LU80506A1 - FPROCEDE FOR EXTRACTION OF NON-FERROUS METALS CONTAINED IN SLAGS AND OTHER METALLURGICAL BY-PRODUCTS - Google Patents
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Description
"Four électrique II bis" 2.4122 ow"Electric oven II bis" 2.4122 ow
~ " j GRAND-DUCHÉ DE LUXEMBOURG~ "j GRAND-DUCHY OF LUXEMBOURG
Brevet H· .g Q g Λ g ,, du 1.0.....R.Q Va.r.lùre......1,.£?jl8 Monsieur le MinistreBrevet H · .g Q g Λ g ,, du 1.0 ..... R.Q Va.r.lùre ...... 1 ,. £? Jl8 Minister
Titre délivré · I msPvlâ de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes _ | Æ Service de la Propriété IndustrielleTitle delivered · I msPvlâ of the National Economy and the Middle Classes _ | Æ Industrial Property Service
f? / û ~ LUXEMBOURGf? / û ~ LUXEMBOURG
CERTIFICAT D’ADDITIONCERTIFICATE OF ADDITION
/û 5~Jo Demande de Brevet dîfa^aaliÉIPfl a u.....b re v e t......p r.ln.c i p a 1.......n o.....78. SI 3.....d u.....1. 3.....j caviar 1978 I. Requête .La.....soclÊté......cjßüüyxis......cEitsniXIALLU^.....S.,......rua.......a) .'.c.nia.g.na... du.....Parc ».....Ξ,ριικ.ΰll_s,......3a.lc.i.q.u.a.,.....r.ap.r.11,3ntée......p.a.r.J’û.n.si sur.../ û 5 ~ Jo Patent application dîfa ^ aaliÉIPfl a u ..... b re ve t ...... p r.ln.cipa 1 ....... n o ..... 78 . IF 3 ..... of u ..... 1. 3 ..... j caviar 1978 I. Request .La ..... soclÊté ...... cjßüüyxis ...... cEitsniXIALLU ^ ..... S., ...... rua ....... a). '. c.nia.g.na ... du ..... Parc »..... Ξ, ριικ.ΰll_s, ...... 3a.lc .iqua, ..... r.ap.r.11,3ntée ...... byJ'û.n.si sur ...
.Charles.....Hun.cb.en~,.....-cn.ivaall.....Ain.....L.r£.ustS--.à-- Lux.e.:.ü.o.urg..,.....agissant ...2 n (2) .qualité.....la.....candsialxe.......................................................................................................................................................................................Charles ..... Hun.cb.en ~, .....- cn.ivaall ..... Ain ..... Lr £ .ustS -. À-- Lux.e.:. ü.o.urg .., ..... acting ... 2 n (2) .quality ..... la ..... candsialxe .............. .................................................. .................................................. .................................................. ..................
dépose ce ......dix n.û Ÿn.uh.rn ma... S..0 i x an t e.-.d..i.x.-.h.u.i.t............................................(3) « à.....1JL..Q.0......heures, au Ministère de l’Économie Nationale et des Classes Moyennes, à Luxembourg : 1. la présente requête pour l’obtention d’un KréveY lâtirlveritiofi concernant : ' ....................................................................................................................................................cribL.ifl.c.a t........................................(4) .AEraaldÉ.....ii..,..::v.t.i,.a.c.tl.£.o.....d.a..........iiQji-i.ar.r.e.iix......c.o.n.i.e.n.ü5......dans......d.e..s.............drop this ...... ten n.û Ÿn.uh.rn ma ... S..0 ix an t e .-. d..ix-.huit ........... ................................ (3) "to ..... 1JL..Q.0 .. .... hours, at the Ministry of National Economy and the Middle Classes, in Luxembourg: 1. this request for obtaining a KréveY lâtirlveritiofi concerning: '............ .................................................. .................................................. .................................... cribL.ifl.ca t ........ ................................ (4) .AEraaldÉ ..... ii .., .. :: vti, .actl. £ .o ..... da ......... iiQji-i.ar.reiix ...... conienü5 ...... in ... ... de.s .............
