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Perfectionnements à la précipitation électrolytique du cuivre.
La présente invention concerne un procède permettant de , recueillir par électrolyse et sous une forme très pure sensiblement tout la cuivre de solutions d'électrolyte formées en dissolvant les métaux non ferreux de certains concentras de minerais et de matiè- res analogues,, Avant que des métaux intéressants comme le cobalt puis- sent être recueillis d'une solution contenant les métaux solubili- ses, il est nécessaire de séparer et de recueillir tout le cuivre de la solution* Apres séparation du cuivre, le cobalt et les autres métaux peuvent être isoles de la solution.
Jusque présent, les procédés utilisés pour séparer le cuivre des métaux tels que le cobalt sont onéreux et fastidieux
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@ et nécessitent des installations considérables*
Jusqu'à présent, il était nécessaire de recourir à l'un ou l'autre procédé chimique ou à un procédé en deux stade (élec- trolytique et chimique) pour séparer le cuivre.
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Les procédés les plus oommundment utilité pour la séparai tion chimique sont: la précipitation par la mitraille de fer, la précipitation sous forme de sulfure, la précipitation sous forme de chlorure cuivreux et la précipitation par les alcalis. Même exécuté convenablement, aucun de ces procédés ne sépare tout le cuivre de la solutions Un Inconvénient important de ces procédés est une perte de métaux qui doivent être séparât ensuit. de la solution* -par exemple le cobalt, le nickel, le zinc, etc.
Les pertes varient avec les concentrations relatives du cuivre et des autres métaux à recueillir, et sont habituellement de l'ordre de 5 à 15%. L'in- convénient principal de ces procèdes chimiques de séparation du cuivre est que la qualité du cuivre obtenu par voit chimique est inférieure à celle du cuivre obtenu par voie électrolytique.
La séparation en deux stades, indiquée ci-dessus, du cui- vre à partir d'une solution est une combinaison des proches éleo- trolytique et chimique. Dans ce cas, la majeure partie du cuivre est séparée électrolytiquement et le reste est isolé par l'un ou l'autre des procédés chimiques ci-dessus, L'inconvénient de ce pro- cédé est qu'il exige deux installations, l'une électrolytique et l'autre chimique pour séparer tout le cuivre de la solution.
En outre, le cuivre séparé chimiquement a tous les inconvénients déjà cités que présente le cuivre séparé chimiquement,
Dans le procédé en deux stades ci-dessus, le second stade de séparation chimique, visant à séparer les petites quantités résiduelles de cuivre s'est avéré nécessaire parce que la poursuis te de la séparation électrolytique, premier stade, jusqu'à dépôt de tout le cuivre sur l'électrode provoque le dépôt de ces demi'- res quantités de cuivre sous une forme non adhérente et, de couleur foncée.
En d'autres termes, les dernières petites quantités de cui-
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vre déposées sont de très mauvaise qualité et la qualité du dépôt est ainsi diminuée. On a donc jugé désirable de poursuivre l'éleo... trolyse jusqu'au point où le cuivre non adhérent et foncé commence à se déposer sur l'électrode, et de séparer la petite quantité restante de cuivre de l'électrolyte par le procédé chimique du se- cond stade,
On a découvert à présent que sensiblement tout le cuivre peut être recueilli sous forme de cuivre de qualité élevée à partir d'un électrolyte par électrolyse sans recourir au second stade de séparation chimique.
L'invention a pour objet un procédé permettant de recseil- lir sous forme de cuivre de haute qualité sensiblement tout le cuivre dissous d'une solution d'électrolyte frais, suivant lequel on introduit cette solution d'électrolyte dans une cellule électro- lyrique en contact avec des électrodes anodiques et cathodiques, on fait fonctionner la cellule jusqu'à ce que sensiblement tout le cuivre ait été séparé de la solution, la dernière fraction recueil- lie se présentant sous forme d'un dépôt non adhérent et foncé et on répète l'électrolyse avec de l'électrolyte cuprifère frais, le dépôt non adhérent et foncé se consolidant et se transformant en cuivre dur de haute qualité lorsqu'il est recouvert de cuivre provenant de l'électrolyte frais.
On trouvera ci-après un exemple de l'application du procé- dé à une solution obtenue par extraction de produits de calcination de pyrite et donnant l'analyse typique suivante
Pourcentage
Fe - 52,3 (présent de façon prépondérante nous forme de
Fe2O3)
Cu - 1,70 (présent de façon prépondérante tous forme de sulfate)
Co - 1,05 (présent de façon prépondérante nous forme de sulfate)
Ni - 0,16 (présent de façon prépondérante sous forme de sulfate)
Zn - 0,40- (présent de façon prépondérante sous forme de sulfate)
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Mn - 0,40 (présent de façon! prépondérante sous for@@ de @ Sulfate et d'oxyde), Les métaux non ferreux solubles sont extraite des produit- de calcination des pyrites à l'aide d'eau,
par lixiviation par per- cotation cyclique ou par décantation à contre-courant et tiltra- tion, ou par tout autre procédé classique, Lucidité du solvant peut être réglée pour obtenir une solution finale ayant la teneur voulue en acide libre. L'électrolyte préparé ainsi est traité sui- vaut l'invention de la façon ci-après.
