EP0877827A1 - Procede de traitement d'un produit pulverulent et installation pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de traitement d'un produit pulverulent et installation pour la mise en oeuvre de ce procede

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EP0877827A1
EP0877827A1 EP97901483A EP97901483A EP0877827A1 EP 0877827 A1 EP0877827 A1 EP 0877827A1 EP 97901483 A EP97901483 A EP 97901483A EP 97901483 A EP97901483 A EP 97901483A EP 0877827 A1 EP0877827 A1 EP 0877827A1
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EP
European Patent Office
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liquid
pulverulent product
slag
substance
product
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97901483A
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German (de)
English (en)
Inventor
René Winand
Luc Segers
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Universite Libre de Bruxelles ULB
Original Assignee
Universite Libre de Bruxelles ULB
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Publication date
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/28—Obtaining zinc or zinc oxide from muffle furnace residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/22—Arrangements of air or gas supply devices
    • F27B3/225—Oxygen blowing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • F27D3/14—Charging or discharging liquid or molten material
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the present invention relates to a process for treating powdery products or containing no recoverable substance, such as dried sludge from urban, rural or industrial wastewater settling tanks, asbestos particles or fibers to be packaged in a form inert, either containing recoverable substances such as leaching residues from hydrometallurgy, zinciferous dust from steel production (dust from an electric arc furnace or converter sludge, etc.) - H may also be ore concentrates or powdered products containing substances such as, for example, sulfides, arsenides, antimonides, stannates, sulfates, arsenates, metal antimoniates.
  • EAFD Electro Arc Furnace Dust
  • the machine-gun placed in the oven has been containing increasing amounts of galvanized steel, which has led to an increasing concentration of this dust in zinc, lead and cadmium oxides (ZnO, PbO, CdO).
  • plastics and paints lead to contamination of the dust with chlorine and fluorine.
  • the authorities responsible for environmental legislation decided to classify the product, imposing strict rules for its transport and its discharge (in the USA, it is classified under the number K061 by the Environment Protection EPA Act).
  • the zinciferous dust to be treated is mixed, after having been pelletized or not, with a reducing agent, formed for example of coke or of coal. Then, this mixture is heated in a fossil or electric fuel furnace causing the reduction of ZnO, PbO, CdO into vapors which are reoxidized in another zone of the furnace. These oxides are recovered in the treatment of fumes.
  • the oxide thus produced still contains too much chlorine and fluorine.
  • treatments secondary rotary kiln or treatment with Na 2 C0 3 ) to lower these chlorinated and fluorinated contaminations. They are essential because the only current outlet for this oxide called “WAELZ” is to be mixed with other materials as the loading of "IMPERIAL SMELTING” ovens for which the requirements "chlorine” and “fluorine” (as well as Na 2 0 and K 2 0) are very severe.
  • the known processes producing metallic zinc consist in reducing the oxides of zinc, lead and cadmium (but not the iron) and in recovering the vapors in a condenser.
  • the ovens are electric plasma ovens (PLASMADUST or PLASMASCAN) or electrodes, like the "ELKEM MULTIPURPOSE FURNACE” oven heated by resistance in the slag.
  • PLASMADUST or PLASMASCAN electric plasma ovens
  • electrodes like the "ELKEM MULTIPURPOSE FURNACE” oven heated by resistance in the slag.
  • the invention makes it possible to remedy the drawbacks of known methods and above all to simultaneously solve in a very simple, efficient and economically justified manner, the problems resulting from the use of a condenser and / or a separator for the recovery of certain reaction products and this not only in the reprocessing of dust from an electric arc furnace, but in all areas where it is necessary to introduce a pulverulent product into a liquid.
  • this product is brought into contact with a liquid substance, not aqueous, heated by combustion gases and made up of at least 30% by volume of a material which is largely oxidized, substantially sheltered from the gaseous atmosphere which may contain these combustion gases, in a manner such as to avoid as much as possible the emission of dust which may come from this pulverulent product, this substance being maintained at a temperature which is such that it makes it possible to form with the slow pulverulent product a liquid phase at this temperature.
  • an oxidizing agent is introduced into the abovementioned liquid separately from the slow product.
  • the oxidizing agent is introduced in the form of an oxidizing gas into the liquid by means of a flame burner immersed in the latter, so as to thereby maintain at the same time this liquid at a temperature higher than its solidification temperature.
  • this product is introduced, during a first step pulverulent and an oxidizing agent in a liquid slag in a non-reducing zone so as to form zinc oxide dissolved in this slag and, in a second step, this liquid slag is transferred to a reduction zone where a reducing agent is introduced therein to reduce zinc oxide into volatile metal zinc, this metal zinc as well as the gaseous substances formed during this stage being evacuated as they are formed, the oxidizing agent and the pulverulent product being introduced separately into the non-reducing zone, in particular into the liquid slag contained in this zone, in such a way as to avoid the formation of dust which could be entrained with the gaseous substances formed in this zone.
  • the invention also relates to an installation for the treatment of a slow pulverulent product, in particular for the implementation of the method as described above.
  • This installation comprises a heating chamber intended to contain, over a certain part of its height, a liquid into which the pulverulent material can be introduced, means being provided to allow, on the one hand, the separate evacuation of all gaseous substances formed from the pulverulent product and, on the other hand, the separate introduction into the above-mentioned liquid of an oxidizing agent and the pulverulent product, in such a way as to avoid as much as possible the formation of dusts which may be discharged with the above gaseous substances.
  • Figure 1 is a schematic elevational view in section along line I-I of Figure 2 of a first embodiment of an installation according to one invention.
  • Figure 2 is a section along line II-II of Figure 1.
  • Figure 3 is a schematic view in elevation and in section, on a larger scale, of part of a variant of the first embodiment of the installation according to the invention.
  • Figure 4 is an elevational view in section of part of a second embodiment of the installation according to the invention.
  • Figure 5 is an elevational view in section of another part of an embodiment of the installation according to the invention can be combined with the previous embodiments.
  • Figure 6 is a section along line VI-VI of Figure 5.
  • Figure 7 is a plan view in section of a third embodiment of the installation 1 according to the invention.
  • the method according to the invention for the treatment of a pulverulent product is characterized by the fact that this product is introduced into a non-aqueous liquid substance with the aim of forming with this substance a liquid phase under conditions non-reducing, in such a way that dust emissions are otherwise suppressed, at least made very low and non-harmful and that the gaseous emissions resulting from this operation are confined.
  • one of the essential aims of the process according to the present invention is to maintain the atmosphere at the place where the pulverulent product is brought into contact with the nonaqueous liquid substance, being in the liquid state or in the liquid state. solid state, substantially free of dust coming from the slow pulverulent product, so as to be able to easily isolate any gases produced by said contact.
