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lOS3~71
L'invention se rapporte a un perfectionnement au
traitement des minerais oxydés ou d'un mélange d'oxydes ou de
scories oxydées contenant de l'oxyde de nickel contenu en faible
quantité ainsi que plusieurs autres oxydes métalliques inclus
l'oxyde de fer dont on desire extraire de façon sélective le
nickel. Elle se rapporte plus particulierement a la préparation
de charges réactionnelles a base de minerais ou de scories et
d'un agent réducteur des oxydes contenus, lesquelles charges
sont destinées a etre soumises a une réduction a température
élevée a l'état solide accompagnée ou suivie d'une fusion des
composants, devenus fusibles.
Il est courant qu'un mineraicontienne plusieurs oxydes
métalliques, par exemple des oxydes de trois métaux A, B, C dont
le plus facile a réduire. A par exemple, est un élément de valeur
contenu en faible quantité. Si l'on veut extraire la totalité de
A a l'état métallique, soit pur, soit sous forme d'un alliage a
forte concentration en A, il y a lieu de limiter a de faibles
valeurs la quantite de reducteur employée, sans pour cela laisser
une quantité notable de A dans le résidu. Cette limitation permet
d'obtenir le métal désiré en évitant ou limitant la réduction
de B et de C.
Il en résulte que les volumes respectifs du réducteur
et du minerai constituant enser~le la charge réactionnelle sont
souvent dans le rapport de 1 a 10, et meme 1 a 50. La réparti-
tion reguliere du reducteur dans la charge est, de ce fait, tres
difficile a obtenir pa,r les moyens mécaniques usuels. En certains
points, par manque de réducteur, une partie de l'oxyde de A ne
sera pas réduite, tandis qu'en d'autres points il y aura exces de
réducteur et l'on y réduira, outre la totalité de l'oxyde de A,
une quantité trop importante des oxydes de B et de C. En défini-
tive, l'utilisation du reducteur ne sera pas optimale; le metal
obtenu ne sera pas aussi riche en A qu'on l'aurait souhaite et on
aura laisse dans la scorie une partie de cet elément de valeur.
A
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Le perfectionnement selon llinvention qui s'applique
à un procédé spécifique de reduction de minerais ou de scories
oxydés contenant de l'oxyde de nickel en faible quantité ainsi
que plusieurs autres oxydes métalliques inclus de l'oxyde de fer
en vue d'extraire une quantité substantielle du nickel contenu
dans le minerai ou les scories à l'exclusion des autres métaux
par mélange d'un réducteur carboné au minerai ou aux scories
à traiter de façon à former une charge réactionnelle que l'on
soumet ensuite à une reduction à température elevee accompagne
d'une fusion pour extraire le nickel sous forme d'un alliage
de ferro-nickel riche en nickel, permet de remédier à ces
inconvénients.
Selon l'invention ce perfectionnement consiste à
préparer la charge réactionnelle et recuperer l'alliage riche
en nickel en procédant de la façon sulvante~
a) determination du volume de minerai ou scories -
à reduire;
b) détermination de la quantité de réducteur carboné
necessaire pour reduire seulement la totalite de l'oxyde nickel
contenu dans le minerai ou les scories de façon à limiter la
reduction des autres oxydes metalliques egalement contenus dans
le minerai ou les scories;
c) melange de la quantite de reducteur determinée
dans un support de façon à constituer une masse réductrice de
volume superieur à environ 3 fois le volume occupé par la quantité
de réducteur détermin~e;
d) melange intime de la masse reductrice obtenue
avec le minerai ou les scories de façon à constituer la charge
réactionnelle; ;~
e) réduction et fusion de la charge reactionnelle
obtenue en utilisant un four rotatif pour comm~ncer et un four
electrique pour achever celle-ci et obtenir le métal liquide et de
-- 2 -- -.
A
.. . .
- : . ~ ~.... ~ . . . .
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la scorie; et
f) separation de llalliage de feu nickel des produits
de la fusion.
Selon la nature du réducteur carbone et de la matière
dans laquelle on le disperse, plusieurs modes de réalisation
sont possibles.
Dans un premier mode de réalisation, le réducteur
carboné est liquide, par exemple du fuel, et la masse réductrice
est formée par emulsion avec de l'eau en ajoutant eventuellement
un agent mouillant.
Dans un deuxième mode de réalisation, le reducteur
carbone est constitue de brai ou d'un hydrocarbure lourd et
est dissous dans un solvant.
Dans un troisième mode de realisation le reducteur
carbone est solide et est constitue par exemple de coke ou de
charbon. Ce reducteur est melange très intimement à une autre
matière solide qui peut être une partie du minerai même ou de
la scorie, le reducteur et cette autre matière solide ayant ete
~ prealablement broyes à une très grande finesse.
; 20 Le rapport entre le volame de la matière à traiter et
celui de la masse reductrice peut varier suivant le produit à
traiter et ses caracteristiques physiques et chimiques;~dans tous
les cas il est necessaire que le rapport du volume de la masse
reductrice au volume du reducteur soit superieur à environ 3.
