La présente invention se rapporte à un procédé d'extraction
de métaux à partir de minerai. Selon l'invention, le procédé d'extraction de métaux à partir de minerai; comporte d'une manière générale les opérations suivantes : introduction continue à la partie inférieure d'un récipient de réaction disposé verticalement et maintenu à une température et sous une pression supérieures à la température et à la pression atmosphériques de minerai finement divisé, d'un agent de lixiviation pour les métaux désirés contenus dans le minerai et d'un courant de gaz
sous pression, agitation du mélange dans le récipient de réaction à l'aide du courant gazeux et création d'une dispersion de bulles gazeuses s'élevant de bas en haut à travers le récipient de réaction, réglage de l'écoulement ascendant de la solution, des solides et du gaz à travers le récipient
de réaction de manière à obtenir la vitesse d'extraction optimum des métaux, enlèvement à la partie supérieure du récipient de réaction des solides non dissous, du gaz et de la solution de lessivage contenant
les métaux dissous.
Les procédés hydrométallurgiques, ou procédés{métallurgiques
par voie humide d'extraction des métaux à partir du minerai sous l'action d'un solvant ou agent de lixiviation sont bien connus et largement utilisés. Jusqu'à présent, sauf dans la technique du lessivage du minerai par percolation, de tels procédés ont habituellement nécessité
la dispersion dans un récipient de réaction agité mécaniquement, d'une
boue de minerai finement pulvérisé et d'un solvant pour les métaux que
l'on désire extraire.
A la suite de récentes découvertes, l'utilisation des procédés
de métallurgie par voie humide est en train de s'étendre au traitement
des minerais traités autrefois par des procédés pyrométallurgiques.Ces récentes découvertes impliquent un lessivage du minerai à une température et sous une pression élevées et peuvent entraîner l'utilisation
de gaz sous pression qui participent aux réactions et grâce auxquelles
les métaux sont extraits de la matière première et sont dissous dans la solution de lessivage. Il est essentiel que la phase de lessivage ou lixiviation d'un tel procédé métallurgique par voie humide puisse être menée aussi rapidement que possible, tout en procurant une extraction maximum du métal ou des métaux présentant de l'intérêt, et une absorption efficace du gaz entrant dans la réaction, tout en ne nécessitant qu'
un minimum de mise en fonds et de frais de fonctionnement.
On a constaté que l'on peut utiliser pour la phase de lessivage des récipients de réaction classiques, tels que des autoclaves qui sont conçus pour fonctionner à des températures et sous des pressions supérieures à la température et à la pression atmosphériques, mais les résultats obtenus ne sont pas absoluments satisfaisants. Par exemple, les facteurs qui influent sur la vitesse et le rendement de l'extraction des métaux et
de leur transformation en sels solubles dans la solution de lessivage
sont la température, la pression, la surface de contact entre gaz et liquide, l'absorption du gaz par la solution et son transfert à travers
la couche liquide sur la surface de contact liquide-solide� ainsi que la vitesse et l'efficacité avec laquelle les surfaces des solides contenant les métaux absorbent les constituants actifs du gaz. Ainsi, la vitesse
et le rendement de l'extraction des métaux et de leur dissolution dans la solution de lessivage dépendent pour une grande part de l'agitation de la boue.
On ne rencontre aucune difficulté particulière pour obtenir
par agitation mécanique, dans un récipient relativement petit, une dispersion relativement uniforme des solides dans un liquide et une surface
de contact satisfaisante entre gaz et liquide et entre solide et liquide.
Toutefois, l'efficacité des récipients agités mécaniquement décroît au fur et à mesure que l'on augmente la dimension du récipient du fait d'une dif ficulté accrue pour obtenir une agitation active uniforme à travers la masse de la boue, et d'un accroissement des régions qui ne sont pas agitées, dont dépend l'extraction rapide, efficace et économique des métaux. D'autre part, la boue qui se trouve dans le récipient de réaction est souvent abrasive et peut être fortement corrôsive à la température et sous la pression
de fonctionnement, et ces caractéristiques créent d'importantes difficultés de fonctionnement, en particulier en ce qui concerne les agitateurs,
les supports de l'agitateur, les boîtes à étoupes et les joints d'étanchéité mécaniques.
Grâce à l'invention, on a constaté que l'on surmonte en grande partie les difficultés rencontrées pour conduire la phase de lessivage
dans un récipient sous pression classique, agité mécaniquement, en conduisant cette phase dans un récipient constitué par une tour disposée verticalement, dans laquelle la boue est agitée et les particules de la charge sont dispersées à travers le récipient par l'action d'un gaz injecté
scus pression à la base du dit récipient. Plus particulièrement, on charge dans une tour disposée verticalement, maintenue à une température et
sous une pression supérieures à la température et à la pression atmosphériques, du minerai et un solvant ou agent de lixiviation pour les métaux à récupérer. La tour est complètement remplie par une dispersion de bulles gazeuses et une boue formée de minerai finement pulvérisé et d'une solution de lessivage. On effectue l'agitation de la boue en amenant le
gaz à la partie inférieure de la tour et l'extraction des métaux résulte d'une réaction entre les particules du minerai, les éléments constitutifs
du gaz et la solution de lessivage. La vitesse de l'écoulement ascendant du mélange de gaz et de pâte à travers le récipient est réglée de manière à obtenir une surface d'interaction maximum entre liquide et gaz
et une agitation complète de la boue, grâce à laquelle on obtient une extraction efficace et économique des métaux à partir du minorai. Au fur
et à mesure que les métaux sont extraits de la matière première, les particules deviennent plus légères et sont entraînées vers le haut par le mouvement ascendant du mélange de gaz et de boue, tandis que les particules moins lessivées, qui sont plus lourdes, ont tendance à rester dans
la partie inférieure de la tour, en déterminant ainsi un effet de dépôt retardé grâce auquel on peut régler facilement et commander avec pécision
le degré d'extraction des métaux extraits de la matière première. On retire le gaz et la boue de la partie supérieure de la tour, tout gaz présent dans la boue est séparé de celle-ci et la boue constituée des solides non dissous et de la solution contenant des métaux dissous peut
être traitée pour la récupération de ceux-ci.
On comprendra facilement le procédé selon l'invention et son
mode de mise en oeuvre en se reportant à la description détaillée
qui suit, faite en se référant aux dessins annexés,sur lesquels : La figure 1 est une coupe longitudinale d'un récipient de ré-action en forme de tour propre à être utilisé dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, avec un dispositif auxiliaire représenté sous forme de schéma; La figure 2 représente une variante de l'invention dans laquelle on utilise une série de récipients de réaction en forme de tour; La figure 3 représente une autre variante dans laquelle on évacue le gaz au sommet de la tour et la boue en un point situé au-dessous du sommet; La figure 4 représente une autre variante dans laquelle on prévoit dans la tour un dispositif destiné à freiner la circulation en retour de la boue.
