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La. présente invention concerne' un procédé perfec-
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tionné' de mise en valeur des poussières cont:?l1rJ.nt du cad- mium, et plus- spécielsment un procéda permettant de re- cueillir le cadmiv.dn8 les poussières qui en contiennent, poussières du type recueilli d"ns 'le SE'-3 Cl1! rgé du fumées provenait du frittegs d::8 minerais incï'ér.
Il cet de pratique presque universelle dens le trsi- t ornant pyrolnét>:'llurgiqu) du zinc d'agglomérer et de pu- rifier' p,ir f1"i tt2,e le m,-,.¯tërï:,.u zincifèr8 chargé dans 1.& t'rn.1..: .1" réduction. L'opération de frittage s'effectua ±éné3:¯lîKioat dîne ues rlli1.Cnin(.!s à grille mouils du type
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connu ?7,vight Lloyd. Le principal matériau ,..c?féxw=- qui fait partie de la charge de la machine de frittage con-
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siste généralement en concentrés de sulfure de zinc santé- rieurement grillés. Suivant une va-riante du procédé de frittage on combine les opérations de grillage et de frittage en une seule en faisant arriver le minerai vert directement dans la. machine a, fritter.
Certaines autres
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vcripntos connus consistent par exemple a incorporer au mélange à fritter diverses substances de modification, telles que.du sable de silice ou divers autres liants, en même temps qu'une quantité de combustible extérieur suf- fisante'pour effectuerais, rérction de frittage. quel que soit le mélange particulier qu'on charge
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dans les machines â fritter, l'opération de frittage donne lieu au dégagement d'un gaz chargé de fumées contenant les éléments volatilisés à partir de la charge de frittage.
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Les principaux éléments de là fumée du gaz sortant de le caisse à vent sont divers composés de zinc, plomb, cadmium et soufre. Une certaine quantité de soufra est combinée
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avec un*? portion du zinc sous .forme de ZnS04.
Etant donné que la quantité de zinc entraînée par les gaz de la r c3i.4 â fritter peut atteindre de 2 1') a 5 p on poids du zinc chargé dans cette msenins, il convient su point de vue économique d'éliminer des gs-z de la m;cúil1B à fritter les fumées métalliques et d= les recueillir On arrive généra- lement à ce .résultat en séprn-s 1s. fv.:üée p2.l' f1Z'vr:?tla.C. dans des sacs filtrants ou en fi8'J:lt passer le gc-z de as un sépsratour électl'osttiue de précipitation du -type de Cottrell, dans lequel le. fumée se sép-ire du go et est recueillie pour arriver dans un dispositif de récupération.
Lzs procédés permettant de recueillir le cadmium dvar les fumées de la ms-cnine a fritter et antérieurs 1:>,11 procédé de l'invention décrit ci-.près font partie c1.::
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quatre catégories principales. Un procédé génévrx con- siste a trzi-Lrr les fumées par des solutions &' acide sulfurique qui transforment le zinc et le cadmium en Sul- fetes solubles de zinc et de cadmium et 1-uriss-l-it un résidu insoluole de sulfate de plomb. On recueille le cadmium dns le solution de sulfate par un procédé quelconque ap- proprié par exemple par cémentation ?,vec 1s zinc, généra- sous forms de poussière de zinc.
Il est souvent nécessaire en raison des réactions seconds-ires provoquées par des composés complexes du soufre passant de 1:: pous-
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aier? dsns la solution et a CBUS0 des autres impuretés contenues dans les solutions, telles que. 11 r;;,rs':mic et au- tres métaux nuisibles, d'effectuer une double opération de cémentation pour obtenir du cadmium utilisable dans le
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commerces Lorsque le double cémentation n'est pas néces- sa'ire, les solutions doivent toujours Purifiées avant l'opération de cémentation.
Il rr riV'3 souvent qu'3 li puri- soit m"-m-3 lorsqu'on effectue un?, dou- ble 'cémentation., Cette purification peut s'effectuer sous une seule forma ou sous plusieurs- formas combinée:*;, dont
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des exemples sont la- précipitation da l'hydroxyde fcrriguc, l'oxydation par des oxydants enimiquos et l'addition de métaux tels u, ;-,, lo zinc, cuivre, cadmium, etc. Les impure- tés nuisibles limitant c-asez sérius.ra.ei-t, par leur pré- sence d!?-l1s 1 solution, 1 . proportion 6.3 cadtniuxa recueilli au cours de. l'opération de cémentation.
