Brevet FR2228847A1 — publié le 19741206

La présente invention concerne un procédé perfectionné pour l'extraction du plomb par lequel des minerais ou des concentrés de sulfure de plomb à ltétat de particules et en mélange avec un gaz riche en oxygène sont injectés vers le bas dans un four contenant un bain en fusion constitué par une couverture de scories contenant de l'oxyde de plomb, avec ou sans une couche sous-jacente d'une masse de plomb fondu. L'oxydation du sulfure de plomb est provoquée dans une zone de combustion au-dessus du bain et elle est complétée quand les particules ont frappé la surface du bain et ont pénétré dans cette surface pour entrer dans la couverture de scories.Une quantité suffisante de gaz riche en oxygène est envoyée dans la charge de particules pour fournir la chaleur d'oxydation afin de maintenir la zone de combustion à une température supérieure à 1300"C et de maintenir la température du bain en fusion au-dessus de 1100"C. Une concentration élevée d'oxyde de plomb, correspondant à au moins 35% de plomb en poids, est maintenue dans les scories pour que celles-ci restent fluides et pour maintenir la teneur en soufre des scories à un niveau faible, afin d'obtenir du plomb à faible teneur en soufre, soit sous la forme d'une masse de plomb dans le four, soit par réduction des scories après leur extraction du four.Du moment que les températures de la zone de combustion et du bain en fusion ne tombent pas en dessous de 1300 C et de 1100 C, respectivement, les quantités de sulfate de plomb dans les scories et dans la masse de plomb restent faibles, même si de l'air étranger complète le gaz riche en oxygène envoyé avec l'alimentation Je sulfure de plomb. Par ce procédé, de l'anhydride sulfureux concentré est récupéré des gaz d'échappement. Les principales réactions ayant lieu pendant le traitement des minerais de sulfure de plomb sont les suivantes Pbs + 02 = Pb + S02 (1) 2PbS + 302 = 2Pb0 + 2S02 (2) 2Pb0 + C = 2Pb + C02 (3) PbS + 202 = PbS04 (4) PbS + 2Pb0 = 3Pb + s02 (5) PbS + PbS04 = 2Pb + 2S02 (6) Pendant un fonctionnement classique, les concentrés de sulfure de plomb sont frittés à l'air selon l'équation (2) pour l'échappement d'anhydride sulfureux et la formation d'agglomérés contenant de l'oxyde de plomb avant le traitement avec un réducteur dans un haut fourneau pour former du plomb métallique suivant l'équation (3).Une dilution des concentrés avec des matières formant des scories est en général nécessaire pour éviter le colmatage des grilles de la machine à fritter par des matières en fusion. L'air en excédent utilisé pendant le frittage provoque la dilution d'anhydride sulfureux et la formation d'une quantité substantielle de sulfate dans la matière frittée, de la façon indiquée par l'équation (4). Pendant la réduction de cette matière frittée, le soufre de ce sulfate n'est pas facilement récupéré. L'oxydation directe des concentrés de plomb selon l'équation (1) avec la quantité d'oxygène juste nécessaire pour sa réaction avec tout le soufre, ne peut pas être commandée pour exclure l'oxyde de aplomb, le sulfate de plomb et le sulfure de plomb non convertis des produits. I1 existe des procédés utilisant un rapport-entre l'oxygène et le soufre soit inférieur soit supérieur à celui nécessaire pour la conversion directe en plomb métallique suivant l'équation (1). Avec moins d'oxygène, un bon rendement en masse de plomb est obtenu, mais cette masse contient beaucoupvde sulfure de plomb qui doit être séparé et être traité pour la récupération du plomb. En utilisant une quantité supérieure d'oxygène dans les conditions de fonctionnement connues, il reste beaucoup de soufre sous la forme de sulfate dans les scories.La préparation de charges alternatives de matière frittée, l'une produite avec une insuffisance d'oxygène afin qu'elle contienne un excédent de sulfure de plomb et l'autre produite avec un excédent d'oxygène pour qu'elle contienne un excédent d'oxyde de plomb, et le chauffage consécutif d'un mélange de ces charges alternatives permet l'utilisation efficace des réactions des équations (5) et (6) pour la production de plomb métallique et d'anhydride sulfureux. Cependant, ce procédé impose la manutention de grandes quantités de matières. Les procédés considérés ci-dessus ont des inconvénients tels que le fonctionnement par charges séparées, la nécessité de chaleur de l'extérieur et la dilution du sous-produit constitué par l'anhydride sulfureux. La présente invention a pour objet un procédé perfectionné pour la production du plomb permettant d'obtenir différents avantages imprévus pour les conditions de fonctionnement, parmi lesquels l'utilisation d'une quantité suffisante de gaz riche en oxygène pour assurer la formation de scories ayant un excédent d'oxyde de plomb de la façon spécifiée. Suivant la réaction de l'équation,(5), cet oxyde de plomb est séparé sous la forme d'anhydride sulfureux, le soufre du sulfure de plomb pénétrant dans les scories en fusion. De ce fait, le plomb se déposant dans la masse de plomb en fusion a une teneur très faible en soufre. I1 a été constaté qu'avec unescorie