangulaires, s'é lèvent à travers la voûte et le ciel du four et sont assujetties en place en étant boulon nées aux poutrelles transversales 48.
Les espaces en forme de secteurs existant entre la surface -supérieure de ces briques réfrac taires rectangulaires, et le dessous courbe de la voûte du four sont remplis de maçon- nerie réfractaire de façon à former la cloi son voulue entre les diverses chambres du fourneau.- La cloison ou ile ciel 49 du fourneau est établi en maçonnerie réfractaire de la ma nière usuelle et est supporté en position par les sommiers 30, de la manière bien connue.
Un remplissage de scories, 50, peut être placé sur le dessus de .la voûte 49. Le locig de chaque muer latéral du four, juste au- dessus de la surface de travail de la grille mobile 10, il est fait usage de briques en carborundum 51, pour empêcher une fusion entro la charge et les .parois latérales du four.
Une trémie 52 est disposée à l'extrémité antérieure, ou de chargement Uu fourneau, pour fournir le combustible d'allumage iris en briquettes à la grille mobile. Un niveleur de charge 53 est .associù avec .la trémie et est susceptible d'être relevé ou abaissé au moyen d'un volant 54 et d'un mécanisme coopérant. Par ce soulèvement ou cet abais sement de la barrière 53, on peut régler à volonté Pépais.seur de la charge fournie à la grille mobile l0.
Une trémie 55 est disposée pour se dé charger dans l'espace compris entre la cloi son suspendue 33 et la cloison 35. Une bar rière, ou niveleur refroidi par eau 56 est c Élisposé derrière la trémie 55 pour niveler la charge fournie à la grille mobile par .la trémie. La barrière 56, comme on le verra en se reportant à la fig. 7 des dessins, com prend un caisson creux pourvu de chicanes transversales 57 pour obliger l'agent refroi- clisseiir circulant à travers à parcourir un chemin en zigzag.
Cet agent refroidisseur, de l'eau par -exemple, .peut être fourni à l'intérieur du caisson creux par un tuyau d'amenée 58 et être emmené par un tuyau de départ 59. La barrière 56 est suspendue au sommet du four par des tiges verticales 60 et on .peut la régler verticalement par rapport à la grille mobile, au moyen des écrous 61.
Comme cela a été expliqué déjà, la com mande pour la grille mobile, est établie de telle sorte que cette grille est commandée des ,deux bouts par l'intermédiaire de l'ar bre moteur principal. Le brin en retour de 7.a grille est supporté sur des barres fit assu jetties aux ,plaques latérales 63 du four neau. Le plancher -de travail -du four est sup porté sur une fondation 64, élevée de façon à faciliter la décharge -de la matière épuisée de l'extrémité du four, le long d'un plan incliné 65 dans des wagonnets ou autres ré cipients.
Au-dessus du brin en retour, ou :partie inférieure de .la grille mobile 10, et hors du contact @de cette grille, est disposé un .plan cher 66 qui sert de fond aux compartiments à air situés au-dessous de la surface supé rieure ou de travail, de la grille mobile. Cnatre boites à air 67 s'étendent transver salement au four, à des intervalles appro priés, entre l'avant et l'arrière - de celui-ci servent à admettre le courant nécessaire de gaz comburant sous la grille perforée. 10. L'espace compris entre des boîtes à air ad jacentes 67 .est -divisé en :deux compartiments au moyen des cloisons verticales 68.
On re marquera que grâce à cette disposition, huit chambres ou compartiments à air sont pré vus sous la grille perforée mobile 10. Des plaques d'usure, 67' et 68', sont de préfé rence montées sur les dessus des boites à air 67 et odes cloisons 68, respectivement,, pour servir de plaques de portée pour les parties de la grille mobile .qui sont en con tact avec elles.
Le .premier compartiment à air situé à l'extrémité avant ou de charge ment du fourneau, est fermé à l'extérieur par une paroi en tôle 69,. et une , paroi en tôle, similaire, 70 ferme 1e dernier conï- pa.4iment à air situé à l'extrémité arrière, ou de décharge du four.
Chacune des boîtes à air 67 s'étend à l'extérieur du four sur l'un clos côtés, comme on le voit aux fis. 2, 3 et 4 des des sins: Chaque boîte à air est reliée, exté- rieurement .au four, par un tuyau vertical 71 avec la conduite principale d'air 72. Cha cun des tuyaux 71 est pourvu d'un registre 73 pour régler la quantité d'air fournie â sa boîte à air. Les deux parois transversales de chaque boîte à air 67 sont pourvues d'ou vertures 74. Un registre 75 se terminant par une poignée 76 à l'extérieur de la boîte à air, est prévu pour chaque série d'ouver tures 'ii.
En manoeuvrant les poignées 76 vers l'intérieur ou vers l'extérieur, on peut régler la section des ouvertures '74 et assu rer de cette façon, le réglage de l'air soufflé. On remarquera que, bien que chaque boîte à air serve à fournir le gaz comburant. à deux com.partimentg à air, on peut régler la quantité de gaz fournie à chaque com partiment en manoeuvrant le registre 75 voulu.
