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Publication number: BE376415A
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Description


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    Il berfactionnements   aux méthodes de production de nickel carbonyle ". 



   La présente invention a poar objet des méthodes de   pro-'   daction de nickel carbonyle par passage d'oxyde de carbone ou de gaz contenant de   l'oxyde   de   parbone   sar du nickel mé-   talliqae ,    
La présente invention est particulièrement applicable aa procédé de MOND poar l'extraction da nickel en partant de minerais de mattes, de résidas oa de choses analogaes. 



  Dans ce procédé, les mattes oa les composés contenant le nickel sont   rédaits   our obterr da nickel   métalliqae ,le-   quel est traité par de l'oxyde de carbone, la rédaction se faisant habituellement à une températare d'environ 330 c Ce procédé a pris, à l'heure   actuelle,   ane très grande   extension.   



   La présente invention est,   toutefois   applicable d'une maniera générale à des procédés dans lesquels le nickel car- bonyle est formé,au partant de nickel par traitement avec 

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 de   l'onde   de carbone et est employé soit tel quel, soit pour obtenir du nickel.; L'invention est basée sur la décoa- 
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 veç)e que la vitesse de formation de nickel carbonyle est ac'crae par la présence, dans la chambre de réaction,d'an composé contenant da soafre, du sélénium oa du tellare sous aim forme active.

   Cette expression de forme active" employée dans cette description prétend englober des compo- 
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 sés da soufre, du sélénium et da tellure tels quel par exemple , sulfure de nickel, séléniure de nickel ,   tellarare   
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 de nickel,' qui pe avent gtre formés o a introduits, comme il est décrit ci-dessous, mais ne comprend atican..solfare pré- sent originairement dans le minerai ou dans la matte après fusion, et admis à rester tels qaelsjasqalà la phase de for mation de carbonyle, du moment qu'il est montré que de tels   sulfures   n'exercent pas l'action favorable indique dans l' invention.

   De plus, certains composés da soufre, tel- que le   sulfure   de plomb, mentionné ci-dessous, ne   contien-   nent pas de soafre soas forme active et ne réagissent pas pour produire, dans les conditions de la rédaction ou de la 
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 réaction , des composés Î >ontensnt da soufre sous forme acti- ve.   lieur   emploi,par conséquent, n'est pas compris dans la présente invention. 



   En outre, il est reconna, que si les composés salfarés sont soumis, soit avant, soit après leur conversion, en la forme dans laquelle ils sont présents dans la chambre de réaction, à des tempéra tares telles que le frittage de la matte aurait normalement liea,   c'est-à-dire   des températures qui peuvent tre de l'ordre de 500  et au-dessus, le soafre ne se trouve pas sous forme active dans la chambre de   réac;-   tion et l'action avantageuse, résultat de l'invention,ne s'exerce pas .Enfin, bien entendu, dans l'introduction   oa   la formation de soafre actif, l'introduction on la formation 
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 dan composé ou d'an élément, tel que l'oxygène qui aurait an effet pernicieux sur la formation de nickel carbonyle 

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 doit être évitée.

   Ainsi, par exemple, une substance telle 
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 qu" un mereaptan, qui a tendance à déposer r du carbone sur le nickel et ainsi à le recouvr ir de telle sorte qu'il ne puisse pas réagir avec effac81caté sur l'oxyde de carbone, ne peut pas être employé, bien qu'un mercaptan produise,en fait ,un composé   contenant   du soafre sous forme act ive. 
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 Toutefois, l'emploi d'ane telle substance rentre dans   l'invention   à condition da prendre des   mesares,par   exemple 
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 par addition simultanée d'âne autre substance capable de réagir aveu elle oa capable de fixer le composé oa l'élé- ment pernicieux, pour éviter que le composé oa l'élérnsnt, étant introduit dans la chambre delréaction ou stv formant, n'exerce son effet pernicieux. 



