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PROCEDE D"EXTRACTION DIRECTE D'UN METAL A PARTIR DE SON SULFURE
La présente invention concerne l'extraction directe à partir de son sulfure d'un métal à un état de pureté élevéeo
On sait que les procédés utilisés couramment pour l'obtention des métaux à partir de leur sulfure comportent une première phase d'oxydation con- sistant généralement en un grillage, puis une seconde phase de réduction de l'oxyde conduisant au métal lui-mêmeo
La présente invention a pour but de réaliser le passage du sulfu- re au métal en une seule phaseo
Il est possible théoriquement de déplacer le soufre d'un sulfure métallique par un métal différente suivant une réaction d'équilibre du types
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mis + " \.
MI + es (1)
Pratiquement en raison de la température de fusion dessulfures;, la réaction provoque le déplacement de l'équilibre dans le sens non satisfai- santo De plus, en raison également de cette température élevée, les métaux considérés peuvent être volatilisés de sorte que Inapplication de cette réac- tion n9est industriellement pas applicableo
On pourrait prévoirg diaprés les lois d'équilibre des mélanges li- quides binaires, que la température de fusion d'un système constitué par un sulfure d'un métal lourd et un sulfure d'un métal alcalin serait plus basse que celle de chacun des sulfures isoléso On a fait la découverte inattendue que si 1?on met en présence, en présence de carbone,
un sulfure d'un métal lourd que l'on désire extraire avec un sulfure d9un métal alcalin et un oxyde métallique ou des réactifs leur donnant naissance dans les conditions de la réaction, il se produit simultanément une oxydation du sulfure à 19état métal- lique et une réduction des autres réactifs en présence, le sulfure de métal alcalin se retrouvant., soit non modifié quand il est introduit tel quel dans
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- 2 - 515644 le système, soit à 1'état naissant si on a introduit dans le système des réactifs lui donnant naissance.
Parmi les différents modes de réalisation de l'invention; le plus simple est celui dans lequel on met en présence le sulfure de métal lourd à oxyder.9 le sulfure alcalin un oxyde métallique et du carbone. Dans ce cas, le sulfure est oxydé à 1'état métallique, l'oxyde est réduit à l'état de sulfure, le sulfure alcalin reste inchangé, et le carbone est oxydé à l'état d'oxyde de carboneo Un exemple de cette réaction est fourni par le procédé d'obtention de plomb pur à partir de galène en présence d'oxyde de zinc et de sulfure de sodium,, selon la réactiono
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PbS+ZnS+Na2S+G F Pb-i-ZoS+NaS+CO (2)
On remarquera que dans cette réaction le sulfure de sodium n'in- tervient en réalité que pour jouer un rôle de fondant,
permettant de réali- ser la fusion à une température très inférieure à celle du sulfurée Ainsi, le sulfure de plomb fond à environ 12000 C, le sulfure de zinc à environ 1850 C, le sulfure de sodium à environ 1000 C, tandis que le système précé- dent entre en fusion entre 700 et 800 Go Grâce à cette propriété, on évite la volatilisation du plomb et du zinc.
Par ailleurs, on a constaté que la réaction se produit très ra- pidement et d'une façon complète, 1'oxyde de zinc étant probablement d'abord réduit, de telle sorte que le zinc métallique réagit avec le sulfure de plomb à l'état naissant, en provoquant le déplacement continu de l'équili- breo
En mettant à profit le fait que le sulfure de sodium peut être formé in situ au lieu d'être introduit tel quel, un autre mode de réalisa- tion de 1?invention consiste à introduire le sodium sous forme d'un sel réa- gissant avec le sulfure à oxyder avec formation de sulfure de sodiumo On a fait la constatation que, dans les conditions de la réaction le carbone ré- duisait les corps qui, en principe,
ne sont pas attaqués à des températures aussi basseso Ainsi au lieu du système précédenteon peut utiliser celui constitué par le sulfure de plomb, l'oxyde de fers le carbonate de sodium et le carbonée Il se forme ainsi, simultanément du sulfure de fer, du sulfure de sodium qui fond à très basse température, tandis que l'oxydation du sul- fure de plomb donne naissance à du plomb métallique que l'on peut récupérero
On a même pu mettre en pratique un autre mode de réalisation, dans lequel on introduit seulement dans le système le sulfure de plomb, le carbone, et le carbonate de sodiumo Dans le cas, le carbonate est réduit, à la température de la réaction ,en oxyde qui réagit lui-même avec le sulfure de plomb pour conduire au résultat cherchée Ainsi,, la réaction se trouve simplifiée au maximum puisque,
au lieu dutiliser comme fondant à la fois un oxyde métallique et un sulfure métallique, on peut se contenter de carbona- te métallique seul, qui, d'abord réduit en oxyde, prend part à la réaction avec le sulfure dont on désire extraire le métal, selon la réaction globale suivante;
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PbS+C03N +2C Pb+ra.2s+3co
Ce procédé est applicable en particulier à l'obtention du plomb pur à partir de la galèneo Dans ce cas., le fondant alcalin abaisse le point de fusion du mélange à une valeur de 700 à 8000C., la masse étant extrêmement fluide, ce qui permet une séparation parfaite du plomb métallique et de la scorie sulfurée.