.acnrias......?..i.....3.;i.i.!ra.s....-.s.cu.s.-nrn.d.u-ii-S.-.n.étaTlu-rg-i-nua.s.,.'‘-.......................................................................acnrias ......? .. i ..... 3.; ii! ra.s ....-. s.cu.s.-nrn.du-ii-S .-. n. étaTlu-rg-i-nua.s., .''-................................... ...................................
déeiere, en assumant la responsabilité de cette déclaration, que l’(es) inventeur (s) est (sont) : ..lia.*......LL:...; .Air.’ 'u RicAtA.:·f IE-LlL·! .Li 11.7.:7 éllil.73: p) :......rt.....s... dma' ,..ira a t......i j ?.,.....Γ: 2'9 Lavs, ^Ipicue.....si...............................................déeiere, assuming responsibility for this declaration, that the inventor (s) is (are): ..lia. * ...... LL: ...; .Air. ’'U RicAtA.:·f IE-LlL ·! .Li 11.7.:7 éllil. 73: p): ...... rt ..... s ... dma ', .. ira a t ...... ij?., ... ..Γ: 2'9 Lavs, ^ Ipicue ..... si ................................. ..............
..Luc..........·..· ?..t.....la bi......:.:1- ;n.....12......AM"......ΑΑ.ΧΜ,...................................Luc .......... · .. ·? .. t ..... la bi ......:.: 1-; n ..... 12 ... ... AM "...... ΑΑ.ΧΜ, .................................
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2. la délégation de pouvoir, datée de.....::...1.:..0.,:..4.(1............... .......— le -2-............L '. -....2. the delegation of power, dated ..... :: ... 1.: .. 0.,: .. 4. (1 ................ ......— the -2 -............ The. -....
3. la description en langue .......i.X..:______~ i..i 3.................................... de l’invention en deux exemplaires ; 4..........1.1................ planches de dessin, en deux exemplaires ; 5. la quittance des taxes versées au Bureau de l’Enregistrement à Luxembourg, le ...12 ή i a. a 1.21.8..................................................................... . ..... -, ·,.........................................3. description in language ....... iX.:______~ i..i 3 ........................... ......... of the invention in two copies; 4 .......... 1.1 ................ drawing boards, in two copies; 5. the receipt of the taxes paid to the Luxembourg Registration Office on ... 12 ή i a. a 1.21.8 .............................................. ........................ ..... -, ·, .........................................
·- 1 ; I i t eu u . u I e I „·η revcnfïiipje pour la susdite demande de bpr.et.la priorité d’une (des) oemande(s) de (6) ............................././......................................................... déposé=(s) en (7).........................LL................................................................................................· - 1; I i had u. u I e I „· η revcnfïiipje for the above request for bpr. and. the priority of one (or more) request (s) from (6) ................. ............ /. / ................................... ...................... deposited = (s) in (7) ................... ...... LL ........................................... .................................................. ...
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au nom de ..........................................................il...........................................................................................................................................-............................. - (9) élit domicile pour lui (elle) et, si désigné, pour son mandataire, à Luxembourg ........................................on behalf of ............................................... ...........he...................................... .................................................. .................................................. .-............................. - (9) elect domicile for him / her and, if appointed, for his / her representative , in Luxembourg ........................................
* ...Ils..,. I- lîïl é 3 Zjixlî:.." lj .. .1.................................................................................................................................................. (io> ’ t ? ,. ·- _·!1 - t .· ·, n. , , , ’ sollicite la délivrance d’un brevet d'invitn:·:à' pour l'objet décrit et représente asns les annexes susmentionnées, — avec ajournement de cette délivrance à ... b. 1-.1.:: i;. :.! il........ mois.* ... They ..,. I- lîïl é 3 Zjixlî: .. "lj .. .1 ................................... .................................................. .................................................. ........... (io> 't?,. · - _ ·! 1 - t. · ·, n.,,,' requests the issuance of a guest certificate: ·: à 'for the object described and also represents the above-mentioned annexes, - with postponement of this issue to ... b. 1-.1. :: i ;.:.! il ........ month.
T . <7 ·. n , / ^ / f "e.....ly’ns, '//'///> /-bt, - b----II. Procès-vt ibal de pépôt.T. <7 ·. n, / ^ / f "e ..... ly’ns, '//' ///> / -bt, - b ---- II. Ibal trial of pépôt.
