LU81040A1 - Procede de traitement de charges plomb-cuivre-soufre - Google Patents
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Description
"Four électrique III" 2.4173 ow
SA Λ / (A\ND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG
.........I ü. * U
du __________14.....m.a.r.s.......1.9.7.9.. ggm Monsieur le Ministre ». de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes
Titre délivré : _____________________________________ J
Service de la Propriété Industrielle
7Γ ~Tù ’ 'Ι&Λ? LUXEMBOURG
‘U‘1
/ CERTIFICAT D'ADDITION
• -K f. Demande de Brevet 4 ‘ au brevet principal no 75.732.....du......6.....septembre 1975 I. Requête * ....La·....société· anonyme dite.: METALLURGIE HCEOKEI^ÜVERPELX, 8.., .rue.. (i>
Jion.tag.ae.....du......P.a.r.c,......Er u.x.e..l.l..e.s.,... E.e..Ig..i.aue..,.....r..Ê.p.r..é.s.en té e.....par..........................................
Jlun.s..ie.u.r.....C..fiar.les......".uacMiu......slo.mj.11......en.....b.rie.vjts.....i.....LuxemboMro,________________(2) ...a.g.is.s.a.n.t.....e.n......qualité......d.fi.....mandataire........................................................................................................................................
dépose ce φΐ£±.0..ΓΖ 6 MM .19.00 SXLiXÄJllfirllX - UfiJJLf________________________________(3) à .1.5..·.O-O... heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un bXev.s.t/dîib'ifëtttiOti concernant : i .........................................................................................................................................................ce rtillc-B-t.....dl.£.d.d.i.t.i.G.n..................................(4) ....."..RracMé.....de.....tr.a.i.t.s.-:j.n.t.....de......c..b.a..rj.M^^......................................
déclare, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeurs) est (sont) : ....'’^nsi-syr.........£c.Lt..r..t..l'..i..e.s...,......Fs..p.e..ls..t.ra.a.t.....LLL,......£M£.....Eî-lj.,......3g.l.g.lß.u.S..».......(5) ....st....."£.!:.£i.£.u.r.....Lut.....£.c.2.ta.ln£.s..,.....I.e.a.t.o.criS.±e.l.liuçsl&.s.n.....19,.....2.02.0.................................
. ..An t.v.a.rp·^-,......Γ lie......................................................................................................................................................................................................
2. la délégation de pouvoir, datée de............<1 ........J. i.: ;............................ le .........LJ........*........LP.LP
3. la description en langue ί..0.£ L..-..V..12.S................ .......— de l’invention en deux exemplaires ; 4.............1.................. planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le..............14.....r-ars.....13X91.................................................................................................................................................................................................................
revendique pour la susdite demande de brevet la priorité d’une (des) demande(s) de (6) -.........................//........................................ ....................déposée(s) en (7).......................... .././.—......................................................................................
le ......................................./·/............................................................................................................................................................................................................................(8) ..................................................................//................................................................................................................................................................................................................
au nom de .............. //..........................................................................................................................................................................................(9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ---------------------------------------- .....lia.......l.£n.d .r.L.ln.c..a.r:l.':r;ri.............................................................. .............................................................................(io) sollicite la délivrance d’un l’objet décrit et représenté dans les annexes ~ susmentionnées, — avec ajojtrh^rnent de cette délivrance à —îXLXTjILjlΗ mois.
Le ........ / II. Procès-verbal de Dépôt
La susdite demande de ÜrfevJf xdflyyéptjig île dépose!* au Ministère de l’Économie Nationale T et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du : ► J-g—<j_-s 1)79 /j? *ty\ Pr. le Ministre à 15.....0.0. heures /£ r conomie Nationalélt dés Classes Moyennes, T g ra&jj s. | àC- eus \W JJ φ· Γ' ./ a A 68007 _______IL________J________ j a.
