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PROCEDE POUR LE TRAITEMENT DE MATIERES SOLIDES OU LIQUIDES AVEC DES
GAZ.

On sait depuis longtemps que les transformations ou conversions chimiques ou physiques entre phases condensées et gaz ont lieu d'une manière particulièrement favorable' si les matières solides ou liquides se présentent sous une forme aussi finement divisée que possible, et si le gaz lèche les particules de tous les côtés avec une vitesse relative aussi élevée que pos- sible. Les phénomènes de transmission sont alors particulièrement efficaces entre la grande surface spécifique et le gaz. De même, les phénomènes de . transmission'à l'intérieur de chaque particule, par exemple l'introduction de la chaleur ou l'évacuation par diffusion d'un constituant gazeux dégagé, se déroulent rapidement grâce aux faibles parcours à l'intérieur de la par- ticule.

Si la division est suffisamment fine et si la température est suf- fisamment élevée, il est alors possible d'obtenir des réactions entre des corps solides divers sans qu'il soit nécessaire de procéder par fusion.

On a déjà proposé et utilisé un grand nombre de procédés et d'ap- pareils convenant à la mise en oeuvre des principes précités. Pour le traite- ment de corps solides, les plus connus de ces appareils sont par exemple les fours de brassage à claies, les fours à tube rotatif, les générateurs, les fours à poussier, les fours de réaction à lit mobile et les appareils de frittage.

Dans les fours de brassage à claies, se présentant par exemple sous la forme de fours de grillage à étages, la matière solide divisée est agitée par des palettes en couche aussi mince que possible sur un support.

Le gaz passe sur cette couche et son contact efficace n'a lieu qu'avec la surface de la couche. Les conditions sont similaires dans un four à tube ro- tatif,mais l'agencement de palettes de'retournement permet d'améliorer la circulation du gaz autour des grains de la matière solide. Dans les généra- teurs, le gaz passe dans les interstices du lit de la matière qui se dépla-

ce dans le sens opposé. Les grains ne se déplacent que faiblement dans le lit tassé, et certaines parties de ces grains sont toujours masquées par les grains adjacents et protégées contre l'action du gaz. Or dans les ré- actions dégageant une forte chaleur, cette chaleur ne se présente que dans une couche relativement faible, ce qui aboutit à des surchauffages et des encrassages par le mâchefer dans les appareils à grand débit.

Dans les fours à réaction ou "réacteurs" à poussier, la matière solide très finement pulvérisée est amenée en contact avec le gaz sous la forme d'une suspension diluée de gaz et de matière solide. On obtient bien des temps de conversion très courts, mais un volume déterminé du gaz por- teur ne contient qu'une proportion relativement faible de matière solide, de sorte que le traitement de grandes masses de matière solide exige des ap- pareils ayant de très grandes dimensions. En revanche le risque d'encras- sage à la suite de surchauffages est très réduit grâce aux grands interval- les entre les particules de la matière solide.

Le traitement de matières solides divisées avec des gaz devient encore plus efficace s'il a lieu en lit mobile, c'est-à-dire en suspension dense de gaz et de matière solide. Dans ce cas la vitesse relative entre le gaz et la matière solide est plus grande que dans le procédé au poussier dans lequel la matière solide n'est entraînée qu'avec un faible retard par le courant gazeux. On peut facilement obtenir des durées de séjour de plu- sieurs heures, et la concentration en matière solide est notablement supé- rieure. Si la réaction donne lieu à un dégagement de chaleur, celle-ci peut être évacuée par des organes de refroidissement de façon qu'il n'en résul- te aucun surchauffage.

On peut également traiter des grains bien plus gros que dans le procédé au poussier, ce qui permet fréquemment d'éviter les dé- penses de broyage. Mais il n'est pas possible d'opérer aux températures élevées que permet le procédé au poussier, parce que la suspension dense de gaz et de matière solide perd sa mobilité et se scorifie au fur et à mesure que les grains se ramolissent. Ceci restreint considérablement le rendement pour de nombreuses opérations, notamment pour les opérations mé- tallurgiques. Les blendes de zinc, par exemple, doivent être grillées à des températures si basses qu'on est obligé d'accepter une sulfatation im- portante.

Pour le traitement de la blende de zinc, par exemple, on a trouvé que le dernier des appareils précités, c'est-à-dire la grille de frittage, convient le mieux parce que la température de traitement est poussée à un degré suffisant pour qu'il en résulte un frittage. Toutefois, on recueille la teneur précieuse en soufre des minerais sous la forme d'un gaz de gril- lage très dilué, dont le traitement exige à son tour des appareils complé- mentaires particulièrement encombrants.

Sous ses formes les plus diverses, l'appareil de frittage convient également à la mise en oeuvre de réactions entre les matières solides et les gaz, mais la dépense mécanique est très importante et le rapport entre les dimensions des appareils et le rendement n'est pas sensiblement plus favorable que pour le four à tube rotatif, par exemple, parce que la plupart des procédés exigent l'entraînement d'une gran- 'de masse de matière résiduelle dans le circuit fermé, et parce que la gros- seur des grains à traiter est très limitée et relativement importante, ce qui fait que les dégazages, par exemple, ne peuvent avoir lieu que lente- ment.

Il résulte de toutes ces conditions que le rendement des appa- reils précités est limité à environ 1 tonne de matière solide par mètre cube de volume de l'appareil et par jour, soit à cause d'un brassage in- suffisant, soit à cause de la sensibilité au surchauffage. Seuls les réac- teurs à lit mobile particulièrement poussés peuvent assurer des rendements notablement supérieurs pour certains procédés, par exemple pour le grillage des pyrites.

Pour le chauffage de chaudières à vapeur, on a proposé d'intro- duire et de brûler du charbon en grains dans un courant d'air ascendant pas- sant dans une chambre de combustion dont la section augmente de bas en haut.

Dans ce cas les cendres ne sont pas en majeure partie entraînées par les gaz de combustion comme dans les foyers à poussier proprement dits, mais elles sont au contraire fortement retardées par rapport aux gaz. Si la charge im- posée à la chaudière est suffisamment importante, on obtient dans la cham- bre de combustion des températures tellement élevées que les particules des cendres s'agglomèrent jusqu'à devenir assez lourdes pour ne plus être maintenues en suspension par le courant gazeux, et pourdescendre au fond d'où elles peuvent être évacuées.

On a trouvé que ce processus ne permet pas seulement de récupé- rer la chaleur, mais que certaines modifications permettent également de mettre en oeuvre des transformations ou conversions chimiques et physiques très générales entre corps solides ou (et) corps liquides et entre ces corps et des gaz, ou entre certaines matières seules et des gaz, les divers pro- ,duits solides,- .liquides ¯on..gazeux ¯étant .alors obtenus avec une haute qualité.

On a également trouvé que la mise en oeuvre de ces procédés abou- tit à des débits supérieurs de plusieurs fois à celui des réacteurs à lit .mobile extrêmement poussés.

On peut transformer le procédé de chauffage précédemment décrit pour la mise en oeuvre de réactions chimiques et de conversions physiques, tout en récupérant les matières ayant cessé de réagir et en utilisant simul- tanément la chaleur éventuellement dégagée, en procédant de la manière sui- vante:
On introduit les constituants solides é l'état finement divisé ou en grains dans un courant gazeux ascendant. On doit alors prévoir des agencements tels que la partie inférieure du courant gazeux exerce sur les particules en suspension un frottement empêchant la chute de toutes les particules ou d'une partie quelconque de ces particules dont la grosseur est inférieure à une certaine limite.

