BE349302A

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Info

Publication number: BE349302A
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Description


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  Perfectionnements au traitement des pyrites de fer. 



   Cette invention se rapporte au traitement des pyrites en vue de la récupération du soufre et des métaux qui y sont con- tenus. 



   On sait que les minerais sulfurés peuvent être entière- ment décomposés par réaction avec le chlore gazeux   à   des tem- pératures de 500à   1000 C.   Les métaux sont convertis en chloru- res et le soufre est expulsé et peut être recueilli. On a trouvé, à la suite de recherches expérimentales, que cette réaction peut être appliquée à des pyrites de fer cuprifères et la présente invention consiste à traiter des pyrites de fer cuprifères de telle manière que les éléments qui y sont conti- nus soient rapidement séparés et récupérés sans perte de chlore, 
On comprendra mieux l'invention par la description ci- dessous, faite avec référence à la planche annexée. 

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   La première phase du procédé, consistant a décomposer les pyrites au moyen de chlore gazeux, peut être réalisée dans un four continu, qui peut être du type à commande   mécanique,   du type rotatif ou du type fixe. La réaction se poursuit très rapidement et est exothermique, comme le montre l'équation: 
 EMI2.1 
 feS2 -t-- C12 = FeCl2 t S2 - 4b,5 K. 



   La température peut être maintenue au point voulu par le réglage du degré d'admission du chlore. 



   Les chlorures de zinc et de plomb sont presque entière- ment volatils dans ces conditions à des températures dépas- sant   700 C   et sont expulsés conjointement avec le soufre et toute trace d'arsenic contenu dans le minerai. Par une dispo- sition convenable de condenseurs, on recueille les chlorures volatils séparément dans les premiers condenseurs, puis la majeure partie du soufre   à   l'état liquide, dans les   conden-   seurs, intermédiaires, et enfin dans les derniers condenseurs le restant du soufre, conjointement avec l'arsenic, s'il en existe. En permettant au soufre liquide des condenseurs in- termédiaires de se déposer et en retirant alors le liquide d'un point situé à la surface ou en-dessous de la surface, on peut obtenir la plus grande proportion de soufre a l'état pratiquement pur.

   Les chlorures volatils des premiers conden- seurs peuvent être séparés et les métaux peuvent être récu- pérés de la manière connue. 



   Le fer et le cuivre du minerai sont convertis en chloru- res de fer et de cuivre, qui se réunissent au fond du four, avec de faibles proportions de chlorures de plomb et de zinc, à l'état fondu, si la température est de 700 C (ou au-delà); ces chlorures fondus peuvent s'écouler d'une manière conti- nue ou peuvent être retirés par intervalles, si on le désire. 

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  Le four peut ainsi se trouver en service continu pendant de très longues périodes. La faible quantité de matière insolu- ble dans le minerai s'accumule graduellement dans le four, qui pour cette raison doit être arrêté et nettoyé à certains intervalles. 



   On peut réaliser cette première phase de l'opération à une température quelconque entre 500 C et 1000 C; 700  à 800 C est une température convenable pour obtenir les chlorures non volatils à l'état fondu et pour expulser les chlorures vola- tils de zinc et de plomb, mais on peut faire varier cette température suivant la composition et les propriétés du mi- nerai. 



   Les chlorures ferreux et de cuivre à l'état liquide, retirés du four, sont traités par une quantité suffisante d'eau pour former une solution complètement ou partiellement saturée à la température ordinaire. La chaleur d'hydratation du chlo- rure ferreux est considérable, et la solution devient très chaude. Elle est débarrassée par filtrage de toute matière insoluble entraînée hors du four et elle est traitée par des plaques ou des barres de fer métallique, ou des mitrailles, ou autre forme convenable de fer, pour l'enlèvement du cui- vre, de la manière connue. La précipitation du cuivre est effectuée complètement et aisément de cette manière. Toute- fois, on peut employer toute autre méthode pour la séparation du cuivre. La liqueur est décantée ou filtrée, et la solution purifiée de chlorure ferreux est soumise à l'électrolyse. 



  Toutes traces de plomb sont enlevées par un traitement préli- minaire à bas voltage. 



