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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES D'ENLEVEMENT DU PHOSPHORE DES
SOLUTIONS METALLIFERES.
La présente invention se rapporte à l'enlèvement du phos- phore des solutions métallifères.
L'invention est applicable tant comme méthode d'épuration des solutions contenant des métaux utilisables tels que le zinc, le cuivre et;ou le vanadium, par l'élimination de leur phosphore, que comme méthode de récupération d'un produit phosphoreux commercial des dites solutions. Un objet spécial de l'invention est de fournir une méthode d'élimination du phosphore qui puisse être incorporée dans le procédé usuel pour la récupération électrolytique du zinc.
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D'après l'invention, le phosphore est précipité sous forme de phosphate ferrique.
A cette fin, un composé ferrique soluble tel que du sulfate ferrique est ajouté ou produit dans la solution métal lifère. Le précipité de phosphate ferrique peut alors être obtenu par neutralisation de la solution, ou bien en limitant l'acidité et en chauffant la solution ou bien par combinaison des deux méthodes.
La méthode par neutralisation acide peut être avantageusement et économiquement introduite dans les procédés dans les-, quels le liquide acide de lixiviation obtenu par lixiviation à l'acide d'un minerai de zinc, de cuivre ou de vanadium, est neutralisé Pour en précipiter la silice, le fer, l'alumine et d'autres éléments. Le composé ferrique est dans ce cas, ajouté à la solution ou produit dans la solution avant la phase de neutralisation. Le phosphore peut être enlevé avec les autres impuretés, ou bien être récupéré sous forme de produit séparé, pour autant que la teneur en silice, fer ou alumina de la sointion soit modérée.
Toutefois récupération du phosphore comme produit séparé est généralement effectuée plus avantageusement par la méthode de limitation de l'acidité et de chauffage de la solution; cette méthode facilitant la production d'un produit fortement phosphoreux, puisque l'acidité et le chauffage de la solution tendent à empêcher la précipitation d'aucun autre élément de la solution.
Pour assurer la précipitation pratiquement complète du phosphore, il est désirable d'ajouter au moins une Partie en poids d'oxy de ferrique à chaque partie en poids du pentoxyde phosphorique de la solution traitée* phosphoi@@@ En appliquant cette invention à la récupération du zinc ou du ouivre des minerais contenant ces métaux, le minerai est lixivié à l'acide sulfurique en une manière permettant de met-
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tre les dits métaux en solution.
L'opération de lixiviation est conduite de manière à lais- ser la solution finale légèrement acide. Après que cette solu- tion acide a été séparée du résidu de lixiviation, on y ajoute un composé ferrique tel que le sulfate ferrique. selon une des formes de réalisation, la solution acide, de préférence à une température élevée par exemple 55 C, est neutralisée par l'ad- dition d'une base telle que l'oxyde de zinc, la cendre de zinc, le minerai de zinc, la chaux ou le calcaire, une quantité suf- sante de base étant ajoutée pour neutraliser tout l'acide libre.
A cette phase le phosphore sera complètement précipité. On peut profiter de cette circonstance pour récupérer le précipité phos- phoreux séparément, ce précipité étant décanté et enlevé avant la précipitation de la silice, qui est effectuée subséquemment par l'addition d'un excès de la base.
Comme variante, la solution acide de lixiviation dans la- quelle existe le sulfate ferrique, et de préférence chauffée comme dit plus haut, est neutralisée par l'addition d'une base appropriée et agitée en présence d'un léger excès da la base, ce qui fait que le phosphore de la solution est précipité en même temps que la silice, le fer, l'alumine et les autres im- puretés.
Comme le précipité phosphoreux tend à être volumineux et à augmenter ainsi la difficulté de séparation de la solution par suite de la nature gélatineuse du précipité de silice, il est désirable de granuler le précipité comme il a été décrit dans la demande de brevet Belge N 266317 déposa le 27-8-1926.
Pour qu'il y ait suffisamment de fer ferrique dans la so- lution à cette phase, le phosphore est enlevé en même temps que les autres impuretés, entièrement sous forme de phosphate ferrique. S'il n'y a Pas de fer ferrique en présence, le trai- tement de la solution par uns matière basique telle que l'oxy- de de zinc aurait pour résultat la précipitation du phosphore
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sous forme de phosphate du métal utilisable, par exemple de phosphate de zinc, ce qui produirait une perte de zinc dans la précipitation des impuretés..