! ; v 7 r ' - c f: . ·. < n ! i·. i . Π ... . .. , _,â! ; v 7 r '- c f:. ·. <n! i ·. i. Π .... .. , _,at
La susdite demande ae brevet ô'irr. ré.a et« oeposse au .mm store de 1 Economie Na‘:c-v,£ie et des Classes Moyennes, Service de la Propriété Industrielle à Luxembourg, en date du: T n t r o ; . . . _____i _,_____υThe aforesaid application for a patent. re.a and “oeposse au .mm store de 1 Économie Na‘: c-v, £ ie et des Classes Moyen, Industrial Property Service in Luxembourg, dated: T n t r o; . . . _____i _, _____ υ
Pr. le Ministre à heures /<*'" S--'ÎVda l’Éccr-cmie Nationale et des Classes Moyennes, ,/ρ ...p. p-à.r \h. ; ' ί/ 5 , . ··. .-· -5 f y ·-> A b '07 I · - ‘x ..î l / a. Μη Mémoire descriptif déposé à l’appui d’unePr. The Minister at hours / <* '"S -' ÎVda l'Eccr-cmie Nationale et des Classes Moyennes,, / ρ ... p. P-à.r \ h.; 'Ί / 5,. ··. .- · -5 fy · -> A b '07 I · - 'x ..î l / a. Μη Descriptive memorandum filed in support of a
SS
demande de brevet d'addition au brevet d’invention n° 78 869 du 13 janvier 1978 au nom de la Société dite : i_ MEÎALLURG-IE HOBObEN-OVSSRRLTpatent application for addition to the invention patent n ° 78 869 of January 13, 1978 in the name of the so-called Company: i_ MEÎALLURG-IE HOBObEN-OVSSRRLT
i pour j ''Procédé d’extraction de métaux non-ferreux : contenus dans des scories et autres sous- ! ; produits métallurgiques" i i i la présente demande de brevet a pour but de préciser davantage la portée du brevet d’invention et se rapporte à quelques caractéristiques compléterv . >ç /* / / / / 0/ / . .i for j '' Non-ferrous metal extraction process: contained in slag and other sub-! ; metallurgical products "i i i the purpose of this patent application is to further clarify the scope of the invention patent and relates to some features completerv.> ç / * / / / / / 0 / /..
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La présente invention se rapporte à un procédé d’extraction de métaux non-ferreux à partir de scories et autres sous-produits métallurgiques contenant des métaux non-ferreux à l’état de composés, dans lequel on traite ces matières à l’état fondu en les chauffant par résistance dans un four électrique à électrodes immergées, sous une couche d’agent réducteur solide, et en insufflant un gaz non-oxydant dans la matière fondue, de façon à produire un brassage efficace de la dite matière.The present invention relates to a process for extracting non-ferrous metals from slag and other metallurgical by-products containing non-ferrous metals in the form of compounds, in which these materials are treated in the molten state by heating them by resistance in an electric oven with submerged electrodes, under a layer of solid reducing agent, and by blowing a non-oxidizing gas into the molten material, so as to produce an efficient mixing of said material.
On connaît déjà un tel procédé pour traiter des scories fondues de la métallurgie des métaux non-ferreux (voir Offenlegungsschrift 2 727 618). Dans ce procédé connu, on utilise un agent réducteur solide carboné distribué à la surface de la scorie fondue, où il forme une couche, et l'on insuffle un gaz non oxydant dans une proportion et avec une vitesse telle que l’on crée une circulation de la scorie fondue, de telle sorte qu'elle soit projetée à travers la couche de réducteur carboné et filtrée à travers elle. Suivant ce procédé, le débit de gaz non oxydant insufflé dans la scorie liquide est préférentiellement de 50 à 100 Nm3/h par tonne de scorie, la température de la scorie est préférentiellement 1200° à 1500°G et le gaz non oxydant est préférentiellement un gaz inerte ou réducteur.Such a process is already known for treating molten slag from the metallurgy of non-ferrous metals (see Offenlegungsschrift 2,727,618). In this known process, a solid carbonaceous reducing agent is used distributed on the surface of the molten slag, where it forms a layer, and a non-oxidizing gas is blown in a proportion and with a speed such that a circulation of the molten slag, so that it is projected through the layer of carbonaceous reducing agent and filtered through it. According to this process, the flow rate of non-oxidizing gas blown into the liquid slag is preferably from 50 to 100 Nm 3 / h per tonne of slag, the temperature of the slag is preferably 1200 ° to 1500 ° G and the non-oxidizing gas is preferably a inert or reducing gas.
Un premier inconvénient de ce procédé est que le débit élevé de gaz insufflé dans la scorie liquide crée une agitation difficilement compatible avec la marche d’un four/.A first drawback of this process is that the high flow rate of gas blown into the liquid slag creates agitation which is difficult to reconcile with the operation of an oven.
// .//.
