scoriable

Un matériau scoriable est un matériau qui fond et se combine avec les fondants pendant la fusion à haute température pour former du laitier, le sous-produit vitreux qui flotte au-dessus du métal en fusion. Le terme s'applique aux impuretés, aux minéraux de gangue et aux éléments indésirables dans le minerai qui doivent être éliminés avant ou pendant l'extraction. L'oxyde de fer, la silice, l'alumine et le calcaire sont des substances scoriables classiques car leurs points de fusion et leur comportement chimique leur permettent de s'incorporer dans la phase de laitier plutôt que de contaminer le métal final.

Le degré de scoriabilité d'un matériau dépend de sa composition, de son point de fusion et de son affinité chimique pour le système de fondant utilisé. Les minéraux de gangue dans le minerai de fer, tels que les silicates et certains phosphates, sont très scoriables lorsqu'ils sont traités avec du calcaire dans un haut fourneau à 1500 °C et plus. Les minerais de cuivre contenant de la chalcopyrite et de la bornite produisent des déchets de silicate scoriables lors de la fusion. En revanche, certains matériaux comme les sulfures doivent être partiellement grillés pour devenir scoriables, les convertissant en oxydes qui fondront ensuite correctement.

Formation de laitier et récupération de métal

La capacité à scorifier les matériaux indésirables est fondamentale pour l'efficacité de la séparation. Pendant la fusion, les oxydes scoriables se dissolvent dans une phase de silicate en fusion à la température du four. La couche de laitier agit comme une barrière physique, isolant le métal et empêchant la réoxydation. Le rapport fondant/minerai détermine la mesure dans laquelle les matériaux scoriables entrent complètement dans le laitier ; un fondant insuffisant laisse des impuretés mélangées au métal, tandis qu'un excès de fondant gaspille de l'énergie et du volume.

Toute la charge du four n'est pas également scoriable. Les cendres de charbon, les fines de calcaire et certains minerais nécessitent un dimensionnement et une préparation minutieux pour scorifier efficacement. Si le matériau est peu scoriable, il peut s'accumuler sous forme de résidu dense au fond du four, provoquant des problèmes opérationnels tels qu'une perméabilité réduite et une perte de chaleur. Inversement, les matériaux très scoriables qui fondent trop facilement peuvent former un laitier à faible viscosité qui s'écoule trop rapidement du four, laissant derrière lui du minerai non traité.

Le terme est le plus courant dans la sidérurgie et la fusion du cuivre, où la gestion du laitier est essentielle au rendement et au bilan énergétique. Les aciéristes qui sélectionnent la ferraille et le minerai prêtent attention à la composition de la gangue car les silicates difficiles à scorifier nécessitent un temps de séjour plus long et un ajout de fondant plus important. Dans les opérations de fusion secondaire et de recyclage, le matériau entrant est évalué pour sa scoriabilité afin de déterminer la température, le débit de fondant et le temps de fonctionnement du four.