Brevet FR2175823A1 — publié le 19731026

La présente invention concerne un procédé pour l'obtention de ferrophosphore à partir de la scorie qui se forme dans la production thermique de phosphore à partir de phosphate brut. Dans la préparation électrothermique du phosphore, on réduit du phosphate brut (apatite) avec du coke en présence de silice avec libération de C0. La réaction à partir de la fluoroapatite se déroule selon le schéma suivant Il se dégage du phosphore gazeux et de l'oxyde de carbone. Les autres constituants se réunissent avec de faibles résidus de la substance de départ et d'autres impuretés du produit final dans la scorie, à l'exception du fer qui,sous la forme combinée de ferrophosphore (Fe2P), forme une seconde phase liquide dans la masse fondue de la scorie. Pour la récupération du ferrophosphore, cette dernière est reprise dans des lits de sable ou des cuves ou bien on la coule dans une machine à couler les gueuses. On utilise le ferrophosphore cristallisé après refroidissement par exemple pour la préparation d'alliages riches en phosphore.Il est approprié en outre comme additif dans le traitement de minerais de fer pauvres en phosphore ou bien pour augmenter la teneur en P205 dans la scorie des fours Thomas. Le ferrophosphore est en outre utilisable comme additif du béton dans la construction de réacteurs à la place d'autres matériaux,tels que le spath lourd, pour abaisser les épaisseurs de parois nécessaires à l'absorption des radiations. La phase de silicate de la scorie qui se forme dans la production du phosphore a la composition chimique d'une wdlastonite pauvre en fer contenant comme impuretés divers constituants étrangers, en particulier du ferrophosphore. Après la coulée, on la coule et on la fait ensuite se solidifier en morceaux ou bien on la refroidit brusquement dans l'eau pour obtenir un granulé.Elle possède sous cette forme une coloration grise peu esthétique et on l'a déposée jusqu'à présent comme produit de rebut sur les haldes ou bien on la mettait en valeur comme matière de charge bon marché conjointement avec du sable ou des copeaux dans les travaux souterrains. On sait séparer les impuretés de la scorie silicatée granulée avant sont utilisation pour la préparation d'un liant, par classification, ctest-à-dire tamisage ou criblage . ainsi, on extrait et on rejette certaines fractions granulaires qui contiennent les impuretés en concentration élevée. Une purifi cation de ce type nécessite cependant un séchage préalable et ne permet pas une séparation fine de la phase de ferrophosphore d'une part et de la phase de scorie silicatée,d'autre part,de sorte que la fraction de scorie à jeter est très élevée et contient des quantités considérables de la scorie silicatée. L'invention a donc pour objet de récupérer le ferrophosphore à partir de la scorie silicatée formée dans la préparation électrothermique du phosphore et refroidiepar trempe dans l'eau. Selon l'invention, on sépare la phase métallique du constituant silicaté de la scorie granulée par un procédé de triage. Le procédé peut étre mis en oeuvre dans un milieu liquide ou gazeux, par exemple séparation par gravité, par sédimentation, par criblage, dans un champ électromagnétique ou magnétique intense ou au moyen d'un séparateur oscillant. Dans ce procédé le courant liquide ou gazeux peut être continu ou à pulsations. On peut combiner dans n'importe quel ordre et en n'importe quelle quantité les étapes du procédé selon l'invention pour l'obtention de ferrophosphore à partir de scorie phosphorée granulée, pour améliorer l'effet de séparation. En outre, on peut combiner avantageusement avec le procédé de triage des procédés de classification tels que tamisage, triage, classification centrifuge, pour optimiser l'effet de séparation. L'utilisation du calibrage pour la récupération du ferrophosphore n'était absolument pas évident car la scorie se trouve après la trempe dans l'eau dans un domaine de grosseur de particules à la limite entre les domaines d'application des procédés de classification de grains grossiers et de grains fins. La demanderesse a cependant constaté de façon surprenante selon l-'invention que l'on peut atteindre de cette manière un effet de purification très élevé lorsque l'on effectue la classificationspar exemple, dans un milieu liquide. Outre