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Procédé pour la production de solutions de sulfate de cuivre.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention a pour but la production de solutions de sulfate de cuivre.
Essentiellement, ce procédé s'accomplit en quatre phases qui peuvent se résumer de la façon suivante:
1) Phase d'oxydation du cuivre granulé.
2) Phase de formation de lanhydride sulfurique.
3) Phase d'hydratation de l'anhydride sulfurique avec formation de l'acide sulfurique.
4) Phase de dissolution de l'oxyde de cuivre à l'ai- de de l'acide sulfurique, avec formation de solutions de sul- fate de cuivre.
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Le dessin annexé montre, à titre d'exemple et d'une façon tout à fait schématique, des dispositifs pour la réa- lisation de l'invention.
Sur la Fig. 1 est montré schématiquement un groupe de tours disposées en série; sur la
Fig. 2 est montré toujours d'une façon tout à fait schématique une disposition de tours en parallèle; la Fig. 5 montre un autre exemple de disposition des tours.
Les quatres phases du procédé s'accomplissent, selon le système, comme suit :
1) Oxydation du cuivre granulé contenu dans la tour a dite tour d'attaque, ou bien dans les tours a a-qui peuvent être placées même en série - au moyen d'un courant d'air at- mosphérique qui peut être introduit dans la tour au moyen de conduits b soit du bas vers le haut, soit du haut vers le bas.
L'air introduit peut avoir une température quelconque, puisque la phase d'oxydation a lieu quelque soit la tempéra- ture de l'air.
La période d'oxydation varie naturellement selon la quantité en volume d'air introduit dans l'unité de temps, la quantité de cuivre à oxyder et le degré d'oxydation que l'on veut atteindre.
2) Formation d'anhydride sulfurique à l'intérieur de la tour d'attaque, au moyen d'un courant d'anhydride sulfureux qui est transformé en anhydride sulfurique aux dépens de l'oxy- gène d'une partie de l'oxyde de cuivre qui s'est formé dans la phase 3). Cet oxyde de cuivre cède son oxygène à l'anhydri- de sulfureux en le transformant en anhydride sulfurique, tan- dis qu'il se réduit en cuivre métallique, c'est-à-dire à l'é- tat primitif.
L'anhydride sulfureux peut être introduit dans la tour
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d'attaque à une température quelconque, puisque la formation de l'anhydride sulfureux a lieu en tout cas.
La période de durée de la phase 2)varie selon la quantité d'anhydride sulfurique que l'on désire former et, par conséquent, de l'acidité en acide sulfurique que l'on veut donner aux solutions de sulfate de cuivre que l'on de- vrait former dans la phase 4).
Il est préférable que l'anhydride sulfureux soit in- troduit dans la tour d'attaque du haut vers le bas, pour les raisons qui seront indiquées ci-après.
3) Formation de l'acide sulfurique, en faisant se combiner avec l'eau l'anhydride sulfurique qui s'est formé dans la phase 2.)
L'introduction de l'eau à l'intérieur de la tour et la combinaison de cette eau avec l'anhydride sulfurique s'ef- fectuent de préférence en faisant ruisseler du haut de la tour de l'eau ou bien des eaux mères de sulfate de cuivre convena- blement diluées.
4) Dissolution de la partie résiduelle de l'oxyde de cuivre, c'est-à-dire de l'oxyde de cuivre qui n'a pas été ré- duit en cuivre métallique par le courant d'anhydride sulfu- reux pendant la phase 2,) au moyen de l'acide sulfurique qui s'est formé dans la phase 3,)et formation conséquente de so- lutions de sulfate de cuivre.
Après avoir exécuté la phase 4)on recommence de nou- veau par la phase 1)et ainsi de suite.
Dans la description de la phase 2)il a été dit que le courant d'anhydride sulfureux doit traverser - de préfé- rence - la tour d'attaque de haut en bas. En effet si l'on introduit l'anhydride sulfureux dans la tour d'attaque en sens contraire, c'est-à-dire de bas en haut, il arrive que les so-
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lutions de sulfate de cuivre qui vont se former pendant le procédé et qui doivent être envoyées à la cristallisation (pour obtenir le sulfate de cuivre), en sortant par la partie inférieure de la tour et se trouvant en contre-courant avec l'anhydride sulfureux qui n'a pas encore eu la possibilité de se transformer en acide sulfurique, dissolvent une partie de cet anhydride sulfurique et en sont saturés complètement.
Si, au contraire, on introduit l'anhydride sulfureux par le haut de la tour d'attaque, et si la quantité d'oxyde de cuivre produit à la phase 1)est supérieure à la quantité stoechiométrique nécessaire pour transformer en anhydride sul- furique tout l'anhydride sulfureux introduit dans la tour, cet anhydride sulfureux en traversant la tour est complète- ment transformé en acide sulfurique, et les eaux-mères mention-', nées à la phase 3)qui, éventuellement, eussent dissous une certaine partie de l'anhydride sulfureux, vont le perdre au fur et à mesure qu'elles traversent la tour; car justement pendant ce parcours l'anhydride sulfureux qui s'est dissous dans les eaux-mères, en venant en contact avec l'oxyde de cuivre se transforme peu à peu en anhydride sulfurique et par conséquent en acide sulfurique.