Sur les figures 2, 3 et 4, des chiffres de référence identiques affectés de divers indices se rapportent à des éléments identiques.
Le fonctionnement du procédé qui fait l'objet de la présente invention est décrit ci-après dans son application au traitement de concentrés de sulfures minéraux qui contiennent des métaux tels que le cuivre , le nickel et le cobalt. Un gaz contenant de l'oxygène, ou faisant office de gaz oxydant, tel que l'air, l'air enrichi d'oxygène ou l'oxygène mélangé ou non avec un gaz inerte, est utilisé comme moyen d'agitation, et l'oxygène qu'il contient sert à fournir au moins uns partie
de l'agent oxydant. La solution de lessivage ou de lixiviation est définie comme étant une solution d'ammoniaque concentrée de l'ordre d'une partie de NE à 28 % pour 1,5 partie d'eau environ. On ajoute une quantité d'eau suffisante pour obtenir une boue contenant 15 % ou moins jus-
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de solides par rapport à la solution étant fonction des métaux à extraire. Une concentration élevée en métaux nécessite habituellement une faible proportion de solides par rapport à la solution, et une faible concentration en métaux autorise une proportion plus élevée. On comprendra naturellement que l'on peut utiliser le procédé pour traiter d'autres types de minerais et concentrés minéraux, des métaux secondaires, des résidus métallurgiques et d'autres matières premières contenant des métaux;
la solution de lessivage peut être constituée par n'importe quel type d'agent de lixiviation organique.ou non, susceptible d'être un solvant pour les métaux à récupérer, et le gaz peut appartenir à tout type permettant d'agiter la boue et,si cela est nécessaire, susceptible de participer à la réaction grâce à laquelle les métaux sont extraits de la matière première et sont dissous dans la solution de lessivage .
Si l'on se reporte au mode de réalisation de l'invention de la Figure 1, on a représenté en 10 une tour verticale allongée, dont la base 11 affecte la forme d'un cône renversé. La tour est constituée ou simplement garnie d'une matière possédant la propriété de résister aux effets de corrosion et d'érosion du gaz et de la boue auxquels elle est exposée, et elle est conçue de manière à résister aux charges auxquelles elle est soumise. Par exemple, une tour constituée ou simplement garnie d ' acier doux convient pour le traitement à des températures et sous des pressions modérées de mélanges de pâtes alcalines en présence d'un gaz oxydant. Les boues comportant des pâtes acides peuvent exiger une tour constituée ou garnie d'un acier inoxydable, ou d'acier au titane, ou d'une autre matière, classique ou non, résistant aux acides.
Le gaz est introduit au sommet du cône renversé formant la
base de la tour. On peut introduire la solution de lessivage dans la tour avec le gaz, comme il est montré, ou bien à un niveau plus élevé. Le minerai finement pulvérisé, de préférence sous forme de boue, peut aussi être introduit à la base de la tour ou en un point situé au-dessus de
la dite base, comme il est montré en M.
Le gaz est rapidement adsorbé dès son contact avec les particules de minerai et ensuite, quelle que soit la concentration des éléments qui réagissent, il est adsorbé plus lentement au fur et à mesure que le lessivage se poursuit. En conséquence, on préfère avoir un écoulement de même sens pour le gaz et la boue et amener les particules en contact avec le gaz au point où les éléments qui réagissent sont à leur concentration maximum, c'est-à-dire dans la partie inférieure de la tour. On peut in'-troduire la boue à la partie supérieure d'une tour et la gaz à la partie inférieure si on le désire, le gaz et la-boue s'écoulent en sens inverses à travers la tour. Toutefois, il semble, que l'on obtienne les meilleurs résultats concernant le lessivage lorsque la boue et le gaz s'écoulent dans le même sens, depuis le bas jusqu'au sommet de la tour.
Les particules du minerai ont tendance à se déposer dans le cône renversé 11 formant la base de la tour et elles ont pour effet de briser le courant gazeux, de le transformer en une masse de bulles et de disperser ces dernières à travers toute la surface de la section transversale de la tour, à un point tel que le mélange qui se trouve dans la tour soit en fait une masse de bulles séparées par de légères parties de boue. L'intérieur de la tour se présente comme un mélange turbulent formé de quelques bulles gazeuses importantes (5cm et au-dessus) et de beaucoup
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ses semblent fournir l'agitation ou turbulence et les petites bulles gazeuses sont entraînées par les courants créés par les grosses bulles.
Si, dans les tours de grandes dimensions, on n'obtient pas une dispersion suffisante à l'aide des particules de minerai qui se déposent dans le cône formant la base, on peut introduire dans la tour des moyens de dispersion tels que ceux représentés sur la figure 4 et décrits
en détail ci-après. On peut aussi, si on le désire, ajouter à la boue, au-dessus de la partie inférieure de la tour, une quantité additionnelle d'air et/ou de solution de lessivage et/ou de minerai.
Le mélange de bulles gazeuses et de boue traverse la tour de
bas en haut, à une vitesse qui dépend de la vitesse à laquelle on charge le minerai, le gaz et la solution de lessivage. Les vitesses relatives de déplacement vers le haut des solides, de la solution et du gaz sont évidemment réglées et commandées de manière à réaliser une extraction maximum des métaux au cours de leur passage à travers la tour. Au fur et à mesure que les métaux sont extraits des particules de minerai, les particules deviennent plus légères et s'élèvent dans la colonneo Les particules plus lourdes s'élèvent plus lentement et sont retenues ainsi plus longtemps dans la colonne, ce qui permet l'extraction des métaux. Les métaux non ferreux tels que le zinc, le cuivre, le cobalt et le nickel sont rapidement extraits du minerai et dissous dans la solution de lessivage. Le
fer est transformé en hydrate ferrique insoluble et est contenu dans le résidu non dissous.
On enlève un mélange formé de gaz, de solution de lessivage et de particules de minerai lessivées ou partiellement lessivées à la partie supérieure de la tour, soit au sommet comme représenté sur les figures 1 et 2, soit en un point situé au-dessous du sommet, comme représenté
sur la Figure 3. Si l'opération de lessivage est accomplie dans une tour unique, on traite le mélange pour réaliser la séparation du gaz en on fait passer la boue dans un dispositif auxiliaire pour réaliser la séparation du résidu non dissous et la récupération des métaux. Si l'opération de lessivage n'est pas accomplie dans une tour unique, on fait passer le mélange à la base d'une seconde tour en on répète l'opération une nouvelle fois dans cette tour ou plusieurs fois dans une série de
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sé l'extraction des métaux dans la mesure désirée.
