Brevet FR2077658A1 — publié le 19711105

La présente invention est relative à un nouveau fondant métallurgique, en particulier pour la sidérurgie, destin à remplacer les spaths fluor naturels utilisés actuellement à cet usage. Les spaths fluor proviennent de gisements qui sont de plu en plus rares en Europe et dont la teneur en fluorine pure ne cesse de décroître. D'une façon générale, les gisements exploités donnent des minerais dans lesquels se trouve l'association fluorine-silice avec très souvent en plus, de la barytine (S04 Ba), de la célestine (S04 Sr) de la calcite, du sulfure de plomb, et couramment des oxydes de fer. Ces minerais servent de matière première, non seulement à la sidérurgie en tant que fondant, mais également à l'industrie chimique et à la métallurgie de l'aluminium; pour ces deux dernières industries, la fluorine permet de fabriquer l'acide fluorhydrique utilisé tel quel pour la fabrication des composés fluorés très nombreux de l'industrie chimique (Teflon, fluorocarbures) ou permet de fabriquer les fluorures d'aluminium et les cryolites synthétiques indispensables pour l'électrolyse de l'alumine. Toutes ces industries sont en croissance très rapide, le rythme d'accroissement annuel atteignant 10 ?/, pour la dernière décade. De ce fait, les mines exploitant les gisements naturels ont été amenées à partir des mêmes gisements à préparer - soit des spaths "métallurgiques" dont les normes actuelles minimales sont les suivantes : granulométrie supérieure à 10 mm; teneur minimale en Ca F2 72 %0; teneur maximale en S04 Ba 1 % et teneur maximale en soufre 0,4 , et tel que : teneur en Ca F2 - 2,5 fois l? teneur en Si 02 > 50 %. - des concentrés de type "acid-grad" ayant des normes internationales très précises, à savoir : teneur en Ca F2 > 97%; en Si 02 La fabrication de c s produits très purs est assurée par un broyage très fin et par des procordés classiques de flottation. L'invention a pour but de créer, à partir de spath brut relativement pauvre ou impossible à traiter en flottation et de substances naturelles facilement accessibles, un produit présentant une efficacité au moins équivalente à celle des spaths métallurgiques habituels, et de plus, présentant une constance de qualités physiques et chimiques répondant aux besoins de l'industrie sidérurgique. Elle a pour objet un fondant métallurgique à base de spath fluor, utilisable en particulier en sidérurgie, caractérisé en ce qu'il comprend, en poids, de 65 à 85 % d'un minerai de spath fluor ayant une teneur en Ca F2 supérieure à 60 %0, une teneur en silice inférieure à 15 , une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 fo, une teneur en soufre inférieure à 0,2 %, et de 15 à 75 0 d'une bauxite, ayant une teneur en alumine supérieure à 52 %, une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 %0, une teneur en silice inférieure à 15 % et ne contenant pratiquement pas de soufre. Suivant une autre caractéristique, le fondant de l'invention a une teneur en Ca B2 supérieure à 45 $, une teneur en alumine supérieure à 10 , une teneur-en Si 02 inférieure à 15 /J une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 % et une teneur en soufre inférieure à 0,2 % et on a 0,20 teneur en Al2G3 I,O, teneur en Ca Suivant encore une autre caractéristique le fondant est présenté sous la forme d'un mélange intime et homogène des deux constituants broyés à pratiquement la même dimension de particules. Il est avantageusement livré en sacs pour éviter toute ségrégation au cours des manutentions et du transport. Il peut ainsi être présenté : soit sous forme d'un mélange pulvérulent de granulométrie inférieure à 100 