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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AU RAFFINAGE DU PLOMB.
Cette Invention a trait au raffinage du plomb et des alliages au plomb et elle a pour objet de prévoir un procédé nouveau et perfectionné pour l'élimination partielle ou complète, du plomb ou des alliages au plonb impurs, des impuretés ou des constituants suivants: arsenic, étain, zinc, sélénium, tellure, manganèse, cuivre, fer, cobalt, cadmium, nickel et anti- moine.
Suivant la présente invention, le procédé perfectionné d'éli- mination, du plomb ou des alliages au plomb impurs, detout ou partie des impuretés ou des constituants susmentionnés consiste à soumettre le plomb ou l'alliage au plomb, à l'état fondu, à Inaction de sulfure de plomb, en présence d'alcali caustique fondu.
Les impuretés ou les constituants que contient le plomb en sont progressivement éliminés et apparaissent sous forme de composés du sou- fre dans la soude caustique, tandis que le composant de plomb du sulfure de plomb servant à la réaction passe dans le,bain de plomb et vient à en faire partie.
Le sulfure de plomb servant à la réaction peut avantageusement -être la galène, que l'on peut facilement obtenir et qui peut être uti- lisée, à l'état naturel, sous forme granulée ou pulvérulente, provenant d'une préparation mécanique ou d'une séparation mécanique du sulfure de plomb, du minerai brut. L'alcali caustique fondu peut être de la soude caustique.
Il sera apprécié qu9une caractéristique de l'invention est l'utilisation, en tant qu'agent de réaction pour le raffinage, d'un composé spécifique du plomb, notamment de sulfure de plomb, de telle manière que le composant de plomb du composé entre dans le bain de plomb subissant le raf- finage. Comme il a été dit plus haut, le sulfure de plomb se présente na-
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turellement sous forme de minerai de plomb, de galène et on récupère ordinairement le contenu de plomb sous une forme brute en soumettant le minerai préparé mécaniquement à un procédé de fusion, le plomb brut ainsi obtenu étant ensuite refondu et raffiné par l'un des procédés connus.
On remarquera que si l'on utilise le minerai préparé mécaniquement comme agent de réaction dans la présente invention, l'opération de fusion, avec les inconvénients inhérents de formation de scories et de vapeurs, est évitée; l'invention prévoit donc un procédé perfectionné de réduction du sulfure de plomb, en particulier de galène, en plomb métallique.
Un grand avantage du procédé faisant l'objet de la présente invention est qu'il est, de préférence, mené à une température de 300-350 C. seulement, contrairement à tous les autres procédés thermo-métallurgiques de raffinage du plomb. Cette température est suffisante pour maintenir et le plomb impur et la soude caustique à l'état fondu et pour favoriser la réaction entre la galène, la soude caustique et les impuretés ou les constituants étrangers du plomb ou de l'alliage au plomb. Cependant, la gamme de températures précitée n'est pas à considérer comme limitative car une température quelque peu supérieure peut être adoptée, par exemple pour une plus grande fluidité et/ou en raison de la durée de traitement.
La soude caustique fondue aura naturellement tendance à flotter à la surface du plomb fondu et des moyens sont, pour cette raison, prévus, pour assurer l'amenée en contact intime du sulfure de plomb et de la soude caustique avec l'ensemble du plomb fondu. A cet effet, le sulfure de plomb peut être placé à la surface de la soude caustique fondue et le contact nécessaire entre le sulfure de plomb, la soude caustique et le bain de plomb peut être produit au moyen d'un dispositif agitateur dans le bain de plomb ou par circulation du plomb fondu à travers la soude caustique en tif- sion et la galène, par retrait du plomb de façon continue ou à intervalles et par sa réintroduction dans le récipient de réaction de façon qu'il retourne au bain.
Le procédé permet l'élimination complète ou pratiquement conplète de tout ou partie des impuretés suivantes contenues dans le plomb impur et de tout ou partie des constituants étrangers suivants des alliages au plomb, à savoir l'arsenic, l'antimoine, l'étain, le cuivre et le zinc, de même que, s'il en est, de tout ou partie des impuretés ou constituants étrangers moins courants, à savoir le cadmium, le nickel , le cobalt, le manganèse, le fer, le tellure et le élénium. Un avantage additionnel du procédé est que les impuretés sont retirées de préférence dans l'ordre suivant: arsenic, étain, zinc, sélénium, tellure, manganèse, cuivre, fer, cobalt, cadmium, nickel, antimoine.
Il est donc possible d'utiliser le procédé pour la fabrication de plomb antimonial raffiné à partir de plomb antimonial impur soit en arrêtant le procédé avant que l'antimoine soit éliminé soit en n'utilisant que suffisamment de galène pour éliminer les impuretés autres que l'antimoine.