~~ ' v;· • - 3 - $ électrique à électrodes immergées qui est normalement une opération calme, le plus souvent continue et s’étendant préférentiellement sur de longues périodes sans interruptions. Par exemple, par rapport à l’opération sans insufflation de gaz, le fonctionnement est électriquement moins stable, ce qui se manifeste par des variations brusques et intempestives du courant et de la puissance instantanée consommée par le four; le facteur de puissance ’ (cos zÿ) atteint également des valeurs nettement plus faibles que celles que l’on a lors d’une opération sans insufflation. Il en résulte que des dispositifs spéciaux doivent être prévus pour corriger les instabilités électriques et/ou que des pénalités seront éventuellement appliquées par les distributeurs de l’énergie électrique. D’autre part, l'agitation importante de la scorie risque d’occasionner une usure rapide du revêtement du four et de projeter des matières liquides sur la voûte et les parois latérales, tous facteurs qui contribueront à réduire la durée de vie du four et à restreindre les possibilités d’une marche continue de longue durée.~~ 'v; · • - 3 - $ electric with immersed electrodes which is normally a calm operation, usually continuous and preferably extending over long periods without interruptions. For example, compared to the operation without gas insufflation, the operation is electrically less stable, which is manifested by sudden and untimely variations in current and instantaneous power consumed by the oven; the power factor ’(cos zÿ) also reaches significantly lower values than those obtained during an operation without insufflation. It follows that special devices must be provided to correct the electrical instabilities and / or that penalties may be applied by the distributors of electrical energy. On the other hand, the significant agitation of the slag risks causing rapid wear of the lining of the furnace and projecting liquid materials onto the roof and the side walls, all factors which will contribute to reducing the lifetime of the furnace and to limit the possibilities of long-term continuous walking.
Un autre inconvénient du procédé sus-mentionné est que j ) le débit de gaz élevé est susceptible d’occasionner une | volatilisation importante des métaux dont la tension de j vapeur est élevée à la température d’opération. Ceci peut | | être considéré comme un avantage pour certains métaux tels i j - que le zinc, qu’il est courant de récupérer dans les poussé;vei s j j; -- 9 - 4 - obtenues à partir de la phase gazeuse lors d'opérations de fusions réductrices. Par contre, cette volatilisation est indésirable et doit préférentiellement être limitée à un minimum pour d'autres métaux tels que le plomb, que l'on préfère récupérer directement sous forme métallique liquide, à partir de la scorie à réduire. Si du plomb et du zinc sont simultanément présents dans la scorie à réduire, un compromis est à rechercher entre les volatilisations de l'un * et de l'autre métal; dans ce cas, on observe que l'optimum correspond souvent à un taux:- de volatilisation relativement faible, qu'il n'est pas possible de réaliser dans les conditions du procédé sus-mentionné. Dans ce cas, également, on observe souvent qu'il y a avantage à opérer à une température aussi basse que possible, préférentiellement inférieure à 1200°C.Another disadvantage of the above-mentioned process is that j) the high gas flow rate is likely to cause | significant volatilization of metals with a high vapor pressure at operating temperature. This can | | be considered an advantage for certain metals such as i j - such as zinc, which it is common to recover in pushes; vei s j j; - 9 - 4 - obtained from the gas phase during reductive fusion operations. On the other hand, this volatilization is undesirable and should preferably be limited to a minimum for other metals such as lead, which it is preferred to recover directly in liquid metallic form, from the slag to be reduced. If lead and zinc are simultaneously present in the slag to be reduced, a compromise must be sought between the volatilizations of one * and of the other metal; in this case, it is observed that the optimum often corresponds to a rate: - of relatively low volatilization, which it is not possible to achieve under the conditions of the above-mentioned process. In this case, too, it is often observed that there is an advantage in operating at a temperature as low as possible, preferably below 1200 ° C.
Un autre inconvénient du procédé sus-mentionné est que le débit de gaz élevé que l'on insuffle dans la scorie quitte le bain à température élevée, absorbant par le fait même de l'énergie calorifique en quantités non négligeables, qu'il est souvent malaisé de récupérer de façon efficace et qu'il faut compenser par un supplément d'énergie électrique apportée aux électrodes du four.Another disadvantage of the above-mentioned process is that the high gas flow which is blown into the slag leaves the bath at high temperature, thereby absorbing heat energy in non-negligible quantities, which is often difficult to recover efficiently and that must be compensated by additional electrical energy supplied to the oven electrodes.
Un autre inconvénient du procédé sus-mentionné est encore que la consommation de gaz non oxydant est élevée, de telle sorte que le coût du gaz peut constituer une fraction importante des coûts opératoires totaux et rendre l'opération non rentable, car exemnle lorsque les scories à traiter-;/ / / / / / / / / j f J ï/f - 5 - / contiennent des quantités relativement faibles de métaux valorisables ou lorsque la valeur de ces métaux est relativement peu élevée.Another disadvantage of the above-mentioned process is that the consumption of non-oxidizing gas is high, so that the cost of the gas can constitute a significant fraction of the total operating costs and make the operation unprofitable, since it is very costly when the slag to be treated -; / / / / / / / / / / jf J ï / f - 5 - / contain relatively small quantities of recoverable metals or when the value of these metals is relatively low.
