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Procédé pour préparer le nickel-carbonyle.
Jusqu'à ce jour, pour traiter la matte de nickel- cuivre en vue de produire du nickel-carbonyle., on a tout d'abord grillé la matte broyée jusqu'à élimination aussi com- plète que possible du soufre, puis enlevé au produit de grilla- ge la majeure partie du cuivre par dissolution au moyen d'acide sulfurique. Après cela, on a réduit au moyen de gaz à l'eau, à une température d'environ 400 C., le résidu de nickel pauvre en cuivre pour le traiter finalement au moyen d'oxyde de car- bone, d'où résultait la formation de nickel-carbonyle.
Cette façon de procéder implique l'élimination de la majeure partie du cuivre par une opération distincte. Pour éviter cet inconvénient on a proposé d'employer pour former le carbonyle une matte dans laquelle, au cours de l'opération de
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fusion, on a diminué par soufflage la teneur en soufre à un degré tel que dans le produit de fusion le cuivre ne soit plus combiné au soufre qu'à l'état de sulfure cuivreux. Mais une telle opération de soufflage comporte des pertes de ni- ckel relativement élevées par scorification.
Enfin, on a également essayé de diminuer la teneur en soufre primitivement élevée de la matte de nickel-cuivre en adjoignant à celle-ci un métal finement pulvérisé tel que du cuivre ou du fer en poudre. Mais obtenir sous la forme finement divisée nécessaire le métal de complément est la sour- ce de frais supplémentaires considérables. C'est pourquoi on a également songé à épurer par grillage une partie de la matte, à la mélanger ensuite avec une autre partie de matte non gril- lée, à réduire le mélange et à soumettre ensuite ce dernier au traitement par l'oxyde de carbone en vue de former le carbonyle.
Toutefois, lorsqu'on opère de cette manière, il est nécessaire de diminuer aussi fortement que possible la teneur en soufre de la 'portion soumise au grillage, ce qui présente comme on le sait des difficultés techinques.
Cela dit et suivant l'invention, on évite toutes ces difficultés en abaissant par grillage la teneur en soufre de l'ensemble de la matte, sans élimination préalable du cui- vre, dans une mesure telle que la teneur en cuivre ou en fer (ou en l'un et l'autre) du produit de grillage soit suffisante pour fixer le restant de soufre après quoi on réduit le pro- duit partiellement grillé et on le soumet au traitement par l'oxyde de carbone en vue de former le carbonyle.
Le grillage, qu'on effectue de préférence à une température d'environ 800 C., se déroule très facilement, parce que seule est à éliminer la quantité de soufre qui est la plus facile à faire disparaître par grillage.
La réduction du produit de grillage peut s'effectuer de diverses manières, par exemple par fusion en mélange avec @
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du carbone dans un four a réverbère ou par réduction au moyen de gaz dans un four tubulaire rotatif. Si l'on effectue la réduction de façon telle qu'elle s'accompagne d'un nouvel abaissement de la teneur en soufre qui subsistait après le grillage, il y aura intérêt à veiller à ce que lors du grilla- ge subsiste dans la matière une quantité de soufre d'autant plus élevée. Si l'on effectue la formation de carbonyle sous pression, il est avantageux que la réduction ait lieu elle aussi dans le même récipient stable à la pression, en opérant sous pression élevée au moyen de gaz tels que l'hydrogène.
Il est alors possible d'employer des températures très peu élevées, par exemple de 250 C., ce qui assure au nickel une bonne apti- tude à réagir en vue de sa transformation en nickel-carbonyle par réaction avec l'oxyde de carbone.
Comme matière première on peut employer des mattes de nickel-cuivre de composition quelconque, même à très forte teneur en soufre. La matte peut même contenir du fer; celui-ci peut même remplacer complètement le cuivre. En ce cas, il y a lieu de pousser le grillage assez loin pour que, dans le pro- duit de grillage, le rapport entre le fer et le soufre soit le même que dans le monosulfure de fer. En conséquence, dans le cas du présent procédé, le soufre présent dans le produit grillé, réduit et destiné à 'être soumis à la formation de car- bonyle est en tout cas combiné à du cuivre ou du fer ou aux deux, sous forme soit de sulfure cuivreux, soit de monosulfure de fer, soit des deux.
Exemple 1 : Griller une matte de nickel-cuivre ren- fermant 44,6 % de nickel, 33 % de cuivre, 0,6 % de fer et envi= ron SI % de soufre jusqu'à ce que la teneur en soufre soit tombée à environ 3 %. Traiter ensuite ce produit de grillage dans un four stable aux hautes pressions à une température de 240 C. et sous une pression de 200 atm. au moyen d'hydrogène conduit en cycle fermé, et cela jusque ce que l'hydrogène @
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qui s'échappe du four ne dépose plus d'eau par refroidisse- ment. Détendre alors la pression d'hydrogène et laisser la température tomber à environ 100 C. dans le four (haute pres- sion.
A cette température admettre ensuite de l'oxyde de car- bone dans le four et porter lentement à 200 atm. la pression de l'oxyde de carbone et à environ 200 C. la température. Par refroidissement recueillir à l'état liquide à partir du gaz issu du four le nickel-carbonyle formé et, à l'aide d'une pompe, réintroduire dans le four l'oxyde de carbone qui se trouve encore sous pression. Au bout d'environ 10 heures
95 % environ du nickel contenu dans le produit de grillage ont été transformés en nickel-carbonyle.
Exemple 2 : Griller une matte de nickel-cuivre renfermant 47,28 % de nickel, 26,07 % de cuivre, 4,25 $, de fer et 22,4 % de soufre jusqu'à ce qu'elle contienne 39,8 % de nickel, 21,85 % de cuivre, 2,16 % de fer et 14,26 % de sou- fre. Traiter ensuite le produit de grillage à une température de 240 C. et sous une pression de 200 atm. au moyen d'un cou- rant d'hydrogène puis, sous la même pression et à une tempéra- ture de 220 C. au moyen d'un courant d'oxyde de carbone. Envi- ron 95,3 % du nickel présent dans le produit de grillage se trouvent transformés en nickel-carbonyle.
Si l'on grille la matte de nickel-cuivre jusqu'à ce qu'elle renferme 39,24 % de nickel, 21,6 % de cuivre,
2,15 % de fer et 7,8 % de soufre et qu'on traite ensuite le produit grillé au moyen d'hydrogène et d'oxyde de carbone dans les conditions susindiquées, il n'est transformé en nickel- carbonyle que 83,3 % du nickel présent dans le produit de grillage.