«
V
MEMOIRE DESCRIPTIF
déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'ADDITION
au BREVET D'INVENTION N° 75-752 du 6 septembre 1975 au nom de la Société anonyme dite
METALLURGIE HOBOKEN-OVERPELT
pour : "Procédé de traitement de charges plomb-cuivre-soufre." > r » ; , - 2 -
Le brevet d'invention n° 75.732 se rapporte à un procédé de traitement de charges Pb-Cu-S contenant au ! moins un des éléments Fe, Ag, Bi, Zn et Sn, comprenant les étapes de ] ’ (a) la fusion de la charge en maintenant des conditions telles que la fusion produise une phase de scorie contenant au moins environ 10$ Pb, une phase de matte cuivreuse contenant moins qu'environ 65$ Ou et une phase de plomb d'oeuvre, (b) la séparation des phases de scorie, de matte ! •i cuivreuse et de plomb d'oeuvre produites à !: l'étape (a), et (c) la réduction de la phase de scorie séparée dans l'étape (b), à l’état fondu en maintenant des conditions telles que la réduction abaisse la j teneur en plomb de la phase de scorie à une valeur i, inférieure à environ 2$, et dans lequel on effectue les étapes (a) et (c) dans deux j réacteurs distincts.
Selon ce brevet, chacun de ces deux réacteurs est avantageusement constitué d'un four électrique à arc submergé, c'est à dire d'un four fixe dans lequel on apporte I 9 de l’énergie électrique au moyen d'électrodes plongeant dans la scorie et reliées à une source de tension alternative.
Il a été trouvé maintenant qu’il peut être utile de remplacer au moins un de ces fours par un four basculable / A'/
muni de tuyères. /M
/ / 4 - 3 - C'est ainsi que l'on peut utiliser une unité constituée de deux réacteurs distincts et indépendants (voir figure ci-jointe), chacun étant similaire à une partie du réacteur QS1. le réacteur QSL a été décrit dans la brochure intitulée "Metallgesellschaft AG / Revievi of the Activities / Edition 20 - 1977 / lead-Material "With a Future", p. 51-53. le réacteur QSL est constitué d'un four cylindrique allongé basculable où des concentrés sulfurés de plomb sont chargés par le haut à une extrémité du four. A la même extrémité, on réalise une oxydation au moyen de tuyères soufflant dans le » bain liquide contenu dans le four. Le métal obtenu par grillage et réaction s'écoule en continu du réacteur, tandis que la scorie produite par les mêmes réactions s'écoule vers l'extrémité opposée où des tuyères également disposées dans le fond du réacteur permettent d'en réduire les métaux non-ferreux par injection d'agents réducteurs.
Dans le premier de ces deux réacteurs, qui est similaire à la partie oxydante du réacteur QSL, on alimente et on fond la charge plomb-cuivre-soufre dans des conditions telles que la fusion produise une phase de scorie contenant au moins environ 10$ Pb, une phase de matte contenant moins qu'environ . 65$ Cu, une phase de plomb d'oeuvre et éventuellement une phase d'alliage arsenical collectant la majeure partie du * nickel. On sépare la scorie d'un côté du réacteur et les autres phases de l'autre côté; ces autres phases sont ensuite séparées l'une de l'autre par des dispositifs connus situés à l'extérieur du réacteur, les poussières produite^sy/ « - 4 - dans le premier réacteur sont normalement recyclées avec la charge; les gaz, qui sont riches en S02» sont normalement envoyés à une installation de production d’acide sulfurique. La scorie contenant au moins environ 10$ Pb est alimentée dans le second réacteur, qui est similaire à la partie réductrice du réacteur QSL. Elle y est réduite à l’état fondu en maintenant des conditions telles que la réduction abaisse la teneur en plomb de la phase de scorie à une valeur inférieure à environ 2$ et, de préférence, comprise entre environ 0,15$ et environ 1$. Dans ces conditons, on produit également une phase de plomb d'oeuvre et éventuellement une phase d'alliage arsenical collectant la majeure partie du cobalt, ainsi que des poussières riches en zinc.
