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Description


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  Procédé de traitement de minerais d'aluminium et de cuivre. 



   On sait que dans les minerais l'oxyde, le silicate ou un autre composé d'un métal se rencontre rarement seul, mais le plus souvent accompagné de composés, tels qu'oxydes, silicates, carbonates d'autres métaux. C'est ainsi par exem- ple que dans les minerais d'aluminium il y a toujours à côté de l'oxyde d'aluminium de l'oxyde de fer, de l'acide silicique et de l'anhydride titanique, ainsi que de l'eau combinée chi- miquement; ces minerais peuvent contenir de plus, suivant leur provenance, diverses terres rares, et en outre des composés   @   

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 de glucinium, vanadium, chrome, cuivre, nickel, manganèse, calcium et magnésium.

   De façon analogue, on rencontre dans les minerais de cuivre, à côté des composés du cuivre, du fer et du silicium, en règle générale, les traces de titane, arsenic, antimoine, or, argent, terres rares, calcium, magnésium, etc... 



   Dans les procédés connus jusqu'à présent de traitement chimique des minerais d'aluminium et de cuivre, on n'obtenait en règle générale que les constituants principaux des minerais, mais les autres constituants, souvent de valeur, restaient dans le déchet sans valeur et étaient par conséquent perdus. C'est ainsi que dans le procédé basique de Bayer servant au traitement de minerais d'aluminium, une grande partie des métaux d'accompagnement présents dans les minerais restait dans le produit dit boue rouge, obtenu lors du filtrage de la solution d'aluminate de sodium et qui forme un déchet sans valeur. 



   Le but de l'invention est de séparer les uns des autres les différents composés métalliques (oxydes) se trouvant dans les minerais d'aluminium et de cuivre, même quand ils n'y sont qu'en très faible quantité, et de les obtenir à un état de pureté tel qu'ils conviennent sans autre épuration pour leur utilisation dans les industries intéressées. L'invention vise encore à traiter économiquement les minerais dont le traitement n'était pas jusqu'à présent économique en raison des grandes quantités des composés métalliques accompagnant le constituant principal. Ceci s'applique en particulier aux minerais d'aluminium à grande teneur d'acide silicique et de titane, qui ne peuvent pas être traités économiquement par le procédé basique de Bayer usuel.

   L'invention a d'ail- 

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 leurs également pour but de continuer à traiter la boue rouge obtenue dans ce dernier procédé. 



   Il y a lieu d'observer que la signification des mi- nerais d'aluminium et de cuivre doit être comprise, dans le ca- dre de l'invention, dans le sens le plus étendu, c'est-à-dire qu'on entend englober par là tous les produits minéraux (pro- duits miniers) qui contiennent de l'aluminium ou du cuivre à côté de métaux d'accompagnement. 



   Le procédé conforme à l'invention consiste essentiel- lement à désagréger le minerai ou la boue rouge par mélange avec du sulfate d'ammonium et chauffage subséquent d'une maniè- re connue en soi, les composés métalliques (oxydes) présents dans le minerai passant, en dégageant de l'ammoniaque, en sul- fates métalliques solubles dans l'eau, puis, après dissolution des sulfates métalliques dans de l'eau acidulée, les constitu- ants insolubles (acide silicique, etc. ) sont séparés et la so- lution est soumise de la façon suivante à une cristallisation et à un nouveau traitement fractionnés:

   a) on sépare tout d'abord par cristallisation de la solution, le cas échéant en utilisant une addition accélérant la cristallisation, le sulfate métallique qui s'y trouve en prépondérance ou qui est au moins soluble dans l'eau (cristal- lisation I), par conséquent avec un minerai d'aluminium le sulfate d'aluminium, avec un minerai de cuivre le sulfate de cuivre; b) ensuite, en vue de séparer les composés métalli- ques d'accompagnement, on ajoute à l'eau-mère séparée des cristaux (eau-mère I), après réduction des sels ferriques, une solution de sulfate d'ammonium et on sépare le sulfate de fer de la solution par cristallisation sous la forme de sulfate d'ammonium ferreux (cristallisation II);

   c) après cela, on introduit de l'ammoniaque dans   @   

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   1-'eau-mère   séparée des cristaux (eau-mère II), on sépare par filtrage le précipité déposé, qui contient les divers métaux d'accompagnement sous la forme d'hydroxydes et enfin d) le précipité est lavé à froid avec les solvants de ces hydroxydes métalliques, comme par exemple dans chaque cas suivant les hydroxydes métalliques présents avec de l'eau contenant de l'acide carbonique, de l'eau ammoniacale, une solution de carbonate d'ammonium, une solution de sulfate d'a- luminium, de l'acide sulfureux aqueux, etc.. ou successivement avec plusieurs de ces solutions. 



