du. y V * - ^ # t K .

Section Métaux non ferreux

2 c K a 1949

LA MéTALLURGIE DU ZINC EN BELGIQUE par Claude D E C R O L Y ,

Ingénieur A. I. Br. Professeur à l'Université de Bruxelles

I n t r o d u c t i o n

D a n s le cadre d e ses a c t i v i t é s , le C o m i t é des M é t a u x u o n F e r r e u x d u Congrès d u Centena ire de l 'A. I . L g a p r é v u u n e série d ' e x p o s é s d ' e n s e m b l e sur les d iverse s m é t a l l u r g i e s spéc ia l e s p r a t i q u é e s en B e l g i q u e e t a u C o n g o b e l g e . V u la p l a c e impor­t a n t e o c c u p é e par la m é t a l l u r g i e d u z inc d a n s n o t r e p a y s , u n e é t u d e d e s c a r a c t é r i s t i q u e s f o n d a m e n t a l e s de c e t t e i n d u s t r i e s ' i m p o s a i t e t le C o m i t é des n o n F e r r e u x n o u s a fa i t l e t rè s g r a n d h o n n e u r de n o u s d e m a n d e r d e la rédiger .

L ' e x p o s é q u i v a s u i v r e n ' a eu r ien la p r é t e n t i o n d 'ê tre c o m p l e t e t or ig ina l . L e s u j e t e s t v a s t e et v u l ' e s p a c e l i m i t é q u i n o u s e s t accordé , n o u s a v o n s préféré , a u l i eu d e d o n n e r u n e v u e f o r c é m e n t superf ic ie l le d u p a s s é , d u p r é s e n t e t d e l ' aven ir de la m é t a l l u r g i e d u z i n c e n B e l g i q u e , n o u s a t t a c h e r à faire ressort ir les p a r t i c u l a r i t é s pr inc ipa le s de l ' é v o l u t i o n q u i a m a r q u é les a n n é e s a y a n t précédé la s e c o n d e guerre m o n d i a l e . N o u s n o u s s o m m e s efforcé, n o t a m m e n t , d e m e t t r e en rel ief les e f forts qu i o n t é t é f a i t s par n o s m é t a l l u r g i s t e s en v u e de réduire le p r i x de r e v i e n t d u m é t a l brut , d e m e t t r e à la d i s p o s i t i o n d e s u s a g e r s d u z inc fin et , enf in, en v u e d e récupérer a u m i e u x t o u s les p r o d u i t s de v a l e u r se t r o u v a n t d a n s les minera i s .

D ' e x c e l l e n t s t r a v a u x c o n c e r n a n t la méta l lurg i e d u z inc en B e l g i q u e o n t é t é p u b l i é s d a n s les années p r é c é d a n t la s e c o n d e g u e r r e m o n d i a l e . E n dehors des o u v r a g e s t e c h n i q u e s c o m m e le Cours de Métal­lurgie des M é t a u x a u t r e s q u e le fer de P r o s t , il f a u t c i ter la c o n f é r e n c e f a i t e en 1930 par V . F irke t , à la t r i b u n e d e la S o c i é t é R o y a l e B e l g e des Ingé ­n ieurs e t des I n d u s t r i e l s , e t p u b l i é e d a n s le premier t o m e d u M é m o r i a l d u C e n t e n a i r e de l ' I n d é p e n d a n c e B e l g e en 1 9 3 0 [1]. C e t t e é t u d e c o n t i e n t u n h i s tor ique de l ' indus tr i e d u z i n c e n B e l g i q u e et décr i t a v e c q u e l q u e s d é t a i l s s o n é t a t en 1930 . D e m ê m e E . P r o s t [2] d a n s s o n o u v r a g e i n t i t u l é « L a Métal ­lurgie en B e l g i q u e e t a u C o n g o B e l g e » consacre u n e c e n t a i n e d e p a g e s à la m é t a l l u r g i e d u z inc en B e l g i q u e , en r a p p e l a n t l e s t r a i t s p r i n c i p a u x de son é v o l u t i o n e t le s t a d e d e d é v e l o p p e m e n t a t t e i n t en 1935 . E n f i n , I n g a l l s [3] d o n t le n o m f a i t au tor i t é en m a t i è r e d e z inc , d o n n e u n a p e r ç u de l ' é ta t de la d i s t i l l a t i on d i s c o n t i n u e e n 1936 . D a n s la conc lu­s ion de ce t r a v a i l , il f a i t ressort ir t o u t e l ' i m p o r t a n c e d e s progrès a c c o m p l i s p a r c e t t e m é t h o d e d 'é labo­r a t i o n a u cours d e s a n n é e s 1 9 2 5 ­ 1 9 3 5 . I l c i t e n o t a m ­m e n t le ca s d e la C o m p a g n i e d e s M é t a u x d ' O v e r p e l t

qui , sans a u g m e n t e r le n o m b r e d e ses fours e s t p a r v e n u e à porter sa p r o d u c t i o n m e n s u e l l e de 2 9 0 0 t à 4 0 0 0 t d e zinc. D a n s u n a u t r e ar t i c l e , I n g a l l s [4] fa i t u n h i s tor ique très c o m p l e t de la m é t a l l u r g i e t h e r m i q u e d u z inc se r a p p o r t a n t s u r t o u t à la p é r i o d e c o n t e m p o r a i n e (de la fin d u X V I I I ^ s ièc le j u s q u ' à n o s jours) .

Quelques po ints d 'h i s to ire

O n t r o u v e r a d a n s l ' o u v r a g e c i t é d e E . P r o s t [5] u n e é t u d e h i s tor ique fort d o c u m e n t é e de n o s s o c i é t é s p r o d u c t r i c e s de z inc . On p e u t y l ire n o t a m m e n t la d e s c r i p t i o n des a c t e s de p i l lage e t d e d e s t r u c t i o n c o m m i s par les A l l e m a n d s a u c o u r s de la guerre 1914­18 . D ' u n a u t r e côté , à l ' o c c a s i o n de s o n cen­tena ire , e n 1937, la S o c i é t é de la V ie i l l e M o n t a g n e a é d i t é u n e brochure o ù se t r o u v e r e t r a c é e s o n his­t o i r e e t les é t a p e s d e son e x p a n s i o n d a n s l e m o n d e . N o u s n e v o y o n s d o n c p a s la n é c e s s i t é d ' y reven ir . N o u s n e ferons q u e c o m p l é t e r u n p e u les i n d i c a t i o n s de P r o s t par des préc is ions s u p p l é m e n t a i r e s sur la C o m p a g n i e des M é t a u x d ' O v e r p e l t L o m m e l e t Corphal i e et que n o u s d e v o n s à l ' o b l i g e a n c e d e c e t t e soc i é té .

La C o m p a g n i e des M é t a u x d ' O v e r p e l t L o m m e l et d e Corphal ie qu i es t par l ' i m p o r t a n c e de sa pro­d u c t i o n , la s e c o n d e des s o c i é t é s p r o d u c t r i c e s d e z inc en B e l g i q u e , e x i s t e s o u s sa f o r m e a c t u e l l e d e p u i s 1928 .

C e t t e entrepr i se d é b u t a en 1 8 8 8 sous f o r m e d e soc i é t é en c o m m a n d i t e s i m p l e : e l le é t a b l i t success i ­v e m e n t à Overpe l t : en 1888 , u n e u s i n e à arsenic ; en 1889 , u n four à p l o m b ; e n 1890 , u n e us ine à s u l f a t e d e cuivre . E n 1891 , on éd i f ia u n e u s i n e à z inc d o n t le premier four f u t m i s e n m a r c h e en 1893 . P e u à p e u on é tab l i t à O v e r p e l t t o u t e s les au tres f a b r i c a t i o n s e n t r a n t dans le c y c l e z i n c ­ p l o m b . E n 1 9 1 2 ­ 1 9 1 3 dernier e x e r c i c e soc ia l a v a n t sa f u s i o n a v e c L o m m e l , la C o m p a g n i e a p r o d u i t 1 5 . 4 4 2 t de z inc .

L a S o c i é t é Méta l lurg ique d e L o m m e l f u t f o n d é e en 1904 a v e c la p a r t i c i p a t i o n d e la C o m p a g n i e des M é t a u x e t P r o d u i t s C h i m i q u e s d ' O v e r p e l t e t de la S o c i é t é S i lés ienne p o u r l ' indus tr i e d u z inc .

L ' a c t i v i t é de c e t t e soc ié té se l i m i t a e x c l u s i v e ­m e n t à la fabr ica t ion d u z inc b r u t , a u gr i l lage d e s m i n e r a i s de z inc et à la f a b r i c a t i o n de l 'ac ide su l fur ique .

A u cours de l ' exerc ice 1 9 1 3 ­ 1 9 1 4 sa p r o d u c t i o n d e z i n c a t t e in t 15 .955 t .

2

La SSc ié té d e Corphalie f u t f o n d é e en 1831 p o u r rexploitatiGn*^d'un i m p o r t a n t g i s e m e n t d e b l e n d e et de c a l a m i n e sur la r ive g a u c h e de la Meuse , u n peu en a v a l d e H u y -

E n 1846, son p a t r i m o i n e c o m p r e n a i t la conces ­sion des m i n e s de Corphalie . cel le des m i n e s d e houi l le de S t a t t e - l e z - H u y . q u a t r e fours à ca lc iner la c a l a m i n e , s ix fours à griller la b l e n d e , d o u z e fours à dist i l ler le z inc.

E n 1863 , la soc ié té acqu i t u n e us ine à z inc e n Croatie ( r e v e n d u e depuis lors) e t prit le n o m d e Soc ié té Méta l lurg ique A u s t r o - B e l g e qu'e l le c o n s e r v a j u s q u ' e n 1919. Ce f u t c e t t e soc i é té qui , la p r e m i è r e , procéda au l a v a g e des rés idus de fours à z inc , procédé q u e l 'on a app l iqué u n i v e r s e l l e m e n t p o u r récupérer le p l o m b et autres m é t a u x c o n t e n u s d a n s les minera i s d e zinc. E n 1919, la soc ié té pr i t le n o m d e Soc i é t é Méta l lurg ique de Corphal ie .

E n 1928 , el le f u s i o n n a a v e c O v e r p e l t - L o m m e l . Sa p r o d u c t i o n annue l l e de z inc a t t e i n t en 1927 , 2 4 . 0 0 0 t .

Q u a n t à la fus ion d 'Overpe l t e t de L o m m e l , elle f u t réal isée en 1913 ; la n o u v e l l e soc ié té pr i t la d é n o m i n a t i o n d e C o m p a g n i e des M é t a u x d ' O v e r p e l t -L o m m e l .

Après la première guerre m o n d i a l e , la c o m p a g n i e part ic ipa à la c o n s t i t u t i o n de la Soc i é t é Généra l e des Minerais qu i a l i m e n t e t o u t e s les us ines à z inc de B e l g i q u e e n mat ières premières .

Malgré les d i f f i cu l tés de l 'après guerre O v e r p e l t -L o m m e l p u t p r o g r e s s i v e m e n t , presque i n t é g r a l e m e n t re trouver les produc t ions de son exerc ice l e p l u s prospère.

Etat de l ' industrie du z inc e n B e l g i q u e e n 1 9 3 9

I. — Quelques données statistiques

Le t a b l e a u I , t iré des A n n a l e s des Mines de B e l g i q u e [6], d o n n e u n e idée d ' e n s e m b l e d e l ' é t a t de l ' industr ie du zinc dans no tre p a y s p e n d a n t l 'année 1938, dernière année n o r m a l e a v a n t la s econde guerre mondia l e .

Il est fort in s t ruc t i f de faire la c o m p a r a i s o n d e certains chi f lres re lat i fs à l ' année 1938 a v e c c e u x qui se r a p p o r t e n t à l ' année 1913, car ils n o u s per­m e t t r o n t de vo ir quels sont les progrès qu i o n t été fa i t s d a n s notre industr ie du z inc au cours des années qui o n t su iv i la première guerre m o n d i a l e . Les chiffres r a s s e m b l é s dans l e t a b l e a u I I s o n t t rè s sugges t i f s à ce p o i n t de v u e .