   Ce à qaoi il convient d'attribaer l'action efficace de l'invention n'est pas connu avec certitude, mais, il a été troavé, en pratique, que lorsque l'opération est con- 
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 duite de telle sorte que le soufre, le séléniaai oa le tel- lure, introduits dans la chambre de réaction, se trouvent, au moins en partie , sous forme de sulfure de nickel, de 
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 séliniare de nickel ou de tellurure de nichai, on obt ient des résultats satisfaisants. Il est préférable d'employer du soafre plutôt qae da sélénium ou da tellure, et par 
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 raison de corrunôdité, le procédé va être décrit plus com- plètement en se référant à des composés da soafre et au procédé de IM(1D.

   Il doit être bien compris que, d'ane ma- nière générale, là où des composés de sélénium ou de tel- lare analogies aux composés da soufre indiques, existent et agissent de façon semblable dans des réactions autres que celles qui concernent cette invention, ils peuvent être 
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 employés en place des composés dwsoufr6. 



   La présence de soufre actif dans la chambre de réac- tion peat âtre déterminée en ajoutant   à   la matte ou au mé- tal réduit un composé sulfuré sous forme solide ou sous 
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 la forme d'an liquide , d'ane solation, d'an mélange aqueux ou   d'ane   suspension; oa en intronisant dans la chambre 

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 de réaction de petites quantités   d'on   gaz ou d'une vapear sulfuré ou. en amenant ce gaz ou cette vapear en contact avec la matte au cours d'une phase antérieure de l'opération; ou bien en laissant ou n'enlevant que partiellement des sulfates ou d'antres composés salfarés formés dans la mat- te avant sa rédaction mais n'existant pas originairement dans le minerai ou la matte . 



   Comme mentionné ci-dessus, il a été trouvé particuliè rament avantageux dans la pratique d'ajouter des composés qui soient capables de prodaire du sulfure de nickel. Ainsi une substance telle   que   le sulfate de nickel peut être ajoa- tes à la matte pendant ou avant la réduction. on peut enco- re ajouter an   salfare,   qui peut avantageusement être le   sulfure   de nickel lui-même. 



   Lorsque le composé additionnel est sous la forme   d'ane   suspension liquide ou   d'une   solution, il est préférable de l'incorporer complètement à la substance et le tout est$ alors, desséché et broyé avant de passer dans la chambre de réduction. 



   Une aatre méthode de mise en oeuvre de l'invention con- siste à   mouiller   la matte avec de l'acide sulfurique dilué de manière à former des sulfates. Lorsque les sulfates sont produits dans la matte par calcination ou d'une autre manié- re comme par âddition d'acide sulfrique après calcination, l'opération habituelle de les enlever par lavage doit être écourtée ou entrirement supprimée, de telle sorte que lesdits sulfates sont laissés en   toczt   oa en partie et sont réduits à l'état de   sulfares   dans la chambre'de rédaction. 



  Dans le cas de mattes qui ne sont pas traitées par l'acide   sulfurique   après calcination, il est préférable de prendre des mesures pour distribuer en pareil cas les   salfates   dans toutes la   mette,   puisque en majeure partie, ils se forment à la surface de la matte. On peat effectuer cette répartition par exemple, en mouillant la matte calcinée de 

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 façon à faire   pénétrer   les salfates formés à la surface et en desséchant ensuitela matte. 
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  En pratique toutefois, un so igne ux réglage des opéra- tions de calcination et de lavage est nécessaire poar pro-   voquer   par ce moyen la formation de la quantité désirée de sulfates. 



   Dans la mise en oeuvre du nouveau procédé, par l'in- 
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 troduction de sulfures solides, il a été découvert que tout sulfure r#talliqae n'a pas le même effet utile sur la réac- tion. par exemple, bien qu'aveu une matte contenant moins 
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 de 2% de cuivre, les sulfures de nickel, de sodiurn,de co- balt , de fe r , de zinc, de cadmium , de me riare , de calcium, de enivre (cuivriqae) d'antimoine, de manganèse, de baryum et d'arsenic ont tous an effet favorable , le sulfure de plomb et le sulfure cuivreux ajoutés en quantité   équivalen-   te ne servent pas   à   la production de composés ayant du soafre sous forme active et ainsi, produisent an effet favorable très petit si même il y en a   un,   Ces deux   sulfu-   res ne libèrent ou ne formant,