  • a non-aqueous substance in the liquid state is used, the melting temperature of which is equal to or greater than that of the pulverulent material, so that the latter is also melted upon contact with the above substance.
  • the pulverulent material is formed from dust from a steel arc furnace and the non-aqueous liquid substance is formed from iron and calcium silicate in proportions such as the melting temperature of the phase thus formed is greater than 1450 ° C.
  • a nonaqueous liquid substance having in the pure state a melting point lower than that of the pulverulent material, but which reacts with this pulverulent material, so as to form a solution whose point of fusion is less than that of the nonaqueous liquid substance.
  • the pulverulent material is formed from asbestos residues or sludge from settling tanks and the non-aqueous substance is also formed from calcium and iron silicates in proportions such as the melting point of the phase thus formed is less than 1300 ° C.
  • the pulverulent product to be treated is introduced, substantially sheltered from the surrounding gaseous atmosphere, in a non-aqueous liquid having a solidification temperature above 800 ° C. and consisting of at least 30% by volume of a material which is largely oxidized, and this in such a way as to avoid as much as possible the emission of dust which may come from this pulverulent product when it is introduced into this liquid.
  • FIGS 1 and 2 schematically represent an installation which may be suitable for this purpose.
  • This installation comprises a chamber 1 which can contain a liquid 2, corresponding to the aforementioned liquid, and the upper part of which, above this liquid, is divided into two successive compartments 3 and 4 by a partition 5 whose lower edge 6 is immersed in the liquid 2.
  • a supply pipe 7 passes through the first compartment 3 to terminate with its lower end just at the level of the liquid 2 or slightly above or below it, so as to allow the introduction of the product pulverulent slow to be treated directly in the liquid 2 and protected from the gaseous atmosphere of the compartment 4.
  • a pulverulent zinciferous product is totally or partially oxidized, chlorinated, fluorinated and / or sulfurized.
  • the pulverulent product contains chloru ⁇ res and / or fluorides, as a result of the temperature of the liquid 2, these can evaporate and form a gas phase in compartment 3, above the level of the liquid.
  • these chlorides or fluorides in the gaseous state could be removed from compartment 3 and then be condensed.
  • non-condensable gases are formed in compartment 3, they are evacuated via a pipe 11 '.
  • a burner 10 with a flame immersed in the liquid 2 thus making it possible to introduce an oxidizing agent in the form of an oxidizing gas in the liquid and at the same time to maintain this liquid at a temperature higher than its solidification temperature.
  • it may be a gas, liquid fuel or pulverulent solid fuel burner.
  • FIG. 3 schematically shows a vertical section of a heat exchanger 12 mounted upstream of the supply pipe 7.
  • This preheating can be such that, depending on the nature of the pulverulent product, it can help to melt or decompose the latter at least partially before introducing it into the liquid 2.
  • it is a zinc, chlorinated and / or fluorinated pulverulent product
  • such a decomposition could take place thus allowing the formation of chlorides and / or fluorides in the gaseous state which are then recovered in the condensed state above the exchanger 12, before the introduction of the powdery product into compartment 3.
  • the liquid 2 is formed by a slag, that is to say a mixture consisting mainly of oxides and metal salts which is heated by the injection of gas from the burner 10 placed in such a way that a whole movement is imparted to the liquid slag, as already mentioned above.
  • a slag that is to say a mixture consisting mainly of oxides and metal salts which is heated by the injection of gas from the burner 10 placed in such a way that a whole movement is imparted to the liquid slag, as already mentioned above.
  • This movement is such that the burnt gases are only collected in the second compartment 4 while the pulverulent product to be treated is introduced into the first compartment 3.
  • the movement thus printed with hot liquid slag is such that it is propelled towards the compartment 3 into which the pulverulent product is introduced and this in such a way that this pulverulent product is entrained by the slag to be dissolved therein.
  • the slag can be based on oxides and can consist of silicates and / or aluminates.
  • the pulverulent product is introduced at or near the level of the liquid slag 2 so as to prevent this product from coming into contact with the gas phase located above the slag in compartment 4.
  • the atmosphere contains only gases and vapors possibly emitted by the pulverulent product during the process of dissolution in the slag. It is also possible to introduce into the first compartment 3, in a controlled manner, an adequate gas intended for example to entrain the gases and vapors emitted by the pulverulent product.
  • the presence of dust leaving the pulverulent product to be treated is zero or in any case extremely low in the atmosphere above the liquid of the first compartment 3.
  • the method according to the invention and the device for implementing this method can be used to treat powdery products of an extremely varied nature. More particularly, it may be dust from industrial processes containing recoverable constituents. Dust from an electric steel mill is a good example.
  • the iron oxide contained in the liquid slag 2 is brought to the valence three (Fe 3 0 3 or Fe 3 0 4 ) in contact with the oxidizing gases coming from the burner 10.
  • the iron oxide will take up the valence two by oxidizing for example the sulphide according to the reactions: 3Fe 2 0 3 + MeS ⁇ 6Fe0 + S0 2 + MeO and 3Fe 3 0 4 + MeS - ⁇ 9FeO + S0 2 + MeO.
  • Me denotes a non-ferrous metal, such as zinc, copper, etc.
  • the SO 2 and / or As 2 0 3 produced in the compartment 3 where the pulverulent product is injected is diluted only by the other gases emanating from the slow pulverulent product when it is dissolved in the slag.
  • the gases in compartment 3 are therefore very rich in S0 2 and / or 1 'As 2 0 3 which can be considered to be condensed by cooling, followed by compression in the case of SO.
  • the pulverulent product contains volatile chloru ⁇ res, these are evaporated in compartment 3, as already mentioned above, during the process by which this product is finally dissolved in the liquid slag.
  • This compartment 3 can advantageously be provided with a cooled wall 8 having the geometric shape which is suitable for recovering these chlorides in the liquid state or in the solid state.
  • These chlorides are separated and sent to a company specialized in their treatment. If the pulverulent product to be treated contains fluorides, these are generally less volatile than chlorides and are mainly dissolved in the slag. The volatile part accompanies the chlorides as indicated above.
  • the chamber 1 of FIGS. 1 and 2 and described above is used to prepare an oxidized slag which must then be transferred to another part of the device forming a reduction reactor.
  • Such a reactor is shown in FIG. 4 and is designated by reference 13.
  • the process according to the invention therefore comprises an oxidation step followed by a reduction step.
  • a zinc-containing pulverulent product is used, originating in particular from the production of steel from scrap metal
  • the pulverulent product and an oxidizing agent are introduced during this first stage into the liquid slag 2 of the zone of oxidation so as to form dissolved zinc oxide in this slag and, in a second step, this liquid slag is transferred to a second reduction chamber or reactor 13 where a reducing agent, for example coke or carbon 14, is introduced to reduce zinc oxide to volatile metal zinc.