   Conformément à l'invention, les produits obtenus au cours des opérations partielles a), b), d) sont soumis à un nouveau traitement en vue de l'obtention des divers oxydes métalliques. Ce nouveau traitement est expliqué en détail à l' aide de l'exemple de réalisation suivant, qui concerne le trai- tement d'une bauxite contenant les substances précitées. Dans l'exemple de réalisation, les diverses opérations partielles sont expliquées dans des chapitres différents pour plus de clar- té. 



   La décomposition du minerai 
Le minerai obtenu dans la mine est séché et finement pulvérisé, puis mélangé avec une solution de sulfate d'ammonium et le mélange est concentré par évaporation jusqu'à complet sé- chage en le chauffant entre 100 et   120 C,   à la pression atmos- phérique ou à une pression supérieure.

   Le sulfate d'ammonium peut aussi être mélangé avec le minerai finement pulvérisé sous la forme de poudre; le cas échéant on peut broyer ou triturer le sulfate d'ammonium séché obtenu à partir de la solution de sulfate d'ammonium ensemble avec le minerai séché; toutefois, le premier procédé cité est plus avantageux, parce que, d'une      part, le mélange du minerai pulvérisé avec le sulfate d'ammonium 

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 pulvérisé est difficile et, d'autre part, le sulfate d'ammonium est également récupéré sans cela au cours du traitement sous la forme d'une solution. 



   Une propriété connue du sulfate d'ammonium est qu'en le chauffant à l'état sec, à environ 150 C, il se décompose en   ammoniaque   et sulfate d'ammonium acide, puis ce dernier se décompose, en continuant à élever la température, en ammoniaque, anhydride sulfurique et eau. La décomposition est terminée à environ   300"C.   Les réactions chimiques sont les suivantes: (NH4)2SO4 = (NH4)HSO4 + NH3
2(NH4)HSO4 = 2NH3 + 2 S03 + 2   H20.   



   Au cas où, lors de la décomposition du sulfate d'ammonium, il y a présent un oxyde métallique qui peut former un sulfate avec l'anhydride sulfurique qui se dégage, la réaction suivante s'effectue:
X2O3 + 3(NH4)2SO4 = X2(SO4)3 + 6 NH3   +   3 H2O. 



  Après cela, le sulfate d'ammonium est tout particulièrement approprié à la sulfatation des oxydes métalliques présents dans le minerai. 



   Pour la transformation des oxydes métalliques en sulfates, on peut aussi utiliser de l'acide sulfurique concentré, mais l'anhydride sulfurique formé à partir du sulfate d'ammonium a une action   chimique   beaucoup plus forte, parce qu'il attaque les oxydes ou silicates à l'état naissant et aussi parce qu'il peut sulfater un certain nombre d'oxydes qui ne sont pas attaqués par l'acide sulfurique concentré. Il présente en outre l'avantage qu'il ne ronge pas le récipient de réaction, parce qu'il se forme sur la paroi de ce récipient, au cours de la réaction, une mince couche de sulfate sec et ce revêtement protège le récipient contre de nouvelles attaques chimiques. 

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   La sulfatation ou transformation en sulfate des oxydes métalliques présents dans le minette! est effectuée dans un récipient fermé, afin que l'ammoniaque qui se dégage puisse *être recueilli sans perte. La matière mélangée dans le récipient de réaction avec le sulfate d'ammonium de la manière exposée ci-dessus est chauffée progressivement jusqu'à   350 C,   la matière sulfatée restant dans le récipient, en dégageant l'ammoniaque, la vapeur d'eau et le cas échéant l'anhydride sulfurique en excès. La quantité du sulfate d'ammonium à ajouter à la substance sulfatée est adaptée à la composition chimique de la matière. Il est avantageux d'effectuer la sulfatation au-dessous de la pression normale, parce que l'opération s'effectue ainsi plus rapidement. 



