Brevet FR2501530A1 — publié le 19820917

Appareil pour récupérer les produits métalliques. La présente invention concerne un appareil pour récupérer les produits métalliques. L'appareil le plus intéressant dans le domaine de la récupération ou de la concentration des produits métal- llques va être décrit maintenant. Dans l'état actuel de la technologie, les appa- reils sont généralement du type à plusieurs stades si bien qu'ils sont principalement affectés par des prix de revient élevés. Une installation à un seul stade a été conçu pour l'obtention de produits métalliques ferreux, qui est composée d'un réacteur ayant une forme cylindrique, monté verticalement et pouvant tourner à une vitesse élevée autour de son axe géométrique, et qui comporte un trou d'écoulement traversant sa paroi inférieure. Le fonctlonnement d'un tel réacteur a été amé- lloré ultérieurement au moyen d'une disposition particulière des produits chargés, comme cela est résumé dans le brevet italien ne 919 714. En effet, l'agent réducteur, qui peut être du coke ou du charbon, et le minerai, ne sont plus Introduits dans le réacteur sous forme d'un mélange, mals en couches alternées, la couche qui est la plus près des parois du réac- teur étant composée de coke, tandis que la couche adjacente est formée de minerai, et ainsi de suite, en avançant vers l'axe géométrique du réacteur. Cecl a été prévu pour pouvoir contrôler la double tâche du coke (ou du charbon), c'est-à- dire, la combustion et l'action réductrice. Ce type d'appareil, lndépendemmant de la diffé- rence importante, qu'ane peut être utilisé que pour les pro- dults ferreux, présente un certain nombre de défauts. Un inconvénient sérieux est le nombre élevé de tours par minute, plus de 100 tpm, ce qui, avec la taille du réacteur, donne naissance à des problèmes techniques diffl- clles, qui peuvent #tre compensés seulement par des prix de revient et des coûts d'entretien élevés. Le chargement du réacteur en couches alternées a des défauts qui sont liés au chargement lui-même. En effet, il est difficile de disposer les produits en couches super- posées, à n'importe quel moment et dans n'importe quelles con- ditIons. rDe plus, on ne réussit jamais à régler de façon certaine la quantité de chaleur nécessaire à la fusion du minerai et à la réalisation des réactions attendues. Il est vérifié de façon surprenante que, en changeant la forme du réacteur de cylindrique en tronconique et en équipant le réacteur de tuyaux de forme appropriée, en ré- duisant sa vitesse de rotation et en adoptant les autres condi- tions citées ci-après, il devient possible d'éliminer les ln- convénients énumérés ci-dessus. Les avantages apportés par la présente invention sont que rien n'empêche d'obtenir une répartition satisfaisante de la chaleur, ou la mise en place de conditions physico-chimi- ques permettant les réactions qui nous intéressent. Pour la description de l'appareil, on se re- portera aux schémas de la planche ci-jointe, figures 1 et 2. Le réacteur a une forme tronconique et est com- posé de un ou plusieurs troncs de c8nes; ceux-ci peuvent être éventuellement remplacé par la surface courbe enveloppante interne (ou externe), le réacteur étant disposé avec son axe géométrique en position verticale, et pouvant tourner autour dudIt axe 1. Un tel réacteur est formé d'une enveloppe métal- lique 2, comportant un revêtement interne réfractaire 3. La vitesse de rotation angulaire est l'angle 4 entre les génératrices des surfaces internes des parois des corps tronconiques et leurs enveloppes, et la verticale, sont tels que la phase solide chargée reste, d'un point de vue dyna- mique, en équilibre sous les actions concourantes du poids, des forces d'inertie de rotation et aussi des forces de frottement provoquées par les Parois internes, tandis que la phase liquide qui se forme pendant le processus s'écoule vers la base du réacteur, traversée par un trou d'écoulement 5. Le diamètre intérieur de la plus grande base du réacteur peut être choisi entre 1 et 10 mètres et conseillé de préférence entre 2 et 6 mètres, tandis que le diamètre intérieur de la plus petite base est compris entre 0,2 et 1 mètre. Le dlamètre du trou d'écoulement peut varier de 5 à % du dlamètre intérieur de la plus petite base en fonction de la production potentielle de l'installation. L'angle 4 entre les génératrices et la verticale peut être choisi entre 10 et 60 . Dans le cas d'un réacteur composé de plusieurs troncs de