A l ' e x a m e n des chiffres du t a b l e a u I I , o n c o n s t a t e que, de 1913 à 1938 la c o n s o m m a t i o n de c o m b u s t i b l e par t o n n e de z inc a é té rédu i t e de 4 7 , 7 % , le n o m b r e de creuse t s nécessa ires pour produire u n e t o n n e d e méta l a é g a l e m e n t d iminué de m o i t i é e t , c o m m e le n o m b r e d 'ouvr iers occupés a su iv i la v a r i a t i o n du n o m b r e d e creusets , il en es t résul té u n accrois ­s e m e n t très n o t a b l e de la p r o d u c t i o n par ouvr ier . On v o i t a ins i q u e les p r o d u c t e u r s d e z inc é t a i e n t parvenus , en 1938, à agir d ' u n e façon très m a r q u é e sur les tro is p r i n c i p a u x fac teurs d u pr ix d e r e v i e n t d u m é t a l l e sque l s sont , en dehors d u p r i x d u m i n e -

Tableau I

P r o v i n c e de Liège

P r o v i n c e s d 'Anvers e t de Limbourg

X ULal puUl

jN ombre d'usines ac t ives 7 4 11 N o m b r e de fours en acti-

94 34 128 X o m b r e de creusets en

service 14.399 6 .636 21.035 N o m b r e m o y e n d'ou­

vriers occupés 2 .996 1.571 4.575 Consommations

Minerais de zinc t 248 .390 127.750 376.140 Crasses e t o x y d e s de

z inc t 9 .120 3 .210 12.330 Houi l le t 303 .810 176.860 480 .670 Coke t 8 .150 930 9 .080 Energ ie électrique

1000 k W h 8 .890 3 .240 12.130 Production

Zinc brut 129 .220 72 .510 201.730 Pouss ières de zinc 7 .770 150 7.920 Cendres p lombeuses e t

grenaille argentifère 37 .420 - ( ' ) 37.420

Tableau I I

1913 1938

P r o d u c t i o n de zinc brut l 204 .220 201.730 C o n s o m m a t i o n to ta le d e c o m b u s ­

t ible t 998 .655 514.010(2) C o n s o m m a t i o n de minerais p lus

crasses e t poussières t 488 .730 388.470 N o m b r e m o y e n de creusets ut i l i sés . 43 .434 21.035 N o m b r e d'ouvriers occupés 8 .529 4.575 Combust ib le c o n s o m m é par t o n n e

t 4 .884 2.547 Product ion de zinc brut par ou-

t 23,9 44,0 N o m b r e de creusets par ouvrier 5.1 4,6 R e n d e m e n t en zinc des minerais

p lus crasses e t poussières 0 41,7 51,8 P r o d u c t i o n de zinc par c r e u s e t . . . t 4 ,73 9,55

rai, le c o m b u s t i b l e , la m a i n - d ' œ u v r e e t les réfrac-ta ires nécessaires à la f a b r i c a t i o n des creusets e t condenseurs . N o u s n o u s e f forcerons de faire res­sortir dans la su i t e c o m m e n t o n es t p a r v e n u à u n te l résu l ta t .

E n fai t , il est p e u p r o b a b l e q u e sans ces progrès n o t r e industr ie d u z inc e û t p u c o n t i n u e r à v i v r e car l 'appar i t ion de n o u v e a u x p r o c é d é s t h e r m i q u e s te l ce lui de la r é d u c t i o n c o n t i n u e de la N e w J e r s e y Zinc Cy ainsi q u e l ' i m p o r t a n c e re l a t i v e cro i s sante de la p r o d u c t i o n de z inc é l e c t r o l y t i q u e , o n t rendu la concurrence de p lus en p l u s âpre , s u r t o u t p e n d a n t la crise p r o f o n d e qui s 'es t p r o d u i t e a u cours des a n n é e s 1930-1934 .

( ' ) D a n s les provinces d ' A n v e r s e t de L i m b o u r g , il a été produi t 13.300 t de cendres p l o m b e u s e s qui o n t été déclarées c o m m e n ' a y a n t pas de va leur commerc ia l e .

(^) Y compris l 'énergie é lec tr ique c o m p t é e à raison de 2 k g de charbon par k W h .

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II . — Quelques aspects techniques

A. Orig ine des m i n e r a i s . — V o i c i à t i tre docu­menta ire , d 'après les A n n a l e s des Mines de Be l ­g ique [7] l 'or ig ine des minera i s ut i l i sés dans nos us ines à z inc , a v e c i n d i c a t i o n du t o n n a g e , pour l 'année 1938 :

M e x i q u e 9 4 . 4 0 0 t S c a n d i n a v i e e t F i n l a n d e 4 6 . 0 0 0 t Y o u g o s l a v i e 4 2 . 5 8 0 t Canada et Terre N e u v e 4 2 . 1 3 0 t Austra l ie 3 6 . 3 6 0 t Indes A n g l a i s e s e t B i r m a n i e 3 0 . 8 3 0 t I n d o c h i n e 2 7 . 1 3 0 t I ta l i e 18 .800 t B e l g i q u e (crasses e t o x y d e s pr inc ipale­

m e n t ) '. 14 .920 t E s p a g n e 11 .180 t Afr ique d u N o r d 9 . 6 8 0 t P é r o u 6 . 2 8 0 t Autres p a v s 8 . 1 6 0 t

A par t les crasses e t o x y d e s p r o v e n a n t de Be l ­g ique , ces minerais s o n t c o n s t i t u é s e n m a j e u r e part ie de concentrés de flottage d o n t l e c o n s t i t u a n t z inc i fère est la b l ende .

B . Grillage et supergr i l lage : o) Généralités. — L a p lupar t des us ines be lges p r a t i q u a i e n t en 1939, e t pra t iquent encore, le gri l lage en d e u x s t a d e s : prégri l lage dans les fours d e Spir le t e t supergri l lage dans des fours D w i g h t L l o y d . Si n o u s s o m m e s b ien in formé, u n e seu le us ine ut i l i sa i t le gri l lage en une é ta pe sur m a c h i n e D w i g h t L l o y d , s u i v a n t les b r e v e t s H o b o k e n - R o b s o n .

On sait que c h a c u n e des soc i é t é s be lges s 'est eff"orcée de m e t t r e au p o i n t u n p r o c é d é de super­gri l lage qui lui f û t propre . L e s p l u s c o n n u s s o n t c e u x de la Vie i l le M o n t a g n e p r a t i q u é s dans son us ine de Bae len , et ce lui d e la C o m p a g n i e des M é t a u x d 'Overpe l t . Ils o n t déjà fa i t l ' ob je t de descr ipt ions déta i l l ées dans les c o m p l é m e n t s d u Cours d e Métal lurgie des M é t a u x autres q u e le fer d e E . P r o s t . T o u t e f o i s , ces d e u x p r o c é d é s o n t sub i cer ta ines

c o n t o c t Cottrells

pouss ières blanches Cd : 2 à 3 % ln :»20% SuKotes Pb. . w 30 Vo Traités pour Cd.

Chombre de dcpoossieroge

Gaz 6ô7,52D02

poussières noires

Minerais crus + éventuellement soufre

Fours de 5PIRLET

Eou

Humidificoleur

vers tours

PETERSEN Refroidisseurs

T a m i s a q e refus >12 mm.

p r é q r i l l e

Ctiorbon moiqre

poussières _

6 3,5% 5

B r o y a g e

Minerois crus

Courroie t r a n s p o r t e u s e

Cyclone

Cottrells

Eau

M é l o n q e u r

&02 6 Mactiine DWIGHT i LLOYD

poussières Cd.: 7610% ) Pb : 3! 26% Oxydes Zn ; % 30% J Troilés pour Cd,

Fig . 1

c h e m i n é e

A i r

Cribloge <12 m m .

5 u p e r g r i i i é ô moins de 0 ,6% 5

4 Centenaire de l'A. I. Lg. Congrès 1947

modif icat ions d e p u i s la p a r u t i o n d e ce l ivre , modi ­fications que n o u s al lons décrire s o m m a i r e m e n t c i -dessous .

6) Procédé de ta Vieille Montagne ( P r o c é d é de Uel lefroid) . — N o u s d o n n o n s figure 1, le s c h é m a de la s u i t e des o p é r a t i o n s de gri l lage et de super-gril lage te l qu' i l est p r a t i q u é à l 'us ine d e B a e l e n depuis 1939.

Caractéristiques principales du prégrillage. — N o u s d o n n o n s d a n s le t a b l e a u I I I les caractér i s t iques principales du prégri l lage .

Tableau III. — Prégrillage V. M.

1" Fours et leurs caractéristiques de marche. Fours de Spiriet ( type 5,60), t soles. Capacité de travail par four : 14 à 15 t par 24 h. Température m a x i m u m de travail : 1000" C.

2" Composition des charges.

Produits frais ^ Concentres crus : 80 à 92 ;„ de la charge. ) Soufre libre : 0 à 12 °o de la charge.

D j - • - S Re fus au tamisage du grillé, rrodui t s récupères ^ or> j i i. * ) brut : 8"u de la charge. Teneur en soufre de la charge : 28 à 40°o.

3'J Produits obtenus. Prégrillé brut soumis à tamisage pour éliminer les mor­

ceaux agglomérés et mal désulfurés. Prégrillé tamisé cont ient 3 à 5% de S. Gaz contenant 6 à 7 ,5% de SO.,. E n v o y é à la fabrication

de l'acide sulfurique après dépoussiérage. Poussières noires : Particules de minerais

peu ou pas transformées, retournant au grillage.

Poussières { Poussières blanches : Poussières de Cottrells j cont iennent Cd : 2 à 3°o ; Zn : 20% ; I Pb : 30 "„ à l 'état de sulfates. [ Traitées pour cadmium.

4" Remarques. La température de travail est assez élevée de façon à

éliminer par volati l isat ion une grande partie du p lomb et du cadmium au bénéfice de la pureté du zinc obtenu lors de la réduction.

Caractéristiques principales du supergrillage. — E n 1939, la S o c i é t é de la Vie i l l e M o n t a g n e a modi f i é que lque p e u s o n procédé de supergri l lage . On sait que, dans le procédé original , la charge des m a c h i n e s D w i g h t L l o y d é t a i t c o n s t i t u é e u n i q u e m e n t d e prégrillé t a m i s é e t de c h a r b o n maigre p lus u n e addi t ion d 'eau. D a n s ces c o n d i t i o n s , par su i t e d e la faible épaisseur d e la c o u c h e d e minerai sur les grilles de la m a c h i n e , il é ta i t imposs ib l e d 'obten ir des gaz s u f f i s a m m e n t r iches en S O j que p o u r fabri­quer de l 'ac ide su l fur ique e t i ls é t a i e n t re je tés d a n s l 'a tmosphère . Ce t t e p r a t i q u e n e p u t être c o n t i n u é e à cause des i n c o n v é n i e n t s q u e présen ta i t le re je t de ces gaz dans l ' a t m o s p h è r e e t la soc ié té se t r o u v a obl igée de les capter . T o u t e f o i s , pour p o u v o i r les uti l iser p o u r faire de l 'ac ide su l fur ique , s a n s modif ier l ' épaisseur d e la c o u c h e de charge des mach ines , il a fa l lu a u g m e n t e r n o t a b l e m e n t la teneur en soufre d u m é l a n g e e n y a j o u t a n t d u m i n e ­rai cru.

On t r o u v e r a c i -dessous d a n s l e t a b l e a u I V , les caractér i s t iques pr inc ipa les du procédé de la Viei l le M o n t a g n e .

Tableau IV. — Supergrillage V. M.

I" Machines. Machines utilisées : Uwight Lloyd « Straigli i Line ». Product ion par machine : 6 à 7 t heure de supergrillc

criblé. Epaisseur de couche : 0,10 m. Température m a x i m u m atte inte : 1000 à 1100" C. Vitesse des wagonnets : 1,35 m/minute . D e u x caissons d'aspiration :

un en dessous de la zone d'al lumage, gaz rejetés ; un en dessous de la zone de grillage, gaz récupérés.