Il se forme alors au-dessus de cette li- mite une suspension de gaz et de particules flottant librement, et il est même avantageux que le frottement exercé sur les différentes particules di- minue de bas en haut. Cette précaution supplémentaire permet d'obtenir un mouvement intense de tourbillonnement des particules. La limite inférieure de la suspension oscille et se forme dans le courant gazeux au niveau où l'é- quilibre précité s'établit entre les forces d'entraînement résultant du frot- tement et la pesanteur. Pour améliorer la stabilité, il est avantageux d'aug- menter en un point plus bas la faculté du courant gazeux à exercer des frot- tements. Il suffit que cette faculté s'étende sur une distance relativement faible.

Vers le haut, et en partant de la limite inférieure de la suspen- sion, on peut pousser la diminution des frottements de fagon qu'ils devien- nent finalement trops faibles pour maintenir même les grains les plus petits, de sorte qu'il en résulte également une limite supérieure pour la suspen- sion. Cependant, il est parfaitement possible de maintenir les frottements constants après un certain intervalle de diminution, de façon que les parti- cules d'une grosseur inférieure à une limite déterminée soient entraînées par le courant, ce qui permet alors d'obtenir pour la suspension une limite supérieure convenable. Toutefois, il peut être avantageux d'augmenter la fa- culté du courant gazeux d'exercer des frottements sur les particules en sus- pension après un intervalle de diminution tel que décrit.

On peut: ainsi for- mer la limite inférieure d'un deuxième lit flottant de suspension, qu'on peut encore constituer et stabiliser par une nouvelle diminution des forces ascensionnelles. On peut répéter ce procédé aussi souvent qu'on le désire, et maintenir un nombre relativement important de suspensions à l'aide du même courant gazeux porteur. Par introduction d'un nouveau gaz, éventuelle- ment après évacuation du gaz précédent, on peut même modifier les propriétés du gaz à l'intérieur du circuit.

Pour traiter des matières quelconques sous la forme d'une suspen- sion flottante de ce genre, on introduit des matières de préférence d'une manière continue dans le courant gazeux. Ceci peut avoir lieu-en plusieurs points du lit. On peut prévoir le point d'admission au-dessus d'une limite supérieure ou au-dessous d'une limite inférieure. On peut même introduire

les matières simultanément en plusieurs points différents. On peut alors introduire en ces points différents des matières différentes ou des mélan- ges différents de matières, les grosseurs des particules des différentes admissions pouvant être elles mêmes différentes. Il est également possible d'introduire une même matière en particules de grosseurs différentes en plusieurs points.

A cet effet, on peut par exemple introduire les particu- les relativement fines au-dessous du lit et les particules relativement grosses au-dessus du lit, ce qui aboutit à un brassage particulièrement efficace.

L'évacuation peut avoir lieu par des conduits partant à leur tour de points différents de la suspension. Par exemple, il peut être avanta- geux de prévoir une sorte de seuil de trop-plein pour l'évacuation. Toutefois, il peut être indiqué de réduire périodiquement les frottements exercés par le courant gazeux sur les particules pour entraîner la chute totale ou par- tielle de ces particules de la suspension qui sont ensuite recueillies par des dispositifs appropriés permettant de les retirer du courant gazeux.

Dans ce mode de mise en oeuvre, la suspension flottante est con- stituée en majeure partie de particules déjà transformées, et on dose cette réserve ainsi que la quantité admise de matière fraîche et l'évacuation de fa- çon qu'il soit possible d'obtenir la durée de séjour désirée ou nécessaire.

Un avantage particulier du procédé suivant l'invention consiste en ce qu'il n'est nullement nécessaire de maintenir la température de la sus- pension flottante au-dessous de la température de frittage des matières soli- des. Si on opère à une température voisine de la température de fusion ou du point de ramollissement des constituants solides de la suspension flottante, on trouve que les différentes particules s'agglomèrent lentement. Dès que 'les agglomérés atteignent une certaine grosseur, le gaz porteur ne peut plus les entraîner d'une manière continue, même à l'extrémité inférieure du cou- rant où celui-ci exerce les frottements les plus importants, de sorte qu'ils tombent davantage pour être recueillis par un dispositif d'évacuation appro- prié.

Il est possible de former ces agglomérés sans atteindre le point de fusion des particules, parce que la majeure partie des matières deviennent déjà molles et collantes au-dessous du point de fusion. Mais il est également possible de chauffer jusqu'au point de fusion ou au-delà, et de doser les frottements de façon que les gouttelettes formées ne soient plus maintenues en 'suspension. D'autre part, il est possible de ne faire fondre ou de ne ra- mollir qu'un seul ou plusieurs constituants lorsqu'il s'agit de mélanges.

De plus, l'introduction de constituants liquides permet égale- ment d'agglomérer les particules de la suspension. Suivant la faculté d'ab- sorption des particules mouillées, on peut laisser la phase liquide dans l'aggloméré ou l'éliminer entièrement ou partiellement par chauffage, par exemple dans le cas de liquides volatils.

Ce qui précède laisse déjà entrevoir que le procédé suivant l'in- vention convient également au traitement, non seulement de matières solides, mais également de liquides, et permet même la mise en oeuvre de réactions chimiques entre la phase liquide et le constituant solide, ou entre la pha- se liquide et la phase gazeuse, ou encore entre les trois.

Si on considère comme produits finals les particules agglomérées, frittées ou fondues ayant cessé de réagir, la suspension avec ce mode de travail est composée de produits intermédiaires contenant une proportion relativement faible de constituant ou constituants initiaux, et une faible quantité de produit final qui est en dehors du lit, par exemple à l'état fritté final.

Les matières solides et éventuellement liquides introduites dans le lit flottant ne restent que pendant une certaine durée dans la suspen- sion flottante. Cette durée est déterminée par l'étendue du lit et par la tendance à l'agglomération en particules plus grosses. La vitesse d'agglomé- ration peut être modifiée par exemple par la hauteur de la température et par la quantité des additions assurant le collage. Mais il est également possi-

ble d'introduire des agents de durcissement sous la forme d'additions éle- vant le point de fusion. De cette manière on peut largement faire varier la durée de séjour et mettre en oeuvre des réactions d'une durée relative- ment longue.

Le mode de mise en oeuvre avec une agglomération dans le lit flottant est particulièrement avantageux pour le traitement de matières à grains relativement fins, parce que le dégagement de poussière est très fai- ble, étant donné que la matière est brassée en quelque sorte à l'état humide.

D'une manière générale il importe d'assurer l'apport ou l'évacua- tion de la chaleur au cours de conversions ou transformations chimiques et physiques. Ceci est facilement possible grâce à la forte transmission de la chaleur entre le lit flottant et les parois ou, inversement, entre les parois et le lit flottant. On peut donc refroidir ou chauffer indirectement les pa- rois contenant la suspension flottante. On peut également monter au sein de la suspension des éléments de refroidissement ou de chauffage dans lesquels circule un fluide.de refroidissement ou de chauffage.