   dans les conditions de l'ex-   périence ,   aucune substance, telle que de l'hydrogène sal- furé ou de l'anhydride sulfureux qui puisse réagir sur le nickel réduit pour fbrmer an composé favorable ou qui pais- se agir elle-même comme agent favorable. Tous les salfares 
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 utiles )mentionnés ciadessas et le pentasulfure de phosphore et les salfares de seleniam et de tellare qui donnent de bons résultats peuvent être ajoatés avant oa pendant   l'opé-   ration de rédaction excepté le sulfure de nickel et le sul 
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 fure de mercare qui peuvent être aj9utés dans la chambre de réaction elle-nilrre. 



  Bien que, toutefois, l'effet   produit   avec les sulfures 
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 de nickel et de mercure est mi illear s'ils sont ajoutés avais ou pendant la rédaction. 



   Il a été découvert que l'effet favorable de la présen- te invention est d'une manière générale, contrecarré par la 

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 présence dans   la-   matte de certains métaax autres que le nic- kel, l'effet variant avec la nature et la quantité de ces   mét aux.      insi,   avec une matte ayant une teneur en cuivre s'é- levant à 14% seuls les sulfures de nickel, de zinc et d'ar   senie   produisent un effet favorable important s'ils sont ajoatés dans la chambre de rédaction.

   D'antre part, lors- qu'on ajoate des sulfates xx à la chambre de   rédaction,la   pourcentage de cuivre dans la matte a moins d'importance sur l'action envisagée, et avec une matte contenant 14% de cuivre les sulfatas de nickel, de   zinc,   d'aluminium de cadunim de mercure, de cuivre et de chrome et aussi le sulfate ferruqe produisent tous an effet favorable.

   les surfaes alcalins ou alcalind terreux ne se décomposent pas dans la chambre de réduction pour former des composés contenant du soafre sous forme active, mais si les sulfate alcalins sont ajoutés sous forme d'aluns avant ou pendant la réduction de la matte, la production de nickel carbonyle est accrue, En général, une matte riche en cuivra requért plus de soufre qu'uene matte pauvre en cuivre, 
Dans la mise en oeuvre du procédé avec emploi de gaz oa de vapeurs, le gaz ou la vapeur peat passersar la matte réduite soit avant que cette dernière ne soit traitée à l'oxyde de carbone, soit simultanément avec l'oxyde de car- bone 
L'hydrogène   sulfuré   est très   avantage aso ment   employé et il a été découvert que les résultats les plus favorables sont obtenus pour des températures inférieures xx à 150  C,

   l'action favorable résultant de l'introduction d'hydrogène   sulfuré   étant considérablement réduite pour des températures plus élevées. 



   L'anhydride sulfureux peut également être employé avec avantage et peut être ajouté pendant ou après la réduction de la matte. Il a été découvert que des résultates meilleurs 

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 sont obtenus avec l'anhydride salfareax si on opère à des températures plus élevées, de l'ordre de   3300   C , On amélio- re en mélangeant l'anhydride sulfureux à l'oxyde de carbone passant dans la uhambre de réaction, mais la production de nickel carbonyle n'est Pas aussii bonne dans ce cas qae dans le cas d'anhydride sulfureux passant à travers larchambre de réduction. Des résultats meilleurs sont obtenas si la matte est soumise à une légère rédaction ultérieure après traitement à l'anhydride sulfureux , paisqae, par ce moyen toat l'oxyde de nickel formé est réduit. 



   On peut employer d'autres gaz oa vapears tels que l'ox sulfare de carbone (COS) le sulfure de carbone OS ou le thiophène C4H4S   toas   ceux-ciagissent de façon   sembla-   ble et peuvent âtre employés de la même manière que   l'hy-   drogène sulfuré. Des vapeurs de soufre produisent également uns augmentation nette de la vitesse d'extraction du nickel lorsqu'elles sont intoduites soit pendant,soit après la rédaction ou dans la chambre de réaction elle-même mais les résultats obtenus avec ces vapeurs ne sont pas aussi bons que ceux obtenus avec l'hydrogène sulfuré.