La seconde catégorie de procédés de traitement con-
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siste 1grill,- r à mort les fumées d ? frit te j±. et à'lessi- ver ps-r un acides le produit d? c-.lcintion. Ce procédé, quoique 2v',nt"gcu..:" du fait qu'il réduit ,U minimum les difficultés qui résultent dss réactions secondaires dues un composés complexes de soufre, présente plusieurs in-
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CO!'l78aiF..n-cs p!r rapport .<>,1}.
procédé de l'invention, étrnt
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donné qu'une assez forte quantité d'acide suliariqus est nécessaire, que les proportions de cadmium et de zinc da.ns les solutions de lessivage ne sont pas avantageuses et que les solutions doivent être purifiées chimiquement
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pour qu'on puisse recueillir le cadmium économiquement,, La. troisième catégorie de procédés de traitement antérieurs consiste à mélanger le produit de filtration
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des s5.cs ou du séparateur Cottrell avec une quantité d'acid ' su?furiu# concentré suffisante pour former une masse pi- teuse, à cuire cette masse à haute température, à solubili-
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ser la.
masse cuite et à lessiver 1<= produit a l'c?.u. Comme précédemment le quantité d'acide sulfurique nécessaire à cette opération est considérable et on obtient une solution dont les proportions de cadmium/zinc sont relativement fai-
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bles. De même il est généralement nécessir3 de purifier encore la solution a.vent le, cémentation"
La quatrième catégorie de procédés de traitement an- térieurs est basée sur la sulfatât ion du cadmium provenait
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de l'oxydation des composés de soufre élémsnta-ir-5 ou réduit.
La sulfatât ion du cadmium s'effectue par oxydation du sul-
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fure de cadmium, à 11 ét±t de sulfate de cadmium et/ou par sulfa-taticn du cadmium psr les fumées sulfureuses produites par 1e grillege de substances contenant du soufra. Il est néce'--. 3.ire, dans ce dernier cas, que le raélenee contienne unft substance contens-ut du fer pour c±';,ta..lyse1' l'oxydation de 8 2 produit à l'état d3 8 3' tandis qu* 1 suifs-Dation du cgdwi1J1us 1 effectue par 1 réaction suivante :
CdO 4 503 - -##>- 8cl.804 Un de ces. procédés consiste à ajouter un(.. propor- tion e-pprécis-bl" de pyrites de fer (comprise entre 1 par- tie de pyrit s d3 fer pour qu2tr3 parties de poussière et 15 partie de pyrite de fer pour 1 partie de poussière) à la. poussière volante et à griller le mélange à haute
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température soufre instable et le sulfure de fer en brûlant forment des fumées sulfureuses 'qui ont pour fffa de:
sulfater le cadmium, ainsi qu'une proportion c.pprecia.- ble du zinc existant éventuellement.! Ce. procédé est avan- tageux, cr il permet d'éliminer l'arsenic, mais il pré- sp.nt:¯ plusieurs inconvénients pr rapport wu procédé de
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l'invention, du fait qu'une quantité notable de pyrites de
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fer est" nécessaire, qu'uns proportion appréciable de zinc se ulf?t8, en frisent prendre une valeur désavantageuse r-u rapport csdmium/sinc dans 12.. solution de lessivage et qu?. le tr1.itm::;'nt du résidu de. lessivage pour récupérer le zinc et le plomb se complique p::-r 13, forte teneur en fer de ce résidu.
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Le procédé, do l'invention permet de: remédier aux
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inconvénients des procédés :-tGri :ur:,. Ainsi qu'on le verra dl description donnée ci-après, suivent pro- cédé, on n'a p---s besoin d'un supplément notable d'acide sulfuriquc, il n'est pas L8C:2Pf: :ir'E' qu:> !#.= produit à trai- ter contienne du soufre élément ¯.ire ou réduit ou qu'on en ajoute, qu'il contienne ou qu'on y s. joute un composé do formation d'un sulfate, contenant du .fer, on obtient par lessivege a l'eau'une solution- dé slf6 contsn-nt une forte proportion de cefuaium/ziC:, on'obtient des solu- tions qu'il nt CE\t -'p28..11écesP,±.irè: de. -purifier pour obtenir comme produit un c#tlium d'un d0gré' de pureté exceptionnelle.
L'invention #?- principal scient pour objet un procédé de récupération du cadmium EF:E nbt:-.bi3 con8om,8.tion d'a-cide sulfurique.