Les chemises de refroidissement ou même les éléments de refroidis- sement montés au sein de la suspension peuvent par exemple se présenter sous la forme d'une chaudière permettant d'utiliser la chaleur dégagée par la ré- action. Le chauffage des parois de l'enveloppe peut être réalisé par le fait que la chambre de réaction à parois conductrices de la chaleur est placée dans un foyer. Il est également possible de faire passer à travers la sus- pension des tubes de chauffage dans lesquels circulent des gaz de combustion chauds, ou .des.éléments de..chauffage -similaires.

On peut utiliser un chauffage électrique de l'enveloppe, ou des éléments de chauffage traversant la suspension, de même qu'il peut être avan- tageux de produire la chaleur nécessaire directement au sein de la suspen- sion A cet effet, on peut par exemple déclencher une réaction dégageant de la chaleur et qui a lieu parallèlement avec la réaction donnant le produit proprement dit. C'est ainsi qu'il est possible d'introduire dans le gaz por- teur des combustibles solides, liquides ou gazeux, et de prélever l'oxygène nécessaire à la combustion sur le gaz porteur proprement dit, ou de l'intro- duire séparément. D'autre part, il est possible de mélanger la matière so- lide avec des combustibles solides.

Il peut être avantageux de mélanger la matière à traiter avec des combustibles liquides et d'introduire le mélange dans la chambre de réaction sous la forme d'une boue. De plus, on peut ap- porter la chaleur nécessaire par la teneur calorifique du gaz porteur, qui se refroidit dans la proportion nécessaire par le contact avec la suspen- sion. Il peut être avantageux de chauffer la suspension à l'aide d'un arc électrique. La décharge électrique à arc peut avoir lieu directement au sein de la suspension, mais on peut également la prévoir au-dessous de la limite inférieure de la suspension au sein du gaz porteur, le courant de ce gaz porteur transmettant alors la chaleur dégagée aux particules tourbil- lonnant dans la suspension.

Mais le refroidissement peut avoir lieu par l'intermédiaire du gaz porteur. Dans ce cas il peut être avantageux de réintroduire le gaz porteur séparé de la suspension, éventuellement après un refroidissement intermédiaire. Il peut être indiqué d'ajouter au gaz porteur des consti- tuants à haute capacité calorifique. Pour de nombreuses applications, on peut évacuer la chaleur de réaction en introduisant dans la suspension des liquides se prêtant à l'évaporation.et absorbant ainsi entièrement ou partiellement la chaleur de réaction..

Pour la mise en oeuvre du procédé, la faculté du gaz porteur d'exercer sur les particules introduites des,frottements périodiquement va- riables peut être réglée de manières diverses. Le plus simple est de main- tenir une différence de vitesse dans le courant du gaz porteur. Au point où doit se former la limite inférieure du premier lit de suspension, on établit une grande vitesse du courant gazeux qu'on diminue progressivement de bas en haut. Si on augmente ensuite de nouveau la vitesse du courant, le point où cette vitesse atteint une valeur élevée'et prédéterminée peut constituer

la limite inférieure du deuxième lit de suspension.

Pour l'obtention de ces différences de vitesses au sein du courant gazeux, le mode le plus simple consiste à modifier proportionnellement la section de la chambre de réaction.

Il est avantageux de faire passer le gaz porteur de bas en haut par un man- chon à travers un étranglement dans lequel la vitesse du courant gazeux est portée à la valeur nécessaire. Cet étranglement se raccorde ensuite à un puits dont la section augmente progressivement de bas en haut dans un rapport déterminé, et dans une partie duquel se forme la suspension flottant libre- ment. Suivant l'importance de l'élargissement du puits, c'est-à-dire suivant la réduction de la vitesse du courant gazeux, on peut évacuer des particules du lit ou les laisser dans celui-ci. Si on désire établir plusieurs lits de suspension superposés, on raccorde à la partie conique évasée un nouvel étranglement et une nouvelle partie conique. On peut répéter cet agencement aussi souvent qu'on le désire.

Mais on peut également faire varier les frottements exercés par le courant porteur en modifiant la ténacité du gaz. On peut obtenir cette modification notamment par un réglage approprié de la température, et il peut être également avantageux de faire varier la composition d'un bout à l'autre du parcours de façon que les modifications de la ténacité envisagées suivant l'invention soient réalisées. Dans de nombreux cas du traitement de grosses particules, les frottements sont également fonction de la densité du gaz, qui est à son tour commandée notamment par le réglage de la composi- tion du gaz.

La suspension de gaz et de matières solides à maintenir par le procédé décrit se distingue essentiellement du lit dit mobile ou tourbil- lonnant. Celui-ci ressemble à un liquide en ébullition et s'accumule sous la forme d'une suspension riche en matières solides comme un liquide au fond de la chambre et forme (à condition que le barbotage du gaz ne soit pas trop intense) une surface nettement horizontale exactement comme un liquide.

Si on fait barboter un gaz dans un liquide, l'ensemble se dilate dans la proportion du volume occupé par les bulles gazeuses, mais conserve cependant les propriétés d'un liquide cohérent. Il doit donc s'accumuler au fond, par exemple d'un récipient, et la surface reste encore à peu près unie, ce qui n'est toutefois possible que dans certaines limites. Si la pro- portion du gaz devient trop élevée, le liquide perd sa cohésion et il se forme une suspension de particules liquides dans le gaz. L'ensemble perd alors quelques propriétés essentielles d'une masse liquide cohérente. Cet ensemble se prête à une détente illimitée et il est incapable de former une surface unie comme un liquide. En revanche, une suspension simili-gazeuse de ce genre peut flotter librement comme un nuage.

Les suspensions de phases condensées dans un gaz, utilisées sui- vant l'invention pour la mise en oeuvre de transformations et.de conversions chimiques et physiques, sont similaires à la suspension de liquide dans un gaz qui vient d'être décrite, et présentent d'autres propriétés que les lits mobiles ou tourbillonnants. Dans un lit mobile (dilaté) bien brassé compor- tant des particules non poreuses, 30 à 50 % environ du volume sont par exem- ple occupés par des particules solides. Dans les suspensions suivant l'in- vention, par contre, une proportion très inférieure du volume peut être oc- cupée par les particules.

Les appareils convenant à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention se distinguent également des appareils à lit mobile en ce sens qu'ils ne comportent aucune plaque de fond avec des tuyères, ni plaque de filtrage, ni grilles sur lesquelles repose la suspension à lit mobile en état partiel de flottage. En revanche, le courant gazeux porteur vient frap- per sans division la surface limite inférieure librement formée de la sus- pension.

On connaît bien depuis de nombreuses décades des "réacteurs" à lit mobile, par exemple pour le grillage de minerais sulfurés, qu'on a ré- cemment également utilisés pour la mise en oeuvre de réactions catalytiques, et dans lesquels le gaz introduit par un conduit inférieur pénètre dans une

chambre à fond conique sans traverser une grille. Mais l'inclinaison du fond est choisie telle que les parties inférieures, peu ou à peine dépla- cées de la matière ébouleuse, puissent tout juste glisser en direction du point d'entrée du gaz. Une chambre de ce genre permet bien de faire flot- ter partiellement des particules et d'obtenir une masse ressemblant à un liquide en ébullition.