On a indiqué en 12 des chemises ou des serpentins de chauffage ou de refroidissement qui peuvent être nécessaires pour maintenir la température de la boue dans la tour dans une gamme située à l'intérieur de laquelle on obtient la vitesse et le rendement d'extraction les plus satisfaisants. L'extraction des métaux à partir des sulfures minéraux est une réaction habituellement exothermique, au moins dans les premières phases de la réaction, et il peut être nécessaire de refroidir au moins
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seconde tours comme montré sur les Figures 2 et 3 pour maintenir la température dans les limites désirées et, en conséquence, on refroidit les tours par des serpentins de refroidissement par exempleo Si on utilise une série de tours, il peut être nécessaire de refroidir les tours dans lesquelles ont lieu des réactions fortement exothermiques et de chauffer les tours suivantes dans lesquelles ont lieu des réactions moins exothermiques. L'extraction des métaux à partir de minerais et de concentrés oxydés, de résidus métallurgiques, de métaux secondaires et analogues sont des réactions endothermiques, et il peut être nécessaire de chauffer les tours par des serpentins ou manchons de chauffage par exemple.
On peut facilement déterminer les dimensions de la tour en tenant compte de la nature et des caractéristiques de la matière dont on
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déterminé, du degré d'agitation désiré et de la dispersion maximum des bulles gazeuses à travers le mélange depuis le fond jusqu'au sommet de
la touro On préfère évidemment, une tour cylindrique comme fournissant les résultats les plus satisfaisants. Le rapport de la hauteur
de la tour à son diamètre est fonction des propriétés particulières du minerai à traiter, de la réaction à accomplir et de la vitesse de réaction. Au fur et à mesure que l'on augmente la hauteur de la tour pour traiter des volumes plus importants de matière, il est nécessaire de disposer de pressions gazeuses plus élevées pour surmonter la pression statique de
la boue dans la tour. Au fur et à mesure que l'on augmente le diamètre de la tour, on peut rencontrer des difficultés pour maintenir une dispersion suffisante des bulles. gazeuses. Si l'on tient compte de ces facteurs, on a constaté que l'on obtient des résultats très satisfaisants avec des tours dont le rapport du diamètre à la hauteur varie dans une gamme comprise entre 1 à 200 jusqu'à 1 à 10 environ, le diamètre maximum étant de 3 mètres environ et la hauteur maximum étant de 50 mètres
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On retire de la partie supérieure de la tour, par l'intermédiaire de la conduite 16, un mélange de gaz et de boue que l'on dirige vers un dispositif de séparation de gaz et liquide, tel que les cyclones
17-18 par exemple,, On libère un mélange d'air et d'ammoniaque, qu'on retire des cyclones et qu'on peut renvoyer à la partie inférieure de la tour 11 pour le réutiliser : on peut aussi séparer par lavage le gaz,
par des moyens connus, de l'ammoniaque; qu'on renvoie pourle réutiliser, et on peut évacuer dans l'atmosphère l'air privé d'oxygène et pratiquement démarras se de l'ammoniaque.
Avant de traiter la boue pour récupérer les métaux, on peut
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de la solution par filtration dans un filtre 20 par exemple. En sortant du filtre 20, la solution est prête pour le traitement de récupération des métaux dissous. Le gâteau de filtre ou résidu après lavage à l'eau pour enlever la solution qui a été entraînée, peut être rejeté ou traité pour la récupération des métaux restants non dissous.
La variante de l'invention représentée sur la Figure 2 est relative au lessivage effectué dans plusieurs tours dont l'intérieur ne présente pas d'obstacle. On charge la solution de lessivage, le gaz et
les particules de minerai finement pulvérisées à la partie inférieure de la première tour 21; on retire du sommet de la première tour et on fait passer à la base de la seconde tour 22 un mélange de boue et de gaz; on le retire du sommet de la seconde tour et on le fait passer à la base de la troisième tour 23. On retire du sommet de la troisième tour le mélange formé de gaz, de solution de lessivage et de solides lessivés, on le fait passer dans les cyclones ' 24-25 et la boue qui en résulte est introduite dans le réservoir d'emmagasinage 26 et de là traverse le filtre 27, le filtrant se dirigeant vers le réservoir 28, comme il a été décrit ci-dessus. On a représenté le lessivage comme étant effectué dans trois tours, mais on peut utiliser plus ou moins de tours suivant les caractéristiques de lessivage du minerai à traiter.
Cette variante comporte l'avantage complémentaire de permettre l'utilisation de plusieurs tours pas très hautes au lieu d'une seule tour de grande hauteur.
La variante de l'invention représentée sur la Figure 3 convient particulièrement bien au traitement d'un minerai pour lequel il se produit un effet de flottage sélectif dans la tours Les particules de minerai qui possèdent des caractéristiques sélectives de flottage ont tendance à être entraînées vers le haut de la tour à une vitesse supérieure
à celle des autres particules, qui s'élèvent normalement dans la tour au fur et à mesure de l'extraction des métaux. On constate dans le traitement de telles matières que la boue qui se trouve au sommet de la tour peut contenir des particules dont les métaux ont été extraits à des degrés
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à l'opération de lessivage et contiennent encore un pourcentage relativement élevé de métaux que l'on peut encore extraire et d'autres particules qui ont été lessivées normalement. On a constaté que la boue que l'on enlève de la tour en un point situé au-dessous du niveau de ce mélange hétérogène contient des particules solides dont la teneur en métaux non extraits est relativement uniforme. On préfère ainsi retirer la boue en un point
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tion de lessivage, on règle la vitesse d'enlèvement de façon à maintenir un certain niveau au-dessus du point d'enlèvement, et seul le gaz est retiré du sommet de la tour. Ce procédé prpcure à la partie supérieure de la tour un temps de séjour suffisant pour que l'extraction^; des métaux à partir des particules ayant passé outre au processus normal s'effectue au même degré que pour des particules normalement lessivées. On peut ajouter le gaz retiré du sommet de la tour à la boue retirée d'un point inférieur et passer soit aux phases de traitement de la boue décrites ci-dessus, soit envoyer le mélange à la base de la tour suivante de la série de tours, comme représenté sur la Figure 3, jusqu'à ce que les métaux aient été extraits du minerai dans la mesure désirée.
Le mélange de gaz et de boue est retiré de la partie supérieure-de la dernière tour et on passe aux phases de traitement de la boue.
