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Publication number: BE541143A
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Description


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  Procédé d'obtention, de métaux, et plus particulièrement de cuivre, à partir de substances en contenant. 



   La présenta invention est relative   à   un procédé d'obtention de métaux et plus particulièrement de cuivre, à partir de substances en   contenant,dans   lequel on fait passer sur ces substances un courant de gaz chlorurants et autres gaz, pour transformer les métaux en chlorures métalliques volatils 
Suivant la présente invention, la matière première est chauffée dans un récipient à une température   approximative-   ment égale à la température de chloruration, et est ensuite transportée sans les gaz de chauffage dans un autre récipient 

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 dans lequel elle est soumise à l'action d'un courant gazeux consistant en gaz chlorurants et autres   gaz(dénommés"gaz   porteurs" ci-après) pour former des chlorures métalliques,

   la quantité de gaz porteurs utilisée étant telle que la tension partielle du mélange de chlorures métalliques vaporisés soit égale,ou aussi voisine que possible,de la tension maximum du dit mélange   .de   chlorures à la température à laquelle la chloruration a lieu. 



   Si un seul chlorure métallique est volatilisé, ou bien s'il est volatilisé de manière tellement prédominante qu'il puisse être considéré comme étant seul présent, la quantité de gaz porteurs est choisie de telle manière que la tension de vapeur du dit chlorure métallique soit autant que possible égale à la tension de saturation du dit chlorure à la tempéra- ture à laquelle la chloruration a lieu. 



   En séparant la phase'chauffage de la phase volatilisation, c'est-à-dire en évitant de mélanger les gaz de chauffage avec les gaz porteurs, il est possible d'obtenir une concentration du mélange de chlorures ou de   l'ur   des chlorures métalliques dans les gaz porteurs égal à, ou approximativement égal à la température à laquelle la chloruration a lieu. 



     --La   quantitéde gaz porteurs employée est très faible - par rapport à la quantité de gaz de chauffage requis pour amener la matière première à la température de chloruration. 



  Il est ainsi possible de contrôler aussi bien la température' que la quantité des gaz porteurs d'une manière très'simple. 



     Il   peut être avantageux dans le cas de la chloruration simultanée de différents métaux de pouvoir bloquer un ou plusieurs de ceux-ci dans la gangue. Cela peut se faire en ajoutant aux gaz porteurs des,gaz ou vapeurs réactionnels      appropriés. Par exemple on peut bloquer efficacement dans la gangue le fer et l'aluminium par la présence en quanatité 

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 suffisante de vapeur d'eau dans le courant des gaz porteurs. 



   Après l'opération de   chloruration,   le ou les chlorures métalliques vaporisés qui sont mélangés aux gaz porteurs peuvent être condensés, en tout ou en partie, par reforidsse- ment. Si plusieurs chlorures métalliques volatilisés sont présents, on en effectue une séparation par condensation fractionnée ou bien alternativement les chlorures métalliques sont condensés ensemble et séparés   ensuite¯par   distillation fractionnée. La phase de la distillation peut également être employée pour séparer les chlorures métalliques volatils des particules solides qui peuvent avoir été balayées avec le courant gazeux pendant la phase de chloruration. 



   Il est connu que les chlorures métalliques peuvent être réduits au moyen d'hydrogène pour obtenir du métal à ltétat libre et de l'acide chlorhydrique. 



   Selon un trait caractéristique de la présente invention, on peut faire réagir le ou les chlorures métalliques, à   l'état   liquide ou gazeux, avec de l'hydrogène, pour produire du métal libre et de l'acide chlorhydrique, ce dernier étant envoyé pour agir sur la matière chauffée dans la phase de   chloruration,   
L'hydrogène peut être employé à l'état atomique. 



   La matière première peut être soumise à une préparation soit avant, soit après l'opération de chauffage, avant le traitement de volatilisation. On peut ajouter des substances produisant   ou   libérant des gaz chlorurants pour compenser les pertes qui se sont produites pendant le traitement. 



   L'invention permet de réaliser un procédé en cycle fermé qui est fort avantageux ; on peut obtenir du métal libre presque par voie sèche à l'aide d'approvisionnements presque réduits au combustible. 