Une bàche ou cuve à eau ô'i est do pré férence disposée clans chacun des compar timents à air et un tuyau 73 peut être relié avec ces cuves pour y amener de l'eau.
Pour mettre le procédé suivant l'inven tion en pratique au moyen du fourneau re présenté sur les dessins ci-joints, les bri quettes d´ combustible sont amenées à l'ex trémité antérieure de la grille à travers la trémie 52 et l'épaisseur du combustible d'allumage est. réglée au moyen de la bar rière<B>53</B> que, comme cela a été expliqué pré cédemment, on peut relever ou abaisser à une hauteur quelconque voulue. A partir de ce point, les briquettes de combustible se déplacent dans la chambre d'allumage du combustible 31 et elles y sont allumées par la température élevée maintenue clans cette chambre. Les gaz sont emmenés de cette chambre par la, cheminée 41.
A l'arrière de la chambre de combustion du combustible, juste en arrière de la cloi- son suspendue 33, la charge de travail mise en briquettes est amenée sur les briquettes de combustible lui ignition à travers la tré mie 55. L'épaisseur de la charge de travail mise en briquettes est réglée par la barrière 0 56 que l'on peut fixer à toute hauteur vou lue.
Comme cela a été expliqué précéciein- ment, tette charge do travail mise en bri quettes, ainsi étalée sur les briquettes de combustible en ignition, est avancée clans ce que l'on peut appeler la chairibre de chauffage (lu minerai, 34, clans laquelle la charge est amenée à la température (le ré duction. La cheminée 112 permet, si on le désire, à l'effluent de cette chambre d'être récupéré séparément de celui produit clans la chambre principale de fabrication d'oxyde 79.
La char--(, mise en briquettes passe alors sous la cloison suspendue 36 à la chambre principale d'émission de fumée 79, dans la quelle la réduction active de la charge s'ef fectue. Le vent est réglé dans cette chambre <B>(le</B> façon à ce qu'une réduction complète se produise penclanl, le temps que la charge met pour arriver à l'extrémité arrière de la chambre.
Des chambres d'échappement., les trois cheminées 38, 39 et 40 conduisent l'effluent au système de carneaux et aux dis positifs collecteurs de fumée, cle la matière bien connue. Chacune clos cheminées 42, 38, 39 et 40 est pourvue d'un registre 42', 38', 39' et 40', respectivement, pour régler le passage de l'effluent .de façon à aider à con trôler la température en tous les points de la chambre 79.
Une porte ou barrière traî nante 80 est montée sous la cloison suspen- due 37 pour empêcher le passage, sous celle- ci et clans la chambre 79, de courants d'aïr.
De la chambre d'émission de fumée 79, les briquettes travaillées passent sous la cloison suspendue 30i .clans la chambre ar rière 43. Cette chambre est, également pour- vue d'une cheminée 82 pour équilibrer le tirage entre les chambres arrière et la cham bre d'émission de fumée. A mesure que les sections de grille passent par dessus les roues .(le chaîne arrière 14, la charge tra- vaillée consistant en un léger mâchefer de charbon et en briquettes travaillées, est dé chargée sur le couloir 65 et passe de là clans les trémies réceptrices non représen tées.
Une porte ou barrière pendante 81 est articulée à la voûte" 37' et sert à main tenir normalement fermée l'ouverture de décharge des résidus de la chambre 43. Lorsqu'une certaine quantité de résidu s\est amassée congre cette porte, 81, celle-ci s'ouvre pour .permettre la décharge des ré sidus sur le couloir 55.
La grille mobile du four se meut à une vitesse très lente, quelques mètres à peine à l'heure. La vitesse de la sole sera déter minée par les -dimensions de: la chambre d'é mission de fumée, le genre et la quantité de matière métallifère chargée et d'autres considérations bien connues des gens du métier.
Pour produire de l'oxyde de zinc suivant l'invention, les inventeurs ont trouvé qu'une température d'environ ü00 à, 1\'50" C convient pour la chambre ou zone d'émission de fumée ou de fabrication d'oxydes, lorsqu'on fait usage des minerais de zinc connus comme "I'ranklin furnace" et, à cette température, la charge de travail mise en briquettes, peut ordinairement être travaillée d'une façon satisfaisante, ou<B>dé-</B> barrassée du zinc qu'elle contient,
en une période de temps variant de deux heures et demie à trois heures et demie, lorsqu'on travaille avec un fourneau dont la chambre de fabrication d'oxydes 7"9 .a environ 5 mè tres 40 de longueur, et avec une vitesse de grille d'environ deux mètres dix à l'heure.
Dans la mise cri pratique industrielle lia- hituell.o du procédé Wetherill, la matière carbonacée totale contenue clans la charge (out entière, y compris le combustible d'al lumage et le mélange de charge .de travail, est plusieurs fois supérieure à la quantité théorique nécessaire pour réduire les coin- posés -des métaux volatilisables contenus dans la charge.
La pratique habituellement suivie en général, jusqu'à présent, a con sisté à placer la plus grande proportion de la matière carbonacée totale de la charge clans le mélange constituant' la charge de travail. Par exemple, lorsqu'on opère pour la production d'oxyde de zinc avec les mi- iier.ais de zinc dits "Franklin furnace", bien connus, on a coutume de placer d'environ 15 à 25 0 de :
la matière earbonacée totale de <B>la</B> charge tout entière clans le combus tible U'allumage, tandis que les 85 à i5 0 restant,de la matière carbonacée totale sont mélangés avec le minerai pour former la charge @de travail.
