BE388939A - - Google Patents

Description

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    . Procède   de fabrication de sulfate de cuivre et installation pour son application Le sulfate de cuivre a été obtenu, jusqu'à- ce jgur, en se basant sur trois procédés principaux: action de l'acide sulfurique sur le ouivre métalli- que; ce procédé nécessite une quantité d'acide sulfurique double de la quantité théorique et dégage beaucoup d'anhy- dride sulfureux; il n'est intéressant qu'en vue de la pro-   duction   d'anhydride sulfureux. action simultanée de l'air, de la vapeur d'eau et de l'acide sulfurique dilué sur le ouivre métallique; c'est le procédé classique des tours à sulfate ou hollow shot; il est facile, mais nécessite une très grande dépense de vapeur et une immobilisation importante de cuivre;

   ce der- nier doit être aussi pur que possible et coulé en grenail- les creuses pour présenter la plus grande surface   dtatta-   que possible par rapport au poids de métal; cela requiert une opération métallurgique préliminaire onéreuse; l'appa- reillage doit être plombé et de très grandes dimensions, d'où des immobilisations coûteuses; 

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 action de l'acide sulfurique sur l'oxyde   cuivri-   que, ce procédé de fabrication serait très facile si l'obtention industrielle de l'oxyde ouivrique était simple et économique. 



   La présente invention a pour objet un procédé de préparation du sulfate de ouivre à partir de   presque   tous les déchets de cuivre, d'alliages de cuivre ou de résidus métallurgiques cuivreux, sans opération prépara- toire. Ce   procédé   est remarquable, notamment, en ce qu' il consiste à oxyder les produits à base de enivre utili- sés en milieu sulfurique très faible et en présence d'un   c atalyseur.    



   De préférence l'opération est effectuée à chaud. 



   Le catalyseur utilisé est du chlorure cuivrique qui est constamment régénéré. 



   On sait, en effet, que le chlorure cuivrique (CuCl2), en présence de cuivre métallique, dissout ce ouivre en se transformant en chlorure   cuivreux   suivant la réaction: a ) CuCl2t Cu= Cu2Cl2 
Le chlorure ouivreux est insoluble , mais en sus- pension dans de   l'eau,   agitée par un courant d'air, il se décompose en oxyde cuivrique et en ohlorure cuivrique qui se trouve reconstitué; la réaction est la suivante: b) Cu2Cl2 0 = CuO+CuCl2 
Si à ce moment on ajoute de l'acide sulfurique on obtient du sulfate de cuivre suivant la réaction: c) CuO+SO4H2=SO4Cu+H2O 
Si on opère en présence d'acide sulfurique libre les réactions a, b et o sont simultanées et leur total peut s'exprimer de la sorte: 
 EMI2.1 
 d ) Cu + 0 + S04Iix = 8040u t n20 le chlorure   ouivrique   se trouve inchangé et n'a serti que de catalyseur. 



    /   

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Dans la   pratique/ il   n'y a pas troisphasesdans la fabrication, car on maintient dans la liqueur d'at- taque une acidité très faible par l'apport continu,   d'un   filet d'acide sulfurique, Dans ces conditions,les réao- tions a, b, c sont bien simultanées et il n'y a pas, si l'acidité est oonvenable, de formation apparente de chlo- rure cuivreux, ni d'oxyde cuivrique, Ce dernier est dis- sout au fur et à mesure de sa formation. Tout se passe donc comme si la réaction CI était réelle, le chlorure cuivrique agissant comme catalyseur pour   l'accélérer.   



   Au dessin annexé, donné uniquement à titre   d'exem-   ple, on a représenté, schématiquement, une installation pour l'application du procédé selon l'invention. 



   Selon cet exemple d'exécution,   l'installation   oomporte essentiellement une cuve 1 assez haute, munie près de sa base d'une grille 2 formant un double fond 3 gui constitue une botte à vent. L'air arrive par un con- duit 4 ; cet air est envoyé par un compresseur quelconque approprié. 