   L'invention sera maintenant décrite en se reportant 

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 à un exemple spécifique, et aux dessins ci-joints qui montrent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention. 



   Exemple. 



   On a traité un minerai de cuivre ayant, sur sec, la composition suivante : 
Silice ,: 70% 
Fer 4% 
Alumine 8% 
Chaux : 4% 
Magnésie 2% 
Cuivre 1,5% 
Phosphore .: 2% 
Perte au feu:   ..6 %     ......   



   Sodium, Potassium,   Chlore,     Arsenic ;     2,   
Température d'agglutination du minerai ; 960 C. 



   Une certaine quantité de chlorure de sodium est ajoutée au minerai et le mélange est introduit dans l'appareil de chauffage en 1 par l'intermédiaire de la trémie 2 et du distributeur 3. 



   Le brûleur 6 est alimenté en combustible par la canalisa... tion 8 dont le débit est réglé par le débitmètre 10. 



     L'air   de combustion est amené par la canalisation 9 et sont débit   est ... réglé   par le débitmètre 11 de façon à maintenir dans l'appareil de chauffage une atmosphère légèrement oxydant en vue d'éviter les pertes de.cuivre par volatilisation sous forme de chlorures qui s'échapperaient avec les gaz de combus- tion 4 ou par fixation dans la gangue sous forme de métal réduit. 



   La quantité de combustible est réglée de façon à porter la température du minerai à   90000     lorsqu'il quitte   l'enceinte de chauffage parla trémie 7. Le combustible utilisé peut être du gaz, de l'huile ou du charbon pulvérisé. 



    @     .La   masse ainsi chauffée à 900 C est introduite dans une chambre de réaction 12 où elle est soumise à l'action d'un 

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 mélange de gaz chlorurants et de gaz porteurs, débité par le brûleur 14 à travers la chambre de mélange 13.

   Ce mélange gazeux, qui maintient la température du minerai dans la chambre de réaction 12 à   900 C,   est composé : a) d'acide chlorhydrique gazeux amené par la canalisation 19. b) d'une partie des vapeurs et gaz non condensés s'échappant , du condenseur 25 et ramenés dans le circuit par la canali- sation 20. c) des gaz provenant de la combustion par de l'air, amené par la canalisation 15 en quantité contrôlée par le débitmètre 
18, d'un combustible liquide ou gazeux amené par la canalisa- tion 16 en quantité contrôlée par le débitmètre 17. d) de vapeur d'eau amenée par la canalisation 23 de façon à fixer dans le résidu, sous forme de leurs oxydes, le fer et l'aluminium contenus'dans le minerai. 



   A sa sortie de la chambre de chloruration 12 le minerai décuivré passe à travers un générateur de vapeur 33 où il cède sa chaleur et est évacué en   44.   Ce générateur de vapeur, alimenté en eau par la   canalisation   34, fournit de la vapeur 21 qui est utilisée dans le cycle 23-ou qui peut être employée à d'autres usages 22: 
Les gaz chargés de chlorure cuivreux sortant de la chambre de chloruration 12 par la canalisation 24 sont amenés dans le condenseur 25. 



   L'opération de chloruration est conduite de façon que la pression partielle du chlorure cuivreux dans le courant de gaz porteurs soit de 65 millimètres de mercure et cela est réalisé en faisant débiter par le brûleur 14 la quantité de gaz porteurs qui est requise à cet effet. En agissant sur la composition et la¯température des gaz porteurs il est possible de compenser les pertes de chaleur par radiation ainsi que les gains ou pertes de chaleur dûs aux réactions. 

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   La condensation s'opère dans le condenseur 25 qui est refroidi de manière que la température s'y maintienne à 600 C. 



   La tension de vapeur du chlorure cuivreux à cette température est inférieure à 3 millimètres de mercure. Le chlorure d'arsenic n'est pas condensé à cette température. 



   Le chlorure cuivreux condensé qui est souillé par de la poussière du minerai est débarrassé de cette poussière dans l'épurateur 26 puis est amené par la canalisation 27 dans le four de réduction 28. 