contenant au moins 35% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb, et maintenu à une température supérieure à 11000C, ce rejet du soufre est assuré. Des récupérations substantielles de plomb à faible teneur en soufre sont obtenues avec des scories contenant jusqu'à 55% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb. Conformément à l'invention, le minerai ou le concentré de sulfure de plomb est chargé sous la forme de particules en mélange avec le gaz riche en oxygène, de préférence contenant au moins 75% d'oxygène, vers le bas à travers une ou plusieurs tuyères d'alimentation dans un four contenant un bain en fusion constitué de plomb et d'une couverture de scories contenant de l'oxyde de plomb. L'oxydation de la charge de sulfure de plomb circulant vers le bas est démarrée à l'intérieur du four avant que la matière en particules frappe avec force le bain en fusion et avant la pénétration dans la surface de ce bain, et l'oxydation continue ensuite en contact avec le bain en fusion. Le choc en force des particules sur le bain en fusion sert à assurer l'achèvement des réactions désirées, qui sont estimées avoir lieu suivant les équations (1), (2), et (5).Le fonctionnement du four est ainsi commandé pour assurer que la formation de PbS04 soit défavorisée de façon thermodynamique dans la phase gazeuse et la phase scories dans la zone de combustion du four, afin d'éviter la réaction de l'équation (4). Le procédé selon l'invention est prévu pour le fonctionnement en continu, mais il peut être utilisé par- charges séparées conjointement avec une étape de réduction dans le même four. L'extraction du plomb et des scories en fusion du four peut entre intermittente, si désiré. Par exemple, les scories peuvent être extraites du four soit de façon intermittente en utilisant un trou de coulée convenable, soit de façon continue en utilisant un déversoir de trop plein de scories. Les scories contenant de l'oxyde de plomb peuvent etre ensuite réduites pour la récupération du plomb. Le plomb obtenu du four est du plomb doux, à faible teneur en arsenic et antimoine. Des essais montrent que pratiquement tout l'arsenic et tout l'antimoine de la charge d'alimentation passent dans les scories. Des matières réfractaires spéciales ne sont pas nécessaires pour le four. Des briques de chrome-magnésite de bonne qualité constituent un garnissage satisfaisant. Le four est compact en raison de la faible distance entre la tuyère d'alimentation et le bain en fusion. Le système d'alimentation en concentré ou en minerai assure un mélange suffisant avec le gaz oxydant pour assurer l'allumage et l'entretien de la flamme. Le four peut avoir une forme rectangulaire ou ovale, avec un ou plusieurs dispositifs d'alimentation en concentré ou en minerai. Le four fonctionne avec une température de bain de 1100 C à 13000C, bien qu'à proximité du courant de matiere frappant le bain en fusion la température soit normalement supérieure à 1500 C. La température élevée de la flamme de combustion empeche la formation de PbS04 qui est instable pour une pression partielle d'oxygène de 0,1 atmosphère à des températures supérieures à 13000C. Le point de choc et la position de la flamme doivent être suffisamment loin des parois du four pour réduire l'endommagement du garnissage réfractaire des murs.Les tuyères à travers lesquelles le courant d'alimentation pénètre dans le four doivent être dimensionnées pour obtenir le débit voulu d'alimentation, et elles doivent être disppsées à une distance suffisante au-dessus de la surface du bain pour permettre une oxydation convenable du sulfure de plomb avant le choc et pour éviter le colmatage des tuyères par des accumulations de matière. Bien que les calculs thermodynamiques indiquent qu'il est techniquement possible d'utiliser le gaz oxydant avec une teneur en oxygène ne dépassant pas 60% par le procédé selon l'invention, la conservation de la chaleur dans le four est considérablement améliorée en utilisant un gaz contenant au moins 75% d'oxygene, afin de réduire les pertes de chaleur et de poussières à partir du four du fait de la traversée de gaz inertes, par exemple d'azote. Cette utilisation de oxygène produit des gaz d'échappement ayant une teneur élevée en anhydride sulfureux. A cette concentration, l'anhydride sulfureux peut etre récupéré plus facilement qu'avec les concentrations obtenues avec l'oxydation par de l'air. Pour obtenir une chute substantielle de plomb dans le four sous la forme d'une masse à faible teneur en plomb, le fonctionnement avec des scories contenant environ 35% à 55% de plomb sous la forme d'oxyde de soufre est préférable. Des scories contenant moins de plomb permettent le passage de trop de soufre dans la masse de plomb. En raison de la proportion supérieure de zinc et de fer, qui est présent sous la forme ferrique, un fondant supplémentaire est nécessaire pour maintenir la fluidité des scories contenant moins de 35% de plomb. I1 n'est pas nécessaire qu'il y ait plus de 55% environ de plomb dans les scories pour la production d'une masse de plomb à faible teneur en soufre.Cependant, il peut convenir, comme il est expliqué ci-après, de récupérer comme oxyde de plomb dans des scories à faible teneur en soufre la totalité ou près de la totalité du plomb n'échappant pas sous la forme de fumées. Les dimensions de particules des concentrés de plomb trouvés normalement commercialement, par exemple produits par flottation, conviennent pour l'alimentation du four. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel la figure unique est une coupe schEmatique d'un four utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure unique représente un four rectangulaire 10 comportant une sole 12 entre un puisard 14 pour le plomb à une extrémité du four et un déversoir 16 avec une ouverture réduite pour le trop-plein de scories. Un passage montant 18 s'étend vers le haut et l'extérieur à partir du puisard 14, à travers la paroi de l'extrémité du four 10, pour former une fermeture étanche en permettant le débordement du plomb fondu du four vers un récipient récepteur de plomb 20. Un carneau 22 pour les gaz traverse le plafond du four vers un groupe de récupération des poussières et un système de récupération de l'anhydride sulfureux, non représentés. Un récipient récepteur de scories 17 reçoit les scories s'échappant par le déversoir de trop-plein 16. A une extrémité du four deux tuyères d'alimentation 24 et 26 traversent le toit du four 10. La tuyère 24 reçoit à travers une canalisa tion 30 un gaz riche en oxygène dans lequel le minerai ou le concentré de sulfure de plomb en particules est introduit par une vis transporteuse 32 à partir d'une trémie d'alimentation 34. La tuyère 26 est alimentée par une trémie 38 et une vis transporteuse 36 en matière oxydée en particules qui peut être constituée par de la fumée recyclée, de la matière formant un fondant et des résidus de lixiviation du sulfate d'une usine produisant du zinc électrolytique.Comme la température des scories et du plomb contenu est supérieure à celle d'un traitement classique, les scories nécessitent seulement, pour entre suffisamment fluides, une petite quantité de fondant siliceux, s'il est nécessaire, ce qui a l'avantage d'un volume plus faible de scories. Le fondant est envoyé, si cela est nécessaire, de la trémie d'alimentation 18 par la vis transporteuse 36 vers la tuyère 26 pour le maintien de la fluidité voulue des scories. Pendant le fonctionnement, le four 10 contient un bain en fusion 48 formé de plomb fondu 40 couvert d'une couche de scories fondues 42 qui contiennent de l'oxyde de plomb Les particules de minerai ou de concentré de sulfure de plomb en contact intime avec l'oxygène gazeux sont introduites dans le four à travers la tuyère 24 et le courant 43 sortant de cette tuyère est allumé dans l'espace situé au-dessus du bain 48 pour former une flamme à température élevée dans la zone de combustion 44 dans laquelle a lieu une partie de l'oxydation du sulfure de plomb. Dans la pratique, des températures de 17000C ou plus sont obtenues dans la flamme. Ces températures ont été estimées par des calculs thermodynamiques.Les valeurs de ces températures ne peuvent pas être obtenues avec des thermocouples gainés d'acier inoxydable dont le point de fusion est d'environ 1500toc. Une destruction rapide de ces thermocouples a indiqué des températures de flammes substantiellement supérieures à 15000C. La présence de fumées empoche l'utilisation de dispositifs optiques. Avant l'oxydation complète des particules de sulfure de plomb, la flamme frappe avec force le bain en fusion 48 en perturbant la couche des scories 42 de la façon indiquée en 46. Ce choc puissant sur le bain en fusion sert à permettre que les réactions selon les équations (1), (2) et (5) atteignent l'équilibre à une vitesse supérieure. La tuyère d'injection 24 est disposée vers l'intérieur par rapport aux parois du mur pour réduire l'endommagement des garnissages réfractaires de ces parois par la flamme à haute température.La distance entre l'extrémité de sortie de la tuyère 24 et la surface du bain en fusion est suffisante pour empêcher le bouchage de la tuyère par des dépits et pour permettre une oxydation suffisante du concentré de sulfure de plomb avant le choc afin d'établir à la surface du bain une température d'au moins 11000C, mais elle est suffisamment faible pour permettre le choc puissant désiré. La distance de la tuyère à la surface du bain dépend des dimensions du four, du tonnage de concentré traité et de la vitesse du jet projeté vers le bas. Pour un four pilote du type représenté et pour le traitement de dix tonnes de concentré par jour, une distance de 0,9m a été trouvée satisfaisante. Pour des fours plus importants, cette distance peut être augmentée jusqu'à 2 m, par exemple. Le plomb formé pendant l'oxydation pénètre dans le plomb en fusion 40 et dans le puisard 14 pour sortir du four 10 à travers le passage de trop-plein 18 en s'éloignant de la zone de projection. Une partie de l'oxyde de plomb formé pendant l'oxydation pénètre dans la couche de scories 42 qui débordent en 16, à distance aussi de la zone de projection, pour tomber dans le récipient 17. Les scories peuvent