Le précipité contenant du phosphore, de la silice,etc. peut être soumis, si on le désire, à des lavages acidulés fai- bles comme il a été décrit dans la demande de brevet Belge N
266317 déposé le 27 août 1926, pour récupérer le métal résidu- aire qui pourrait avoir été entraîné dans le précipité d'impu- rotés.
La solution séparée est ensuite traitée de la faêon nécessaire pour enlever les autres impuretés telles que le cadmium, le colbalt ou le nickel; après leur enlèvement, elle est traitée par électrolyse pour la récupération du zinc ou du cuivre métallique,
Une autre variante du procédé, après l'addition du sul- fate @errique comme il est dit ci-dessus, consiste à chauffer la solution légèrement acide à une température de 60 à 9000. de préférence à environ 80 C; le phosphore est alors précipi- té de la solution sous forme de phosphate ferrique pratique- ment libre des autres éléments restants de la solution.
Après l'enlèvement de ce précipité, la solution est neutralisée par l'addition d'un léger excès de base pour enlever la si- lice, le fer et l'alumine, en même temps que les petites quan- tités de phosphore qui peuvent rester dans la solution.
Lorsqu'on traite des minerais contenant du vanadium, le procédé est le même que celui décrit ci-dessus,sauf qu'il est nécessaire d'obtenir le vanadium à l'état tétravalent pen- dant le traitement d'épuration pour empêcher sa précipitation avec les impuretés. Lorsque le vanadium est présent dans la solution à l'état pent avalent, la réduction peut-être effectué* par l'addition d'un agent réducteur tel que le sulfate ferreux, avant la phase d'épuration.
Le sulfate ferreux ainsi ajouté est oxydé à l'état fer- rique par sa réaction avec le vanadium pentavalent, ceci don-
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nant le composé ferrique qui est nécessaire pour la précipita- tion du phosphore.
Le phosphate ferrique récupérée séparément, convenable- ment épuré, peut être employé comme engrais, son état de fine division étant avantageux pour cet usage; ou bien il peut ê- tre employé comme base pour la préparation d'autres composés phosphatés.
REVENDICATIONS.
1)- Procédé d'enlèvement du phosphore de solutions mé- tallifères, consistant à le précipiter sous forme de phosphore ferrique.
2) - Procédé comme revendiqué en 1)- dans lequel un compo- sé ferrique est ajouté ou produit dans la solutions la so- lution étant ensuite traitée pour provoquer la précipitation du phosphate ferrique.
3) - Procédé tel que revendiqué en 1 ou 2, dans lequel la précipitation du phosphate ferrique est effectuée par neu- tralisation de la solution.
4)- Procédé tel que revendiqué en 1 ou 2,. dans lequel la précipitation du phosphate ferrique est effectuée par chauffa- ge de la solution acide faible, le précipité étant séparé de la solution chaude.
5) - Procédé revendiqué en 1, 2,3 ou 4, dans lequel la solution acide contient au moins une partie en poids de fer ferrique pour chaque partie en poids de pentoxyde phosphori- que dans la solution.
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IMPROVEMENTS IN THE PHOSPHORUS REMOVAL PROCESSES
METALLIC SOLUTIONS.
The present invention relates to the removal of phosphorus from metalliferous solutions.
The invention is applicable both as a method of purifying solutions containing usable metals such as zinc, copper and; or vanadium, by the removal of their phosphorus, and as a method of recovering a commercial phosphorous product from say solutions. A special object of the invention is to provide a method of removing phosphorus which can be incorporated into the usual process for the electrolytic recovery of zinc.
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According to the invention, phosphorus is precipitated in the form of ferric phosphate.
For this purpose, a soluble ferric compound such as ferric sulfate is added or produced in the metal solution. The ferric phosphate precipitate can then be obtained by neutralization of the solution, or else by limiting the acidity and by heating the solution, or else by combining the two methods.
The acid neutralization method can be advantageously and economically introduced in processes in which the acid leaching liquid obtained by acid leaching of a zinc, copper or vanadium ore, is neutralized to precipitate it. silica, iron, alumina and other elements. The ferric compound is in this case added to the solution or produced in the solution before the neutralization phase. The phosphorus can be removed with the other impurities, or else be recovered as a separate product, as long as the silica, iron or alumina content of the solution is moderate.