  • a reducing agent for example coke or carbon 14
  • FIG. 4 shows a layer of coke 14 floating above the liquid slag 2 coming from the chamber 1 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • This slag enters through an opening 15 formed in one of the side walls of the reactor 13, at a level lower than that of the liquid slag 2.
  • gases from the chamber 1 also called the oxidation chamber
  • the inlet opening 15 of the reactor 13 is connected to the second compartment 4 of the chamber 1 also at a location located below the level of the liquid slag 2 contained therein.
  • the connection between this compartment 4 and the reduction reactor 13 preferably takes place by a pipe (not shown) inclined towards the latter.
  • the slag 2 is maintained in the molten state in the reduction reactor 13 by electrical elements penetrating said slag, in particular by carbon electrodes 16.
  • auxiliary burners 17 advantageously open out through one of the side walls directly into the slag. These burners 17 are preferably arranged in the side wall of the reactor 13 opposite to that having the inlet opening 15.
  • the reduction of the slag takes place at the interface between the latter and the layer of coke 14 which floats on its surface. This interface reaction is accelerated by the convection movements created in the slag by the concentration of energy dissipated by the Joule effect in the vicinity of the electrodes.
  • the coke layer 14 advantageously has a thickness of 0.3 to 1 m and preferably 0.5 m. As the upper surface of this coke layer is cooler than its interface with the slag, this coke layer can play a role in purifying condensable metallic vapors.
  • the electrical energy to be supplied is low, since the slag enters the liquid state in the reactor 13.
  • the electrical energy must therefore only be used to supply the calories required for the endothermic reduction reactions by carbon and to compensate for inevitable thermal losses.
  • the starting of the reactor 13 can be easily carried out by one or more of the auxiliary burners 17. These are generally gas or liquid fuel burners mounted in one of the side walls of the reactor, at a level such that the combustion gases emerge in the liquid slag. It may be advantageous to take advantage of this geometrical arrangement to accelerate the reduction reactions at the slag / coke interface thanks to the overall movement of the slag created in the reactor 13 by the injection of gas into the latter. It goes without saying that the coke is introduced into the reactor 13 by means of airlock 19.
  • the temperature of the slag in the reactor 13 can be easily adjusted to different values.
  • a temperature such as the reduction of iron oxide will be chosen up to 'in the metallic state is slow.
  • nickel, chromium, cobalt, etc. it may be advantageous to cause a more intense reduction of the iron oxides, so as to dissolve these metals in an alloy with melting point. relatively low.
  • the reactor 13 is provided with suitable tap holes 18 for removing, on the one hand, the spent liquid slag and, on the other hand, the possible liquid metallic phase.
  • the gases produced by the reduction are conducted in a leaktight manner through pipes 22 to a condenser 20, preferably a plate condenser vertical 21, cooled under conditions such that the metals are recovered in the liquid state.
  • a condenser 20 has been shown in FIGS. 5 and 6.
  • the vertical plates 21 are arranged so as to create changes of direction of the gases.
  • the reference 22 shows in one of the side walls of the condenser 20 the inlet opening for the gases coming from the reactor 13 via the pipes 22.
  • the opposite wall of the condenser 20 has an outlet opening 23 for the gases applied ⁇ seen in metallic elements.
  • Condensed liquid metal has been shown by the reference 24, while the arrows 25 indicate the direction of circulation of cooling air.
  • Figure 7 relates to a third embodiment of the installation according to the invention.
  • This installation is characterized by the fact that the oxidation chamber 1, the reduction reactor 13 and the condenser 20 are coupled so as to obtain only one very compact device.
  • the compartment 4 is connected by a separate opening 15 to the reactor 13.
  • the treated dust contains 20% zinc, 3% lead, 0.1% cadmium and about 1.5% chlorine, the rest being oxides including 30% FeO and 10% CaO.
  • Silica (Si0 2 ) is added to the dust at the rate of 186 kg per tonne of dust.
  • the oxidizing melting chamber 1 is heated by means of natural gas burners 10 with a flow rate of 83.3 Nm 3 CH 4 per tonne of dust.
  • the dust and its additions are injected at a rate of 5.83 T / h.
  • the power of the burners 10 is of the order of 5 MW.
  • the chlorine in the feed is recovered in the fumes from chamber 1 in the form of ZnCl 2 at the rate of 46 kg / t of dust. 1.140 kg of slag are collected per tonne of dust which is transferred liquid to the reduction reactor 13.
  • the reduction reactor 13 is heated by resistance in the slag 2 using graphite electrodes 16.
  • the installed power is 2.2 MW.
  • Coke 14 is added at the rate of 47.5 kg of coke per tonne of dust.
  • the gases from reactor 13 contain CO and the vapors of zinc, lead and cadmium.
  • a liquid alloy is recovered containing, per ton of treated dust, 205 kg of zinc, 34 kg of lead and 0.9 kg of cadmium.
  • the spent slag is poured at the rate of 854 kg per tonne of dust.
  • tap holes for several slightly oxidizable metallic liquid phase.
  • a tap hole for each slightly oxidizable metallic liquid phase for example for copper, lead or also for a sulfurized liquid phase, for example copper mat Cu 2 S-FeS, nickel mat NiS-FeS, mixed mattes containing other sulphides, such as PbS, CoS, ZnS, etc.
  • a tap hole could be provided for a liquid phase containing arsenic. If several liquid phases are to be separated, it seems desirable to provide in the reduction reactor 13 a pre-crucible (not shown), allowing the separation tion of these phases as it is good practice to do in non-ferrous metal metallurgy.

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Abstract

Procédé de traitement d'un produit pulvérulent que l'on met en contact avec une substance liquide non aqueuse chauffée par des gaz de combustion et constituée d'au moins 30 % en volume d'une matière en grande partie oxydée, sensiblement à l'abri de l'atmosphère gazeuse pouvant contenir ces gaz de combustion, d'une manière telle à éviter au maximum l'émission de poussières pouvant provenir de ce produit pulvérulent, et en ce que l'on maintient cette substance à une température qui est telle qu'elle permet de former avec le produit pulvérulent une phase liquide à cette température.

Description

"Procédé de traitement d'un produit pulvérulent et installation pour la mise en oeuyre de ce procédé"
La présente invention est relative à un procédé permettant de traiter des produits pulvérulents soit ne contenant aucune substance valorisable, telles que des boues séchées des décanteurε d'eaux usées urbaines, rurales ou industrielles, des particules ou fibres d'amiante à conditionner sous une forme inerte, soit contenant des substances valorisables telles que des résidus de lixiviation provenant de 1 'hydrométallur¬ gie, des poussières zincifères provenant de la produc¬ tion d'acier (poussières de four électrique à arc ou boues de convertisseur, etc.) - H peut aussi s'agir de concentrés de minerais ou de produits pulvérulents contenant des substances telles que par exemple des sulfures, des arséniures, des antimoniures, des stanna- tes, des sulfates, des arséniates, des antimoniates de métaux.