D'une façon générale, la couche de combustible d'allumage a une épaisseur d'environ vingt-ciiid millimètres, tandis que le mélange constituant la charge de travail est étalé sur Ia ,combustible d'al- l.uiriage allumé, en une couche d'environ cent-vingt-sept millimètres à cent-soixante- dixhuit millimètres d'épaisseur.
Uno amélioration très marquée clans le rendement du procédé Wetherill peut être assurée en pla.cant la plus forte proportion du combustible total de la charge, sous la forma de briquettes, dans le combustible d'allumage, plutôt que .clans la charge de travail, comme cela a été la coutume jus qu'ici.
Lorsqu'une proportion très considé rable de la matière carbonécée, ou autre matière combustible de la charge tout en tière, est. ainsi retirée de la charge de Lra- vail et placée -dans le combustible d'allu mage sous la forme de briquettes, la charge résiduelle consiste en une cendre frittée re lativement mince, résultant de la combus tion des briquettes de combustible .d'allu mage, et en la matière métallifère travaillée.
La matière métallifère a été mise en bri quettes et étalée sur les briquettes de -com bustible .d'allumage en ignition, les briquet- te#i de minerais travaillées sont déchargées sensiblement sous leurs formes physiques originelles, de telle sorte que les briquettes travaillées peuvent être facilement séparées do la cendre frittée clos briquettes de com bustible d'allumage.
De plus, étant donné que les briquettes de la charge de travail ne contiennent qu'une quantité relativement faible de la matière carbonacée totale de la charge, la; quantité résultante -de cendre dans les briquettes métallifères travaillées, ou briquettes de minerai, est relativement faible et ces briquettes travaillées peuvent, par ce fait même, être très avantageusement employées pour des opérations de fusion subséquentes, afin -d'en récupérer d'autres produits métalliques de valeur comme ce sera décrit plus complètement ci-après.
En conséquence, et en vue des avantages inhé rents à cette façon de faire, la pratique qu'il est préférable d'adopter pour la mise en pratique du procédé, consiste à placer la majeure .partie de .la matière combustible totale de la charge tout entière clans les briquettes de combustible d'allumage et on obtient -d'excellents résultats en placant d'en viron '75 à environ 85 % de la matière car bonacée ou combustible totale de la charge tout entière, .dans les briquettes de com bustible d'allumage.
Il n'est pas ,besoin ,de se servir de rin gards ni de râbles et la .charge n'a pas non plus besoin d'être dérangée d'une manière quelconque pour la mise en pratique du procédé. La seule main-d'oeuvre nécessaire consiste à fournir les briquettes au four neau et à charroyer le mâchefer et les bri quettes travaillées, -déchargées dans les tré mies ou wagonnets prévus à cet. effet. Il n'y ne, pas non plus de production de souf- flures, ni de col:latge de la charge aux parois latérales et pas de perte de vent à l'endroit des parois latérales.
Les briquettes avancent uniformément et l'allumage, aussi bien des briquettes de combustible que des briquettes constituant la charge de travail, est très uni forme. Le mâchefer, consistant en une couche relativement mince de cendre de charbon et de briquettes brûlées ou cuites, se décharge facilement et aucune main- d'oeuvre n'est nécessaire pour le décharger.
Lorsque la matière métallifère de la charge de travail est fournie à la sole du fourneau sous la forme de briquettes, les briquettes travaillées conservent, pour la majeure partie, leur forme originelle, avec seulement une fusion naissante. Certaines de ces briquettes de la charge de travail se trouvent presque inévitablement brisées ou broyées dans la manutention préliminaire et le traitement au fourneau; mais ces bri quettes conservent, pour la majeure partie, leur forme physique originelle.
Après le traitement au four, ces briquettes sont re marquablement dures et presque semblables à du coke en ce qui concerne leurs caracté ristiques physiques et il est facile de les sé parer de la cendre de charbon frittée des briquettes de combustible d'allumage.
Cette possibilité de séparer facilement les briquettes métallifères, ou de minerai, travaillées, de la cendre des briquettes de combustible, présente un avantage spécial: lorsque les briquettes métallifères travail lées doivent être soumises à un traitement ultérieur pour la récupération de métaux de valeur non volatilisables par le procédé Wetherill. Dans le cas oii les briquettes de la. charge de travail.
consistent en un mé lange de matière métallifère et d'agent carbo- nacé réducteur, les briquettes travaillées contiennent, en plus de la matière, métal- lifère travaillée, la cendre de l'agent car- bonacé réducteur -consumé, aussi bien que la partie non consumée de l'agent.
La cendre est composée principalement de silice et d'a- 1un iiine et elle constitue, d'une façon géné rale, un inconvénient pour tout traitement subséquent des briquettes métallifères tra vaillées.