2" Charge. Produits frais :

Prégrillé : 75 à 80%. Minerai cru : 15 à 20%. Charbon maigre : 0 à 5%.

Produits récupérés : provenant du tamisage du super-grille brut, représentant 150 à 200''o des produits frais, teneur en S de l'ordre de 1 à l , 5 °ô -

A u mélange de produit frais et de produit récupéré on ajoute 10% d'eau.

3" Produits obtenus. Supergrillé criblé (morceaux > 12 inm). Teneur en S

inférieure à 0 ,6%. Gaz contenant 3 à 4% SOj :

) grosses : recueillies dans caissons, carneaux e t cyclones, retournent à la machine.

fines : recueillies dans Cottrells, t iennent 1 environ 7 à 10% Cd, 26°„ Pb et 30",, Zn. I Traitées pour Cd.

N o u s aurons l'occasion de reparler ci -dessous de la quest ion des avantages que présente le supergrillage au point de vue de la réduction.

c) Procédé de la Compagnie des Métaux d^Over-pelt-Lommel et Corphalie :

Prégrillage : Le prégri l lage es t e f f ec tué dans des fours de Spiriet . La t e n e u r en soufre du produi t o b t e n u es t compr i se entre 6 e t 1 0 % .

Supergrillage : Les pr inc ipes d e l ' opérat ion sont b i e n connus . Ins i s tons s e u l e m e n t sur q u e l q u e s p o i n t s part icul iers .

V o y o n s d 'abord la q u e s t i o n d u soufre à conserver dans le gril lé. C o m m e le soufre es t le seul c o m b u s ­t ib l e ut i l i sé e t q u e la charge es t granu lée a v a n t supergri l lage , il f a u t ê tre sûr q u e c h a q u e grain c o n t i e n n e la q u a n t i t é de soufre su f f i sante pour le porter à la t e m p é r a t u r e de f r i t tage . Il f a u t don(^ q u e , a v a n t granulat ion , la charge soi t aussi h o m o ­g è n e q u e ])ossible q u a n t à la t e n e u r en soufre .

O n sait d 'autre part q u e le soufre r e s t a n t d a n s le m i n e r a i prégri l lé se t r o u v e en par t i e à l ' é ta t d e sul­f a t e et en part ie à l ' é ta t de su l fure . O n a d m e t q u e seul le soufre des sul fures est t h e r m o g è n e , t a n d i s q u e la d é c o m p o s i t i o n des su l fa tes c o n s o m m e de la cha­leur. O n a é t é a m e n é ainsi à déf inir ce q u ' o n appe l l e le soufre utile, c 'est -à-dire la p o r t i o n du soufre su l fure qu i est e f f e c t i v e m e n t ut i l i sée pour obten ir le f r i t t a g e des grains de la charge . L a proport ion de s o u f r e u t i l e est é v a l u é e en s o u s t r a y a n t d u soufre t o t a l la s o m m e du soufre s u l f a t e e t du soufre su l fure nécessa ire à la d é c o m p o s i t i o n des su l fa tes .

L a t e n e u r en soufre ut i le est t o u j o u r s m a i n t e n u e à u n e v a l e u r suf f i sante qu i es t v o i s i n e d e 6%-E l l e d é p e n d n o t a m m e n t de la t e n e u r en e a u d u m é l a n g e chargé sur la m a c h i n e d e D w i g h t L l o y d . O n s 'arrange aussi pour que , en c h a q u e p o i n t de

Section Métaux non ferreux 5

charge, la t e n e u r en soufre ut i le ai t s ens ib l ement la m ê m e va leur .

La figure 2 d o n n e le s c i i éma des opérat ions auxque l l e s on s o u m e t le minera i prégrillé.

C Prégrillé — i t _ L

BR0yA6E

I I r Grains cJe 0-2 mm

J { L TRÉMIES

PESÉE PESEE

ZnSOj

_ J _

PESEE

H2 50^

TROMMEL- MÉLANGEUR

GRANULATION

5ECHA6E

TAMISAGE

-0-1 T T: >12-

MACHINE DWiGHTiLLCVD

—1

t vers H SO

CRIBLAGE

Normal t p e l u a —

l'ifï. 2

La m a c h i n e à granuler q u i or ig ine l l ement é ta i t cons t i tuée par un s y s t è m e à v i s e t pa le t te s , a é té modif iée et s impli f iée . E l le c o m p o r t e ac tue l l ement u n e grille s u p p o r t a n t des p l a q u e s d'acier percées de t rous de 3 à 4 m m de d iamètre . Cet te grille est an imée d 'un m o u v e m e n t de v a - e t - v i e n t . Le m é l a n g e dest iné au supergri l lage est a m e n é sur les p laques perforées et , sous l 'act ion c o m b i n é e d u m o u v e m e n t de la grille e t de la press ion de trois rou leaux a n i m é s d ' u n m o u v e m e n t pendula ire , le m é ­lange est forcé de traverser les ouver tures prat iquées dans les p laques . On f o r m e ainsi un gra­nulé cons t i tué de p e t i t s cyl in­dres a y a n t 3 !i4 m m d e d i a m è t r e e t de longueur var iable . Ce produit t o m b e sur u n e courroie t ransporteuse et est e n v o y é dans un séchoir t u n n e l . A v a n t séchage le produi t es t encore très fr iable e t il n e pourrai t pas être in trodu i t t e l que l d a n s la m a c h i n e D w i g h t L l o y d . O n uti l ise , c o m m e l iants , de l 'ac ide sul fur ique e t d u su l fa te de z inc de récupérat ion.

Après séchage le produit est d e v e n u assez résis­t a n t q u e pour pouvo ir suppor ter u n tamisage . Seuls les grains dont les d imens ions s o n t compri ses entre 1 e t 3 m m et 3 et 12 m m sont e n v o y é s au super­grillage. L a fin inférieur à 1 m m et le gros supérieur à 12 m m re tournent à la granulat ion .

Le c h a r g e m e n t des w a g o n n e t s de la m a c h i n e D w i g h t L l o v d présente des part icular i tés intéres­santes . On sait q u e dans le procédé d 'Overpe l t , afin d'accroître la t e n e u r en SOj des gaz de gril lage et d 'économiser des calories d 'a l lumage , on trava i l l e sur le D w i g h t L l o y d a v e c u n e forte épaisseur de charge (de l'ordre de 0,.5 m) . Grâce à la poros i té résu l tant de la granula t ion préalable u n e te l le épais­seur n e nécess i te pas de créer u n e dépress ion prohib i t ive dans les ca issons d'aspirat ion.

Les t rémies de c h a r g e m e n t sont d i sposées de te l le man ière que , au f o n d des w a g o n n e t s , au c o n t a c t de la gril le, on p lace u n e c o u c h e de supergri l lé en gros m o r c e a u x (refus d u t a m i s a g e d u supergrLllé brut) a y a n t u n e épa i s seur d e l 'ordre de 3 à 4 c m . A u - d e s s u s de c e t t e c o u c h e o n d é v e r s e du produ i t t a m i s é d o n t les d i m e n s i o n s sont c o m p r i s e s entre 3 e t 12 m m ; enfin, à la part ie supér ieure o n charge a v e c d u granulé d o n t les d i m e n s i o n s s o n t c o m p r i s e s entre 1 e t 3 m m . O n o b t i e n t ainsi u n e charge qui s 'a l lume p lus f a c i l e m e n t q u a n d el le p a s s e sous l 'arche d 'a l lumage . O n s 'arrange toujours p o u r q u e t o u s les produi t s 1-3 p r o v e n a n t du t a m i s a g e so ient ut i l i sés . Enf in , u n e g o u l o t t e spéc ia le p e r m e t de placer en tre la charge e t les parois la téra les des w a g o n n e t s u n e c o u c h e d e supergri l lé t a m i s é a y a n t env iron 1 c m d'épaisseur. L e croquis figure 3 m o n t r e s c h é m a t i q u c m e n t la f a ç o n dont les d ivers é l é m e n t s de la charge s o n t répartis .

Cet te man ière de procéder a pour b u t d ' év i t er un é c l i a u f f e m e n t exagéré des grilles des w a g o n n e t s ainsi q u e de leurs parois .

Af in d 'accroî tre la t e n e u r en S O , des gaz de gril­lage on a pris des d i spos i t ions pour faire repasser les gaz p r o v e n a n t d 'un premier ca isson dans les

I ; Superqrillé gros pour protection de lo grille

g : Charge 3-12

n : Charge 1 -3

l ï ; Supergrillé fin pour protection des parois

6 Centenaire de l'A. I. Lg. Congrès 1947

w a g o n n e t s p lacés au -des sus d 'un s e c o n d ca i s son d 'asp ira t ion s i tué en a m o n t d u premier . A la sort ie d e la m a c h i n e , le supergri l lé est t a m i s é . L e refus r e t o u r n e à la m a c h i n e . L e fin es t e n v o y é à la r é d u c t i o n . Il se p r é s e n t e sous f o r m e d e granu lé s cy l indr iques r e l a t i v e m e n t rés i s tants .

d) Autres procédés. — La Soc ié té M é t a l l u r g i q u e de P r a y o n a mis au p o i n t u n p r o c é d é d e super-griUage en d e u x p h a s e s qu i lui es t propre . E l l e ut i l i se é g a l e m e n t des fours de Spir le t p o u r le prégri l lage e t u n e m a c h i n e D w i g h t L l o y d p o u r le supergri l lage . On réalise é g a l e m e n t u n r e p a s s a g e des gaz sur la charge de façon à a u g m e n t e r la t e n e u r en SO2 des gaz de gri l lage.

L a S o c i é t é Méta l lurg ique de K o t h e m a pris la l i cence d u procédé de supergri l lage en u n e seu le p h a s e dés igné sous le n o m de p r o c é d é H o b o k e n -R o b s o n . Ce p r o c é d é a fa i t l 'obje t de descr ip t ions déta i l l ées dans d iverses p u b l i c a t i o n s [8]. C o m m e n o u s n ' a v o n s pas p u obten ir d ' ind ica t ions préc i ses sur la f a ç o n d o n t le procédé est app l iqué à R o t h e m , il n o u s serai t diff ic i le de donner p l u s d e dé ta i l s q u e ce qu i a déjà é té publ ié . N o u s c r o y o n s d o n c inut i l e de n o u s é t endre p lus l o n g u e m e n t sur ce sujet ic i .

e) Comparaison entre les divers procédés de super grillage. — U n e é t u d e c o m p a r a t i v e a p p r o f o n d i e des d ivers procédés de supergri l lage e x i g e r a i t la c o n n a i s s a n c e de t o u s les é l é m e n t s qu i i n t e r v i e n n e n t dans le c o û t de l 'opérat ion et d e m a n d e r a i t auss i u n e é t u d e o b j e c t i v e du c o m p o r t e m e n t d e s d ivers p r o d u i t s o b t e n u s dans les creuse t s de r é d u c t i o n . O n c o n ç o i t f a c i l e m e n t q u e nos d iverses us ines à z inc n e so i en t pas dés ireuses de fournir t o u s les déta i l s à ce p o i n t de v u e mais , en n o u s l i m i t a n t a u x d e u x pr inc ipales m é t h o d e s , n o u s p o u v o n s faire c e p e n d a n t q u e l q u e s o b s e r v a t i o n s qui , c r o y o n s - n o u s , n e s o n t p a s d é p o u r v u e s d ' in térê t .

Le procédé de la Vie i l le M o n t a g n e est caractér i sé par la s impl ic i té re la t ive de l 'appare i l lage . D e p lus l ' emplo i é v e n t u e l de c o m b u s t i b l e p e r m e t d ' év i t er u n contrô l e très poussé de la t e n e u r en soufre e t de la répart i t ion de celui-ci . D ' a u t r e par t , d 'après H . J . S t eh l i [9], l 'addi t ion de c o m b u s t i b l e a u x charges des m a c h i n e s D w i g h t L l o y d p e r m e t d'ac­croître n o t a b l e m e n t leur p r o d u c t i v i t é , m ê m e à t e n e u r en soufre p lus fa ible . P a r contre , le procédé V . M. p r é s e n t e l ' i n c o n v é n i e n t d e fournir u n gaz r e l a t i v e m e n t p a u v r e en SO2 ce q u i n é c e s s i t e u n e ins ta l l a t i on spéc ia le pour la fabr ica t ion d e l ' ac ide su l fur ique . L a Vie i l le M o n t a g n e ut i l i se des t o u r s P e t e r s e n dans ce b u t .