être traitées dans un four de réduction pour la récupération du plomb qu'il contient. L'anhydride sulfureux formé pendant l'oxydation, l'oxygène pouvant ne pas avoir réagi, d'autres produits gazeux et la fumée riche en oxyde de plomb sortent du four 10 à travers un carneau 22 pour des traitements consécutifs. La température du bain de scories en fusion 42 est de l'ordre d'environ 1100 C à environ l3000 pendant le fonctionnement, à l'exception de la zone de choc 46 dans laquelle le bain est frappé par des particules provenant de la zone de combustion plus chaude dans laquelle 1a température est un peu supérieure. Les scories contenant de l'oxyde de plomb, qui ont une teneur exceptionnellement faible en soufre et qui sortent du four par l'ouverture 16 au-delà de la zone de choc, sont envoyées dans un four de réduction dans lequel les scories peuvent être réduites d'une façon classique, par exemple par fusion avec addition d'un agent réducteur convenable, tel que du coke. La plus grande partie des fumées entraînées dans les gaz d'échappement est récupérée facilement pour être renvoyée dans le four. Les fumées se déposent bien par gravité si le conduit de fumées 22 a une section transversale suffisamment importante pour permettre une faible vitesse des gaz en réduisant ainsi la charge de l'appareil séparateur, tel qu'un séparateur à sacs ou un appareil de traitement électrostatique. Les fumées collectées à l'extérieur du four sous la forme de poussières du carneau peuvent entre renvoyées dans le four telles qu'elles sont collectées. L'agglomération des particules et des poussières et leur mélange à l'alimentation de sulfure de plomb ne sont pas nécessaires.Des températures plus élevées sont obtenues dans la zone de combustion 44 précédant la zone de choc si la poussière et d'autres matières oxydées, qui réagissent de façon endothermique ne sont pas envoyées dans le four à travers la tuyère 24. I1 est préférable d'utiliser la tuyère 26 afin que les poussières et d'autres matières oxydantes soient envoyées dans le four dans le courant indiqué en 47 à proximité du courant 43 ou à côté de ce courant. La partie des fumées tombant librement dans le carneau retombe en dessous du carneau sur la surface du bain où le sulfate de plomb des fumées est décomposé par réaction d'après l'équation (6), avec le sulfure de plomb contenu aussi dans les fumées.De même, le sulfate de plomb des fumées est décomposé thermiquement quand les fumées tombent sur la partie du bain voisine de la zone de combustion, c'est-à-dire à plus de 1300"C. Le courant de gaz provenant du four 10 passe du séparateur de poussières à un système de récupération classique dans lequel l'anhydride sulfureux est récupéré en tant que produit, par exemple sous la forme de 802 liquide. Pour un fonctionnement commandé du four, le gaz riche en oxygène avec la matière d'alimentation en particules est envoyé avec un débit prédéterminé. L'oxygène doit etre en quantité suffisante pour le maintien des températures dans le four, et c'est aussi la source principale d'oxygène disponible pour former l'oxyde de plomb dans les scories. Quand des récupé rations substantielles de plomb métallique doivent être obtenues, la quantité requise de gaz riche en oxygène peut être estimée comme un pourcentage de la quantité stoechiométrique calculée ,wour le traitement du concentré de plomb pour la conversion du sulfure de plonb complètement en plomb et en anhydride sulfureux.Ce besoin en oxygène dépend de la composition du concentré de plomb, une marge étant utilisée pour l'oxygène utilisé pour la conversion du sulfure de zinc et du sulfure de fer en oxydes et pour les matières oxydées contenant du plomb qui peuvent être chargées séparément dans le système de traitement. Quand des récupérations ubstantielles de plomb doivent être obtenues, les fuites d'air vers l'intérieur du four, qui permettent un fonctionnement désirable du poins de vue hygiénique dans des conditions légèrement inférieures à la pression atmosphérique, doivent être faibles. La matière oxydée réagissant de façon endothermique est limitée par des besoins de température du traitement. Avec le fonctionnement d'un four dans lequel ii existe seulement une faible fuite d'air vers l'intérieur, il a été constaté que de l'oxygène gazeux introduit avec la matière d'alimentation en particules, en quantité d'environ 98% à 120% des besoins stoechiométriques calculés pour le traitement du concentré de plomb pour la conversion complète du sulfure de plomb en plomb métallique et en soufre, est suffisante pour maintenir le bain et la zone de combustion aux températures voulues et pour former des scories contenant au moins 35% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb. Une plage préférée comprise entre 102% et 110% des besoins stoechiométriques calculée assure une récupération substantielle de plomb sous la forme d'une masse à faible teneur en soufre.Des additions d'oxygène voisines de 120%, bien que faisant passer davantage de plomb dans les scories sous la forme d'oxyde de plomb, ont une valeur considérable pour les périodes courtes au cours