C'est ainsi, par exemple, que, dans les cas où les briquettes travaillées sont fon dues dans un four à vent pour la produc tion -de fonte s.piegel, une certaine quantité de fondant est nécessaire pour amener à l'état de laitier la cendre présente dans les briquettes métallifères travaillées et, lorsque cette quantité -de cendre est relativement grande, il est nécessaire d'employer une quantité par trop grande de fondant, ce qui a pour résultat la production d'une quantité trop grande de scorie, ou laitier. En plaçant a, peu près quatre-vingt-cinq pour cent de la.
matière carbonacée totale de la charge tout entière dans les briquettes de combustible d'allumage, 1e, masse principale, par exem- ple environ quatre-vingt-cinq pour cent., de la. cendre de la matière carbonacée totale de la charge se trouvedans le mâchefer ré- siillant de la combustion des briquettes de combustible -d'allumage et les briquettes mé tallifères . travaillées ne sont, par consé quent, souillées que par une quantité rela- livem.ent faible de cendre.
En raison de cette contamination relativement légère des bri quettes métallifères travaillées par la cen dre, aussi bien qu'en raison de leurs pro priétés physiques, ces briquettes convien- iierit particulièrement bien pour un traite- nient subséquent dans clés fourneaux à vent. Outre qu'elles conservent leur forme origi nelle, ces briquettes sont d'une nature po- rense due au fait des métaux volatilisés.
Un contrôle très exact et uniforme de la tern,pérature dans tout le four et, par suite, durant tout le travail est assuré avec le four représenté. C'est ainsi que l'on peut régler et contrôler exactement la température des diverses chambres ou zones du four en ré glanL convenablement les registres 73 des divers compartiments à .air et que les tem pératures de travail voulues sont faciles à maintenir dans tout le four.
Cette unifor mité des conditions de température est. ac compagnée par des conditions de travail pratiquement uniformes de la nature voulue dans tout 1o four et a pour résultat l'obten tion d'un produit uniforme, de qualité meil leure, aussi bien qu'une augmentation de rendement. C'est ainsi que, .par la mise en pratique du proc^dé dans ce four, on est.
à mème ,d'assurer des récupérations supé rieures à quatre-vingt-dix (90) pour cent,des métaux volatilisables de la charge., comme l'indique l'analyse de mâchefer. L'opération est sensiblement. automatique et n'exige qu'éventuellement une surveillance, ce qui assume par cela même une grande écono mie clans la main-d'ceuvre par rapport à celle nécessitée pour la conduite des types actuels de fourneaux à oxydes.
La combus tion du combustible d'allumage est sensible ment complète, clé telle sorte que pratique ment toute la valeur calorifique du com.- bustible est effectivement utilisée, ce qui permet par cela même une économie clans la quantité de combustible nécessaire; en comparaison de celle qui est exigée pour travailler avec les types ,clé fourneaux à oxydes dont on s'est servi jusqu'ici.
Advanced process for the reduction of metalliferous ores. and apparatus for its execution. In the known American method. says Wetherill, for the reduction of metalliferous ores, the charge of the metal material, mixed with a reducing agent and supported on an igniting combustion bed, is subjected to a sustaining blowing, combustion and is brought to a temperature high enough to reduce the metal compounds and volatilize the reduced metal, without bringing the charge to a state in which.
it would be impermeable to blown air - or to draft, the entire load being supported on a grid or a perforated hearth established in such a way as to hold it without allowing a considerable part to fall through, the worked material being unloaded in the form of an agglutinated or sintered mass.
Treating it according to the Wetherill process ordinarily practiced has certain drawbacks which affect its full performance. Among these disadvantages should be mentioned in the first place, the inevitable tendency for the formation of blowholes, or craters, in various regions of the load.
Work, or rewiring the load to break these blowholes; constitutes a considerable work and, moreover, the formation of blowholes gives rise to a loss of fuel and makes the recovery of valuable products inefficient: In addition, the residues coming from the furnace at the end of the operation, contain significant amounts of metal.
The metal contained in these residues could not ordinarily be recovered industrially and interferes to a greater or lesser extent with the normal furnace market and. tends to come together- and to- obstruct the flues of it.
Another defect of the usual conduct (in the oven is that the forced blowing or drafting tends to throw more or less dust into the free space above the load, and this dust blowing is still aggravated by scraping This dust contaminates the volatilized product, deteriorates its color and makes it less salable.
These disadvantages and many: others of the operation of the baking, as it has been practiced in a way! general hitherto, have been surmounted to a very remarkable degree by improvements in practice, consisting in supplying either the ignition fuel, or the workload, or the heavens to the hearth of the furnace under the shape of your lighter.
In commercial practice, the furnace in which the above process is carried out has heretofore been generally constructed as a block containing several grid units. This provision. aims to achieve a relative continuity of action in the treatment of loads which, individually, are worked intermittently. Thus, although the operation of the whole block can, from a practical point of view, be considered to be more or less continuous,
the cry operation, which concerns any individual grid unit, is. intermittent.
We have already carried out: the Wetherill process, by advancing the igniting charge in a continuous manner through a zone of the furnace, in which it enters into suitable combustion. One of the difficulties we encountered while trying. to advance a load of materials through a combustion zone: finely divided, load supported on a mobile grate, is to ensure a good seal on the sides of the load.