En ce qui concerne la production d'acier au départ de mitrailles au four électrique à arc lesquels possèdent tous un dispositif de traitement des fumées, on récupère ainsi une poussière très fine connue dans la littérature sous le sigle EAFD (Electric Arc Furnace Dust) . Depuis quelques années, la mitraille enfournée contient des quantités croissantes d'acier galvanisé, ce qui conduit à une concentration de plus en plus grande de ces poussières en oxydes de zinc, plomb et cadmium (ZnO, PbO, CdO) . En outre, les matières plastiques et les peintures conduisent à une contamination des pous¬ sières en chlore et fluor. Très rapidement, les autorités chargées de la législation de l'environnement ont décidé la classifica¬ tion du produit, imposant des règles strictes pour son transport et sa mise à décharge (aux USA, il est classé sous le numéro K061 par l'Environnement Protection Act E.P.A.) .
Des procédés sont alors apparus en vue de traiter ces poussières pour en extraire les métaux non- ferreux, le solde, essentiellement des oxydes de fer accompagnés de CaO, Si02, A120,, étant renvoyé en sidé¬ rurgie (haut-fourneau par exemple) ou rendu inerte.
Actuellement, il existe, à l'échelle indus¬ trielle, essentiellement deux catégories de procédés pyrométallurgiques distinctes pour le traitement de ces poussières zincifères, l'une produisant de l'oxyde de zinc, l'autre du zinc métallique.
Dans l'un des procédés connus produisant de l'oxyde de zinc, les poussières zincifères à traiter sont mélangées, après avoir été pelletisées ou non, avec un réducteur, formé par exemple de coke ou de charbon. Ensuite, ce mélange est chauffé dans un four à combusti¬ ble fossile ou électrique provoquant la réduction du ZnO, PbO, CdO en vapeurs qui sont réoxydées dans une autre zone du four. Ces oxydes sont récupérés dans le traitement des fumées.
Plusieurs variantes de ce procédé sont basées sur ce principe. La plus connue et pratiquement la seule en usage en Europe a été développée par BERZELIUS UMWELT SERVICES (B.U.S.) et utilise un four tournant du type WAELZ. D'autres variantes existent au Japon (SUMITOMO et H.T.R.) . L'oxyde de zinc (ZnO) peut également être produit à l'aide d'un brûleur mis au point par HORSEHEAD (St JOE FLAME REACTOR) USA.
L'oxyde ainsi produit contient encore trop de chlore et de fluor. Il existe des traitements (four tournant secondaire ou traitement à Na2C03) pour abaisser ces contaminations chlorées et fluorées. Ils sont indispensables car le seul débouché actuel de cet oxyde appelé "WAELZ" est d'être mélangé à d'autres matières comme chargement des fours "IMPERIAL SMELTING" pour lesquels les impositions "chlore" et "fluor" (de même que Na20 et K20) sont très sévères.
Les procédés connus produisant du zinc métal¬ lique consistent à réduire les oxydes de zinc, plomb et cadmium (mais pas le fer) et à récupérer les vapeurs dans un condenseur.
Pratiquement, le seul condenseur utilisé est le "Splash Condenser" de "IMPERIAL SMELTING" utilisé dans le cadre de son four à cuve de traitement de minerais ou concentrés zinc/plomb. Selon les cas, on peut aussi pousser la réduction plus loin et obtenir une fonte riche en chrome et nickel, si les poussières contiennent ces éléments, comme par exemple dans le cas des poussières de production d'aciers inoxydables.
Les fours sont des fours électriques à plasma (PLASMADUST ou PLASMASCAN) ou à électrodes, comme le four "ELKEM MULTIPURPOSE FURNACE" chauffé par résistance dans la scorie. Dans tous les cas, il apparaît que le fonctionnement du "Splash Condenser" est très délicat et conduit souvent à l'arrêt des exploitations. L'invention permet de remédier aux inconvé¬ nients des procédés connus et surtout de résoudre simultanément d'une manière très simple, efficace et économiquement justifiée, les problèmes résultant de l'utilisation d'un condenseur et/ou d'un séparateur pour la récupération de certains produits de réaction et ceci non seulement dans le retraitement des poussières de four électrique à arc d'aciérie mais dans tous les domaines où il y a lieu d'introduire un produit pulvé¬ rulent dans un liquide. A cet effet, suivant l'invention, on met ce produit en contact avec une substance liquide, non aqueuse, chauffée par des gaz de combustion et consti¬ tuée d'au moins 30 % en volume d'une matière en grande partie oxydée, sensiblement à l'abri de l'atmosphère gazeuse pouvant contenir ces gaz de combustion, d'une manière telle à éviter au maximum l'émission de poussiè¬ res pouvant provenir de ce produit pulvérulent, cette substance étant maintenue à une température qui est telle qu'elle permet de former avec le produit pulvéru¬ lent une phase liquide à cette température. Avantageusement, on introduit un agent oxydant dans le liquide précité séparément du produit pulvéru¬ lent.
Suivant une forme de réalisation particulière¬ ment avantageuse de l'invention, on introduit l'agent oxydant sous forme d'un gaz comburant dans le liquide au moyen d'un brûleur à flamme immergée dans ce dernier, de manière à permettre ainsi de maintenir en même temps ce liquide à une température supérieure à sa température de solidification. Suivant une forme de réalisation préféren¬ tielle de l'invention, si l'on utilise un produit pulvérulent zincifère provenant notamment de la produc¬ tion d'acier au départ de mitrailles, on introduit, au cours d'une première étape, ce produit pulvérulent et un agent oxydant dans une scorie liquide dans une zone non réductrice de manière à former de l'oxyde de zinc dissous dans cette scorie et, au cours d'une deuxième étape, on transfère cette scorie liquide vers une zone de réduction où un agent réducteur est introduit dans celle-ci pour réduire l'oxyde de zinc en zinc métal volatil, ce zinc métal ainsi que les substances gazeuses formées au cours de cette étape étant évacués au fur et à mesure de leur formation, l'agent oxydant et le produit pulvérulent étant introduits séparément dans la zone non réductrice, notamment dans la scorie liquide contenue dans cette zone, d'une manière telle à éviter la formation de poussières qui pourraient être entraî¬ nées avec les substances gazeuses formées dans cette zone.
L'invention est également relative à une installation pour le traitement d'un produit pulvéru¬ lent, notamment pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus.
Cette installation comprend une chambre de chauffage destinée à contenir, sur une certaine partie de sa hauteur, un liquide dans lequel la matière pulvé¬ rulente peut être introduite, des moyens étant prévus pour permettre, d'une part, l'évacuation séparée de toutes substances gazeuses formées à partir du produit pulvérulent et, d'autre part, l'introduction séparée dans le liquide susdit d'un agent oxydant et du produit pulvérulent, d'une manière telle à éviter au maximum la formation de poussières risquant d'être évacuées avec les substances gazeuses susdites.
