INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé suivant la présente invention permet la réduction du fer dans les minerais de chromite, et la séparation du métal réduit obtenu et du minerai de chromite à faible teneur en fer qui constituent le produit final. Cette séparation est avantageusement réalisable par des moyens physiques et sans les inconvénients des procédés connus cités plus haut.
Le procédé suivant l'invention comprend d'abord une réduction, à un degré suffisant, pendant un temps et à une température prédéterminée, du fer contenu dans le minerai, au moyen de carbone solide. Le fer réduit n'est pas éliminé du produit final de façon usuelle, c'est-à-dire par dissolution dans un acide miné ralO Au contraire, la structure du métal réduit est transformée, par activation appropriée au moyen de substance additive, mélangée au minerai avant sa réduction, et par traitement à chaud, de fa çon à ce qu'il puisse être séparé du produit final par des moyens physiques. On peut ainsi récupérer ce sous-produit contenant du chrome.
Dans ce procédé, on utilise du soufre comme additif principal pour l'activation. Ce soufre est ajouté en mEme temps que le carbone réducteur, sous la forme d'un composé thermodynamique adap td au système, au minerai broyé, finement divisé. Le mélange de réduction, ainsi obtenu, est traité à chaud, tel quel, en briquettes ou en boulettes, en deux stades successifs, habituellement dans un même four, par exemple à tambour rotatif.
Le premier stade de traitement à chaud comprend une sulfuration de la surface des grains et des pores de l'oxyde de fer dans le minerai, par le soufre détaché de l'additif, et la réduction du fer dans le mélange d'oxyde, ces processus intervenant en partie en même temps. La température de la première calcination prolongée est généralement de l'ordre de 9Q0 à 12000C, suivant le minerai et les additifs. La réduction est effectuée assez lentement pour obtenir une sulfuration et une réduction uniformes.Cela permet également le rassemblement de la phase métal, sur la surface des grains d'oxyde, et une purification de l'intérieur des grains de chromite des ségrégations de métal (formation de sulfure, réduction, fusion de contact, effet des additifs sur les caractéristiques de surface de la phase fondue, retard des réactions de réduction du fait du soufre agissant comme poison de catalyse sur la réaction de Boudouard, contrôle de la réduction).
Le deuxième stade de traitement à chaud comprend la transformation de la structure du métal, déposé par réduction sur la surface des grains de chromite sous forme de film mince, de façon à obtenir des grains assez gros, facilement détachables de l'oxyde par une action mécanique légère (par exemple broyage grossier des boulettes) en vue d'une séparation magnétique ou mécanique quelconque. Lorsqu'on utilise seulement du soufre comme additif, le traitement à chaud est effectué par élévation de la température du mélange réduit, pendant une courte période, à une valeur de 1400 à 1500 C. La phase métal contenant du soufre fond et les propriétés de surface de la phase fondue, par rapport aux spinelles, permet la filtration des gouttelettes fondues, à travers la masse d'oxyde, et leur regroupement pour former des parties fondues plus importantes que précédemment.Le mouvement des boulettes, par exemple dans le cas d'un four rotatif, est utilisé pour provoquer des rencontres de gouttelettes. Du fait de la différence de solubilité à l'état fondu, caractéristique.-du système Fe-Cr-S, les phases fondues contenant du fer à faible teneur en soufre et du chrome à haute teneur en soufre sont séparées. La température du système est alors diminuée, de sorte que la phase fondue à faible teneur en soufre, qui est abondante, disparait, tandis que la phase de fer contenant du chrome est séparée. La phase fondue à haute teneur en soufre, contenant un peu de la phase métal séparée, et qui est de faible importance par rapport à la précédente, mouille l'enveloppe de métal produite en premier.Un refroidissement rapide, par exemple dans l'eau, depuis la température de 1350 1200 C, conduit à conserver une couche de sulfure désordonnée, d' épaisseur convenable, entre les phases métal et oxyde.