The relative movement between the side walls of the zone respectively of the combustion chamber and the moving grille gives rise to the formation of a region which is very likely to allow passage to the wind, or. air through the load, because the load cannot: make contact with walls without falling in large quantity into the space between the walls and the grille.
In the improved process of the present invention, a workload containing metalliferous material spread over an ignited layer of alluring fuel in the form of briquettes is advanced through a chamber, where it is combusted, and made. simultaneously passing an oxidizing gas through the feed and removing the resulting volatilized product, at least a part (the said workload was used in the form of briquettes.
Either the metalliferous material, the fuel for the workload, or a mixture of the two can be briquetted.
The metallurgical furnace for carrying out the aforesaid process comprises a combustion chamber, a movable perforated hearth, arranged to support and advance through said chamber a load containing briquette material which makes contact with the side walls of the chamber. 1_a chamber in question, thereby preventing any loss of wind between the advancing load and the side walls of the chamber.
The furnace further comprises devices for depositing a layer of ignition fuel on the bogie hearth, a chamber where a temperature is maintained high enough to ignite this layer of ignition fuel on the bogie hearth, devices for spreading a charge (working on the ignited layer of ignition fuel, means for removing: volatile product .ilis # n from the combustion chamber and devices for passing an oxidizing gas through the perforations of sole and in the load supported by it.
In the way it is. preferred -to adopt, the workload, in the form of briquettes made of a mixture of metalliferous materials, such, for example. that zinciferous or lead-bearing, or lead-and-zinc-bearing material, and a suitable reducing agent, is. spread over a well-lit layer of ignition fuel, also in the form of briquettes, and load everything.
whole, supported on a perforated furnace hearth, is advanced through a suitable combustion zone, or chamber. The fuel briquettes may, if desired, contain a percentage of metalliferous material so that this does not prevent them from playing their normal role.
These briquettes are advantageously of size and shape such that they significantly reduce the resistance offered to the oxidizing gas and nevertheless offer a substantially uniform bed to support the superimposed workload, so as to give free access, -through this, to the oxidizing gas and to ensure the practically equal distribution.
For this purpose, lighters your ignition fuel, as well; that the briquettes constituting the workload are preferably of substantially uniform size and of a shape such that they roll or butt easily against each other. We found that briquettes in the form of lead, plumb bob, pointed or. rounded, or egg-shaped, and other similar shapes, are well suited to meet these conditions.
One of the advantages of employing a brittle reducing agent in any of the forms described above is that it allows the use of carbonaceous materials of cheaper and very finite qualities. , such as anthracite smaller than grains or pearls, washing residues, coal residues, coal dust, coke embers etc.
Ignition fuel briquettes and workload briquettes can be prepared by any suitable method so as to impart to them the desired degree of resistance to crumbling;
to, rupture, so that they can be freely subjected to the brutal handling inherent in their storage, their transport to the furnace and their loading therein, either by hand or otherwise. In the case of the metalliferous material used in briquettes, it is also desirable that the briquettes have such resistance to crumbling and breaking that they substantially retain their shape throughout processing. in the oven, so as to
that they are for the most part discharged from the furnace substantially in their original physical form.
An embodiment of the furnace for carrying out the process is shown schematically and by way of example in <B> the </B> accompanying drawing, in which: FIG. 1. is a sectional elevation thereof, fig: 2, a side elevation, fig. 3, a plan; Fi <B> g. </B> 1t, 5 and 6 are sections along r1 r1, 5-5 and 6-6, respectively, fig. i;
Fig. 7 is a cross section of the water-cooled leveler for the briquetting workload, and FIG. 8 is a detail of the perforated hearth of the oven.
The oven shown has a movable sole 10, established in the form of a continuous conveyor. This hearth is set in the same way as those employed in mechanical hearth chargers. She is; consisting of several grid sections secured by their ends to chains i1. Each grid section is composed of a rigid frame having a dovetail rib, on which are threaded or keyed the relatively narrow parts 12. The parts or elements 12 while being mechanically in contact with each other allow fuel gas to pass between them.
The spaces existing between adjacent grid sections and between adjacent elements 12 of each grid section provide perforations or small passages uniformly distributed over the entire surface of the hearth.
The two chains 11 cooperate with chain wheels 13 and 11t by which they are actuated and. which are secured to shafts, 15 'and 16, respectively, located at opposite ends of the furnace. The shafts 15 and 16 are connected by means of worm gears, speed reducers 17 and 18, angle wheels 19 and 20 and worm reduction gears 21 and 22, respectively. ., to a common shaft 23. This shaft can be set in motion by a pulley 24 arranged to be connected to a source of driving force which can. be, for example, constituted by an electric motor.
With this arrangement, the shafts 15 and 16 located at the opposite ends of the furnace are controlled at the same speed and the hearth 10 of the furnace is thereby controlled by the cooperating chain wheels located at each end of this furnace. The casing of the furnace is constructed of refractory masonry, in much the usual manner, with a coating of red bricks on the outside. The masonry and in particular the arches and the springs, are held in position by ver, tical supports 25 and transverse links or tie rods 26. The supports 25 are. articulated by their lower extremities to anchoring plates 27, embedded in chi concrete.