La scorie épuisée est soutirée du réacteur au côté opposé à celui où l'on alimente la scorie riche en plomb. Les autres phases sont soutirées du meme côté et séparées l’une de l’autre par des dispositifs connus situés à l'extérieur du réacteur. Les poussières zincifères sont normalement traitées dans une usine à zinc pour extraction des métaux contenus. Les gaz, qui sont pauvres en SO2, peuvent être lâchés à l'atmosphère.
* Eventuellement, les deux réacteurs peuvent être des convertisseurs à siphon, tels que décrits dans le brevet américain n° 3.522.937» adaptés à une marche continue.
Lorsque la charge plomb-cuivre-soufre alimentée dans le premier réacteur est constituée en majorité de matières, / f -5- « sulfurées, l'énergie nécessaire pour fondre la charge peut être apportée intégralement par le combustion des sulfures au moyen de l'oxygène injecté dans le bain liquide contenu dans le réacteur. Lorsque la charge contient des proportions * croissante de matières non thermogènes, telles que des matières sulfatées ou oxydées, l'énergie nécessaire à la fusion doit progressivement être suppléée par une autre source. Ceci se fait le plus aisément par combustion directe d'un combustible tel que le charbon ou le gaz naturel, 1 injecté en mélange avec l'oxygène par les tuyères soufflant dans le bain liquide. A la limite, lorsque la charge ne contient plus que des matières non thermogènes,1a totalité de l'énergie de fusion doit être apportée par combustion d'un mélange stoechiométrique de combustible et d'oxygène injecté par les tuyères. A titre d'illustration, lorsque la charge est constituée en majorité de sulfures, le débit d'oxygène à injecter dans le bain est de l'ordre de 140 Nm3 par tonne de charge. Si la charge est constituée en majeure partie de matières non thermogènes, il faut injecter environ 50 ITm3 de gaz naturel et 100 Nm3 d'oxygène par tonne de charge. Avec des charges constituées pour moitié de sulfures et pour moitié de matières non thermogènes, les débits à injecter seront d'environ 25 Um3 de gaz naturel et 120 Um3 d'oxygène par tonne de charge.
Un inconvénient de l'injection de débits élevés de gaz dans le bain est qu'elle occasionne une volât il i&eùiori ! - 6 - . » portante du plomb, qui se retrouve dans les poussières du réacteur et doit être recyclé avec la charge. La production de poussières atteint ainsi environ 1,4 kg par Nm3 de gaz , injecté. Par exemple, avec les débits mentionnés ci-dessus, qui sont de l'ordre de 140 Nm3 par tonne de charge, la production de poussières atteint environ 200 kg par tonne de charge. Pour y remédier, il est avantageux de remplacer de \ l'énergie de combustion introduite aux tuyères par de s î l'énergie électrique, que l'on introduit par exemple au \ moyen d'électrodes plongeant dans la scorie et reliées à une source de tension alternative. A la limite, lorsque la charge est constituée en majeure partie de matières non thermogènes, on peut supprimer complètement les injections en fournissant la totalité de l'énergie requise sous forme i I électrique. Le réacteur devient alors un four électrique à i ( électrodes immergées. Dans ce cas, il est même encore
L
S possible de traiter des charges contenant une certaine pro- f portion de matières sulfurées en introduisant celles-ci par le haut du four en mélange avec de l'oxygène ou un gaz contenant de l'oxygène dans des conditions telles que ces matières sulfurées soient au moins partiellement grillées ! . avant de rejoindre le bain liquide contenu dans le four.
« ! Dans le second réacteur, où l'on alimente la scorie . · contenant au moins environ 10$ Pb, la réduction de cette I scorie peut se faire par exemple par injection de poussier de charbon, tandis que l'énergie consommée par les réacMmas/ - 7 - de réduction, par les pertes thermiques du réacteur et par la portée à température de la scorie épuisée peut être introduite par la combustion d'un mélange de gaz naturel et * d'oxygène injectés en même temps que le poussier de charbon.
