Brevet FR2532660A1 — publié le 19840309

La présente invention concerne un procédé de traitement d'une matière première polymétallique sulfurée, par exemple des minerais~galéneux ou plomb-zinc sulfurés ou des concentrés sulfurés ou leurs mélanges Cette invention est particulièrement utile dans le procédé de fusion pyrométallurgique du plomb et pour l'obtention de sublimés oxydés de zinc d'une matière première polymétallique On sait généralement qu'environ 90% de la production mondiale du plomb sont obtenus à partir des concentrés galéneux par un procédé de fusion réductrice dans un four à cuve Le concentré galéneux est préalablement mélangé avec des flux, des poussières de circulation, des produits industriels plombifères, un combustible solide puis il est soumis à l'agglomération.Le concentré aggloméré à teneur maximale en soufre de 2 à 3% en poids est chargé avec du coke (de 9 à 16% du poids de l'aggloméré) dans un four à cuve dont la partie inférieure est munie, suivant son périmètre, de tuyères de soufflage pour l'admission dans le four d'air ou d'air enrichi en oxygène. Dans le four à cuve, par suite de l'oxydation du coke (environ 2/3 de la charge totale) une chaleur suffisant au chauffage des composants à une température de 1400 à 1450 C ainsi que pour compenser les pertes de chaleur et les pertes dues aux réactions endothermiques se dégage.Le plomb, formé dans la zone au-dessus des tuyères de soufflage du four à cuve et contenant un bain de fusion oxydé avec du plomb métallique résultant d'une réduction en phase solide de l'aggloméré, subit une filtration à travers la couche de coke incandescent où se réduit la majeure partie du plomb. A la suite de la fusion réductrice dans le four à cuve on obtient : du plomb brut envoyé au raffinage, du laitier dont on extrait du zinc et des restes de plomb et de cuivre, ainsi que des gaz qui, après dépoussiérage, sont rejetés dans l'atmosphère. Pour chaque tonne de- plomb obtenu dans un four à cuve, il se forme environ 2000 Nm3 de gaz technologiques. Dans la plupart des usines dans le monde les indices technico-économiques de la production du plomb dans un four à cuve sont élevés gracie à l'agglomératio de la charge dans des machines à agglomérer à soufflage inférieur en utilisant les gaz d t agglomération pour la production de l'acide sulfurique. lors d'une fusion dans de grands fours à cuve on utilise un soufflage réchauffé ou enrichi en oxygène. Cependant ces perfectionnements n'éliminent pas un certain nombre d'inconvénients majeurs inhérents à ce procédé - opération indispensable complexe consistant en l'agglomératIon préalable de la matière première traitée; - grandes dépenses énergétiques dues d'une part, à la dissipation lors de l'agglomération de la chaleur latente dans le matériau sulfuré et d'autre part, à l'utilisation du combustible (coke) pour la fusion dans le four à cuve; - grande quantité de gaz technologiques nécessitant des dépenses notables pour le dépoussiérage et l'épuration des gaz; - grande quantité de matériaux de circulation nécessitant des opérations spéciales (refroidissement7 triage, broyage). Selon le brevet NO 222832 (Suede) et le brevet NO 3281237 QE.U.A.), on a mis au point un procédé de traitement des concentrés monominéraux de plomb riches de grosseur des granules de flottation, contenant 70% en poids et plus de plomb, par soufflage d'air chaud avec utilisation d'un combustible liquide ou solide supplémentaire introduit par des injecteurs pour compenser les dépenses de chaleur du fait des réactions endothermiques entre les sulfures et les oxydes de plomb.Selon ce procédé, la fusion du concentré de plomb est effectue à désulfuration incomplète, qui doit cependant être supérieure à 66%, et ensuite, grâce à la réaction des sulfures et des oxydes de plomb (employés en excès) dans le bain fondu de laitier, la teneur en soufre sulfuré y est réduite jusqu'à 2 à 3% en poids. Le laitier est finalement appauvri en plomb par réduction du bain de fusion à l'aide d'un réducteur au carbone. Signalons que ce procédé, est caractérisé par sa complexité et sa basse productivité, et que son application pour le traitement des concentrés plomb-zinc-sulfurés n'est pas rentable. Ainsi, par exemple, pour une .teneur exploitable en zinc du concentré des problèmes techniques divers dûs à une basse vitesse d'oxydation du sulfure de zinc (comparée à celle du sulfure de plomb) se posent. La réalisation du processus nécessite des sources de chaleur extérieures ce qui aboutit à une augmentation du volume de gaz à épurer, et le taux d'extraction directe du plomb due à l'interaction est bas. Selon le brevet des E.UbA. NO 3847595, le traitement du matériau initial est réalisé par soufflage d'air enrichi en oxygène. Le concentré galéneux pur est soufflé dans le bain de fusion contenant au moins 35% en poidsde plomb sous forme d'oxyde. Pour une température du jet.de flammes supérieure à 13000C et du bain de fusion supérieure à (13000C, il se produit une désulfuration pratiquement complète due à l'interaction et il se forme partiellement du plomb métallique. Le bain de fusion oxydé à teneur élevée en oxydes de plomb est traité à l'aide d'un~réducteur pour en extraire le plomb. Cependant ce procédé n'élimine pas las inconvénients des procédés bàsés sur l'interaction : bas rendement de la fusion des concentrés galéneux, basse productivité, complexité notable. Le procédé de KIVZET, le plus proche du procédé revendiqué, envisage une fusion-cuisson des minerais galéneux ou plomb-zinc sulfurés ou des concentrés sulfurés en mélange avec des poussières de circulation et des flux dans