les autres procédés connus de classification, la séparation par gravité et le traitement par sédimentation sont particulièrement appropriés pour la séparation des grains contenant du ferrophosphore et de la scorie formée à l'état humide après la granulation. L'utilisation d'une machine à décantation avec lit de granulés comme support s'est révélée particulièrement favorable à cet effet. De préférence, on met en oeuvre le procédé de classification selon l'invention pour l'obtention du ferrophosphore dans l'eau. On recycle éventuellement l'eau et on en récupère la majeure partie. Les grains contenant le ferrophosphore s'enrichissent dans le produit dense de la machine de décantation. Dans le cas où la fraction de scories dans le produit dense de la machine à décantation n'est pas considérée comme admissible ou si l'on désire un produit mét-allique plus fortement enrichi, on peut prévoir une seconde etape d'enrichissement Cette seconde étape peut consister principalement en llutilisation d'une autre machine de décantation. En outre, on peut séparer le produit métallique préalablement enrichi par séparation électrostatique après déshydratation et séchage en grains de scorie et produit métallique et en peut ainsi obtenir du ferrophosphore très pur. La scorie presque totalement débarrassée de ferrophosphore formée dans le procédé de l'invention niest plus rejetée mais est tout à fait appropriée pour la production de wollastonite et en outre pour la préparation de produits pour la construction. En raison de sa pureté élevée, on peut utiliser le ferrophosphore obtenu selon l'invention por la préparation d'alliages riches en phosphore. il peut en outre être utilise comme additif dans 1e traitement des minerais de fer pauvres en phosphore u pour augmenter la teneur en P205 dans la scorie des fours Thomas. On peut même transformer le ferrophosphore en Dhosphates alcalins ou en engrais mixtes contenant des phosphates, par calcination avec un carbonate alcalin ou avec la chaux. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple Séparation par gravité au moven du tétrabromoéthane On sépare la scorie non classée5 après sa trempe dans lteau,par séparation par gravité darus 1 tétrabromoéthane, en ferrophosphore et silicates de calcium Ce procédé de classification se révèle si efficace et précis qu'on peut l'utiliser non seulement comme procédé de traitement préparatoire proprement di; mais aussi comme procédé d'expertise pour le produit séparé par d'autres procédés. Les fractions séparées au mcyen de tétrabromoéthane ont la composition indiquée dans le tableau ci--dessous, Phase de silicate Phase de ferrophosphore Grosseur de grains, de calcium (phase (phase lourde),% en ;nm légère),/c en poids poids 3 3,9 16,4 2,0 - 3,0 11,7 28,6 1 > 0 - 2,0 44,2 42,5 0,5 - 1,0 31,7 8,2 0,25 - 0,25 7,9 4,3 0,1 - 0,25 0,6 0,0 - 0,1 100,0 100,0 Le ferrophosphore purifié consiste en moyenne en 99,52% en poids de ferrophosphore et 0,487 en poids de phase de silicate de calcium Comme la granulométrie des deux phases,ainsi que celle du mélange global,sont soumises à de fortes variations, la récupération du ferrophosphore à partir de la scorie au phosphore ne peut pas etre effectuée par tamisage ou criblage. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour la récupération de ferrophosphore à partir de la scorie formée dans l'obtention thermique de phosphore à partir de phosphate brut, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on effectue la trempe de la phase silicatée de la scorie dans l'eau et on effectue la séparation du ferrophosphore par classification. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la classification s'effectue dans les milieux aqueux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la classification s'effectue par gravité. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la classification s'effectue par un procédé de décantation. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue la classification par criblage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on effectue la classification par une combinaison avec un ou plusieurs procédés de classification. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la combinaison des procédés de classification consiste en un traitement par décantation et une séparation électrostatique.