On connaît également un procédé destiné à récupérer des métaux à partir de scories contenant des métaux non-ferreux par réduction au carbone dans des fours électriques à arc (voir rapport PB 271.370 du Rational Technical Information Service de l'U.S. Department of Commerce). Le procédé se ' ' ' ““ v différencie du procédé de l’invention par le faâ que l’agent réducteur solide carboné est injecté au fond du bain liquide au moyen d’un injecteur à carbone comprenant un tube d’injection inséré dans le four. L’inconvénient de ce procédé est qu’il nécessite un appareillage compliqué et délicat d’injection de réducteur solide, celui-ci devant être broyé sous une forme fine alors que, dans le procédé de l’invention, l’ajoute de réducteur peut se faire sous forme grossière par simple distribution à la surface du bain liquide. D’autre part, par rapport au procédé de l’invention, les performances métallurgiques ne sont pas améliorées.A method is also known for recovering metals from slag containing non-ferrous metals by carbon reduction in electric arc furnaces (see report PB 271.370 of the Rational Technical Information Service of the U.S. Department of Commerce). The process differs from the process of the invention in that the carbonaceous solid reducing agent is injected into the bottom of the liquid bath by means of a carbon injector comprising an injection tube inserted in the oven. The disadvantage of this process is that it requires a complicated and delicate apparatus for injecting solid reductant, the latter having to be ground in a fine form whereas, in the process of the invention, the addition of reductant can be in coarse form by simple distribution on the surface of the liquid bath. On the other hand, compared to the process of the invention, the metallurgical performance is not improved.
La présente invention a pour objectif de remédier aux divers inconvénients mentionnés ci-dessus. .Bile consiste à traiter, à l’état fondu, des scories et autres sous-produits métallurgiques contenant des métaux non-ferreux à l’état de composés, en les chauffant par résistance dans un four électrique à électrodes immergées, sous une couche " s / ,· d’asent réducteur solide, et à favoriser le contact enrre __^ ^ / //The object of the present invention is to remedy the various drawbacks mentioned above. .Bile consists in treating, in the molten state, slag and other metallurgical by-products containing non-ferrous metals in the state of compounds, by heating them by resistance in an electric oven with immersed electrodes, under a layer " s /, · of asent reductive solid, and to favor the contact enre __ ^ ^ / //
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fi U* I - 6 - \ la matière à traiter et l'agent réducteur par le mouvement imprimé à la scorie par l’insufflation d’un gaz non-oxydant, avec un débit tel qu’il produise un brassage suffisant que pour améliorer considérablement les performances métallurgiques du four mais pas excessif au point de mettre en cause la stabilité électrique et la I durée de vie du four ni de donner lieu à la production de quantités excessives de poussières ou à une consommation excessive d'énergie électrique et de gaz non-oxydant.fi U * I - 6 - \ the material to be treated and the reducing agent by the movement imparted to the slag by the blowing of a non-oxidizing gas, with a flow rate such that it produces sufficient mixing only to improve considerably the metallurgical performance of the furnace but not excessive to the point of jeopardizing the electrical stability and the lifetime of the furnace or giving rise to the production of excessive amounts of dust or to an excessive consumption of electrical energy and gas non-oxidant.
| A cet effet, on insuffle le gaz non-oxydant à un débit [ compris entre 0,5 et 10 ÏTm3/heure/tonne de matière traitée.| To this end, the non-oxidizing gas is blown at a rate [of between 0.5 and 10 μm3 / hour / tonne of material treated.
! 1 II a, en effet, été trouvé que pour réaliser un contact suffisant entre la matière traitée et l’agent réducteur, il n'était pas nécessaire d’imprimer à la scorie une agitation violente au point de la projeter à travers la couche de réducteur mais qu'il suffisait, au contraire, de réaliser une convection douce et régulière de la scorie, de telle sorte que chaque particule de celle-ci ait l'occasion d’entrer en contact avec le réducteur pour y être réduite. Il a été observé ainsi qu'en dessous de 0,5 ÎTm3/heure/tonne de matière traitée, le brassage est peu efficace, tandis qu’au-dessus de 10 ïïm^/beure/tonne de matière traitée, on produit une agitation excessive, qui n'améliore plus les performances métaltiïgiques de manière substantielle mais oui, au contraire, donne lieu à une instabilité de plus en plus grande de la marche du .four ainsi qu'à une production excessive de poussiei /· / / f / _ / / /7/ - 7 - * et une consommation excessive d’énergie.! 1 It has in fact been found that in order to achieve sufficient contact between the treated material and the reducing agent, it was not necessary to imprint on the slag a violent agitation to the point of projecting it through the layer of reducer but that it was enough, on the contrary, to carry out a gentle and regular convection of the slag, so that each particle thereof has the opportunity to come into contact with the reducer to be reduced there. It has been observed that, below 0.5 μm 3 / hour / tonne of treated material, stirring is ineffective, while above 10 μm 3 / hour / tonne of treated material, agitation is produced. excessive, which no longer improves the metal performance in a substantial way but yes, on the contrary, gives rise to an increasing instability of the walking of the oven as well as to an excessive production of dust / / / / f / _ / / / 7 / - 7 - * and excessive energy consumption.