desquelles une fourniture supérieure de chaleur est nécessaire pour maintenir la température dans le four. La consommation rapide d'oxygène libre dans la réaction précédant le choc établit une pression partielle d'oxygène trop faible pour la formation de PbS04 stable. I1 se forme des scories à faible teneur en soufre, à partir desquelles le plomb est récupéré par une réduction consécutive. Toute la chaleur pour le traitement est fournie par la réaction d'oxydation, sauf pendant les opérations de démarrage au cours desquelles le four est d'abord chauffé en utilisant du gaz naturel ou une huile combustible. L'invention est illustrée plus particulièrement par les exemples suivants de traitement effectués dans un équipement pilote d'une capacité de 10 tonnes par jour. Ce fonctionnement produit des gaz d'échappement contenant plus de 85% d'anhydride sulfureux. Cependant, il doit être compris que l'invention n'est pas limitée par ces exemples. EXEMPLE 1 Un concentré de plomb a été mélangé avec un gaz contenant 97% d'oxygène et le mélange a été envoyé dans un four similaire à celui représenté sur la figure unique, le concentré contenant 63,3% de Pb et 18,3% de S avec des sulfures de fer et de zinccomme impuretés principales. Le débit de concentré a été de 4,1 kg/mn. L'alimentation en oxygène avec le concentré a été de 106 % de la quantité calculée pour convertir tout le sulfure de plomb en plomb métallique. Il n'a pas été utilisé de fondant et la poussière de carneaux n'a pas été recyclée dans le four. La distribution en poids du plomb dans le concentré, dans les scories, dans le métal et dans les poussières de carneau ont été les suivantes. Concentrat Scories Masse de Poussière plomb Plomb (lb) 36.000 11.000 7.400 11.200 Analyse, % en poids Pb Fe Zn S As Sb CaO SiO2 Scories 51,5 19 > 9 8,6 0,2 0,18 0,23 0,84 2,9 Plomb 0,07 0,0006 0,007 Poussière 77,4 3,7 3,9 5,0 0 > 25 0 > 12 0,3 0,4 Les scories contenaient 0,1% de soufre sous la forme sulfate, et leur température moyenne a été de 12800C. Les gaz d'échappement contenaient 84% de S02, 1,1% de 02, 9% de N2 > 3% de H20 et 1% de C02. Les poussières de carneau contenaient 2,5% de soufre sous la forme sulfate. EXEMPLE 2 Un concentré de plomb a été chargé dans le four avec du gaz contenant 97% d'oxygène. Le concentré contenait 72,5% de Pb et 17,2% de S avec des sulfures de fer et de zinc comme impuretés principales. Le débit d'alimentation en concentré a été de 5 kg/mn. L'alimentation en oxygène avec la charge d'alimentation a été de 110% de la quantité calculée pour la conversion de tout le sulfure de plomb en plomb métallique. De la castine contenant 50% de CaO et un fondant siliceux contenant 98% de Si02 ont été envoyés dans le four avec des débits de 4,54 kg/h et 13,6 kg/h, respectivement. Suivant cet exemple, 5% de poussières de carneau ont été recyclés dans le four. La distribution en poids du plomb dans le concentré, dans les scories, dans le métal et dans les poussières de carneau ont été les suivantes. Concentrat Scories Masse de Poussière plomb Plomb (lb) 34.000 6.300 19.200 8.000 Analyse, % en poids pb Fe Zn S As Sb CaO SiO Scories 38,7 13,1 15,8 0,4 0,026 0,029 4,9 12,0 Plomb 0,28 (0,0001 0,0015 Poussière 77,7 1,1 1,9 7,6 0,006 0,004 0,35 0,2 Les scories contenaient 0,05% de soufre sous la forme sulfate et leur température moyenne a été de 1150"C. Les gaz d'échappement contenaient 88% de S02, 0,06% de 02, 2,3% de N2, 3% de H20 et 3% de C02. Les poussières de carneaux contenaient 3-,4% de soufre sous la forme sulfate. EXEMPLE 3 Un concentré de plomb a été chargé dans le four avec du gaz contenant 97% d'oxygène. Le concentré contenait 74,1% de Pb et 16,1% de soufre, avec des sulfures de fer et de zinc comme impuretés principales. Le débit d'alimentation en concentré a été de 4,65 kg/mn. L'alimentation en oxygène avec l'alimentation a été de 100,2% de la quantité calculée pour la conversion de tout le sulfure de plomb en plomb métallique. Un fondant siliceux contenant 81% de Si02 a été envoyé dans le four avec un débit de 16 kg/h. Dans ce cas, 85% de poussières de carneau ont été recyclés dans le four. La distribution en poids du plomb dans le concentré, les scories, le métal et les poussières de carneau a été la suivante. Concentrat Scories Masse de Poussière plomb Plomb (lb) 54.000 13.000 36.400 2.100 Analyse, % en poids Pb Fe Zn S As Sb CaO SiO 2 Scories 52,2 9,3 12,4 0,65 2,3 Plomb 0,56 0,0001 0,0014 Poussière 76,9 1,2 1,9 5,8 0,7 0,3 Les scories contenaient 0,1% de soufre sous la forme sulfate et leur température moyenne a été de 11600C. Les gaz d'échappement contenaient 88% de S02, 3% de H20 et 3% de C02. Les poussières de carneau contenaient 3, 4% de soufre sous la forme sulfate. EXEMPLE 4 Un concentré de plomb a été chargé dans le four avec du gaz contenant 97% d'oxygène. Le concentré contenait 74t5=/= de Pb et 16,2% de S avec des sulfures de fer et de zinc comme impuretés principales. Le débit d'alimentation en concentré a été de 6,6 kg/mn. L'alimentation en oxygène avec l'alimentation a été de 102,3% de la quantité calculée pour la conversion de tout le sulfure de plomb