D'autres détails et particularités de 1 ' inven- tion ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, de quelques formes de réalisation particulières du procédé et de l'installa¬ tion, suivant l'invention, avec référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique en éléva¬ tion et en coupe selon la ligne I-I de la figure 2 d'une première forme de réalisation d'une installation suivant 1 ' invention.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne II- II de la figure 1.
La figure 3 est une vue schématique en éléva¬ tion et en coupe, à plus grande échelle, d'une partie d'une variante de la première forme de réalisation de l'installation suivant l'invention. La figure 4 est une vue en élévation et en coupe d'une partie d'une deuxième forme de réalisation de l'installation suivant l'invention.
La figure 5 est une vue en élévation et en coupe d'une autre partie d'une forme de réalisation de l'installation suivant l'invention pouvant être combinée avec les précédentes formes de réalisation.
La figure 6 est une coupe suivant la ligne VI- VI de la figure 5. La figure 7 est une vue en plan et en coupe d'une troisième forme de réalisation de l'installation suivant 1 ' invention.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence concernent des éléments identiques ou analogues.
D'une façon générale, le procédé suivant l'invention pour le traitement d'un produit pulvérulent se caractérise par le fait que ce produit est introduit dans une substance liquide non aqueuse dans le but de former avec cette substance une phase liquide dans des conditions non réductrices, d'une manière telle que les émissions de poussières soient sinon supprimées, au moins rendues très faibles et non nuisibles et que les émissions gazeuses résultant de cette opération soient confinées.
En fait, un des buts essentiels du procédé suivant la présente invention est de maintenir l'atmos¬ phère à l'endroit où le produit pulvérulent est mis en contact avec la substance liquide non aqueuse, se trouvant à l'état liquide ou à l'état solide, sensible¬ ment exempt de poussières provenant du produit pulvéru¬ lent, de manière à pouvoir isoler facilement les gaz éventuels produits audit contact.
En pratique deux situations peuvent se présen- ter : Dans une première situation, on utilise une substance non aqueuse à l'état liquide, dont la tempéra¬ ture de fusion est égale ou supérieure à celle de la matière pulvérulente, de sorte que cette dernière est également mise en fusion lors de son contact avec la substance susdite. Un exemple concret d'une telle situation est celle où la matière pulvérulente est formée de poussières de four à arc d'aciérie et la substance non aqueuse liquide est formée de silicate de fer et de calcium dans des proportions telles que la température de fusion de la phase ainsi formée soit supérieure à 1450°C.
Dans une deuxième situation, on utilise une substance liquide non aqueuse présentant à l'état pur un point de fusion inférieur à celui de la matière pulvéru¬ lente, mais qui réagit avec cette matière pulvérulente, de manière à former une solution dont le point de fusion est inférieur à celui de la substance liquide non aqueuse. Un tel exemple concret est celui où la matière pulvérulente est formée de résidus d'amiante ou de boues de décanteurs et la substance non aqueuse est formée aussi de silicates de fer et de calcium dans des propor¬ tions telles que la température de fusion de la phase ainsi formée soit inférieure à 1300°C. Avantageusement, suivant l'invention, on introduit le produit pulvérulent à traiter, sensiblement à l'abri de l'atmosphère gazeuse environnante, dans un liquide non aqueux présentant une température de solidi¬ fication supérieure à 800°C et constitué d'au moins 30 % en volume d'une matière en grande partie oxydée, et ceci d'une manière telle à éviter au maximum l'émission de poussières pouvant provenir de ce produit pulvérulent lors de son introduction dans ce liquide.
Plus particulièrement, lorsqu'il s'agit d'un produit pulvérulent oxydable, on introduit un agent oxydant dans le liquide précité séparément du produit pulvérulent. Les figures 1 et 2 représentent schématique¬ ment une installation pouvant convenir à ce sujet.
Cette installation comprend une chambre 1 pouvant contenir un liquide 2, correspondant au liquide précité, et dont la partie supérieure, au-dessus de ce liquide, est divisée en deux compartiments successifs 3 et 4 par une cloison 5 dont le bord inférieur 6 est immergé dans le liquide 2. Un tuyau d'alimentation 7 traverse le premier compartiment 3 pour aboutir avec son extrémité inférieure juste au niveau du liquide 2 ou légèrement au-dessus ou en dessous de celui-ci, de manière à permettre 1 ' introduction du produit pulvéru¬ lent à traiter directement dans le liquide 2 et à l'abri de l'atmosphère gazeuse du compartiment 4. Avantageusement, on utilise un produit pulvé¬ rulent zincifère totalement ou partiellement oxydé, chloré, fluoré et/ou sulfuré.
Si le produit pulvérulent contient des chloru¬ res et/ou fluorures, par suite de la température du liquide 2, ceux-ci peuvent s'évaporer et former une phase gazeuse dans le compartiment 3, au-dessus du niveau du liquide.
Dans un tel cas, ces chlorures ou fluorures à l'état gazeux pourraient être évacués du compartiment 3 pour ensuite être condensés. Dans un autre cas, on pourrait prévoir avantageusement, dans le compartiment 3, une paroi froide 8 contre laquelle ces chlorures et fluorures gazeux peuvent se condenser au fur et à mesure de leur dégagement du liquide 2. Si cette condensation a lieu à l'état liquide, ces chlorures et fluorures peuvent être récupérés dans la gouttière 9 et ensuite être évacués à l'état liquide du compartiment 3.
Si des gaz non condensables sont formés dans le compartiment 3, ils sont évacués par une conduite 11'. Dans la paroi latérale du deuxième comparti¬ ment 4 est monté, de préférence en oblique, un brûleur 10 à flamme immergée dans le liquide 2 permettant ainsi d'introduire un agent oxydant sous forme d'un gaz comburant dans le liquide et en même temps de maintenir ce liquide à une température supérieure à sa température de solidification.
De plus, par une orientation judicieuse de l'embouchure du brûleur 10, il est possible de créer dans ce liquide 2 un mouvement provoquant une circula¬ tion de ce dernier à travers les deux compartiments 3 et 4 et ainsi d'obtenir un renouvellement continu de l'interface du tuyau 7 avec le liquide 2.
A cet égard, il peut s'agir d'un brûleur à gaz, à combustible liquide ou à combustible solide pulvérulent.
De cette façon, on crée dans les deux compar¬ timents 3 et 4 de la chambre 1 une zone d'oxydation.
Il est important de noter que les gaz combu- rants et de combustion provenant du brûleur 10 sont évacués par une conduite 11 prévue dans la partie supérieure du compartiment 4.
