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Procédé de traitement de minerai par échangeurs d'ions.
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La présente invention est relative à un procédé de traitement de minerai par échangeurs d'ions. Elle est soutout applicable aux minerais d'uranium et d'or mais peut l'être également aux minerais d'autres métaux,
Dans un tel procédé, on met en présence d'une pul- pe provenait du minerai et contenant au moins un réactif chi- mique approprié dissolvant le métal de valeur de cette pulpe avec formation d'ions de ce métal, des échangeurs d'ions fixan ces iona en les échangeant avec certains de leurs ions et s'enrichissant ainsi en ce métal.
Ensuite, on sépare les échangeurs d'ions enrichis, de la pulpe appauvrie en ce métal de vale* Jusqu'à présent pour mettre en oeuvre le procédé connu, on emploie des échangeurs d'ions non magnétiques que @ l'on met en contact avec la pulpe contenant en solution le métal dissout. Pour séparer les produits d'échange ionique en richis, on soumet la pulpe au tamisage, les grains de l'échan- geur d'ions ajoutés étant d'un diamètre supérieur à l'ouver- ture du tamis utilisé. On peut aussi employer des résines con- tenues dans des paniers dont les parois sont constituées par des tamis. Enfin, si au préalable la solution est séparée des solides, on fait passer la solution clarifiée par des colonnes contenant des lits d'échangeurs d'ions.
Le procédé connu présente divers inconvénients.
En particulier, il nécessite le tamisage pour récupérer les échangeurs d'ions mélangés à la pulpe. Il faut se servir
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de tamis à mailles relativement fines et un tel tamisage est difficile et coûteux. De plus, une partie de la résine échangeuse, sous forme de grains dont le diamètre est devenu inférieur à l'ouverture des mailles du tamis pour usure pendant l'agitation, n'est pas retenue par ce tamis et est définitive- ment perdue. Quant aux paniers contenant les échangeurs d'ions, leur emploi est peu pratique. De plus, le contact entre les échangeurs d'ions et la solution est moins bonne que lorsque les échangeurs d'ions sont mélangés directement à la pulpe.
Les grains usés des échangeurs d'ions traversent également les parois du panier et sont perdus.
Enfin, si l'on désire utiliser des résines contenues dans les colonnes, il faut séparer au préalable la solution à l'aide d'épaississeurs et de filtres et, de plus, il est indispensable d'obtenir une solution parfaitement -limpi- de. Tout d'abord, le recours à l'épaississement et à la filtration nécessite des installations très importantes et de ce fait très coûteuses. De plus, quelquefois, en présence de minerais argileux, il est très difficile, voire impossible, d'obtenir une solution clarifiée.
La présente invention permet de remédier à ces inconvénients en ayant pour objet un nouveau procédé selon lequel on met en pré@@ce la pulpe et des échangeurs d'ions magnétiques et on sépare ces échangeurs d'ions magnétiques enrichis, de la pulpe par voie magnétique.
On peut mettre en présence simultanément la pulpe du minerai, les réactifs chimiques et les échangeurs d'ions magnétiques, Toutefois, on peut aussi procéder d'abord à la lixiviation du minerai par les réactifs chimiques et,
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après dissolution plus ou moins complète du métal, ajouter les éohangeurs d'ions magnétiques à cette pulpe,
Enfin, dans certains cas, on peut ajouter'les échan- geurs d'ions magnétiques à la solution contenant le métal dissous, préalablement séparée plus ou moins complètement des solides par un procédé approprié, et obtenir un enri- chissement des échangeurs d'ions magnétiques par agitation, au lieu de s'adresser à la colonne conventionnelle.
On se sert d'échangeurs d'ions comprenant des corps magnétiques naturels ou artificiels, tels que des particules fines de magnétite ou de fer@csilicium. L'incorporation de ces substances magnétiques aux résines précitées est faite lors de la fabrication de celles-ci. Les échangeurs d'ions susdits peuvent âtre de compositions différentes. Ils peuvent être constitués par des produits organiques ou inorganiques rendus m agnétiques. De même, suivant la nécessité, il peut s'agir d'échangeurs anioniques ou cationiques.
Pour séparer en pratique les échangeurs d'ions enrichis en métal de la pulpe ou de la solution toutes deux appauvries en métal, on fait passer l'ensemble par un sépara- teur magnétique approprié, tel qu'un trommel ou un tambour ma- gnétique, qui retient les échangeurs d'ions magnétiques et les sépare ainsi de la pulpe ou de la solution.
D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire qui représentent sohématiquement, et titre d'exemple seulement, six formes de réalisation de l'invention.
Les figures 1 à 6 sont des schémas de prinoipe mon- trant ces formes d'application du nouveau procédé.
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Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiquos,
L'une ou l'autre de ces formes d'application du nouveau procédé convient aussi bien à un minerai d'uranium qu'à un minerai d'or. Cependant, o'est un procédé général qui peut être utilisé pour n'importe quel minerai et qui est généralement applicable à n'importe quelle solution dans la- quelle la fixation des ions peut être envisagée à l'aide de résines échangeuses d'ions,
La réalisation du procédé nécessite préalablement la mise du minerai sous forme de pulpe. A cet effet, on concasse et on broie finement ce minerai. On met ensuite en présence de la pulpe obtenue, une solution diluée d'un réactif chimique approprié e des échangeurs d'ions magnétiques.