A u suje t du procédé d ' O v e r p e l t , on p e u t fa ire observer ce qu i su i t : l ' emplo i d u s o u f r e c o m m e seul c o m b u s t i b l e néces s i t e u n contrô l e très s évère de la c o m p o s i t i o n des charges e t u n s a v a n t d o s a g e de ses d ivers é l é m e n t s .

D ' u n autre cô té , l 'appare i l lage nécessa ire à la prépara t ion du granulé est r e l a t i v e m e n t c o m p l i q u é e t su je t à usure . O v e r p e l t a d'a i l leurs cherché à s implif ier ce t appare i l lage c o m m e n o u s l ' a v o n s dit c i -dessus .

A l 'act i f du procédé , o n p e u t m e t t r e la r ichesse p lus grande des gaz de gri l lage ce qui p e r m e t d e les trai ter dans les i n s t a l l a t i o n s habi tue l l es de pro­d u c t i o n de l 'ac ide su l fur ique . L a forme p h y s i q u e très régulière du produ i t o b t e n u est é g a l e m e n t u n é l é m e n t favorab le a u p o i n t de v u e des opérat ions de réduc t ion ul tér ieures .

C. R é d u c t i o n : a) Généralités. — E n 1939, le prin­c ipe de l 'opérat ion de r é d u c t i o n des b lendes gril­l ées et supergri l lées é ta i t , dans t o u t e s les us ines be lges , resté ce qu'i l é t a i t d e p u i s la créat ion de l ' industr ie l i égeo ise d u z inc par ,J. J . D o n y en 1806-1809. D e très sér ieux progrès o n t marqué c e p e n d a n t les années pos tér ieures à 1918 n o t a m m e n t en ce qu i concerne la c o n s o m m a t i o n d e combust ib le , l 'u t i l i sa t ion de la m a i n - d ' œ u v r e e t le n o m b r e de creusets ut i l i sés p o u r u n e m ê m e product ion .

Ces progrès s o n t dus à d iverses causes parmi lesquel les il f a u t c i ter les amél iorat ions apportées a u x condi t ions de c h a u f f a g e des fours et l 'accrois­s e m e n t de leur p r o d u c t i v i t é .

b) Types de fours utilisés. — Les fours à z inc o n t bénéf ic ié des progrès f a i t s d a n s la t e c h n i q u e d u chauffage . Les fours à gril les à chauf fage direct o n t ac tue l l ement c o m p l è t e m e n t disparu et ont é té remplacés par des fours c h a u f f é s a u gaz de gazo­g è n e a v e c régénérat ion de cha leur . Ce n'est pas le l i eu ici de faire la descr ip t ion d e ces fours, descrip­t i o n q u e l 'on t r o u v e r a d a n s les o u v r a g e s spécial isés . D i s o n s s i m p l e m e n t q u e la Soc i é t é de la Vie i l l e M o n t a g n e a a d o p t é le four D o r à d o u b l e d e v a n t u r e e t à régénérat ion sur l'air c o m p o r t a n t sur c h a q u e face 192 creusets répart i s en 4 rangées hor izonta les de 4 8 creusets c h a c u n e . Les brûleurs , s i tués à la v o û t e d u four, o f frent l ' a v a n t a g e d'être à l 'abri des scories, ce qui assure u n e c a m p a g n e de l o n g u e durée t o u t en p e r m e t t a n t u n rég lage aisé et précis . Le t irage est assuré par u n e c h e m i n é e pourvue , sur u n e part ie de sa h a u t e u r , d ' u n e double paroi : l ' e space annulaire ainsi d é l i m i t é assure , par l ' inter­média ire de c o n d u i t e s e n t ô l e e t de h o t t e s , l ' éva­c u a t i o n rapide et c o n t i n u e des pouss ières et f u m é e s se d é g a g e a n t a u x d e v a n t u r e s d u four . D e s v o l e t s e n tô le , doublés de m a t e l a s en a m i a n t e p r o t è g e n t les ouvriers contre le r a y o n n e m e n t . L a c o m m a n d e des v o l e t s est h y d r a u l i q u e e t p e r m e t de n e décou­vrir q u e la part ie du fo ur o ù s 'e f fec tue le trava i l .

La Soc ié té d ' O v e r p e l t - L o m m e l uti l ise des fours d u t y p e R h é n a n à 3 rangées de creusets compor­t a n t 144 creusets par four .

Malgré les p e r f e c t i o n n e m e n t s appor té s a u x fours , su i t e au principe m ê m e de l ' opérat ion , le r e n d e m e n t t h e r m i q u e reste encore r e l a t i v e m e n t fa ible . O u p e u t , en ef fet , m o n t r e r q u e la cha leur qui t raverse les parois des creusets e t ut i l i sée pour échauf fer la charge e t p r o v o q u e r les réac t ions e n d o t h e r m i q u e s , r eprésente 20 à 2 5 % des calories fournies par le c o m b u s t i b l e in trodu i t d a n s les gazogènes .

c) Accroissement de la productivité des fours à zinc. — L ' a c c r o i s s e m e n t de la p r o d u c t i v i t é des fours est dû, en ordre pr inc ipa l , à u n e a u g m e n t a t i o n

Section Métaux non ferreux 7

m a r q u é e de la q u a n t i t é d e z inc e n f o u r n é e qui p e u t a t t e indre o u m ê m e dépasser 4 0 k g par creuset . O n est arrivé à ce résu l ta t e n a g i s s a n t sur les d e u x fac teurs qui d é t e r m i n e n t c e t t e q u a n t i t é de z inc , à savoir : le po ids de charge par creuse t e t la t eneur en z inc de ces charges .

1° Accroissement du poids de charge par creuset. — Le poids de charge i n t r o d u i t d a n s les creusets d é p e n d du v o l u m e de c e u x - c i e t de la dens i té apparente de la charge. L e v o l u m e des creusets a é té a u g m e n t é dans d 'assez g r a n d e s proport ions s u r t o u t en les a l longeant . O n r e n c o n t r e actuel le­m e n t des creusets a y a n t près d e 2 m de long et d o n t le v o l u m e a t t e i n t 85 1. L ' a c c r o i s s e m e n t de la dens i t é a p p a r e n t e résu l te d e l ' e m p l o i des super­grillés dont la dens i té a p p a r e n t e e s t supérieure à cel le des grillés ordinaires, e t auss i d e la d iminut ion d e la proport ion de réduct i f a j o u t é au minerai . L e c h a r g e m e n t des creuse t s se fa i sant encore le p lus s o u v e n t m a n u e l l e m e n t , o n c o n ç o i t que la qua l i t é de la m a i n - d ' œ u v r e i n t e r v i e n n e aussi dans ce d o m a i n e .

2° Accroissement de la teneur en zinc des charges.— L a t eneur en zinc des supergri l lés ut i l isés p e u t a t t e indre 60 à 6 2 % . Ces h a u t e s t e n e u r s sont dues , e n part ie , à u n a c c r o i s s e m e n t d e la proport ion de z inc c o n t e n u e d a n s les c o n c e n t r é s , et en part ie , à l ' é l iminat ion p lus p o u s s é e d u soufre ainsi que d 'autres c o n s t i t u a n t s vo la t i l s des minerais en cours de supergri l lage. D ' u n autre c ô t é , en réduisant a u m i n i m u m c o m p a t i b l e a v e c u n e b o n n e réduct ion la proport ion de c h a r b o n a j o u t é a u x charges , on a o b t e n u é g a l e m e n t u n e a m é l i o r a t i o n q u a n t à leur t eneur en z inc .

d) Condensation. — O n n e p e u t pas dire q u e le p r o b l è m e de la c o n d e n s a t i o n p a r f a i t e des vapeurs d e z inc é m a n a n t des creuse t s so i t résolu. E n ef fet , o n a d m e t b ien q u e le r e n d e m e n t de la réduc­t i o n es t de l 'ordre de 9 0 % , c 'es t -à -d ire que , après r e t r a i t e m e n t des crasses des c o n d e n s e u r s et éven­t u e l l e m e n t des pouss ières , o n o b t i e n t sous forme d e z inc l ingot 9 0 % d u z inc c o n t e n u d a n s le minerai . T o u t e f o i s , le r e n d e m e n t d ' u n e o p é r a t i o n de premier j e t es t b e a u c o u p p lus fa ible . D ' a p r è s Ingai l s [10] la proport ion de z inc de premier j e t est comprise entre 65 e t 7 0 % d u z inc c o n t e n u d a n s le minerai , les pouss ières et les crasses récupérab le s repré­s e n t e n t env iron 2 0 % de ce z inc. B i e n q u e ce zinc n e soi t pas perdu, il f a u t c e p e n d a n t fournir des calories pour le redist i l ler e t il serait fort intéressant d e p o u v o i r en réduire l ' i m p o r t a n c e . L'accroisse­m e n t du poids de zinc e n f o u r n é par creuse t a néces­s i té u n e a u g m e n t a t i o n des d i m e n s i o n s des conden­seurs. La surface de c o n d e n s a t i o n p e u t a t te indre j u s q u ' à 2 7 0 0 cm^ alors que a u p a r a v a n t elle n e dépas­sa i t pas 2000 cm'^. O n e s t p o u r t a n t l imi té dans c e t t e v o i e d 'une part , par la c o n s t r u c t i o n du four, e t d 'autre part , par le p o i d s des condenseurs qui d o i v e n t être p lacés e t dép lacés m a n u e l l e m e n t .

e) Creusets. — N o s grands j )roducteurs de zinc s 'en t i e n n e n t a u x creusets e n argi les réfractaires

de la rég ion d ' A n d e n n e , a v e c add i t i on d ' u n e fa ib le proport ion de c o k e a u m é l a n g e d'argi les cu i t e s et crues. Les pr inc ipes de fabr ica t ion n ' o n t p a s é té modi f iés mais o n cherche c e p e n d a n t à raccour­cir la durée du s é c h a g e des creusets en u t i l i san t des séchoirs à air brassé e t c o n d i t i o n n é . La durée d u séchage p e u t ê t re r a m e n é e ainsi d e 3 m o i s à 15 jours , ce qui en tra îne u n e d i m i n u t i o n cons idé ­rable d u n o m b r e d e creusets à s tocker .

La durée d e v i e m o y e n n e des creusets est t o u j o u r s r e l a t i v e m e n t c o u r t e et elle reste compr i se en tre 30 et 45 jours . Il est in téressant de faire o b s e r v e r que dans la méta l lurg i e t h e r m i q u e d u m a g n é s i u m par réduc t ion sous v i d e de MgO par F e S i e t oii l 'on uti l ise des creusets en acier i n o x y d a b l e , on es t p a r v e n u à pro longer la v i e des creusets j u s q u ' à 250 jours et m ê m e plus .

/ ) Pureté du métal brut obtenu. — L ' é v o l u t i o n des procédés de préparat ion des minerais et n o t a m ­m e n t les p e r f e c t i o n n e m e n t s apportés a u flottage sélect i f de m ê m e q u e l ' é v o l u t i o n des procédés d e gril lage e t d e supergri l lage, ont fa i t q u e la t e n e u r en p l o m b et en c a d m i u m des charges des fours à z inc a é t é en d i m i n u a n t . Il en résul te q u e les teneurs en p l o m b et en c a d m i u m du z inc brut , sont en général p lus fa ibles q u e celles q u e l 'on é ta i t a c c o u t u m é de t rouver a v a n t c e t t e é v o l u t i o n . Voic i à t i t re d ' e x e m p l e , des c o m p o s i t i o n s de z inc brut re lat ives à d ivers t irages :

Tableau V

l"' t irage 2" tirage 3" t irage

P b 1,08 % 1,2 % 1,95 % Fe 0 ,026 o,j 0 ,012°n 0 , 0 1 5 % Cd 0 ,06 ° o 0 , 0 1 6 % 0 , 0 1 2 % C l 0 , 0 0 2 % 0,005"„ 0 , 0 0 7 %

D'après E . P r o s t , le z inc t h e r m i q u e b r u t pro­v e n a n t de minera i s r iches en p l o m b p o u v a i t con­tenir j u s q u ' à 3 , 5 % de P b .

