Brevet FR2500850A1 — publié le 19820903

La présente invention concerne le traitement de poussières provenant d'opérations d'affinage et elle a plus particulièrement trait au traitement de poussières éliminées d'un four d'élaboration de l'acier en vue de récupérer le zinc et d'autres impuretés et de faire prendre aux poussières une forme qui convient au recyclage dans l'opération d'élaboration de l'acier. Dans des opérations d'affinage telles que l'élaboration de l'acier par le procédé à l'oxygène, diverses impuretés sont éliminées et certaines telles que le zinc sont recueillies comme partie de la poussière qui est formée au cours de l'opération. La poussière recueillie renferme un fort pourcentage de fer et serait donc une matière intéressante si ce n'était la présence de quantités relativement fortes d'impuretés nuisibles telles que zinc et plomb. Des tentatives ont été faites dans le passé pour éliminer ces impuretés des poussières provenant, entre autres, du procédé à l'oxygène, mais ces tentatives n'ont pas été couronnées de succès pour diverses raisons. Les principaux procédés proposés jusqu'à présent ont impliquer une tentative de transformation de la poussière en boulettes, puis de réduction de la quantité d'impuretés telles que le zinc à des températures suffisantes pour volatiliser le métal. Ces tentatives ont été faites suivant des techniques classiques de formation de boulettes dans lesquelles la poussière a été humidifiée et transformée en boulettes seule ou en mélange avec un combustible à base de carbone, les boulettes ont été tamisées à la grosseur désirée, les boulettes tamisées ont été séchées soigneuseme1-lt et la température a été progressivement élevée pour durcir les boulettes par la chaleur et pour chasser les impuretés.Dans la pratique, ces tentatives ont généralement échoué parce que les boulettes étaient trop faibles pour résister à la manutention et parce que les conditions de traitement étaient trop restrictives. Par exemple, l'un des procédés proposes nécessitait un refroidissement à l'abri de l'oxygène. Dans quelques cas, des boulettes mécaniquement résistantes ont été formées, mais elles ont manqué d'une perméabilité suffisante, ce qui les a rendues si difficiles à sécher que ces tentatives ont aussi été abandonnées. On vient de trouver un procédé simple par lequel le zinc et d'autres impuretés peuvent être éliminés de poussières de fours produites, entre autres, dans le procédé à l'oxygène. Le procédé de linvention tire avantage de facteurs qui ont été considérés comme étant désavantageux dans le passé. En bref, dans le procédé de l'invention, des boulettes-humides sont formées à partir de poussières formées dans le procédé à l'oxygène. Ensuite, au lieu de sécher soigneusement les boulettes comme dans le passé, Ces boulettes humides sont immédiatement soumises, en présence d'une matière renférmant du carbone, à des températures suffisantes pour les faire déliberément exploser en vue de la volatilisation de l'eau et des impuretés L'explosion des boulettes accroît la surface spécifique et favorise grandement l'élimination d'impuretés. La matière purifiée peut ensuite être refroidie à l'eau et recyclée dans un haut fourneau, dans le procédé à l'oxygène, etc. Ce procédez est non seulement plus simple que le procédé similaire dont la mise en oeuvre a été tentée précédemment, mais il permet également une réduction de la durée de traitement d'environ 2 heures ou plus, comme le nécessitaient les procédés antérieurs, à seulement 30-45 minutes ou même moins. Conformément à la présente invention, de nombreuses etapes classiques ont été éliminées du processus normal de formation des boulettes. Parmi elles, on indique les étapes de séchage mentionnées ci-dessus qui nécessitent un lent séchage des boulettes humides, le classement des boulettes et l'addition, à la poussière constituant la charge, d'additifs destinés à accroître la résistance mécanique et/ou la perméabilité. EXEMPLE 1 Une charge qui consiste en une poudre de particules recueillie au cours d'un procédé d'élaboration de l'acier à l'oxygène en mélange avec une quantité suffisante de poussier de coke pour que le mélange renferme 30 % de carbone, est introduite dans un tambour destiné à la formation de boulettes dans lequel une quantité suffisante d'eau est chargée pour provoquer la formation des boulettes. Ces dernières contiennent environ 4,5 % d'eau.Des dosages chimiques des constituants importants de la poudre du procédé à l'oxygène et du poussier de coke ont donné les résultats suivants Poudre du procédé à l'oxygène Poussier de coke Constituant Parties en poids Constituant Parties en poids ZnO 6,2 ZnO 0,1 PbO 0,7 PbO Traces FeT 43 FeT Traces FeO 19,5 Carbone 80 Carbone 0,8 Aucune tentative n'a été faite pour limiter les