   Sur la grille   2,   on place des nattes grossières 5, en fibre de coco par exemple, pour obtenir une répartition régulière des bulles d'air et avoir des bulles nombreuses etfines. 



   Sur les nattes on entasse les matièrescuivreuses 6. 



   On remplit par exemple à l'aide d'une tubulure 7 débouchant dans le double fond 3, la cuve 1, d'une solu- tion d'eau claire au début, plus tard d'une solution, formée pour partie des  eaux-mères   d'opérations antérieu- res; cette solution contient environ de 42 à 43 grammes par litre de chlorure cuivrique anhydre, soit 20 grammes de cuivre à l'état de chlorure; son acidité maximum est de 1% environ, soit 10 grammes de SO4H2 par litre. La teneur en chlorure cuivrique ne doit guère descendre au- dessous de 35 grammes par litre sous peine de voir la 

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 vitesse de dissolution du ouivre diminuer de façon appréciable. 



   On admet de l'acide sulfurique par la tubulure 7 de façon à maintenir constante la teneur en acide libre de la liqueur. Il n'est pas nécessaire, en principe, de chauffer, car l'hydratation de l'acide   sulfurique,   l'oxy- dation du cuivre, la formation du sulfate et sa dissolu- tion dégagent beaucoup de calories, mais les deux réac- tions a et b sont de beaucoup Modérées par l'élévation de la température; de plus la limite de saturation d'une / sulfate de solution de/cuivre est bien plus élevée à haute tempéra- ture et le rendement de la cristallisation plus grand pour un même volume de liqueur.

   On a dono tout intérêt à envoyer dans le double fond 3 en même temps que l'air et par une tubulure 8 une très faible quantité de vapeur qui, en se condensant, porte le bain à la température la plus favorable et permet d'obtenir un rendement supérieur. 



   Vue la très faible acidité des   solutions/les   ap- pareils peuvent être établis en bois, donc être très peu   coûteux. La solution produite est saturée ; onl'envoie   par un trop plein 9 dans les cristallisoirs 10, ceux-ci   n' ont   pas besoin d'être plombés; on peut parfaitement les établir en maçonnerie ou en béton aveo un enduit protec- teur, pour que la chaux libre des   mortie@s   ne décompose pas le sulfate de ouivre. 



   Dans l'utilisation industrielle du procédé selon l'invention, on dispose l'appareil d'attaque de façon telle que la production de la solution saturée à chaud de sulfate ouivrique soit continue; pour cela on fait ar- river la liqueur d'attaque, additionnée de la quantité d'acide sulfurique correspondant à la quantité de sulfate à fabriquer, dans la cuve d'attaque 1 au niveau du double 

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 fond, et ce,   à.   une vitesse telle, que par le trop plein 9 la solution s'écoule saturée; celle-ci peut être dirigée soit vers une cuve d'attente, soit directement vers les cristallisoirs 10. 



   La très faible teneur en chlorure cuivrique n'in- flue en rien sur la cristallisation du sulfate de cuivre et ce catalyseur se retrouve en totalité dans les   eaux-mè-   res, lesquelles servent à constituer les liqueurs   d'atta-   que pour un nouveau cycle opératoire. 



   Le grand intérêt du procédé est qu'il permet d'uti- liser presque tous les déchets industriels cuivreux tels que tournures et moulures de cuivre et d'autres alliages riches en cuivre, céments, battitures, mattes etc... En effet le chlorure cuivrique sépare le ouivre de ses allia- geset de ses combinaisons oxygénée et sulfurées; avec les sulfures (mattes) de cuivre on a les réaotions;

   
 EMI5.1 
 Ou.2S t 00.012 aa2012 + CuS 
CuS + CuCl2 Cu2Cl2 S 
Quand on utilise des matières cuivreuses pulvéru- lentes, il est bon de prévoir entre la cuve d'attaque et les cristallisoirs un dispositif quelconque de décanta- tion 11 pour séparer lesparcelles entraînéesainsi   que   le soufre provenant de l'attaque desmattes suivant les réactions ci-dessus, pour éviter que les cristaux de sul- fate de cuivre ne soient souillés   mécaniquement   par ces   matières.     truand   on emploie des alliages cuivreux, il peut y avoir, outre la production de sulfate de cuivre, formation de selsd'autresmétaux en petitesquantités; cessels ne gênent nullement la cristallisation du sulfate et il est facile d'éliminer leur excès par les moyens connus. 