   En outre, des composés   sulfurés   comme le chlorure de soufre, l'iso thiocyanate d'allyle,   l'acide   ben zène-salfonqieu le   chloru-   re d'acide benzène-sulfonique et l'acide thioactique peu- vent être employés et peuvent être introduits sous forme de vapeurs dans la chambre de réduction oa dans la chambre de réact ion. 



   Des gaz peuvent également pre ndre naissance par addi- tion sous la forme solide de   thiosalfates ,de   thionates etc.   qui   donnent des gaz sulfurés au cours de la réduction. 



   Dans le proc édé de MOND pour l'extraction da nickel, il est connu que la présence de certains autres métaux,en particulier celle da cobalt a an effet nuisible sur l'ex traction du nickel, 11a été découvert que par le   noaveaa   procédé, en particulier,   lorsqu'on   ajoute de l'hydrogène   Sulfuré cet effet nuisible est très fortement contrec;

  arré 7   

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 En outre, les effets nuisibles, s tir venant lorsque la matte est réduite à trop hante tanpérature. sont, jasqa'à un cer- tain point, rectifiés par le traitement à l'hydrogène Stil- furé 
Il est préférable de mettre en oeuvre le nouveau pro- cédé de manière telle que la quantité totale de soufre ac- tif présente dans la chambre de réaction soit comprise en- tre 0,2% et 5% du.

   poids de matières introduites dans la 
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 chambre de ré'daction lorsqu'on emploie des solides ou des liquides, et soit comprise entre 0,05 $ et 5 % lorsqu'on emploie des gaz 'ou des oapeurs, gaoiqae, par qaite de la présence dans la matte de soufre inactif sous forme, par 
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 exemple, de salfures qui originairement étaient présents comme tels dans le minerai ou dans la matte après fusion, le soafre total contenu dans la matte à l'entrée dans la chambre de réaction puisse être en quantité supérieure   .Les   nombres donnés ci-dessas sont applicables en général aux sulfates et   aax   sulfures, mais lorsque sont   ajoutées,des   substances, telles que le sulfure de sodium ou le sulfare de cobalt un effet nuisible peut être produit par le sodium   ou.   par le cobalt et,

   en conséquence, on ne doit employer que de, faibles quantités . 



   Il convient de mentionner   quelques   exemples de l'effet favorable produit par l'invention pour illastrer la méthode de la mise en oeuvre. L'addition de 1 % de salfare sons la forme de sulfate de nickel à fine matte calcinée contenant 
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 '6,E'l de nickel, et de cobalt, 1,85 po de cuivre et fez,21. % de soufre 8l1gn:ente la quantité de nickel extraite en dix heures de S8yxkx 55,4 % à 94,4 %.

   Dans un aatre cas, une matte calcinée contenant 61,8% de nickel et de cobalt et   14,96%   de cuivre fat   réduite   avec et sans addition de 5% 
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 de sm poids de salfate de nickel cristallisable en solatioM, L'addition de sulfate de nickel a augmenté la quantité de nickel extrait en 5 heures de   57,2   %   à     74,4%.   Dans an antre cas, 100 kg.   d'une   matte calcinée contenant 74,1% de nickel 

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2,6% de enivre et   0,28 %   de soufre présent à   l'état:   de sulfates forent entièrement humectés de   14   litres   d'une   solution de sulfates de   enivre   et de nickel contenant 97 gr. de cuivre et 83 gr. de nickel par litre.

   Le mélange homogè- ne résultant fat entièrement séché., la masse sèche contenan 
1,5   %   de soafre sous la forme de solfates. Celle-ci fat réduite et on a troavé que la vitesse d'extraction du nicke de la matte avait été accrue de 33 % par addition de la so- lation de salfate . 



   De même, en ce qui concerne lesgaz   salfarés,   dans an cas le traitement l'hydrogens sulfuré gazeax à 50  C d'u ne matte calcinée et réduite contenant 73,34% de nickel et 
1,12% de cobalt sans cuivre ni sulfates augementat la quan- tité de nickel extraite en cinq heures de 16,8 % à 86,4 %. 