On a représenté sur la Figure 4 une variante de l'invention qui convient particulièrement pour la mise en oeuvre du procédé dans des tours élevées et pour le traitement du minerai présentant des caractéristiques sélectives de flottage, ou pour mener une réaction dans laquelle on désire trier les produits au fur et à mesure de la marche de la réaction.
On a représenté en 40 une tour analogue à la tour 10 représentée sur la Figure 1, avec cette différence que l'on dispose dans la tour
une série de cônes renversés 41 et 42, de préférence à égales distances
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partir du bas et le cône 42 est anxieux tiers'de cette hauteur à partir du bas. Chaque cône est assujetti sur sa périphérie à la paroi intérieure de la tour. On ménage une ouverture 43 ou 44 au sommet de chaque c8ne renversé, chaque ouverture ayant le même diamètre ou à peu près le même que celui de l'ouverture 45 ménagée dans le cône renversé 46 de la base de la tour.
En fonctionnement, on introduit le gaz par l'ouverture d'entrée
45 à la base de la tour et la solution de lessivage;:' et le minerai sont chargés comme dans la tour 100 Le mélange de boue et de gaz s'élève et traverse le premier compartiment en se dirigeant vers le sommet du cône renversé 41 et traverse l'ouverture 43 à une vitesse qui est à peu près la même que celle à laquelle on charge les matières dans la tour. Le mélange de .gaz et de boue traverse le compartiment 48 en se dirigeant vers l'ouverture 44 du sommet du cône renversé 42 qu'il franchit pour
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le compartiment 49 en se dirigeant vers la conduite d'évacuation 50 par laquelle le mélange est dirigé vers le traitement suivant.
La vitesse élevée du gaz dans les ouvertures 43 et 44 empêche tout écoulement en retour de la boue du compartiment 49 vers le compar-
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obtient un effet étage et on peut régler de manière précise la vitesse
de déplacement du gaz et de la boue à travers la tour de manière à obtenir une extraction maximum des métaux et une utilisation maximum du gaz. Cette variante de l'invention possède un avantage complémentaire important qui consiste en ce que le minerai possédant des caractéristiques sélectives de flottage a tendance à être bloqué dans les espaces compris sous les rebords formés par les cônes renversés 41 et 42 où il est soumis pour plus longtemps aux conditions de la réaction.
On explique dans les exemples suivants le fonctionnement du procédé selon l'invention. On utilise trois tours en série, comme repré-
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une hauteur de 9,84 mètres environ. On introduit l'air à la base de la première tour sous une pression comprise entre 7,5 et 9,0 atmosphères, environ. Il en résulte au sommet de la première tour une pression de 7,0 atmosphères environ, et au sommet de la troisième tour une pression de
5,5 atmosphères environ. L'air fournit le milieu d'agitation et procure
à la solution de lessivage l'oxygène nécessaire. Les bulles d'air ont
une vitesse ascendante comprise entre 25 et 45 cm par seconde dans le
sommet du cône et une vitesse comprise entre 5 et 25 cm par seconde, en moyenne 11 cm par seconde dans le diamètre complet de la tour. En fonction-
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le. On ajoute à la boue de l'ammoniaque en excès important par rapport
à la quantité nécessaire pour réagir avec les métaux à extraire du minerai. On ajoute à la boue de l'eau en quantité suffisante pour former une boue qui contient une proportion de solides comprise entre 14 % et 17 % environ.
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On remplit la tour de bulles gazeuses pour 30 % à 60 % de sa capacité environ, et de préférence pour 40 % à 45 % de sa capacité .
Exemple I-
On charge de manière continue à la base de la première tour, selon un débit compris entre 11 kg et 14 kg à l'heure environ, des concen-
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% de soufre, 31,03 % de fer, et 1,22 % de matière insoluble. On charge de manière continue de l'ammoniaque à un débit compris entre 16 kg et 19 kg à l'heure environ. On charge de l'eau en quantité suffisante pour obtenir une solution qui contienne une proportion de solides comprise entre 15 % et 18 % de solides environ. On introduit de l'air à la base de la tour sous une pression de 7,5 atmosphères environ selon un débit com-
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de température et de pression. On maintient la température de chaque tour <EMI ID=18.1>
% à 95,5 % du cuivre et 73,3 % à 78,2 % du soufre sont^extraits de la matière première et dissous dans la solution. Le fer est transformé en hydrate ferrique insoluble et est contenu dans le résidu non dissous. Il n'y a pratiquement pas de fer dissous dans la solution de lessivage.
Exemple IA-
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que l'on réduit le courant- d'air à 54 mètres cubes à l'heure. Le courant d'air réduit améliore l'extraction du cuivre et du soufre 'jusqu'à des valeurs comprises entre 93, 5 % et 95,3 % et 85,6 % à 87,7 % respectivement, avec une durée de séjour de dix heures environ.
Cette extraction, qui atteint jusqu'à 95,5 % du cuivre et 87,7 %-du soufre et dix heures, correspond à peu près à l'extraction obtenue en 16 heures lorsque les sulfures minéraux étaient lessivés sans des autoclaves agités mécaniquement.
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Un concentré de sulfure de cuivre contenant environ 29,7 % de cuivre, 1,25 % de nickel, 30 % de soufre et 30 % de fer, est lessivé à une
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suffisante pour fournir 100 grammes d'ammoniac libre par litre; on ajoute de l'eau en quantité suffisante pour obtenir un mélange pâteux qui
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viron 1900 mètres cubes à l'heure par mètre carré de section transversale, à une pression de 7,5 atmosphères environ. Avec un temps de séjour de dix heures environ, 97 % du cuivre, 85 % du nickel et 92,6 % de la quantité totale de soufre environ, sont extraits de la matière première et dissous dans la solution.
Exemple IIA-
On reproduit les conditions de l'exemple II, avec cette différence que l'on réduit le courant d'air à environ 1170 mètres cubes à l'heure par mètre carré de section transversale. On a constaté que 94,3 % du cuivre, 89 % du nickel et 94,5 % du soufre environ sont extraits de la matière première en douze heures environ et sont dissous dans la solution de lessivage.
Exemple III-
On lessive un concentré de sulfure de nickel contenant 11,8 % de nickel, 2 % de cuivre, 0,3 % de cobalt, 32 % de soufre, et 31 % de fer
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suffisante pour fournir environ 100 grammes d'ammoniac libre par litre. On ajoute de l'eau en quantité suffisante pour obtenir un mélange pâ-
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dans la première tour selon un débit de 1070 mètres cubes à l'heure par mètre carré de section transversale, à une pression de 7,5 atmosphères environ; à la fin d'un lessivage d'une durée de vingt heures environ,
94 % du nickel, 95,3 % du cuivre, 74 % environ du cobalt, et 88,1 % du soufre ont été extraits de la matière première et dissous dans la solution de lessivage.
