Brevet FR2027602A1 — publié le 19701002

la présente invention concerne un procédé pour agglomérer une matière de départ finement divisée contenant au moins un métal lié chimiquement, qu'ii faut réduire dans un procédé métallurgique, selon lequel on utilise des scories 5 ou laitier dont la teneur en silice est supérieure à celle des scories ou du laitier constituant les composants de la matière de départ» Le procédé habituel jusqu'alors a été de réaliser des briquettes ou des boulettes de minerai concentré 10 finement divisé ou de matière de départ contenant un métal analogue, et d'agglomérer les briquettes ou les boulettes à l'aide d'un procédé par frittage par aspiration ou par frittage de boulettes dans lequel on chauffe le produit aggloméré à approximativement 1 400 et 1 250°C respectivement» 15 On a déjà proposé de tels procédés de liaison dans lesquels on réalise les agglomérés à partir de la matière première, un agent de liaison et de l'eau. Selon ce procédé on traite les produits agglomérés à la vapeur d'eau sous pression dans un autoclave maintenu à une température approximative 20 de 200°C et à une pression approximative de 20 atmosphères supérieures à la pression atmosphérique. Dans le procédé de liaison à froid qui s'effectue à une température bien en-dessous de la température de frittage des substances existant dans les agglomérés, on durcit ces agglomérés et on obtient des liaisons dites "à froid", 25 à condition d'utiliser un liant approprié. De tels liants sont la chaux éteinte, les laitiers de haut-fourneaux et le ciment. En effet ces liants sont susceptibles de lier de façon satisfaisante des minerais concentrés du type magnétite ou hématite. Cependant on a trouvé que les liants 30 classiques ne sont pas adaptés pour réaliser des agglomérés liés à froid, dans les cas où le métal précieux des agglomérés doit être réduit par un procédé métallurgique dans lequel on utilise des scories dont la teneur en silicium est supérieure à celle des composants constituant les scories de la matière de départ. Il en 35 résulte qu'il faut ajouter des quantités relativement grandes de matière riche en silice à ces agglomérés liés à froid. Cependant ces additifs rendent le procédé de récupération des métaux précieux présents dans les agglomérés plus difficile et dans tous les cas cela constitue un inconvénient économique par suite de l'aug-40 mentation du volume des scories. Dans le cas de l'agglomération 69 44455 - 2 - 2027602; de concentrés de minerai basique ou particulièrement très basique ainsi que des matières premières analogues il est impossible d'obtenir une liaison à froid satisfaisante lorsqu'on utilise les liants classiques# • • 5 La présente invention a. pour objet ; de réduire les inconvénients mentionnés ci-dessus et concerne à, cet effet un procédé du type décrit,caractérisé en ce qu'on mélangé la matière de départ à un iiant finement divisé constitué essentiellement de silice, puis on agglomère le mélange et ces agglomérés 10 sont maintenus pendant une durée de 1 à 48 heures dans une atmosphère constituée essentiellement de vapeur d1 eau à la température de 160 à 230°C avec une pression de 10 à 70 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique• Il est avantageux que la matière 15 première soit constituée d'un concentré de minerai ou d'un produit secondaire•tel qu'un produit provenant d'une installation de séparation, comme par exemple un produit séparé de sa poussière obtenu par le traitement de minerai concentré» A titre d'exemple le minerai concentré peut être constitué en grande partie d'oxyde 20 de fer bu de minerai de fer àu chrome» Selon une autre caractéristique, la matière de départ peut contenir en tant que composé'précieux au moins l'un des métaux Ou, Pb, Zn» De plus la matière de départ peut également présenter une teneur relativement élevée de produits 25 basiques tels que par exemple une gangue basique» L'agent de liaison ou liant utilisé dans le procédé selon l'invention et comprenant principalement de la silice doit être de préférence à l'état relativement finement divisé» Le liant devrait présenter de façon appropriée une surface 30 supérieure à 3000 crn^ par g» Par exemple le liant utilisé peut être du quartz finement divisé qui a été réduit à des particules dont 80 % pondéraux sont inférieures à ôO^um» Il est avantageux d'utiliser des produits finement moulus, même plus petits. D'autres produits finement divisés, riches en silice,tels qu'une scorie 35 riche en silice, peuvent être utilisés à la place de quartz finement divisé ou en combinaison avec celui-ci. Le liant peut être de façon avantageuse une matière au moins partiellement très finement divisée, comprenant principalement du dioxyde de silicium ou silice. Parmi ces produits on peut mentionner "la fumée de silicium" 40 qui est,commer cela est connu, obtenue par une partie'du silicium 69 44455 - 3 - 2027602 réduit au cours du procédé métallurgique à partir du silicium du fer vaporisé» Le silicium vaporisé quitte le foyer et brûle sous la forme d'une poussière très finement divisée pour donner du dioxyde de silicium ou silice» Ce produit qui a une dimension de particules 5 inférieure à 1,et qu'il était impossible d'utiliser jusqu'alors de façon utile et économique, peut s'employer très avantageusement comme liant dans le procédé selon la présente invention. On peut également utiliser avantageusement d'autres poussières riches en silice et des produits pulvérulents collectés dans les filtres 10 à air dans l'industrie métallurgique ainsi que les mines et la fonderie» Ces liants servent dans le procédé selon la présente invention. Dans d'autres cas le liant utilisé dans le procédé peut contenir plus ou moins de produits alcalins tels que des laitiers de haut-fourneaux, des ciments Portland ou de la chaux éteinte» Ainsi, 15 en plus de produits riches en silice» on peut également utiliser des produits contenant de l'eau comme agents de liaison, dans des quantités telles que les agglomérés contiennent jusqu'à 20 # en poids de liants riches en silice et jusqu'à 10 fo en poids de liants contenant de l'eau» 20 En général les agglomérés ne contien nent pas plus de 30 % en poids de liants et habituellement ils en contiennent entre 5 et 15 % pondéraux» Il faut mélanger intimement le liant avec la matière de départ. Il est avantageux de réduire le mélange. 