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Le problème du grillage le plus convenable au point de vue tech- nique et économique, du minerai sulfuré a conduit à l'étude de nombreux procédés et à la construction de nombreux fous différents. Les fours à foyers multiples, connus de longue date, conservent encore la faveur dont ils jouissaient.. entre autres en raison de leur aptitude à griller des pyri- tes de grosseurs de grain très différentes. En introduisant les fours rota- tifs on a réalisé une augmentation de la capacité par four unitaire, ainsi qu'un pourcentage accru d'anhydride sulfureux dans les gaz et une possibili- té accrue de faire quelque usage de la chaleur de combustion.
Pour mieux utiliser la chaleur de combustion, on a Inventé des appareils de grillage, caractérisés par l'utilisation d'une matière première sèche très finement moulue qui est pulvérisée par un brûleur dans une cham- bre de combustion. Après séparation, dans la chambre de combustion et/ou dans des cyclones, des solides restants, les gaz cèdent leur chaleur à une chaudière à récupération des chaleurs perdues. Les restrictions imposées par le "flash roaster" est que la pyrite doit être moulue très fine (dimen- sion des grains inférieure à 0,15 mm) pour assurer un grillage rapide, et la construction du brûleur nécessite aussi une matière première absolument sèche.
Le procédé Winkler qui date de 1920 et qui consiste à brûler des matériaux de préférence charbonneux dans un puits à fond perforé dans lequel de l'air est soufflé vers le lit de combustible que l'air maint@ent à l'état tourbillonnant ou bouillonnant. a été appliqué au grillage des pyrites ces dernières années. Le four a puits utilisé a été dénommé four à couche tourbillonnante en raison du mouvement du lit, qui est caractéristique de ce procédé.
Suivant les compte-redus de la littérature industrielle. le procédé semble offrir certains avantages en comparaison du grillage de matière première finement moulue dans des flash roasters, particulièrement du fait qu'il est possible d'utiliser des dimensions de grains plus variés et aussi qu'on peut faire des charges de matière première humide. Egalement, la température dans le puits peut être réglée dans une certaine mesure par des tubes de refroidissement dans les parois et dans le lit fluidifié. Le procédé est limité au champ étroit qui est déterminé par ce qu'on appelle "l'état fluidifié" qu'il faut maintenir dans le lit.
En concentrant le matériau au fond d'un four à puits, concentrant ainsi le principal dégagement de chaleur dans cette partie, on rencontre cependant certaines difficultés pour extrai- re la chaleur dans une mesure suffisante. La poussière qui suit nécessairement les gaz rend nécessaire un dépoussiéreur, avant l'extraction de chaleur finale, tout comme dans le cas du flash roasting.
La présente invention se rapporte à une construction de four dans laquelle les avantages des procédés prémentionnés peuvent être utilisés, et en même temps les inconvénients éliminés sans limiter l'utilisation du four entre les limites étroites qui caractérisent les constructions connues.
Le nouveau four suivant l'invention se distingue principalement par un puits à conformation annulaire à l'extérieur et un puits central cylindrique, dans lequel le puits extérieur est pourvu d'un appareillage de chargemont et de déchargement pour la matière première solide qui doit être brûlée ou grillée, respectivement pour les cendres ou le minerai grillé, et avec un fond perforé pour l'alimentation en air de combustion, et se distingue en outre par le fait que les deux puits sont reliés l'un à l'autre au sommet par des ouvertures en forme de fentess, principalement en direction tangentielle. Des éléments régulateurs de la température, par exemple des tuyaux de refroidissement à l'eau, son agencés de façon convenable, au même niveau que la zone où le lit fluidifié est engendré,
et dans la paroi extérieure du puits de forme annulaire aussi bien que dans la paroi entre les puits.
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En dessous du fond perforé dans le puits de forme annulaire., il y a des chambres convenablement agencées pour distribuer l'air de combustion uniformément en dessous de tout le fond. Pour faciliter l'avancement de la matière première du point de chargement au point de déchargement, les trous dans le fond peuvent être réalisés avec inclinaison dans la même direction, ou bien on peut donner une pente au fond, par exemple au moyen de grilles placées obliquement. Des formes intermédiaires de ces deux variantes sont également possibles.
Le puits de four central est avantageusement muni d'une partie inférieure allant en se rétrécissant en sorte que le puits, pour cette raison et du fait de ses communications tangentielles en forme de fentes avec le puits extérieur de forme annulairesfonotionne comme un cyclone pour les particules solides qui suivent les gaz.
L'invention sera décrite plus en détails dans ce qui suit, en se référant aux dessins annexés où une forme de construction est représentée à titre d'exemple.