   La cristallisation I
La matière sulfatée est misé dans de l'eau dont la quantité doit être déterminée de façon qu'elle dissolve précisément les sulfates décomposés à 100 C. L'eau est chauffée à 100 C pendant la dissolution, avec soufflage simultané dans cette eau d'air chaud, en vue de la transformation des sels ferreux en sels ferriques. On ajoute à la solution, qui n'est pas encore séparée des constituants insolubles, tels qu'acide silicique, etc... La quantité voulue d'acide sulfurique pour qu'elle contienne de 0,1 à 0,2% d'acide sulfurique libre, ce qui permet d'éviter l'hydrolyse du sulfate ferrique.

   Après que la dissolution des sulfates est terminée, les constituants insolubles sont séparés de la solution, par exemple par filtrage et on ajoute à la solution de l'eau et du sulfate d'ammonium sous forme d'addition cristallisante, soit sous la forme solide, soit sous la forme dissoute, en quantité voulue pour que le sulfate d'aluminium puisse former avec le sulfate d'ammonium de l'alun d'ammonium difficilement soluble dans l'eau pouvant être facilement séparé par cristallisation, dont la formule chimique est la suivante: 

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 (NH4)2SO4. AL2(SO4)3. 24 H2O. 



   A cette fin, le liquide encore chaud est conduit dans un appareil de cristallisation dans lequel l'alun d'ammonium se sépare du liquide en refroidissant sous la forme cristalline. 



  Les cristaux sont séparés de l'eau-mère contenant les sulfates métalliques (eau-mère I),par exemple par centrifugation, puis de nouveau recristallisés, ce qui fait qu'on obtient de   l'alun   d'ammonium chimiquement complètement pur, dont le traitement subséquent est expliqué dans ce qui suit. Il y a lieu de remarquer que l'enlèvement des constituants insolubles (acide silicique, etc...) de l'eau-mère I peut aussi se faire après la cristallisation I. 



   Le traitement de l'eau-mère I (cristallisation II)
L'eau-mère I est concentrée par cuisson, puis on introduit ensuite un gaz réducteur, rationnellement de l'anhydride sulfureux, qui réduit le sulfate ferrique en sulfate ferreux plus facilement cristallisable, de l'acide sulfurique libre se formant. La réaction se fait suivant l'équation suivante :
Fe2(SO4)3 + SO2   +   xH2O = 2 FeS04 + 2H2SO4   +   x H2O
Après que la réduction est terminée, une solution de sulfate d'ammonium est ajoutée à l'eau-mère et le tout est chauffé à 100 C.

   La solution chaude est encore une fois conduite dans un appareil de cristallisation, dans lequel il est séparé de la solution par cristallisation, en refroidissant, d' une part, sous forme d'alun d'ammonium, le sulfate d'ammonium resté sous la forme dissoute lors de la cristallisation I et, d' autre part" du sulfate d'ammonium ferreux (FeSO4.(NH4)2SO46H2O). 



  Ces cristaux sont séparés de l'eau-mère (eau-mère II), par exemple par   centrifugation.   Il reste dans l'eau-mère tous les sulfates métalliques qui ne forment pas d'alun avec le sulfate d'ammonium, puis en outre le sulfate ferreux non séparé par cristallisation, ainsi que l'acide sulfurique libre. 

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  Le traitement des cristaux obtenus lors de la cristallisation II. 



   Les cristaux sont dissous dans de l'eau froide et sont traités à froid dans un récipient fermé avec de l'ammoniaque diluée exempte d'oxygène et d'acide carbonique, l'hydroxyde d'aluminium se précipitant.(En même temps, les hydroxydes correspondant à des sulfates métalliques éventuellement présents, qui forment plus facilement avec l'ammoniaque des hydroxydes que le sulfate ferreux, se précipitent). Le précipité est séparé par filtrage et on introduit dans le filtrat contenant du sulfate ferreux de l'air chaud, de l'ammoniaque et des gaz de fumée lavés, chauds, contenant de l'acide carbonique. Avant tout, il se forme,   à   côté du sulfate d'ammonium, du carbonate ferreux, mais qui se transforme sous l'action de l'oxygène de l'air en carbonate ferrique insoluble dans l'eau, facilement filtrable.