D1f,utrs objets de l'invention sont les suivants : un procédé de récupérction ou cedmium par sulfata- tion autogène de la poussière. cont8nnt du cadmium, qui par suit"; pu.t être recueilli par simple lessivage à 1ISSU; un procédé de solubilis tion sélective du c#fiiull
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par lequel on obtient une solution de sulfate contenant
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une forte proportion de cs-dmium/zinc, à partir d'un;.} En- tière première à faible proportion de cadmium/zinc; un procédé de récupération directe et simple du cadmium par une opération de cémentation 'unique qui n'exige pas de purifier la. solution avant cémentation
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D'autres caractéristiques de l'invention c-pparaî- tront au cours de la description qui en est donnée ci-après.
L'invention est basée sur le fait nouvellement décou- 'vert qu'en faisant subir eux poussières des sacs de fil-
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trs-tion ou du séparateur Cottrell du type décrit ci-dessus un traitement thermique convenablement réglé, on peut pro- voquer là suif at&t ion autogène du cadmium. Il a été décou- vert qu'en traitant par la. chaleur les fumées de frittage contenant du cadmium sous forme d'oxyde avec des sulfates de zinc ou de fer ou les deux, à une tempera-turc comprise entre des limites relativement étroites, il est possible de
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transformer le cadmium' presque entièrement en sulfp0 de cadmium soluble dans l'eau, tandis qu'en même temps 1 : zinc et le fer se transforment en composés insoluolefi d"-na l'eau.
On y constaté que les fumées provenant du frittgc du maté- riau zinc if ère. peuvent être traitées d'une msnierc appro- priée par charges intermittentes ou en continu de façon à sulfater, le cadmium sélectivement. la sulftntion sélective
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résulte de l'échange des sulf&t-s entre 1 zinc ou le fer et le cadmium d'après la réaction suivante : &1SO4 t 4 CdO ..... . Cc804, ZnO En réglant '1 tc ¯ ¯ =r u r ; soiii on peut 2u1f':ter le c-dmium a, raison de 30 /¯- ou (:-c- 'n' 2(..
Un? :¯¯¯üY'¯'?:i' dr:. 400 C ,lJ. moins est- xi4ce;-î ij'" pour :'O!?û'!-1:;..r 1 c"'(1,- mium "ll r:1:iT::l--n# L- lii1.i ll. .:u::-";1-;1..l1 f' de fl...:J...c::ti(1)1 Ç;it 1'. t..; ,)';:1:" -:ur2 Cï.;.: üCCû:-tluü.¯'.'! 7-.QY' du ;;.:':t: vi." 21.'tC qui corrnoîier vers 7goos, Le, tompéreturc doit être maintenue à moins de 700 C jusqu'à ce que le cadmium soit sulfaté, opé- ration qui dure environ 1 heure. Le traitement thermique
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normal s'effectue à une température, comprise entre 500 C et 600 C et on obtient -ainsi un produit de lessivage qui contient 10 fois plus de cadmium que de zinc.
Mais si l'on désire obtenir un produit de lessivage qui contient encore moins de zinc, on peut élever ensuite la tempéra-
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ture à plus de '00 C en la maintenant a moins de 82'oC, température à laquelle le CdSO comrnence â se décomposer, pour rendre le zinc insoluble.
Si les fumées ou autres substances ne contiennent pas assez de sulfate de zinc (avec les sulfates de fer, cuivre et aluminium éventuellement existants) pour réagir avec l'oxyde de cadmium' du produit, on peut y ajouter un supplément de sulfates par exemple en y mélangeant du sulfate de zinc provenant d'une eutre source.
. Les principes de l'invention sont faciles à com- prendre en considèrent leur application à titre d'exemple eux fumées d'un séparateur Cottrell d'une installation de
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frittage. On traite -pendant 1 heure â 500 0 dans un four chauffé au gaz des fumées de Cottrell ayant la composition suivante : 37 % Zn, 9,9 fo o, 4,8 fi Cd, 5,5 % de soufre de sulfate. Les fumées non traitées contiennent une pro- portion de 15,4 de la. teneur 'en cadmium et de 18, 3 foi de la teneur en zinc qui sont solubles dans 1' eau. A la suite du traitement thermique la teneur en cadmium solu-
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ble dans l'ev.u augmente et atteint 85 % et la. teneur en zinc soluble ,dans l'eau diminue a 7,1 fo* La composition des fumées traitées est l9. suivante: 47 5b Zn; 1202 ; Pb, 6, 4 Cd, 5,9 -' soufre de sulfate.