   Dans an   antre   cas, le traitement de l'oxysulfure de carbone immédiatement avant la volatilisation augmentât le   poarcen-   tage de nicke extrait   d'une   matte en cinq heares de 55,3% à 86,8   %.   De même, en faisant passer de l'anhydride salfa- reux sar une matte   rédaite   à 330  Caprès la rédaction subséquente, la prodact ion de nickel carbonyle obtenae en cinq   heares     augmenté   de 31,1 % à 59,9 % 
Comme il a été mentionné auparavant, les composés de sélénium et de tellare analogues à ceux da   sonfre   décrits ci-dessus peuvent être employas, bien que en général,

  le   séléniam   ne donne pas d'aussi bons résultats qae le soufre ' et que le tellare n'est pas aussi bon que le sélénium. En fait, bien des composés da tellare 'tels que les tellurates ne sont pas véritablement   analogaes   et ne prodaisent pas de tellare actif parce qu'ils ne prodaisent pas oa ne ser- vent pas à formerde   l'oxyde   de tellare oa da   tellarare   d'hydrogène, tandis que les composés du sorufre correspondant te prodaisent oa forment de l'anhydride sulfureux ou de l'hydrogène   sulfuré.   En oatre, dans les cas où on est en présence   d'effets   antagonistes, par exemple dans le cas où 

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 les mattes sont riches en enivre,

   l'effet favorable pro- duit par le tellare est tellement petit   qu'il   est négligea- ble. Il a été   prouvé$   toutefois, que 1 'hydrogène sélénié donne des résaltats aassi bons que le sulfure d'hydrogène. 



  Bien entendu les méthodes   d'emploi   des composés du sélénium et da tellure ne sont pas, dans   tous   les cas, les mêmes   qatavec   les composés   analogaes   du soufre. par exemple, alors   qae   l'anhydride   sélénieax   est an solide tandis que l'anhydride   sulfureux   est an gaz, il est nécessaire d'em- ployer une méthode d'application différente. 



   Bien entendu, dans tous les cas, en vue d'extraire le nickel soas forme de nickel carbonyle avec an rendement maximum, la formation de nickel carbony.e elle-même doit être exécutée en l'absence d'air. Enfin, quoique   normalement--   le procédé soit mis en oeuvre à. la pression atmosphérique, dans quelques cas des pressions   Plus   élevées ou des tempé- ratures plus élevées on les unes et les autres   peavent   être employ ées 
REVENDICATSINS la présente invention a pour objet:

   
1  Un procédé de formation de nickel carbonyle, en      partant de nickel   contena   dans une chambre de réaction, la méthode d'accroissement de la vitesse de formation da nic kel carbonyle, méthode qui consiste   à   introduire on   à   for mer dans la chambre de réaction an composé contenant du soafre , da sélénium on du tellure, sous forme active tout en évitant l'introduction ou la formation d'un composa quel- conque ou. d'un élément en quantité suffisante pour avoir an effet pernic ieux sar la formation de nickel carbonyle a été indiquée en substance dans la   de script iop..   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

2 Un procédé pour l'extractin de nicle en partant de minerais, de mattes de résidas ou de choses analogues, procédé qui comporte la formation de nickel carbonyle en partant de nickel réduit contenu dans une chambre de réac- <Desc/Clms Page number 11> tion, la méthode d'accroissement de la vitesse de formation de njckel carbonyle qui consiste à introduire ou à former dans la chambre de réaction un composé contenant da soufre, da sélénium ou du tellare sous forme active, tout en évi- tant 1'introduction ou la formation d'un composequelcon qae ou d'an élèment en quantité suffisante pour avoir un effet pernicieux sur la formation de nickel carbonyle , a été indiqués en substance dans la description.

3 Une méthode en accord avec la revendication 1 ou la revendication 2, méthode dans laquelle le soafre actif est présent dans la chambre de réaction sous la forme de sulfure de nickel .

4 . Une méthode en accord avec l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la présence de sou fre actif dans la chambre de réaction est amenée par l'ad- dition à la matte oa au métal réduit d'un composé sulfure solide, comme indiqué dans la description.