Cependant, si on tente d'injecter le gaz avec une intensité plus forte pour réduire la densité de l'ensemble de la suspension, on ne soulève que les parties centrales et on obtient ainsi un effet simi- laire à celui d'un jet d'eau,
Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention dans un puits conique, on doit choisir l'angle d'ouverture des parties coniques de façon qu'il en résulte un effet de diffuseur, tout au moins sur une'grande hauteur de la partie inférieure, c'est-à-dire que les mouvements.du gaz s'é- tendent jusqu'au bord de la chambre conique. On peut choisir des angles d'ouverture supérieurs à ceux des diffuseurs exclusivement destinés au pas- sage de gaz, mais cet angle doit être inférieur à environ 45 . Il est avan- tageux de choisir 1.'angle d'ouverture le plus grand possible, et de le faire éventuellement varier le long de la hauteur.

Il est également possible et avantageux de favoriser l'uniformité de la circulation par une injection complémentaire de gaz ou de vapeurs le long des parois de la partie coni- que. Ceci peutêtre particulièrement avantageux pour les réactions à haute température, si on désire éviter l'adhérence aux parois du four. En utili- sant du gaz froid, on peut obtenir un refroidissement de la matière au con- tact de la paroi et de cette paroi proprement dite.

Pour mieux faire comprendre l'invention, on la décrira ci-après en regard du dessin représentant schématiquement et à titre d'exemple des appareils convenant à la mise en oeuvre du procédé, ainsi que leur fonction- nement.

La fig. 1 représente par exemple un appareil convenant notamment au grillage de minerais sulfurés. Il comporte une partie conique 1 confor- mée en diffuseur contenant suivant l'invention la suspension flottante de matières solides dans le gaz. La partie supérieure de cette partie est rac- cordée à un évasement 2 faisant office de zone de freinage suivie d'un puits maçonné 3 qui peut être le lieu d'un grillage complémentaire efficace de particules éventuellement entraînées hors de la suspension flottante. Au- dessous de la partie conique est prévue une boîte d'entrée en forme de tuyè- re 4 munie d'un sas 5. Les gaz oxygénés nécessaires au grillage, qui consti- tuent également le fluide porteur, sont introduits en 6 et sortent du réac- teur en 7.

Le minerai sulfuré à griller est chargé dans la trémie 8 et ar- rive par un plateau distributeur et un conduit 9 dans le lit flottant. En 10 est prévu un conduit d'évacuation débouchant dans un sas 11. La partie conique, qui est le lieu principal de la réaction, est entourée d'une che- mise de refroidissement 12. L'eau de refroidissement entre dans cette che- mise en 13 et la quitte en 14. Cet appareil permet de griller d'une manière universelle des minerais sulfurés. Ces minerais peuvent être grillés à des températures inférieures au point de frittage et, dans ce cas, le minerai est introduit en 9 et peut sortir en 10 et en 4 à l'état calciné.

Suivant l'intensité de la distribution des particules dans le lit de calcination ou dans le minerai introduit, une partie des matières calcinées est entra±- née par les gaz d'évacuation sous la forme de poussières volantes. Des pro- cédés connnus en soi, utilisant par exemple des cyclones, des chambres de précipitation ou des électro-filtres à chaud, permettent ensuite de sépa- rer ces poussières du gaz. Si le conduit d'évacuation 10 fonctionnant en seuil de trop-plein nelaisse passer que des particules relativement fines, et si le lit s'enrichit en particules relativement-grosses, il se produit automatiquement une pluie de particules relativement grosses en direction de la boite d'évacuation, ou cette pluie peut être provoquée d'une manière simple par une réduction de courte durée du courant de gaz porteur.

Ceci constitue un avantage appréciable de l'appareil suivant l'invention par rapport aux fours de grillage usuels à lit mobile ou à courant tourbillon- nant équipés, de grilles, car si le lit présente des particules trop gros ses par.suite d'une évacuation irrégulière, ces fours doivent être arrêtés

et vidés. Les intervalles plus grands entre les particules au sein du lit flottant permettent des températures de grillage plus élevées, et ce lit flottant n'agit pas en broyeur comme le lit mobile, mais plutôt dans le sens de l'agglomération, de sorte que la proportion entraînée par le gaz contient des particules;plus grosses qui peuvent être presque intégralement séparées du gaz à l'aide de dépoussiéreurs mécaniques.

S'il s'agit de griller sans agglomération des minerais à grains très fins destinés à la flottation, il peut être avantageux d'ajouter des particules relativement grosses au lit flottant. Celles-ci peuvent être con- stituées par des résidus de calcination agglomérés à l'extérieur, ou même par des matières inertes. Grâce à la présence des particules relativement grosses, on réalise le plus souvent une meilleure stabilité du lit flottant.

Pour griller la blende de zinc, par exemple, on opère avantageu- sement à des températures suffisamment élevées pour qu'il en résulte une ag- glomération appréciable. Dans ce cas il n'est généralement pas nécessaire de prévoir le conduit d'évacuation en 10, et le résidu tombe dans la boite 4 sous la forme de grains agglomérés dont la grosseur peut être modifiée par la vitesse du gaz porteur. Ce résidu peut être ensuite évacué en 5, éventuel- lement par un sas commandé mécaniquement. On peut alors traiter sans diffi- culté des minerais destinés à la flottation et des minerais bruts broyés.

Etant donné que le four n'est pas particulièrement sensible à la températu- re, il se laisse adapter sans mise au point aux différents minerais. En géné- ral le gaz porteur peut être l'air, mais il peut être également avantageux d'utiliser de l'air enrichi d'oxygène. Si on désire obtenir de l'anhydride sulfureux à forte concentration ou à 100 %, on peut opérer en reprenant une partie du gaz de grillage, et en le réintroduisant dans le four mélangé à l'oxygène. D'une façon générale on peut récupérer la chaleur des gaz de grillage, par exemple sous la forme de vapeurs, et il est alors favorable que les gaz de grillage se présentent avec une température particulièrement élevée. La chaleur retirée directement du lit flottant de calcination peut également servir à la production de vapeurs.

A cet effet, la chaudière peut être constituée par la chemise 14, mais on peut également faire passer le li- quide de refroidissement sous pression dans des serpentins appliqués contre la paroi du cône 1. Enfin il est possible d'agencer des éléments de refroi- dissement complémentaires au sein du lit flottant, par exemple sous la forme de serpentins tubulaires, de tubes verticaux ou de réfrigérateurs à ailet- tes.

Cet appareil permet également à titre d'exemple de griller des mi- nerais d'antimoine de façon que l'oxyde d'antimoine formé 'soit volatilisé et récupéré par refroidissement dans le gaz de grillage. Il n'est alors pas né- cessaire d'opérer au-dessous de la température relativement basse à laquelle fondent les mélanges d'oxyde et de sulfure d'antimoine, parce qu'une tempé- rature plus élevée a pour effet un grillage et une volatilisation de l'an- timoine plus rapides que l'évacuation des agglomérés formés.

S'il s'agit de griller des minerais de zinc contenant du plomb de façon que le plomb soit largement éliminé du produit grillé, on peut utili- ser un appareil tel que le montre la fig. 2. Il comporte une partie évasée 15 dans laquelle le sulfure de zinc contenant du plomb est introduit par le conduit 17 et maintenu en suspension. A cette partie évasée se raccorde en haut un puits cylindrique 16 dans lequel peut avoir lieu la réaction complé- mentaire des particules éventuellement entraînées par le gaz porteur. Ce gaz porteur est constitué par le gaz de grillage chaud et pratiquement riche en oxygène provenant de la partie inférieure de l'appareil. Dans ce courant ga- zeux chaud et riche en oxygène, le plomb est volatilisé sous la forme de sul- fure.