en plomb métallique. Un fondant siliceux contenant 81% de Si02 a été envoyé dans le four avec un débit de 8,2 kg/h. Dans ce cas, 95% de poussires de carneau ont été recyclés dans le four.La distribution en poids du plomb dans le concentré, les scories, le métal et les poussières de carneau ont été les suivantes Concentrat Scories Masse de Poussière plomb Plomb (lb) 98.500 24.000 73.000 1.300 Analyse, % en poids Pb Fe Zn S As Sb CaO Si02 Scories 51,5 9,4 12,6 0,53 0,06 0,04 2,2 9,5 Plomb 0,25 40,0001 0,0015 Poussière 77,0 1,2 1,9 5,8 0,007 0,005 0,7 0,3 Les scories contenaient 0,1% de soufre sous la forme sulfate et leur température moyenne a été de 11800C. Les gaz d'échappement contenaient 87Z de S02, 0,57. de 0,2, 6% de N2, 3% de H20 et 3% de C02. Les poussières de carneau contenaient 3,3% de soufre sous la forme sulfate. Les analyses ci-dessus indiquent que le fonctionnement avec une température de la zone de combustion au-dessus de celle à laquelle le sulfate de plomb se décompose, et le maintien d'un pourcentage relativement élevé de plomb dans les scories permettent une décomposition efficace du sulfure de plomb par les réactions des équations (1) et (5). Les différences entre le soufre total et le soufre sous la forme sulfate des analyses des poussières de carneau des exemples précédents indiquent qu'environ la moitié du soufre total est sous la forme de sulfure. I1 apparaît que, quand les fumées tombent sur la surface du bain, qui est à plus de 1100 C, du plomb à l'état d'élément et de l'anhydride sulfureux sont formés par la réaction de l'équation (4). Ces facteurs assurent la production de scories et d'une masse de plomb à faibles teneurs en soufre. Le pourcentage relativement élevé d'oxyde de plomb à point de fusion bas dans des scories maintient aussi la fluidité des scories, et par suite la quantité de fondant, qui est une gêne du point de vue thermique, peut être plus faible. Le zinc des scories peut être récupéré par distillation classique des scories. La quantité de plomb récupérée dans les poussières de carneau, principalement sous la forme d'oxyde de plomb, c'est-à-dire 20 à 30% du plomb du concentré traité, est comparable à la quantité formée par d'autres procédés ne comportant pas une étape préliminaire de frittage. Le retour dans le four des fumées d'oxyde de plomb récupérées relativement facilement des gaz d'échappement contribue appréciablement au taux de production de plomb sans augmenter sensiblement la teneur en oxyde de plomb des scories. Comme le montre l'exemple 4, la quantité de plomb contenue dans les poussières de carneau recyclées dans le four, estimée de 9000 kg de plomb, est du même ordre de grandeur que les 11.000 kg de plomb passant dans les scories. Par le recyclage, un équilibre est établi. La réaction suivant l'équation (5) est favorisée.L'oxyde de plomb des fumées réagit aussi avec le sulfure de plomb dans les fumées pour donner du plomb et de l'anhydride sulfureux. Des impuretés telles que le zinc, l'arsenic et l'antimoine, dégagées dans la réaction initiale, ne s'accumulent pas dans les fumées. L'azote trouvé par analyse dans les gaz d'échappement montre qu'une certaine quantité d'oxygène a été apportée par des fuites d'air vers l'intérieur du four. Pendant le fonctionnement d'n four suffisamment grand pour le traitement de 100 tonnes par jour de concentré de plomb, il a été observé qu'une partie substantielle de l'oxygène nécessaire pour former des scories contenant au moins 35% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb peut être fournie autrement que par l'oxygène introduit avec la charge d'alimentation en particules. Cela est illustré par l'exemple 5 donné ci-après, suivant lequel il ne se forme pas de masse de plomb fondu. Toute la quantité de plomb du sulfure de plomb d'alimentation est convertie en fumées contenant de l'oxyde de plomb et en scories contenant de oxyde de plomb, à faible teneur en soufre. Suivant cet exemple, la quantité de gaz riche en oxygène en mélange avec les particules d'alimentation a été suffisante pour maintenir les températures requises pour le traitement, mais a été inférieure aux quantités indiquées dans les différents exemples précédents. EXEMPLE 5 Un concentré de plomb a été chargé avec un gaz contenant 97% d'oxygène dans un four similaire à celui représenté. Le concentré contenait 65,5% de Pb 18,0% de S, 9,8% de Fe et 3,5% de Zn avec de sulfures de fer et de zinc comme impuretés principales. La quantité totale de concentré, c'est-à-dire 55.000 kg, a été introduite avec un débit de 44,5 kg/mn. La quantité d'oxygène envoyée en mélange avec le concentré en particules a été de 83% de la quantité stoechiométrique calculée pour la conversion de tout le sulfure de plomb en plomb métallique. Aucun fondant n'a été utilisé et les poussières de carneau n'ont pas été recyclées dans le four.Suivant cet essai, il ne s'est pas formé une masse de plomb fondu et 25% seulement des gaz d'échappement ont été formés par de l'anhydride sulfurique. I1 est évident qu'une quantité substantielle d'oxygène est entrée dans le four sous la forme d'air, autrement qu'à