microns, soit sous forme d'un mélange plus grossier ressemblant à du sable, de granulométrie O à 3 mm > soit sous forme d'un mélange de granulés dont les dimensions extrêmes varieront entre 2 et 10 mm. Pour éviter tout danger d'explosion à l'emploi et la nécessité d'un passage du fondant en étuve ou dans un sécheur, les constituants broyés seront avantageusement séchés de façon a ce que le taux d'humidité du mélange soit inférieur à 1 % environ. On donnera ci-aprèsj à titre purement illustratif, trois exemples de compositions du fondant suivant l'invention Exemple 1 Oiybroie à une dimension de particules inférieure à 100 microns un spath titrant : Ca F2 = 75 , Si O2 = 8 %, Fe2 3 = 11 %0 et S = 0,01 yO. On mélange intimement 71 ,5 % én poids de ce spath avec 28,5 % en poids d'une bauxite titrant A12 03 = 58 %, Si O2 = 14 Vo, Fe2 03 = 8 % et S = O %, qui a été préalablement broyée à une dimension de particules inférieure à 100 microns. On obtient ainsi un fondant ayant la composition suivante Ca F2 = 53,6 % Al2 O3 = 16,55 v Si 2 = 11,15 % Fe2O3 = 10,15 % Al2O3 = 0,31 CaF2 La teneur en humidité du fondant est de 0,8 %. Exemple 2 On mélange intimement 82,2 % en poids d'un spath titrant Ca F2 = 60 %, Si 2 = 15 %, Fe2O3 = 13 % et S = 0,05 % et ayant une granulométrie inférieure à 0,3 mm avec 17,8 % en poids d'une bauxite titrant : Al2O3 = 61 %, SiO2 = 9 %, Fe2O3 = 10 % et S = 0 % et ayant une granulométrie inférieure à 0,3 mm. On obtient ainsi un fondant ayant la composition suivante Ca F2 = 4a,2 % Al2O3 = 10,85 % SiO2 = 13,9 % Fe2O3 = 12,5 % Al2O3 = 0,22 CaF2 Exemple 3 On mélange 67 % en poids d'un concentré de spath titrant : CaF2 = 97 %, SiO2 = 0,8 %, Fe2O3 = 1 % et S = 0 %, avec 33 %en poids d'une bauxite titrant : Al2O3 = 55 %, Fe2O3 = 14 %, SiO2 = 11 % et S = o Vû. On obtient ainsi un fondant ayant la composition suivante CaF2 = 65 % Al2O3 = 18,15 % Si O = 5,16 go Fe2O3 = 4,12 % Al2O3 = 0,28 CaF2 Un essai semi-industriel effectué dans un four électrique de 50 t a permis de constater qu'il est possible de remplacer une consommation de 17kg à la tonne d'acier d'un spath métallurgique à 79 % de Ca F2 et 12 A de silice, par une consommation de 10 kgà la tonne d'un fondant conforme à l'invention correspondant au produit de l'exemple 2, avec des résultats d'affinage équivalents en ce qui concerne le phosphore et le soufre dans l'acier produit. Revendications 1 - Un fondant métallurgique à base de spath fluor, utilisable en particulier en sidérurgie, caractérisé en ce qu'il comprend, en poids, de 65 à 85 % d'un minerai de spath fluor ayant une teneur en Ca F2 supérieure à 60 , une teneur en silice inférieure à 15 %, une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 %, une teneur en soufre infé rieure à 0,2 V, et de 15 à 35 Vo d'une bauxite ayant une teneur en alumine supérieure à 52 V, une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 V, une teneur en silice inférieure à 15 % et ne contenant pratiquement pas de soufre. 2 - Un fondant suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une teneur en Ca F2 supérieure à 45 ,ç, une teneur en alumine supérieure à 10 V, une teneur en Si 2 inférieure à 15 0%, une teneur en oxyde de fer inférieure à 15 % et une teneur en soufre inférieure à 0,2 % et on a teneur en Al O, 0,20 teneur en Al2 05 teneur en Ca F9 3 - Un fondant suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il est présenté sous la forme d'un mélange intime et homogène des deux constituants broyés à pratiquement le même dimension de particules. 4 - Un fondant suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que sa teneur en humidité est inférieu re à 1%.