Ainsi, l'évacuation de ces gaz comburants et de combustion a lieu séparément de ceux formés dans le compartiment 3 par les produits pulvérulents introduits dans le liquide 2, et ne contribuent donc pas à la dilution de ces derniers gaz.
Dans certains cas, il peut être utile de préchauffer le produit pulvérulent avant de l'introduire dans le liquide 2 de la chambre 1. Ce préchauffage peut avantageusement avoir lieu par les gaz provenant du brûleur 10 et évacués par la conduite 11.
La figure 3 montre schématiquement une coupe verticale d'un échangeur de chaleur 12 monté en amont du tuyau d'alimentation 7. Ce préchauffage peut être tel que, suivant la nature du produit pulvérulent, il peut aider à fondre ou à décomposer ce dernier au moins partiellement avant de l'introduire dans le liquide 2. Dans le cas par exemple où il s'agit d'un produit pulvérulent zincifère, chloré et/ou fluoré, une telle décomposition pourrait avoir lieu permettant ainsi la formation de chlorures et/ou fluorures à l'état gazeux qui sont alors récupérés à l'état condensé au- dessus de 1 'échangeur 12, avant l'introduction du produit pulvérulent dans le compartiment 3.
Dans d'autres cas encore, il est possible de mélanger le produit pulvérulent avec un fondant. Ce mélange avec le fondant peut avoir lieu préalablement à l'introduction dans le liquide précité ou dans ce liquide même.
Si le produit pulvérulent à traiter contient des métaux non ferreux à récupérer, tels que du zinc, le liquide 2 est formé d'une scorie, c'est-à-dire d'un mélange constitué principalement d'oxydes et de sels métalliques qui est chauffé par l'injection des gaz du brûleur 10 placé de telle façon qu'un mouvement d'ensem¬ ble soit imprimé à la scorie liquide, comme déjà men¬ tionné ci-dessus. Ce mouvement est tel que les gaz brûlés soient uniquement recueillis dans le deuxième compartiment 4 alors que le produit pulvérulent à traiter est introduit dans le premier compartiment 3. Le mouvement ainsi imprimé à la scorie liquide chaude est tel que celle-ci soit propulsée vers le compartiment 3 où le produit pulvérulent est introduit et ceci d'une manière telle que ce produit pulvérulent soit entraîné par la scorie pour y être dissout.
La scorie peut être à base d'oxydes et peut être constituée de silicates et/ou d 'aluminates. Le produit pulvérulent est introduit au niveau ou à proximité du niveau de la scorie liquide 2 de façon à éviter que ce produit puisse entrer en contact avec la phase gazeuse se trouvant au-dessus de la scorie dans le compartiment 4. De toute manière, dans le premier compartiment 3, dans lequel on introduit le produit pulvérulent, l'atmosphère ne contient que des gaz et vapeurs éventuellement émis par le produit pulvérulent lors du processus de dissolution dans la scorie. II est également possible d'introduire dans le premier compartiment 3, d'une manière contrôlée, un gaz adéquat destiné par exemple à entraîner les gaz et vapeurs émis par le produit pulvérulent. Dans tous les cas, suivant l'invention, la présence de poussières au départ du produit pulvérulent à traiter est nulle ou en tout cas extrêmement faible dans l'atmosphère au-dessus du liquide du premier compartiment 3.
Comme également déjà mentionné ci-dessus, le procédé suivant l'invention et le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé peuvent servir à traiter des produits pulvérulents de nature extrêmement variée. Plus particulièrement, il peut s'agir de poussières provenant de procédés industriels contenant des consti¬ tuants valorisableε. Les poussières de four électrique d'aciérie en sont un bon exemple.
Il peut également s'agir de concentrés de minerais ou d'un produit pulvérulent quelconque conte¬ nant des sulfures et/ou des arséniures. Dans ces cas, l'oxyde de fer contenu dans la scorie liquide 2 est porté à la valence trois (Fe303 ou Fe304) au contact des gaz oxydants venant du brûleur 10. Au contact avec un tel produit pulvérulent, l'oxyde de fer reprendra la valence deux en oxydant par exemple le sulfure suivant les réactions : 3Fe203 + MeS → 6Fe0 + S02 + MeO et 3Fe304 + MeS -→ 9FeO + S02 + MeO. Dans ces équations, Me désigne un métal non ferreux, tel que le zinc, le cuivre, etc.
Le S02 et/ou l'As203 produit dans le comparti¬ ment 3 où l'on injecte le produit pulvérulent n'est dilué que par les autres gaz émanant du produit pulvéru¬ lent lors de sa dissolution dans la scorie. Les gaz dans le compartiment 3 sont donc très riches en S02 et/ou 1 'As203 qu'on peut envisager de condenser par refroidissement, suivi de compression dans le cas du SO,.
Si le produit pulvérulent contient des chloru¬ res volatils, ceux-ci sont évaporés dans le compartiment 3, comme déjà mentionné ci-dessus, au cours du processus par lequel ce produit est finalement dissous dans la scorie liquide.
Ce compartiment 3 peut être avantageusement muni d'une paroi refroidie 8 ayant la forme géométrique qui convient pour récupérer ces chlorures à l'état liquide ou à l'état solide. Ces chlorures sont séparés et envoyés à une entreprise spécialisée dans leur traitement. Si le produit pulvérulent à traiter contient des fluorures, ceux-ci sont en général moins volatils que les chlorures et sont en majeure partie dissous dans la scorie. La partie volatile accompagne les chlorures comme indiqué ci-dessus.
Si le produit pulvérulent contient des métaux valorisables, la chambre 1 des figures 1 et 2 et décrite ci-dessus sert à préparer une scorie oxydée qui devra alors être transférée vers une autre partie du disposi- tif formant un réacteur de réduction. Un tel réacteur est représenté à la figure 4 et est désigné par la réfé¬ rence 13.
Dans un tel cas, le procédé suivant l'inven¬ tion comprend donc une étape d'oxydation suivie d'une étape de réduction. Si l'on utilise un produit pulvérulent zinci- fère, provenant notamment de la production d'acier au départ de mitrailles, on introduit au cours de cette première étape le produit pulvérulent et un agent oxydant dans la scorie liquide 2 de la zone d'oxydation de manière à former de l'oxyde de zinc dissous dans cette scorie et, au cours d'une deuxième étape, on transfère cette scorie liquide dans une deuxième chambre ou réacteur de réduction 13 où un agent réducteur, par exemple du coke ou du carbone 14, est introduit pour réduire l'oxyde de zinc en zinc métal volatil.
