<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé pour la production de zinc et de chlore!!
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention est relative à la fabrication de zinc et de chlore à partir de solutions obtenues par lixiviation de matières grillées en chlorurant et contenant du sulfure de zinc.
On a déjà préparé du zinc et du chlore à partir de so- lutions obtenues par lixiviation de matières grillées en chlorurant et contenant du sulfure de zinc, en soumettant les solutions, après une épuration très poussée, à une électrolyse avec utilisation de diaphragmes. Ce procédé n'a pu s'introduire dans l'industrie pour les raisons suivantes:
Le caractère fortement électro-négatif du zinc est la cause de beaucoup de perturbations dans l'électrolyse, et notamment lorsqu'on utilise des solutions impures. C'est en particulier dans l'électrolyse des solutions de chlorure de zinc que se manifestent ces perturbations qui ont surtout pour effet de diminuer le rende- ment. Dans ce cas spécialement le fer et le chlore dissous produisent un effet préjudiciable sur le rendement du courant.
On avait déjà essayé d'obvier à ces inconvénients par l'utilisation de diaphragmes, mais dans ce cas on devait compter avec les inconvénients qui s'atta- chent à l'emploi de diaphragmes.
Or, la demanderesse a trouvé qu'il n'est pas nécessaire de procéder à la manière précédemment décrite, c'est-à-dire de sou-
<Desc/Clms Page number 3>
mettre les solutions à une épuration très poussée et d'utiliser des diaphragmes, si l'on effectue l'électrolyse avec du mercure comme matériel cathodique. Conformément à ltinvention, le zinc et le chlore s'obtiennent à partir de solutions obtenues par lixiviation de matières grillées en chlorurant et contenant du sulfure de zinc, en soumettant les solutions à l'épuration habituelle et en électro- lysant la solution de chlorure de zinc et de chlorure alcalin ainsi obtenue avec l'utilisation de mercure comme matériel cathodique, en faisant évacuer le chlore qui se dégage sous forme de gaz et en sé- parant le zinc de l'amalgame produit.
Comme matières contenant du sulfure de zinc, on peut utiliser les résidus de pyrites grillées très bon marché, qui s'ob- tiennent en grandes quantités dans la fabrication de l'acide sulfu- rique. Mais on peut aussi utiliser du zinc sulfuré (blende) mélangé de préférence aux pyrites grillées ou à d'autres matières pauvres en zinc, attendu que la décomposition est dans ces oonditions plus complète et s'effectue avec moins de perturbations. Cette manière de procéder présente l'avantage de permettre aussi le traitement de minerais complexes de zinc, par exemple de minerais complexes de plomb et de zinc, qui se trouvent généralement associés aux pyrites.
Le procédé de grillagé.. peut s'effectuer à la manière habituelle.
Pour le degré de pureté des solutions est décisive la pureté requise
<Desc/Clms Page number 4>
du zinc obtenu dans l'électrolyse et non la considération des ren- dements du courant, attendu que de faibles impuretés ne diminuent que fort peu les rendements du courant, contrairement à ce qui ar- rive en travaillant avec des cathodes rigides.
Dans l'électrolyse par exemple d'une solution avec environ 20 mgr de Fe, 20 mgr de Co et 10 mgr de Ni sur 100 gr de Zn, qui ne pouvait pas être traitée par les méthodes employées jusqu'à présent, on obtient en utilisant une cathode de mercure, avec un rendement du courant presque théo- rique, un zinc d'une pureté de 99,98%. Quant à l'épuration, il suf- fit de procéder par exemple comme suit : moyen de la cémentation avec du fer on enlève d'abord le cuivre et les métaux précieux des solutions, puis on sépare le sulfate de sodium par refroidissement et on précipite,au moyen de la chaux, le fer, le cobalt, le manga- nèse, l'arsenic, l'antimoine etc. avec oxydation simultanée au moyen de chlore à un pH inférieur à 6.
Cette épuration une fois achevée, on obtient des solutions de chlorure de zinc qui contiennent du chlorure alcalin ainsi que du chlorure de magnésium et du chlorure de calcium; ces solutions sont immédiatement utilisables pour l'élec- trolyse. L'électrolyse au moyen de cathodes de mercure peut s'effec- tuer dans les appareils ordinairement à l'usage dans l'industrie.
On peut opérer à la température ambiante et à des températures éle- vées. Il y a avantage à procéder de manière que l'amalgame ainsi ob-.
<Desc/Clms Page number 5>
-tenu demeure fluide. On fait passer le morsure à travers les cel- lules dans la même direction que la solution. L'amalgame de zinc peut être traité ultérieurement soit par électrolyse soit thermi- quement; ily aura avantage à le dissocier par étapes. Ce.tte disso- ciation peut s'effectuer dans le vide. Les appareils employés peu- vent travailler de façon continue ou discontinue. Le mercure peut être conduit en circuit fermé. Le traitement en continu de l'amal- ' game présente certains avantages.