La va leur r e l a t i v e m e n t fa ible de la t e n e u r e n p l o m b des z incs brut s actue ls fa i t q u e le raffi­nage par l i q u a t i o n e n four à réverbère n e d o n n e p lus l ieu à l ' é l iminat ion de p l o m b . La seu le puri­fication o b t e n u e e s t d u e à l ' é l iminat ion d u fer .

g) Facteurs du prix de revient du zinc brut. — Les p r i n c i p a u x f a c t e u r s du pr ix de r e v i e n t s o n t , e n dehors du pr ix du minerai : le charbon q u i in terv ient pour 4 5 à 5 0 % dans les frais de fabri ­ca t ion ; les .<ialuires et appointements pour e n v i r o n 35 à 40"o (y compr i s la m a i n - d ' œ u v r e ut i l i sée pour les réparat ions et r c n t r c t i e n ) et les appro­visionnements d ivers (terre réfractaire pour creuse t et condenseurs , réfractaires pour l ' entre t i en d e s fours, p ièces de m a c h i n e s , lubrif iants , e t c . . ) p o u r les 10 à 1 5 % res tant s .

On vo i t t o u t e l ' i m p o r t a n c e q u e p r é s e n t e la con­s o m m a t i o n du c h a r b o n dans l ' industr ie d u z inc , et t o u t l ' intérêt qu' i l y aurait , dans les c i r c o n s t a n c e s

8 Centenaire de l'A. 1. Lg. Congrès 1947

actuel les , à pouvoir réduire encore c e t t e c o n s o m ­m a t i o n .

D . Pur i f i ca t ion du z inc t h e r m i q u e par rectifi­ca t ion cont inue : «) Généralités. — O n sait q u e , d a n s les années 30, la soc iété amér i ca ine « N e w .Jersey Zinc Cy » a mis au po in t un procédé de pur i f i ca t ion du z inc t h e r m i q u e brut par rec t i f i ca t ion c o n t i n u e qui c o n s t i t u e u n e des p lus be l l e s app l i ca t ions de la p h y s i c o - c h i m i e à un p r o c é d é m é t a l l u r g i q u e . Ce procédé est protégé en B e l g i q u e par t o u t e u n e série d e b r e v e t s [11]. E n 1935, la C o m p a g n i e des m é t a u x d 'Overpel t a pris la l i c ence pour exp lo i t er le procédé en Be lg ique et , e n 1939 , les ins ta l la t ions d 'Overpe l t é ta i en t capables de produire 2 0 . 0 0 0 t de z inc fin par an.

6) Description sommaire de Vinstallation iVOver-pelt. — L e principe de l ' opéra t ion ains i q u e les caractér i s t iques f o n d a m e n t a l e s d e l 'appare i l lage

Fig. 4 1. Four de fusion. 2. Colonne pour plomb. 3. Condenseur de la colonne pour plonili. 1. Colonne pour oadmiuin. 5. Condenseur pour cadmium. 6. Métal raffiné. 7. Four de liquation.

ont é t é décri ts par W . M. Pe irce e t R . K . W a r i n g [12]. L ' ins ta l la t ion d 'Overpel t est c o n f o r m e à c e t t e des­cr ipt ion . La coupe s c h é m a t i q u e , figure 4 , repré­s e n t e l ' e n s e m b l e de l 'apparei l qu i c o m p o r t e d e u x c o l o n n e s de rect i f icat ion. L a c o l o n n e d e g a u c h e a p p e l é e boui l leuse , est a l i m e n t é e à sa par t i e m é d i a n e , d ' u n e façon c o n t i n u e en z inc l i q u i d e i m p u r . La fus ion du z inc est e f fec tuée d a n s un p e t i t four acco lé à la co lonne . Le c h a r g e m e n t de ce four est a u t o m a t i q u e et se fait au m o y e n d ' u n e m a c h i n e spéc ia le à cha îne sans lin (|ui i n t r o d u i t d a n s le four des l ingots p la t s de méta l à un r y t h m e réglable . L e pr inc ipe de f o n c t i o n n e m e n t d e la b o u i l l e u s e est i d e n t i q u e à celui des co lonnes d e rec t i f i ca t ion

cont inue ut i l i sées pour les m é l a n g e s l iquides habi ­tuels . Toute fo i s , af in d ' év i t er des pressions h y d r o s t a ­t iques trop é l evées sur les p l a t e a u x et pour p e r m e t ­t re une so lut ion a isée d u p r o b l è m e de l ' é tanché i t é , on a eu recours à des p l a t e a u x peu profonds , p lacés les uns sur les autres . L e re f lux de l iquide e t l es vapeurs c irculent en sens inverse en parcourant u n c h e m i n en z igzag sans qu'i l y ait b a r b o t t a g e . La part ie infér ieure d e la c o l o n n e de g a u c h e est chauâ"ée au gaz . L e m é t a l l iqu ide descend d a n s c e t t e zone , s 'enrichi t p r o g r e s s i v e m e n t en p l o m b et se rassemble d a n s u n e c h a m b r e appropriée . La part ie supér ieure d e c e t t e m ê m e co lonne const i ­t u e co lonne d e rec t i f i ca t ion . Les v a p e u r s qui s 'en é c h a p p e n t n e c o n t i e n n e n t p lus q u e des traces d e p l o m b .

La co lonne de dro i te est a l i m e n t é e au m o y e n d e m é t a l l iquide r é s u l t a n t d e la c o n d e n s a t i o n des v a p e u r s produi te s dans la boui l l euse . Le condenseur uti l isé à c e t t e fin se t r o u v e p lacé entre les d e u x colonnes . Il e s t c o n s t i t u é par u n e chambre paral -lé l ip ipédique d 'assez grand v o l u m e , et sa t e m p é ­rature est réglée en a g i s s a n t sur la quant i t é de chaleur qu'i l p e u t perdre par r a y o n n e m e n t . A c e t eff"et, on ut i l i se d e s é c r a n s a m o v i b l e s en réfrac-taires.

D a n s la c o l o n n e d e droite , o n sépare le z inc d u c a d m i u m . La v a p o r i s a t i o n est o b t e n u e en c h a u f f a n t les p l a t e a u x infér ieurs e t le m é t a l l iquide qui des­cend dans c e t t e par t i e d e la co lonne perd progres­s i v e m e n t le c a d m i u m qu' i l c o n t i e n t ; le z inc p u r est recueil l i dans u n e c h a m b r e m u n i e d 'un sas qui e m p ê c h e t o u t e rentrée d'air dans l ' insta l lat ion .

l ia part ie supér ieure de la co lonne de droi te sert à enrichir en c a d m i u m les v a p e u r s qui m o n t e n t . T o u t e f o i s , v u la fa ib le t e n e u r en c a d m i u m et p o u r pouvo ir faire u n e c o n d e n s a t i o n l iquide, on n e cherche pas à é l iminer c o m p l è t e m e n t le z inc . L a c o n d e n s a t i o n des v a p e u r s se fa i t dans u n p e t i t condenseur en q u a r t z raccordé à la part ie supé­rieure de la co lonne . L e m é t a l c o n d e n s é se r a s s e m b l e dans u n e p e t i t e c h a m b r e i so lée de l ' a tmosphère .

Les p l a t e a u x d e c h a c u n e des co lonnes sont cons t i ­tués de réfracta ires à b a s e de carborundum. I l s sont empi lés les u n s sur les autres et l ' é tanché i t é des j o i n t s es t o b t e n u e a u m o y e n d 'un lut à b a s e de c i m e n t F i r e f r a x et d e s i l i cate de soude.

Le contrô le d u f o n c t i o n n e m e n t des co lonnes est o b t e n u en m e s u r a n t la t e m p é r a t u r e dans la c h a m b r e de chauâ"age d e la bou i l l euse e t la press ion r é g n a n t dans le c o n d e n s e u r in termédia ire . Cette press ion est m a i n t e n u e a u v o i s i n a g e d e la press ion a t m o s p h é ­rique.

La m é t h o d e h a b i t u e l l e de trava i l p r a t i q u é e à Overpe l t es t la s u i v a n t e : o n fa i t une c a m p a g n e en p a r t a n t d e z inc brut t e n a n t 0 ,4 à 0 , 5 % de cad­m i u m et o n règle le f o n c t i o n n e m e n t de l 'appare i l de f a ç o n à o b t e n i r dans le condenseur à c a d m i u m un méta l c o n t e n a n t 15 à 2 0 % de cet é l é m e n t . Quand on a o b t e n u u n e q u a n t i t é suf f i sante de ce t al l iage, on le s o u m e t l u i - m ê m e à rect i f i cat ion e n cherchant à o b t e n i r dans e condenseur à c a d m i u m

Section Métaux non ferreux 9

un m é t a l c o n t e n a n t e n v i r o n 9 0 % de c a d m i u m . Ce dernier m é t a l est alors t ra i t é par v o i e ch imique en v u e de récupérer l e c a d m i u m . A j o u t o n s que les m ê m e s co lonnes p e u v e n t ê t re ut i l i sées pour raffi­ner des z incs de récupéra t ion qui d o n n e n t u n méta l de départ c o n t e n a n t de l ' é ta in .

La C o m p a g n i e d ' O v e r p e l t g a r a n t i t u n e pureté d e s o n zinc fin au m o i n s éga l e à 9 9 , 9 9 % et elle a f f i rme qu'i l est poss ib le , si néces sa ire de dépasser c e t t e pureté .

E . Electro lyse du z inc : a) Généralités. — La Soc i é t é de la Vie i l l e M o n t a g n e a m i s en route en 1935. à son us ine de B a e l e n . u n e ins ta l la t ion d 'é lec tro lyse du z inc , d e s t i n é e p r i n c i p a l e m e n t à récupérer le z inc c o n t e n u d a n s les o x y d e s des gazo­gènes à fus ion de cendres . Ces derniers apparei ls o n t fa i t l 'objet d 'une d e s c r i p t i o n d e M. V a n Oir-beek [13] ; n o u s n 'en parlerons d o n c pas .

Voic i d'après des r e n s e i g n e m e n t s q u e la Direc­t ion d e la Vie i l le M o n t a g n e a b i e n v o u l u nous c o m m u n i q u e r , les carac tér i s t iques pr inc ipales des opéra t ions e f f ec tuées à B a e l e n .

