Brevet FR2488910A1 — publié le 19820226

La présente invention se rapporte au domaine de la transformation des bains de scories métallurgiques. Les scories métallurgiques transformées sont utilisées dans l'industrie du ciment comme addition minérale active dans la fabrication des ciments de laitier. Les scories métallurgiques, notamment les laitiers de haut fourneau, contiennent, de pair avec CaO, SiO2, Al203, MgO, des sulfures (CaS, FeS, MnS). On connatt divers procédés de transformation des bains de scories métallurgiques. L'un de ces procédés connus de transformation des bains de scories métallurgiques prévoit un fractionnement (granulation) du bain de scories au moyen de courants d'eau et son refroidissement final dans un réservoir (trémie). Au contact du bain de fusion et de l'eau, il se produit une vaporisation intense de celle-ci. Les réactions se déroulant dans ces conditions entre l'eau et CaS, MnS, FeS, résultant en une transformation H2S et S02 en mélange vapeur-eau dans lequel leur quantité dépasse de plusieurs fois la valeur limitée admissible des rejets de ces substances à l'atmosphère. L'élimination du sulfure d'hydrogène et de l'anhydride sulfureux contenus dans la vapeur exige l'emploi d'un. équipement onéreux. On connatt un procédé de transformation de bains de scories métallurgiques au moyen d'eau à laquelle, pour réduire le dégagement de H2S et de S02 dans l'atmosphère, on additionne préalablement un oxyde ou un carbonate de métal alcalin ou alcalino-terreux (brevet EUA, cl. C21 3/08, 75-24 N 3756292, publié le 11.09.1973). Dans ce même but, lors de la granulation de la scorie, on y ajoute un mortier aqueux de chaux d'une concentration en oxyde de calcium de 0,45 à 0,55 kg par tonne d'eau (brevet URSS, cl. C04 5/02 N 521240 publié le 15.07.1976). Cependant dans ces procédés connus les additifs introduits sont peu efficaces à yeuse dela brievate' ducoatact,entre le mortier aqueux, contenant ces additifs, et les gaz. En outre, l'introduction dans l'eau(pour granuler les bains de scories) desdits oxydes de métaux alcalins ou alcalino-terreux contribue à l'augmentation du pH du milieu queux. Le milieu alcalin devient un agent d'amorçage du durcissement des particules fines de scorie, conduisant à la formation d'un dépôt monolithe, difficile à détruire. On s'est donc proposé, dans la présente invention, de choisir pour la transformation des bains de scories métallurgiques une solution aqueuse d'une substance permettant une élimination efficace des gaz sulfureux contenus dans la vapeur. La solution consiste en ce que dans le procédé proposé de traitement de bains de fusion de scories métallurgiques du type comprenant un fractionnement en gouttes du bain au moyen d'une solution aqueuse contenant une substance contribuant à réduire le dégagement des gaz sulfureux dans l'atmosphère, suivant l'invention on utilise en tant que substances contribuant à réduire le dégagement des gaz sulfureux dans l'atmosphère, des,tsubstances tensio-actives moussantes à raison de 0,2 à 1,5 % en poids par rapport à la quantité d'eau utilisée. L'avantage d'un tel procédé de transformation des bains de scories métallurgiques tient à une élimination plus poussée des gaz- sulfureux contenus dans la vapeur gracie à un contact plus prolongé entre les phases en réaction, la teneur en H2S de la vapeur perdue diminue alors réduite de 3 à 5 fois. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessin unique annexé illustrant schématiquement la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Dans le dessin en question on voit une trémie de réception 1, un collecteur de vapeur 2,un réservoir 3 d'eau décantée, une buse 4 d'admission d'eau, une auge 5 d'admission de scorie 10, une pompe 6 de refoulement de la solution aqueuse, un dispositif de transport pneumatique 7, un déshydrateur 8, un transporteur à bande 9. Pour mettre en oeuvre le procédé proposé de transformation des bains de scories métallurgiques on dissout dans le réservoir 3 d'eau décantée les surfactifs moussants à raison de 0,2 à 1,5 % en poids par rapport à la quantité d'eau. Ensuite, à l'aide de la pompe 6, la solution aqueuse obtenue est refoulée du réservoir 3 d'eau décantée vers la trémie de réception 1. Une fois rempli le tiers du volume de la trémie de réception 1, on y admet par l'intermédiaire de l'auge 5 le bain de scories. A l'endroit du contact entre le bain de scorie et la solution aqueuse, s'écoulant de la buse 4 d'admission d'eau, il se produit un fractionnement du bain de scories en gouttes dont le refroidissement final s'effectue dans la trémie de réception 1. A la suite de 1' effet de barbotage provoqué par les jets d'eau dans la solution aqueuse contenue dans la trémie de réception 1, il se forme une couche dans la trémie, une couche de mousse qui se maintient en permanence,ce qui permet d'obtenir une élimination efficace des gaz sulfureux contenus dans la vapeur qui se forme, et assure l'évacuation de la vapeur épurée à travers le collecteur de vapeur 2. L'épuration de la vapeur s'effectue aussi bien par leur absorption par la solution aqueuse que gracie à la réaction complète entre H2S et S02 aboutissant à la formation de souffre libre et d'eau. En qualité de substs ts -actives moussantes L'efficacité de l'épuration des gaz sulfureux augmente avec l'accroissement de l'épaisseur de la couche de mousse et