Dans le cas d'un minerai d'uranium, on utilise une solution diluée d'acide sulfurique ou de carbonates alcalins qui forment respectivement des complexes anioniques [UO2(SO4)3]4- ou[UO2(CO3)3]4- refermant l'uranium provenant du minerai.
Dans le cas d'un minerai d'or, on emploie une solu- tion diluée de cyanure alcalin qui forme des anions [Au(CN)2] renfermant l'or issu du minerai,
Dans ces deux cas, on utilise des résines anioni- ques à base de polystyrène du type base forte. En outre, les échangeurs d'ions considérés selon l'invention sont sous forme de grains contenant des substances magnétiques na- turelles ou artificielles.
Les diverses réactions dues à la mise en présence de la pulpe du minerai, des réactifs chimiques susdits et
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des échangeurs d'ions magnétiques, conduisent, d'unart, à l'enrichissement on métal de valeur, uranium ou or, des échangeurs d'ions et, d'autre part, à l'appauvrissement en ce métal dans la pulpe..
La suite du traitement du minerai oonsiste dans la séparation par voie magnétique, des éohangeurs d'ions magné- tiques enrichis, de la pulpe ou de la solution toutes deux appauvries.
Cette séparation.est effectuée en faisant passer les échangeurs d'ions mélanges à la pulpe ou à la solution par un séparateur magnétique approprié qui récupère lesdits échangeurs d'ions magnétiques tandis que la pulpe ou la so- lution traverse ce séparateur sans y être retenues.
Les échangeurs d'ions magnétiques enrichis alors isolés sont destinés à subir des opérations subséquentes d'élution b. ie régénération et peuvent de nouveau rentrer - dans le cycle.'
Les exemples de réalisation du nouveau procédé employant des échangeurs d'ions magnétiques se rapportent à une installation comprenant des agitateurs 1, 2, 3 et 4 et des séparateurs magnétiques, à tambour ou à trommel 5, 6,
7, 8 et, éventuellement, 1'agitateur 9.
Les moyens d'amenée, de transport et d'évacuation des différents produits mis en jeu dans l'installation ne sont pas représentés dans les dessins.
Dans le cas des trois premières figures, la dissolu- tion du métal de valeur et le processus d'échange d'ions se font simultanément,
La figure 1 montre une première forme d'application du nouveau procédé (procédé à un étage). On introduit, dans le premier agitateur 1, la pulpe 2 de minerai additionnée
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d'une certaine quantité de réactif chimique approprié permet- tant la dissolution du métal de valeur. En même temps, on in- troduit la résine échangeuse r dans ce même agitateur. Après passage par un certain nombre d'agitateurs (4 dans l'exemple choisi), l'ensemble arrive au séparateur magnétique 8 qui récolte la résine magnétique et qui rejette la pulpe, En cas de nécessité, la pulpe peut être encore une fois mise en con- tact avec une nouvelle portion de l'échangeur d'ions.
Dans ce cas, le séparateur magnétique 8 sera suivi par un certain nom- bre d'agitateurs et par un autre séparateur magnétique,
Dans le cas de la figure 2 (procédé à deux étages), la pulpe additionnée du réactif chimique passe successivement par les agitateurs 1 à 4. La résine fraîche est ajoutée dans l'agitateur 3 et récupérée par le séparateur magnétique 8. Cet- te résine chargée déjà d'une certaine quantité de métal de valeur est ensuite envoyée dans l'agitateur 1 où elle entre en contact avec une solution relativement concentrée de métal de valeur. Après passage par l'agitateur 2, la résine chargée est enlevée à l'aide du séparateur magnétique 6, tandis que la pulpe continue vers l'agitateur 3.
Dans le cas de la figure 3 qui constitue le procédé à quatre étages, la pul et la résine éohangeuse magnétuque traversent les agitateu à contre-courant, la pulpe circule de l'agitateur 1/vers 1'agitateur 4 tandis que la résine, ajou- tée dans l'agitateur 4, va de l'agitateur 4 vers l'agitateur 1.
Dans chacun des agitateurs 1, 2, 3, 4, il se produit une réaction d'échange d'ions entre la résine et la solution.
Tandis que la pulpe s'appauvrit au fur et à mesure de sa pro- gression par les agitateurs, la résine se oharge de plus en
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plus en métal de valeur au fur et à mesure qu'elle traverse les agitateurs dans le sens contraire à l'avancement de la pulpe c'est-à-dire à contre-courant. La résine magnétique chargée quitte finalement l'installation par le séparateur magnétique 5. Ce procédé à contre-courant permet d'assurer l'enrichissement maximum en métal, de l'échangeur d'ions.
Les figures 4, 5 et 6 correspondent aux précédentes avec la seule différence qu'un agitateur 9 précède l'agitateur 1. La pulpe additionnée du réactif chimique arrive dans l'agi- tateur 9 (qui, en pratique, peut être constitué non par un seul mais par plusieurs agitateurs pla@és en série). Elle passe ensuite dans l'agitateur 1 où a lieu l'addition de l'échangeur d'ions magnétique. Par conséquent, on réalise une dissolution plus ou moins complète du métal de valeur préalable à cette addition de la résiiii. Par après, les sché- mas des figures 4, 5 et 6 sont exactement semblables à ceux des figures 1,2 et 3.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusive- ment limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme; la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans leur réalisation, à condition que ces modi- fications ne soient pas en contradiction avec l'objet de oha- cune des revendications suivantes.