La Soc ié té de la Vie i l l e M o n t a g n e a é té a m e n é e à uti l iser l ' é lec tro lyse p o u r l e t r a i t e m e n t des o x y d e s de cubi lo t parce q u e c e u x - c i n e se prê ta i en t pas à la réduc t ion t h e r m i q u e (r iches en p l o m b , t eneur en é ta in trop for te pour z inc l a m i n a b l e , fa ib le dens i té ) . Toute fo i s , la q u a n t i t é d ' o x y d e s p r o d u i t s é t a n t insuff i­s a n t e pour a l imenter u n e i n s t a l l a t i o n d 'é lectro lyse . on fa i t un a p p o i n t de b l e n d e s gri l lées chois ies pour leur t e n e u r en m é t a u x récupérab le s (Pb , Cd, Ag) . O n p e u t voir figure 5, le s c h é m a d ' e n s e m b l e des opérat ions subies par les p r o d u i t s z incifères .

h) Mise en solution du zinc. — L a m i s e en solu­t ion du zinc procède d u s c h é m a c lass ique avec l e s s ivage neutre et l e s s i v a g e ac ide , su iv i s de décan­t a t i o n des so lut ions n e u t r e s e t ac ides . Toute fo i s , par su i t e de la t e n e u r r e l a t i v e m e n t for te en ger­m a n i u m ( impureté nu i s ib l e p o u r l 'é lectrolyse) on a a d o p t é les cons ignes de f a b r i c a t i o n s u i v a n t e s : «) f or te t eneur en fer ferr ique des so lut ions à l'en­

trée d u l e s s ivage n e u t r e ; b) neu tra l i sa t ion p o u s s é e j u s q u ' à des p H compris

entre 5,2 e t 5 ,4 . c) a t t a q u e très f a i b l e m e n t ac ide au l ess ivage

ac ide ( p H à la sort ie : 1,5 à 3). La d é c a n t a t i o n es t di f f ic i le par su i t e de l 'é tat

p h y s i q u e des o x y d e s e t d e la f o r t e product ion des rés idus d ' a t t a q u e ( 4 5 % d e la charge) . Cette carac tér i s t ique des rés idus a n é c e s s i t é l 'adopt ion d e m é t h o d e s de s é p a r a t i o n d i f f érentes de celles d u procédé A n a c o n d a c la s s ique d a n s les détai ls desque l l e s n o u s ne p o u v o n s entrer ici . Les résidus d ' a t t a q u e sont e n v o y é s à l 'us ine à p l o m b .

c) Purification des solutions. — L a purif icat ion d e s so lu t ions est e f f ec tuée e n d e u x s tades : «) pur i f icat ion c h a u d e : 3 heures à 90°C a v e c addi­

t ion de pouss ière de zinc e t de s u l f a t e de cu ivre ; b) puri f icat ion froide à e n v i r o n 65" C a v e c addi­

t i o n de pouss ière d e z inc p o u r é l iminer complè ­t e m e n t le c a d m i u m ( 1 8 m g r par l i tre) .

E n t r e les d e u x puri f icat ions , la s o l u t i o n est par­t i e l l e m e n t d é c a n t é e .

Après la s e c o n d e puri f icat ion , les so lu t ions s o n t filtrées sur filtres presses , puis réfr igérées en v u e d'é l iminer par t i e l l ement le su l fa te de c a l c i u m .

Les b o u e s de la pur i f i cat ion c h a u d e e t les b o u e s des filtres presses sont tra i tées par u n e part i e d e l ' é l ec tro lv te épuisé . O n redissout ainsi part ie l le ­m e n t le z inc qu'e l les c o n t i e n n e n t , ainsi q u e d u c a d m i u m qu'i l f a u t à n o u v e a u préc ipi ter par d e la pouss ière d e z inc . On o b t i e n t ainsi u n e é p o n g e d e c a d m i u m e n v o y é e à la d iv i s ion c a d m i u m .

d) Electrolyse. — L'é lec tro lyse es t du t y p e A n a c o n d a , à fa ib le dens i t é de courant e t fa ib le ac idi té . Les ce l lu les sont d isposées e n c a s c a d e de 7, ma i s le p l u s grand n o m b r e des cel lules pos ­sède u n e a l i m e n t a t i o n ind iv idue l l e en é l e c t r o l y t e . L 'ac id i té de ces cel lules est m a i n t e n u e c o n s t a n t e et vo i s ine d e 9 0 gr/1. L 'é lec tro ly te sor tant d e ces cel lules es t ut i l i sé à l ' a l i m e n t a t i o n d u res te de l ' ins­ta l l a t i on (1 a l i m e n t a t i o n par cascade ) . L ' a c i d i t é finale est p o r t é e à 130 gr/1.

Les ce l lules à a l i m e n t a t i o n séparée s o n t é q u i p é e s d 'anodes str iées e t t rava i l l en t à u n e d e n s i t é d e courant d e 2 5 0 A/m^. L e méta l c a t h o d i q u e t i t re entre 9 9 , 9 9 e t 9 9 , 9 9 5 % . Les autres ce l lu les s o n t équipées d ' a n o d e s en p l o m b laminé . La d e n s i t é de c o u r a n t est d e 350 A/m^. Le m é t a l produ i t es t un p e u m o i n s pur et t i t re 9 9 , 9 8 % . L e r e n d e m e n t de c o u r a n t est vo i s in de 9 0 % .

La t e m p é r a t u r e de l ' é lec tro lyte es t m a i n t e n u e à 30-35° par d e u x serpent ins en p l o m b dans les-(juels c ircule de l ' eau froide, s i tués de part et d ' a u t r e du groupe d 'é lec trode .

La qua l i t é des c a t h o d e s ob tenues es t surve i l l ée de très près e t la t eneur en i m p u r e t é s du m é t a l o b t e n u d a n s les cel lules à a l i m e n t a t i o n i n d i v i d u e l l e est d o n n é e c i -dessous .

P b : 0 , 0 0 3 0 % Cu : 0 , 0 0 0 5 % Cd : 0 , 0 0 0 5 % F e : 0 ,001 % ( l imite de dosage ) .

Les autres i m p u r e t é s sont s p e c t r o g r a p h i q u e m e n t absentes .

e) Refonte. — O n ut i l i se pour la r e f o n t e 3 fours à bass ins chauf fé s a u gaz pauvre . C h a q u e four e s t ut i l isé p o u r la r e f o n t e d 'une qual i té d é t e r m i n é e de zinc. L ' a t m o s p h è r e est m a i n t e n u e l é g è r e m e n t réductr ice . Les o x y d e s , chargés de m é t a l , p r o d u i t s par la r e f o n t e s o n t é c u m é s régu l i èrement et retrai­t é s dans u n p e t i t four rotat i f à c h a u f f a g e i n t e r n e pour en retirer le z inc méta l l ique .

T o u s les us tens i l e s e n fer utiUsés p o u r la m a n u ­t e n t i o n d u z inc l iqu ide sont endui t s d e g r a p h i t e af in d 'év i ter u n e c o n t a m i n a t i o n du m é t a l .

F. R é c u p é r a t i o n du c a d m i u m . — T o u t e s n o s us ines à z inc s 'ef forcent de récupérer les m é t a u x de va leur c o n t e n u s dans les divers s o u s - p r o d u i t s des opérat ions méta l lurg iques : rés idus de la dis­t i l lat ion, pouss ières de Cottrells , rés idus d e s

lo Centenaire de l'A. I. Lg. Congrès 194/

MnO' naturel Solution ou Hî30'« Croie Oxydes Solution ae ZnSO (oppolnl) Cristoux FeSO (éventuel) moulue cubilots Minerais ex. division Cd.

Constitution de l'acide de tete

ocioridetëte ^ \_f \

/ v y •\S2Ë!S Désobioge

Cuve des sobtes

Cuve des sables

Désablaqe

/\J'\.

overftow

sables

Sulfote cie cuivre

B ROYALE

méionge brc^é 3 * Les-sivoge neutre

I dëchorge neutre

1

D é c a n t a t i o n

boues neutres — t r - .

Lessivoqe ocide

1 décharge acide

Désablage

Décantation

boues ac ides J .

E pa issi ssem ent (filtre Moore)

J: Lavage ac ide

Neutralisation à CaC03

.filtrat I Epaissi sa ement (filtre Moore)

1 Repulpage ou 1èr l a v a g e

oyerflow [ pécontot ion

.filtrat Epaississement (filtre Moore)

e a u

Lavage eau

-y V-

fiUrot Epaississement [filtre Moore)

nitration résidu (filtre Oliver')

RESiPU FiNAL vers u«ine û plomb

/ \Qver f low neutre

Pur i f i co t ion à c h a u d

Décantation

over f low

overf low

Flltrotion (filtre américain) — ^ —

boues bleues boues bleues

Dissolution des boues bleues

Filtrotlon (filtres-presses)

I filtrat _t__E

pur

Purification à froicj.

nUra' _ (filtres-presses)

solution purifiée t

Stockage

Réfrigérant à ruissellement

Cémentation du Cd

nitration (filtre ggrovlté)

filtrat

solution boues bleues

Déchlorura tion

T

Stockage 1

Solution purifi.ée tank.

sdu tion décli

AgCl J L

Régénération de

HALLE DELECTROLY6E

, retour cellules cothodes

/ \bioxvde (je monnanefte^ ^

Fours de refonte

oxydes 1

Four de ressuoge

BOUES NOIRES vers div. Codmium

CEMENT DE Cd. vers div. Cadmium

ZINC ELECTRO. ZINC RE5SUE

OXVDES at I2EF0NTE

Fig. 5

Section Métaux non ferreux I I

opérat ions de l i x i v i a t i o n e t d e pur i f i cat ion de l ' é lec tro lyse du z inc, e t c . .

L e t r a i t e m e n t auque l o n s o u m e t les d ivers sous-produ i t s d é p e n d de leur c o m p o s i t i o n e t sont par c o n s é q u e n t très d ivers . B o r n o n s - n o u s ic i à dire q u e l q u e s m o t s de la r é c u p é r a t i o n d u c a d m i u m .

A l 'us ine de B a e l e n les sources d e c a d m i u m sont m u l t i p l e s : pouss ières d e CottreUs des W a t e r J a c k e t à p l o m b , pouss i ères de Cottre l l s d u gril­l age e t du supergri l lage a ins i q u e les rés idus de la pur i f i cat ion des so lu t ions d e s t i n é e s à l ' é lectro lyse d u z inc . T o u s ces produ i t s s u b i s s e n t u n t r a i t e m e n t préa lable qui a, en pr inc ipe p o u r b u t , de m e t t r e e n so lu t ion le c a d m i u m e n v u e de p o u v o i r ultérieu­r e m e n t le séparer des autres m é t a u x .

Les so lut ions o b t e n u e s s o n t t r a i t é e s par la pous­sière de zinc, et le c a d m i u m es t préc ip i t é sous f o r m e d 'épongés . Ces é p o n g e s s e r v e n t d e m a t i è r e pre­mière à la d iv is ion c a d m i u m de l 'us ine . L e trai­t e m e n t de ces é p o n g e s rappe l l e ce lu i q u e subissent les minerais de z inc e n v u e de la préparat ion à l ' é lectro lyse . Le s c h é m a de pr inc ipe d e ce traite­m e n t es t donné figure 6.

O n procède t o u t d 'abord à u n e l i x i v i a t i o n acide a u m o y e n de so lu t ions é p u i s é e s p r o v e n a n t de l 'é lectro lyse . L a so lu t ion es t filtrée p u i s neutra l i sée par la craie en présence de b i o x y d e d e m a n g a n è s e (préc ip i ta t ion d u fer à l ' é t a t d ' h y d r a t e ferrique). A p r è s u n e seconde filtration, la s o l u t i o n e s t débar­rassée de son cu ivre par la p o u s s i è r e d e z inc ou de c a d m i u m . O n s o u m e t c e t t e s o l u t i o n à u n e tro i s ième filtration et le filtrat es t t ra i t é par l e b i c h r o m a t e de p o t a s s i u m en v u e de préc ip i ter l e t h a l l i u m . U n e dernière filtration p e r m e t enf in d 'obten ir la solu­t i o n purif iée qui es t e n v o y é e à l ' é l ec tro lyse .

L 'é l ec tro lyse est e f f ec tu ée a v e c des c a t h o d e s i m m o b i l e s e t add i t i on d e co l lo ïdes af in d'amél io­rer les condi t ions d e d é p ô t .

L e s c a t h o d e s sont s o u m i s e s à u n e d o u b l e fus ion , la première a y a n t u n b u t d 'a f f inage , e t la seconde a y a n t s i m p l e m e n t p o u r b u t d e préparer le m é t a l à la coulée en b a g u e t t e s o u e n l i n g o t s .

La Soc ié té d 'Overpe l t r écupère le c a d m i u m des pouss ières de Cottre l l s par r é d u c t i o n tandi s qu'e l le a b r e v e t é [14] u n procédé s i m p l e pour sépa­rer l e c a d m i u m d u z inc d a n s les sous-produi t s cadmi fères p r o v e n a n t d e la rec t i f i ca t ion cont inue .