L'évolution de la réduction et du changement de stitictu- re de la phase métal (c'est-à-dire les vitesses, les températures de traitement, la composition des phases, la dimension, etc.) peut être réglée par addition au système, en plus du soufre, de substances qui ont un effet sur la formation de l'intervalle de solubilité du système Fe-Cr-S, sur son étendue et sa zone de température et sur son influence croissante sur l'activité du soufre et du chrome.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitatives, représentées sur les dessins annexés.
Fig. 1 montre la variation de composition dans un grain de chromite partiellement réduite.
Fig. 2 représente les zones de stabilité des systèmes Fe-S-0, Cr-S-O, Na-S-O(-S102) et Mg-S-O(-SiO2).
Fig0 3 représente des radiographies aux rayons X d'un grain de chromite et de son proche voisinage (distribution a/Cr, b/O, c/Fe, et d/S) le grossissement étant de 750 fois.
Fig. 4 représente des radiographies d'un grain de chromite et de son proche voisinage (distribution a/Cr, b/Al, c/Fe et d/S) le grossissement étant de 600 fois.
Fig. 5 montre des micrographies de la structure métallographique d'échantillon de chromite réduite : (a) sans activation de structure, (b) avec activation de structure par le soufre, (c) avec ségrégation de métal et (d) avec ségrégation de métal dans une matrice de spinelle, le grossissement étant de 500 fois pour (a) et (b), de 400 pour (c) et de 80 pour (d).
Fig. 6 est le diagramme d'équilibre du système Fe-Cr FeS-CrS t sur le diagramme A, on voit la coupe de systèmes dont le rapport Fe/Cr est de 9/1 et 4/1, en fonction de la teneur en soufre et de la température ; sur le diagramme B, on trouve les limites de l'intervalle de solubilité à l'état fondu, depuis la phase binaire Cr-CrS jusqu'aux mélanges à haute teneur en fer, caractéristique du système Cr-Fe-S, fonction du rapport Fe/Cr et de la teneur en soufre.
Fig. 7 représente des micrographies de la structure métallographique d'échantillons de chromite réduite, avec activation de structure par (a) soufre (b) soufre et manganèse (c) soufre et manganèse et (d) soufre, bore et manganèse, le grossissement étant de 300 fois.
Fig. 8 représente le four utilisé pour la réduction, dans le procédé suivant l'invention.
Fig. 9 est un diagramme de l'évolution de la réduction du fer de la chromite dans le four rotatif.
0,21 300
0,47 "
0,26 "
Les étages ET 60 précédant les lignes 2 et 3 sont synchronisés à partir de la ligne de synchronisation 3 de telle manière qu'ils excitent dans cha que-cas la ligne qui suit. En conséquence, des signaux partant du poste central sont dérivés par l'état d'excitation de ces lignes. Pour répondre au signal d'appel, il est actionné un interrupteur de lignes 68, qui actionne la troisième entrée de lavant dernière dans la série des étages ET 64 et excite ainsi une impulsion de la position 3 du poste de communication 38 correspondant c'est-à-dire laisse passer, conformément au dixième signal dans la série des impulsions, une impulsion qui est amenée à la ligne 18 de transmission des impulsions de commande par l'étage OU 69 de rassemblement-et l'étage intégrateur 70.Cette impulsion est à nouveau reçue par les postes de communication et amenée aux étages de mise en forme des impulsions de ceux-ci. Grace à sa position temporelle, elle peut exciter, seulement après passage dans étage 71 de mise en forme des impulsions, -l'étage ET 72, rendre actif l'étage temporel 73 qui suit et faire fonc tionner le relais de ligne 74. Les contacts 76 de celui-ci commutent la boucle d'intercommunication (interphonie) sur la ligne de conversation intérieure de telle manière que ia liaison de conversation téléphonique soit rétablie du poste central au poste téléphonique d'abonné 39.En ma noeuvrant l'interrupteur 77 d'écoute et de conversation de la figure 6, on peut exciter le relais de conversation 78 qui relie alternativement le système dynamique permanent 149 à l'entrée ou à la sortie de l'amplificateur 150 et met en circuit les bornes (restées libres de l'amplificateur) sur la boucle d' intercommunication 76. Le préposé du poste central peut alors, en étant commandé par elle, demander le poste téléphonique d'abonné 39 et lier conversation téléphonique.