La figure 4 montre une couche de coke 14 flottant au-dessus de la scorie liquide 2 provenant de la chambre 1 telle que montrée aux figures 1 et 2. Cette scorie entre par une ouverture 15 ménagée dans une des parois latérales du réacteur 13 , à un niveau infé¬ rieur à celui de la scorie liquide 2. Ainsi, on évite que des gaz provenant de la chambre 1, encore appelée chambre d'oxydation, puissent entrer dans le réacteur de réduction 13. Avantageusement, l'ouverture d'entrée 15 du réacteur 13 est reliée au deuxième compartiment 4 de la chambre 1 également en un endroit situé en dessous du niveau de la scorie liquide 2 contenu dans ce dernier. La liaison entre ce compartiment 4 et le réacteur de réduction 13 a de préférence lieu par un tuyau (non représenté) incliné vers ce dernier.
La scorie 2 est maintenue à l'état fondu dans le réacteur de réduction 13 par des éléments électriques pénétrant dans ladite scorie, notamment par des électro- des en carbone 16.
De plus, plusieurs brûleurs auxiliaires 17 débouchent avantageusement à travers une des parois latérales directement dans la scorie. Ces brûleurs 17 sont de préférence ménagés dans la paroi latérale du réacteur 13 opposée à celle présentant l'ouverture d'entrée 15. La réduction de la scorie a lieu à l'interface entre cette dernière et la couche de coke 14 qui flotte à sa surface. Cette réaction d'interface est accélérée par les mouvements de convection créés dans la scorie par la concentration d'énergie dissipée par effet Joule au voisinage des électrodes. La couche de coke 14 présente avantageusement une épaisseur de 0,3 à 1 m et de préférence 0,5 m. Comme la surface supérieure de cette couche de coke est plus froide que son interface avec la scorie, cette couche de coke peut jouer un rôle de purification de vapeurs métalliques condensables. C'est en particulier le cas lorsque la scorie liquide contient simultanément des oxydes de zinc et de plomb et éventuellement de cadmium. La réduction a ainsi lieu dans des conditions telles que les gaz qu'elle produit présentent un rapport C0/C0+C02 tel que la réoxydation du zinc n'ait pas lieu lors de sa condensation.
Il est encore à noter que l'énergie électrique à fournir est faible, puisque la scorie entre à l'état liquide dans le réacteur 13. L'énergie électrique doit donc uniquement servir à fournir les calories nécessai¬ res pour les réaction endothermiques de réduction par le carbone et à compenser les pertes thermiques inévita¬ bles. Le démarrage du réacteur 13 peut être réalisé aisément par un ou plusieurs des brûleurs auxiliaires 17. Il s'agit généralement de brûleurs à gaz ou à combustible liquide montés dans une des parois latérales du réacteur, à un niveau tel que les gaz de combustion débouchent dans la scorie liquide. Il peut s'avérer avantageux de profiter de cette disposition géométrique pour accélérer les réactions de réduction à 1 ' interface scorie/coke grâce au mouvement d'ensemble de la scorie créé dans le réacteur 13 par l'injection de gaz dans cette dernière. Il va de soi que le coke est introduit dans le réacteur 13 au moyen de sas d'étanchéité 19.
Suivant la nature des métaux valorisables à extraire de la scorie, la température de la scorie dans le réacteur 13 peut être aisément réglée à des valeurs différentes. C'est ainsi que si seuls des métaux non ferreux, tels que le zinc, le plomb, le cadmium, le cuivre, etc., sont à récupérer, on choisira une tempéra¬ ture telle que la réduction de l'oxyde de fer jusqu'à l'état métallique soit lente. Par contre, si on sou¬ haite valoriser également du nickel, du chrome, du cobalt, etc., il peut être avantageux de provoquer une réduction plus intense des oxydes de fer, de façon à dissoudre ces métaux dans un alliage à point de fusion relativement bas.
Il y a encore lieu de noter que le réacteur 13 est muni de trous de coulée adéquats 18 pour évacuer, d'une part, la scorie liquide épuisée et, d'autre part, la phase métallique liquide éventuelle. Lorsque la scorie traitée dans le réacteur 13 contient des oxydes de métaux volatils, notamment de zinc, plomb, cadmium, les gaz produits par la réduction sont conduits de manière étanche à travers des conduites 22 vers un condenseur 20, de préférence un condenseur à plaques verticales 21, refroidies dans des conditions telles que les métaux soient récupérés à l'état liquide. Un tel condenseur 20 a été représenté aux figures 5 et 6.
Dans ce condenseur 20, les plaques verticales 21 sont disposées de façon à créer des changements de direction des gaz. Dans la figure 5, la référence 22 montre dans une des parois latérales du condenseur 20 l'ouverture d'entrée des gaz venant du réacteur 13 par les conduites 22. La paroi opposée du condenseur 20 présente une ouverture de sortie 23 pour les gaz appau¬ vris en éléments métalliques. Le métal liquide condensé a été montré par la référence 24, tandis que les flèches 25 indiquent le sens de circulation d'air de refroidis¬ sement.
La figure 7 concerne une troisième forme de réalisation de l'installation suivant l'invention.
Cette installation se caractérise par le fait que la chambre d'oxydation 1, le réacteur de réduction 13 et le condenseur 20 sont accolés de manière à n'obte¬ nir qu'un seul appareil très compact. Dans cette forme de réalisation, le compartiment 4 est relié par une ouverture séparée 15 au réacteur 13.
L'invention est illustrée davantage par un exemple pratique donné ci-après. Cet exemple peut être réalisé dans l'installation telle que montrée aux figures.
La poussière traitée contient 20 % de zinc, 3 % de plomb, 0,1 % de cadmium et environ 1,5 % de chlore, le restant étant constitué d'oxydes dont 30 % de FeO et 10 % de CaO. On ajoute à la poussière de la silice (Si02) à raison de 186 kg par tonne de poussière.
La chambre de fusion oxydante 1 est chauffée au moyen de brûleurs 10 à gaz naturel avec un débit de 83,3 Nm3 CH4 par tonne de poussière. La poussière et ses additions sont injectées à raison de 5,83 T/h. La puis¬ sance des brûleurs 10 est de l'ordre de 5MW.
Le chlore de la charge est récupéré dans les fumées de la chambre 1 sous la forme de ZnCl2 à raison de 46 kg/T de poussière. On recueille 1.140 kg de scorie par tonne de poussière qui est transférée liquide vers le réacteur de réduction 13.
Le réacteur de réduction 13 est chauffé par résistance dans la scorie 2 à l'aide d'électrodes en graphite 16. La puissance installée est de 2 , 2 MW. On effectue des additions de coke 14 à raison de 47,5 kg de coke par tonne de poussière. Les gaz du réacteur 13 contiennent du CO et les vapeurs de zinc, plomb et cadmium. A la sortie du condenseur 20, on récupère un alliage liquide contenant par tonne de poussière traitée 205 kg de zinc, 34 kg de plomb et 0,9 kg de cadmium.
La scorie épuisée est coulée à raison de 854 kg par tonne de poussière.