   L'électrolyse de la solution de chlorure ferreux est ef-   ectuée   à une température de 90 à 100 C, sous une force élec- 

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 tromotrice de 2. 3 à volts, et une densité de courant de 1.5 à 4 ampères par cm2 (10 à 25 ampères par pouce carré). La ca- thode peut être constituée d'une mince plaque, d'une tige ou autre objet convenable, et elle peut être fixe ou rotative. 



  L'anode est une plaque, une tige ou un cylindre de carbone ou autre matière inerte, immergé dans une solution concentrée d'un chlorure approprié, par exemple un chlorure de sodium, de calcium ou de magnésium ou autre chlorure semblable conte- nu dans une chambre d'anode en poterie poreuse,de préférence   ..on   vernie, ou autre matière poreuseappropriée.

   Cette chambre d'anode peut être convenablement moulée avec de la bonne terre   à   porcelaine, légèrement desséchée, et soumise à une cuisson à basse température; elle a une très-faible résistance, mais empêche la diffusion entre la solution de chlorure de   l'anode   et la solution de chlorure ferreux. l'invention n'est limitée à aucune forme particulière d'élément   électrolytique*   L'élé- ment peut être divisé en des chambres d'anode et de cathode au moyen d'une cloison en argile poreuse ou autre matière, la chambre d'anode étant remplie d'une solution concentrée de chlorure de sodium, de calcium, de magnésium ou autre chloru- re semblable, et la chambre de cathode d'une solution de chlo- rure ferreux. 



   Un dépôt cohérent uniforme de fer pur et formé sur la cathode. Le chlore est expulsé du sommet de la chambre d'ano- de d'une manière connue, desséché par refroidissement et/ou par ur. autre moyen approprié, et conduit au four pour le traitement de nouvelles quantités de pyrites. 



   On fait circuler la solution à travers les éléments de la   manière cousue    -jusqu'à   ce que la teneur tombe à 20 % de chlorure ferreux en poids; en-dessous de ce point, le voltage 

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 nécessaire commence à augmenter. La liqueur mère est employée pour la solution d'une nouvelle quantité de chlorures fondus   venant du four ; cuivre est éliminé de la solution chaude,   comme cela a déjà été décrit, et la liqueur est ramenée à l'électrolyse. 



   Si   l'on   ne désire envoyer que du chlorure ferreux abso- lument pur au bain électrolytique, les chlorures anhydres qui sont retirés du four ne doivent être traités que par la quantité suffisante de liqueur épuisée , ou de liqueur mère ou de ces deux liqueurs, pour former une solution saturée à environ 80 C,. en ce qui concerne le chlorure ferreux, la température étant élevée à 100 C. on filtre la liqueur chaude et on la laisse refroidir. Les cristaux de chlorure ferreux   Fe   C12, 4 H20 sont séparés et sont lavés et utilisés pour former la liqueur de cathode pour l'électrolyse.

   La liqueur mère restant après séparation des cristaux peut être traitée comme c'est décrit ci-dessus pour la récupération du cuivre et peut alors être employée conjointement avec la quantité nécessaire de liqueur faible provenant du traitement élec- trolytique pour dissoudre une nouvelle quantité de chlorure anhydres ; cette suite d'opérations peut se répéter jusqu'à ce que le zinc se soit accumulé dans la liqueur. On peut laisser le zinc   s (accumuler   jusqu'à ce qu'il devienne diffi- cile de laver les cristaux de chlorure ferreux pour les débar- rasser de cet élément, qui peut se trouver à une concentra- tion de 100 grammes de zinc par litre ou davantage. La li- queur est alors enlevée pour le traitement, et le cycle re- commence.

   La liqueur riche en zinc est traitée par concen- tration ou autrement pour provoquer la séparation de la ma- jeure partie de chlorure ferreux et récupérer le zinc. 

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   Suivant une autre méthode on peut précipiter le cuivre de la solution saturée en ébullition à l'aide de fer métalli- que et refroidir ensuite la liqueur pour provoquer la sapa- ration des cristaux purs de chlorure ferreux. 