Exemple IIIA-
On reproduit les conditions de l'exemple III, avec cette différence que l'on augmente le courant d'air jusqu'à 1200 mètres cubes à l'heu-re par mètre carre de section transversaleo On obtient les récupérations suivantes pour les durées de lessivages indiquées.
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Exemple IIIB-
On reproduit les condictions de l'exemple III, avec cette différence que l'on augmente le courant d'air jusqu'à 1330 mètres cubes à l'heure par mètre carré de section transversale. On récupère les quantités suivantes pour les durées de lessivage indiquées.
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Exemple IIIC-
On reproduit les conditions de l'exemple III, avec cette différence que l'on augmente le courant d'air jusqu'à 1450 mètres cubes à l'heure par mètre carré de section transversale. On récupère les quantités suivantes pour les durées de lessivage indiquées.
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Exemple IIID-
On reproduit les conditions de le-exemple III, avec cette différence que l'on augmente le courant d'air jusqu'à 1620 mètres cubes par heure par mètre carré de section transversale. On récupère les quantités suivantes pour les durées de lessivage indiquées.
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constate que l'on obtient l'extraction maximum du nickel et du cuivre en
8 heures environ. Le nickel et le cuivre dissous ont tendance à s'hydrolyser et à donner avec les particules d'oxyde ferrique des composés insolubles au fur et à masure que l'on augmente la durée du lessivage pour augmenter l'extraction du soufreo
Il est évident que le procédé est très souple et que l'on peut
le modifier aisément pour traiter différents types de minerai. Par exemple, on peut aisément adapter le procécé à l'extraction en deux étapes
des métaux à partir du minerai, en mélangeant du minerai frais à la solution de lessivage contenant des métaux dissous provenant d'une opération de lessivage antérieure et en le chargeant dans une tour du type décrit ci-dessus. La boue retirée de cette tour est filtrée après séparation du gaz. Le filtrat, pu solution de lessivage clarifiée est traité pour séparer et récupérer les métaux dissous. On charge le gâteau de filtre dans une secondes tour dans laquelle il est lessivé avec un agent de lixiviation frais pour l'extraction des métaux qui restent. On filtre la boue provenant de la seconde tour, après séparation du gaz. On
fait passer le filtrat contenant les métaux dissous vers la première tour
et le gâteau de filtre peut être éliminé du circuit.
Le procédé décrit dans la présente invention présente un certain nombre d'avantages très importants par rapport aux procédés classiques de lessivage conduits dans des récipients de réaction agités mécaniquement. Le coût des tours de lessivage peut être comparé favorablement à celui des récipients classiques conçus pour traiter des volumes comparables de boue. On économise aussi une mise de fonds importante du fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des dispositifs d'agitation mécaniques. On supprime
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frais de fonctionnement de tels dispositifs d'agitation mécaniques exposés aux boues corrosives et érosives dans des récipients '
de réaction fermés à des températures et sous des pressions élevées, ainsi que l'installation et l'entretien des portées, des boites à étoupe
et des joints nécessaires qui sont subordonnés à de tels dispositifs. De plus, l'opération de lessivage est conduite en un temps beaucoup plus court et on obtient des récupérations beaucoup plus élevées que celles qu'il est possible d'avoir dans des récipients de réaction classiques, agités mécaniquement.
On comprendra évidemment que, bien qu'on ait utilisé pour expliquer le fonctionnement du procédé le traitement de sulfures minéraux par une solution de lessivage ammoniacale en présence d'un gaz oxydant,
on peut utilise* le procédé sur d'autres types de minerais avec d'autres solvants ou agents de lixiviation acides, basiques ou neutres, convenables pour les métaux à extraire, et d'autres gaz convenables qui contiennent des éléments constitutifs qui prennent part à la réaction de lessivage ou sont inertes par rapport à elle et que l'on utilise comme milieux d'agitation.
The present invention relates to an extraction process
of metals from ore. According to the invention, the process for extracting metals from ore; generally comprises the following operations: continuous introduction into the lower part of a reaction vessel arranged vertically and maintained at a temperature and pressure above the atmospheric temperature and pressure of finely divided ore, of a leaching agent for the desired metals contained in the ore and a gas stream
under pressure, stirring the mixture in the reaction vessel using the gas stream and creating a dispersion of gas bubbles rising from bottom to top through the reaction vessel, adjusting the upward flow of the solution , solids and gas through the container
reaction so as to obtain the optimum rate of metal extraction, removing at the top of the reaction vessel undissolved solids, gas and the leaching solution containing
dissolved metals.
Hydrometallurgical processes, or {metallurgical processes
Wet extraction of metals from ore under the action of a solvent or leaching agent are well known and widely used. Heretofore, except in the technique of percolating ore leaching, such methods have usually required
dispersing in a mechanically stirred reaction vessel, of a
finely pulverized ore slurry and a solvent for metals that
we want to extract.
Following recent discoveries, the use of
of wet metallurgy is expanding to processing
ores once treated by pyrometallurgical processes These recent findings involve leaching of the ore at high temperature and pressure and may result in the use
of pressurized gases which participate in the reactions and thanks to which
the metals are extracted from the raw material and are dissolved in the leaching solution. It is essential that the leaching or leaching phase of such a wet metallurgical process can be carried out as quickly as possible, while providing maximum extraction of the metal or metals of interest, and efficient absorption of the gas. entering the reaction, while requiring only
minimum investment and running costs.
It has been found that conventional reaction vessels, such as autoclaves which are designed to operate at temperatures and pressures above atmospheric temperature and pressure, can be used for the leaching phase, but the results obtained are not absolutely satisfactory. For example, factors that affect the speed and efficiency of metal mining and
of their transformation into soluble salts in the leaching solution
are the temperature, the pressure, the contact surface between gas and liquid, the absorption of gas by the solution and its transfer through
the liquid layer on the liquid-solid contact surface � as well as the rate and efficiency with which the surfaces of solids containing metals absorb the active constituents of the gas. So the speed
and the efficiency of extracting the metals and dissolving them in the leach solution depends largely on the agitation of the sludge.
We do not encounter any particular difficulty in obtaining
by mechanical agitation, in a relatively small vessel, a relatively uniform dispersion of solids in a liquid and a surface
of contact between gas and liquid and between solid and liquid.