   Le courant gazeux quittant le condenseur 25 contient de l'azote, de l'anhydride carbonique, de la vapeur   d'eau,   du chlore, de l'acide chlorhydrique, du chlorure cuivreux et des chlorures volatils. Ce courant gazeux est envoyé par la canalisation 20 vers le   brûleur 14   pour être réutilisé dans le cycle opératoire. Les gaz restants sont envoyés par la canalisation 32 dans la tour 38 où, par lavage, ils sont débarrassés de leurs constituants solubles et sont ensuite évacués à l'atmosphère par l'exhausteur 35. La tour de lavage est arrosée en court-circuit par des saumures acides, recueillies au bas de la tour dans le réservoir 39 que la pompe 40 renvoie par la canalisation 37 au sommet de la tour. 



  Les matières insolubles sont évacuées périodiquement, sous forme de boues, par le purgeur   45.   La canalisation 36 fournit l'appoint d'eau nécessaire. Les solutions recueillies dans le réservoir 39 peuvent être traitées par tous moyens connus pour récupérer les valeurs métalliques qu'elles contiennent. 



   De l'hydrogène produit dans le générateur 31 est introduit par la canalisation 30 dans le four de réduction 28 où il réagit avec le chlorure cuivreux, produisant d'une part du cuivre-métallique qui est évacué en   43   et d'autre part de l'acide chlorhydrique gazeux qui, par la canalisation 29, est dirigé soit vers un accumulateur d'acide chlorhydrique 42, ou 

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 bien est réutilisé dans le circuit, par l'intermédiaire de la canalisation 19 ou bien encore peut être employé par   41   à d'autres usages. 



   La réduction peut s'opérer en admettant le chlorure cuivreux soit à l'état liquide soit à l'état de vapeur dans le four de réduction, le chlorure cuivreux et l'hydrogène étant    introduits dans ce four au moyn de deux ajutages concentriques ou juxtaposés à la sortie desquels ils brûlent en produisant   une flamme plus ou moins stable.   \En   vue de réaliser une température suffisante on peut utiliser tout ou partie de l'hydrogène sous forme atomique. Un brûleur auxiliaire peut être prévu pour rallumer les gaz dans le cas où la flamme s'éteindrait accidentellement. 



   Il peut être utile de prévoir un chauffage indirect des gaz de chauffage, du récipient de volatilisation ou de toute autre partie du circuit fermé.   @   
On peut remplacer l'hydrogène par du gaz à l'eau, ou par des gaz produits dans une opération de c,raquage, ou par' 'des substances capables de libérer de l'hydrogène, directement ou indirectement. 



   La réduction au moyen d'hydrogène présente l'avantage d'une production de métaux à l'état pur et   d'une   récupération à l'état pur et concentré d'acide chlorhydrique gazeux convenant pour sa   re-introduction   dans le circuit fermé. 



   La condensation des chlorures métalliques avant leur réduction par l'hydrogène, présente de nombreux avantages : 
Par la volatilisation de chlorures en circuit fermé, le volume des gaz portants augmente de manière continue. S'il n'y avait pas de condensation,la saignée du courant gazeux nécessaire pour maintenir la constance de son volume devrait nécessairement se faire après la réduction des chlorures à 

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 l'état du métal, c'est-à-dire après la régénération de   l'acide   chlorhydrique mis en oeuvre pour la volatilisation. Cette saignée ferait donc sortir du cycle une quantité importante d'acide chlorhydrique qu'il serait très difficile de récupérer sous une forme directement restituable au cycle des gaz porteurs chlorurants. 



   Avec la condensation des chlorures métalliques avant leur réduction, la saignée se fait dans les gaz provenant de la condensation. Ces gaz sont très pauvres en acide chlor- hydrique. Leur volume est également moindre ; la saignée l'est donc aussi. 



   Lorsque les chlorures métalliques sont condensés avant leur réduction; la saignée se fait des gaz obtenus par l'opération de condensation qui renferment très peu d'acide chlorhydrique, ce qui est avantageux. 



   La condensation préalable des chlorures condensés permet la purification et la séparation des chlorures métalliques par des moyens chimiques ou physiques avant leur utilisation. 