une flamme verticale sous atmosphère d'oxygène technique avec un taux de désulfuration de 90-à 100% et avec-réduction du bain de fusion oxydé dans un four électrique (brevet RFA NO 2038227). Un taux de désulfuration aussi élevé assure une température et une vitesse d'oxydation élevées de manière à ce qu'après environ 0,1 s l'oxydation s'achève presque entièrement. D'ailleurs environ~30% en poids du plomb, grâce à l'interaction de ses sulfures et de ses oxydes, passe alors en métal. Le bain de fusion oxydé obtenu transfuse dans la partie électrothermique où se forment le plomb liquide brut et le zinc piégé sous forme de sublimes de zinc oxydés ou de zinc métallique brut. Cependant ledit procédé de traitement des minerais galéneux ou plomb-zinc sulfurés ou des concentrés sulfurés qui permet de réduire notablement le volume de gaz technologiques et d'augmenter la productivité par rapport aux autres procédés connus de traitement d'une charge à l'état pulvérulent exige de grandes dépenses de chaleur supplémentaires(c'est-à-dire d'énergie électrique) et est caractérisé par un bas rendement spécifique (de 3 à 10 tonnes de concentré par jour et par m2 de surface du four) et par un faible taux d'extraction directe du plomb (80 à 85%). De ce point de vue se pose donc le problème d'élever sensiblement laproductivité des processus de fusion des minerais polymétalliques galéneux ou plomb- zinc sulfurés et des concentrés sulfurés à l'état de suspension en utilisant au maximum le pouvoir thermique des sulfures, d'accroître le rendement des processus de réduction et d'augmenter le taux d'extraction directe du plomb. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients indiques. On s'est proposé dans le procédé de traitement des minerais galéneux ou plomb-zinc sulfurés-ou des concentrés sulfurés ou de leurs mélanges de modifier les conditions de mise en oeuvre du procédé de manière à augmenter la productivité de celui-ci en élevant simultanément le taux d'extraction du plomb et du métal. La solution consiste en ce qu'on propose un procédé de traitement des minerais galéneux ou plomb-zinc sulfurés ou des concentrés sulfurés ou de leurs mélanges en présence de flux avec addition dans le processus d'une poussière de circulation, par cuisson-fusion dans une flamme verticale sous une atmosphère d'oxygène technique avec un taux de désulfuration de 85 à 100%, -avec réduction ultérieure du plomb à partir du bain de fusion obtenu à l'aide d'un réducteur solide, et est caractérisé en ce que, selon l'invention, la cuisson-fusion est effectuée en présence de flux avec un rapport oxyde dé calcium/bioxyde de silicium de 0,65 à 0,75, et la réduction du plomb à partir du bain de fusion est réalisée à une température comprise entre 1100 et 14000C par filtration du bain de fusion dispersé, obtenu lors de la cuisson-fusion dans la flamme verticale, à travers une couche de matériau carbonifère. Pour augmenter le pouvoir réducteur de la couche filtrante et pour en améliorer les conditions d'échange de masse, on peut utiliser comme matériau carbonifère le petit coke à un taux d'humidité de 2 à 21% en poids ou du charbon à un taux d'humidité de 4 à 42% en poids. Le matériau carbonifère peut hêtre admis avec les sulfures initiaux afin d'assurer une admission stoechiométrique régulière des réactifs dans la zone de réaction. Afin d'augmenter le taux d'extraction du plomb en métal, la couche de matériau carbonifère doit être de préférence de 55 à 500 mm lors du processus de cuissonfusion. La hauteur nécessaire de la couche-de matériau carbonifère peut être maintenue pendant le processus de cuisson-fusion soit par chargement du réducteur directement dans la couche, soit en l'admettant avec le matériau initial ou simultanément par chargement dans la couche et admission avec le matériau initial.Le choix de l'une des trois versions pour le maintien de la hauteur de la couche dépend de la stabilité de la composition de la matière première et de celle du processus de cuisson-fusion La température de la couche de matériau carbonifère peut être maintenue dans les limites comprises entre 1200 à 12500C par la chaleur résultant des réactions d'oxydation des sulfures ou par brûlage d'une partie du matériau carbonifère dans la couche (filtre) quand on y souffle de l'air ou de l'air enrichi en oxygène an cas d'absorption notable de la chaleur par les réactions de réduction. L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparat tront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre. Une charge de minerai galéneux ou plomb-zinc sulfuré ou de concentré sulfuré, de poussières de circulation, de flux siliceux ou de castine, est mise en fusion dans la flamme verticale d 'un chalumeau à oxygène placé sous la voûte de la cuve Dans la partie inférieure, sous le miroir du bain de laitier, la cuve a un orifice la reliant au four électrique selon le principe des vases communicants. Immédiatement au-dessus du miroir du bain de laitier, la cuve est pourvue d'un orifice pour l'évacuation des gaz et des poussières qui sont piégés par le système de dépoussiérage et admis en continu à la cuisson-fusion. Lors de la cuisson-fusion des matériaux sulfurés dans l'oxygène, on obtient un bain fondu dispersé ayant une dimension de gouttes proche de celle des granules de flottation (environ 0,005 cm). En dirigeant le jet de gouttes finement dispersees à travers la couche du réducteur carbonifère solide on fait passer le plomb à l'état de métal tandis que le zinc reste sous forme de laitier riche en zinc qui, par l'orifice au-dessous du miroir du bain, s'écoule dans le four électrique. Le