Il a été trouvé, d’autre part, que dans le domaine des débits de 0,5 à 10 ïfm3/heure/tonne de matière traitée, les performancés métallurgiques, mesurées par exemple par la vitesse à laquelle un métal donné est réduit, ne s’améliorent pas d'une manière proportionnelle au débit mais que l'amélioration la plus forte est obtenue aux débits les plus faibles, tandis qu’à débit élevé, un a.ccroissement du débit n’apporte que des améliorations de plus en plus faibles. Il a également été trouvé que pour les métaux tels que le zinc, qui sont réduits sous forme gazeuse et donc entraînés par les gaz du four, la quantité totale de gaz mis en contact avec une quantité donnée de scorie joue un rôle important et que l’on conserve une amélioration substantielle des performances métallurgiques jusqu’au débit de 10 ïïm3/heure/tonne. Pour les métaux tels que le plomb, qui sont préférentiellement réduits sous forme liquide, la quantité totale de gaz mise en contact avec une quantité donnée de scorie joue un rôle moins important et l’on n’observe plus d’amélioration substantielle , des performances métallurgiques pour les débits supérieurs à 2,5 Hm^/heure/tonne. Dans ce dernier cas, il est donc avantageux d’opérer avec des débits inférieurs à 2,5 heure/tonne.It has been found, on the other hand, that in the field of flow rates of 0.5 to 10 μm3 / hour / tonne of treated material, the metallurgical performances, measured for example by the speed at which a given metal is reduced, does not do not improve in a proportional way to the flow but that the strongest improvement is obtained at the weakest flows, while at high flow, an increase in the flow brings only improvements more and more weak. It has also been found that for metals such as zinc, which are reduced to gaseous form and therefore entrained by oven gases, the total amount of gas brought into contact with a given amount of slag plays an important role and that the 'a substantial improvement in metallurgical performance is maintained up to a flow rate of 10 µm3 / hour / ton. For metals such as lead, which are preferably reduced to liquid form, the total quantity of gas brought into contact with a given quantity of slag plays a less important role and no substantial improvement in performance is observed. metallurgical for flows over 2.5 Hm ^ / hour / ton. In the latter case, it is therefore advantageous to operate with flow rates of less than 2.5 hours / tonne.
Bans le cas où la matière à traiter comporte au moins deux métaux à extraire préférentiellement sous forme liquide-, dont l’un est un métal aisément réductible, tel eue le plomb, >v U; J s - 8 - .In the case where the material to be treated comprises at least two metals, preferably to be extracted in liquid form, one of which is an easily reducible metal, such as lead,> v U; J s - 8 -.
et l'autre est un métal plus difficilement réductible, tel que l'étain, il est connu que le métal aisément réductible est réduit en premier lieu et que le métal plus difficilement réductible est réduit ensuite. Il est également connu que la réduction du métal plus difficilement réductible est facilitée si. ce métal présente une certaine solubilité dans le métal aisément réductible, 'du fait de l'abaissement de son activité chimique. Cet effet ne peut . cependant être mis à profit que si le métal aisément réduc tible est mis en contact intime avec la matière à traiter durant la réduction du métal plus difficilement réductible. Dans le procédé de l'invention, il a été observé que ce contact intime n'est pas réalisé lorsque l'insufflation de gaz non-oxydant a lieu dans la couche de scorie, étant donné que le métal stagne alors au fond du four, sans échange chimique possible avec la scorie qui se trouve i au-dessus de lui. Dans ce cas, il a été trouvé avantageux ] _ d'insuffler le gaz non-oxydant dans la couche de métal I liquide, de façon à entraîner, à projeter et à disperser le métal dans la couche de scorie. Il a également été observé que, dans ce cas, un débit de gaz non-oxydant ' > compris entre 0,5 et 2,5 Nm3/heure/tonne de matière traitée était satisfaisant pour obtenir une bonne dispersion du métal dans la scorie tant en conservant une bonne stabilité de marche du four.and the other is a metal which is more difficult to reduce, such as tin, it is known that the metal which is easier to reduce is reduced first and that the metal which is more difficult to reduce is then reduced. It is also known that the reduction of the metal which is more difficult to reduce is facilitated if. this metal has a certain solubility in the easily reducible metal, due to the lowering of its chemical activity. This effect cannot. however, take advantage of it only if the easily reducible metal is brought into intimate contact with the material to be treated during the reduction of the metal which is more difficult to reduce. In the process of the invention, it has been observed that this intimate contact is not achieved when the blowing of non-oxidizing gas takes place in the slag layer, since the metal then stagnates at the bottom of the oven, without possible chemical exchange with the slag which is i above it. In this case, it has been found advantageous to inject the non-oxidizing gas into the layer of liquid metal, so as to entrain, project and disperse the metal in the slag layer. It was also observed that, in this case, a flow rate of non-oxidizing gas> of between 0.5 and 2.5 Nm 3 / hour / tonne of material treated was satisfactory for obtaining good dispersion of the metal in the slag as while maintaining good oven stability.