Cette dernière constitue un sous produit de très grande valeur, que l'on récupère par dissolution dans l'eau et concentration dans les conditions classiques à la teneur commerciale de 60 % de NaSe
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Il reste un insoluble contenant les impuretés du minerai et le
PbS ayant éventuellement échappé à la réaction. Le rendement est pratique- ment totale De plus, en raison de la basse température de réaction aucune volatilisation de métal ne se produit. Enfin, la réaction ne conduit à au- cune formation de gaz sulfuré.
L'appareillage est ainsi simplifié à l'extrê- me puisqu'il se réduit à un simple four de réaction sans nécessiter de système de récupération des fuméeso
Les exemples suivants permettent de voir comment on peut mettre en pratique les trois modes de réalisation précédents de l'inventiono EXEMPLE 1.-
On mélange 3 tonnes de galène avec 1700 Kg de sulfure de sodium commercial à 60 % 1050 Kg d'oxyde de zinc constitué par de la blende grillé et 150 Kg charbon sous forme d9anthracite ou de cokeo On chauffe le mélange à fusion (800 C environ), on le coule dans une lingottière dans laquelle le plomb forme à la partie inférieure un lingot presque pur (99,7-99,8%) de 2550 Kgo Le rendement est de 97,98 %.
La scorie solide contient tout le zinc à l'état de sulfure et tout le sulfure de sodium inaltéré. Par lessivage à l'eau et filtration, on récupère d'une part la solution de sulfure de sodium que l'on concentre et recycle, d'autre part le sulfure de zinc que l'on peut griller pour être réutilisero On remarquera que dans ces conditions, la tota- lité du soufre de la galène a été utilisée.
On peut remplacer dans les mêmes conditions le sulfure de sodium par les quantités correspondantes de sulfate de sodium et de charbon.
EXEMPLE 2.-
On mélange une tonne de galène, 150 Kg de carbonate de soude, 300 Kg d'oxyde de fer constitué par un résidu de pyrite grillée et 100 kg de charbon. On obtient une fusion très rapide à 700-800 C et le rendement est de 97,99 % du plomb d'une pureté de 99,9 %.
EXEMPLE 3. -
On mélange 3 tonnes de galène et 1,350 tonne de carbonate de so- dium Solvay, ainsi que 0,3 tonne de charbon. Le mélange entre en fusion à 700 C environ, on le coule dans une lingottière à la partie inférieure de la- quelle le plomb métallique forme un lingot à l'état presque pur avec un ren- dement de 98 et 99 %. On peut éventuellement faciliter encore la réaction en ajoutant un peu d'oxyde de zinc. On retrouve tout le soufre du minerai sous forme de sulfure de sodium récupérableo REVENDICATIONS. la Procédé d'extraction directe d9un métal à partir de son sulfure consistant à fondre en présence de carbone ledit sulfure avec un sulfu- re de métal alcalin et un oxyde métallique.
2o Procédé selon 1 dans lequel on remplace le sulfure alcalin et l'oxyde métallique par des réactifs leur donnant naissance dans les condi- tions de la réaction.
3. Procédé selon 1 et 2 dans lequel on fait fondre simultanément en présence de carbone le sulfure du métal à récupérer, un carbonate de métal alcalin et un oxyde métallique.
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