   Ce dernier est séparé par filtrage et séché, ce qui fait qu'on obtient comme produit final de l'oxyde ferrique. Le filtrant contenant du sulfate d'ammonium est ramené dans les appareils de traitement. 



  Les réactions chimiques se font conformément aux formules suivantes :
FeS04 + C02 + 2 NH3 + xH20 =   FeCO   + (NH4)2SO4 + xH20. 



     FeC03   + 02 + xH2O =   Fe(OH)C03   + xH2O
2 Fe(OH)CO3 = Fe2O3 + H2O + CO2. 



  Le traitement de l'eau-mère II
L'eau-mère II, qui contient de l'acide sulfurique libre, est introduite dans un récipient fermé et est traitée ici à froid avec de l'ammoniaque diluée exempte d'oxygène et d'acide carbonique. Il se produit alors la précipitation des hydroxydes correspondant aux sulfates métalliques qui forment des hydroxydes avec l'ammoniaque plus facilement que 

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 le sulfate ferreux, par conséquent les hydroxydes de titane, terres rares, glucinium, cuivre, chrome, vanadium, etc..., tandis que les sels ne se séparant pas par cristallisation lors de la cristallisation II, à savoir le sulfate d'ammonium et le sulfate ferreux,restent en solution.

   Le précipite est filtré et on continue son traitement de la manière expliquée ci-dessous, tandis que le filtrat est introduit dans un récipient d'oxydation, dans lequel il cède sa teneur de fer, après quoi la solution de sulfate d'ammonium pure est ramenée dans l'appareil de traitement. 



   Le précipité est successivement lavé à froid de la manière suivante:
1 'Le précipité est tout d'abord lavé avec de l'eau contenant de l'acide carbonique, qui dissout le sulfate d'ammonium existant encore éventuellement et l'hydroxyde ferreux séparé le cas échéant sous la forme de carbonate ferreux acide. 



   2  Après lavage à l'eau, le précipité est lavé avec de l'eau ammoniacale, qui sépare par dissolution les hydroxydes métalliques qui y sont solubles, tels que les hydroxydes de cuivre, de   nickel,   de chrome, de vanadium, de cobalt, etc.. 



   3  Après lavage à l'eau, le précipité est lavé avec une solution de carbonate d'ammonium, qui sépare par dissolution les hydroxydes métalliques qui y sont solubles, tels que les hydroxydes de zirconium, de thorium, d'ittrium, etc... 



   4  Après lavage à l'eau, le précipité est lavé avec une solution de sulfate d'aluminium, qui sépare par cristallisation les hydroxydes métalliques qui y sont solubles, tels que les hydroxydes d'aluminium et de glucinium, etc... 



   5  Après lavage à l'eau, le précipité est lavé avec 

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 de l'acide sulfureux aqueux, qui sépare par dissolution les hydroxydes métalliques qui y sont solubles, tels que les hydroxydes du titane et du groupe cérium, etc.. 



  Le traitement des divers liquides de lavage. 



   1. L'acide carbonique est chassé de la solution contenant de l'acide carbonique en la faisant bouillir et de l'air est introduit dans la solution; l'hydroxyde ferrique se précipite alors et fournit, après filtrage et grillage de l'oxyde ferrique. Le filtrat est une solution de sulfate d'ammonium, qui est ramenée dans l'appareil de traitement. 



     2.   L'ammoniaque est chassée de la solution contenant de l'ammoniaque en la faisant bouillir; les hydroxydes de chrome, de nickel et de cobalt se précipitent alors, tandis que le vanadate de cuivre et le vanadate d'ammonium'restent dissous . 



  Le précipité est tout d'abord filtré, puis le cuivre est précipité du filtrat acidulé avec de l'acide sulfurique au moyen d'hydrogène sulfuré, ensuite on filtre, puis le filtrat est   évaporé à sec et le résidu est grillé ; obtient ainsi du   pentoxyde de vanadium. 