cène ou de la surface courbe enveloppante, les génératrices et leurs tangentes ne doivent pas avoir les unes par rapport aux autres une inclinaison supérieure à 30 . La vitesse de rotation du corps conique doit se situer entre 10 et 80 tpm. De plus Il y a de deux à quatre tuyaux ou becs 6,7, avec leurs extrémités ouvrant à l'intérieur du réacteur et avec une pente appropriée, lesdits tuyaux étant utilisés à la fols pour l'alimentation de la charge et le chargement du combus- tible: les tuyaux peuvent être déplacés verticalement et peu- vent être maintenus fixes, si on le désire. A travers un ou plusieurs tuyaux de soufflage 8, (au plus, au nombre de 4), qui sont essentiellement parallèles aux génératrices de la surface interne du réacteur, et, plus exactement, à travers leurs per- forations radiales 9, formées dans les parois du tuyau et si possible espacées régulièrement les unes des autres, on Insu- fle de l'air et/ou de l'oxygène de façon continue: ces gaz peuvent être éventuellement préchauffés. L'air peut être enrl- chi en oxygène. La vitesse de l'auxillalre de combustion (air, oxygène) a une composante radiale centrifuge et une composante tangentielle par rapport à la trajectoire du point d'impact sur la paroi, concordant avec la direction du mouvement, de façon à ne pas gêner les conditions dynamiques de la charge présente dans le réacteur, à la fois sous forme liquide et solide. Pour finlr, il y a un tuyau central 10, pour l'alimen- tation de l'auxiliaire de combustion supplémentaire destiné à des usages divers, tels que brQler l'oxyde de carbone résultant. J4 1RE\JENDCATIONS 1. Appareil pour réaliser des procédés de récupération de produits métalliques, caractérisé en ce qu'il est tronconique et est composé de un ou plusieurs troncs tronconiques remplacés éventuelle- ment par leurs surfaces courbes enveloppantes, soit internes soit externes, l'appareil étant composé d'une enveloppe métal- llque (2) comportant un revêtement interne réfractaire (5) et équipé de tuyaux (6, 7, 8, 10) de forme appropriée, l'appareil étant susceptible de tourner autour de son axe géométrique (1) disposé verticalement et ayant un trou d'écoulement (5) ménagé à travers sa base, de façon à ce que les produits solides char- gés, sous l'effet de' plusieurs forces en présence, adhèrent aux parois internes du réacteur et' que la substance liquide formée puisse s'écouler vers le trou d'écoulement (5), les diverses caractérlstiques dynamiques étant choisies de façon à être compatibles avec la production potentielle et les pro- priétés physico-chimiques des matières de départ. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur de la plus grande base du cène peut avoir de 1 à 10 mètres, le diamètre intérleur de la plus petite base du cane de 0,2 à 1 mètre, le diamètre du trou d'écoulement (5) peut être de 5 à 100% du diamètre intérieur de la plus petite base du cène, l'angle (4) des génératrices avec la verticale peut aller de 10 à 60 , la vitesse de rotation peut être de 10 à 80 tpm. 3. Appareil selon les revendications 1 et 2, carac- térisé par le fait qu'il y a de 2 à 4 tuyaux (6,7) pouvant 8tre déplacés le long de l'axe vertical pour le chargement des ma- tières de départ et du combustible, l'extrémité desdits tuyaux ouvrant à l'intérieur du réacteur avec un angle appro- prié par rapport à l'intérieur, un ou plusieurs tuyaux (8) essentiellement parallèles aux génératrices de la surface intérieure du réacteur et destinés à insuffler en continu un auxiliaire de combustion à travers un grand nombre de trous- radiaux (9) formés dans ces tuyaux et régulièrement espacés, un tuyau central (10) pour fournir un gaz auxiliaire de combus-. tion supplémentaire afin de brûler l'oxyde de carbone résul- tant et pour d'autres réactions possibles. 4. Apparell selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les tuyaux (8) qui sont essentiellement parallèles aux génératrices de la surface interne du réacteur pour l'ali- mentation du gaz auxiliaire de combustion sont au nombre maxi- mum de 4. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le gaz auxlllalre de combustion peut être de l'oxygène pur ou de l'air, enrichi éventuellement en oxygène. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'oxygène et/ou l'air peuvent être préchauffés. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les génératrices des surfaces coniques ne doivent pas avoir les unes par rapport aux autres une Inclinal- son supérieure à 30 .