zinc peut ensuite être extrait de ce laitier, par exemple, par vaporisation. Lors de la fusion de la charge, à un rapport oxyde de calcivm/bioxyde de silicium de 0,15 à 0,75 les meilleures conditions de séparation du plomb et du zinc sont assurées par filtration du bain de fusion à travers une couche (filtre) de matériau carbonifère, c1est-à-dire qu'on réalise une transformation maximale du plomb en plomb métallique et du zinc en laitier riche en zinc, ce qui permet d'en extraire facilement le zinc par un réducteur (par exemple; par vaporisation). La couche de matériau carbonifère située immédi-atement au-dessous de la flamme permet d'obtenir, pour un matériau de grosseur requise, une surface réactionnelle maximale pour l'interaction du bain de fusion oxydés et du carbone. Ainsi, pour une grosseur de flottation des granules, du concentré d'environ 0,005 cm on obtient une surface réactionnelle de réduction thermique par le carbone d'environ 108 cm2 par tonne de concentré tandis qu'elle ne dépasse pas 104 cm2 par tonne dans-l'électrothermie. La vitesse de réduction varie proportionnellement à la variation de la surface de réaction, c'est pourquoi lors de la filtration du bain de fusion à travers la couche de matériau carbonifère pendant une durée de moins de 10 s, on réduit en métal environ 90% de plomb. Il est préférable d'utiliser un matériau carbonifère à dimension de granules comprise entre 2 et 50*mm. La grosseur indiquée des granules de matériau carbonifère permet de l'utiliser de préférence comme réducteur (de 80 à 90/0) et, d'autre part, d'éviter un grossissement notable des gouttes du bain de fusion oxydé sur les grosses granules de matériau carbonifère. L'utilisation du matériau carbonifère d'une moindre grosseur ( C + 02 = CO2 I avec une diminution concomitante de la part, dans la réaction, de la réduction des oxydes de plomb -(n+2m) PbO + (n+m)C = Pb + nCO + mC02 II et une altération des conditions de désulfuration de la charge. Comme matériau carbonifère on peut utiliser le petit coke à taux d'humidité de 2 à 21% en poids. Ace taux d'humidité, les propriétés physico-chimiques du petit coke sont conservées et la présence de l'humidité facilite la formation, à haute température, d-'un réducteur plus actif que le CO, à savoir l'hydrogène C + H20 = CO + H2 III La vitesse de formation du plomb métallique est alors augmentée. En outre la vapeur d'eau facilite la désulfuration de la charge étant donné qu'on passe dans le domaine des réactions en phase- gazeuse MeS + H20 = MeO + H2S IV H2S + 3/2 2 = H2O + S02 V A titre de matériau carbonifère on peut utiliser le charbon à un taux d'humidité de 4 à 42% en poids. Le charbon à ce taux d'humidité conserve ses -propriétés physico-mécaniques pour le transport et le broyage. La présence de "volatils" dans le charbon augmente de plus l'activité réductrice de la phase gazeuse au-dessus du filtre CH4 + 2 = CO + H2 VI L'humidification du matériau carbonifère (charbon, petit coke) conduit à une amélioration des conditions d'échange de chaleur et de masse du filtre. En effet, les particules de matériau carbonifère se déplacent assez facilement dans le volume du filtre sous l'effet du dégagement de gaz à partir de celles-ci. Da58 ce sens un tel comportement aboutit à un lit fluidisé. Le matériau carbonifère pour former la couche peut être introduit-en même temps que la.charge admise à la cuisson-fusion. Cela assure une régularite stoechiométrique de l'admission des réactifs de réduction dans la zone de leur interaction (filtre).La grande différence existant entre les températures d'inflammation des sulfures pour une grosseur de granules de flottation de 0,15 mm (350 à 4500C), la température d'inflammation du matériau carbonifère pour une dimension de granules de 2 à 50 mm, et la température d'utilisation (700 à 9000C) entraine que l'oxydation des sulfures s'achève~(80 à 90%) à une distance (par rapport à la longueur de la flamme) de 2/3 de la bouche du chalumeau (elle se déroule donc essentiellement dans la zone supérieure de la flamme).Dans cette zone supérieure de la flamme, les particules de matériau carbonifère ne sont chauffées à une température de 900 à 10000C qu'à une profondeur de 0905 à 0,1 mm-et le taux de leur interaction avec l'oxygène de la phase gazeuse ne dépasse pas 1 à 3% étant donné que simultanément la teneur en oxygène de la phase gazeuse s'abaisse. C'est pourquoi, au moment où les particules de matériau carbonifère tombent à la surface du-bain fusion au-dessous de la flamme, elles sont suffisamment chauffées à leurs surfaces et en même temps pratiquement tout le réducteur-se concentre sous forme de filtre (couche) consomme par la réduction des oxydes de plomb lors du passage-des gouttes en fusion oxydées à travers celui-ci. La hauteur du filtre (couche) de matériau carboni ère est de préférence maintenue entre 55 et 500 mm. Cela permet d'augmenter le temps de séjour des gouttes du bain de fusion oxydées- dans le volume du filtre et d'accroître- la surface effective de la réaction de réduction, ce qui est important en cas d'augmentation de la charge spécifique du bain de fusion sur le filtre quand se produit le grossissement des gouttes du bain de fusion et l'augmentation de la vitesse linéaire de leur mouvement à tarvers le filtre (couche). Dans le cas d'une hauteur moyenne du filtre (couche) inférieure à 55 mm, le matériau carbonifère est distribué sur le filtre en une couche inégale. Il est alors important que, dans la zone de chute laplus intense des gouttes du bain de fusion oxydées , l'épaisseur effective de la couche soit en dessous de la moyenne à cause