Le sulfure de zinc débarrassé du plomb est introduit dans la partie conique inférieure 21 en passant par le seuil 18, le sas 19 éventuellement à commande automatique, et le conduit 20 . Dans cette partie 21 a lieu le grillage en oxyde de zinc effectué de la manière précédemment décrite à l'ai- de du gaz porteur oxygéné. Elle est raccordée en haut à un autre puits cy- lindrique 22 dans lequel peut avoir lieu le grillage complémentaire des par- ticules de sulfure entraînées par le courant. L'évacuation peut avoir lieu

par le trop-plein 25, ou sous la forme de grains par la boite en forme de tuyère 23 et le sas 24 Le gaz porteur est introduit en 26 et sort de l'ap- pareil en 27.

Il passe ensuite dans une chaudière et dans le dispositif de refroidissement d'un dépoussiéreur électrique qui assure la séparation du sulfure de plomb. Mais il est également possible de brûler le sulfure de plomb dans une chambre de combustion complémentaire à l'aide d'un nouvel ap- port d'oxygène, et de recueillir ainsi un oxyde en poudre. L'appareil à deux étages suivant l'invention offre de grands avantages par rapport aux réac- teurs à lit mobile et à deux étages connus. En effet:
1. - Dans le four de grillage inférieur, il est possible d'obtenir des températures assez élevées pour que la charge collante ait à peine ten- dance à dégager de la poussière.

2. - La poussière éventuellement-dégagée dans la partie inférieure ne peut entraîner aucune obstruction dans la partie supérieure comme dans le cas d'un four à lit mobile équipé de grilles et de fonds à tuyères.

Pour cette raison, il est également possible d'agencer la partie inférieure sous la forme d'un four normal à lit mobile ou à courant tourbil- lonnant, et de n'utiliser que la partie supérieure sous la forme de réacteur à lit flottant. D'une manière générale, la chute de pression n'est pas aussi importante dans le lit flottant que dans les lits mobiles. Il n'est donc pas nécessaire d'agiter en permanence une masse aussi importante, étant donné que le mouvement intense des particules donne une vitesse de réaction plus élevée, ce qui permet d'utiliser des durées de séjour plus réduites.

Un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux du procédé suivant l'invention est la combinaison du réacteur à lit flottant suivant l'invention avec un tube rotatif, telle que le montre la fig. 3. Cet appareil comporte un tube rotatif 28 un peu plus court que les tubes rotatifs usuels et avantageusement garni de palettes de retournement. La matière est intro- duite dans le tube rotatif en 29, chemine à l'intérieur de celui-ci et des- cend dans le sas 30 dont l'ouverture et la fermeture sont éventuellement com- mandées automatiquement.

La matière passe ensuite par le conduit de descente 31 dans la partie conique 32 d'un réacteur à lit flottant encore équipé d'un puits de réaction complémentaire 33, d'un seuil d'évacuation 34 et d'un sas d'évacuation des grains 35, 36 Le gaz porteur est introduit dans le réac- teur à lit flottant en 37 et sort de l'ensemble en 38..L'avantage de cette combinaison du réacteur à lit flottant et du tube rotatif réside surtout dans le fait que la teneur calorifique des gaz sortant du réacteur peut être lar- gement utilisée pour la réaction mise en oeuvre dans le tube rotatif. On dé- crira le fonctionnement pour la mise en oeuvre d'un procédé destiné à l'éli- mination de l'étain dans des concentrés pyritéux. Les concentrés pyriteux contenant de l'étain sont introduits en 29 dans le tube rotatif 28.

Ils en- trent en contact intime avec les gaz de grillage chauds provenant du réac- teur à lit flottant. il en résulte une extraction par distillation d'un mé- lange de soufre et de sulfure d'étain. Le'produit sortant du tube rotatif, résultant pratiquement de la pyrrhotite, arrive par le conduit de descente 31'dans le réacteur à lit flottant dans lequel il est grillé en Fe2O3 par des gaz oxygénés. Il est possible de porter la température de grillage à une va- leur extrêmement élevée. Le mélange de vapeur de soufre et de sulfure d'é- tain sortant en 38 peut être ensuite traité par des procédés connus, éventuel- lement après une combustion complémentaire, le sulfure d'étain étant obtenu directement ou éventuellement sous la forme d'oxyde.

On peut avantageusemert régler l'économie de l'appareil en introduisant en 37 dans le réacteur à lit flottant une partie des gaz débarrassés de l'étain, faisant absorber par ces gaz l'excès de chaleur de réaction généralement évacué par refroidissement, et en apportant cette chaleur à la charge du tube rotatif. Dans cet appareil, il est également possible de griller des pyrites avec une récupération par- tiellement directe du soufre. D'une façon générale il peut être avantageux d'incorporer un réacteur à lit flottant de ce genre à des installations déjà existantes à tube rotatif, ce qui permet alors d'augmenter considérablement la puissance de ce tube.

Une autre application avantageuse du procédé suivant l'invention est-possible dans un appareil tel que le montre par exemple schématiquement la fig. 4. Ce réacteur à lit flottant comporte la partie conique 39 dans la- quelle se forme le lit flottant, le puits de réaction complémentaire 40, et une boîte d'entrée 41. En 42 est prévu un sas d'évacuation du produit en grains. Le gaz porteur est introduit en 43 et sort de l'ensemble en 44. Des fluides divers, solides ou même liquides, peuvent être introduits en 45 et 46. En 47 peut être éventuellement prévu un conduit d'évacuation directe par- tant du lit flottant. Cet appareil est particulièrement avantageux pour les réactions absorbant la chaleur apportée par un combustible tel que le char- bon.

Le produit final peut être évacué sous la forme d'une matière frittée ou non par le conduit 47, ou de la manière déjà décrite par d'autres con- duits partant du lit flottant. Par exemple, il est ainsi possible de chauf- fer ou de calciner du ciment, de la chaux, de la dolomite, des sulfates, des silicates, des phosphates, de la bauxite, etc... On introduit la matière de préférence en 45, tandis que le combustible, tel que le charbon, est in- troduit par exemple en 46 à l'aide d'un sas. Le gaz porteur peut être l'air, mais on peut avantageusement utiliser de l'oxygène pur ou de l'air enrichi d'oxygène. La grosseur des grains, la durée de séjour et la température de la suspension sont proportionnées de façon que la réaction se déroule de la manière désirée.

Un réacteur de ce genre permet par exemple d'opérer très avantageusement la réduction du plâtre tout en assurant l'obtention de gaz contenant de l'anhydride sulfureux et d'un clinker similaire au ciment. Le plâte est généralement introduit en 45 avec les additions silicateuses né- cessaires,tandis que le combustible est introduit en 46. Ainsi qu'il a déjà été répété, on peut encore utiliser la chaleur des gaz d'éavacuation. Pen- dant l'évacuation du produit granulé, les grains tombant cèdent sur leur par- cours en direction de la boîte 41 la majeure partie de leur chaleur aux gaz porteurs.