   3. Le carbonate d'ammonium est chassé de la solution contenant du carbonate d'ammonium en la faisant bouillir ; les hydroxydes métalliques qui y sont dissous se précipitent alors et fournissent après filtrage et grillage les oxydes correspondants. 



   4. La solution contenant du sulfate d'aluminium est fortement bouillie ; du sulfate d'aluminium basique se précipite alors. La quantité du sulfate d'aluminium basique qui se précipite correspond à la quantité d'hydroxyde d'aluminium qui a été dissoute par la solution froide de sulfate d'aluminium lors du lavage du précipité (voir le 4 ). Le filtrat obtenu après séparation par filtrage du précipité de sulfate d'aluminium basique, qui contient du sulfate d'aluminium et du sulfate de 

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 glucinium,, est de nouveau utilisé en vue de l'enrichissement de la teneur en glucinium pour le lavage du précipité (voir le 4  ci-dessus). De l'alun d'ammonium est séparé par cristal- lisation, après addition de sulfate d'ammonium, de la solu- tion à teneur de glucinium enrichie.

   Le sulfate de glucinium et le sulfate d'aluminium non séparé par cristallisation restent dans l'eau-mère séparée des cristaux. Cette eau-mère est intro- duite dans une solution qui contient du carbonate d'ammonium en excès. A   40 C.,   du carbonate d'aluminium basique se préci- pite, tandis que le carbonate de glucinium reste dissous. Le carbonate d'ammonium est chassé du filtrat du précipité en   le faisant bouillir ; carbonate de glucinium basique est a-   lors précipité. Le précipité est séparé par filtrage et grillé; il se forme alors de l'oxyde de glucinium. 



   5. L'anhydride sulfureux est chassé de la solution contenant de l'acide sulfureux en la faisant bouillir; de l'acide métatitanique et des sels sulfités se précipitent a- lors. Après séparation du précipité par filtrage, on y ajoute de l'acide sulfurique entre 5 et   10,eu,   dans lequel les sulfites du groupe du cérium se dissolvent sous forme de sulfates éga- lement à froid, tandis que l'acide métatitanique ne se dissout    pas. Ce dernier est séparé par filtrage et grillé ; obtient   ainsi de l'anhydride titanique ; le filtrat est traité avec de l'ammoniaque, le précipité qui se forme est séparé par filtrage et grillé, on obtient ainsi les oxydes du groupe cérium. 



   La continuation du traitement des cristaux d'alun d'ammonium. 



   L'ammoniaque obtenue lors de la sulfatation est refroidie et recueillie dans de l'eau. On introduit dans la solution d'ammoniaque de l'acide carbonique froid (gaz de fumée), avec lequel l'ammoniaque se combine en carbonate d'am- monium. Si l'on amène à la solution de carbonate d'ammonium davantage d'acide carbonique qu'il est nécessaire pour la forma- 

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 tion du carbonate neutre, il se forme du bicarbonate d'ammonium. 



   Les cristaux d'alun d'ammonium obtenus lors de la cristallisation I sont amenés dans la solution du carbonate d'ammonium ou du bicarbonate d'ammonium préparé de cette manière. Du carbonate d'aluminium basique se précipite alors avec dégagement d'acide carbonique, tandis qu'il reste dans la solution du sulfate d'ammonium et du carbonate d'ammonium ou du bicarbonate d'ammonium en excès. La réaction chimique s'effectue suivant l'équation ci-après :
Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.   24H20   + 3 (NH4)2CO3 + x H2O = = 2 Al(OH)CO3 + 4 (NH4)2SO4 + C02+ x H20
Si le carbonate d'aluminium basique filtré et lavé est chauffé lentement jusqu'à 100 C, il perd toute sa teneur en acide carbonique et se transforme en une poudre extrêmement fine.

   La fine poudre ainsi obtenue convient bien pour être utilisée comme matière de remplissage ou pigment blanc fin et peut complètement remplacer le blanc de zinc. 



