Brevet FR2000613A1 — publié le 19690912

l'invention concerne un procédé de traitement de matériaux ferrugineux oxydés, ayant été réduits dans un four tabulaire rotatif, dans lequel le mélange de produits sortant du four tubulaire rotatif est refroidi puis séparé en ses divers 5 composants par criblage et triage magnétique. Pour des raisons d'ordre économique, lors de la réduction directe des matériaux ferrugineux oxydés, il est nécessaire d'effectuer, dans le mélange sortant du four tubulaire rotatif, 10 la séparation de la portion en excédent des produits de réduction afin de la réutiliser, de préférence dans le four tubulaire rotatif. Le brevet Est-Allemand 366.352 concerne un procédé pour le traitement des résidus de combustibles, comme les cendres et 15 les scories, au moyen d'un champ magnétique fortement concentré qui permet de séparer les scories ferrugineuses non combustibles des matières combustibles contenues dans les résidus. • Bans un procédé .connu, dit de l'éponge de fer (communications techniques Krupp, volume 19 de 1961, page 189 et suivantes 20 le mélange sortant du four tubulaire rotatif est refroidi puis soumis successivement à un criblage, et à un triage magnétique. L'agent réducteur en excédent est séparé de l'éponge de fer dans l'étage de post-criblage. Une amélioration apportée à ce procédé est décrite dans "Stahl und Eisen" 85, N° 22 de 1965 page 1371 et 25 suivantes. Après criblage, et triage magnétique, l'agent réducteur en excédent contenu dans le mélange de charbon, de chaux et de cendres est séparé par la mise en oeuvre d'un procédé électrostatique. Le brevet anglais N° 930.029 fait également mention 30 d'un traitement électrostatique appliqué aux produits sortant d' un four tubulaire rotatif. Au lieu du triage électrostatique du mélange de charbon de chaux et de cendres on peut également effectuer une séparation par gravité (" Stahl und Eisen" n° 9 de 1967, page 534- et 35 suivantes). 1»ans un autre procédé, les produits sortant du four tubulaire rotatif sont séparés en trois fractions de criblage, et chaque fraction est ensuite soumise à un traitement magnétique l'excédent d'agent réducteur des trois fractions est réintégré 40 dans le four tubulaire rotatif ("Stahl und Eisen" 67 de 1967 page 53^ et suivantes). 69 01224 2 2000613 Ces procédés connus sont cependant tous affectés du même défaut : dans l'agent réducteur utilisé en circuit fermé, la teneur en carbone décroît continuellement alors que la teneur en cendres croît dans les mêmes proportions. Parallèlement 5 la teneur en fer des cendres s'accroît, ce qui est attribué à un enrichissement du fer contenu dans les cendres, mais qui provient toutefois d'un dépôt de fer diffus en grains très fins sur les particules de cendres qui proviennent du chargement du four. Cette tendance au dépôt est d'autant plus marquée que 10 la teneur en cendres du charbon brut est plus élevée et que les cendres du charbon ont une température de ramollissement et de fusion plus faible. le point de fusion des cendres de charbon est abaissé par le dépôt de fer diffus en grains très fins, et en partie 15 également par la chaux et la dolomie provenant du chargement du four, de telle sorte que les particules d'agent réducteur riches respectivement en cendres et en fer se ramollissent et s'agglutinent déjà dans le domaine des températures de la réduction, et que la teneur en carbone de ces particules se trouve bloquée 20 tandis qu'il se produit un début d'incrustation dans les parois du four tubulaire rotatif. On s'est alors rendu compte fortuitement que l'on pouvait maintenir à une valeur constante la teneur en cendres de l'agent réducteur utilisé en circuit fermé, en éliminant les 25 particules riches en cendres, si l'on soumettait à un triage magnétique en deux stades la fraction issue du criblage, dont la dimension des grains était comprise entre 1 et 10 mm, entré 1 et 8 mm de préférence, et qui comporte de beaucoup là.plus grande part de l'excédent d'agent réducteur, ce qui a pour effet 30 d'éliminer du chargement du four les particules de cendres devenues sensibles au magnétisme par suite du dépôt de fer diffus en grains très fins. Dans l'un des stades du triage magnétique, on sépare (extrait) l'éponge de fer au moyen du champ le plus faible d'intensité Dans certains cas, on scomet également aa double êi'iage M) magnétique la feactioa issae ûs& criblage dont la «cLissngioB. des - ' BAD ORIGINAL 69 01224 3 2000613 grains est inférieure à 1 mm, en vue d'une réutilisation, notamment d'une réintroduction dans le four tubulaire rotatif. Ce traitement n'est effectué que dans le cas d'agents réducteurs à très faible teneur en soufre ou de cendres de charbon ayant une 5 composition basique, à condition que le chargement du four tubulaire rotatif ne nécessite que de faibles quantités, ou mieux aucune addition, pour sa sulfuration. Pour améliorer l'effet séparateur du triage magnétique, il convient, dans bien des cas, avant de procéder au triage 10 par voie magnétique des fractions à traiter issues du criblage d'effectuer un broyage préliminaire des agrégats à l'aide d'un broyeur à plateaux ou à percussion, ou de tout autre moyen similaire. Dans d'autres cas, on peut également recommander un-traitement dans un séparateur à vent. 15 Le triage