Brevet FR2169716A1 — publié le 19730914

La présente invention concerne la métallurgie des métaux non ferreux, notamment le domaine du convertissage des mattes de nickel, et vise de façon plus précise les procédés d'obtention d'une matte de nickel affinée à faible teneur en soufre. On connatt déjà des procédés d'obtention d'une matte de nickel affinée à faible teneur en soufre par soufflage à l'oxygène de la matière fondue dans le convertisseur (brevet Etats-Unis, NO 3.004.346, classe 75-21). Selon ce procédé, la température à la fin du soufflage est maintenue constante (aux environs de 15900C) jusqu'à l'élimination totale du soufre. Après le soufflage on procède au traitement du produit en fusion avec un mélange combustible-oxygène en milieu neutre ou faiblement réducteur, en vue d'éliminer ltexcès d'oxygène et de réduire les pertes de métaux dans la scorie. te traitement du produit en fusion avec le mélange combustible-oxygène dans une atmosphère neutre n'assure pas une élimination poussée de l'oxygène, ce qui provoque l'oxydation du métal présent sous forme de sulfure, particulièrement du cobalt, et son passage dans la scorie. Cet inconvénient est important, car l'absence de contrôle de la température initiale du produit en fusion et l'absence de mesures permettant de maintenir la température à un niveau déterminé peuvent avoir pour conséquence l'accumulation de grandes quantités d'oxygène dans le produit en fusion aux basses températures initiales de soufflage. En recourant à un milieu faiblement réducteur, on cherche à réaliser une élimination poussée du soufre, mais le processus devient alors extrêmement long. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients précités. A cette fin, l'invention vise un procédé d'obtention d'une matte de nickel affinée à faible teneur en soufre, qui assurerait la conservation du cobalt, du cuivre et du nickel dans les sulfures fondus finalement obtenus, tout en réduisant la teneur en soufre jusqu'à la valeur requise (normalement 3 à 12fui). Ce problème est résolu grâce à la mise au point d'un procédé d'obtention dtune matte de nickel affinée à faible teneur en soufre, du type consistant à effectuer un soufflage de la matte de nickel dans un convertisseur avec de l'oxygène en phase gazeuse, et dans lequel, conformément à l'invention, le soufflage à l'oxygène est opéré à une température initiale de la matte de nickel non inférieure à 12000C, jusqu a ce que la teneur en soufre de celle-ci soit de 3 à 12%, après quoi le produit en fusion obtenu est traité par les gaz réducteurs dégagés au-dessus du produit en fusion par un combustible brillant dans un courant d'oxygène. te soufflage intense à l'oxygène du produit en fusion à une température initiale non inférieure à 12000C assure une baisse rapide de la teneur en soufre en ne provoquant qu'une faible oxydation des métaux, tandis que le traitement ultérieur en atmosphère fortement réductrice permet d'effectuer l'élimination totale de l'oxygène. On obtient ainsi une réduction des pertes de cuivre et de nickel et une plus forte concentration de cobalt dans le produit en fusion, tout en assurant un haut rendement en matte de nickel affinée à faible teneur en soufre. On décrit ci-après un exemple non limitatif de réalisation du procédé de l'invention. L'élaboration d'une matte de nickel affinée à faible teneur en soufre a été effectuée dans un convertisseur vertical de 10 tonnes. Après avoir versé le produit en fusion dans le convertisseur, on l'a chauffé jusqu'à une température égale ou supérieure à 12000C par combustion de gaz naturel ou de fuel-oil dans un courant d'oxygène amené à travers une tuyère montée au-dessus du produit en fusion. La consommation de gaz a été de 0,15 Nm3/t. C (où Nm3 signifie m3 mesuré dans les conditions normales), celle du fuel-oil a été de 0,15 kg/t;oC. te débit de gaz était de 1,0 à 1,5 Nm3/t.mn, celui du fuel-oil de 0,7 à 1,0 kg/t.mn, celui de l'oxygène de 1 à 3 Nm3/t.mn. La pression, sous laquelle l'oxygène était admis s'élevait à 10 atm, celle du gaz était de 4 à 6 atm. A l'issue du chauffage du produit en fusion, on a procédé à son soufflage à l'oxygène, en amenant celui-ci par le haut à travers une tuyère refroidie par circulation d'eau; les paramètres du soufflage étaient les suivants: consommation d'oxygène 0,75 à 0,80 Nm3 par kg de soufre à oxyder, débit d'oxygène 4 Nm /t.mn, pression d'oxygène 10 atm. te soufflage à l'oxygène a été poursuivi jusqu'à ce que la teneur de la matte de nickel en soufre ait atteint 3 à 12%: la teneur des gaz d'échappement en S02 atteignait 80%. Cela fait, on a procédé à l'admission, à travers la tuyère, d'un mélange gaz-oxygène ou mazout-oxygène. le débit de combustible était le même que pour le chauffage, le débit d'oxygène était inférieur de 20 à 30%. Grâce au procédé de l'invention, on obtient finalement dans le convertisseur une matte de nickel affinée en fusion à faible teneur en soufre, dans laquelle sont concentrés les métaux contenus dans le produit de départ, y compris le cobalt. Ainsi qu'il ressort du tableau annexé, dans lequel sont données les caractéristiques principales et la composition de la matte obtenuede nickel affinée à faible teneur en soufre, telles qu'elles ressortent de plusieurs exemples concrets de réalisation du procédé de l'invention, les pertes de cobalt, de nickel et de cuivre ne dépassent pas 0,3%. le procédé objet de l'invention présente donc les avantages suivants: 1) il permet de concentrer le cobalt dans la matte soufflée; 2) donne des rendements élevés; 3) les pertes non récupérables de métaux non ferreux sont très faibles; 4) la teneur en S02 des gaz d'échappement se chiffre par environ 80%, ce qui fait de ce gaz une matière première de valeur pour l'obtention du soufre élémentaire. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée-au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. TABLEAU Composition de la matte Consommation Consom Composition de la matte Température de nickel initial, % d'oxygène mation de nickel soufflée, % de soufflage, Nm3 de gaz C naturel Nm3 pour le pour la ini- final Ni Cu Co S souffla réduc- Ni Cu Co S tial ge tion 1 61,60 0,24 5,90 29,29 1250 100 120 76,6 - 6,70 13,0 1300 1800 2 65,14 0,19 6,20 26,05 948 155 110 75,4 0,19 6,14 14,1 1320 1515 3 69,20 3,60 1,37 23,00 1030 180 115 78,5 3,91 1,44 10,4 1430 1675 4 70,82 4,17 1,36 21,56 780 140 125 69,6 3,97 1,44 11,5 1250 1660 5 68,10 6,48 1,04 21,60 850 180 130 76,7 7,81 1,19 10,3 1200 1640 6 74,73 7,99 0,98 16,20 480 180 125 75,8 7,96 1,04 10,6 1390 1640 REVENDICATIONS 1.- Procédé d'obtention d'une matte de nickel raffinée à faible teneur en soufre, par soufflage de la matte de nickel de départ dans un convertisseur avec de l'oxygène en phase gazeuse, ledit procédé étant caractérisé en ce que le soufflage à l'oxygène est opéré à une température initiale de la matte de nickel non inférieure à 12000C jusqu a ce que la teneur de la matte de nickel en soufre soit de 3 à 12%, après quoi le produit en fusion obtenu est traité avec les gaz réducteurs dégagés au-dessus du produit en fusion par un combustible brûlant dans un courant d'oxygène. 2.- Matte de nickel affinée à faible teneur en soufre, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé suivant la revendication 1.