However, the efficiency of mechanically agitated vessels decreases as the size of the vessel is increased due to increased difficulty in obtaining uniform active agitation through the mass of the sludge, and a greater difficulty. increase in areas that are not agitated, on which the rapid, efficient and economical extraction of metals depends. On the other hand, the slurry in the reaction vessel is often abrasive and can be highly corrosive to temperature and pressure.
of operation, and these characteristics create significant operating difficulties, in particular with regard to agitators,
agitator supports, stuffing boxes and mechanical seals.
Thanks to the invention, it has been found that the difficulties encountered in carrying out the washing phase are largely overcome.
in a conventional pressure vessel, mechanically stirred, conducting this phase in a vessel consisting of a tower arranged vertically, in which the sludge is stirred and the particles of the charge are dispersed through the vessel by the action of a gas injected
scus pressure at the base of said container. More particularly, one charges in a tower arranged vertically, maintained at a temperature and
under pressure above atmospheric temperature and pressure, ore and a solvent or leaching agent for the metals to be recovered. The tower is completely filled with a dispersion of gas bubbles and a slurry formed from finely pulverized ore and leaching solution. The mud is stirred by bringing the
gas at the bottom of the tower and metal extraction results from a reaction between the particles of the ore, the constituent parts
gas and leach solution. The speed of the upward flow of the mixture of gas and paste through the container is regulated so as to obtain a maximum surface of interaction between liquid and gas
and complete agitation of the slurry, whereby efficient and economical extraction of metals from the minorai is obtained. As
and as the metals are extracted from the raw material, the particles become lighter and are carried upwards by the upward movement of the gas and sludge mixture, while the less leached particles, which are heavier, tend to stay in
the lower part of the tower, thus determining a delayed deposition effect thanks to which one can easily adjust and control with precision
the degree of extraction of metals extracted from the raw material. The gas and sludge is removed from the top of the tower, any gas present in the sludge is separated from it and the sludge consisting of the undissolved solids and the solution containing dissolved metals can
be treated for the recovery of these.
The process according to the invention and its
mode of implementation with reference to the detailed description
which follows, made with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a longitudinal section of a reaction vessel in the form of a tower suitable for use in the implementation of the method according to the invention, with an auxiliary device shown in diagram form; FIG. 2 represents a variant of the invention in which a series of reaction vessels in the form of a tower is used; FIG. 3 shows another variant in which the gas is evacuated at the top of the tower and the mud at a point situated below the top; FIG. 4 shows another variant in which a device intended to slow the return circulation of the mud is provided in the tower.
In Figures 2, 3 and 4, like reference numerals assigned various indices refer to like elements.
The operation of the process which is the subject of the present invention is described below in its application to the treatment of concentrates of inorganic sulphides which contain metals such as copper, nickel and cobalt. A gas containing oxygen, or acting as an oxidizing gas, such as air, oxygen enriched air or oxygen mixed or not with an inert gas, is used as the agitation medium, and the the oxygen it contains serves to supply at least some
oxidizing agent. The leaching or leaching solution is defined as being a concentrated ammonia solution of the order of one part NE at 28% to approximately 1.5 parts of water. A sufficient quantity of water is added to obtain a sludge containing 15% or less up to
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solids relative to the solution depending on the metals to be extracted. A high concentration of metals usually requires a low proportion of solids to the solution, and a low concentration of metals allows a higher proportion. It will of course be understood that the process can be used to treat other types of ores and mineral concentrates, secondary metals, metallurgical residues and other raw materials containing metals;
the leaching solution can be constituted by any type of organic leaching agent. or not, capable of being a solvent for the metals to be recovered, and the gas can belong to any type allowing the sludge to be stirred and , if necessary, capable of taking part in the reaction by which the metals are extracted from the raw material and are dissolved in the leaching solution.
Referring to the embodiment of the invention of Figure 1, there is shown at 10 an elongated vertical tower, the base 11 of which takes the form of an inverted cone. The tower is made or simply lined with a material having the property of resisting the effects of corrosion and erosion of the gas and mud to which it is exposed, and it is designed to withstand the loads to which it is subjected. For example, a tower made or simply lined with mild steel is suitable for the treatment at moderate temperatures and pressures of alkaline pulp mixes in the presence of an oxidizing gas. Slurries comprising acid pastes may require a tower made of or lined with stainless steel, or titanium steel, or other material, conventional or otherwise, resistant to acids.
The gas is introduced at the top of the inverted cone forming the
base of the tower. The leach solution can be introduced into the tower with the gas, as shown, or at a higher level. Finely pulverized ore, preferably in slurry form, can also be introduced at the base of the tower or at a point above
said base, as shown in M.
The gas is rapidly adsorbed upon contact with the ore particles and then, regardless of the concentration of the reacting elements, it adsorbs more slowly as leaching continues. Consequently, it is preferred to have a flow in the same direction for the gas and the mud and to bring the particles in contact with the gas to the point where the elements which react are at their maximum concentration, that is to say in the lower part. of the tower. Mud can be introduced at the top of a tower and gas at the bottom if desired, gas and mud flow in opposite directions through the tower. However, it appears that the best leaching results are obtained when the mud and gas flow in the same direction from the bottom to the top of the tower.
The particles of the ore tend to settle in the inverted cone 11 forming the base of the tower and they have the effect of breaking up the gas stream, transforming it into a mass of bubbles and dispersing them throughout the surface of the gas. the cross-section of the tower, to such an extent that the mixture in the tower is in fact a mass of bubbles separated by light parts of mud. The interior of the tower appears as a turbulent mixture formed of a few large gas bubbles (5cm and above) and many
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its seem to provide agitation or turbulence and the small gas bubbles are carried away by the currents created by the large bubbles.
If, in the towers of large dimensions, one does not obtain a sufficient dispersion using the ore particles which are deposited in the cone forming the base, one can introduce into the tower means of dispersion such as those shown on figure 4 and described
in detail below. It is also possible, if desired, to add to the sludge, above the lower part of the tower, an additional quantity of air and / or leaching solution and / or ore.
The mixture of carbonated bubbles and mud flows through the tower
bottom to top, at a rate that depends on the rate at which the ore, gas and leach solution are loaded. The relative speeds of upward movement of the solids, solution and gas are, of course, regulated and controlled so as to achieve maximum extraction of the metals as they pass through the tower. As the metals are extracted from the ore particles, the particles become lighter and rise in the column o The heavier particles rise more slowly and are thus retained in the column for a longer time, allowing the 'metal extraction. Non-ferrous metals such as zinc, copper, cobalt and nickel are quickly extracted from the ore and dissolved in the leaching solution. The
iron is transformed into insoluble ferric hydrate and is contained in the undissolved residue.
