CONCENTRATION MAGNEÈTIQUE DES MINERAIS DE FER
Avec l'autorisation du Dr W. L. Goodwin, directeur de l'Ecole des Mines de Kingston, (Ont.) M. J. WALTER WELLS, B, LC, M. & CH. E. a gracieusement fait au laboratoire de cette école, une série d'essais sur des minerais de fer de notre province, dont nous publions les premiers résultats ci-après ainsi qu'une analyse sommaire d’une intéressante thèse qu’il a préparée sur le sujet ci-dessus désigné.
Le travail complet ainsi que des photographies l’accompagnant, sont déposés au bureau des mines et peuvent être consultés. [
M. Wells expose que la production de fer augmente, que les sources productives du minerai sont limitées et que les industriels prévoyants cherchent à s'assurer de nouvelles mines ou à en utiliser d’autres jusqu'à présent négligées, entre autres, les minerais de fer de basse teneur qui, pour être transportés avec profit aux points de consommation doivent ètre enrichis et purifiés sur place.
En 1901, la production aux Etats-Unis a été de 15,878,864 grosses tonnes de fonte, valant $242,174,000 et ayant nécessité 28,887,479 tonnes de minerais de fer, chiffres doubles environ de ceux de 1896.
En 1900, le Canada a produit 86,090 grosses tonnes de fonte et 244,976 en 1901. Ces chiffres sont donc par eux-mêmes assez éloquents et suflisent pour attirer l’attention sur le sujet.
La concentration ou enrichissement des minerais est basé, en général, sur la différence de densité, et les procédés hydrauliques connus peuvent s'appliquer à certains minerais assez purs, mélangés à des roches plus légères, mais deviennent insuffisants, par exemple, pour des oxydes magnétiques de fer mélangés avec de la pyrite, du fer titané, etc. c'est ici que se présente l'avantage des concentrateurs magnétiques.
La tendance des maitres de forges étant d’empioyer des minerais riches et purs qui demandent moins le combustible, de fondant et de main-d'œuvre, nous rappellerons que les minerais les plus recherchés connus sous le nom de miverais à Bessemer, ont pour base 63°/, de fer au moins et 0.045 ‘/, de phosphore et 0.05°/, de soufre au plus.
Dans la pratique actuelle des hauts fourneaux on compte une tonne de coke pour faire une tonne de fonte, et la plupart des métallurgistes admettent que environ 400 livres de coke sont suffisantes pour opérer la réduction des oxydes de fer, l’excédant 1,600 livres étant employé pour fondre la fonte ainsi que les silicates terreux qui forment le laitier, une partie de l'excès de chaleur étant d’ailleurs employée à la production de gaz qui sont subséquemment utilisés. Le haut fourneau pouvant être considéré comme un appareil de concentration en même temps que de fusion, on trouvera donc avantage et profit à opérer la concentration du minerai au préalable, si les circonstances le permettent, et si l’on n'a pas à lutter contre un autre minerai naturellement riche et pur, et à proximité des fourneaux, toutes choses qui forment la partie commerciale d’une entreprise métallurgique.
Dans la concentration d’un minerai de fer on devra avoir le concentré aussi gros que possible eu égard aux circonstances, Pour les minerais non magnétiques et purs on emploie déjà dans certaines régions différents appareils de lavage et de débourbage ainsi que des jiggers, mais lorsque le minerai est magnétique on aura avantage à employer un concentrateur magnétique ; cependant même pour
l’hématite, en augmenta:t la force des aimants par un courant électrique on arrive à séparer ce genre de minerai.
Les minerais magnétiques ont été classés dans l’ordre suivant, le plus magnétique étant à la tète de la liste.
Magnétite, (Sesquioxyde de fer).
Franklinite, (0xyde de fer et de zinc).
IIménite, (Oxyde de titane et de fer.
Pyrrhotite, (Sulfure de fer).
Hématite, (Peroxyde de fer).
Sidérite, (Carbonate de fer).
Limonite, (Peroxyde de fer hydraté).
La concentration de ces minéraux constitue un problème spécial pour chacun d'eux dans lequel la puissance du courant à employer devra varier, ce qui nécessitera les appareils simplement magnétiques ou électro-magnétiques.
M. Wells prétend ainsi étre arrivé dans certain fer titané à séparer la magnétite de l'ilménite qui est moins magnétique.