   Dans le cas où' il n'est pas désirable d'employer la quantité d'énergie nécessaire pour l'électrolyse, on peut sé- parer les cristaux purs de chlorure ferreux comme cela a dé- jà été décrit, et après   les   avoir desséchés dans un courant d'air chaud ou de gaz perdus provenant d'un four à une   tem-   pérature inférieure à 100 C, on les décompose dans de l'oxyde ferrique pur et du chlorure d'hydrogène en les chauffant à l'air, avec ou sans vapeur,   à   une température de 250 à 300 C. 



   La quantité d'air employée pour la décomposition est réglée de façon que les gaz acides contiennent 4 volumes de chlorure d'hydrogène pour un volume d'oxygène. Les gaz chauds sont épurés et on les fait passer sur un catalyseur de chlo- rure de cuivre ou autre, dans un four, de la manière connue, ou autrement, pour effectuer la conversion de chlorure d'hy- drogène en chlore; le chlore peut être récupéré des gaz et être utilisé pour traiter de nouvelles quantités de pyrites, ou bien on peut faire passer les gaz directement sans sépa- ration du chlore sur une nouvelle quantité de pyrites chauf- fées dans un four à 700 - 900 C.

   La pyrite est attaquée, donne naissance à des chlorures de fer, de plomb et de zinc,   et le soufre est éliminé ; certaine quantité de chlorure   d'hydrogène est d'anhydride sulfureux peut se trouver dans les gaz d'échappement. Ceux-ci sont lavés pour éliminer le chlorure d'hydrogène, et ils ne contiennent alors, outre les gaz inertes, que de l'anhydride sulfureux, qu'on fait réagir avec le sulfure d'hydrogène produit comme c'est dé- crit ci-dessous. 

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   Les chlorures formés peuvent s'écouler du four à l'état fondu ou bien le mélange de chlorure et le résidu insoluble peut être lavé avec de l'eau en ébullition; les chlorures dans les deux cas sont dissous tout cuivre se trouvant dans cette solution est précipité au moyen de fer comme cela a dé- jà été décrit. Le plomb est récupéré de la solution par élec- trolyse. Le chlorure ferreux est séparé par cristallisation cyclique et le zinc est accumulé dans la liqueur mère. 



   Le résidu insoluble peut être ramené au four ou peut être traité par l'acide chlorhydrique récupéré par lavage des gaz d'échappement, la réaction et le traitement subsé- quent étant effectués suivant la méthode appliquée au résidu    en   majeure partie soluble" décrit dans une demande de brevet déposée le même jour. 



   Le sulfate d'hydrogène dégagé dans le traitement du ré- sidu par l'acide chlorhydrique est amené à réagir avec l'anhy- dride sulfureux qui se trouve dans les gaz perdus du four pour donner naissance à du soufre pur de la manière connue. 

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Claims

REVENDICATIONS 1.- Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour éliminer les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre ces chlorures non volatils dans de l'eau pour for- mer une solution concentrée, à retirer le cuivre par préci- pitation, à électrolyser la solution de chlorure ferreux sous une faible force électromotrice pour l'enlèvement du plomb, à électrolyser ensuite pour l'enlèvement du fer et <Desc/Clms Page number 8> le dégagement du chlore, et à traiter de nouvelles quantités de pyrites au moyen de ce chlore.

2. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 0 et 10000C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dis- soudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour for- mer une solution chaude concentrée, à refroidir la solution et séparer le chlorure ferreux pur, dissoudre et électrolyser ce dernier pour l'enlèvement du fer et la production du chlo- re, et traiter de nouvelles quantités de pyrites au moyen de ce chlore.

3. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution chaude concentrée, a refroidir la solu- tion et séparer le chlorure ferreux @ul. à traiter, les cristaux de chlorure ferreux purs dans un courant d'air avec ou sans vapeur pour obtenir un oxyde ferrique et de l'acide chlorhydrique gazeux, a faire passer les gaz d'échappement sur un catalyseur pour obtenir du chlore, et à traiter de nouvelles quantités de pyrites au moyen de ces gaz.

4. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température de 500 C à 1000 C, par le chlore pour expulser les éléments volatils, à condenser par condensation fractionnée les chlorures volatils contenus dans ces produits dans des condenseurs séparés, et à con- denser la majeure partie du soufre à l'état liquide dans d'autres condenseurs pour en récupérer le soufre pur.