Au lieu de préparer la dite couche de métal aisément réductible par réduction de la scorie, il est également possible de démarrer l'operation de réduction en presence d'une telle couche de métal, notamment lorsque la scorie,ne // /" / contient aus des métaux plus difficilement réductibles que - 9 - 1‘οώ veut récupérer à l'état liquide.Instead of preparing said layer of easily reducible metal by reduction of the slag, it is also possible to start the reduction operation in the presence of such a layer of metal, in particular when the slag does not // / "/ contain to metals which are more difficult to reduce than the one wished to recover in the liquid state.
Lorsqu'il s'agit de récupérer de métaux difficilement réductibles, mais bien solubles dans le fer, tels que le nickel et le cobalt, la dite couche de métal, dans laquelle on insuffle le gaz non-oxydant, est avantageusement constituée d'un alliage ferreux, ajouté avant ou formé pendant la réduction de la scorie.When it is a question of recovering metals which are difficult to reduce, but well soluble in iron, such as nickel and cobalt, the said layer of metal, in which the non-oxidizing gas is blown, advantageously consists of a ferrous alloy, added before or formed during slag reduction.
Comme gaz non-oxydant, on peut utiliser un gaz inerte, tel l'azote, ou un gaz réducteur, tel l'hydrogène, le méthane ou le gaz naturel. Pour le procédé de l'invention, il s'est avéré particulièrement avantageux d'utiliser du gaz naturel, étant donné que celui-ci participe au travail de réduction, ce qui influence de façon favorable la vitesse de réduction et diminue la quantité d'agent réducteur solide à mettre en oeuvre. Le gaz naturel présente également l'avantage qu'il est aisément disponible et que son coût est relativement faible. Lors de l'utilisation de ce gaz, il a par ailleurs été observé que la vitesse d'injection dans la matière traitée devait préférentiellement être supérieure à 5 m/sec, de façon à éviter le cracking du gaz dans la lance; une telle vitesse d'injection contribue également au brassage efficace de la matière traitée.As the non-oxidizing gas, an inert gas, such as nitrogen, or a reducing gas, such as hydrogen, methane or natural gas, can be used. For the process of the invention, it has proved to be particularly advantageous to use natural gas, since this takes part in the reduction work, which favorably influences the reduction speed and decreases the amount of solid reducing agent to be used. Natural gas also has the advantage that it is readily available and that its cost is relatively low. When using this gas, it has moreover been observed that the speed of injection into the treated material should preferably be greater than 5 m / sec, so as to avoid cracking of the gas in the lance; such an injection speed also contributes to the efficient mixing of the treated material.