Dans les procédés connus, l'é- change des cathodes et l'enlèvement des plaques de zinc rendent impossible un travail absolument continu, tandis que grâce à l'u- tilisation des cathodes de mercure il devient possible de conduire l'amalgame et la solution en courant continu à travers les cellules, sans qu'un arrêt temporaire des cellules soit nécessaire. Si le mercure est séparé par distillation, on peut aussi effectuer en continu ce procédé partiel ainsi que le procédé ci-dessus décrit, jusqu'à ce qu'on obtienne. un zinc coulable.
Exemple 1.
Des résidus de pyrites grillées contenant 57,10% de Fe, 1,99% de Ou, 2,39% de Zn, 240 gr de Co par tonneau, 300 gr de Mn par tonneau, 0,04% de Sb, 3,45% de S, 0,11% de As, 1,40% de Pb, 4,05% de SiO2, 62,0 gr d'Ag par tonneau, 1,02 gr de Au par tonneau .
<Desc/Clms Page number 6>
sont grillées en chlorurant, après addition de 10% de chlorure de sodium, et lixiviées en vue d'obtenir une solution. Cette solution est débarrassée du cuivre au moyen de la mitraille de fer et refroi- die à 0 C en vue d'éliminer la plus grande partie du sulfate de so- dium. Le soufre résiduel et le Fe, As, Sb, Mn et Co sont précipités ensemble au moyen de chaux avec introduction simultanée de chlore à un pH de 5,5.
Après filtration, on obtient une solution de chlorure de zinc qui est riche en chlorure de sodium et qui contient du chlo- rure de magnésium et du chlorure de calcium en faibles quantités. La teneur en zinc est de 60 gr par litre. Cette solution est électroly- sée dans des cellules analogues aux cellules employées dans l'élec- trolyse des chlorures alcalins, à une température de 70 C et avec une densité du courant de 1200 Amp/m2.L'électrolyte quitte les cel- lules avec une teneur d'environ 20 grammes de zinc par litre. Ce zinc est précipité au moyen de chaux et l'hydrate de zinc obtenu est uti- lisé au lieu du composé de calcium pour l'épuration de la solution initiale. Le chlore gazeux obtenu est purifié à la manière usuelle, séché et condensé. On obtient un amalgame qui contient 4,5% de zinc et dont le mercure est enlevé par distillation.
Le zinc obtenu est finalement coulé dans des formes ; possède une pureté de 99,95%.
<Desc/Clms Page number 7>
Exemple 2.
Des résidus de pyrites grillées provenant de Meggen sont mélangés dans le rapport de 1:1 avec des résidus de pyrites grillées contenant du cuivre. Le mélange contient 53,00% de Fe, 0,55 de Ou, 5,20 de Zn, 240 gr de Co par tonneau, 750 gr de Mn par ton- neau, 0,04 de Sb, 0,14% d'As, 0,53% de Pb, 8,30 de SiO2, 3,95 de S, 25,00 gr d'Ag par tonneau, 0,82 gr d'Au par tonneau. Avant le grillage on ajoute au mélange 12% de chlorure de sodium, et on ob- tient conformément à la méthode décrite à l'exemple 1, une solution de zinc contenant 65 gr de zinc par litre.
Cette solution est élec- trolysée à une température de 75 C environ et avec une densité du courant de 800 Amp/m2 en utilisant des cathodes de mercure. On ob- tient dans l'électrolyse un amalgame contenant 5% de zinc. Le trai- tement ultérieur s'effectue à la manière précédemment décrite.
Exemple 3.
---------------
Un concentré d'un minerai de plomb et de zinc ayant été obtenu par flottation, est mélangé avec une quantité 24 fois plus grande de pyrites grillées. Le mélange contient alors 57,90% de Fe, .
0,84% de Ou, 3,57% de Zn, 200 gr de Co par tonneau, 15 gr de Ni par tonneau, 20 gr de Cd par tonneau, 300 gr de Mn par tonneau, 0,04% de Sb, 0,09% d'As, 2,18% de Pb, 4,95% de SiO2, 3,20% de S, 49,0 gr d'Ag par tonneau, 1,26 gr d'Au par tonneau. Il est mélangé avec 12%
<Desc/Clms Page number 8>
de chlorure de sodium et transformé en solution de zinc à la ma- nière décrite à l'exemple 1. La solution obtenue est soumise à la cémentation avec de la poudre de zinc en vue de précipiter les mé- taux plus électro-positifs que le zinc. La solution présente alors une teneur en zinc de 65 gr par litre.
Elle est électrolysée à une température de 60 C et avec une densité du courant de 1000 Amp/m2 on obtient ainsi un amalgame contenant 3,5% de zinc. En traitant l'amalgame ultérieurement conformément à la méthode indiquée à l'exemple 1, on obtient un zinc qui possède une pureté de 99,995%.