Pour la bonne réussite du procédé il faut pousser au maximum la phase 1)T'oxydation, car selon la quantité d'oxy- de de cuivre qui s'est formé dans cette phase on peut prolonger, ou non, la durée de la phase 2)de formation de l'anhydride sul- furique, par suite de laquelle se produira, dans la tour, à cause de sa combinaison avec l'eau de ruissellement, une gran- de ou une petite quantité d'acide sulfurique.
Pour une quantité déterminée d'oxyde de cuivre formé pendant la phase 1)il faut limiter la formation de l'anhydride sulfurique dans la phase 2.?de façon que la quantité d'acide
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sulfurique qui se forme dans la phase 2)ne soit pas excessive par rapport à la quantité stoechiométrique nécessaire pour amener en solution l'oxyde de cuivre resté dans la tour après la fin de la phase 2.)
Il est évident que dans le cas où la quantité d'aci- de sulfurique qui s'est formé est excessive, on obtiendrait des solutions de sulfate de cuivre ayant une acidité excessi- ve, résultat qu'il faut éviter si l'on veut obtenir une bonne cristallisation des solutions.
Comme il peut facilement arriver que l'on se trouve dans ces conditions, soit pour avoir terminé trop tôt la phase 1,) soit pour avoir prolongé exagérément la phase 2)- par suite de quoi dans les deux cas il reste dans la tour d'attaque à la fin de la phase 2)une quantité d'oxyde de cui- vre insufflisante par rapport à la quantité d'acide sulfuri- que qui devra se former pendant la phase 3)- on peut éviter que les solutions de sulfate de cuivre produites aient une acidité trop élevée pour les raisons exposées ci-dessus, en reprenant après la phase 2) (au lieu de passer aux phases 3)et 4) comme c'est (indiqué dans la description du procédé) la phase 1)d'oxydation pour former de nouveau la quantité d'oxyde de cuivre que l'on estimera nécessaire,
et que l'on pourra fa- cilement régler en prolongeant plus ou moins la reprise de la phase 1.)
Ayant terminé la phase 1)on pourra passer de nouveau par les phases 2,) 3;)4)ou bien on pourra supprimer la phase 2) en passant directement aux phases 3)et 4
Pendant les phases 1)et 2)il sort de la tour d'attaque, à cause du passage du courant d'air atmosphérique et d'anhydride sulfureux, de la vapeur d'eau qui pendant la phase 2) peut con- tenir soit de l'anhydride sulfureux soit de l'anhydride sul- furique.
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On peut récupérer cet anhydride sulfureux et sul- furique, et la chaleur que lui et la vapeur d'eau emportent hors de la tour d'attaque, en faisant passer ces gaz à travers une tour c pleine de cuivre granulé, de forme et dimensions quelconques, qui peut s'appeler tour de récupération, du haut de laquelle on fait ruisseler les solutions qui constitueront le ruissellement de la tour d'attaque dont on a parlé dans la phase 3)de la description du procédé.
Ces solutions, en circulant en contre-courant des gaz qui sortent de la tour d'attaque, récupèrent la chaleur transportée par ces gaz, et en même temps amènent en solution les parties d'anhydride sulfureux et d'anhydride sulfurique qui n'ont pas été fixées par le traitement dans la tour d'at- taque pendant le procédé.
En pratique, le système comprendra plusieurs tours d'attaque a, qui peuvent être employées aussi bien isolément qu'indépendamment. Comme exemples de dispositifs pour l'ap- plication pratique du système, le dessin annexé montre des cas dans lesquels chaque installation comporte plusieurs tours d'attaque a en fonction. Ces tours travaillent toutes selon le système décrit ci-dessus, en série, et sont raccordées au point de vue du circuit des gaz, c'est-à-dire de l'air atmos- phérique et de l'anhydride sulfureux.
Selon la disposition montrée sur la Fig. 1, les tours a-a sont disposées en série, de façon que les gaz sor- tant de la première tour entrent dans la seconde tour, et ainsi de suite, jusqu'à arriver à la tour de récupération c,
Sur la Fig. 2 les tours a-a sont disposées en paral- lèle, de façon que les gaz soient répartis parmi toutes les tours a-a en fonction, en proportion de leur volume.
La sortie de chaque tour a est reliée par des con- duits a avec la tour de récupération c.
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Sur la Fig. 3 est montrée une disposition mixte, c'est-à-dire en série et en parallèle, dans laquelle une partie des tours a-a sont en série et une partie en paral- lèle; cette disposition peut donner lieu à plusieurs combi- naisons selon le nombre des tours fonctionnant.
Il va aussi de soi que, quelle que soit la disposi- tion choisie pour les tours,on pourrait avoir une disposition de tuyauteries qui permette - par exemple - l'entrée de l'air en parallèle et celle de l'anhydride sulfureux en série, ou vice,versa; ou en tout cas une disposition mixte.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour obtenir des solutions de sulfate de cuivre, caractérisé par le fait que ce procédé s'accomplit en quatre phases,à savoir:
1) Oxydation du cuivre.
2) Formation de l'anhydride sulfurique.
3) Hydratation de l'anhydride sulfurique et forma- tion de l'acide sulfurique.
4) Dissolution de l'oxyde de cuivre avec formation de solutions de sulfate de cuivre.
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