   Par contre, si l'on fait bouillir fortement le carbonate d'aluminium filtré et lavé avec de l'eau, soit sous une surpression, soit à la pression atmosphérique, il perd sa teneur en acide carbonique et est transformé en un composé d'oxyde-hydroxyde d'aluminium. La réaction chimique est la suivante:
Al(OH)CO3 + x H2O = Al(OH)O + CO2+ x H2O Le précipité est insoluble dans l'eau. Si le précipité est séparé par filtrage et séché rapidement ou grillé, on obtient comme produit final un oxyde d'aluminium dur, qui peut être utilisé pour la fabrication d'aluminium métallique. La réaction chimique est la suivante:
2 Al(OH)O = Al2O3 + H2O. 



   La marche de l'ensemble des opérations exposées dans ce qui précède est clairement visible sur le tableau ci-après: 

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 Bauxite 
 EMI13.1 
 +{NH4 2504 Constituant Sulfates solubles l'm3 + vapeur d'eau insoluble + H20 + NH4)2SO4 eau-mère I cristaux + solution (NH4)2S04 d'alun d'ammonium + H20 + C02 + NH3 A1(OH)C03 solution (NE4)2504 A1203 eau-mère II cristaux de sulfate + NH3 d'ammonium ferreux et d'alun d'ammonium + NH3 M(OH)3 FeS04 + NH + C02 + 02 FE(OH co-3 solution(NE4)2504 Fe203 solution (NH4)504 Précipité 1  lavage C02 Fe 2  lavage NH3 Cu,Ni,Cr,V,Co 3  lavage (NH4)2C03 Th,Zr,Y oxyde 4  lavage Al(S04) Al,Be 5  lavage S02 Ti,Ce 
On voit par le tableau qui précède qu'il est récupéré dans les diverses phases du procédé une solution de sulfate d'ammonium, qui est ramenée aux appareils de traitement après enlèvement des impuretés,

   telles par exemple que des composés de fer. Dans une exploitation bien dirigée, en dehors des pertes inévitables, le sulfate d'ammonium utilisé est régénéré. 

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   Le traitement du précipité obtenu à partir de   l'eau mère   II est déterminé selon les métaux   d'accompagne-   ment qui étaient présents dans le minerai. Si certains métaux ou groupes de métaux manquent parmi les métaux d'accompagnement cités dans l'exemple de réalisation, l'un ou l'autre lavage peut être supprimé; par contre, s'il y a d'autres métaux d'accompagnement, le précipité est soumis à d'autres lavages en dehors de ceux sus-indiqués. 



   Dans le traitement conforme à l'invention des minerais de cuivre, on peut procéder de la même manière que pour les minerais   d'aluminium.   Mais si on traite un minerai sulfuré, par exemple de la chalcopyrite, il faut tout d'abord le griller. Etant donné qu'en général il n'y a pas d'aluminium dans les minerais de cuivre, leur traitement est plus simple que celui des minerais d'aluminium.

   En effet, d'une part, dans la cristallisation I il n'est pas nécessaire d'ajouter du sulfate d'ammonium comme addition cristallisante, mais au contraire le sulfate de cuivre utile industriellement peut être séparé par cristallisation sans autres additions en partant des sulfates décomposés et dissous et, d'autre part, lors de la cristallisation   II,   il ne se sépare pas par cristallisation des sels différents côte-à-côte, mais uniquement du sulfate d'ammonium ferreux. Il y a encore lieu de remarquer qu'avec des minerais de cuivre, le précipité obtenu à partir de l'eau-mère II ne doit pas en règle générale être lavé aussi souvent qu'avec des minerais d'aluminium, parce que les minerais de cuivre contiennent moins de métaux d'accompagnement. 



   Dans le traitement de la boue rouge, il faut par contre suivre le processus exposé en ce qui concerne les minerais d'aluminium, parce que la boue rouge contient en 

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 règle générale encore une certaine proportion d'aluminium.