Ce procédé cons i s te à tra i ter les a l l iages zinc-c a d m i u m par la s o u d e c a u s t i q u e à des t e m p é r a t u r e s compr i se s entre 3 8 0 e t 4 5 0 ° C. L e b a i n est agi té m é c a n i q u e m e n t e t o n i n j e c t e d e la v a p e u r d 'eau surchauf fée de f a ç o n à o x y d e r le z inc et à favoriser sa m i s e en so lut ion sous f o r m e de z i n c a t e . Le cad­m i u m n'es t pas a t t a q u é e t il p e u t ê tre fac i l ement o b t e n u à l ' é ta t pur t a n d i s q u e le z inc es t récupéré sous f o r m e de c a r b o n a t e après d i s so lu t ion dans l ' eau d u m é l a n g e de z i n c a t e e t d e s o u d e caus t ique et t r a i t e m e n t de la so lu t ion o b t e n u e par l 'anhydr ide c a r b o n i q u e .

L'avenir de l ' industr ie d u z i n c e n B e l g i q u e

Après la h b é r a t i o n de no tre territoire , les u s i n e s à z inc o n t é té p r o g r e s s i v e m e n t remises e n m a r c h e , n o n sans devo ir s u r m o n t e r d e très sér ieuses dif f i ­cultés . L e s des t ruc t i o ns causées par la guerre d a n s certa ines us ines n ' é t a i e n t h e u r e u s e m e n t p a s d e n a t u r e à e m p ê c h e r u n d é m a r r a g e progress i f sur la b a s e des m é t h o d e s ut iUsées a v a n t l ' o u v e r t u r e des hos t i l i t é s e t q u i o n t é t é décr i tes s o m m a i r e m e n t c i -dessus . E n u n m o t , a u c u n e m o d i f i c a t i o n t e c h ­n i q u e f o n d a m e n t a l e n 'a é té a p p o r t é e à n o t r e méta l lurg ie d u z inc . E s t - c e à dire q u e c e t t e s i t u a t i o n pourra se maraten ir ? C'est là q u e gît t o u t l e pro­b l è m e de l 'aven ir d e c e t t e v ie i l l e indus tr i e b e l g e e t il m é r i t e que l ' on s 'y arrête q u e l q u e peu .

D a n s u n e c o n f é r e n c e fa i t e le 10 mars 1946 d e v a n t la sec t ion de L i è g e de l 'A. I . Lg . , M. G u s t a v e L. Gérard [15] a fa i t a l lus ion à ce p r o b l è m e e t , a u cours d e son e x p o s é , il a fa i t observer q u e ce n ' e s t p a s t a n t d u c ô t é d e l ' a p p r o v i s i o n n e m e n t e n minerais q u e des d i f f i cu l tés p o u r r o n t se présenter , m a i s b i e n p l u t ô t d u cô té d e la c o n s o m m a t i o n d e c o m b u s t i b l e , de la m a i n - d ' œ u v r e e t des d é b o u c h é s .

E n u n m o t , p o u r q u e no tre indus tr i e d u z inc puisse cont inuer à v ivre , il f a u t qu'e l le p u i s s e agir sur les fac teurs f o n d a m e n t a u x d u pr ix de r e v i e n t d u m é t a l .

Si l 'on e n v i s a g e d 'autre part , l ' é v o l u t i o n qu i s 'est fa i t e a u x E t a t s - U n i s p e n d a n t la dernière guerre, o n c o n s t a t e q u ' a u c u n e us ine t h e r m i q u e n 'a é té cons tru i t e alors q u ' u n e ins ta l l a t i on é l e c t r o l y t i q u e nouve l l e a é té m i s e en route au cours de c e t t e pér iode e t q u e les us ines e x i s t a n t e s o n t accru n o t a b l e m e n t leur capac i t é de produc t ion . E n f a i t la p r o d u c t i o n é l ec tro ly t ique amér ica ine , qu i en 1938 r e p r é s e n t a i t env iron 2 0 % de la p r o d u c t i o n t o t a l e , e s t p a s s é e à 3 4 , 5 % e n 1944. E n outre , la p r o d u c t i o n d e z inc fin ( t h e r m i q u e e t é l ec tro ly t ique) a t t e i g n a i t e n 1944 , 5 4 , 5 % de la p r o d u c t i o n t o t a l e .

A u p o i n t de v u e de no tre p a y s , trois é v e n t u a l i t é s p e u v e n t ê tre env i sagées , à savo ir : so i t m a i n t e n i r la s i t u a t i o n e x i s t a n t e , soit m e t t r e en appUcat ion u n procédé t h e r m i q u e c o n t i n u i n v e n t é à l ' é tranger o u ut i l i sa t ion de l ' é lec tro lyse , so i t m e t t r e e n c o m ­m u n les ressources d e nos producteurs e n v u e d e réaliser u n procédé n o u v e a u s p é c i f i q u e m e n t be lge . V o y o n s r a p i d e m e n t les a v a n t a g e s e t i n c o n v é n i e n t s de c h a c u n e de ces h y p o t h è s e s .

1° Maintien de la situation existante. — Malgré les progrès accompUs entre 1919 et 1939, il f a u t b i e n reconnaî tre q u e , c o m p a r é e a u x autres m é t a l -lurgies , la d i s t i l la t ion d i s c o n t i n u e est u n procédé désue t . L a c o n s o m m a t i o n de c o m b u s t i b l e res te é l evée et très supérieure encore à cel le qu i serait t h é o r i q u e m e n t nécessa ire . La m a i n - d ' œ u v r e d o i t ê tre a b o n d a n t e e t quaUfiée à u n h a u t degré , car de sa va l eur d é p e n d b e a u c o u p le r e n d e m e n t des opérat ions méta l lurg iques . C'est u n e m a i n - d ' œ u v r e c o û t e u s e a c t u e l l e m e n t e t il n ' e s t p lus q u e s t i o n d e retourner a u x b a s salaires q u e n o u s conna i s s ions a u p a r a v a n t .

2

12 Centenaire de l'A. 1. Lg. Congrès 1947

E p o n g e s de C a d m i u m

Poudre d e 2 n o u d e C d

B i c h r o m a t e d e P o l o s s e

ûc ide s u l f u r i q u e 60-B«: d e con tac t

E .aux d e S o l u t i o n o c i d e

R é s i d u o c i d e o v o n t

l o v a q e a c i d e

S o l u t i o n n e u t r e

S o l u t i o n n e u t r e d e b o r o s & e e

d u C u i v r e ,

P e s i d u n e u t r e a v o n i l a v a g e

R é s i d u c u i v r e u x l o v o g e o c i d e

S o l u t i o n p u r i f i é e

p C e i e c I r o l y s e

C e l l u l e s d ' é l e c l r o i y s G

1_E 10

S o l u t i o n c i rcu i l d ' epu i semen i p o u r ^ •^elecl i 'O^yse

S o l u t i o n Circuit n o r m o l p o u r y \ é i e c t r - o l y s e

M e t o l r a f f i n é

15 C a d m i u m m é t a l

RESIDU VERS CiLCINATION

1. Cuves de lessivage acide. 2. Cuve de lessivage neutre. 3. Cuve de précipitation du Cu. 4. Cuve de précipitation du thall ium. 5. Fi ltres à plateaux.

C O A S S E S DE DISTILLAT lOM

VERS S U P E R & H l L L f t G E

C A D M i U M M E T A L S O U S F O R M E S C O M M E R C I A L E S

C H R O M A T E DE T H A L L I U M

VERS TABRICATIOM DE

SULF DE TH.

Fig. 6 6. Cuve de lavage. 7. Stock solution circuit normal. 8. Stock retour cellule. 9. Stock circuit normal.

10. Stock circuit épuisement.

11. Cathodes. 12. Sécheur de cathodes. 13. Four de fus ion et de raffinage. 14. Four électrique. 15. Four de dist i l lat ion, crasses de raffinage.

Section Métaux non ferreux 13

Certes, on p e u t cons idérer q u ' a v e c des instal la­t ions quas i -amort ies , il est encore poss ib le de tra­vai l ler d 'une f a ç o n ren tab le , m a l g r é ces graves handicaps . Il n ' en res te p a s m o i n s que , au po in t d e v u e de la po l i t ique généra le d ' é c o n o m i e de com­bus t ib l e qui doit caractér i ser no tre é p o q u e , il f a u t a b s o l u m e n t chercher à amél iorer le r e n d e m e n t t h e r m i q u e des ins ta l la t ions d e r é d u c t i o n .

U n premier pas dans c e t t e v o i e e s t à l ' é tude dans les us ines d 'une de n o s soc i é t é s productr i ces de z inc . I l s 'agit de la r é c u p é r a t i o n d e l ' o x y d e de car­b o n e s ' échappant des creuse t s e n v u e d e l 'uti l iser c o m m e c o m b u s t i b l e d ' a p p o i n t p o u r le chauf fage des fours. La mise en a p p l i c a t i o n d e ce pr inc ipe à la dis t i l lat ion d i s c o n t i n u e , p r é s e n t e t o u t e f o i s d e n o m b r e u s e s d i f f icul tés d e réa l i sa t ion q u e l 'on cherche pour le m o m e n t à s u r m o n t e r .

L e prob lème de la m a i n - d ' œ u v r e res te toujours p o s é c e p e n d a n t et n o u s n e p e n s o n s p a s qu'i l pu i s se être résolu sans appor ter des m o d i f i c a t i o n s très pro fondes à la t e c h n i q u e d e la m é t a l l u r g i e d u zinc.

E n résumé, n o u s c r o y o n s , e t n o u s s o m m e s per­suadé que t o u s nos fabr i cant s de z inc l ' a d m e t t e n t auss i sans l e dire, q u e no t r e i n d u s t r i e du z inc devra t ô t o u tard se t rans former c o m p l è t e m e n t si elle v e u t cont inuer à v ivre .

2° Mise en application de procédés nouveaux ayant leur origine à Vétranger. — O u t r e l 'é lectrolyse , d e u x procédés n o u v e a u x o n t r e ç u la sanct ion de la pra t ique , le procédé d e r é d u c t i o n t h e r m i q u e en creuse t ver t ica l de l a N e w J e r s e y Zinc Cy et le procédé é l e c t r o t h e r m i q u e d e la S t - J o s e p h Lead

N o s industr ie ls , t o u t e n r e c o n n a i s s a n t le grand progrès q u e représente le p r o c é d é d e la N e w Jersey Zinc Cy, e s t i m e n t pour p lus ieurs raisons qu'il serait diff ic i le de le m e t t r e é c o n o m i q u e m e n t en app l i ca t ion dans n o t r e p a y s . O u t r e les inves t i s ­s e m e n t s très i m p o r t a n t s qu' i l n é c e s s i t e ainsi que le c o û t é levé des l i cences qu i s 'y r a p p o r t e n t , le pro­c é d é n e p e u t être a p p l i q u é q u e si l ' o n p e u t a l imen­ter les fours a v e c des charges d ' u n e c o m p o s i t i o n b i e n déf inie e t très régul ière , charges qui d o i v e n t ê tre br iquetées e t coké f i ée s a v a n t réduct ion . E t a n t d o n n é l 'origine très d iverse des minerais u t i l i sés en B e l g i q u e o n c o n ç o i t qu ' i l so i t diff ic i le d e réaliser ces dés idéra ta sans prendre des disposi­t i ons p e r m e t t a n t d'assurer u n m é l a n g e c o n v e n a b l e des minerais . I l n e n o u s s e m b l e p a s p o u r t a n t q u e ce p r o b l è m e soi t i m p o s s i b l e à ré soudre à cond i t ion d e faire les recherches v o u l u e s .