A mixture formed of gas, leaching solution and leached or partially leached ore particles is removed from the upper part of the tower, either at the top as shown in Figures 1 and 2, or at a point below the tower. vertex, as shown
in Figure 3. If the leaching operation is carried out in a single tower, the mixture is treated to achieve gas separation by passing the sludge through an auxiliary device to perform separation of the undissolved residue and recovery of gas. metals. If the leaching operation is not performed in a single tower, the mixture is passed through the base of a second tower, repeating the operation again in this tower or several times in a series of
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se metal extraction to the desired extent.
Heating or cooling jackets or coils have been indicated at 12 which may be necessary to maintain the temperature of the slurry in the tower within a range within which the most efficient extraction speed and efficiency is obtained. more satisfying. Extraction of metals from inorganic sulphides is a usually exothermic reaction, at least in the early stages of the reaction, and it may be necessary to cool at least
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second towers as shown in Figures 2 and 3 to keep the temperature within the desired limits and, accordingly, the towers are cooled by cooling coils for example o If a series of towers are used, it may be necessary to cool the towers in which strongly exothermic reactions take place and to heat the following towers in which less exothermic reactions take place. The extraction of metals from oxidized ores and concentrates, metallurgical residues, secondary metals and the like are endothermic reactions, and it may be necessary to heat the towers by heating coils or sleeves for example.
The dimensions of the tower can easily be determined by taking into account the nature and characteristics of the material from which
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determined, the degree of agitation desired and the maximum dispersion of gas bubbles through the mixture from the bottom to the top of
the tower Obviously, a cylindrical tower is preferred as providing the most satisfactory results. The height ratio
The diameter of the tower depends on the particular properties of the ore to be processed, the reaction to be carried out and the reaction speed. As the height of the tower is increased to process larger volumes of material, it is necessary to have higher gas pressures to overcome the static pressure of
mud in the tower. As the diameter of the tower is increased, it may be difficult to maintain sufficient dispersion of the bubbles. carbonated. If these factors are taken into account, it has been found that very satisfactory results are obtained with lathes whose diameter to height ratio varies in a range from 1 to 200 up to approximately 1 to 10, the maximum diameter being approximately 3 meters and the maximum height being 50 meters
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Is removed from the upper part of the tower, via line 16, a mixture of gas and sludge which is directed to a gas and liquid separation device, such as cyclones
17-18 for example ,, A mixture of air and ammonia is released, which is removed from the cyclones and which can be returned to the lower part of tower 11 for reuse: one can also separate by washing the gas,
by known means, ammonia; we return it for reuse, and we can evacuate the oxygen-deprived air into the atmosphere and practically start ammonia.
Before treating the sludge to recover metals, we can
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of the solution by filtration in a filter 20 for example. On leaving the filter 20, the solution is ready for the treatment to recover the dissolved metals. The filter cake or residue after washing with water to remove the solution which has been entrained, can be discarded or processed for the recovery of the remaining undissolved metals.
The variant of the invention shown in Figure 2 relates to the washing carried out in several towers whose interior does not present any obstacle. Load the leach solution, gas and
the finely pulverized ore particles at the lower part of the first tower 21; removing from the top of the first tower and passing through the base of the second tower 22 a mixture of mud and gas; it is removed from the top of the second tower and passed through the base of the third tower 23. The mixture of gas, leach solution and leached solids is removed from the top of the third tower, and is passed through in cyclones 24-25 and the resulting sludge is introduced into storage tank 26 and from there passes through filter 27, the filter going to tank 28, as described above. The leaching has been shown as being carried out in three turns, but more or less turns can be used depending on the leaching characteristics of the ore to be treated.
This variant has the additional advantage of allowing the use of several not very high towers instead of a single high tower.
The variant of the invention shown in Figure 3 is particularly suitable for processing an ore for which there is a selective floating effect in the tower. Ore particles which have selective floating characteristics tend to be entrained towards the top of the tower at a higher speed
to that of other particles, which normally rise in the tower as the metals are extracted. It is observed in the treatment of such materials that the sludge which is at the top of the tower may contain particles whose metals have been extracted to varying degrees
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during the leaching operation and still contain a relatively high percentage of metals which can still be extracted and other particles which have been leached normally. It has been found that the sludge which is removed from the tower at a point below the level of this heterogeneous mixture contains solid particles whose content of unextracted metals is relatively uniform. We prefer to remove the mud at one point
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Leaching operation, the removal speed is adjusted to maintain a certain level above the removal point, and only gas is removed from the top of the tower. This process gives the upper part of the tower sufficient residence time for the extraction to take place. of metals from particles that bypassed the normal process occurs to the same degree as for normally leached particles. The gas withdrawn from the top of the tower can be added to the sludge removed from a lower point and either proceed to the sludge treatment phases described above or send the mixture to the base of the next tower in the series of turns, as shown in Figure 3, until the metals have been extracted from the ore to the desired extent.
The mixture of gas and sludge is withdrawn from the upper part of the last tower and one proceeds to the stages of treatment of the sludge.
There is shown in Figure 4 a variant of the invention which is particularly suitable for carrying out the process in high towers and for treating ore having selective floating characteristics, or for carrying out a reaction in which it is desired to sort. the products as the reaction proceeds.
There is shown at 40 a tower similar to the tower 10 shown in Figure 1, with this difference that we have in the tower
a series of inverted cones 41 and 42, preferably at equal distances
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from the bottom and the cone 42 is anxious third of that height from the bottom. Each cone is attached on its periphery to the interior wall of the tower. An opening 43 or 44 is provided at the top of each inverted cone, each opening having the same diameter or approximately the same as that of the opening 45 made in the inverted cone 46 of the base of the tower.
In operation, the gas is introduced through the inlet opening
45 at the base of the tower and the leaching solution ;: 'and the ore are loaded as in the tower 100 The mixture of mud and gas rises and passes through the first compartment heading towards the top of the inverted cone 41 and passes through opening 43 at a speed which is about the same as that at which the material is loaded into the tower. The mixture of gas and mud passes through compartment 48 heading towards the opening 44 of the top of the inverted cone 42 which it passes through to
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the compartment 49 heading towards the discharge pipe 50 through which the mixture is directed to the next treatment.
The high gas velocity in the openings 43 and 44 prevents any back flow of sludge from compartment 49 to the comparator.
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obtains a stage effect and you can precisely adjust the speed
movement of gas and slurry through the tower to achieve maximum metal extraction and maximum gas utilization. This variant of the invention has an important complementary advantage which consists in that the ore having selective floating characteristics tends to be blocked in the spaces included under the edges formed by the inverted cones 41 and 42 where it is subjected for more a long time under reaction conditions.