du déplacement des granules carbonifères sous l'influence des courants de convection du bain de fusion réducteur sous le filtre. Sous l'action de ces courants, les granules carbonifères forment des îlots flottant à la surface du bain de fusion. Lorsqu'on augmente la hauteur moyenne au-dessus de 55 mm, la répartition des granules carbonifères sur le miroir du bain de fusion devient uniforme ce qui lui assure un pouvoir de réduction élevé. Une augmentation de la hauteur de la couche au-dessus de 500 mm conduit à une extraction notable du zinc dans la zone de la. flamme et à la formation d'oxyde de zinc secondaire qui n'arrive pas à se dissoudre dans le bain de fusion oxydé et est emporté avec la phase gazpoussière. Cela provoque un accroissement de la poussière de circulation oxydée, une baisse de la température de la flemme et une diminution concomitante du taux de dé sulfura- tion. Il résulte de l'action de l'ensemble de ces facteurs un rendement réduit par rapport au matériau sulfuré initial. La hauteur du filtre peut entre maintenue par admission directe du réducteur solide dans la couche de matériau carbonifère. Cela permet de compléter rapidement et notablement le matériau carbonifère conSOflmé du filtre (ou de modifier rapidement le pouvoir réducteur du filtre). La hauteur du filtre de matériau carbonifère peut être également maintenue par admission de ce matériau avec la matière initiale à introduire à la cuisson-fusion. Le maintien de cette manière de la hauteur du filtre est le plus approprié en cas de stabilité élevée de la composition de la matière première traitée. La hauteur indispensable du filtre peut être maintenue par admission simultanée du matériau carbonifère et de la matière initiale, et par admission directe du matériau carbonifère sur le filtre. Cette façon de compléter le matériau carbonifère consommé sur le filtre est la plus souple parce qu'elle permet un réglage aussi bien grossier que fin de la hauteur de la couche de matériau carbonifère. La température de la couche de matériau carbonifère peut être réglée par admission sur ce filtre (couche) d'air ou d'air enrichi en oxygène. Cela permet d'utiliser le facteur de température pour régler la réduction dans le filtre de manière suffisante et indépendamment du cours de la cuisson-fusion. Cette méthode est particulièrement utile en cas de faible pouvoir thermique du matériau sulfuré initial traité ou quand la consommation de la chaleur par réaction de réduction des oxydes de plomb dans la couche est notable. Ainsi, le procédé proposé de traitement des minerais galéneux ou zinc plomb sulfurés ou des concentrés sulfurés ou de leurs mélanges possède les avantages suivants - productivité du procédé d'obtention directe du plomb augmentée de 7 à 9,5 fois; - augmentation de l'extraction directe du plomb de 5 à 10%; - amélioration de la qualité des sublimés lors du traitement des laitiers zincifères obtenus due à une réduction de leur teneur oxydes de plomb. Les exemples qui suivent illustrent la présente invention en plus de détails afin de mieux éclaircir son mode de réalisation pratique, mais ils ne doivent en aucun cas être considérés comme limitant le cadre de la présente invention, parce que de nombreuses variations, et modifications sont possibles. Exemple 1 Dans le matériau sulfuré initial, contenant les composés suivants,% espoids : Pb - 51,83; Zn - 7,54; Cu - 1,64; Fe - 6,31; S - 17,76; on ajoute 7,06% de sable quartzeux, calculés par rapport au Si02 pur, et par rapport au poids du matériau sulfuré initial. On y ajoute 5,02% de chaux éteinte en poudre, calculés par rapport au CaO pur, relativement au poids du matériau sulfuré initial. On ajoute au mélange de matériau initial et de flux la poussière de circulation résultant de la cuisson-fusion. Le taux d'humidité de la charge obtenue est de 1%-en poids. La charge est envoyée à la cuisson-fusion tandis qu'on admet en continu sur la surface du bain de fusion dans la zone de la flamme la fraction de petit coke de 5 à 15 mm (taux d'humidité de 10% en poids) à raison de 20 kg de carbone par tonne de la charge. La consommation de l'oxygène lors de la cuisson fusion est de 214 Nm3 par tonne de la charge. Le bain de fusion oxydé obtenu passe par le filtre de coke où les oxydes de plomb sont réduits à l'état de plomb métallique tandis que le bain fondu de laitier -arrive en continu dans un four électrothermique fonctionnant comme décanteur (sans alimentation de la surface en laitier). Exemple 2 Dans le matériau sulfuré initial contenant les composants suivants, % en poids : Pb - 51,83; Zn - 7,54; Cu - 1,64; Fe - 6,3; S - 17,76; on ajoute 7,22% de s-able quartzeux, calculés p-ar rapport au SiO2 pur, et par rapport au poids du matériau sulfuré initial. On y ajoute 5,02% de chaux éteinte en poudre, calculés par rapport au CaO pur et par rapport au poids du matériau sulfuré initial. On ajoute au mélange de matériau sulfuré et de flux de la poussière de circulation résultant du processus de cuisson-fusion. Le taux d'humidité de la charge obtenue est de 1% en poids. Comme réducteur on ajoute à la charge du petit coke (fraction de 20 à DOmm) ayant un taux d'humidité de 10% en poids. La consommation du réducteur est de 20 kg de carbone par tonne de charge. Ce mélange subit la cuisson-fusion en atmosphèred'oxygène technique avec un débit de 214 Nm3 par tonne de charge ce qui assure un taux de désulfuration de 92%. Le laitier zincique est envoyé dans un four électrothermique travaillant comme décanteur (sans admission du réducteur sur la surface du laitier). Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 1. Exemple 3 Le procédé est réalisé de manière analogue à l'exemple 2, à cette- différence pres que le rapport oxyde de calcium/bioxyde de silicium est égal à 0,65. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 1. Exemple4 On réalise le procédé comme dans l'exemple 2 sauf que le rapport oxyde de calcium/bioxyde de silicium est égal à 0,71.- Les résultats de l'expérience sont donnés- dans le tableau 16 Exemple 5 Le procédé est réalisé comme dans l'exemple 2 mais diffère par le fait que le rapport oxyde de calcium/ bioxyde de silicium est de 0,75. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 1. Exemple 6 Le procédé est effectué comme dans l'exemple 2 sauf que le rapport oxyde -de calcium/bioxyde de silicium est égal à 0,79. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 1. Exemple 7 La charge initiale est préparée comme- dans l'exemple 1. On ajoute à la charge du charbon (fraction de 20à 30 mm) ayant un taux d'humidité de 2,5% en poids. La consommation du réducteur est de 20 kg de carbone par tonne de charge. Ce mélange est soumis à la cuisson-fusion sous atmosphère d'oxygène technique avec un débit de -214 Nm3 par tonne de charge ce qui assure un taux de désulfuration de 94%. Le laitier zincique est envoyé dans un four électrothermique qui sert de décanteur (sans alimenter en réducteur la surface du laitier). Les résultats de l'expérience sont résumés-dans le tableau 2. 1 Exemple 8 Le procédé est réalisé de manière analogue à l'exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du charbon ayant un taux d'humidité de 4% en poids, Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 2. Exemple Q on réalise ie procédé de la même manière que dans l'exemple 7 sauf qu'on ajoute à la charge du charbon ayant LUI taux d'humidité de 18% en poids Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 2. Exemple 10 On réalise le procédé de la même manière que dans l'exemple 7, sauf qu'on ajoute à la charge du charbon ayant un taux d'humidité de 42% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 2. Tableau 1 Rendement en plomb métallique dans la zone de flamme en fonction du rapport oxyde de calcium/ bioxyde de silicium N Rapport oxyde de calcium/ de Indices bioxyde de silicium la 0,55 0,65 ligne quantité, % de Quantité, % de @ la la quan- quan tité tité tota- tota le le 1 2 3 4 5 6 1 Rendement, t/h 2,0 2,0 2 Charge :: 3 plomb 101,97 100 101,97 100 4 cuivre 3,22 100 - 3,22 100 5 -zinc 14,84 100 14,84 100 6 Produits obtenus 7 Plomb brut 79,0 88,53 8 à teneur en plomb (extrac tion directe du plomb) 76,10 74,63 85,87 84,21 9 en cuivre 0,19 5,90 0,38 11,80 10 Matte 13,90 16,10 11 à teneur en plomb 3,88 3,81 -3,91 3,83 12 en cuivre 2,55 79,19 2,59 80,43 13 en zinc 1,11 7,48 1,10 7,41 14 Laitier 50,3 46,8 15 à teneur en plomb 12,99 12,74 3,57 3,50 16 en cuivra 0,15 4,66 0,15 4,66 17 en zinc 6,84 46,09 6,80 45,82 18 Sublimes du four électrique 19,50 17,0 19 à teneur en plomb- 7,81 7,66 6,50 6,37 20 -en zinc 6,82 45,96 6,80 45,82 Tableau 1 (suite) N Rapport oxyde de calcium/bioxyde de silicium de la ligne Quantité, Yo de Quantité, o de Quantité, yo de t quan- - t quan- quan tité tité tité tota- tota- tota le le le 1 7 8 9 10 Il 12 1 2,0 2,0 2,0 2 3 101,97 100 101,97 100 101,97 100 4 3,22 100 3,22 100 3,22 100 5 14,84 100 14,84 100 14,84 100 6 7 -93,80 91,90 68,40 8 90,96 89,20 89,13 87,41 64,95 63,70 9 0,40 12,50 0,40 12,50 0,28 8,70 10 - 16,30 16,20 - 16,15 11 4,00 3,90 3,99 3,91 3,98 3,90 12 2,64 82,0 2,60 80,75 2,49 77,3 13 1,16 7,80 1,18 7,95 1,42 9,57 14 44,3 44,7 - 65,3 15 0,71 - 0,70 0,816 0,80 24,57 24,10 16 0,10 3,0 0,11 3,41 0,10 3,0 17 6,70 45,10 6,84 46,10 6,43 43,30 18 16,70 16,90 19,20 19 5,91 5,80 6,0 5,88 - 7,71 7,65 20 6,77 45,60 6,75 45,49 6,84 - 46,09 Exemple Il On met en oeuvre le procédé comme dans exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du charbon ayant un taux d'humidité de 50% en poids. Les resultats de lexpérience sont donnés dans le tableau 2. Exemple 12 On réalise le procédé comme dans l'exemple 7 sauf qu'on ajoute à la charge du petit coke ayant un taux d'humidité de 1,5% en poids. Les résultats de l'expérience sont réunis dans le tableau 3. Exemple 13 On réalise le procédé de la même manière que dans exemple 7, mais on ajoute à la charge du petit coke ayant un taux d'humidité de 2% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 3. Exemple 14 On On réalise le procédé comme dans l'exemple 7 à cette différence près qu'on ajoute à la charge du petit coke ayant un taux d'humidité de 10% en poids Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 3. Exemple 15 On réalise le procédé comme dans l'exemple 7, sauf qu'on ajoute à la charge du petit coke ayant un taux d'humidité de 21% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 3. Exemple 16 Le procédé est effectué comme dans l'exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du petit coke ayant un taux d'humidité de 25% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 3. Tableau 2 Rendement du procédé d'obtention du plomb dans la zone de flamme en fonction du taux d'humidité du charbon N Procédé proposé de Indices Réduction par Réduction par la charbon à taux charbon à taux d'humidité de d'humidité de ligne 2,5% en poids 4% en poids Quantité, % de Quantité, 5' de la la quan- quan tité t tité tota- tota la le 1 2 3 4 5 6 1 Rendement, t/h 9,0 1,7 2 Charge : 3 plomb 101,97 100 101,97 100 cuivre 3,22 100 3,22 100 5 ainc | 14,84 100 14,84 100 6 Produits obtenus 7 Plomb brut 91,2 93,5 8 à teneur en plomb (extraction di recte du plomb) 88,4 86,7 90,8 89,0 9 en cuivre 0,41 12,8 0,40 12,6 10 Matte 16,4 16,45 11 à