En variante, on peut faire usage de disposi¬ tifs de récupération de tout ou partie de la chaleur contenue dans les gaz et fumées des deux brûleurs.
Selon les cas, on peut récupérer de 30 à 64 % de la chaleur des brûleurs de la chambre 1 par exemple en préchauffant la charge et de 40 à 73 % des besoins thermiques du réacteur 13 par combustion du CO sortant du condenseur 20.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, il est possible de prévoir plusieurs tuyaux 7 pour injecter le produit pulvérulent dans le liquide 2 contenu dans la chambre 1.
Il est également possible de prévoir plusieurs trous de coulée superposés dont au moins un pour la scorie liquide dans la chambre 1 et dans le réacteur 13. Le cas échéant, on pourrait ainsi envisager un trou de coulée pour chaque phase liquide métallique peu oxyda¬ ble, par exemple pour du cuivre, du plomb ou encore pour une phase liquide sulfurée, par exemple matte de cuivre Cu2S-FeS, matte de nickel NiS-FeS, mattes mixtes conte¬ nant d'autres sulfures encore, tels que PbS, CoS, ZnS, etc. Un autre trou de coulée encore pourrait être prévu pour une phase liquide contenant de l'arsenic. Si plusieurs phases liquides sont à séparer, il paraît souhaitable de prévoir dans le réacteur de réduction 13 un avant-creuset (non représenté) , permettant la sépara- tion de ces phases ainsi qu'il est de bonne pratique de le faire en métallurgie des métaux non ferreux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'un produit pulvé¬ rulent, caractérisé en ce que l'on met ce produit en contact avec une substance liquide non aqueuse chauffée par des gaz de combustion et constituée d'au moins 30 % en volume d'une matière en grande partie oxydée, sensi¬ blement à l'abri de l'atmosphère gazeuse pouvant conte¬ nir ces gaz de combustion, d'une manière telle à éviter au maximum l'émission de poussières pouvant provenir de ce produit pulvérulent, et en ce que l'on maintient cette substance à une température qui est telle qu'elle permet de former avec le produit pulvérulent une phase liquide à cette température.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit un agent oxydant dans la substance liquide précitée séparément du produit pulvérulent.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on introduit l'agent oxydant, sous forme d'un gaz comburant, dans la substance préci¬ tée au moyen d'un brûleur à flamme immergée dans cette substance permettant ainsi de maintenir en même temps cette dernière à une température supérieure à sa tempé¬ rature de solidification.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que l'on forme une zone d'oxydation à travers laquelle on fait circuler la substance précitée à l'état liquide au moyen de gaz comburant et de combustion provenant du brûleur précité, ces gaz étant évacués séparément des gaz formés à partir du produit pulvérulent au contact avec la substance liquide susdite.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on pré- chauffe le produit pulvérulent avant de l'introduire dans la substance liquide précitée.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on préchauffe le produit pulvé¬ rulent par des gaz provenant du brûleur précité.
7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'on fond, évapore et/ou décompose au moins partiellement le produit pulvérulent avant de 1 ' introduire dans la substance liquide précitée.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise un produit pulvérulent zincifère, totalement ou partiel¬ lement oxydé, chloré, fluoré et/ou sulfuré.
9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on forme des chlorures et/ou fluorures à l'état gazeux à partir du produit pulvéru¬ lent précité et en ce que 1 'on récupère ces chlorures et/ou fluorures à l'état condensé.
10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on mélange le produit pulvérulent avec un fondant.
11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le fondant précité est introduit dans la substance liquide précitée.
12. Procédé suivant l'une quelconque des revendication 1 à 11, caractérisé en ce que, si l'on utilise un produit pulvérulent zincifère, provenant notamment de la production d'acier au départ de mitrail¬ les, on introduit, au cours d'une première étape, ce produit pulvérulent et un agent oxydant dans une scorie liquide dans une zone d'oxydation, de manière à former de l'oxyde de zinc dissous dans cette scorie et, au cours d'une deuxième étape, on transfère cette scorie liquide vers une zone de réduction où un agent réducteur est introduit dans celle-ci pour réduire l'oxyde de zinc en zinc métal volatil, ce zinc métal ainsi que des substances gazeuses formées au cours de ces étapes étant évacués au fur et à mesure de leur formation, et l'agent oxydant et le produit pulvérulent étant introduits séparément dans la zone d'oxydation, notamment dans la scorie liquide contenue dans cette zone, d'une manière telle à éviter la formation de poussières qui pourraient être entraînées avec les substances gazeuses formées dans cette zone.
13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les substances gazeuses formées dans la zone d'oxydation sont évacuées séparément de celles formées dans la zone de réduction.
14. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la zone d'oxydation est séparée de la zone de réduction d'une manière telle à éviter que des substances gazeuses présentes dans l'une de ces zones puissent pénétrer dans l'autre zone.
15. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14 , caractérisé en ce que le liquide précité est formé d'une scorie contenant des oxydes, notamment des silicates et/ou aluminates.
16. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que l'on forme, dans la zone de réduction, une couche de coke ou de carbone au-dessus du niveau de la scorie liquide provenant de la zone d'oxydation.
17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la scorie est maintenue à l'état fondu dans la zone de réduction au moins partiellement au moyen d'éléments électriques pénétrant dans ladite scorie.
18. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que, dans le cas où le produit pulvérulent précité contient des oxydes de fer, de nickel et/ou de chrome, la réduction est réalisée au cours de la deuxième étape précitée dans des conditions telles à former également du fer, du nickel et/ou du chrome métalliques.
19. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l'on maintient la scorie à l'état fondu dans la zone de réduction au moins par un brûleur à flamme immergée dans la scorie, dans laquelle simultanément un agent réduc¬ teur est introduit.
20. Installation pour le traitement d'un produit pulvérulent, notamment pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 19, comprenant une chambre de chauffage (1) destinée à contenir, sur une certaine partie de sa hauteur, un liquide (2) dans lequel le produit pulvérulent peut être introduit, des moyens (5, 7, 11, 11') étant prévus pour permettre l'évacuation séparée de substances gazeuses formées à partir du produit pulvérulent de celles provenant de l'introduction dans le liquide susdit d'un agent oxydant, de manière telle à éviter au maximum la formation de poussières.
21. Installation suivant la revendication 20, caractérisée en ce que l'espace de la chambre de chauf¬ fage (1) situé au-dessus du liquide (2) est divisé en deux compartiments (3) et (4) , notamment par une paroi (5) , des moyens (7) étant prévus pour introduire direc¬ tement le produit pulvérulent dans le liquide (2) se trouvant dans le compartiment (3) et pour introduire l'agent oxydant dans le liquide (2) se trouvant dans le compartiment (4) , des moyens (10) étant prévus pour ~ créer une circulation du liquide à travers les deux compartiments (3) et (4).
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