La pyrométallurgie au four rotatif est l'un des procédés clés du traitement des concentrés d'étain de qualité moyenne et de la production d'étain brut. Ce procédé est réputé pour sa grande adaptabilité aux matières premières et sa capacité de production continue. Il comprend principalement la préparation des matières premières, la fusion par réduction, la séparation des produits et le traitement des fumées.

La préparation des matières premières est fondamentale. Le concentré d'étain (contenant 40 à 70 % d'étain) doit être mélangé avec un agent réducteur (poudre d'anthracite/coke), un fondant (principalement du calcaire/chaux) et des matériaux de récupération (tels que la suie et les scories contenant de l'étain) dans des proportions précises. Un mélange adéquat est essentiel pour contrôler l'efficacité de la réduction et former un laitier de qualité.

La fusion par réduction a lieu au cœur du four rotatif. La charge mixte est ajoutée à l'arrière du four et se déplace vers la tête inclinée du four (zone haute température) pendant la rotation du four (1 à 4 tr/min). Après un préchauffage à sec du four et une éventuelle désulfuration oxydative/élimination de l'arsenic dans la zone de température moyenne, une réaction clé se produit dans la zone de réduction à haute température (1 300-1 450 °C) : le carbone brûle pour fournir de la chaleur et produit un agent réducteur, le CO, réduisant le SnO₂ en étain métallique. Simultanément, une partie de l'oxyde de fer est réduite et le fondant réagit avec la gangue (comme le SiO₂) pour former du laitier, un laitier liquide principalement composé de silicate de calcium.

La séparation du produit est réalisée en tête du four. L'étain brut dense en fusion (> 80 % Sn, contenant des impuretés telles que Fe et As) est extrait de la couche inférieure et coulé en lingots. Le laitier liquide, moins dense (teneur cible en Sn < 1 %), est extrait de la couche supérieure et peut être traité ultérieurement pour récupérer l'étain résiduel. Il est impératif de contrôler l'intensité de la réduction afin d'éviter la formation d'alliages étain-fer difficiles à traiter (laitier dur).

Le traitement des fumées est essentiel. Les fumées à haute température (contenant des poussières, du SO₂ et de l'étain volatil) sont évacuées du fond du four. Après récupération de la chaleur perdue et refroidissement, elles passent par des cyclones, des filtres électrostatiques ou des filtres à manches pour capturer efficacement les poussières riches en étain, plomb et zinc (pour leur retour ou leur recyclage). Enfin, elles subissent une désulfuration et une élimination de l'arsenic avant d'atteindre les normes d'émission.

Les avantages de la pyrométallurgie au four rotatif résident dans sa grande capacité de traitement, sa grande adaptabilité aux matières premières et son rendement thermique élevé. Elle est particulièrement adaptée au traitement des concentrés d'étain à forte teneur en fer ou aux compositions complexes. L'étain brut produit peut ensuite être raffiné (par fusion, élimination des impuretés, cristallisation et fractionnement) pour produire de l'étain raffiné de haute pureté. Ce procédé est une technologie courante dans la métallurgie moderne de l'étain, démontrant pleinement le rôle clé du four rotatif dans la fusion pyrométallurgique des métaux non ferreux complexes.