Les exemples suivants indiquent quelques résultats obtenus par le procédé:
Les exemples 1 et 2 indiquent l'élimination des impuretés les plus communes: arsenic, étain, cuivre et antimoine. Les exemples 3 à 7 indiquent l'élimination des impuretés moins communes, qui, dans certains cas et à titre de démonstration seulement, furent à vrai dire introduites dans le plomb avant le commencement du traitement d'élimination, et, dans ces exemples, il est entendu que l'effet des traitements sur les impuretés plus courantes, suivrait sensiblement les lignes indiquées par les exemples 1 et 2.
EXEMPLE 1.-
9.106 gr. d'alliage au plomb contenant : 0,02% Sn, 0,104% Gu, 0,135% As, 7,92% Sb, balance: Pb, furent traités en 5 stades avec 4.000 gr. de NaOH et 2.925 gr. de galène contenant 74% Pb et 11% S.
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Le métal obtenu se titrait aux différents stades comme suit:
EMI3.1
<tb>
<tb> Sn <SEP> Cu <SEP> As <SEP> Sb <SEP> Pb
<tb> Stade <SEP> 1. <SEP> #0,001 <SEP> 0,02 <SEP> #0,0001 <SEP> 5,73 <SEP> Balance
<tb> Stade <SEP> 2. <SEP> " <SEP> 0,003 <SEP> " <SEP> 3,45 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 3. <SEP> " <SEP> 0,0007 <SEP> " <SEP> 1,27 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 4. <SEP> " <SEP> 0,0006 <SEP> " <SEP> 0,007 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 5. <SEP> 0,0003 <SEP> 0,0006 <SEP> 0,00004 <SEP> 0,0002 <SEP> "
<tb>
Le plomb récupéré pesait 10.453 gr. et le sel employé pesait 5330 gr.
De la quantité de plomb amenée - sous forme d'alliage + galène - 99,17% furent récupérés sous forme de plomb raffiné et 0,65% se trouvait dans le sel employé.
EXEMPLE 2. -
9.000 gr. d'alliage de plomb contenant: 2,30% Sn, 0,28% Cu, 0,32% As, 7,22% Sb, balance: Pb, furent traités en 5 stades avec 4.820 gr. de NaOH et 3.120 gr. de galène. Le métal résultant se titrait aux différents stades comme suit :
EMI3.2
<tb>
<tb> Sn <SEP> Cu <SEP> As <SEP> Sb <SEP> Pb
<tb> Stade <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> ,03 <SEP> 0,10 <SEP> 0 <SEP> ,03 <SEP> 7 <SEP> ,02 <SEP> balance
<tb> Stade <SEP> 2. <SEP> <0,005 <SEP> 0,007 <SEP> 0,001 <SEP> 4,60 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 3. <SEP> " <SEP> 0,0015 <SEP> " <SEP> 2,35 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 4. <SEP> " <SEP> 0 <SEP> ,0006 <SEP> " <SEP> 0 <SEP> ,33 <SEP> "
<tb> Stade <SEP> 5. <SEP> 0,0002 <SEP> 0,0005 <SEP> 0,00002 <SEP> 0,0005 <SEP> "
<tb>
Le plomb récupéré pesait 10.430 gr. et le sel employé, 6.350 gr.
Du total de plomb amené - sous forme d'alliage + galène - 98.9% furent récupérés sous forme de plomb raffiné et 0,80% se trouvaient dans le sel employé.
EXEMPLE 3.-
Cet exemple montre l'élimination de cadmium et de zinc.
9. 010 gr. d'alliage de plomb contenant: 2% Sn, 0,35% Cu, 0,142% As, 7,35% Sb, 0,51% Cd, 0,51% Zn, balance: Pb, furent traités en 2 stades avec 2.400 gr. de NaOH et 1.600 gr. de galène.
L'alliage obtenu se titrait comme suit quant aux teneurs en cadmium et en zinc
EMI3.3
<tb>
<tb> Cd <SEP> Zn
<tb> Stade <SEP> 1. <SEP> 0.09 <SEP> 0,002
<tb> Stade <SEP> 2. <SEP> 0,005 <SEP> non <SEP> décelable
<tb>
EXEMPLE/..-
Cet exemple montre l'élimination de sélénium et de tellure.
4.600 gr. d'alliage de plomb contenant : 0,116% Se, 010% Te, 7% Sb, 0,08% Ou, balance: Pb, furent traités en 1 stade avec 625 gr. de NaOH et 300 gr. de galène. L'alliage obtenu se titrait comme suit quant aux teneurs en sélénium et en tellure :
EMI3.4
<tb>
<tb> Se <SEP> Te
<tb> non <SEP> décelable <SEP> non <SEP> décelable
<tb>
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EXEMPLE 5.-
Cet exemple montre 1-'élimination de nickel.