On devra aussi classer les appareils en mixte, c'est-à-dire traitant par une méthode hydraulique et magnétique, et ceux traitant les
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minerais secs employant les aimauts et électro-aimants, quelques-uns avec l’aide de petits ventilateurs.
En 1865, un essai de séparation avait été fait sur les sables magné tiques de la Côte Nord par un procédé magnétique (machine du Dr H. Larue).
M. Wells classe les séparateurs magnétiques en trois groupes.
1. Appareils dans lesquels le minerai passe sur une courroie sans fin traversant une zone magnétique qui entraine le minerai concentré, la courroie principale entrainant lés débris.
La zone magnétique peut être formée par courroie transversale sans fin ou cylindres tournants. Quelques machines basées sur ce principe sont connues sous les noms de Coukling, Wetherill, Chase, Hoffman, Kessler, etc. Tous ces appareils ont été en usage, notamment le Wetherill qui est assez répandu.
2. Appareils dans lesquels le minerai tombe sur un cylindre tournant qui passe dans une zone magnétique formée par une section d’un cylindre intérieur fixe ; les débris tombent verticalement tandis que
les parties magnétiques sont entrainées par le cylindre extérieur et tombent dans un réservoir lorsque la zone magnétique est dépassée. Ces appareils peuvent d’ailleurs comprendre une paire de cylindres tournant en sens contraires au lieu d’un seul. Nous citons les machines Ball-Norton, Heberli, Wenstron, Buchanan, Sautter, Siemens, Payne, etc., qui ont aussi été utilisées.
3. Appareils où le minerai tombant verticalement passe à une certaine distance d’une zone magnétique qui dévie la partie magnétique de la verticale ; elle n’adhère pas à l’aimant et tombe dans un réservoir spécial, tandis que la partie non magnétique a suivi son chemin et tombe dans un autre réservoir
Les appareils Edison, Heberli. Grondal-Delvik, Rowand, ete., ont aussi été en usage, notammant l'Edison, appliqué par le célèbre électricien à ses ateliers de New Jersey.
4. Appareils dans lesquels l'électricité statique est employée. Exemple, ie séparateur Blake-Morscher, qui consiste en une plaque métallique chargée d'électricité sur laquelie passe le minerai écrasé, les minéraux bons conducteurs sont repoussés et ainsi isolés de ceux moins conducteurs.
M. Wells donne une description de quelques-uns de ces appareils et indique où ils ont été employés ; jerenvoie donc au travail original pour plus de détails.
La question de l'usage des minerais écrasés, ou en sables fins est aussi étudiée.
Il parait admis que l'inconvénient des minerais pulvérulents consiste dans la descente irrégulière des charges dans les hauts fourneaux, causant une réduction imparfaite de certaines portions, la formation de poches de gaz et l'entrainement de poussière fine avec le courant de gaz, causant ainsi des pertes ; on est done conduit à agglomérer ces minerais ; cependant, on cite certains hauts fourneaux dans la région de Pittsburg, qui emploient des minerais friables de Mesahi sans trop d'inconvénients ; dans d’autres, on a employé une certaine portiun de minerai concentré allant jusqu’à 30 et même 50°/, en mélange avec du minerai en morceaux, et dans certains cas on ne craint pas d'employer exclusivement du minerai de un quart de pouce de diamètre. En Suède et en Allemagne, on a fait avec succès, paraïit:il, des essais pour l’usage des minerais fins. Cependant, les essais pour agglomérer les minerais fins, en formant des briquettes comprimées avec mélange de produits collants se continuent, et on a suggéré comme matière agglomérante l'emploi de melasse, sucre, goudron, résine, huile, silicate de soude, argile, chaux, ete., maïs sauf pour certains minerais, et dans certains cas spéciaux, ces méthodes ne paraissent pas être entrées dans la pratique courante. On a aussi formé des briquettes de minerai et de poudre de charbon, qu'on traite au préalable daus des fours à coke. (*)
La méthode Ruthenburg qui consiste à fondre le minerai magnétique au four électrique et que nous avons décrite dans le rapport de cette année, parait bien adaptée à l’usage des sables magnétiques de la Côte Nord.
M. Wells mentionne qu'il a fait des essais de concentration sur des minerais de la province de Québec, et qu'il a obtenu des résultats satisfaisants ainsi que suit :
(*) Je signale en passant que, aux forges de Radnor, on a employé des briquettes formées d’ocre et de minerai fin ou en sable, et qu'il a été proposé ailleurs d'employer la tourbe comprimée comme agglomérant.—(J. O.)
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