teneur en plomb 4,38 4,3 4,1 4,07 12 en cuivre 2,62 81,5 2,63 81,8 13 en zinc 1,19 8,0 1,11 7,4 14 Laitier 44,0 44,8 15 à teneur en plomb 3,06 3,0 0,92 0,9 16 en cuivre 0,14 4,4 0,10 3,0 17 en zinc 6,74 45,4 6,80 45,8 18 Sublimés du four électrique 16,50 16,60 19 à teneur en plomb 5,71 5,60 5,82 5,71 20 en zinc 6,77 45,6 6,71 45,2 Tableau 2 (suite) N Procédé proposé de Réduction par Réduction par Réduction par charbon à taux charbon à taux charbon à taux la d'humidité de d'humidité de d'humidité de ligne 18% en poids 42% en poids 50% an poids Quantité, % de Quantité, % de Quantité, % de la la la quan- quan- quan t tité t tité t tité tota- tota- tota le le le 1 7 8 9 10 11 12 1 2,0 1,7 1,4 2 3 101,97 100 101,97 100 101,97 100 4 3,22 100 3,22 100 3,2 100 5 14,84 100 14,84 100 14,84 100 6 7 93,7 93,50 90,3 8 91,0 89,25 90,8 89,0 87,7 86,0 9 0,415 12,9 0,43 13,4 0,39 12,1 10 16,01 16,5 16,25 il 4,87 4,8 4,38 4,3 4,7 4,6 12 2,64 82,0 . 2,64 82,0 | 2,59 80,3 13 1,11 7,4 1,07 7,2 1,14 7,7 14 44,9 45,1 44,6 15 0,7 0,65 0,92 0,9 3,4 3,3 16 0,09 ?,9 0,11 3,4 0,16 5,0 17 6,72 45,3 6,70 45,1 6,66 44,9 18 16,65 16,80 16,90 19 5,85 5,74 5,83 - 5,72 5,76 5,65 20 | 6,72 45,3 6,80 45,8 ~ 6,82 - 46,0 Exemple 17 On procède comme dans l'exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du petit coke de la fraction ( et analyse des prises de masse suivant la hauteur de la flamme, il a été établi que la fraction de petit coke sans former la couche filtrante au-dessous de la flamme. Les résultats de l'essai sont donnés dans le tableau 4. Exemple 18 On procède comme dans l'exemple 7, à cette différence pres qu'on ajoute à la charge du petit coke de fraction comprise entre 2 et 5 mm ayant un taux d'humidité de 10% en poids. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 4. Exemple 19 Le procédé est mis en oeuvre comme dans l'exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du petit coke de fraction comprise de 20 à 30 mm ayant un taux d'humidité de 10% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 4. Exemple 20 Le procédé est réalisé de même que dans exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge. du petit coke de fraction comprise de 40 à 50 mm ayant un taux d'humidité de 10% en poids. Les résultats de l'expérience sont résumés dans le tableau 4. Tableau 3 Rendement du procédé d'obtention du plomb dans la zone de flamme en fonction de l'humidité du petit coke N Procédé proposé de Réducteur:coke Réducteur: coke Indices à taux d'humi- à taux d'humi la dité de dité de ligne 1,5% en poids 2% en poids Quantité, % Quantité, 96 de de la la quan t quan- t tité tité tota tota- le 1 2 3 4 5 6 1 Rendement, t/h 1,55 1,7 2 Charge :: 3 plomb 101,97 100 101,97 100 4 cuivre 3,22 100 3,22 100 5 zinc 14,84 100 14984 100 6 Produits obtenus: 7 Plomb brut 92,0 93,6 8 à teneur en plomb (extraction di recte du plomb) 90,10 88,40 90,90 89,10 9 en cuivre 0,39 12,10 0,41 12,60 10 Matte 16,40 16,25 Il à teneur en plomb 4,45 4,40 4,10 4,0 12 en cuivre 2,62 81,30 2,63 81,80 13 en zinc 1,10 7,40 1,07 7,20 14 Laitier 44,0 44,5 15 à teneur en plomb 1,33 1,31 0,82 0,80 16 en cuivre 0,13 4,0 0,10 3,0 en en zinc 6,74 45,40 6,80 45,70 18 Sublimés du four électrique 16,80 15,65 19 à teneur en plomb 5,86 5,76 5,83 5,72 20 en zinc 6,80 45,80 6,74 45,40 Tableau 3 (suite) N Procédé proposé (suite) de | Réducteur : coke Réducteur: Réducteur: coke la à taux d'humidi- à taux d'humi- à taux d'humité de 10% en dité de 21% dité de 25% ligne poids en poids en poids Quantité, % de Quantité, % Quantité, % de la de la quan- la quan t tota- t quan- t tité tota- tité tota le tota- le le 1 7 8 9 10 Il 12 1 2,0 1,7 1,4 2 3 101,97 100 101,97 100 101,97 100 4 3,22 100 3,22 100 3,22 100 5 14,84 100 14,94 100 14,84 100 6 7 93,8 93,6 90,5 8 90,96 89,20 90,90 89,10 87,80 86,10 9 0,40 12,50 0,41 12,60 0,40 12,50 10 16,30 16,80 16,40 Il 4,o 3,90 3,90 3,80 4,60 4,50 12 2,64 82,0 2,64 82,0 2,60 80,80 13 1,16 7,80 1,11 7,50 1,14 7,65 14 44,4 44,8 44,6 15 0,71 0,70 0,82 0,80 3,40 3,30 16 0,10 3,0 0,09 2,80 0,14 4,50 17 6,70 45,10 6R87 46,30 6,77 45,60 18 16,70 16,40 16,75 19 5,91 5,80 5,87 5,70 5,80 5,70 20 6,77 45,60 6,84 46,10 6,70 45,10 Tableau 4 Rendement en plomb métallique dans-la zone de la famme en fonction de la granulométrie du petit coke N 1 Fraction du petit coke de # 2 mm 2 à 5 mm la Indices Quantité, % de Quantité, % de la la ligne t quan- t quan tité tité totale totale 1 2 3 4 5 6 1 Rendement, t/h 2,0 2,0 2 Charge : 3 plomb 101,97 100 101,97 100 4 cuivre 3,22 100 3,22 100 5 zinc 14,84 100 14,84 100 6 Produits obtenus:: 7 Plomb brut 88,3 93,5 8 à teneur en plomb 88,65 84,0 90,75 89,0 (extraction di recte du plomb) 9 en cuivre 0,33 10,36 0,40 12,50 10 Matte 27,5o 17,40 11 à teneur en plomb 7,65 7,50 4,18 4,10 12 en cuivre 2,58 80,0 2,67 83,0 13 en zinc 2,29 15,4 1,19 8,0 14 Laitier 42,4 45,1 15 à teneur en plomb 1,54 1,51 0,82 0,80 16 en cuivre 0,116 3,64 0,11 3,42 17 en zinc 5,94 40,0 6,60 44,47 18 Sublimés du four électrique 15,2 17,0 19 à teneur en plomb 5,91 5,80 5,95 5,84 20 en zinc 6,41 43,20 6,85 46,16 Tableau 4 (suite) Fraction du petit coke (suite) N de 20 à 30 mm 40 à 50 mm 50 à 100 mm la Quantité, 5' de Quantité, % de Quantité, % de la la la ligne t quan- t quan- t quan tité tité tité totale totale totale 1 7 8 9 11 11 12 1 2,0 2,0 2,0 2 3 101,97 100 -101,97 100 101,97 100 4 3,22 100 3,22 100 3,22 100 5 14,84 100 14,84 100 14,84 100 6 7 93,8 93,6 90,0 8 90,96 89,20 90,85 89,1 87,29 85,60 9 0,40 12,50 0,41 12,60 0,34 10,60 10 16,30 16,10 16,0 Il 4,0 3,90 4,0 3,90 4,28 4,2 12 2,64 82,0 2,64 82,0 2,69 83,5 13 1,16 7,80 1,11 7,50 1,16 7,80 14 44,3 44,8 45,2 