dimensions des boulettes ou pour sécher ces dernières avant leur introduction dans un four rotatif préalablement chauffé, maintenu aussi près que possible d'une température de 11500C. Le four est garni d'une matière réfractaire capable de résister au moins à une température de 14820C de manière que, dans le cas de la formation d'un anneau, la température puisse être élevée suffisamment pour faire fondre la matière jusqu'au point d'écoulement pour éliminer l'anneau. La charge introduite dans le four rotatif est continue et la durée moyenne de séjour des particules dans le four est de 35 minutes. Les grandes boulettes et de nombreuses petites explosent lorsqu'elles sont traitées à la chaleur et une fumée blanche représentant les impuretés volatiles est dégagée et recueillie. Le produit déchargé du four est sous une forme physique semblable à celle d'une matière frittée et il présente l'analyse chimique suivante Constituants Parties en poids ZnO 0,4 PbO 0,04 FeT 55 FeO 45 Carbone 15 Il y a lieu de remarquer que la teneur en ZnO, exprimée par un pourcentage par rapport au fer total, a été réduite de 14,4 % à 0,7 %, ce qui équivaut à une élimination d'environ 95 %. EXEMPLE 2 On répète le mode opératoire de l'exemple 1 à la différence que les boulettes sont formées sans addition de poussier de coke et que les boulettes formées sont mélangées ensuite avec un poussier de coke juste avant l'introduction du mélange dans le four. La température est maintenue aussi près que possible de 1121 C, la durée moyenne de séjour est de 45 minutes et les résultats sont semblables à ceux de l'exemple 1, à la différence qu'une proportion d'environ 98,5 % du zinc est éliminée. EXEMPLES 3-6 On effectue des essais semblables à ceux de l'exemple 2 en utilisant des particules de charbon, du coke, de l'huile et du gaz de four à coke comme combustible au lieu de poussier de coke, et on obtient des résultats similaires. EXEMPLES 7-9 On répète le mode opératoire de l'exemple 2 en utilisant les températures de 1038, 1093 et 11770C pendant des périodes moyennes respectives de séjour de 45, 35 et 27 minutes et on obtient des résultats satisfaisants. Le produit obtenu par le procédé de l'invention est de préférence refroidi par l'eau lorsqu'il est déchargé du four. Cette matière sensiblement dépourvue de zinc ressemble principalement à un produit fritté en particules comprises entre 2,38 et 6,35 mm et elle se présente sous une forme qui permet de l'ajouter directement dans un procédé d'élaboration de l'acier. Diverses modifications peuvent être apportées au procédé sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, il est possible de maintenir la température entre environ 1038 et 12040C, de préférence entre 1066 et 11630C et notamment entre 1121 et 11490C. De même, la quantité de matière carbonée que l'on ajoute peut être égale à la quantité qui fournit environ 20 à 40 % de carbone ou l'équivalent, de préférence 25 à 35 %. On a constaté que l'utilisation de boulettes non classées qui sont chauffées aux températures indiquées a généralement pour résultat l'explosion d'au moins 10 % et de préférence d'au moins 25 % des boulettes. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour convertir les poussières résiduaires provenant d'une opération d'affinage en une matière exploitable apte à être recyclée dans un procédé d'affinage, caractérisé en ce qu'il consiste à transformer les poussières en boulettes, à chauffer les boulettes de poussières résultantes en présence d'une matière capable de réduire les oxydes sans séchage intermédiaire important, à une température comprise entre environ 1038 et 12040C et à une vitesse suffisante pour faire exploser au moins certaines des boulettes et pour éliminer ainsi des impuretés volatiles, puis à décharger de la chambre la matière résultante. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière frittée résultante est refroidie à l'eau après avoir été déchargée de la chambre. 3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les boulettes sont portées à la température indiquee sans être classées. 4. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins 10 % des boulettes sont désintégrées. 5. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température se situe entre environ 1066 et 1 1630C. 6. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les poussières résiduaires proviennent d'un procédé d'élaboration de l'acier à l'oxygène. 7. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière déchargée de la chambre est sous la forme d'une matière sensiblement dépourvue de zinc en particules de 2,38 à 6,35 mm. 8. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre en continu et en ce que l'étape de chauffage est accomplie, pour un diamètre moyen des particules, en moins d'environ 50 minutes.