Dans le détail un appel déclenché par la manoeuvre d'une touche d'appel 44 se déroule comme suit Comme on l'a dit, les relais 47 et 51 fonctionnent et l'appel déclenché est signalé par une lampe dite d'égalisation qui s'allume. Le contact 79 du relais 47 relie le potentiel 81 (émis par le vibrateur monostable 80) à une entrée de commutation de l'étage ET 57 qui pendant la septième position de commutation de l'étage compteur 6 est préparé pour émettre une impulsion de commande. En même temps ce contact applique le potentiel à l'amplificateur contrôlable 82. Le Flip-Flop 83 est relié à la sortie A de l'étage compteur 6 et est actionné une fois pendant chaque franchissement de l'é- tage compteur 6. Le Flip-Flop 84 avait déjà été commuté par la ligne 46 lors de la manoeuvre de la touche d'appel 44.C'est pourquoi le Flip-Flop 84 applique provisoirement à l'étage ET 85 le potentiel L, tandis que la deuxième entrée du Flip-Flop 83 est commutée périodiquement et alternativement sur les potentiels 0 et L. L'amplificateur qui suit transmet la sortie de l'étage ET 85, convertie à l'étage ET 57. On arrive ainsi à ce résultat que par suite de l'efficacité de l'étage Flip-Flop 83, il est transmis à la ligne 18 de transmission des impulsions de commande un signal de commande lors d'un franchissement de étage compteur 6 correspondant à une séquence d'impulsions venant de l'étage ET 57 tandis que dans la séquence de raccordement un tel signal est supprimé. En conséquence c'est seulement dans chaque deuxième séquence de signaux de synchronisation qu'une impulsion de commande atteint étage temporel 65 du poste central et allume la lampe d'appel 66. Dans la séquence la plus proche des signaux de syn chronisation il manque une impulsion temporelle correspondante; l'étage temporel correspondant 65 est désexcité et la lampe s'éteint. Grace à ce phénomène périodique, la lampe d'appel clignote et caractérise l'appel non demandé. Deux entrées de étage ET 86 sont mises en parallèle sur celles de l'étage ET 85, de telle manière quten principe les mêmes conditions se présentent. Mais puisque le potentiel "ouvrant" manque à la troisième entrée, il ne peut se présenter à la sortie de l'étage ET 86 aucun signal.Le potentiel O y appliqué est inversé à l'amplificateur suivant 82 contrôlable, mis en circuit par le contact 79 et fournit le courant nécessaire pour exciter la lampe d'appel (disposée dans un tableau de lampes devant la porte de la chambre) qui dans le cas d'un appel non demandé luit donc en permanence.
Déjà lors de la mise en circuit d'une liaison téléphonique, on a déjà utilisé le bond de tension provoqué dans l'étage temporel 73 pour commuter le Flip-Flop 84, de manière à le rappeler dans sa position de départ. Ainsi l'étage ET 85 a été bloqué et le potentiel 0 régnant à sa sortie, est transformé par l'amplificateur suivant en un potentiel constant L, de sorte qu'en cas d'appel demandé, l'effet de clignotage du Flip-Flop 83 est éliminé, que maintenant chaque septième impulsion, à l'intérieur des périodes actives de l'étage compteur 6 est transmise et que la constante de temps de ltétage temporel 65 suffit actuellement pour couvrir les in tervalles de temps entre les impulsions et faire brûler d'une manière constante la lampe d'appel 66.