15 0,71 0,70 0,75 0,74 3,26 3,20 16 0,10 3,0 0,130 4,04 0,14 4,50 17 6,70 45,10 6,90 46,50 6,89 46,40 18 16,70 16,80 17,50 19 5,91 5,80 5,95 5,84 6,00 5,88 20 6,77 45,60 6,87 46,29 6,60 44,47 Exemple 21 On procède de'la même manière que dans l'exemple 7, à cette différence près qu'on ajoute à la charge du petit coke de fraction comprise entre 50 et 100 mm ayant un taux d'humidité de 10% en poids Les-résultats de l'expérience sont rapportés dans le tableau 4. Lors de la préparation- des expériences, pendant le tamisage du petit coke on note un faible rendement en fraction de 40 à 50 mm- et > 50 mm tandis que les résultats des expériences ont montré que l'augmentation des dimensions des granules de réducteur au-delà de 20 à 30 min n'influe pas sur la réduction des oxydes de plomb dans le filtre. C'est pourquoi on admet comme limite supérieure la dimension des granules de matériau carbonifère égale à 50 mm. Exemple 22 Dans le matériau sulfure initial, contenant les composants suivants , % en poids : Pb - 51,83; Zn - 7,54; Cu - 0,60; Fe - 6,31; S - 17;76; on ajoute 7,06% de sable quartzeux, calculés par rapport au SiO2 pur, relative ment au poids du matériau sulfuré initial. On y ajoute aussi 5,02% de chaux éteinte en poudre, calculés par rapport au CaO pur, et par rapport au poids du matériau sulfuré initial On ajoute au mélange de matériau initial et de flux la poussière de circulation résultant de la cuissonfusion Le taux d'humidité de la charge obtenue est de 1% en poids. Comme réducteur, on ajoute à la charge du charbon (fraction de 10 à 20 mm) ayant un taux d 'humidité de 18% en poids à raison de 2,6% en poids de la charge (23QX en poids calculés sur le carbone) et ce mélange est envoyé à la cuisson-fusion en passant par le brûleur vertical. La cuisson-fusion de la charge est effectuée sous atmosphère d'oxygène- technique avec un débit de 214 Nm3 par tonne de charge. Le bain fondu oxydé, résultant de la cuisson-fusion, passe par le filtre de charbon et le laitier zincique arrive dans un four électrique fonctionnant comme décanteur. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 5. Exemple 23 On procède comme dans l'exemple 22, à cette différence près qu'on crée à la surface du bain fondu une couche de charbon (fraction de 1Q à 20 mm) ayant un taux d'humidité de 18% en poids et de 40 mm de hauteur. La hauteur de la couche est maintenue à 40 mm par amenée du réducteur avec la charge. La consommation totale de réducteur est de 20 kg de carbone par tonne de charge. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 5. Exemple 24 La charge initiale est préparée comme dans l'exemple 22. Dans la zone de la flamme, sur la surface du bain de fusion oxydé, on charge du petit coke (fraction de 10-20 min) ayant un taux d'humidité de 10% en poids avec une hauteur de couche de 55 min. La charge est mise en fusion sous atmosphère d'oxygène technique avec un débit de 214 Nm3- par terne de charge. La hauteur de la couche du coke durant la fusion est maintenue à 55 min par admission en continu du petit coke (fraction de 10-20 mm) ayant un taux d'humidité de 10% en poids directement dans la couche à raison de 20 kg de carbone par tonne de charge. Le bain de fusion formé à la cuisson-fusion passe par cette couche tandis que le laitier zincique arrive dans un four électrique folmotionnant comme décanteur. La consommation totale du réducteur est de 20 kg de carbone par tonne de charge. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 5. Exemple 25 On procède comme dans l'exemple 24, à cette différence près que la hauteur de matériau carbonifère est maintenue à 350 mm. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 5. Exemple 26 La charge initiale est. préparée comme dans l'exemple 22. Comme réducteur on ajoute à la charge du charbon (fraction de 10 à 20 mm) ayant un taux d'humidité de 18% en poids, à raison de 15 kg de carbone par tonne de charge. Sur la surface du bain -de fusion on forme une couche de charbon (fraction de 10-20 mm)- ayant un taux d'humidité de 18% en poids, la hauteur de la couche étant de 500 mm. La charge est mise en fusion sous atmosphère d'oxygène technique avec un débit de 214 Nm3 par tonne de charge tandis que la hauteur de la couche est maintenue à 500 mm par admission continue complémentaire du charbon (fraction de 10-20 mm) ayant un taux d'humidité de 18% en poids, à raison de 5 kg de carbone par tonne de charge. En admettant directement sur ie filtre du charbon et de la charge, sa hauteur est maintenue pendant la cuissonfusion à 500 min. La consommation totale de charbon est de 20 kg de carbone par tonne de- charge. Les résultats de 1'expérience sont donnés dans le tableau 5. Exemple 27 On procède comme dans l'exemple 26, à cette différence près que la hauteur de la couche de matériau carbonifère est maintenue à 550 mm. Les résultats de l'expérience sont donnés dans le tableau 5. Tableau 5 Rendement du procédé d'obtention du plomb dans la zone de la flamme en fonction de la hauteur du filtre de matériau carbonifère N Admission du Hauteur de la réducteur et couche réduc de Indices de la charRe tri ce de 40 mm -la Quantité, % de Quantité, % de la la ligne t quan- t quan tité tité totale totale 1 2 3 4 5 6 1 Rendement, t/h 1,55 1,56 2 Charge 3 plomb 96,2 100 96,2 100 4 zinc 14,0 100 14,0 100 5 Produits obtenus: 6 Plomb brut 90,6 89,2 7 à teneur an polmb 87,93 91,4 86,48 89,9 8 Laitier 50,2 50,8 9 à teneur en plomb 1,0 1,04 0,99 1,03 10 Sublimés du four électrique 16,6 16,4 11 à teneur en plomb 5,81 6,04 5,82 6,05 12 en zinc 7,47 53,4 7,40 52,9 Tableau-S (suite) Procédé selon l'invention Hauteur