avec la diminution de la dimension de ses alvéoles. L'augmentation de la quantité utilisée de substances tensio-actives moussantes auwdessus de 1,5 % en poids, peut réduire la couche de mousse dans la trémie de réception par suite de la diminution de la tension superficielle de la solution. La rédllc'ion de la couffe de mousse diminue l'efficacité de l'épuration de la vapeur. Quand la concentration est inférieure à 0,2 56 en poids, l'épaisseur de la couche de mousse est insuffisante pour une éliminatior. efficace des gaz sulfureux contenus dans la vapeur. Pour une meilleure compréhension de l'invention, plusieurs exemples concrets mais non limitatifs de mise en oeuvre du procédé proposé sont décrits ci-après. Exemple 1. La transformation d'un bain de scorie métallurgique de composition chimique suivante (% en poids) : CaO - 44 SiO2 - 38 ; MgO - 6,5 ; Al203 - 8 ; CaS - 2 ; MnO - 0,6 FeO - 0,9, en laitier granulé pour l'industrie du ciment est réalisée sur une installation comprenant une auge d'admission de la scorie, une buse d'admission d'eau sous pression, une trémie de réception, un dispositif de transport pneumatique du mélange eauwlaitier, un déshydrateur, un transporteur à bande, un réservoir d'eau décantée, une pompe d'alimentation en solution aqueuse de la buse d'admission d'eau à partir du réservoir d'eau décantée. Pour réduire le dégagement des gaz sulfureux lors de la transformation du bain de scorie, on dissout dans le réservoir d'eau décantée une quantité de 1,2 % en poids de dodécylsulfate de sodium. Ensuite on branche la pompe et on alimente en solution aqueuse obtenue la trémie de réception. Après remplfflssage du tiers du volume de la trémie de réception par la solution aqueuse, on y admet de la scorie en fusion à la température de 1500t C, par l'intermédiaire de l'auge 5 admission de scorie. Sous le Jet de scorie en fusion on amène sous une pression de 3 atm une solution aqueuse de dodécylsulfate de sodiun à raison de 7 m3 par tonne de scori,il se produit alors un fractionnement en gouttes de la scorie en fusion et leur refroidissement dane la trémie de réception. A la suite de l'effet de barbotage crée plans la solution aqueuse se trouvant dans la trémie de réception, il s'y forme et s'y maintient une couche de mousse contribuant à réduire de 0,235 - 0,929 g/Nm3 à 0,052-0,204 g/Nm3 la teneur en H2S du mélange vapeur-eau. Ensuite scorie granulée est amenée par transport pneumatique au déshydrateur, puis au stockage à l'aide d'un transporteur. La solution aqueuse sortant du déshydrateur arrive dans le réservoir d'eau décantée. Exemple. La transformation en scorie granulée d'un bain de fusion de scorie métallurgique, de mEme composition chimique que dans l'exemple 1, est réalisée dans une installation et suivant une séquence analogue à celles décrites dans l'exemple 1. En qualité de substance tensio-active moussante on utilise de l'alcool iso-amylique à raison de 0,9 % en poids par rapport à la quantité d'eau.La teneur en H2S du mélange vapeur-eau diminue de 0,235 - 0,929 g/N3 à 0,084 0,309 g/Nm , Exemple , La transformation en scorie granulée d'un bain de fusion de scorie métallurgique ayant la composition chimique suivante (% en poids) : CaO - 38, SiO2-- 37, MgO - 10; A1203 13, CaS - 0,8, FeO - 0,5, MnO - 0,7, est réalisée dans une installation et suivant une séquence identique à celles décrites dans l'exemple 1. En qualité de substance tensio-active moussante on emploie des alcoylsulfonates à raison de 0,6 % en poids par rapport à la quantité d'eau. la teneur en H2S du mélange vapeur-eau diminue de 0,128-0,594 g/Nm3 à 0,051 - 0,144 g0N;m3. Exemple 4. La transformation en scorie granulée d'un bain de fusior de scorie métallurgique ayant unie composition chimique identique à celle indiquée dans l'exemple 3, est réalisée dans une installation et suivant une séquence identique à celles décrites dans l'exemple 1. En qualité de substance tensio-active moussante on utilise du dodécylsulfate de sodium à raison de 0,3 5' en poids par rapport à la quantité d'eau. -La teneur en H2S du mélange vapeur-eau diminue de 0,128-0,597 gain3 à 0,.038-- 0,196 g/Nm3. Exemple 5 La transformation en scorie granulée d'un bain de fusion de scorie métallurgique de composition chimique analogue à celle indiquée dans 11 exemple 3, est effectuée dans une installation et suivant une séquence identique à celles décrites dans l'exemple 7. En qualité de substance tensio-active moussante on utilise du dodécylaminacétate à raison de 0,5 % en poids par rapport à la quantité d'eau. La teneur en H2S du mélange vapeur-eau diminue de 0,1280,597 g/Nm3 à 0,056-0,293 g/Nm3. 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 suivant son esprit et-mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Procédé de transformation de bains de scories métallurgiques, du type comprenant un fractionnement du bain de scories 10 en gouttes au moyen d'une solution aqueuse contenant une substance contribuant à réduire le dégagement de gaz sulfureux dans l'atmosphère, caractérisé en ce quVen qualité de substance contribuant à réduire le dégagement de gaz sulfureux dans l'atmosphère on utilise des substances tensio-actives moussogènes à raison de 0,2 à 1,5 % en poids. 2. Scorie métallurgique caractérisée en ce qu'elle est obtenue par transformation d'un bain conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1.