travers la tuyère 24. Les résultats sont donnés ci-dessus. Concentrat Scories Masse de Poussière plomb Plomb (lb) 80.450 57.550 - 22.750 Analyse, % en poids Pb Fe Zn S CaO SiO2 Scories 61,3 13,4 4,0 0,3 0,8 2,6 Poussière 74,4 3,7 3,9 5,0 0,4 0,6 Les scories contenaient 0,1% de soufre sous la forme sulfate et leur température moyenne a été de 1150oC Les gaz d'échappement, bien que contenant moins de S02 que les gaz d'échappement des exemples 1 à 4, ont dépassé cependant la concentration d'environ 12% pouvant être utilis & our la fabrication d'acide sulfurique. Cet exemple montre que l'oxygène gazeux ayant pénétré dans le four en mélange avec les particules d'alimentation a été suffisant pour maintenir la température des scories au-dessus de 1100 C. Cependant, cette quantité d'oxygène, 83% de la quantité stoechiométrique calculée pour la conversion de tout le sulfure de plomb en plomb métallique, n'a pas été suffisante pour la conversion de tout le plomb en oxyde de plomb.Avec le four d'une capacité de 100 tonnes par jour les fuites d'air vers l'intérieur ont été sensiblement supérieures qu'avec un four pilote plus étanche de 10 tonnes par jour qui, suivant les exemples 1 à 4, a prpduit des gaz d'échappement contenant plus de 80% de S02. I1 a par suite été trouvé qu'une partie de la quanrité d'oxygène reçue pour le maintien du taux désiré d'oxyde de plomb dans les scories peut être fournie par une source différente, par exemple par des fuites d'air vers l'intérieur, tandis que l'oxygène pénétrant dans le four en mélange avec les particules d'alimentation maintient des températures suffisamment élevées pour assurer dans les scories une faible teneur en soufre sous la forme sulfate. L'alimentation en oxygène doit être convenable pour obtenir les scories à faible teneur en scories décrites dans les exemples 1 à 5 et du plomb fondu à faible teneur en soufre décrit dans les exemples 1 à 4 et pour assurer les températures élevées de fonctionnement pour une faible teneur en sulfate des scories.Pour atteindre ces conditions spécifiques pour l'oxygène, il doit par suite y avoir en premier lieu suffisamment d'oxygène sous la forme de gaz riche en oxygène contenant au moins 60% d'oxygène en mélange avec des particules d'alimentation pour démarrer et entretenir l'oxydation du sulfure de plomb dans une flamme de la zone de combustion ayant une température supérieure à 1300"C et pour produire suffisamment de chaleur par oxydation pour le maintien du bain en fusion à une température supérieure à 11000C, et en second lieu une quantité totale suffisante d'oxygène pour maintenir des scories ayant une teneur suffisamment élevée en plomb sous la forme d'oxyde de plomb pour la réaction avec le sulfure de plomb frappant le bain et pour le rejet sous la forme d'anhydride sulfureux du soufre du sulfure de plomb pénétrant dans les scories.L'exemple 2 montre qu'une quantité d'environ 35% de plomb dans les scories est suffisante pour répondre aux besoins en oxyde de plomb. Les exemples 1, 3 et 4 montrent qu'avec une quantité de plomb atteignant 55% dans les scories, il y a encore des récupérations substantielles de plomb sous la forme de plomb fondu. L'exemple 5, avec 0,3 % de soufre total englobant 0,1% de soufre sous la forme sulfate dans les scories, montre que le procédé peut etre utilisé pour récupérer dans des scories à faible teneur en soufre la totalité ou presque la totalité du plomb n'échappant pas avec les fumées. Le fonctionnement du traitement selon l'invention avec au moins 35% de plomb sous la forme d'oxyde produit des scories et du plomb en fusion à faible teneur en soufre. Pour extraire du four une partie substantielle du plomb sous la forme d'un lingot de plomb métallique, le fonctionnement avec des scories contenant environ 35% à environ 55% de plomb est préférable. Pour le fonctionnement d'un four à faibles fuites d'air vers l'intérieur, indiqué par au moins 80% de S02 dans les gaz d'échappement suivant les exemples 1 à 4, il est désirable de commander la récupération de plomb sous la forme de plomb en fusion par introduction d'une quantité prédéterminée de gaz riche en oxygène avec les particules d'alimentation. Pour le fonctionnement d'un four ayant des fuites d'air plus importantes vers l'intérieur, de l'oxy- gène en quantité suffisante doit être envoyé pour la formation de scories contenant suffisamment d'oxyde de plomb pour la réaction avec le soufre et son rejet sous la forme d'anhydride sulfureux à partir des particules contenant le sulfure et frappant le bain.La température des scories doit Entre suffisamment élevée pour la décomposition des sulfates pénétrant dans le bain sous la forme de fumées se déposant et contenant à la fois du soufre à l'état de sulfure et du soufre à l'état de sulfate, ou de fumées recyclées et d'autres matières recyclées chargées dans le four près de la zone de combustion. Le maintien d'au moins 50% de plomb sous la forme d'oxyde dans les scories et le maintien de la température supérieure à 11000C pour les scories empeche l'entrée de soufre dans la couche sous jacente de plomb en fusion.L'oxydation