- Fig. 1 est une coupe verticale dans un four suivant l'invention ; - Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
- Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
Sur le dessin, 1 indique un puits central, agencé en cyclone autour duquel est situé un puits de forme annulaire 2 qui dans sa partie supérieure est relié au puits 1 au moyen d'un certain nombre de fentes ou ouvertures 3 disposés essentiellement de façon tangentielleo Le fond du puits annulaire 2 est fait de grilles 4, sous lesquelles sont ménagées des chambres 6 pour l'admission d'aira La partie inférieure du puits 1 est rétréci suivant les principes connus pour le dépoussiérage dynamique et sa partie située le plus bas est pourvue d'un dispositif de vidange, Dans la paroi extérieure du puits 2 aussi bien que dans la paroi entre les deux puits 1 et 2. sont placés des éléments refroidissants 7 pour faire circuler de l'eau de refroidissement de température convenable.
Egalement, dans le cône du cyclone, on peut agencer un refroidissement au moyen d'eau ou d'air de quelque manière connue antérieurement. Le puits 1 est pourvu d'un orifice d'évacuation de gaz 8 suivant le principe général des cyclones.
Suivant la figure 3. les chambres d'admission d'air 6 peuvent à volonté être divisées en un certain nombre de sections en sorte qu'on peut obtenir un mélange d'anhydride sulfureux en circulation,, d'air et/ou d'oxygène en toutes proportions désirées. De la même façon, le chargement de matériau brut. respectivement le déchargement de matière après réaction complètes ont arrangés en divers points à volonté autour du four. Lorsque le "principe de lit fluidisé" est strictement appliqué, les grilles sont placées horizontalement avec des conduits à air verticaux et un transport de l'extrémité de chargement à l'extrémité de déchargement est obtenu par l'état "fluide" de la matière première.
Cependant, la construction peut se faire aussi avec des conduits à air inclinés dans une certaine direction vers les points de déchargement, dans le but de faire un transport de particules chargées du point de chargement au point de déchargement possible, même avant que l'état "fluide" ait été obtenue
La construction comprend aussi une pente ds toute la suriace du four du point de chargement au point de déchargement dans le but d'obtenir un transport convenable dans le l@b, Par ces dét@ils de sonstruction on obtient un champ de travail bien au delà de ce qui était connu précédemment, simultanément avec ce fait que le four n'est pas limité par des conditions trop strictes en ce qui concerne la grosseur de grain, l'état de siccité, etc...
de la matière brute
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La construction permet aussi de faire fonctionner le four avec, dans le puits 2. une vitesse de gaz telle que les petites particules prin- cipalement soient évacuées dans le puits 1 en vue de leur séparation. en sorte d'obtenir un processus de combustion similaire à celui du flash roas- ter et ceci sans qu'on ait spécialement besoin d'un matériau brut sec ou très finement moulu.
Pour le réglage de la température dans la partie réactive. la construction offre une très grande surface d'échange qui permet le ré- glage de la température dans un champ très étendu.
La construction, aussi, du fait de la grande étendue des sur- faces d'échange, admet des coefficients de transmission de chaleur réduits, ce qui peut signifier que des éléments de refroidissements délicats peuvent être protégés de l'usure et de la détérioration, éliminant ainsi les ris- ques "d'explosions de chaudière".
Par le transport dirigé que la construction permet du point de chargement au point de déchargement, on obtient une durée de séjour dé- terminée dans le four, spécialement pour les gros grains, ce qui permet un grillage de ces grains plus complet que dans des fours connus antérieu- rement où la distance de transport des particules est tout à fait irrégu- lière. Une plus longue durée de séjour est obtenue aussi lorsqu'on fait fonctionner le four avec de l'air à grande vitesse et un matériau finement moulu, parce que le temps de séjour dans le four est plus grand en raison du long chemin que doit parcourir chaque particule avant d'être séparée dans le puits du cyclone.
Une température relativement plus basse et des risques de frittage réduits peuvent ainsi être obtenus dans le four sans se trouver dans des conditions moins favorables pour un grillage convenable.
En raison des grandes possibilités de changements à divers points de vue, qu'offre la présente construction, le four convient aussi particulièrement pour la production de gaz à haute teneur en anhydride sul- fureux grâce à lacirculation de gaz refroidi en liaison avec une addition d'air à teneur accrue en oxygène, ou d'oxygène pur.
La construction compacte du four donne lieu aussi à de moindres pertes de chaleur par radiation et conduction. Ceci résulte aussi clairement de ce que pour le grillage d'environ 100 tonnes de pyrite par jour, il faudra un four avec un diamètre maximum de 5 mètres et une hauteur de 4.5 mètres pour la partie cylindrique et de 3.5 mètres pour le cyclone allant en se rétrécissant. Cette construction de four comprend une partie pour le grillage ainsi que des agencements pour l'enlèvement mécanique des poussières.
Bien que la description précédente se réfère à un four pour griller de la pyrite, ceci ne signifie pas qu'il ne puisse être avantageusement utilisé également pour d'autres processus de purification de caractère semblable, ou en rapport avec des processus catalytiques.
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