BE488087A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour le traitement du spodumène. 



   La présente invention concerne le traitement du spo- dumène en vue de l'extraction du lithium qu'il contient. On sait que ce minerai est un silicate double de lithium et d'alu- minium et qu'en raison du caractère fortement basique du li- thium, il est nécessaire de procéder à une désintégration au moins partielle de la molécule de silicate pour libérer l'oxyde de lithium de sa combinaison avec la silice. Il faut en outre le lier à un radical d'halogène pour obtenir un sel de lithium à tension de vapeur assez forte pour se prêter à une vaporisation rapide. 



   Le procédé habituellement utilisé à cet effet consiste à faire réagir le spodumène avec du chlorure de calcium à haute température, en présence de chaux ou de carbonate de calcium. 



  Vers 1200 C la volatilisation du chlorure de lithium est prati- quement complète. 



   Ce procédé présente toutefois plusieurs inconvénients      

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 en raison, notamment de la lenteur de la réaction, de la nécessi- té d'ajouter de très grandes quantités de carbonate de calcium et de la pollution des vapeurs de chlorure de lithium par les gaz et fumées provenant de la combustion de la houille ou autre combustible utilisé. 



   La présente invention a pour but d'écarter ces incon- vénients et elle comporte à cet effet le chauffage du spodumène et des réactifs dans un four électrique. On peut utiliser à cet effet des fours à résistance, à arc, ou du type combiné, par exem- ple le four de Laval, le four Johnson, le four Nathusius, le four Helberger, les fours rotatifs, etc.. On obtient ainsi des avantages inattendus par leur ampleur, notamment la possibilité de récupérer l'entièreté des vapeurs de chlorure de lithium en faisant circuler dans ou autour de la masse un courant gazeux, par exemple un gaz inerte ou bien un gaz actif comme HC1, ou en faisant repasser par le four les gaz en circuit fermé. Le procédé peut aussi s'exécu- ter en vase clos avec chambre ou appareillage de condensation, sans gaz de balayage. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention, le spodumène est d'abord soumis à une calcination préalable vers 1000 à   1200 C,   après quoi il est soumis à une halogénation en milieu aqueux et enfin à la distillation. On sait que la calcination à 1000-1200  C a pour effet de modifier la réactivité du spodumène qui, à l'état naturel est un corps inerte, réfractaire même en présence d'acides forts. Après calcination, il devient friable et manifeste vis-à-vis de l'eau une réactivité appréciable, forte- ment accrue en présence de réactifs neutres, acides ou alcalins en solution aqueuse. La présente invention utilise cette proprié- té pour réaliser l'halogénation du spodumène par des agents halo- génés hydrolysés, qui sont beaucoup plus actifs que les sels en 

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 fusion.

   Par l'emploi d'un acide halogéné, notamment l'acide chlorhydrique, en solution aqueuse, ou par un sel aqueux tel que le chlorure d'aluminium hydrolysé, on peut effectuer l'halogé- nation avant tout effet de fusion dans la masse et même la com- pléter avant l'enfournement. 



   A cet effet., le spodumène naturel est calciné dans un four quelconque, de préférence un four électrique, jusqu'à ce que le spodumène soit devenu friable. Il est alors finement broyé, s'il y a lieu et traité soit à froid, soit à chaud, par de l'acide chlorhydrique en solution aqueuse. La quantité d'acide chlorhy- drique utilisée est de préférence en excès par rapport à la quan- tité d'oxyde de lithium en présence. Dans ce cas une partie de l'alumine du spodumène est également chlorurée, ce qui est toute- fois sans importance, l'acide chlorhydrique étant récupérable lors de la distillation subséquente du chlorure de lithium, la- quelle se fait avantageusement au four électrique. On peut aussi neutraliser,avant distillation, l'excédent d'acide, par un lait de chaux, par exemple pour accommoder le pH au maximum de réac- tivité. 



   Suivant un autre mode de réalisation du procédé, au lieu de faire intervenir un acide halogénique, on fait réagir le spodumène calciné, à l'état de grande finesse, avec un chlorure alcalin, alcalino-terreux ou autre, comme le chlorure de calcium en solution aqueuse ou à l'état hydrolysé. L'oxyde de lithium est alors chloruré; la réaction peut être hâtée par l'addition de petites quantités de soude caustique ou de lait de chaux ou enco- re par chauffage et éventuellement mise sous pression. 



   La séparation des sels de lithium par distillation qui suit l'halogénation se fait à une température semblable à la tem- pérature de calcination, mais peut aussi se faire à une tempé- rature dépassant le point d'ébullition du chlorure de lithium 

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   (1353 C).     On   peut utiliser pour cette opération un four quel- conque, mais il est préférable, comme dit ci-dessus, d'avoir re- cours à un four électrique pour obtenir une plus haute concentra- tion des vapeurs de sel de lithium et faciliter leur récupéra- tion ainsi que celle de l'excédent d'acide chlorhydrique, et permettre aussi la circulation des gaz ou vapeurs en circuit fermé. 



   Il n'est pas indispensable que le lithium soit entière- ment halogène avant l'opération de distillation. En effet, comme une partie de l'alumine du spodumène a aussi été chlorurée, le chlorure d'aluminium se comporte, sous l'action de la chaleur, comme le fait le chlorure de calcium quand il est présent, pour chlorurer le lithium. 