   Les chlorures condensés peuvent être mis à l'état de vapeur aux pressions normales afin de les faire réagir avec l'hydrogène, .en produisant ainsi des flammes stables pour la réduction du métal et la génération de l'acide chlorhydrique. 



   La condensation des chlorures offre le moyen de rendre la marche de réduction indépendante de la marche de volatilisa-   tion.moyennant   l'accumulation dans un récipient adhoc de l'excès d'acide chlorhydrique.'' 
Diverses modifications peuvent être apportées au 
 EMI8.1 
 procédé décria ci-dess.us -sans 8(>rt1r ...la, '-1'11. de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS ET RESUME.

1. Procédé d'obtention de métaux, et plus particulièrement de cuivre, à partir de substances en contenant, au moyen d'un courant d'un mélange de gaz chlorurants et autres gaz mis en contact avec les dites substances pour transformer les métaux en chlorures métalliques volatils, caractérisé en ce que la matière première est chauffée dans un récipient à une température approximativement égale à la température de chloruration, et est ensuite transportée sans les gaz de chauffage dans un autre récipient dans lequel elle est soumise à l'action d'un courant gazeux consistant eh gaz chlorurants et autres gaz(dénommés "gaz porteurs" ci-après) pour former des chlorures métalliques, la quantité de gaz porteurs utilisée étant telle que la tension partielle du mélange de chlorures métalliques vaporisés soit égale,

ou aussi voisine que possible,de la tension maximum du dit mélange de chlorures à la température à laquelle la chloruration a lieu.

2. Procédé selon 10, dans lequel les gaz chlorurants sont constitués par un mélange d'acide chlorhydrique et autres gaz.

3. Procédé selon 1 ou 2, dans lequel des gaz inertes sont ajoutés aux gaz chlorurants.

4. Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les gaz chlorurants renferment également des gaz réactionnels, par exemple de la vapeur d'eau, afin d'empêcher la volatilisation de l'un ou de plusieurs des métaux contenus dans la matière première.

5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en,ce que des substances sont ajoutées à la matière première capables de produire ou ,de libérer des gaz chlorurants.

6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière première est soumise à une-préparation <Desc/Clms Page number 10> soit avant, soit après l'opération de chauffage, avant le traitement, de volatilisation.

7. Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les chlorures métalliques sont réduits par de l'hydrogène.

8. Procédé selon 7 , caractérisé en ce que l'hydrogène est,complètement ou partiellement, sous forme atomique.

9. Procédé selon 7 , caractérisé en ce qu'on fait réagir les chlorures métalliques, à l'état liquide ou gazeux, avec de l'hydrugène, afin de produire du métal libre et de l'acide chlorhydrique, ce dernier étant envoyé à la phase de chloruration du procedé. lu. Procédé tel que revendiqué dans les revendications 1 à 6, appliqué aux minerais de cuivre.

11. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 10, dans lequel le chauffage de la matière première et l'opération de chloruration se font à environ 900 C.

12. Procédé tel que revendiqué dans les revendications 10 ou 11, dans lequel l'opération de chloruration est contrôlée de telle manière que la tension partielle des vapeurs de chlorure cuivreux dans le courant de gaz porteurs, soit égale à 65 cm. de mercure.

13. Procédé.tel que revendiqué dans les revendications 10, 11 ou 12, dans lequel la condensation du chlorure cuivreux produite par le traitement de chloruration se fait à une température de 600 C.

14. Procédé selon 7 , dans lequel la réduction se fait e admettant du chlorure cuivreux et de l'hydrogène dans le récipient de réduction au moyen de deux tuyères adjacentes ou concentriques à la sortie.desquels ils brûlent avec flamme,' 15. Procédé selon 14 , dans lequel on prévoit une flamme auxiliaire pour re-allumer les gaz si la flamme s'éteignait accidentellement, 16. Procédé tel que revendiqué dans n'importe laquelle des revendications précédentes, dans lequel on prévoit un chauffage indirect des gaz porteurs)du récipient de volatilisation <Desc/Clms Page number 11> ou de toute autre partie du circuit fermé.

17. Procédé d'obtention de métaux, et plus particulièrement de cuivre, à partir de substances en contenant, substantiellement comme décrit et/ou illustré dans les dessins ci-joints.

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