Claims

RESUME Procédé de traitement chimique de minerais d'aluminium et de cuivre, ainsi que,de boue rouge, avec séparation simultanée des divers composés métalliques (oxydes), caractérisé notamment par les particularités suivantes, prises individuellement ou en combinaison: 1 - Le minerai est décomposé en le mélangeant avec du sulfate d'ammonium et en le chauffant ensuite, de façon connue en soi, les composés métalliques (oxydes) présents dans le minerai se transformant en dégageant de l'ammoniaque en sulfates métalliques solubles dans l'eau, puis, après dissolution des sulfates métalliques dans de l'eau acidulée, les constituants insolubles (acide silicique, etc..) sont séparés et la solution est soumise de la façon suivante à une cristallisation ou nouveau traitement fractionné :

a) tout d'abord, on sépare par cristallisation de la solution, le cas échéant en utilisant une addition accélérant la cristallisation, tout sulfate métallique, qui est présent de façon prépondérante ou qui est soluble dans l'eau au moins, par conséquent dans le cas d'un minerai d'aluminium, le sulfate d'aluminium, dans le cas d'un minerai de cuivre, le sulfate de cuivre, b) ensuite, en vue de la séparation des composés métalliques d'accompagnement, on ajoute à l'eau-mère séparée des cristaux (eau-mère I), après réduction des sels ferriques, une solution de sulfate d'ammonium, puis on sépare de la solution le sulfate de fer sous la forme de sulfate d'ammonium ferreux, <Desc/Clms Page number 16> c) ensuite, on introduit de l'ammoniaque dans l'eaumère séparée des cristaux (eau-mère II), le précipité déposé,

qui contient les divers métaux d'accompagnement sous la forme d'hydroxydes, est séparé par filtrage (filtrat : solution de sulfate d'ammonium) et d) le précipité est lavé à froid avec les solvants de ces bydroxydes métalliques, comme par exemple, dans chaque cas suivant les hydroxydes métalliques présents, avec de l'eau contenant de l'acide carbonique, de l'eau ammoniacale, une solution de carbonate d'ammonium, une solution de sulfate d'aluminium, de l'acide sulfureux aqueux, etc.. ou avec plusieurs de ces solutions successivement.

2 - Les sulfates métalliques décomposés sont dissous dans de l'eau acidulée avec de l'acide sulfurique chaud et de l'air chaud est introduit dans le liquide pendant la dissolution.

3 - Pour le traitement de minerais d'aluminium ou de boue rouge, on ajoute à la solution des sulfates métalliques, comme addition accélérant la cristallisation, du sulfate d'ammonium, puis des cristaux d'alun d'ammonium. sont séparés de la solution.

4 - Les cristaux d'alun d'ammonium sont amenés dans la solution de carbonate d'ammonium ou de bicarbonate d'ammonium, le carbonate pouvant être préparé en partant de l'ammoniaque obtenu lors de la sulfatation, recueilli dans de l'eau, en ajoutant de l'acide carbonique, puis le carbonate d'aluminium basique formé en dégageant de l'acide carbonique est séparé par filtrage (filtrat : solution de sulfate d'ammonium) et il est soit chauffé lentement jusqu'à 100 C, ce qui produit une fine poudre blanche, soit bouilli avec de l'eau et l'on obtient de l'oxyde-hydroxyde d'alumi- <Desc/Clms Page number 17> nium insoluble dans l'eau, qui, après grillage, fournit de l'oxyde d'aluminium.

5 - Le sulfate, d'ammonium ferreux séparé par cristallisation de l'eau-mère I, après réduction à l'acide sulfureux avec addition de sulfate d'ammonium, est traité avec de l'ammoniaque diluée, les impuretés se précipitant sont séparées par filtrage et on introduit dans le filtrat, qui contient du sulfate ferreux dissous, de l'air chaud, de l'ammoniaque et des gaz de fumée chauds, puis le carbonate ferrique basique précipité est séparé par filtrage (filtrat : solution de sulfate d'ammonium) et séché ou grillé, ce qui donne de l'oxyde ferrique.

6 - Pour le traitement de minerais d'aluminium ou boue rouge, on obtient, en partant de l'eau-mère I, à coté des cristaux de sulfate d'ammonium ferreux également des cristaux d'alun d'aluminium, qui se transforment lors du traitement avec de l'ammoniaque diluée en hydroxyde d'aluninium, qui forme un précipité, tandis que le sel ferreux par contre reste en solution.