5.000 gr. d'alliage contenant : 2,92% Sn, 1,18% Gu, 0,157% Ni, 0,121% As, 9,65% Sb, balance: Pb, furent traités en 5 stades avec 3.000 gr. de NaOH et 2.120 gr. de galène. Les métaux obtenus se titraient comme suit quant à la teneur en nickel :
EMI4.1
<tb>
<tb> Ni
<tb> Stage <SEP> 1. <SEP> 0,0086
<tb> Stage <SEP> 2. <SEP> 0 <SEP> ,005 <SEP>
<tb> Stage <SEP> 3. <SEP> 0,0044
<tb> Stage <SEP> 4. <SEP> 0,0044
<tb> Stage <SEP> 5.0,0020
<tb>
EXEMPLE 6.-
Cet exemple montre l'élimination de manganèse et de cobalt.
5. 000 gr. d'alliage contenant : 2,9% Sn, 574% Sb, 0,0146% Mn, 0,013% Co, 0,085% Cu, 0,3% As, balance: Pb, furent traités en 4 stades avec 2.100 gr. de NaOH et 1.600 gr. de galène.
Les métaux résultants se titraient comme suit quant aux teneurs en manganèse et en cobalt :
EMI4.2
<tb>
<tb> Mn <SEP> Go
<tb> Stade <SEP> 1. <SEP> #0,0005 <SEP> 0 <SEP> ,0016 <SEP>
<tb> Stade <SEP> 2. <SEP> " <SEP> 0,0012
<tb> Stade <SEP> 3 <SEP> . <SEP> #0,0001 <SEP> 0,0009
<tb> Stade <SEP> 4. <SEP> 0,00004 <SEP> 0,0006
<tb>
EXEMPLE 7.-
Cet exemple montre l'élimination de fer.
5. 000 gr. d'alliage de plomb contenant : 1% Sn, 5,7% Sb, 0,066% Fe, balance :Pb, furent traités en 4 stades avec 1,900 gr. de NaOH et 1. 300 gr. de galène. Lors du titrage, les alliages obtenus donnaient les teneurs en fer suivantes :
EMI4.3
<tb>
<tb> Fe
<tb> Stade <SEP> 1. <SEP> 0,024%
<tb> Stade <SEP> 2. <SEP> 0,016%
<tb> Stade <SEP> 3. <SEP> 0,009%
<tb> Stade <SEP> 4. <SEP> 0,007%
<tb>
Dans tous les cas,la température à laquelle les traitements eurent lieu était de 300-350 G. La durée pour chaque stade variait entre 30 et 60 minutes.
Le procédé d'élimination des impuretés ou des constituants étrangers peut consister à traiter le plomb impur ou l'alliage de plomb avec des quantités séparées successives de soude caustique fondue et de galène, comme indiqué dans les exemples. donnés plus haut, et à récuperer les métaux respectivement à partir des différentes quantités d'agent de réaction, employée aux en variante, à traiter le plomb impur ou l'alliage de plomb avec une simple masse de soude caustique et de galène et à traiter ensuite la masse utilisée d'agent de réaction, pour la séparation des différents métaux présents dans cette masse soit sous forme de suspensions insolubles (sulfures), soit sous forme de thio-sels dissous, selon le cas.
Par exemple, l'arsenic, l'étain, l'antimoine et le sélénium seront présents
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dans la soude caustique sous forme de thio-sels solubles dans l'eau, tandis que le zinc, le cuivre, le nickel, le cobalt, le cadmium, le manganèse, le fer et le tellure seront présents sous forme de sulfures insolubles dans l'eau. Quelle que soit la méthode de récupération des métaux adoptée, la soude caustique fondue employée peut être granulée de la manière habituelle et filtrée en vue de la séparation de la liqueur du résidu insoluble.
REVENDICATIONS.
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1.- Procédé pour éliminer partiellement ou complètement, du plomb impur et des alliages de plomb, tout ou partie des impuretés ou des constituants suivants: arsenic, étain, zinc, cadmium, sélénium, tellure, manganèse, cuivre, fer, cobalt, nickel et antimoine, qui consiste à soumettre le plomb ou l'alliage, à l'état fondu, à l'action de sulfure de plomb, en présence d'alcali caustique fondu.
2. - Procédé suivant la revendication 1, mis en oeuvre à une température comprise entre 300 et 350 G.
3. - Procédé suivant la revendication 1, qui consiste à mélan- ger intimement l'alcali caustique fondu et le sulfure de plomb avec le plomb fondu.
4.- Procédé suivant les revendications 1, 2 ou 3, selon lequel le sulfure de plomb est de la galène sous forme granulée ou pulvérulente.
5. - Procédé de traitement du plomb impur ou d'alliages de plomb en substance comme décrit ci-dessus, avec référence à l'un quelconque des exemples donnés.
6. - Procédé pour réduire le sulfure de plomb en plomb métallique et pour éliminer simultanément, du plomb impur ou des alliages de plomb, l'un quelconque des métaux suivants: arsenic, étain, zinc, cadmium, sélénium, tellure, manganèse, cuivre, fer, cobalt, nickel et antimoine, qui consiste à mélanger intimement le sulfure de plomb, en présence de soude caustique fondue, avec le plomb impur ou l'alliage de plomb, également à l'état fondu.