The operation of the process according to the invention is explained in the following examples. Three turns are used in series, as shown
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a height of approximately 9.84 meters. Air is introduced at the base of the first tower at a pressure of between 7.5 and 9.0 atmospheres, approximately. This results in at the top of the first tower a pressure of about 7.0 atmospheres, and at the top of the third tower a pressure of
5.5 atmospheres approx. The air provides the agitation medium and provides
the necessary oxygen to the leaching solution. Air bubbles have
an ascending speed of between 25 and 45 cm per second in the
top of the cone and a speed between 5 and 25 cm per second, averaging 11 cm per second in the full diameter of the tower. In function-
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the. Ammonia is added to the sludge in large excess relative to
to the amount needed to react with the metals to be extracted from the ore. Sufficient water is added to the sludge to form a slurry which contains a solids proportion of between about 14% and 17%.
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The tower is filled with gas bubbles for about 30% to 60% of its capacity, and preferably for 40% to 45% of its capacity.
Example I-
Concentrates are continuously loaded at the base of the first tower, at a rate of between 11 kg and 14 kg per hour approximately.
<EMI ID = 16.1>
% sulfur, 31.03% iron, and 1.22% insoluble matter. Ammonia is continuously charged at a rate of between about 16 kg and 19 kg per hour. Sufficient water is charged to obtain a solution which contains a proportion of solids of between 15% and 18% solids approximately. Air is introduced at the base of the tower at a pressure of approximately 7.5 atmospheres at a rate of
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temperature and pressure. The temperature of each tower is maintained <EMI ID = 18.1>
95.5% of the copper and 73.3% to 78.2% of the sulfur are extracted from the raw material and dissolved in the solution. The iron is transformed into insoluble ferric hydrate and is contained in the undissolved residue. There is virtually no dissolved iron in the leaching solution.
Example IA-
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that the air flow is reduced to 54 cubic meters per hour. The reduced air stream improves the extraction of copper and sulfur to values between 93.5% and 95.3% and 85.6% to 87.7% respectively, with a residence time of about ten o'clock.
This extraction, which reaches up to 95.5% of the copper and 87.7% of the sulfur and ten hours, corresponds roughly to the extraction obtained in 16 hours when the mineral sulphides were leached without mechanically agitated autoclaves.
<EMI ID = 20.1>
A copper sulphide concentrate containing approximately 29.7% copper, 1.25% nickel, 30% sulfur and 30% iron, is leached at a
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sufficient to provide 100 grams of free ammonia per liter; sufficient water is added to obtain a pasty mixture which
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about 1900 cubic meters per hour per square meter of cross section, at a pressure of about 7.5 atmospheres. With a residence time of approximately ten hours, 97% of the copper, 85% of the nickel and 92.6% of the total amount of sulfur approximately, are extracted from the raw material and dissolved in the solution.
Example IIA-
The conditions of Example II are reproduced, with the difference that the air flow is reduced to approximately 1170 cubic meters per hour per square meter of cross section. It has been found that about 94.3% of the copper, 89% of the nickel and 94.5% of the sulfur are removed from the raw material in about twelve hours and are dissolved in the leaching solution.
Example III-
A nickel sulphide concentrate containing 11.8% nickel, 2% copper, 0.3% cobalt, 32% sulfur, and 31% iron is leached
<EMI ID = 23.1>
sufficient to provide about 100 grams of free ammonia per liter. Sufficient water is added to obtain a pale mixture.
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in the first tower at a flow rate of 1070 cubic meters per hour per square meter of cross section, at a pressure of approximately 7.5 atmospheres; at the end of a wash cycle lasting approximately twenty hours,
94% of the nickel, 95.3% of the copper, about 74% of the cobalt, and 88.1% of the sulfur were extracted from the raw material and dissolved in the leaching solution.
Example IIIA-
The conditions of Example III are reproduced, with the difference that the air flow is increased up to 1200 cubic meters per hour per square meter of cross-section. The following recoveries are obtained for the durations of leaches indicated.
<EMI ID = 25.1>
Example IIIB-
The condictions of Example III are reproduced, with the difference that the air flow is increased up to 1330 cubic meters per hour per square meter of cross section. The following quantities are recovered for the indicated leaching times.
<EMI ID = 26.1>
Example IIIC-
The conditions of Example III are reproduced, with the difference that the air flow is increased up to 1450 cubic meters per hour per square meter of cross section. The following quantities are recovered for the indicated leaching times.
<EMI ID = 27.1>
Example IIID-
The conditions of Example III are reproduced, with the difference that the air flow is increased up to 1620 cubic meters per hour per square meter of cross section. The following quantities are recovered for the indicated leaching times.
<EMI ID = 28.1>
notes that the maximum extraction of nickel and copper is obtained by
8 hours approximately. Nickel and dissolved copper tend to hydrolyze and give, with the particles of ferric oxide, insoluble compounds as the leaching time is increased to increase the extraction of sulfur.
It is obvious that the process is very flexible and that we can
easily modify it to process different types of ore. For example, one can easily adapt the process to the two-step extraction
metals from the ore, by mixing fresh ore with the leach solution containing dissolved metals from a previous leaching operation and charging it into a tower of the type described above. The sludge removed from this tower is filtered after separation of the gas. The filtrate, or clarified leaching solution is treated to separate and recover the dissolved metals. The filter cake is loaded into a second tower in which it is leached with fresh leaching agent to extract the remaining metals. The sludge from the second tower is filtered after separation of the gas. We
passes the filtrate containing the dissolved metals to the first tower
and the filter cake can be removed from the circuit.
The process described in the present invention has a number of very important advantages over conventional leaching processes carried out in mechanically stirred reaction vessels. The cost of wash towers can be compared favorably to that of conventional vessels designed to handle comparable volumes of sludge. It also saves a large capital outlay because it is not necessary to provide mechanical stirring devices. We delete
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operating costs of such mechanical stirring devices exposed to corrosive and erosive sludge in vessels'
reaction vessels closed at high temperatures and pressures, as well as installation and maintenance of scopes, stuffing boxes
and necessary seals which are subordinate to such devices. In addition, the leaching operation is carried out in a much shorter time and much higher recoveries are obtained than can be had in conventional, mechanically stirred reaction vessels.
It will obviously be understood that, although the treatment of inorganic sulphides with an ammoniacal leaching solution in the presence of an oxidizing gas has been used to explain the operation of the process,
the process can be used on other types of ores together with other solvents or acidic, basic or neutral leaching agents suitable for the metals to be extracted, and other suitable gases which contain constituent elements which take part in leaching reaction or are inert to it and used as agitation media.