Le procede de l'invention permet donc d'augmenter le
volume apparent de la masse reductrice et de favoriser la
regularite et l'homogeneite de sa repartition dans la charge: le ~
volume de la masse reductrice dans laquelle on a disperse le ~-
reducteur et celui de la charge reactionnelle ne seront plus dans
le rapport de 1 à 10 ou de 1 à 50, mais dans un rapport au moins
trois fois plus eleve. On choisira de preference un volume de
masse reductrice d'autant plus eleve que le rapport initial des
- 3 -
A
~ . .
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volumes du réducteur et du produit à traiter est plus faible.
Ceci est favorable a l'obtention de rendements éleves
de la reduction, en meme temps qu'à la regularité de ces
rendements.
Le procédé est avantageusement utilisable pour le
traitement de minerais naturels pauvres tels que ceux de nickel
pour la récupération d'éléments métalliques contenus dans des
scories métallurgiques ou dans les nodules provenant du fond
des mers. Le procédé pourrait également être utilisé pour des
minerais naturels pauvres tels que ceux du cuivre.
La description vient d'être faite dans le cas de la
recupération d'un élément métallique A à partir d'un mélange
contenant des oxydes de trois métaux A, B, C. Elle serait égale-
ment valable dans le cas où l'on souhaite separer deux ou plu-
sieurs elements metalliques facilement reductibles, par exemple
A, B, C en laissant dans la scorie au moins une partie d'autres
elements moins faciles à réduire, tels que D, E. Les métaux A,
B, C peuvent être les éléments de valeur que l'on cherche à
separer ou bien, au contraire, des impuretés que l'on veut
eliminer, l'objectif recherche etant la bonne separation des deux
groupes de metaux A, B, C d'une part et D, E d'autre part, dans
un minerai~ une scorie ou un compose d'oxydes métalliques.
L'exemple ci-après illustre le perfectionnement selon
l'invention:
EXEMPLE 1
On dispose d'un minerai de nickel (garniérite) qui a
~OS3471
Four composition pondérale :
NiO.............................. 3~20~o (soit Ni .... 2,52%)
CoO.............................. 0,15~ (soit Co ..... 0,12$)
Si2 -----. 39,00~0
A1203 . . ~ . . 3,80~
Fe23 . .............. . ... .. 24~30% (soit Fe ... 17,00~o)
MgO................... 18,50~o
r23 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - . . . 0~ 35/~
~erte au feu.......... 10,70~o
100,00%.
On cherche à obtenir un ferro-nickel à 33~ au moins
de nickel contenant pratiquement la totalité du nickel et du
cobalt du minerai. ~a quantité de carbone à a~outer ~our ré-
duire la totalité de Fe203 à l'état de FeO et faire passer à
l'état métallique le nickel, le colbalt et une partie du fer,
est de 32,8 kg par tonne de minerai sec. Compte tenu du rende-
ment il faut utiliser 35 kg de carbone par tonne de minerai sec,
ce qui correspond ~ 38~ 9 kg de fuel liquide utilisé. Le minerai,
après séchage, est broyé de fa~on ~ passer en totalité ~ tra-
vers Ime grille de 1 mm. ~e volume du réducteur est de 43,2
litreæ, tandis que le volume du minerai broyé à réduire est de
l'ordre de 1000 litres, la densité du minerai en poudre étant
de l'~rdre de 1. ~es volumes du réducteur et du minerai sont
donc dan~ le rapport de 1 à 23 environ et il est difficile, --
dans ce~ conditions d'obtenir un mélange ~uffisamment homogène ~ ~
pour assurer ~ne extr~ction complète du nickel sans réduire - -
une quantité exagérée de fer.
On forme une émulsion avec:
345 litres d'eau
43,2 litres de fuel
1,8 litre d'agent mouillant
390 ~~ litres d'émulsion.
I,e rap~ort du volume du réducteur ~ celui de l'émulsion -
--5-- -
- . : . .~, . .
lOS3471
est de 1 à 9, tandis que le rapport du volume de l'emulsion a
celui du minerai est de 2,6. On brasse le minerai broye et
mulsion. Le mélange obtenu est bouleté dans un plateau puis
passé dans un four du type rotatif ou à sole tournante où se
produisent le séchage en même temps que le début de la réduction.
Les boulettes chaudes tombent dans un four électrique où s'achè-
ve la réduction et où a lieu la fusion.
Après séparation du métal liquide et de la scorie, on
obtient 67,800 kg d'alliage ayant pour analyse:
Ni 36% Co 1,79%
C 0,040% Fe reste,
Si 0,030%
et 782 kg de scorie contenant 0,105% de Ni. Ceci correspond à
un rendement d'extraction du nickel de 96,8%. Ce rendement
excellent a pu être obtenu régulièrement dans des essais
répétés.