La solution d'électrolyte contenant du cuivre, du cobalt, du nickel, du zinc, etc, est introduite par charges séparées dans plusieurs cellules électrolytiques. On peut utiliser un nombre quelconque de cellules et chaque cellule contient un nombre quelcon- que de cathodes et d'anodes, comme on le désire. Un montage préféré comprend 15 cathodes dans chaque cellule. Chaque cathode est cons- tituée par une tôle de cuivre ayant une surface d'environ 2,32 m2.
Comme indiqué ci-dessus, le procédé est exécuté de pré- férence par charges séparées et chaque cathode est de préférence utilisée dans 25 charges séparées d'électrolyte pour obtenir la cathode de cuivre électrolytique industriel habituel.
Après que l'électrolyte ait été introduit dans les cel- les électrodes sont raccordées à la source de courant élec- trique et l'éleotrolyse commence.
On trouvera ci-après un exemple d'opération Au départ de l'électrolyse, la concentration en cuivre est d'envi- ron 38 g par litre d'électrolyte. Le courant dans les cellules est d'environ 1,07 ampère/dm2, de cathode, avec environ 2 volta par cellule. Sans modifications du réglage du courant, la solution est épuisée jusqu'à une teneur en cuivre d'environ 0,05 g par litre.
L'électrolyte des cellules peut 8tre agit' en faisant barboter une quantité déterminée d'air dans la colonie de solution des cellulose ou simplement par une recirculation efficace de l'élec- @ trolyte dans les cellules.
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Vers la finde ce traitement électrolytique par charges séparées de la solution de cuivre contenant aussi du cobalt, du nickel, du zinc, etc, le dépôt sur les cathodes devient plus foncé et n'est plus cohérent. Le dépôt de cuivre formé en une seule opé- ration n'a pratiquement aucune valeur comme cuivre électrolytique parce que la cathode est encore très mince.
Pour obtenir le cuivre sous forme de cuivre électrolytique de haute qualité, ce cuivre non adhérent est consolidé et transformé en dépôt dur de haute qua- lité suivant l'invention en rechargeant la cellule à l'aide d'élec- trolyte frais et en poursuivant le déSt électrolytique jusqu'à la même faible teneur en cuivre de 0,05 g/litre. Vers la fin de chaque opération, le même dépôt non adhérent de cuivre foncé se forme sur la cathode, mais il ent chaque fois consolidé par un dépôt de cuivra de la charge suivante.
Finalement, après que 25 charges, par exemple, aient été électrolysées, l'électrolyse de la dernière charge est interrompue juste avant la formation du cuivre non ad- hérent foncé, pour obtenir une cathode qui soit comparable avec celles obtenues par les procédés électrolytiques normaux. Le cui- vre restant dans la dernière charge constitue la première charge des opérations suivantes.
La pureté et la qualité des cathodes ne sont pas affectées! défavorablement par ce procédé par charges séparées, étant donné que le cuivre d'aspect plus foncé et parfois quelque peu rugueux de la surface de la cathode disparaît en se transformant en cuivre de haute qualité lorsque la cellule est remise en fonctionne- ment avec une nouvelle charge d'électrolyte concentré. Dans le cas de la cathode obtenue, il est impossible de discerner les couches de cuivre successives formées par chaque charge séparée d'électro- lyte frais, parce que les couches de cuivre sont très intimement unies.
La pureté du cuivre formé sur les cathodes satisfait aux exigences imposées. Par exemple, un électrolyte concentré contenant 40 g/litre de cuivre, 20 g/litre de cobalt, 7,5 g/litre de zinc et
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2 5 g/litre de nickel donna une cathode comprenant 99,86$ dé ouivre# 001% de cobalt, 0.,0015 de zinc et des traces de jaiokel, L'.$lect1"ol:yte usé obtenu par ce procédé* peut 'tre soumis 1ntntidiatement à d'autres traitements pour recueillir les métaux restant en solution.
REVENDICATIONS.
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1. Procède permettant de recueillir sous forme de cuivre de haute qualité sensiblement tout le cuivre dissous d'une solution d'électrolyte trais, caractérisé en ce qu'on introduit cette
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la forme d'un dépôt non adhèrent et foncé, et on répète l'éleotrolY-1 se avec un électrolyte cuprifère frais,
le dépôt non adhèrent et foncé étant consolidé et transforme en cuivre dur de haute qualité