   Dans le four de distillation il faut éviter autant que possible la présence de vapeur d'eau. Par contre la présence d'acide chlorhydrique anhydre est désirable et on peut l'utiliser comme agent de balayage. 



   Le produit qui reste dans le four de distillation com- me résidu peut être un silicate d'aluminium, pur ou très peu chargé de chaux, celle-ci étant ou bien absente dans le procédé à l'acide, ou bien introduite en petite quantité pour favoriser la chloruration. Ce silicate d'aluminium constitue un produit ré- fractaire de valeur ou, s'il est mélangé à de la chaux, il peut être utilisé comme ciment spécial; il peut aussi servir d'ingré- dient dans la composition de pâtes de porcelaine. Les quantités obtenues sont très modiques en comparaison des quantités énormes de ciment dont on était encombré avec les anciens procédés de traitement du spodumène naturel. 



   Suivant une variante du procédé il est possible d'ob- tenir comme résidu de l'alumine presque pure pouvant servir à la fabrication de l'aluminium. A cet effet , le spodumène calciné et réduit à un état de grande finesse est traité par l'acide chlor- 

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 hydrique aqueux, de préférence à chaud, en cuisant la masse dans un excès d'acide qui produit la chloruration complète du lithium et de l'aluminium. En évaporant ensuite complètement et en por- tant la température au-delà de 100 C on rend la silice insoluble. 



  On l'élimine par décantation ou filtration et lavage à l'eau lé-   gèrement   additionnée d'acide chlorhydrique, les solutions sont concentrées, séchées et leur résidu est chauffé en vue de la dis- tillation du chlorure de lithium. Tout   l'excédent   d'acide chlorhy- drique peut être récupéré dans les vapeurs. 



    EXEMPLE   I.- 
Une tonne de spodumène à   8%   d'oxyde de lithium est sou- mise à la calcination vers   1150 C,   puis au refroidissement. Après réduction en poudre fine, on y mélange 840 Kgs. d'acide chlorhydri- que à 35% de teneur en poids de gaz HC1. On concentre à sec et on distille avec balayage gazeux entre 1100 et   1250 C,   pour récu- pérer 215 Kgs. de chlorure de lithium sous forme de distillat et 920 Kgs. de résidu formé de silicate d'alumine pur. 



  EXEMPLE   I I . -   
On procède comme dans l'exemple I, mais au lieu d'une solution d'acide chlorhydrique on ajoute 600 Kgs. de chlorure de calcium sous forme d'une solution aqueuse contenant   35%   en poids de   CaCl2.   L'halogénation est cependant moins complète et le ré- sidu moins pur que dans l'Exemple I. 

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Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement du spodumène en vue de l'ex- traction du lithium par halogénation, caractérisé en ce que la distillation du sel halogéné de lithium est effectuée au four électrique. <Desc/Clms Page number 6>

   2. - Procédé de traitement du spodumène en vue de l'ex- traction du lithium par halogénation, caractérisé en ce que le spodumène est soumis à une calcination vers 1000-1200 C avant l'opération d'halogénation qui précède elle-même la distillation.

   3. - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le spodumène préalablement calciné est traité par l'a- cide chlorhydrique, de préférence en solution aqueuse, ou par des sels de cet acide en présence d'eau, par exemple les chlorures d'aluminium, de calcium et de sodium.

   4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on favorise l'opération d'halogénation en agissant sur le pH du milieu, par exemple par addition d'un peu de chaux, et éventuellement par chauffage et/ou pression et que l'on obtient, comme résidu de la distillation, du silicate d'alumine. exempt ou relativement peu chargé de chaux.

   5. - Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le spodumène préalablement calciné est traité par l'a- cide chlorhydrique en solution aqueuse en excès suffisant pour ha- logéner également l'alumine de préférence à chaud, avec séchage au-delà de 100 C, séparation de la silice précipitée, concentra- tion et séchage complet des solutions, et distillation du chlorure de lithium, en laissant un résidu d'alumine récupérable à l'état presque pur.

   6. - Procédé suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'opération de distillation consécutive à l'halogé- nation est exécutée au four électrique, de préférence avec un .courant de balayage gazeux.

   7.- Procédé suivant la revendication 1, 4, 5 ou 6, ca- ractérisé en ce que les gaz sortant du four de distillation sont, après condensation au moins partielle, réintroduits en circuit fermé dans le four, de préférence à travers la masse en voie de distillation. <Desc/Clms Page number 7>

   8.- Procédé suivant les revendications 6 et 7, caracté- risé en ce qu'on fait circuler au four, et de préférenceà travers la masse en voie de distillation de l'acide chlorhydrique anhydre.

   9. - Procédé suivant la revendication 1, 4 ou 5 caracté- risé en ce qu'après avoir procédé à l'halogénation du spodumène, et éventuellement séparé la silice par filtration on traite la masse concentrée et séchée contenant le chlorure de lithium au four électrique sans balayage de gaz, en vase clos avec chambre ou appareil de condensation.

   10.- Procédé de traitement du-spodumène en substance comme ci-dessus décrit.