lorsque la teneur en Pb de la scorie épuisée est abaissée au niveau d'environ 2$, la volatilisation du zinc est relativement faible, de telle sorte que les besoins énergétiques sont relativement peu importants. Par contre, lorsque l'on abaisse la teneur en Pb de la scorie épuisée en-dessous d'environ 1$, les besoins énergétiques correspondant à la réduction du zinc et aux pertes thermiques du réacteur s'accroissent. A titre d'illustration, si l'on alimente dans le réacteur une scorie contenant JO$ Pb et 105¾ Zn et qu'on la réduit jusqu'à 0,5$ Pb et Z°/o Zn, le besoin de réducteur est d'environ 40 kg de charbon par tonne de scorie alimentée et les besoins énergétiques nécessitent l'injection d'environ 68 Nm5 de gaz naturel et 85 ITm3 d'oxygène par tonne de scorie alimentée. Un inconvénient de l'injection de ces débits élevés de gaz dans le bain est qu'elle occasionne une volatilisation importante de plomb, qui se retrouve dans les poussières où il dilue le zinc et donne lieu à un supplément de frais de traitement lors de * l'extraction des métaux contenus. La volatilisation du plomb atteint ainsi environ 0,7 kg par lîm3 de gaz injecté. Par exemple, avec les débits mentionnés ci-dessus, qui .
V / s'élèvent à environ 150 Nrn^ de mélange de gaz naturel - 8 - d'oxygène par tonne de scorie alimentée, la volatilisation du plomb atteint environ 105 kg par tonne de scorie alimentée, soit 35$ du plomb alimenté. Il en résulte que les poussières ! i* ont une teneur Pb qui atteint environ 38$ et une teneur Zn i qui n'atteint qu'environ 32$. Pour y remédier, il est I avantageux de remplacer ici également de l^énergie de combustion I! 5 introduite aux tuyères par de l'énergie électrique, intro- j \ duite au moyen d'électrodes plongeant dans la scorie et i reliées à une source de tension alternative. A la limite, jj , la totalité de l'énergie requise peut même être fournie i ji sous forme électrique et le réacteur devient alors un four électrique à électrodes immergées, le brevet d'invention luxembourgeois n° 80.506 revendique cependant que, dans ce cas, on maintient avantageusement l'injection d'un faible | débit de gaz non oxydant de façon à produire un brassage ξ ? efficace de la matière fondue, le débit du gaz non oxydant a  } étant préférentiellement compris entre 0,5 et 1,5 IIm3/heure/ tonne de matière traitée et la nature du gaz non oxydant I étant par exemple du gaz naturel.Avec la scorie à 30$ Pb f < et 10$ Zn de l'exemple ci-dessus, on limite alors l'injection i à environ 30 lïm3 de gaz naturel par tonne de scorie alimentée, i ’ de telle sorte que la volatilisation du plomb ne dépasse pas :] environ 10$ du plomb alimenté et que les poussières zincifères ; « i aient une teneur Zn atteignant environ 52$ et une teneur Pb i q • ne dépassant pas environ 18$.
ΐ \ · D'autres traits caractéristiques de l'invention faisant j l'objet de la présente demande de brevet d'addition ressortiront j clairement des revendications suivantes.
r
Claims (23)
1. Un procédé de traitement de charges Pb-Cu-S contenant au moins un des éléments Pe, Ag, Bi, Zn et Sn, comprenant les étapes de (a) la iusion de la charge en maintenant des conditions telles que la fusion produise une phase de scorie , contenant au moins environ 10$ Pb, une phase de matte cuivreuse contenant moins qu'environ 65$ Ou et une phase de plomb d'oeuvre, (b) la séparation des phases de scorie, de matte cuivreuse et de plomb d'oeuvre produites à l'étape (a), et (c) la réduction de la phase de scorie séparée dans l'étape (b), à l'état fondu en maintenant des conditions telles que la réduction abaisse la teneur en plomb de la phase de scorie à une valeur inférieure à environ 2$, et dans lequel on effectue les étapes (a) et (c) dans deux réacteurs distincts, ce procédé étant caractérisé en ce c qu'au moins un de ces réacteurs est basculable et muni de tuyères.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (a) dans un four cylindrique basculable muni de tuyères et on injecte un agent oxydant à travers»/ *· ψ
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on apporte de l'énergie électrique dans le four cylindrique basculable.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce c I qu'on effectue l'étape (a) dans un four électrique basculable muni de tuyères et on injecte un agent oxydant à travers les tuyères.