Relatively strong 2s coil springs are. associated with the links or tie rods 26 to force the two cooperating supports located on opposite sides of the oven towards each other so as to thus hold the supports firmly pressed against the bedplates 29.
The bed base plates 29 are L-shaped as seen in FIGS. 4 and 6, and they are arranged. To support the springs 30. The vaults of the furnace are supported by the springs 30 in the usual manner, as will be more particularly described. below. The supports 25 are only in contact with the base plates 29 and are thus separated by a slight gap in the side wall of the masonry.
Thanks to this arrangement, the tie rods 26 and the cooperating springs 2,8 serve. to firmly press each pair of cooperating supports against the plates 29, and. in this way, any shrinkage in the masonry of the vault of the furnace as the furnace dries is made up and the danger of the vault falling is practically eliminated. The fc assembly. pivot of the supports 23 at their lower ends-, allows movement. necessary for these supports around said pivot to compensate for the shrinkage or elongation of the vault of the oven.
The interior of the furnace casing is divided into a series of chambers by suspended partitions. Thus an ignition or combustion chamber 31 is. provided fc, the clrargenient end of the furnace by the suspended partitions 32 and 33. An ore heating chamber 34 is provided between the suspended partitions 35 and 36.
The partitions 33 and 35 are suitably spaced to lend themselves to receiving the loaders for the briquetted workload, as will be described later. The smoke emission chamber 79, or <B> of </B> oxide fabrication, of the furnace, is located between the suspended partitions 36 and <B> 37. </B>
Three starting lines, <B> 38, </B> 39 and 40. are provided to carry from the smoke emission zone the volatilized product obtained as a result of the operation.
The 3S, 39, and 40 chimneys can be linked to separate smoke collecting devices, or they can communicate with a common flue and neck device. <B> (I </B> smoke common. ignition 31 has a starting chimney 47. el; the .mine heating chamber 3Hï, a starting chimney 42.
The gases passing through the starting stacks 41 and 42 can be left to the atmosphere, or be subjected to treatment. any suitable.
At the discharge end of the furnace, a chamber 43 is provided between the suspended partition 37 and the partition <B> 37. </B>. On one side of chamber 13 is a surveillance door 44, while on the other side; he. there is a sliding door 45.
These doors are provided with means allowing easy access to the rear chain wheels 14. Surveillance doors 46 are. provided at appropriate intervals on each side of the oven and. open directly into the chambers or combustion zones thereof.
The suspended partitions 32, 33, 35, 36 and 3 <B> "7 </B> are held in position in much the same way. Each of them is constituted by several bricks, refractory rec tangular. Rods 47 are embedded in this rectangular refractory bricks, rise through the vault and the roof of the furnace and are secured in place by being bolts born to the transverse beams 48.
The sector-shaped spaces existing between the upper surface of these rectangular refractory bricks, and the curved underside of the furnace vault are filled with refractory masonry so as to form the desired partition between the various chambers of the furnace. - The partition or sky 49 of the furnace is made of refractory masonry in the usual way and is supported in position by the springs 30, in the well known manner.
A slag infill, 50, may be placed on top of the vault 49. The locig of each side mol of the furnace, just above the working surface of the movable grate 10, is used. carborundum 51, to prevent melting between the load and the side walls of the furnace.
A hopper 52 is disposed at the front end, or loading end of the furnace, to supply the iris igniting fuel in briquettes to the movable grate. A load leveler 53 is associated with the hopper and is capable of being raised or lowered by means of a handwheel 54 and a cooperating mechanism. By this raising or lowering of the barrier 53, the Pépais.seur of the load supplied to the mobile gate 10 can be adjusted at will.
A hopper 55 is arranged to discharge into the space between the suspended partition 33 and the partition 35. A barrier, or water-cooled leveler 56 is arranged behind the hopper 55 to level the load supplied to the grid. mobile by .the hopper. The barrier 56, as will be seen by referring to FIG. 7 of the drawings, comprising a hollow box provided with transverse baffles 57 to force the coolant flowing through it to travel in a zigzag path.
This cooling agent, water for example, can be supplied inside the hollow box by a supply pipe 58 and be carried by a starting pipe 59. The barrier 56 is suspended from the top of the furnace by vertical rods 60 and it can be adjusted vertically with respect to the mobile grid, by means of the nuts 61.
As has already been explained, the control for the movable grid is established so that this grid is controlled from both ends by means of the main motor shaft. The return strand of the grid is supported on fit bars attached to the side plates 63 of the oven. The working floor of the kiln is supported on a foundation 64, elevated so as to facilitate the discharge -of the spent material from the end of the kiln, along an inclined plane 65 into wagons or other receptacles. .
Above the return strand, or: lower part of the mobile grid 10, and out of contact @ of this grid, is arranged an expensive .plane 66 which serves as a bottom for the air compartments located below the surface upper or working, mobile grid. Cnatre air boxes 67 extend across the oven, at appropriate intervals, between the front and the rear - of the latter are used to admit the necessary stream of oxidizing gas under the perforated grid. 10. The space between ad jacent air boxes 67. Is divided into: two compartments by means of vertical partitions 68.