L'application du procédé de l'invention requiert le plus souvent l'addition à la matière traitée de fondants nécessaires pour produire une scorie épuisée de propriétés physiques et chimiques adéquates. Il est connu, en particulier, qu'une bonne extraction des métaux nécessite souvent la nrésence en cuantités suffisantes de GaO dans / la scorie épuisée. Cette présence est généralement assuré^ ί -ιοί matière à traiter est alimentée sous forme solide, un j moyen simple d'ajouter les fondants est de les incorporer ! en mélange à la charge du four. lorsque la matière à traiter est alimentée sous forme liquide, ce moyen n'est pas applicable. Dans ce cas, il a été observé que les iondants pouvaient aisément être ajoutés par simple distribution à la surface du bain, éventuellement en mélange avec le i réducteur solide, l'insufflation des débits de gaz non- 1 * oxydant caractérisant le procédé de l'invention étant i suffisante pour assurer un bon contact de la matière traitée S| avec les fondants et une dissolution r&uide de ceux-ci.The application of the process of the invention most often requires the addition to the treated material of fluxes necessary to produce an exhausted slag of adequate physical and chemical properties. It is known, in particular, that a good extraction of metals often requires the presence in sufficient quantities of GaO in / the spent slag. This presence is generally assured ^ ί -ιοί material to be treated is supplied in solid form, a simple way to add the fondants is to incorporate them! mixed in charge of the oven. when the material to be treated is supplied in liquid form, this means is not applicable. In this case, it has been observed that the ionizers could easily be added by simple distribution to the surface of the bath, optionally in admixture with the solid reducing agent, the insufflation of the non-oxidizing gas flow rates characterizing the process of the being sufficient to ensure good contact of the treated material S | with the fluxes and a dissolved dissolution thereof.
1 lorsque les métaux à extraire sont préférentiellement |f récupérés sous forme liquide, il y a avantage à opérer le si ;j procédé à une température aussi basse que possible, eompa- \\1 when the metals to be extracted are preferably | f recovered in liquid form, there is an advantage in operating the si; j proceeded at a temperature as low as possible, eompa- \\
Ij tible avec les points de fusion du métal et de la scorie épuisée. Ceci est particulièrment le cas lorsque les métaux à extraire, tel le plomb, ont une tension de vapeur relativement élevée et une tendance relativement forte à être , volatilisés. Dans ce cas, il y a avantage à choisir une I composition de scorie suffisamment fusible que pour pouvoir | opérer à une température supérieure à 1100° et inférieure à 1200°C.Ij tible with melting points of metal and spent slag. This is particularly the case when the metals to be extracted, such as lead, have a relatively high vapor pressure and a relatively strong tendency to be volatilized. In this case, it is advantageous to choose a composition of slag sufficiently fusible that to be able to | operate at a temperature above 1100 ° and below 1200 ° C.
i le procédé de l'invention est applicable aussi bien i „ à une marche discontinue qu'à une marche continue. Dans le cas d'une marche continue, la vitesse de réduction moyenne / est cependant plus faihle que dans le meme four opérant ep' /y 't'/ / ___ - / - 11 - discontinu sur la même charge, étant donné que la matière à traiter y subit une dilution par le contenu du four dès son introduction dans le four. Tour obtenir un même degré de réduction de la scorie épuisée, on compense alors la diminution de la vitesse de réduction moyenne par une augmentation du temps de séjour de la matière à traiter dans le four. Il en résulte que les débits de gaz non-oxydant produisant une augmentation importante de la vitesse de - réduction correspondent à des consommations nettement plus élevées de gaz non-oxydant par tonne de matière à traiter, de telle sorte que le procédé peut éventuellement devenir moins rentable lorsque les matières à traiter contiennent des quantités relativement faibles de métaux valorisables ou lorsque la valeur de ces métaux est relativement faible. Tans ce cas, il est généralement avantageux d'opérer avec des débits plus faibles, préférentiellement compris entre 0,5 et 1,5 hm-Vheure/tonne de matière traitée. D'autre part, en marche continue, il est également avantageux de diminuer l'effet de dilution des matières alimentées par le contenu du four en opèrent dans un four de forme allongée, où les matières à traiter sont alimentées à une extrémité, tandis t que la scorie épuisée est soutirée à l’extrémité opposée. / . . fi the method of the invention is applicable both to a discontinuous walk as a continuous walk. In the case of continuous operation, the average reduction speed / is however lower than in the same oven operating ep '/ y' t '/ / ___ - / - 11 - discontinuous on the same load, since the material to be treated undergoes a dilution by the contents of the oven upon its introduction into the oven. In order to obtain the same degree of reduction of the spent slag, the reduction in the average reduction speed is then compensated for by an increase in the residence time of the material to be treated in the oven. As a result, the flow rates of non-oxidizing gas producing a significant increase in the speed of reduction correspond to significantly higher consumption of non-oxidizing gas per tonne of material to be treated, so that the process may possibly become less profitable when the materials to be treated contain relatively small quantities of recoverable metals or when the value of these metals is relatively low. In this case, it is generally advantageous to operate with lower flow rates, preferably between 0.5 and 1.5 hm-Vhour / tonne of material treated. On the other hand, in continuous operation, it is also advantageous to reduce the dilution effect of the materials fed by the contents of the oven operate in an elongated oven, where the materials to be treated are fed at one end, while t that the spent slag is drawn off at the opposite end. /. . f
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