Si un appel ne peut pas être réglé par le poste central mais si la présence d'une infirmière est nécessaire, l'interrupteur de ligne 68 s' ouvre après la demande. Déjà lors de la manoeuvre rythmique (provoquée par l'appel) de l'étage temporel 65, la sortie de celui-ci a alimenté une des entrées de l'étage différentiateur 96 et les signaux dérivés ont été amenés à la ligne groupée 97 d'appel qui les amène à l'étage temporel 98 montré à la figure 7. Cet étage temporel est réalisé de manière à avoir une constante de temps qui correspond à la durée de deux séquences de signaux de synchronisation ou qui la dépasse, de telle manière qutégalement en cas de clignotage lors d'un appel, il ne se produise aucune interruption à cause de la suppression de chaque deuxième impulsion.L'étage temporel alimente un relais d'appel de groupe qui au moyen d'un contact de travail qui lui est adjoint alimente la lampe d'appel de groupe 100 de la figure 5. Par l'intermédiaire d'un interrupteur de nuit 101, de meme que d'un étage OU placé à la suite de celui-ci, le potentiel appliqué à la sortie de l'étage temporel 98 est amené à l'étage ET 102 alimenté par un multi vibrateur 103 à commutation lente, de telle manière que le ronfleur 104 placé à sa suite retentit au rythme du multivibrateur 103. En manoeuvrant un des interrupteurs de ligne 68, on alimente également la ligne 105 qui, par l'intermédiaire d'un amplificateur d'inversion qui le suit déconnecte 11 étage ET 102 et avec lui le ronfleur 104.
La sortie de l'étage temporel 65 est en outre reliée par un étage ET à l'étage 106 à porte électronique. En actionnant l'interrupteur de ligne 68, cet étage est également excité. Si, à aucune des autres entrées ne se trouve un signal, le même étage actionne le relais de blo cage 107 qui, par ses contacts, interrompt le circuit d'écoute du poste central. Ainsi on veille à ce que du poste central, on ne puisse écouter que les chambres d'où il est parti un appel. Grâce à la deuxième entrée de l'étage OU, précédant l'étage 106 à porte électronique, on a la possibilité d'écouter une conversation téléphonique et aussi plusieurs conversations non genées en interphonie, même dans les cas où une infirmière signalerait sa présence en manoeuvrant l'interrupteur adjoint.
Si lors d'une demande en retour, il a été constaté chez l'appelant que la présence de personnel infirmier est nécessaire, ce fait est signalé téléphoniquement ou par les signaux d'appels En entrant dans la chambre, ltinfirmière actionne l'interrupteur 108 d'accusé de réception et l'infirmière en chef, l'interrupteur 109 d'accusé de réception d'appel, de la figure 5. La manoeuvre de cet interrpyteur et par conséquent la présence des infirmières est optiquement signalée par l'allumage de signaux d'accusé de réception d'appel 110 ou III, place, devant la chambre. Au poste central sont transmises, comme signes d'identification par les étages ET placés à la suite des interrupteurs, des impulsions dans les positiohs 5 ou 6 du cycle de l'étage 6 compteur adjoint.Les signaux sont repris par les cinquième et sixième étages ET 64.et amenés par un étage OU 112 (placé en commun à la suite de ceux-ci) d'un étage temporel qui amène à la porte électronique 106, le potentiel récupéré, cela pour cher la manoeuvre du relais de blocage 107. Dans la position fondamentale de l'interrupteur chercheur 113, la ligne "5" (adjointe à l'interrupteur 108-d'accusé de réception des signaux d'appel des infirmières) du stan dard 61 est, comme le montre la figure 7, reliée à la ligne 114. Parmi les étages ET 64 celui placé à la suite de la ligne 114 agit par l'intermédiaire d'un étage OU 115 sur un étage temporel qui alimente la lampe de signalisation 87 pour signaler la présence d'une infirmière. Si l'on cherche l'infirmière en chef, la ligne 114 est séparée de la ligne "5" du standard 61 en manoeuvrant le commutateur 113, puis reliée à la ligne "6" de ce standard, de telle manière que maintenant par la même voie, on peut recourir à la lampe de signalisation 87, pour indiquer les signaux déclenchés par les infirmières en chef.