It will be noted that by virtue of this arrangement, eight air chambers or compartments are provided under the mobile perforated grid 10. Wear plates, 67 'and 68', are preferably mounted on the tops of the air boxes 67 and partitions 68, respectively, to serve as bearing plates for the parts of the movable grid which are in contact with them.
The first air compartment located at the front or loading end of the furnace is closed to the outside by a sheet metal wall 69 ,. and a similar sheet metal wall 70 closes the last air supply at the rear or discharge end of the furnace.
Each of the air boxes 67 extends outside the furnace on one enclosed sides, as seen in the figures. 2, 3 and 4 of the sins: Each air box is connected, externally to the oven, by a vertical pipe 71 with the main air duct 72. Each of the pipes 71 is provided with a register 73 for adjust the amount of air supplied to its air box. The two transverse walls of each air box 67 are provided with openings 74. A register 75 terminating in a handle 76 on the outside of the air box is provided for each series of openings' ii.
By maneuvering the handles 76 inward or outward, it is possible to adjust the section of the openings '74 and thereby ensure the adjustment of the blown air. It will be noted that, although each air box serves to supply the oxidizing gas. with two air com.partimentg, you can adjust the quantity of gas supplied to each com partiment by operating the desired register 75.
A tank or water tank ô'i is preferably disposed in each of the air compartments and a pipe 73 can be connected with these tanks to supply water thereto.
To put the process according to the invention into practice by means of the furnace shown in the accompanying drawings, the fuel briquettes are fed to the front end of the grate through the hopper 52 and the thickness. of ignition fuel is. set by means of the bar <B> 53 </B> which, as explained above, can be raised or lowered to any desired height. From this point, the fuel briquettes move into the fuel ignition chamber 31 and are ignited there by the high temperature maintained in this chamber. The gases are taken from this chamber through the chimney 41.
At the rear of the fuel combustion chamber, just aft of the overhead partition 33, the briquetted workload is fed onto the fuel briquettes it ignites through the hopper 55. The thickness of the briquette workload is regulated by the barrier 0 56 which can be fixed at any desired height.
As explained above, this briquetted workload, thus spread over the burning fuel briquettes, is advanced in what may be called the free-heating flesh (ore, 34, in which the feed is brought to temperature (the reduction. The stack 112 allows, if desired, the effluent from this chamber to be recovered separately from that produced in the main oxide production chamber 79.
The char - (, briquetting then passes under the suspended partition 36 to the main smoke emission chamber 79, in which the active reduction of the load takes place. The wind is regulated in this chamber <B > (the </B> so that a complete reduction occurs penclanl, the time it takes for the load to reach the rear end of the chamber.
From the exhaust chambers, the three chimneys 38, 39 and 40 lead the effluent to the flue system and to the smoke collectors, the well known material. Each closed chimney 42, 38, 39 and 40 is provided with a register 42 ', 38', 39 'and 40', respectively, to regulate the passage of the effluent. So as to help control the temperature in all the points of the room 79.
A door or trailing barrier 80 is mounted under the suspended partition 37 to prevent the passage, under the latter and into the chamber 79, of air currents.
From the smoke emission chamber 79, the worked briquettes pass under the suspended partition 30i. Into the rear chamber 43. This chamber is also provided with a chimney 82 to balance the draft between the rear chambers and the rear chamber. smoke emission chamber. As the grate sections pass over the wheels (the rear chain 14, the worked load consisting of a light coal clinker and worked briquettes, is unloaded onto lane 65 and passes thence through the hoppers. receivers not represented.
A door or hanging barrier 81 is hinged to the vault 37 'and serves to keep the residue discharge opening of chamber 43 normally closed. When a certain amount of residue has accumulated in this door, 81, this opens to allow the discharge of residues on corridor 55.
The mobile oven rack moves at a very slow speed, just a few meters per hour. The speed of the hearth will be determined by the dimensions of the smoke emission chamber, the kind and amount of metalliferous material charged and other considerations well known to those skilled in the art.
For producing zinc oxide according to the invention, the inventors have found that a temperature of about 100-1.50 "C is suitable for the smoke-emitting or oxide-making chamber or zone. , when the zinc ores known as "banklin furnace" are used and at this temperature the briquetted workload can usually be worked satisfactorily, or <B> de - </ B> barred from the zinc it contains,
in a period of time varying from two and a half to three and a half hours, when working with a furnace of which the oxide production chamber 7 "9. is about 5 meters 40 in length, and with a speed of grid of about two meters ten an hour.
In the usual industrial practice of the Wetherill process, the total carbonaceous material contained in the entire charge, including the ignition fuel and the working charge mixture, is several times greater than the charge. Theoretical amount required to reduce the wedges of volatilizable metals contained in the charge.
Usually generally followed practice heretofore has been to place the greater proportion of the total carbonaceous material of the load in the mixture constituting the workload. For example, when operating for the production of zinc oxide with the so-called "Franklin furnace" zinc media, well known, it is customary to place from about 15 to 25 0 of:
the total carbonaceous matter of the entire <B> the </B> charge in the ignition fuel, while the remaining 85 to 15% of the total carbonaceous material is mixed with the ore to form the working charge .