de N couche réduc Hauteur de la couche réductrice de trice 550 mm 55 mm 350 mm 500 mm le Quantité, % de Quantité,%de Quantité, % Quantité,% de la la de la la lit quan- t quan- t t gne tité tité tité tité tota- tota- tota le le le totale 1 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2,1 4,5 3,9 1,5 2 3 96,2 100 96,2 100 96,2 100 96,2 100 4 14,0 100 14,0 100 14,0 100 14,0 100 5 6 90,8 91,0 90,2 88,5 7 88,08 91,56 88,31 91,8 87,54 91,0 85,81 89,2 8 50,5 51 50,7 52,1 9 0,97 1,01 1,05 1,09 1,02 1,06 2,61 2,71 10 16,45 16,3 16,5 17,1 11 5,77 6,00 5,74 5,96 5,94 6,17 6,33 6,58 12 7,33 52,4 7,35 52,5 7,41 52,9 7,7 55,0 Exemple 28 Dans le matériau sulfurés contenant les composants suivants, % en poids : Pb - 4485; Zn - 19,27) Cu - 0,83; S - 17,97; Fe - 11,62; on ajoute 10,2% de sable quartzeux, calculés par rapport au SiO2 pur, et par rapport au poids du matériau sulfure initial.On y ajoute aussi 7, 22% de chaux éteinte an poudre, calcules par rapport au CaO pur, et par rapport au poids du matériau sulfuré initial. On ajoute au mélange de matériau initial et de flux de la poussière de circulation de la cuisson-fusion. Le taux d'humidité de la charge obtenue est de 0,5% en poids. On ajoute à la charge, comme réducteur, du charbon (fraction de 10-20 min) ayant un taux d'humidité de 12% en poids à raison de 2,95% en poids de la charge (2,2% par rapport an carbone) et ce mélange est envoyé à la cuisson-fusion dans le brûleur vertical à oxygène. La consommation d'oxygène est de 200 Nm3 par tonne de charge. Le bain de fusion résultant de la cuisson-fusion arrive au filtre de charbon de 100 mm de hauteur pour réduire les oxydes de plomb en métal, et le=bSin fondu de laitier s'écoule en continu de la zone de la flamme dans un four énectrothermique fonctionnant comme décanteur. Pour compenser les pertes de chaleur dans la couche de matériau carbonifère (filtre) dues aux réactions endothermiques de réduction du bain de fusion oxydé, le filtre est alimenté en air enrichi en oxygène à raison de 10 à 12 Nm3 d'oxygène par tonne de charge. La température du filtre est alors maintenue entre 1200 et 12500C. La consommation totale de charbon est égale à 28 kg de carbone par tonne de charge. Lors du fonctionnement de l'installation avec alimentation du filtre en oxygène, on a mis en fusion 300 tonnes de charge. Les résultats de l'expérience, calculés par rapport à 1 tonne de charge, sont résumés ci-dessous. Quantité kg . de la quan tité totale Charge plomb -382 100 zinc 164 100 Produits obtenus Plomb brut 332,7 à teneur en plomb 322,4 84,4 Laitier 425 à teneur en plomb 8,71 2,28 en zinc 82,5 50,3 Sublimés du four électrique 159,5 à teneur en plomb 50,9 13,3 en zinc 76,59 46,7 Comme le montre le tableau ci-dessusj l'extraction directe du plomb (sans compter le tràitement du laitier et des sublimés) est de 84,4%; 50,3% de-zinc reste dans le laitier de composition : 24% d'oxyde de zinc, 30% d'oxyde ferreux, 24% d'oxyde de silicium et 17% d'oxyde de calcium. Les sublimés du four électrique contiennent 31,9% de plomb et 48,0% de zinc. Exemple 29 On procède comme dans l'exemple 28, à cette différence près quelle filtre n'est pas alimenté en air enrichi en oxygène. Dans cet exemple on n'a pas obtenu de bons résultats étant donné l'augmentation de la viscosité du bain fondu oxydélors de son passage par le filtre par suite de l'abaissement de la température au-dessous de 1100 C. REVENDICATIONS 1. - Procédé de traitement des minerais galéneux ou plomb zinc sulfurés ou des concentrés sulfurés ou de leurs mélanges en présence de flux avec addition d'une poussière de circulation par leur cuisson-fusion dans une flamme verticale sous atmosphère d'oxygène technique suivie de la désulfuration à un taux de 85 à 1000/o et de la réduction du plomb à partir du bain de fusion obtenu à l'aide d'un réducteur solide, caractérisé en ce que la cuisson-fusion est effectuée en présence de flux avec un rapport oxyde de calcium/bioxyde de silicium de 0,65 à 0,75, et en ce que la réduction du plomb à partir du bain fondu est réalisée à une température comprise entre 1100 C et 14000C par filtration du bain de fusion dispersé, obtenu au cours de la cuisson-fusion dans la famine verticale, à travers une couche de matériau carbonifère. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en qualité de matériau carbonifère on utilise du petit coke ayant un taux d'humidité de 2 à 21% en poids. 3.- Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'en qualité de matériau carbonifère on utilise du charbon ayant un taux d'humidité de 4 à 42% en poids. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le matériau carbonifère est admis à la cuisson-fusion avec le matériau initial sulfuré. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on forme et maintient une couche de matériau carbonifère d'une hauteur de 55 à 500 mm. 6.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que la hauteur de la couche est maintenue par admission directe du matériau carbonifère dans la couche. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la hauteur de la couche est maintenue par son admission avec le matériau initial. 8.- Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 6, caractérisé en ce que la hauteur de la couche est maintenue par admission du matériau carbonifère avec le matériau initial ainsi que par admission directe dans la couche du matériau carbonifère. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la température de la couche de matériau carbonifère est maintenue dans les limites comprises entre 1200 et 12500C par admission de l'air ou de l'air enrichi en oxygène