5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on injecte un agent oxydant et un combustible à travers les tuyères, en proportions telles que l’on produise un mélange de gaz de combustion oxydant.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (a) dans un four électrique non basculable.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on introduit des matières sulfurées par le haut du four en mélange avec de l'oxygène ou un gaz contenant de l'oxygène dans des conditions telles que ces matières sulfurées soient au moins partiellement grillées avant de rejoindre le bain liquide contenu dans le four.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7> caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (c) dans un four ‘ cylindrique basculable muni de tuyères et on injecte un combustible et un comburant à travers les tuyères de ce four, en proportions telles que l'on produise un mélange / * de gaz de combustion non oxydant. V A
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on apporte de l'énergie électrique dans le four ‘ utilisé pour effectuer l'étape (c).
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (c) dans un four cylindrique basculable muni de tuyères, on y apporte de l'énergie électrique et on injecte un gaz non oxydant à travers les tuyères de ce four.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (c) dans un four électrique basculable muni de tuyères et on injecte un combustible et un comburant à travers les tuyères de ce four, en proportions telles que l'on produise un mélange de gaz de combustion non oxydant.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (c) dans un four électrique basculable muni de tuyères et on injecte un gaz non oxydant à travers les tuyères de ce four.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on effectue l'étape (c) dans un four électrique non basculable et on injecte un gaz non-oxydant dans le bain fondu à l'aide de lances.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'on injecte un réducteur solide à travers les tuyères du four utilisé pour effectuer / l'étape (c).
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu’on introduit par le haut du four utilisé pour effectuer l’étape (c), un réducteur solide.
16. Procédé selon la revendication 10, 12 ou 13, caractérisé en ce qu’on utilise un gaz réducteur en tant que gaz non oxydant.
17. Procédé selon la revendication 9 ou 11, caractérisé en ce que le mélange de gaz de combustion non oxydant a un débit inférieur à environ 30 Nm? par tonne de scorie alimentée dans le four.
18. Procédé selon la revendication 10, 12, 13 ou 16, caractérisé en ce qu’on injecte le gaz non oxydant ou réducteur à un débit inférieur à environ 30 Ïïm5 par tonne de scorie alimentée dans le four.
19- Procédé selon l’une quelconque des revendications 2, 3, 8, 9 ou 10, caractérisé en ce qu’on utilise en tant que four cylindrique basculable muni de tuyères, un convertisseur à siphon.
20. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12 ©t 13, caractérisé en ce qu’on apporte l’énergie électrique au moyen d’électrodes i. plongeant dans la scorie et reliées à une source de tension alternative.
21. Procédé selon l’une quelconque des revendications pré- * cédentes, caractérisé en ce qu’on recycle les poussières produites dans l’étape (a) avec la charge. s / %
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce qu’on traite séparément les poussières produites dans * l’étape (c) pour extraction des métaux contenus.
„ 23· Procédé selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que la teneur en plomb de la scorie résultant de l'étape (c) est comprise entre environ 0,15$ et environ 1$. r.· J. v " * )% r·?· - r. c'; .v .......4 - ! . .. .........r-*·' )j c-:c:;T‘!cn £ ···.*} nô révcnc:cs.;ion: 3X1. descriptif , ,-^f- '3 Ah ***** ♦ k
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| EP0508501A1 (fr) * | 1991-03-16 | 1992-10-14 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Procédé pour la réduction des oxydes de métaux non-ferreux dans des laitiers |
-
1979
- 1979-03-14 LU LU81040A patent/LU81040A1/fr unknown
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|---|---|---|---|---|
| EP0508501A1 (fr) * | 1991-03-16 | 1992-10-14 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Procédé pour la réduction des oxydes de métaux non-ferreux dans des laitiers |
| US5246484A (en) * | 1991-03-16 | 1993-09-21 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process for reducing nonferrous metal oxides in slags |
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