Un réacteur tel que le montre la fig. 4 permet par exemple égale- ment la récupération directe du soufre dans les pyrites. On introduit alors les pyrites avec du charbon, et on traite avec des gaz oxygénés. Grâce à un dispositif de refroidissement monté sur la partie conique 39, on réussit à maintenir une température éventuellement assez basse pour que le produit évacué ne soit pas encore réduit en fer métallique. Les gaz d'évacuation contiennent le soufre des pyrites sous la forme de vapeur accompagnée d'un mélange d'oxyde de carbone. L'anhydride sulfureux et d'autres combinaisons du soufre éventuellement formées peuvent être transformées en soufre dans un four de contact consécutif à oxyde d'aluminium.

A l'aide du charbon, ou même d'autres agents réducteurs, il est également possible de réduire en métal des minerais ou encore, par exemple, des déchets contenant des oxydes métal- liques, ce métal pouvant alors se présenter sous la forme de vapeur, sous une forme liquide ou même sous une forme solide.

Enfin il convient de décrire l'application du principe de l'inven- tion par exemple pour la granulation de matières très finement pulvérisées.

Dans un appareil tel que le montre la fig. 5, on introduit à l'aide d'un dispositif de chargement 48 par exemple un mélange encore grumeleux de kie- selguhr et de verre soluble dans le puits conique 49. Dans ce puits se forme un lit flottant à l'aide du courant de gaz porteur porté à 350 C environ et introduit en 50. Dans ce lit flottant on injecte à l'aide de la tuyère 51 par exemple de l'acide sulfurique finement pulvérisé. Cet acide provoque une gra- nulation des grumeaux qui descendent sous la forme de billes très régulières et déjà sèches pour être évacuées en 52. Au-dessus du lit flottant est prévu un élargissement 53 qui est le lieu de séparation des particules entraînées.

Pour le dépoussiérage intégral, on prévoit en amont de la tubulure de sor- tie 55 un dépoussiéreur 54. Les billes formées'sont un peu poreuses et peu- vent par exemple servir de supports pour des matières catalytiques.

On peut également mettre en oeuvre le procédé de granulation en injectant et en pulvérisant la matière solide à granuler sous la forme d'une solution. La tuyère de pulvérisation 51 est alors montée de préférence en un point un'peu plus élevé du puits 53. Avant la mise en marche, on remplit le diffuseur 49 avec des granulés venant de l'extérieur et ayant une grosseur

de grains un peu inférieure à celle que doit donnerl'appareil, et ces granu- lés sont maintenus en suspension et en état de tourbillonnement par un gaz porteur chaud. On injecte ensuite la solution. Si 1-'apport de chaleur est bien réglé, le solvant s'évapore et la matière solide se dépose en partie sur les grains du lit flottant.

Ces grains tombent dès qu'ils atteignent la grosseur désirée déterminée par la vitesse du gaz dans la partie inférieure du diffu- seur. Il en résulte également une formation suffisante de nouveaux "germes", de sorte que le processus peut se prolonger indéfiniment. On peut régler la grosseur des grains dans des limites très espacées, par exemple de 0,05 à 10 mm. pour la soude.

Dans les modes de mise en oeuvre du procédé décrits jusqu'ici, le lit flottant dans la chambre de réaction contient exclusivement ou partielle- ment des matières solides sous la forme de poussière ou de grains. Cependant il est également possible de maintenir sous la forme d'un lit flottant et tourbillonnant des matières exclusivement liquides divisées en gouttelettes.

De cette manière il est par exemple possible de "souffler" des scories con- tenant du zinc. La fig. 6 représente un appareil convenant à cet effet. Les scories liquides à souffler sont introduites dans une cuve annulaire 56 entou- rant le col 57 du réacteur se présentant sous la forme d'un tube de Venturi.

Des orifices 58 pratiqués dans le col permettent aux scories de pénétrer à l'intérieur où elles sont divisées en gouttelettes par le gaz porteur conte- nant de l'oxyde de carbone et passant à grande vitesse dans le col. Ces gout- telettes sont projetées dans le puits maçonné 59 en forme de diffuseur. Au cours du ralentissement du courant gazeux, une partie des gouttelettes rela- tivement grosses perd son impulsion et retombe pour être reprise, projetée et pulvérisée de nouveau dans le col, ou même un peu plus tôt dans la partie conique 59. Dans ce lit tourbillonnant, les scories séjournent assez long- temps pour que l'oxyde de zinc puisse être réduit.

Les vapeurs de zinc arri- vent avec le gaz porteur et les gouttelettes de scories débarrassées du zinc par une tubulure tangentielle 60 dans un tambour 61, dans lequel les scories se déposent et peuvent être évacuées en 62. Les gaz et vapeurs quittent l'ap- pareil en 63 et peuvent être traités complémentairement par des procédés con- nus. On introduit dans l'appareil un gaz oxygéné en 64, un combustible (par exemple une huile ou du poussier de charbon) en 65. Ce combustible est in- complètement brûlé dans la chambre de combustion 66. A travers la tuyère 67, les produits de combustion arrivent ensuite dans la chambre de réaction.

La fig. 7 représente schématiquement et à titre d'exemple un ap- pareil permettant suivant l'invention la fabrication d'un engrais phosphaté par décomposition de minéraux phosphatés naturels tels que les apatites'.

Le four de décomposition est constitué par un puits conique maçonné 68 au- quel se raccorde un deuxième puits 69 dont l'angle d'ouverture est un peu plus grand.Au-dessus de ce dernier puits est ménagée une chambre 70 dans la- quelle est logée une chaudière à chaleur perdue 71. Par un conduit 72 les gaz d'évacuation refroidis passent à travers un cyclone 73 dans la cheminée.

En 74 a lieu l'introduction d'un mélange d'oxygène et d'azote contenant 75 % en volume d'oxygène. Ce mélange passe par uneboîte élargie 75 et la tu- bulure 76 dans le puits du four. En 77 a lieu l'introduction d'un charbon pauvre en cendres, tandis que l'addition du mélange de phosphates est ef- fectuée en 78. Le lit flottant se forme donc à l'intérieur de la chambre 68 .

Les tuyères 79 sont destinées à l'injection de vapeur d'eau provenant de la chaudière 71. Pour le refroidissement complet du produit décomposé se présentant avec une grosseur de grains de 0,5 à 1 cm, des tuyères injectent en 80 de l'eau qui s'évapore. Dans l'ensemble, la quantité de vapeur d'eau injectée est réglée de façon que l'atmosphère résultant à l'intérieur du four contienne 50 % en volume de vapeur d'eau ..Le produit refroidi peut être évacué en 81.

Pour ménager la maçonnerie dans là partie la plus chaude du puit 68, et pour empêcher les adhérences, on donne à cette maçonnerie une épaisseur plus réduite et on l'entoure d'une chemise à circulation d'eau 82 dans laquelle l'eau de refroidissement entre en 83 pour sortir en 84. Pour chauffer le four en vue de la mise en marche, on prévoit un brûleur à gaz spécial en 85. La maçonnerie est constituée par des briques très réfractai- res en oxyde d'aluminium. Le four, dont le diamètre à l'extrémité supérieure

du puits 69 atteint 2,25 m, assure une production de 140 à 200 t. de mélange phosphate en 24 heures, pour une consommation de 15 t. -en'combustible., la teneur en phosphate pouvant être portée à 95 % sous la forme d'engrais.

On a ainsi traité par exemple des mélanges composés de 6 parties de phosphate marocain et de 4 parties de silice, des mélanges de phosphate, silice et soude pauvres en soude, mais également des phosphates sans additions. La grosseur des grains des matières de départ était généralement d'environ 0,5 mm.