magnétique en deux stades peut être effectué soit en appliquant un champ d'une intensité supérieure à 1000 Oersteds, au premier stade, et un champ d'une intensité inférieure à 1000 Oersteds au deuxième stade, soit avec un champ d'intensité inférieure à 1000 Oersteds au premier stade, et avec 20 un champ d'intensité supérieure à 1000 Oersteds, au second stade. Dans le premier mode opératoire, le premier stade (champ supérieur à 1000 Oersteds) permet de séparer (extraire) un complexe d'éponge de fer et d'impuretés (éponge de fer . et fraction cokéfiée riche en cendres) et d'éliminer la fraction 25 cokéfiée pauvre en cendres. Le complexe d'éponge de fer et d'impuretés est introduit dans le second étage (second stade champ inférieur à 1000 Oersteds). Dans celui-ci, on sépare ( extrait) la fraction cokéfiée riche en cendres, tandis que l'éponge de fer reste en arrière, la fraction cokéfiée pauvre 30 en cendres du premier égage est réintégrée dans le four tubulaire rotatif, tandis que la fraction cokéfiée riche en cendres du deuxième étage est rejetée. Dans le deuxième mode opératoire, le premierétage (premier stade, champ inférieur à 1000 Oersteds) permet de 35 séparer (extraire) l'éponge de fer et de retenir une fraction cokéfiée, contenant des cendres, qui est introduite dans le deuxième égage ( second stade, champ supérieur à 1000 Oersteds). Dans ce cas, la fraction cokéfiée riche en cendres est séparée (extraite) tandis que lafraction cokéfiée pauvre en cendres 40 reste en arrière. r~ EAD ORIGINAL 69 01224 4 2000613 Le tableau suivant, qui indique les teneurs en carbone et en fer des fractions issues du criblage, dont les dimension.: des grains sont respectivement comprises entre 1 et 8 mm, et inférieure à 1 mm, donne plus de précisions sur un exemple 5 d'application de l'invention. Composition pondérale. Grains de dimensions com- Grains de dimensions prises entre 1 et 8 mm inférieures à 1 mm 10 . C (%) Fe (%) C (%) Fe (%) 81,9 1,01 65,3 2,34- 82,2 1,49 66,9 3,10 88,1 0,78 58,6 1,50 80,0 1,40 66,4 2,60 76,3 1,17 55,0 2,60 79,3 1,72 60,0 1,90 79,2 2,30 58,4 3,60 77,8 1,70 57,8 1,94- 74,1 0,80 58,3 1,80 71,1 0,70 56,8 1,70 79,2 0,80 70,9 1,50 73,9 1,20 64,9 1,90 79,0 1,80 60,1 1,30 74,7 1,40 63,4- 2,20 78,6 o o 61,0 2,10 78,5 1,80 65,5 2,60 81,0 3,00 67,1 1,40 30 Le tableau ci-dessus donne les résultats obtenus sur une longue période d'essai. On peut en conclure que le procédé conforme à l'invention permet de maintenir en permanence la teneur en carbone dans des limites assez serrées pendant une longue période de fonctionnement, et d'éviter de réintroduire dans le four tubulaire rotatif un agent de réduction présentant; un enrichissement inopportun en cendres ou en fer. L'invention permet d'obtenir entre autres avantages^ la possibilité d'utiliser économiquement des charbons riches en cendres comme agant 69 01224 ' 5 2000613 - » - " réducteur pour la réduction de minerais de fer oxydés. Par ailleurs, le procédé conforme à l'invention permet avant tout d'introduire dans le four tubulaire rotatif, en tant qu'agent réducteur, des charbons à bas point de ramollissement et de fusion. On comprend sans difficulté que le procédé conforme à l'invention puisse être utilisé non seulement en cycle continu, • mais aussi en cycle discontinu lorsque la nécessité s'en présente. 69 01224 6 2000613 "SÈVES D I C A I I O N S 1 - Procédé pour le traitement de matériaux ferru gineux oxydés, ayant été réduits dans un four tubulaire rotatif, pour lequel le mélange extrait du four tubulaire rotatif est refroidi puis séparé en ses divers composants par criblage et 5 par triage magnétique, caractérisé en ce que la fraction dont le dimension des grains est comprise entre 1 et 10 mm, entre 1 et 8 mm de préférence, résultant du criblage à plusieurs degrés, est soumise à un triage magnétique en deux stades, dans l'un deg -stades, l'éponge de fer est séparée (extraite) au moyen du champ 10 le plus faible d'intensité inférieure à 1000 Oersteds, dans l'autre stade, la fraction cokéfiée la plus riche en cendres est séparée (extraite) au moyen du champ le plus fort,d'intensité supérieure à 1000 Oersteds, et la fraction cokéfiée la plus-pauvre, en cendres, est réintégrée dans le four tubulaire rotati. 15 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractéri sée en ce que la fraction dont la dimension des grains est inférieure à 1 mm, provenant du criblage à plusieurs degrés, est également soumise à un double triage magnétique. 3 - Procédé suivant les revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ce que les fractions de grains issues du criblage sont soumises à un broyage supplémentaire avant le triage magnétique. 4- - Procédé suivant les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les fractions de grains issues du criblage 25 sont traitées dans le premier stade du triage magnétique - avec un champ de plus de 1000 Oersteds, et dans le deuxième stade du triage magnétique avec un champ de moins de 1000 Oersteds. 5 - Procédé suivant revendications 1 à 4, carac térisé en ce que les fractions de grains issues du criblage 30 sont séparées dans le premier stade du triage magnétique av«c un champ de moins de 1000 Oersteds et dans le deuxième stade . du triage, magnétique avec un champ de plus de 1000 Oersteds bad original '