5 . Une méthode en accord avec l'ane quelconque des revendications 1 à 3, méthode dans laquelle la présence de soafre actif dans la chambre de réaction est amenée par addition à la matte d'au composé sulfuré sous la forme d'un liquide, solution, mélange aqueux ou suspension, mé- thode, schématiquement décrit 6 . Une méthode en accord avec la revendication 5, mé- tho de dans la quelle après addition à la matte d'on liquide, d'une solution, d'un mélange aqueux ou d'une saspension ,le tout est desséché et broyé avant de passer dans la cham bre de rédaction.

7 Une méthode en accord avec; l'une quelconque des revendications 1 à 6, méthode dans laquelle da sulfate de nickel est ajouté soit avant, soit pendant la réduction de la matte.

8 . Une méthode en accord avec l'une quelconque des revendications 1 à 6, méthode dans laquelle un sulfure est ajouté soit avant soit pendant la réduction de la matte. <Desc/Clms Page number 12>

9 , Une méthode en accord avec l'une quelconque des revendications 1 à 4, méthode dans laquelle le sulfure de nickel ou le sulfure de mercure est ajouté à la chambre de réaction.

10 Une méthode en accord avec l'une quelconque des revendications 1 à 3, méthode dans laquelle la présence de soufre actif dans la chambre de réaction est amenée en maintenant ou en laissant subsister seulement partiellement des sulfates ou d'antres composés contenant da soufre com posés formés dans la matte avant la rédaction de celle-ci mais non originairement présents dans le minerai ou dans la matte, méthode indiquée en substance dans la description.

11 . Une méthode en accord avec la revendication 10, méthode dans laquelle après la formation des composés sul farés dans la matte, cette dernière est mouillée de façon à faire pénétrer à 1 'intérieur les composés formés à la sur- face et à les répartir à travers la matte, qui est alors desséchée.

12 une méthode en accord avec ltune des revendica- tions 4 à 11, méthode dans laquelle le montant total du soafre actif présent dans la chambre de réaction est mainte - na entre 0,2% et 5 % du poids de la matière introduite à l'intérieur de la chambre de réduction. la . Une méthode en accord avec l'une quelconque des revendications 1 à 3, méthode dans laquelle la présence de soafre actif dans la chambre de réaction est amenée par l'introduction à l'intérieur de la chanbre de réaction,de petites quantités d'an gaz ou d'une vapeur contenant da soafre, ou par l'arrivée de ce gaz ou de cette vapeur en contact avec la matte au cours d'une phase antérieure de l'opération.

14 . Une méthode en accord avec la revendication 13, méthode dans laquelle on emploie le sulfure d'hydrogène en ne dépassant pas 150 C.. <Desc/Clms Page number 13>

15 Une méthode en accord avec; la revendicat ion 13, méthode dans laquelle on emploie de l'anhydride sulfureux en l'ajoutant à la chambre de rédaction et en effectuant la réduction aux environs de 330 C.

16 . Une méthode en accord avec; l'une quelconque des revendications 13 à 15, méthode dans laquelle la quantité de gaz sulfure employée est telledque le montant de soufre actif présent dans la chambre de réaction, est compris en- tre 0,05 et 5% da poids de la matière introduite à l'inté- rieur de la chambre de rédaction.

15 Une méthode en accord avec la revendication 1 ou. avec la revendication 2, méthode dans laquelle le sélénium oa le tellure sont présents dans la chambre de réaction respectivement à l'état de séléniure de nickel ou de tel- larare de nickel.

18 . Une méthode en accord avec la revendication 17, méthode dans laquelle l'hydrogène sélénié est employé pour provoquer la présence de séléniure de nickel dans la cham- bre de réaction.

19 . Procédé pour l'extraction du nickel en partant de minerais ou de mattes, procédé qui comporte la formation dans uns chambre de réaction privée d'oxygène, de nickel carbonyle en partant de nickel réduit à des températures relativement basses, la méthode d'accroissement de la vi- tesse de formation de nickel carbonyle étant celle, décrite en substance ci-dessus.