On a trouvé qu'il convient d'utiliser des maçonneries basiques très réfractaires. En dehors des briques en oxyde d'aluminium, on peut éga- lement utiliser des briques en magnésie, ou encore des matériaux basiques destinés à être pilonnés et très réfractaires. Même les briques en zircone se sont révélées très appropriées.

REVENDICATIONS.

Ce procédé pour le traitement de matières solides ou liquides avec des gaz et pour la mise en oeuvre de transformations ou conversions chimi- ques et physiques de matières solides et (ou) liquides avec des gaz, ou de matières homogènes avec des gaz, notamment pour le grillage de minerais sul- furés, la calcination de matières solides et la granulation de substances fines, consiste à transformer ou à convertir les phases.condensées sous une forme dispersée, dans un courant ascendant de gaz ou de vapeurs tels que les matières ayant cessé de réagir se présentent sous une forme améliorée, les courants gazeux exerçant sur les particules en suspension des frotte- ments d'abord importants ensuite plus faibles, éventuellement avec une ré- pétition de cette diminution de frottement,

de façon que les particules soient brassées avec intensité et s'accumulent dans une ou plusieurs sus- pensions superposées flottant librement et présentant une surface-limite in- férieure nettement définie, la vitesse des gaz admis étant choisie tout jus- te suffisante pour que les matières transformées et converties tombent de leur part à l'opposé de la direction du courant gazeux entrant et soient écartées par le diffuseur de la couche tourbillonnée.

Ce procédé est caractérisé en outre par les points suivants con- sidérés ensemble ou séparément:
1 - Au-dessus de la limite inférieure correspondant à la forma- tion de suspension, on réduit les frottements de façon qu'ils soient finale- ment trop faibles pour maintenir même les particules les plus fines, et pour qu'il en résulte également unelimite supérieure pour la formation de suspen- sion.

2 - Après une certaine réduction, on maintient les frottements constants de façon que la limite supérieure de la ou des suspensions soit rendue indéterminée à volonté.

3 - Les phases condensées arrivent d'une manière continue dans la suspension flottante et en sortent également d'une manière continue.

4 - L'introduction a lieu au-dessus d'une limite supérieure ou au-dessous d'une limite inférieure.

5 - On introduit la matière à traiter simultanément en plusieurs points.

6 - On introduit des matières ou des mélanges différents simul- tanément en plusieurs points.

7 - On introduit les différentes additions avec des grosseurs de particules différentes.

8 - On introduit une même substance avec des particules de gros- seurs différentes en plusieurs points de la ou des suspensions.

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Claims

9 - On introduit les particules relativement fines au-dessous de <Desc/Clms Page number 13> la suspension flottant librement, et les particules relativement grosses au- dessus de cette suspension.

10. - L'évacuation a lieu par un seuil de trop-plein.

11. - On réduit les frottements périodiquement exercés sur les particules dans le courant gazeux de façon que ces particules de la suspen- sion descendent entièrement ou partiellement.

12 - On dose la réserve de particules déjà transformées, la quan- tité de matière fraîche introduite, ainsi que l'évacuation de matière trans- formée de façon qu'il en résulte .la. durée de séjour désirée.

13 - On maintient la température de la suspension flottante au ni- veau ou au-dessus de la température de frittage des matières solides de fa- çon que les particules s'agglomèrent.

14 - On effectue la granulation des matières solides au-dessous de leur point de fusion.

15 - Pour l'agglomération des matières solides, on maintient les températures à proximité ou au-dessus du point de fusion, et on règle les va- riations du frottement de façon que les gouttelettes formées ne soient plus maintenues en suspension et descendent.

16 - On ne fait fondre ou ramollir qu'une partie des constituants solides.

17 - On effectue la granulation à l'aide de liants liquides.

18 - On laisse la phase liquide dans l'aggloméré ou on la volati- lise entièrement ou partiellement par chauffage, notamment pour les liqui- des volatils.

19 - Pour le traitement de liquides accompagnés de matières soli- des, la suspension est constituée par des produits intermédiaires auxquels on ajoute une proportion relativement faible de matière de départ ainsi qu'une petite proportion du produit final.

20 - On modifie la vitesse d'agglomération en faisant varier la température ou la quantité du liant.

21 - On ajoute des additions élevant le point de fusion.

22 - On applique le procédé au traitement de matières très fine- ment pulvérisées.

23 - On apporte de la chaleur à la ou aux suspensions ou on éva- cue de la chaleur de ces suspensions.

24 - En vue d'un échange de chaleur, on refroidit ou chauffe in- directement les parois limitant la ou les suspensions.

25 - On effectue l'échange de chaleur à l'aide d'éléments de re- froidissement ou de chauffage disposés au sein de la ou des suspensions.

26 - Pour l'évacuation de la chaleur,les éléments de refroidis- sement se présentent sous la forme d'une chaudière à vapeur.

27 - La chambre de traitement est formée par des parois bonnes conductrices de la chaleur et logées dans une chambre- chauffée assurant l'apport nécessaire de la chaleur. ' 28 - L'apport de chaleur est assuré par chauffage électrique de l'enveloppe ou par des éléments prévus au sein de la suspension et chauffés électriquement, par exemple à l'aide de résistances.

29 - La chaleur nécessaire au traitement est fournie par une ré- action exothermique mise en oeuvre parallèlement.

30 - On mélange le gaz porteur avec des combustibles solides, li- quides ou gazeux, et l'oxygène nécessaire à la combustion est prélevé sur le gaz porteur ou introduit séparément. <Desc/Clms Page number 14>

31 - On introduit dans la ou dans les suspensions des combusti- bles solides ou liquides avec la matière à traiter ou séparément à l'aide de dispositifs spéciaux.

32 - On mélange la matière à traiter avec un combustible liquide pour former une boue qu'on introduit dans la chambre de traitement, et on brûle le combustible à l'aide d'un apport d'oxygène approprié.

33 - La chaleur nécessaire au traitement est fournie par la te- neur calorifique du gaz porteur de la ou des suspensions.

34 - L'apport de chaleur est assurépar un ou plusieurs disposi- tifs électriques à arc.

35 - On effectue la décharge à arc directement au sein de la ou des suspensions.

36 - On effectue la décharge à arc au-dessous de la ou des limi- tes inférieures de la ou des suspensions.

37 - L'évacuation de la chaleur est assurée par le gaz porteur lui-même.

38 - Le gaz porteur est réintroduit dans le circuit après un refroi- dissement intermédiaire.

39 - On mélange avec le gaz porteur des constituants à haute capa- cité calorifique.

40 - L'excès de chaleur dégagé par la réaction est évacué par in- jection de liquides vaporisables dans la ou les suspensions.

41 - On maintient dans le courant du gaz porteur une différence de vitesse.

42 - Au point où doit se former la surface-limite inférieure de la ou des suspensions flottant librement, on fait passer le gaz à grande vitesse qu'on réduit ensuite progressivement vers le haut.

43 - Pour l'obtention de deux ou de plusieurs suspensions flot- tant librement, on augmente et diminue périodiquement la vitesse du gaz.

44 - On modifie la section de la chambre de traitement de façon qu'il en résulte la variation de vitesse désirée du gaz de traitement.

45 - On introduit le gaz porteur par une boîte d'entrée et de bas en haut à travers un étranglement.