In general, the ignition fuel layer is about twenty-five millimeters thick, while the workload mixture is spread over the ignited alloy fuel in a uniform manner. layer about one hundred and twenty-seven millimeters to one hundred and seventy-eight millimeters thick.
A very marked improvement in the efficiency of the Wetherill process can be achieved by placing the greater proportion of the total fuel of the charge, in the form of briquettes, in the ignition fuel, rather than in the workload, as has been the custom here.
When a very considerable proportion of the carbonaceous material, or other combustible material of the entire charge, is. thus removed from the work charge and placed in the ignition fuel in the form of briquettes, the residual charge consists of relatively thin sintered ash, resulting from the combustion of the fuel briquettes. mage, and in the worked metalliferous material.
The metalliferous material has been briquetted and spread on the briquettes of -com bustible ignition on ignition, the briquet- te # i of worked ores are discharged substantially in their original physical forms, so that the briquettes worked can be easily separated from the sintered ash in the briquettes of ignition fuel.
In addition, since the workload briquettes contain only a relatively small amount of the total carbonaceous material of the load, the; The resulting amount of ash in the worked metal briquettes, or ore briquettes, is relatively small and these worked briquettes can, therefore, be very advantageously employed for subsequent smelting operations, in order to recover others valuable metal products as will be described more fully below.
Accordingly, and in view of the advantages inherent in this procedure, the preferred practice for carrying out the process is to place the major part of the total combustible material of the charge. whole in the fuel briquettes and excellent results are obtained by placing from about 75 to about 85% of the carbonaceous material or the total fuel of the entire charge, in the combustion briquettes. ignition bustible.
There is no need to use gaskets or saddles, nor does the load need to be disturbed in any way for the practice of the process. The only labor required is to supply the briquettes to the oven and to transport the clinker and the worked bri quettes, unloaded in the hoppers or wagons provided for this. effect. There is also no production of bellows, nor of neck: the load latge on the side walls and no loss of wind at the location of the side walls.
The briquettes advance uniformly and the ignition of both fuel briquettes and briquettes constituting the workload is very uniform. Clinker, consisting of a relatively thin layer of charcoal ash and burnt or baked briquettes, is easily discharged and no labor is required to discharge it.
When the metalliferous material of the workload is supplied to the hearth of the furnace in the form of briquettes, the worked briquettes retain, for the most part, their original form, with only incipient melting. Some of these workload briquettes almost inevitably find themselves broken or crushed in preliminary handling and furnace processing; but these bri quettes retain, for the most part, their original physical form.
After baking, these briquettes are remarkably hard and almost coke-like in physical characteristics and are easily separated from the sintered charcoal ash of the igniting fuel briquettes.
This possibility of easily separating the worked metal briquettes, or ore, from the ash of the fuel briquettes, has a special advantage: when the worked metal briquettes must be subjected to further processing for the recovery of valuable non-volatilizable metals. by the Wetherill process. In the case where the briquettes from the. workload.
consist of a mixture of metalliferous material and carbonaceous reducing agent, the worked briquettes contain, in addition to the material, worked metal, the ash of the carbonaceous reducing agent -consumed, as well as the unburned part of the agent.
The ash is composed mainly of silica and alumina and is generally a disadvantage for any subsequent treatment of the worked metal briquettes.
Thus, for example, in cases where the worked briquettes are melted in a wind furnace for the production of s.piegel cast iron, a certain quantity of flux is necessary to bring to the state of slag the ash present in the worked metal briquettes and, when this amount of ash is relatively large, it is necessary to use too much flux, which results in the production of too much slag , or slag. By placing a, roughly eighty-five percent of the.
total carbonaceous material of the entire charge in the igniting fuel briquettes, the main mass, eg about eighty-five percent, of the. Ash of the total carbonaceous material of the charge is found in the bottom ash from the combustion of the igniting fuel briquettes and the metal briquettes. worked are, therefore, only soiled by a relatively small amount of ash.
Because of this relatively light contamination of ash-worked metal briquets, as well as their physical properties, these briquettes are particularly suitable for subsequent processing in blast furnaces. Besides retaining their original shape, these briquettes are of a dense nature due to the fact of the volatilized metals.
A very exact and uniform control of the temperature throughout the oven and, consequently, during all the work is ensured with the oven shown. In this way, the temperature of the various chambers or zones of the oven can be precisely regulated and controlled by suitably adjusting the registers 73 of the various air compartments and the desired working temperatures are easily maintained throughout the oven. oven.
This uniformity of temperature conditions is. This is accompanied by substantially uniform working conditions of the kind desired throughout any furnace and results in a uniform product of better quality as well as increased yield. This is how, by putting the process into practice in this oven, we are.
even, to ensure recoveries in excess of ninety (90) percent of volatilizable metals from the load, as indicated by the clinker analysis. The operation is noticeable. automatic and only possibly requires supervision, which thereby assumes a great saving in labor compared to that required for the operation of current types of oxide furnaces.
The combustion of the ignition fuel is substantially complete, such that practically all the calorific value of the fuel is effectively used, thereby allowing savings in the quantity of fuel required; compared to that required to work with the types, key oxide furnaces which have been used so far.