@ <Desc/Clms Page number 9> 5. - Un procède de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre les chlorures non volatils dans la quantité mini- mum d'eau pour former une solution chaude concentrée, a trai- ter cette solution pour séparer le cuivre, à refroidir la solution et séparer le chlorure ferreux pur.

6. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C 'Par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatiles, à dissoudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution chaude concentrée, à refroidir la solu- tion et séparer le chlorure ferreux pur,à traiter la solu- tion froide pour séparer le cuivre, et à employer la liqueur mère pour dissoudre une nouvelle quantité de chlorures anhy- dres.

7.- Un procédé de traitement de pyrites, consistant à traiter les pyrites une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour éliminer les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre les, chlorures non volatils dans la quantité mini- muni d'eau pour former une solution concentrée chaude, à re- froidir la solution et séparer le chlorure ferreux pur, a traiter la solution froide pour séparer le cuivre et utiliser la liqueur mère pour dissoudre une nouvelle quantité de chlo- rures anhydres à une température élevée, à refroidir et sé- parer le chlorure ferreux pur, à répéter l'opération en vue de concentrer le zinc dans la liqueur mère,

et à retirer @ <Desc/Clms Page number 10> éventuellement du cycle la liqueur riche en zinc pour en ré- cupérer le zinc.

8. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 0 et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre les chlorures non volatils dans la quantité mini- mum d'eau pour former une solution chaude concentrée, à re- froidir la solution et séparer les cristaux de chlorure fer- reux pur, à dissoudre et électrolyser ces derniers à une température de 90 à 100 C jusqu'à ce que la teneur en chloru- re ferreux soit réduite à 20 pour l'enlèvement du fer et la production de chlore, à traiter de nouvelles quantités de pyrites au moyen de ce chlore, à produire de nouveau des cris- taux de chlorure ferreux pur par la même suite d'opérations,

et à dissoudre ce chlorure ferreux pur dans la solution à 20 % venant de l'électrolyse.

9.- Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température entre 500 0 et 1000 C par le chlore, pour expulser les éléments volatils et former un récidu contenant les chlorures non volatils, à dissoudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution chaude concentrée,à refroidir la solution et sépa- rer les cristaux de chlorure ferreux purs, à dissoudre et électrolyser le chlorure ferreux pur à une température de 90 à 100 C jusqu'à ce que la teneur en chlorure ferreux soit réduite à 20 %, à utiliser une partie de cette liqueur épui- sée pour dissoudre les cristaux de chlorure ferreux en vue d'une nouvelle électrolyse, et à ajouter le restant de la liqueur mère pour le traitement des chlorure anhydres. <Desc/Clms Page number 11>

10. - Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant les chlorures non volatils, à dissoudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution chaude concentrée, à traiter cette solution pour séparer le cuivre et le plomb, à refroidir cette solution et à séparer le chlorure ferreux pur.

11.- Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un réâidu contenant des chlorure non volatils, à dis- soudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution concentrée chaude, à refroidir la solution et à séparer le chlorure ferreux pur, a traiter la solution froide pour séparer le cuivre et le plomb, et à utilisera liqueur mère pour dissoudre une nouvelle quantité de chlorures anhydres 12.

- Un procédé de traitement de pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre ces derniers dans la quantité minimum d'eau pour former une solution chaude concentrée, à refroidir la solu- tion et séparer le chlorure ferreux pur, à traiter la solu- tion froide pour séparer le cuivre et le plomb, et à utiliser la liqueur mère pour dissoudre une nouvelle quantité de chlorures anhydres à une température élevée, à refroidir, et à séparer le chlorure ferreux pur, à répéter l'opération en vue de concentrer le zinc dans la liqueur mère et à retirer éventuellement du cycle la liqueur riche en zinc pour en récupérer le zinc.

@ <Desc/Clms Page number 12> 13.- Un procédé de traitement des pyrites, consistant à traiter les pyrites à une température comprise entre 500 C et 1000 C par le chlore pour expulser les éléments volatils et former un résidu contenant des chlorures non volatils, à dissoudre ces chlorures non volatils dans de l'eau pour for- mer une solution à électrolyser la solution pour enlever le fer et mettre en liberté le chlore, et à traiter d'autres quantités de pyrites au moyen de ce chlore.