46 - Au-dessus de la ou des parties étranglées est prévu un puits élargi.

47 - La réduction de la vitesse du gaz a lieu dans le ou les puits de façon que les particules relativement fines restant dans le lit ou soient entraînées hors de celui-ci.

48 - On fait varier le frottement exercé par le gaz porteur en modifiant la ténacité de ce gaz.

49 - On fait varier la ténacité du gaz en modifiant la tempé- rature.

50 - On modifie la composition du gaz le long du parcours de façon qu'il en résulte les variations désirées de la ténacité.

51 - On règle les frottements en modifiant la densité du gaz, en faisant par exemple varier la composition du gaz.

52 - Au niveau de la ou des surfaces-limite inférieures, on maintient une forte densité de particules qu'on réduit progressivement ou graduellement de bas en haut. @ 53 - On utilise pour la mise en oeuvre un puits conique en choi- sissant l'angle d'ouverture de la partie conique de façon qu'il en résulte un effet de diffuseur an moins dans une grande partie de la hauteur de la <Desc/Clms Page number 15> partie inférieure du puits.

54 - On choisit un angle d'ouverture allant jusqu'à 45 environ.

55 - On choisit un angle d'ouverture aussi grand que possible qu'on fait éventuellement varier de bas en haut.

56 - On favorise l'uniformité du courant par injection complé- mentaire de gaz ou de vapeurs le long des parois de la partie conique du puits.

57 - Le gaz auxiliaire est introduit à froid, notamment pour les réactions mises en oeuvre dans des gammes supérieures de températures.

58 - L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé se présente sous la forme d'un puits comportant une partie conique conformée en diffuseur, un élargissement raccordé à cette partie conique et surmonté d'un puits de préférence maçonné, tandis que la partie conique est raccordée à son extré- mité inférieure à une boîte d'entrée en forme de tuyère et à un sas, l'en- semble étant équipé de dispositifs pour l'introduction et l'évacuation du gaz et de dispositifs, pour l'introduction de la matière à traiter, et pour l'é- vacuation de la matière traitée.

59 - L'appareil est entouré d'une chemise de refroidissement avec des tubulures d'entrée et de sortie du fluide de refroidissement.

60 - Pour la mise en oeuvre du procédé dans cet appareil, on in- troduit dans le lit flottant des constituants à particules plus grosses, par exemple sous la forme d'une matière traitée et agglomérée extérieurement, ou même d'une matière inerte.

61 - La matière traitée et agglomérée est évacuée par la boîte d'entrée du gaza l'aide d'un sas éventuellement commandé mécaniquement.

62 - On traite des concentrés de flottation simultanément avec les minerais bruts éventuellement broyéso 63 - Pour le grillage de minerais sulfurés, notamment, on utili- se pour le gaz porteur non pas de l'air seul mais de l'air enrichi d'oxygène.

64 - Pour l'obtention d'un anhydride sulfureux très concentré ou à 100 %, on reprend une partie du gaz de grillage qu'on réintroduit dans le four éventuellement mélangée avec de l'oxygène.

65 - On utilise la chaleur des gaz évacués, notamment des gaz de grillage, pour des applications industrielles, notamment pour la production de vapeur.

66 - Pour griller destinerais d'antimoine à l'aide de cet appa- reil, on extrait du gaz de grillage, de préférence par refroidissement, l'o- xyde d'antimoine entraîné par ce gaz.

67 - Une variante de l'appareil comporte une partie évasée sur- montée d'un puits cylindrique, un seuil de trop-plein avec un sas éventuelle- ment à commande automatique, un puits, une partie inférieure conique surmon- tée d'un puits et munie de dispositifs d'admission et d'évacuation, une par- tie conformée en tuyère avec un sas et des conduits d'admission et d'évacua- tion du gaz porteur, et un étranglement en forme de diffuseur intercalé en- tre la partie conique et le puits cylindrique.

68 - On utilise l'appareil pour la volatilisation du sulfure de plomb dans les minerais de zinc contenant du plomb.

69 - On transforme le sulfure de plomb volatilisé en oxyde par calcination complémentaireo 70 - Dans la partie inférieure de l'appareil, on forme un lit mo- bile normal avec ou sans niveau nettement déterminé.

71 - Une autre variante de l'appareil comporte un tube rotatif avec un conduit de descente par lequel la matière traitée préalablement pas- se du sas dans la partie conique de la chambre de réaction équipée d'un puits <Desc/Clms Page number 16> de réaction complémentaire, d'un seuil d'évacuation par trop-plein, d'un sas d'évacuation du produit granulé, d'un dispositif d'introduction de la matière à traiter, et de dispositifs d'admission et d'évacuation du gaz porteur.

72 - On emploie cet appareil pour l'extraction du sulfure d'étain et du soufre dans les pyrites contenant de l'étain.

73 - On emploie cet appareil pour l'extraction du soufre disponi- ble dans les pyrites.

74 - On augmente la puissance d'installations existantes à tube rotatif en équipant ces installations d'un réacteur à suspension flottante' suivant l'invention.

75 - Une autre variante de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé comporte une partie conique, un puits de réaction complémentaire, une tuyère d'admission, des dispositifs d'admission de la matière à traiter et d'évacuation de la matière traitée, des dispositifs d'admission et d'é- vacuation pour le gaz porteur, et un dispositif destiné de préférence à l'é- vacuation de matière non frittée.

76 - On applique cette variante de l'appareil à la mise en oeu- vre de réactions consommant de la chaleur, par exemple au chauffage ou à la calcination du ciment, de la chaux, de la dolomite, de sulfates, de silicates, de phosphates, de la bauxite ou d'autres matières ou roches présentant à peu près le même point de fusion élevé.

77 - Pour la mise en oeuvre du procédé dans cette variante, on introduit la matière à traiter dans la partie conique tout en introduisant au-dessous de cette partie conique un combustible solide ou liquide.

78 - Pour cette mise en oeuvre, on remplace l'air par de l'oxygène pur ou de l'air enrichi d'oxygène faisant office de gaz porteur.

79 - On applique l'appareil indiqué au paragraphe 72 à la réduc- tion du plâtre et à l'obtention d'un gaz contenant de l'anhydride sulfureux et d'un clinker similaire au ciment, le plâte étant introduit avec les ad- ditions silicateuses généralement nécessaires de préférence par le disposi- tif d'admission de la partie conique, tandis que le combustible solide ou li- quide est introduit au-dessous de cette partie conique.

80 - La partie conique est entourée d'un dispositif de refroidis- sement.

81 - On utilise ce dernier dispositif pour l'extraction directe du soufre des pyrites en traitant avec un gaz oxygéné la matière de départ composée de pyrites et de carbone.

82 - On applique l'appareil indiqué au paragraphe 72 à la réduc- tion de minerais, de déchets ou produits intermédiaires (contenant les mé- taux sous la forme d'oxydes) en métaux sous la forme de vapeurs, de liqui- des ou de solides.

83 - L'appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé, et no- tamment à la granulation de matières finement divisées, comporte un puits évasé, un élargissementau-dessus de ce puits, des dispositifs de charge- ment et d'évacuation de la matière, et des dispositifs d'admission et d'é- vacuation du gaz porteur.

84 - Un dispositif se présentant sous la forme d'une tuyère est destiné à l'introduction du liant, par exemple de l'acide sulfurique. en annexe 4 dessins.