de tout le plomb du concentré pour former des fumées et des scories à faibles teneurs en soufre suivant l'exemple 5, et la réduction des scories pour la récupération de plomb métallique, a des avantages écologiques sur le frittage du concentré et la réduction de la matière frittée. Bien que le procédé selon l'invention pour le traitement des minerais de plomb soit de préférence utilisé avec une quantité suffisante d'oxygène pour former des scories contenant la quantité de 35% à 55% de plomb nécessaire pour assurer une récupération substantielle de plomb en fusion à faible teneur en soufre, en arsenic et en antimoine, ou avec une quantité suffisante d'oxygène pour convertir complètement le sulfure de plomb en oxyde et en anhydride sulfureux, il est évident que, quand le degré d'oxydation est important, les quantités de plomb contenues dans le bain représentent des proportions décroissantes de plomb sous la forme de plomb en fusion. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. R E V E N D I C -A T I O N S 1. Procédé pour récupérer séparément du plomb et du soufre des minerais ou des concentrés de sulfure de plomb sans frittage préalable, caractérisé par l'envoi soit du minerai, soit du concentré de sulfure de plomb à-l'état de particules et en mélange avec un gaz riche en oxygène, contenant au moins 60% d'oxygène, vers le bas travers la zone de combustion d'un four pour que ce mélange frappe la surface d'un bain en fusion contenu dans le four et pénètre dans cette surface, le bain contenant du plomb sous la forme de scories contenant de l'oxyde de plomb résultant du traitement, afin que l'oxydation du sulfure de plomb soit démarrée et entretenue pour produire de l'oxyde de plomb et de l'anhydride sulfureux dans une flamme située dans la zone de combustion au-dessus de la zone dans laquelle le courant frappe le bain en fusion, et pour qu'après ce contact l'oxydation du sulfure de plomb résiduel continuepar réaction dans les scories en fusion, avec l'envoi dans le four d'une quantité suffisante d'oxygène gazeux en premier lieu pour la production de chaleur par oxydation pour le maintien de la flamme à une température d'au moins 13000C et du bain en fusion à une température supérieure à 11000C, et en second lieu pour maintenir au moins 35% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb dans les scories, cette chaleur d'oxydation résultant de la réaction avec le gaz riche en oxygène, et l'extraction du four de la matière en fusion contenant le plomb à faible teneur en soufre et la matière gazeuse contenant le soufre et des fumées entraînées d'oxyde de plomb. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est conduit en continu. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le plomb contenu dans la matière en fusion extraite du four est du plomb doux contenant moins de 0,001% d'arsenic et moins de 0,01% d'antimoine. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le maintien d'environ 35% à environ 55% de plomb sous la forme d'oxyde de plomb dans les scories. 5. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que tout le plomb contenu dans la matière en fusion extraite du four est sous la formed'oxyde de plomb. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par la réduction de l'oxyde de plomb contenu dans la matière contenant le plomb pour former du plomb pratiquement exempt de soufre. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une matière oxydée à l'état solide, choisie dans le groupe constitué par les fumées recyclées, les matières formant un fondant et les résidus de lixiviation d'un sulfate, est introduite dans le four suivant un courant situé à proximité du courant soit de minerai, soit de concentré de sulfure de plomb, mais ne cotncidant pas avec ce courant. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le gaz riche en oxygène contient au moins 75% d'oxygène. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le bain en fusion est maintenu à une température comprise entre environ 1100ex et environ 13000C par la chaleur de l'oxydation dans la zone de combustion. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le courant soit de minerai, soit de concentré de sulfure de plomb à l'état de particules en mélange avec le gaz riche en oxygène est envoyé vers le bas dans le four à partir d'une distance d'au moins 0,9 mètre au-dessus de la couverture de scories. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le concentré est un produit de flottation d'écume. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la température pendant l'oxydation, soit du minerai, soit du concentri avant le contact avec le bain en fusion est supérieure à environ 15000C. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la température pendant l'oxydation, soit du minerai, soit du concentré, avant le contact avec le bain en fusion est supérieure à environ 17000C. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la matière en fusion contenant du plomb, extraite du four, contient moins de 1% de soufre et est extraite à travers une ouverture située au-delà de la zone de contact de la flamme.