Les interrupteurs d'accusé de réception de signaux sont encore utilisés dans d'autres opérations de commutation dérivées, en passant par l'étage OU 116. Après changement de position de l'interrupteur de nuit 101 effectué en quittant le poste central, les signaux, arrivant à ce poste, ne sont plus amenés au ronfleur 104 mais par la ligne 117 aux derniers des étages ET 64 qui provoquent l'émission du signal "2" à l'intérieur du groupe correspondant. Grace à ce signal, l'étage ET 118, préexcité par la manoeuvre d'un des interrupteurs d'accusé de réception des signaux 108 et 109 actionne et met en circuit, par un autre organe temporel qui suit, une lampe 119 d'annonciation pour signaler un autre appel. Le personnel infirmier se trouvant dans la chambre a alors son attention attirée.Si, après que le personnel infirmier est entré dans la meme chambre et a actionné un des interrupteurs 108 et 109, il est déclenché dans la même chambre un autre appel, celui-ci fait clignoter cette fois la lampe d'appel 49. Le potentiel appliqué maintenant à la sortie de l'étage OU 116 rend l'étage ET c6 actif de telle manière que sa sortie varie au rythme du Flip-Flop 83 et met en circuit la lampe rappel 49 suivante, d'une manière rythmiquement correspondante. Toute extinction de la lampe, à partir du poste central, est empêchée par le fait que le potentiel présent à la sortie de l'étage OU 116 est également amené à l'entrée de l'amplificateur qui suit l'étage ET 93 et qu'il détermine le potentiel d'entrée de cet amplificateur.Au poste central l'excitation au moins d'un des étages ET 64 précédant l'étau ge CE 112 provoque la mise en circuit d'une porte électronique 120 (agissant comme circuit d'intégration) qui, si l'étage temporel 65 est à nouveau actionné à la suite d'un appel, alimente la ligne 121 d'appel d'urgence qui conformément à la figure 7 rend actif, par l'intermédiaire diun étage temporel le circuit ET 122, de telle manière que les signaux de la sortie inverse du multivibrateur 103 soient transmis au ronfleur non déconnectable 123 prévu pour les appels d'urgence, ce ronfleur étant tel que le son qu'il émet se distingue nettement de celui du ronfleur 104 et que sa ligne d'alimentation puisse également déclencher d'autres fonctions.
Au moyen de 11 interrupteur de communication 124, on peut exciter l'étage médian des étages ET 94 qui, dans chacune des périodes de comptage, déclenche le signal "3" de telle manière que le relais de ligne 74 de tous les postes téléphoniques d'abonné soit excité et que leur haut-parleur 48 soit mis en circuit. Celui des circuits ET 94, reprit senté à droite, permet, par la manoeuvre de l'interrupteur précédent, dl émettre les signaux "4", "5", "6" et "7" dans toutes les périodes de comptage pour contrôler la fonction de l'installation mais en particulier les lampes à incandescence de celle-ci.