   Leprocédé décrit ne requiert pour sa mise en oeuvre que: une cuve 1 d'attaque en bois à double fond, laquelle fournit en une seule opération la solution saturée chaude      

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 de sulfate cuivrique; la série de oristallisoirs 10, d'usage courant dans cette indu strie, le cuivre, l'aoi- de sulfurique, l'air et, éventuellement, l'appoint de vapeur de chauffage, une quantité relativement faible de chlorure ouivrique qui sert de catalyseur et se retrtuve   tou jours.    



   Les très grands avantages du procédé décrit rési- dent dans: la très grande simplioité et le coût modique de l'appareillage qui n'a pas besoin   d'être   plombé;l'é-   conomie   de main d'oeuvre, de combustible et de force mo- trice; le poids beaucoup plus faible de cuivre mis en oeuvre; une seule opération à grand rendement fournit directement la solution saturée chaude de sulfate de cuivre; on peut employer des matières cuivreuses   jasqu'à.   ce jour impropres à la fabrication du sulfate et ce sans opération métallurgique ou chimique préliminaire, 
Naturellement l'invention n'est nullement limitée au mode opératoire, aux proportions et à l'installation décrits qui n'ont été indiqués qu'à titre d'exemple. 



    REVENDICATIONS   
1 - Un procédé de fabrication du sulfate de cuivre à partir de presque tous les déchets de cuivre, d'alliages de cuivre ou de résidus métallurgiques   cuivreux,   sans opération préparatoire, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on oxyde les matières à base de ouivre en milieu sulfurique très faible, en présence d'un catalyseur ; 
2 - Un procédé de fabrication de sulfate de ouivre, suivant 1 , caractérisé en ce que ce catalyseur est du chlorure cuivrique qui est constamment régénéré. 

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

Claims (1)

1. 3 - Un procédé de fabriqation de sulfate de ou ivre suivant 2 , caractérisé en ce que l'opération a lieu à chaud. <Desc/Clms Page number 7>

   4 - Un procédé de fabrication de sulfate de cui- vre, suivant l'une quelconque des revendications préci- tées, caractérisé en ce que dans le cas particulier où certaines matières premières conduisent à la formation de sels solubles, on sépare ceux-ci,'par le s moyens connus.

   5 - Un procédé de fabrication de sulfate de oui- vre, suivant l'une quelconque des revendications préoi- tées, caractérisé en ce que la solution d'attaque est formée pour partie à partir des eaux-mères des opérations précédentes; 6 - Un procédé de fabrication de sulfate de oui- vre, suivant 5 , oaraotérisé en ce que la solution d'at- taque contient environ 40 grammes par litre de chlorure cuivrique et son acidité en acide sulfurique est de 1% environ.

   7 - Un procédéen substance comme décrit.

   8 - Une installation pour 1' .supplication du pro- cédé, suivant l'une quelconque des revendications préci- tées, cette installation étant caractérisée en ce qu'el- le comporte une cuve en bois ou autre matière munie d'un . double fond dans lequel arrivent l'acide sulfurique, l'air comprimé, la vapeur de réchauffage, les apports de solution d'attaque, la solution finale saturée s'écoulant, par un trop plein, vers des cristallisoirs ou vers une cuve d'attente, en traversant, s'il y a lieu, un appareil quelconque approprié de décantation.

   9 - Une installation, en substance, comme décrit et représenté au dessin.