L'augmentation du pourcentage de tous les éléments énumérés des fumées traitées à chaud par rapport aux fumées non traitées est due à la perte de poids des éléments non métalliques provoquée par le traitement thermique.
La. sulfatât ion sélective du cadmium pa.r le procédé
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de l'invention résulte de l'échange des sulfatas sntre le zinc et le cadmium, qui a pour effet d'enrichir le cad-
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mium et d'appauvrir le zinc en sulfates. Et sut donné que 'l'oxydation des composés de soufre élémentaire ou réduit
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ne participe pus â la réaction, il n'est pis nécessaire d'effectuer le traitement thermique dons les conditions fort msnt oxydantes qui sont nécessaires lorsque les sul- fetes do cadmium sont obtenus par l'oxydation de composés .contenant du soufra.
Une des caractéristiques importantes et remarqua-
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bles du procédé de l'inv.ntion consiste dens 1,-,, très faible teneur en impuretés des solutions de cadmium obtenues.
Les métaux, tels que le cuivre, fer et clunlinium, één- tuellement contenue en faibles proportions d2ne les fumées â traiter, font p..ssr leurs ions sulfate sélectivement dans le cadmium de le. même manière que le zinc. Par suite le traitement thermique rend ces impuretés insolubles, de même que l'arsenic éventuellement existante Les solutions
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de cadmium einsi obtenues sont extrêmement pui7,rs ex pr ' suite il est inutile de les purifier 'W:.::'1.t dis recueillir le c>?"dn1ium.
La. teneur en impuretés d'une solution de cas- mium type contenant 40 g par litre de cr.dirduia Lt obtenue pr.r le procédé de l'invention 6Sij l3. ;u,v :t .
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<tb> Métal <SEP> Teneur
<tb>
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Zn ' 4,05 /1 Pb moins d 0,05 e/l
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<tb> As <SEP> moins <SEP> de <SEP> 1 <SEP> mg/1
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Po 0,05 µ/l Ma moins Û3 0,20 g/1 Cu moine d 0,02 g/1
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En. r -e 1 r-, ly '- n a titre D d 1 ---- x - , -,! --o 1 c des -c f 1-r: c; r brutes et des fumées traitées par 1 procède de l'invention on obtient les . résultats :=:u.iv nts :
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lOi Pb /J i '-5 û ; 3 r -'- ,r3 .1, 1- S )a S de total ,û.2 '.
Ftunées brutes ? 3,2 6j7 35,' 2, 3 0144 z7 4,1 Ftfié8 traitées 3s9 8,5 46,0 3,1 0,56 4,4 il-,2
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La perte de poids qui résulte du traitement ther-
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mique est d'environ 25 fi est due à la. vaporisation d-s l'eau d'hydratation et d'autres éléments non métalliques.
Les exemples suivants indiquent de quelle manière s'appliquent les principes de l'invention.
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Exemple!.- On charge d8.na un four a huit soles (de 6,55 m de diamètre du type connu Nicholas Berreshoff) des fumées provenant du séparateur Cottrell d'une installation de frittage à rp.ison de 14,6 tonnes par jour. La composi- tion des fumées est de 19,7 % de plomb, 8,2% de cadmium,
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27. 6 de zinc, 12, 6 u de soufre total et 4,5 de soufre de sulfate. La teneur en cadmium soluble dans l'eau des fumées brutes est de 13,6% du cadmium qu'elles contien-
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nnt et celle du zinc soluble dons l'y eu de 18,1 zoo du ctc 9u'slles contiennent. Les proportions de cc-dmium/zinc solubles dans l'eau sont de 0,23: 1.
On fait descendre les fumées progressivement au moyen d'un râble sur les soles à contre courant avec les produits ascendants de le combustion des brûleurs à gaz situés sur le solo infé- rieurs et sur l'avant dernière sole inférieure. La tempé- rature des soles est comprise entrer 4100 et 610 C et la
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température moyenne est de 493 C. - Le produit contient 2,5;û de soufre de sulfate et 8y3 de cadmium. Une proportion de 60,1 fi du cadmium total est soluble dans l'e?u, tandis que la proportion de zinc 801uûls dens 1' e-TU du produit est d 0,4%. Le rapport 'entre le cadmium et le zinc solur
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bles dent- i'esu est ds 25,,1 : 1.