Tout en étant semblable dans un certain nombre de détails de montage et différente dans un certain nombre d'autres, les postes de communication 125 et t26 de la figure 8 sont constitués de telle manière qu'ils suffisent pour remplir les fonctions d'une salle de service, de meme que celles dune salle d'opération. h ces postes, on a adjoint les étages de commutation 127 et 128 de la figure 7. Pour en faciliter la vue synopti que, les pièces reprises aux figures 5 et 6 ont été pourvues des désignations bien connues utilisées dans ces figures. Dans les deux cas, on a prévu des interrupteurs d'accusé de réception de signaux 108 et 109 pour ac tionner les lampes d'accusé de réception d'appel 110 et 111 ou une lampe de signalisation 87.Dans le cas de la salle de service, les trois lignes doubles 40 pour la transmission de programmes de radio-diffusion, sont reliées dans la position de sortie du relais de ligne 74, au haut-parleur de chambre 48 qui est d'abord relié à la boucle 76 d'intercommunication après manoeuvre du relais de ligne. Le Flip-Flop 84, utilise pour commuter le signal d'appel de scintillement (commandé par le Flip-Flop 83) sur un signal d'appel permanent, est conservé et, à la place d'un relais 47 (adjoint aux postes téléphoniques)de la figure 5, on a mis un Flip-Flop 129. Egalement ici , il est accusé réception-de l'appel par l'allumage d'une lampe 50. L'étage ET 118, de meme que la lampe annoncSatrice 119 qui suit sont repris au poste de communication 125 car ils dérangeraient les gens dans la salle d'opération ainsi qu au poste de communication 126.Dans le cas du poste de communication 38, le raccordement d'un tr.c. avait été pris en considération. La toilette en question comporte une touche d'appel 130, qui, lorsqu'on s'en sert, provoque la commutation du Flip-FIop 131 et rend ainsi actif le circuit E'l' 32 qui fonctionne au rythme du Flip-Flop 83 et transmet à la ligne 18 de transmission des impulsions de commande chaque deuxième impulsion de commande 4 du cycle actif de l'étaye compteur 6.
Au poste central, cette impulsion est exploitée par le premier des circuits ET 64 et alimente d'une manière intermittente par l'intermédiaire d'un étage temporel, la lampe d'appel 133 séparée qui lui fait suite en faisant scintiller la lampe à incandescence.Par l'intermédiaire d'une deuxième entrée de l'étage différentiateur 96, la ligne de groupe d'appel 97 est excitée de manière à déclencher les fonctions usuelles re liées à l'appel Le Flip-Flop 131 alimente et commande en outre une lampe d'égalisation 534p indiquant l'appel au W.C. et logée dans le bouton d' interrupteur lui-meme comme d'autres lampes d'appel et accusé de réception de signaux, tandis qu'une lampe à'appel 135 placée d'une manière bien visible dans le corridor est mise en parallèle sur cette lampe d'égalisation 134.
La même position de signal "4" est utilisée au poste de com munication 125 pour actionner séparément le relais de blocage 107. Le circuit ET 132 de la figure 7 (circuit excitable par un interrupteur 137 qu' on peut actionner à la main), émet une impulsion de position 14^t quoi, re çue par l'étageET 138 de la figure 7, peut agir sur l'étage à porte électronique 106 comme les impulsions d'appel. Le système peut être complété par des dispositifs de commutation exclusivement locaux.Si lton actionne l'interrupteur 139 de la figure 8 à l'occasion de conversations téléphoniques ou en engageant de telles conversations, ceci est indiqué (si après la manoeuvre d'au moins un des interrupteurs 108 ou 109, on excite étage OU 116) par l'allumage d'une lampe d'information 140 correspondante.
Le circuit ET 132 adjoint à l'impulsion de commande "4" peut également être utilisé pour transmettre d'autres signaux. Ainsi il est par exemple possible de raccorder au FlipPlop 131 un appareil de contrôle 141, qui surveille d'une manière courante un ou plusieurs états physiques ou physiologiques et en cas de dépassement de limites prédéterminées, déclenche un signal qui fait scintiller la lame d'appel 133 de la figure 6 et attire l'attention sur la situation anormale. Ainsi la température de la chambre peut, dans les cas critiques se présentant dans les maladies, être également surveillée par le patient lui-même.En outre, il est possible de surveiller une pluralité d'états et de coupler les dispositifs déclenchant les signaux d'alarme en utilisant des circuits OU, cela de telle manière que, en cas de dépassement d'une de ces valeurs limites, le signal d'alarme soit déclenché sous la forme d'un scintillement ayant la signification d'un appel de la lampe d'appel 133. A la figure 5, la liaison est indiquée en traits interrompus. Dans ce cas, il faut renoncer au raccordement particulier du lrJ.C.? mais les signaux des deux doivent être exploités parallèlement. Il existe à tout moment la possibilité d'installer de tels appareils dans des chambres quelconques et de transmettre les résultats au poste central, sans que les modifications dans les installations soient nécessaires.