L e procédé de la S t J o s e p h L e a d Cy p e r m e t a c t u e l l e m e n t , grâce à l 'u t i l i sa t ion d u condenseur à b a r b o t t a g e W e a t o n - N a j a r i a n , d 'obten ir direc­t e m e n t d u z inc e n l ingo t . D ' a p r è s des ind icat ions d o n n é e s par W e a t o n , N a j a r i a n e t L o n g [16] la c o n s o m m a t i o n d 'énerg ie é l ec t r ique re la t ive à la r é d u c t i o n p r o p r e m e n t d i t e serai t de l 'ordre d e 2 6 0 0 k W h par t o n n e de z inc p o u r u n minerai t e n a n t 6 5 % de z inc . E n y a j o u t a n t les c o n s o m m a ­t i o n s accessoires , on arrive a u chi f fre de 3300 k W h par t o n n e d e z inc . Ce chiffre es t n e t t e m e n t inférieur

à celui de 6 5 0 0 k W h cité par L a n d i s [17] et re la t i f au procédé é l ec t ro thermique ut i l i sé n a g u è r e à TroUhàt tan . La c o n s o m m a t i o n du procédé St J o s e p h est l é g è r e m e n t p lus fa ib le q u e cel le de l 'us ine é lec-t r o l y t i q u e d e M a g d e b o u r g qui s ' é l eva i t à 3 6 0 0 k W h par t o n n e d e z inc , t o u t compris . Il f a u t t en ir c o m p t e c e p e n d a n t d e ce q u e le z inc é l ec t ro l y t i que es t o b t e n u à i m degré de p u r e t é b e a u c o u p p l u s é l evé q u e l e m é t a l o b t e n u par la v o i e é l e c t r o t h e r m i q u e . I l s e m b l e q u e , à p u r e t é égale , e t en n e c o n s i d é r a n t q u e la c o n s o m m a t i o n d'énergie , le procédé é lec tro­l y t i q u e es t p lus a v a n t a g e u x mais , p o u r se fa ire une op in ion dé f in i t ive à ce sujet , il f audra i t éga le ­m e n t vo ir dans que l l e proport ion la c o n s o m m a t i o n d'énergie i n t e r v i e n t dans le pr ix d e r e v i e n t t o t a l . P o u r l ' é l ec tro lyse c e t t e proport ion es t de l 'ordre de 6 0 % . N o u s n ' a v o n s pas de d o n n é e s préc ises à ce sujet p o u r l e procédé S t J o s e p h .

L ' é v o l u t i o n m a r q u é e par l ' industr ie d u z i n c a u x E t a t s - U n i s p e n d a n t la guerre, d u e e n p a r t i e à la d e m a n d e cro i s sante de z inc fin, s e m b l e m o n t r e r q u e le procédé é l ec t ro l y t i que est le p lus é c o n o m i q u e à ce p o i n t de v u e . C'est pour c e t t e ra i son q u e , croyons -nous , l ' U n i o n Minière a chois i ce p r o c é d é pour l 'us ine à z inc qu'e l le p r o j e t t e de cons tru ire a u Congo où le p r i x de l 'énergie é l ec tr ique e s t s u f f i s a m m e n t bas .

E n ce qui concerne la B e l g i q u e , dans cer ta ins cas s p é c i a u x c o m m e celui de B a e l e n , il est p o s s i b l e de produire d u z inc par é l ec tro lyse à u n p r i x rémunérateur . T o u t e f o i s , l ' e x t e n s i o n d u p r o c é d é é l ec tro ly t ique es t l i ée a u pr ix d u k W h et cec i es t d u d o m a i n e des producteurs d'é lectr ic i té . I l e s t é v i d e n t q u e l e dernier m o t n ' e s t p a s d i t à ce p o i n t de v u e .

3° Mise en application de procédés belges nou­veaux.— E t a n t d o n n é q u e le procédé é l e c t r o l y t i q u e est trop c o û t e u x pour notre p a y s , il appara î t q u e les procédés t h e r m i q u e s ont encore des poss ib i l i t és , à c o n d i t i o n de procéder a u x recherches nécessa ires en v u e soi t de les per fec t ionner , soit d e les m o ­difier.

N o u s s a v o n s q u e de te l les recherches s o n t proje tées o u en cours , mais nous croyons q u e c ' e s t encore en ordre dispersé qu'el les s o n t e f f ec tuées , chaque soc ié té c h e r c h a n t à s'assurer l ' a v a n t a g e sur ses concurrentes . Cet é ta t de choses est regret­t a b l e à n o t r e a v i s , car nous al lons p r o b a b l e m e n t assister a u d é v e l o p p e m e n t d 'une s i tua t ion a n a l o g u e à cel le qu i s 'est é t a b l i e pour le supergri l lage oil il s e m b l e q u ' u n ef fort c o m m u n e u t é té b e a u c o u p p lus prof i table p o u r no tre é c o n o m i e n a t i o n a l e . Qu'i l n o u s soi t d o n c permis , e n t e r m i n a n t , d e formuler u n v œ u : celui de vo ir t o u s n o s produc ­teurs de z inc former u n o r g a n i s m e de recherche ana logue a u Centre de Métal lurgie P h y s i q u e d e Liège , d o n t l e b u t serait de m e t t r e au p o i n t u n procédé e s s e n t i e l l e m e n t be lge d 'é laborat ion d u z inc et qu i pourrai t tenir c o m p t e des f a c t e u r s part icul iers relat i fs à ce t t e méta l lurg ie te l le qu 'e l l e do i t ê tre p r a t i q u é e e n Be lg ique .

Centenaire de l'A. 1. Lg. Congrès 1947

R e m e r c i e m e n t s

N o u s t e n o n s à expr imer ici n o s r e m e r c i e m e n t s les p lus v i f s à t o u s c e u x qui o n t b i e n v o u l u n o u s apporter leur aide pour établ ir l e p r é s e n t rapport . Ces r e m e r c i e m e n t s s 'adressent t o u t d 'abord à la D i r e c t i o n Généralde de la Soc i é t é de la Vie i l l e M o n t a g n e , qui a b ien v o u l u autor iser MM. P a q u o t , de BeUefro id et G r a n d c h a m p s à n o u s fournir t o u t e la d o c u m e n t a t i o n ut i le e t qui n o u s a permis de v i s i t er d ' u n e f a ç o n a p p r o f o n d i e cer ta ines d e ses us ines . N o u s avons t r o u v é la m ê m e c o m p r é h e n ­sion auprès des dir igeants de la C o m p a g n i e des M é t a u x d 'Overpel t , et grâce à l ' i n t e r v e n t i o n d e M. M. F a s s o t t e e t Quin t in il n o u s a é t é p o s s i b l e auss i de v o i r fonc t ionner les ins ta l la t ions d ' O v e r p e l t , ce qu i n o u s a permis de recueil l ir de très p r é c i e u x r e n s e i g n e m e n t s . N o u s t e n o n s auss i à e x p r i m e r n o t r e g r a t i t u d e à M. CuveUer, d irecteur de la Soc i é t é Méta l lurg ique de H o b o k e n qui a b i e n v o u l u n o u s donner t o u t e d o c u m e n t a t i o n u t i l e c o n c e r n a n t l e procédé H o b o k e n - R o b s o n .

B I B L I O G R A P H I E

1. V . Firket. — Mémorial du Centenaire de l ' Indépendance Belge , p. 355-400. Edit ions de la Société R o y a l e Be lge des Ingénieurs et Industriels. Bruxel les (1931).

2. E . Prost. — La Métallurgie en Belg ique e t Congo Belge , p. 136-249, Thone, Liège (1936).

3. W. R. Ingalls. — Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng., 121, 610-635 (1936).

4. W. R. Ingalls. — Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng., 121, 339-373 (1936).

5. E. Prost. — La Métallurgie en Belgique et au Congo Belge. 6. Annales des Mines de Belgique, 40, 1162, tableau X I I

(1939). 7. Annales des Mines de Belgique, 4f), 1137, (1939). 8. Brenthel . — Metall und Erz, 30, 61 (1933).

L. Guillet et M. Fourment . — Revue de Métallurgie, Mémoires 32, 101 (1935). Gehrardt. — Metall und Erz, 36, 10 (1939). Wendeborn. - - Metall und Erz, 37, 147 (1940).

9. H. J. StehU. — Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng., 121, 376 (1936).

10. W. R. Ingalls. — Op. Cit., p. 630. 11. Brevets Belges de la N e w Jersey Zinc Cy, n» 388.819

du 30-6-32, n° 395.346 du 29-4-1933, 397.823/24/25 et 26 du 31-7-1933, n" 399.556 du 30-12-1933, no 405.657 du 12-10-1934.

12. W. M. Peirce et R . K . Waring. — Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng., 121, 445 (1936).

13. J . Van Oirbeek. — C. R . du V U " Congrès de Métallurgie, p. 63-68, Paris (1935).

14. Brevet Belge de la Compagnie des Métaux d'Overpelt , no 414.556 du 21-3-1936.

15. G. L. Gérard. — Revue Universelle des Mines, 89, 9" série, p. 184 (1946).

16. G. F. Weaton , H . K . Najarian e t C. R . Long. — Trans. Am. Inst. Min. Met. Eng., 159, 157 (1944).

17. W. S. Landis . — Trans. Electrochemical Soc, 72, 293 (1937).

D I S C U S S I O N

M. R e y , professeur à l ' E c o l e des Mines d e Par i s . — L ' e x p o s é de M. D e c r o l y a é t é e x t r ê m e ­m e n t in téres sant . Il nous a d o n n é u n e v u e d'en­s e m b l e sur l ' é v o l u t i o n de la m é t a l l u r g i e d u z inc et sur sa s i tua t ion actue l le en B e l g i q u e .

S o m m e t o u t e , en ce qui c o n c e r n e l ' aven ir de la méta l lurg ie d u z inc, il n e préconi se p a s les procédés é l e c t ro ly t ique et é l ec tro thermique , v u leur c o n s o m ­m a t i o n é l evée de courant . I l r e p o u s s e é g a l e m e n t l e procédé N e w Jersey à cause des i n v e s t i s s e m e n t s très i m p o r t a n t s et des l i cences q u i s o n t d e m a n d é e s par les soc iétés .

D a n s ces condi t ions , j e v o u d r a i s lui d e m a n d e r ce qu'i l p e n s e du procédé D u m o n t - B o d a r d , c o m p a r é à d 'autres procédés ana logues , e t ce q u e l 'on p e n s e en B e l g i q u e des procédés p r o d u i s a n t le z inc dans u n f o u r à c u v e , et ut i l i sant la cha leur de c o m b u s t i o n d u c o k e à l ' intérieur de la charge e l l e - m ê m e ; pro­cédé e x i g e a n t so i t de l'air, c o m m e M. R o b s o n l 'a e x p é r i m e n t é en Angleterre , so i t d e l ' o x y g è n e sui­v a n t la m é t h o d e e m p l o y é e à t i t r e d 'essa i par la s o c i é t é D u m o n t en Be lg ique .

M. Decro ly . — J e sais q u e l e p r o b l è m e qui se posera est d'ordre t e c h n i q u e ; c ' e s t s u r t o u t le pro­

b l è m e de la c o n d e n s a t i o n qu i sera diffici le à ré­soudre.

Il f a u t arriver à avo ir dans la zone c h a u d e u n e t e m p é r a t u r e te l l e q u e le z inc n e soit p a s r é o x y d é .

D ' a u t r e part , la q u e s t i o n se posera de savo ir quel le sera la c o n c e n t r a t i o n d u z inc qu i sort ira de l 'appareU. J e sais q u e certa ines de n o s us ines f o n t des essais d a n s ce sens a v e c de l ' o x y g è n e , ma i s j e n'ai p a s de r e n s e i g n e m e n t s précis sur les résul tats .

M. R e y . — J e p u i s v o u s dire q u e ces essais , a u p o i n t de v u e c o n d e n s a t i o n , o n t donné des résu l ta t s sa t i s fa i sants ; par ana log i e a v e c l e procédé appl i ­qué dans les g a z o g è n e s p o u r a u t o m o b i l e s , les gaz sor tent par le bas .

L e CO et l e z inc s o r t e n t d u four sans CO2, e t le z inc p e u t ê tre c o n d e n s é .

M. K a i s i n , conse i l ler a u Minis tère de la Coor­d i n a t i o n é c o n o m i q u e e t d u R é é q u i p e m e n t N a t i o n a l . — J e crois q u e les d i f f i cu l tés les p lus i m p o r t a n t e s p r o v i e n n e n t d e la g a n g u e qu i p r o v o q u a i t l e b o u c h a g e d u four.