Fxemplc 2.- On charge 13 tonnes par jour des fimées du séparateur Cottrell de l'installation de frittage dans le four dans lequel le. tempérpture des soles est comprise entre 4200 et 520 C et la. température moyenne est de 468 C.
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I,M p:"-J;Jûl Mon de soufre due sulfate dans le produit est de 1,5 lis et cll de cadmium de 6,6 %. La proportion de cad-
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mium 80lu0l<:. dpn:; :' 1 C '- ost de 85,2 }J da t,i¯ i.;attl.i.:'û '.,?'G'''Z ? tendis qus le* pro0.1..:..J . contient qua 0,4 I ds- zinc tolu- ble dans lt2u. Le rapport entre le cadmium et le zinc solublcf d2n l'eau set de 23,2 : 1.
Exemple 3- - On charge: les fumées de Cottr2ll a raison de 19 tonnes pr.r jour. La- température dss soles est co::zpriw: :l1tr.:-; 3600 .et 450 C et 1:;, t8T!lpérr:.tuTe- moyenne dans le four est ds 412 0. La- produit contient 2,9 fi de soufre de sulfate et 7,5 zoo de cadmium , dont une proportion de 91, ? 'Jo est soluble dans l'eau, tandis qui. 1:-. produit contient- 2,5 fui de zinc soluble dans l'eau. Ls rapport entre 18 cadmium et le zinc solubles dens l1 ee-u est de
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5,9 : 1.
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x.pl 4.- On cha-rge les fumées do Cottrell à raison de 18,2 tonnes par jour. La tWupër.tur d-5S solea est comprise entre 320 et 460 C et lu. tempérsture mOY0 du four est de 405 C.
Ls produit contient 2, 7 0 d'3 sou- fre d3 sulfate et 1t4 de cadmium, dont une proportion de 84,7 5b est soluble dans l'esu et il contient 0,9 )" de zinc solubls dens 1 u Le rapport entre le c1iTIn et le sine solubles dens l1 cru est d,,,; 23, 2 : 1.
Exemple 5.- On extrait la CC0..:.:li!.l,ID 1.:8 fumé 3 s t1":':.l-- téoa a cm"d p-"r 165eivsg0 yr:¯-c d ll 4&>a. Cotte opération peu--:; s'effectuer p:17 .',Xi;p¯" en I::l.;: ¯¯'i "ï2."'T=1 1." ii..¯.':1:'.''. t'r-iûé thrEili:p),';:n011"'Ç ot di. '1 1 .. ,.¯t.:...: un broY,L;¯::' 1)O-1- Ista l'état hu:a.id=, 10.'1 f',l';>'""'" déposer 1-¯. 'D013.il4.-i - .. ..': i. obtenue d::>21s un bé c d-". cl"'l'ific"ti0n f-t "11 =' î'."::û ; >- r décantation 1 solution d3 2-:..Üf .tG cl3 G-= i¯iLl;ii ^1 3t 7. obte- nue.
On fsit arriver 18± fumées trs.itees theiqu8nt ut cnÎ'.:.";c:r..:1.t 16,0 ;c do plomb, 9,6 )'o de c&dmiura, 43, 0 d9 zinc, 5,4 p de fer, 0,58 d'arsenic, 3,1 de Eaufr? tot:l et 3,0, de soufre de sulfa-ts à rion d 30 toiina
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M! par jour dans un broyeur à boulets à l'ét?t humide de
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0' 45 x z83 m.
On feit arriver de l'eau en ill2m0 temps dans le broyeur a boulets a raison de 41,6 litres par mi- nute, On refoule le. bouillie ainsi obtenue dans un buc de clarification, Lorsqu'au bout de deux heures les matières solides sa sont déposées, on décante la. solution dont la composition déterminée par l'analyse est la suivante :
Zn 2,4 g/1
Cd 34 g/1 Fe 0,02 g/1
As néant
Pb 0,05 g/1
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considé- rée comme limitée aux conditions indiquées, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS
1) Procédé de récupération du cadmium sous forme de sulfate dans la. poussiers des sacs filtrants, dans la. poussière d'un séparateur par précipitation de Cottrell et dans une matière analogue contenant une forte propor- tion de sa teneur en cadmium .sous forme de composés oxydés insolubles dans l'eau, avec eu moins un sulfate métallique du groupe formé par le sulfata de zinc et le sulfate fer- rique, en proportion au moins à peu près équimolsire par
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rapport "a la, teneur en oxyde de cadmium de 19, r .tiè ré, pro-
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.