However, recovery of phosphorus as a separate product is generally carried out more advantageously by the method of limiting the acidity and heating the solution; this method facilitates the production of a highly phosphorous product, since the acidity and heating of the solution tend to prevent precipitation of any other element from the solution.
To ensure substantially complete precipitation of phosphorus, it is desirable to add at least one part by weight of ferric oxy to each part by weight of phosphorus pentoxide in the treated solution * phosphorus. Applying this invention to the recovery. zinc or ore from ores containing these metals, the ore is leached with sulfuric acid in a manner which allows
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be said metals in solution.
The leaching operation is carried out so as to leave the final solution slightly acidic. After this acidic solution has been separated from the leach residue, a ferric compound such as ferric sulfate is added thereto. according to one of the embodiments, the acid solution, preferably at an elevated temperature, for example 55 ° C., is neutralized by the addition of a base such as zinc oxide, zinc ash, zinc ore. zinc, lime or limestone, enough base being added to neutralize all the free acid.
At this phase the phosphorus will be completely precipitated. This circumstance can be taken advantage of to recover the phosphorus precipitate separately, this precipitate being decanted and removed before precipitation of the silica, which is carried out subsequently by the addition of an excess of the base.
As an alternative, the acid leach solution in which ferric sulfate exists, and preferably heated as said above, is neutralized by the addition of a suitable base and stirred in the presence of a slight excess of the base. so that the phosphorus from the solution is precipitated along with the silica, iron, alumina and other impurities.
As the phosphorous precipitate tends to be bulky and thus increase the difficulty of separation from the solution due to the gelatinous nature of the silica precipitate, it is desirable to granulate the precipitate as described in Belgian patent application N 266317 filed on 27-8-1926.
In order for there to be sufficient ferric iron in the solution at this stage, the phosphorus is removed along with the other impurities, entirely in the form of ferric phosphate. If there is No ferric iron present, treatment of the solution with a basic material such as zinc oxide would result in the precipitation of phosphorus.
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in the form of the phosphate of the usable metal, for example zinc phosphate, which would produce a loss of zinc in the precipitation of impurities.
The precipitate containing phosphorus, silica, etc. can be subjected, if desired, to weak acidulated washes as has been described in Belgian patent application N
266317 deposited on August 27, 1926, to recover any residual metal which may have been entrained in the impure precipitate.
The separated solution is then treated as necessary to remove other impurities such as cadmium, colbalt or nickel; after their removal, it is treated by electrolysis for the recovery of zinc or metallic copper,
Another variation of the process, after the addition of the sulfuric acid as stated above, is to heat the slightly acidic solution to a temperature of 60 to 9000, preferably about 80 ° C; the phosphorus is then precipitated from the solution as ferric phosphate substantially free of the other remaining elements of the solution.
After the removal of this precipitate, the solution is neutralized by the addition of a slight excess of base to remove silica, iron and alumina, together with the small amounts of phosphorus which may stay in the solution.
When treating ores containing vanadium, the process is the same as that described above, except that it is necessary to obtain the vanadium in the tetravalent state during the scrubbing treatment to prevent its precipitation. with impurities. When the vanadium is present in the solution in the pent-swallow state, the reduction can be carried out * by the addition of a reducing agent such as ferrous sulfate, before the purification phase.
The ferrous sulphate thus added is oxidized to the ferric state by its reaction with pentavalent vanadium, this giving
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omitting the ferric compound which is necessary for the precipitation of phosphorus.
The separately recovered ferric phosphate, suitably purified, can be used as a fertilizer, its state of fine division being advantageous for this purpose; or it can be used as a base for the preparation of other phosphate compounds.
CLAIMS.
1) - A method of removing phosphorus from metallic solutions, consisting in precipitating it in the form of ferric phosphorus.
2) - A process as claimed in 1) - wherein a ferric compound is added or produced in the solution the solution then being treated to cause the precipitation of the ferric phosphate.
3) - Process as claimed in 1 or 2, in which the precipitation of the ferric phosphate is carried out by neutralization of the solution.
4) - Process as claimed in 1 or 2 ,. wherein the precipitation of ferric phosphate is effected by heating the weak acidic solution, the precipitate being separated from the hot solution.
5) - Process claimed in 1, 2, 3 or 4, in which the acidic solution contains at least one part by weight of ferric iron for each part by weight of phosphorus pentoxide in the solution.
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