25 obtenur par moulure pour poursuivre encore plus son homogénéisation» Dans ce cas, des réactions mécano-chimiques facilitent la liaison à froid ultérieure des constituants de l'aggloméré et augmentent la résistance des agglomérés finaux obtenus• On réalise le mélange par voie humide sous forme d'agglomérés qui peuvent être^soit des 30 briquettes d'une forme quelconque , soit des boulettes obtenues par des procédés de roulage. Ces agglomérés qui ne sont pas encore liés à froid contiennent souvent plus d'eau que nécessaire pour les traitements ultérieurs avec-la vapeur.d'eau à pression et à température élevées» Dans de tels cas on peut pré-sécher les agglomérés à 35 une valeur choisie avant de les traiter comme indiqué. Les agglomérés peuvent être séchés par passage du lit, à vitesse lente, en général sur une bande convoyeuse, dans un courant d'air chaud ou et en les traitant •par rayonnement» Selon un mode de réalisation du,procédé 40 de l'invention, on a aggloméré du minerai très basique, de chromite 69 44455 4 2027602 ayant la composition suivante î Or2 54 *0 $ en poids FeO 15*7 % " M Si02 2*65 £ " " 5 OaO 0*0 % " " MgO 1-6*0 # » 1» A1203 11 ,2 # " « Le liant utilisé est de la fumée de silice obtenue dans les procédés sidérurgiques, avec 80 % de SiOg 10 sous forme très finement divisée* Le minerai concentré, de fer au chrome, a tins dimension de particules dont la distribution est approximativement de 80 % en poids inférieure à 0,25 mm et un tiers de ce produit a été réduit jusqu'à une dimension de particules telle que 80 % en poids soit inférieure à 0,10 mm afin de faciliter 15 le roulage des boulettes et d'augmenter le degré de compacité* Dons un mélange de 60 # en poids de minerai concentré de fer au chrome, initial, pour 30 $ en poids de concentré moulé supplémentaire, tel qu'indiqué ^i-dessus ,et de 10 % en poids de fumée de silice, que l'on a moulue et homogénéisée à l'état humide dans un train de 20 serpentâge, on a roulé la matière moulue sous formé de boulettes sur une plaque de bouletage? on a ajouté une quantité adéquate d'eau pour le roulage, au cours de cette opération* A là suite du roulage en boulettes, on a soufflé ces dernières avec de l'air chaud pendant 50 mm comme 25 phase préparatoire avant lé traitement dans l'autoclave et on a donné aux boulettes le degré d'humidité nécessaire* On a traité les boulettes dans un autoclave à vapeur d'eau pendant 15 heures à 200°C avec une pression de 20 atmosphères au-dessus de la pression atmosphérique* Les agglomérés obtenus présentaient d' excellentes 30 propriétés de résistance à la fois à l'état froid et au cours de la réduction à l'état chaud» La résistance à la pression à froid pour des boulettes d'un diamètre d© 12 ism était de l'ordre de 100 kp. Bien entendu, l'invention n'est pas 35 limitée, à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention* 69 44455 - 5 - 2027602 REVENDICATIONS 1 0 ) Procédé pour agglomérer une matière de départ finement divisée et contenant au moins un métal ayant une liaison chimique, qu'il faut réduire dans un procédé 5 métallurgique dans lequel on utilise un laitier dont la teneur en silice est supérieure à celle des composants constituant le laitier de la matière de départ, procédé caractérisé en ce qu'on mélange la matière de départ avec un liant finement divisé constitué essentiellement de silice et on agglomère ce mélange, les agglomérés 10 étant maintenus pendant 1 à 48 heures dans une atmosphère essentiellement de vapeur» 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conditions physiques dans l'autoclave sont une température de 160 à 230°C et une pression de 10 à 70 15 atmosphères supérieure à la pression atmosphérique» 3°) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le liant est constitué au moins partiellement de fumée de silicium obtenue dans le traitement métallurgique de fer au silicium ou analogue, matière très finement 20 divisée contenant du dioxyde de silicium. 4°) Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3 prises isolément, caractérisé en ce qu'en plus de matière riche en silice on ajoute également de la matière à teneur d?eau, en tant que liant , en des quantités telles que les agglomérés 25 contiennent jusqu'à 20 % pondéraux de liant riche en silice et jusqu'à 10 % pondéraux en liant à teneur d'eau» 5°) Procédé selon l'une des revendications de 1 à 4 prise isolément , caractérisé en ce qu'on ajoute le liant en des quantités telles que les agglomérés contiennent 30 jusqu'à 30 % en poids de liant. 6°) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on ajoute l'agent de liaison en des quantités telles que les agglomérés contiennent entre 5 et 15 $ de liant • 7°) Procédé selon l'une des revendica-35-tions de 1 à 6 prise isolément , caractérisé en ce qu'on sèche préalablement les agglomérés avant de les soumettre au traitement à la vapeur à pression et à température élevées. 8°) Procédé selon les revendications de 1 à 7 prises isolément, caractérisé en ce que la matière de départ 40 est du minerai de fer au chrome. 69 44455 - 6 - 2027602 9°) Procédé selon l'une des revendications de 1 à 7 prise isolément, caractérisé en ce que la matière de départ contient au moins l'un des métaux Cu, Pb et Zn. 10°) Procédé selon l'une des reven-5 dications de 1 à 7 prise, isolément, caractérisé en ce que la matière de départ est essentiellement constituée d'oxydes de fer. 11°) Aggloméré réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications de 1 à 10 prise isolément.