7 - La solution de sulfate d'ammonium- récupérée dans les diverses phases du procédé est ramenée, après enlèvement des impuretés, telles par exemple que des composés de fer, dans l'appareil de traitement.

8 - On sépare par dissolution, au moyen d'eau contenant de l'acide carbonique, en partant du précipité obtenu lors du traitement de l'eau-mère II avec de l'ammoniaque, l'hydroxyde ferreux qui se transforme en carbonate ferreux acide, puis l'acide carbonique est chassé de la solution en la faisant bouillir et de l'air est introduit dans la solution; l'hydroxyde ferrique se précipite alors et donne de l'oxyde ferrique après grillage. <Desc/Clms Page number 18>

9 - En partant du précipité obtenu lors du traitement de l'eau-mère II avec de l'ammoniaque, on sépare par dissolution, au moyen d'eau ammoniacale, les hydroxydes de cuivre, de nickel, de chrome, de vanadium et de cobalt, puis l'ammoniaque est chassée de la solution en la faisant bouillir; les hydroxydes de chrome de nickel et de cobalt se précipitent alors, tandis que le vanadate de cuivre et le vanadate d'ammonium restent en solution; en partant de cette dernière, le cuivre, après avoir acidulé la solution, avec de l'acide sulfurique, est précipité au moyen d'hydrogène sulfuré, puis la solution obtenue par filtrage est évaporée à sec et le résidu est grillé; il se forme alors du pentoxyde de vanadium.

10 - On sépare par dissolution, à l'aide d'une solution de carbonate d'ammonium, en partant du précipité obtenu lors du traitement de l'eau-mère II à l'ammoniaque, les hydroxydes de zirconium, de thorium et d'ittrium, puis le carbonate d'ammonium est chassé de la solution en la faisant bouillir; les hydroxydes métalliques se précipitent alors et donnent, après séparation par filtrage et grillage, les oxydes correspondants.

11 - A l'aide d'une solution de sulfate d'alumi- nium, on sépare par dissolution, en partant du précipité obtenu lors du traitement de l'eau-mère II à l'ammoniaque, les hydroxydes d'aluminium et de glucinium, ensuite la solution est bouillie; du sulfate d'aluminium basique se précipite alors, le précipité est séparé par filtrage, on additionne du sulfate d'ammonium au filtrat contenant du sulfate d'aluminium et du sulfate de glucinium et de l'alun d'ammonium est séparé par cristallisation de la solution, après quoi l'eau-mère séparée des cristaux et contenant du sulfate de <Desc/Clms Page number 19> glucinium et du sulfate d'aluminium non séparé par cristallisation est introduite dans la solution de carbonate d'ammonium en excès;

du carbonate d'aluminium basique se précipite alors, tandis que le carbonate de glucinium reste dissousle précipité est séparé par filtrage et le carbonate d'ammonium est chassé du filtrat en le faisant bouillir; du carbonate de glucinium se précipite alors et donne de l'oxyde de glucinium après grillage.

12 - Le filtrat obtenu après avoir fait bouillir la solution de sulfate d'aluminium et séparé par filtrage le sulfate d'aluminium basique, qui contient du sulfate d'aluminium et du sulfate de glucinium, est réutilisé pour le lavage du précipité obtenu en partant de l'eau-mère II en vue de l'enrichissement de la teneur en glucinium.

13 - Les hydroxydes du titane et du groupe cérium sont séparés par dissolution du précipité obtenu lors du traitement à l'ammoniaque de l'eau-mère II au moyen d'acide sulfureux aqueux, puis l'anhydride sulfureux est chassé de la solution en la faisant bouillir; de l'acide métatitanique et des sels sulfités se précipitent alors, le précipité est séparé par filtrage et est traité avec de l'acide sulfurique entre 5 et 10 %, dans lequel les sulfites du groupe cérium se dissolvent à froid sous forme de sulfates, mais, par contre, l'acide métatitanique ne se dissout pas ; ce dernier est séparé par filtrage et grillé, ce qui donne de l'anhydride titanique, tandis que la solution même est traitée avec de l'ammoniaque, le précipité déposé est séparé par filtrage et grillé, et on obtient ainsi les oxydes du groupe cérium.