BE820363A - Procede de traitement d'un minerai sulfureux. - Google Patents
Procede de traitement d'un minerai sulfureux.Info
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Description
ayant pour objet:Procédé de traitement d'un minerai sulfureux. La présente invention est relative à un procédé de traitement d'un minerai sulfureux constitué d'au moins un sulfure principal et d'au moins un sulfure auxiliaire. Le sulfure auxiliaire du minerai est plus volatil que le sulfure principal ou est transformable en un autre sulfure plus volatil que ce sulfure principal. En particulier, le procédé selon l'invention est applicable au traitement de la pyrite constituée essentiellement de bisulfure de fer transformable par chauffage en sulfure de fer, et auxiliairement par exemple de sulfure d'arsenic ou de mispickel transformable en sulfure d'arsenic plus volatil que le sulfure de fer. La présente invention offre un intérêt tout spécial lorsque le minerai contient des éléments qu'il importe de valoriser et qu'il n'est pas possible de séparer préalablement par des opérations mécaniques . En particulier, les pyrites contiennent généralement des métaux non ferreux comme le cuivre, le zinc, etc., qui sont si intimement mêlés minéralogiquement avec le bisulfure de fer qu'il n'est pas possible de les extraire économiquement par flottation. L'invention est applicable aux pyrites grenues aussi bien qu'aux pyrites flottées, provenant de la flottation de minerais non ferreux mixtes, les teneurs des éléments non ferreux de ces pyrites grenues ou flottées étant économiquement récupérables. Jusqu'à présent, les pyrites grenues ou flottées sont utilisées pour la fabrication d'acide sulfurique et le soufre nécessaire en est extrait par un grillage oxydant ou par un double grillage réducteur et oxydant. La récupération subséquente des métaux non ferreux est réalisée par un grillage chlorurant du minerai grillé. Le grillage chlorurant nécessite des installations importantes entraînant des frais d'investissement considérables. De plus, les procédés connus de grillage chlorurant sont peu rentables au cours de leur mise en oeuvre à cause des consommations notables de combustible, de force motrice et autres, ainsi que des frais de manipulation et de transport du minerai entre les fours de grillage oxydant des diverses usines de fabrication d'acide sulfurique et les fours de grillage chlorurant de l'usine centrale de récupération des métaux non ferreux. Par ailleurs, les traitements connus des autres minerais sulfureux semblables à la pyrite sont réalisés par des procédés équivalents à ceux de cette pyrite. La base de la présente invention permet de conditionner la phase initiale du traitement du minerai sulfureux pour en faciliter la récupération des éléments non ferreux tout en assurant l'extraction du soufre sous forme d'anhydride sulfureux pour la fabrication d'acide sulfurique. L'objet de l'invention est un nouveau procédé de traitement de minerai sulfureux du type susdit, en particulier de pyrite, particulièrement économique tant concernant les frais d'investissement initiaux d'installation que les frais d'exploitation subséquents. En particulier, la consommation de combustible est nettement plus faible dans le nouveau procédé que dans les procédés connus à double grillage oxydant ou réducteur-oxydant et chlorurant. De plus, le nouveau procédé permet de traiter indifféremment des minerais flottés ou grenus. A cet effet, selon le nouveau procédé, on chauffe le minerai sulfureux : - d'une part, en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, à une température comprise entre les points de volatilisation des sulfures principal et auxiliaire, pour volatiliser le sulfure auxiliaire et le soufre labile sans volatiliser et oxyder le sulfure principal, - et d'autre part, en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, à une température inférieure au point d'oxydation du sulfure principal pour oxyder le soufre labile et le sulfure auxiliaire volatilisés, sans oxyder le sulfure principal, En particulier, pour la pyrite, on chauffe cette pyrite - d'une part, en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, à une température comprise <EMI ID=1.1> liser le sulfure d'arsenic et le soufre labile,sans volatiliser et oxyder le sulfure <EMI ID=2.1> - et d'autre part, en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, à une température inférieure à 425[deg.]C environ, pour oxyder le soufre labile et le sulfure d'arsenic volatilisés sans oxyder le sulfure de fer. En pratique, selon le nouveau procédé, on chauffe le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, par un courant de gaz chauds neutres ou réducteurs, et en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, par ces gaz chauds et surtout par combustion du soufre labile et du sulfure auxiliaire, respectivement du sulfure d'arsenic, par un courant d'air éventuellement préchauffé. De préférence, dans le nouveau procédé, on chauffe le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, dans une seule enceinte. Le chauffage est fait par le courant des gaz chauds neutres ou réducteurs admis dans la parti* inférieure de l'enceinte où règne l'atmosphère non oxydan- <EMI ID=3.1> le courant des gaz chauds et par la combustion précitée due au courant d'air injecté dans l'autre partie de l'enceinte qui est située au-dessus de la précédente et où règne l'atmosphère oxydante dans la phase gazeuse.Le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, et les courants de gaz chauds et d'air sont déplacés à contre-courant dans l'enceinte . Pour rendre friable et poreux le minerai traité, respectivement la pyrite traitée, et ainsi pour en récupérer facilement les métaux non ferreux et alimenter constamment les phases suivantes du traitement général de ce minerai,respectivement de cette pyrite, il est prévu, selon le nouveau procédé, de refroidir brutalement ledit minerai, respectivement ladite pyrite, à la sortie de l'enceinte. Généralement, on refroidit le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, par une trempe à l'eau. Selon une caractéristique du nouveau procédé, on applique un grillage sulfatant au minerai sulfureux traité, respectivement à la pyrite traitée. D'autres détails et particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement et à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation de l'invention. - La figure 1 est une coupe axiale verticale d'un four permettant d'appliquer le procédé selon l'invention pour traiter de la pyrite. - La figure 2 est un diagramme expliquant thermiquement et physico-chimiquement le nouveau procédé. Le four représenté sert à traiter la pyrite constituée de bisulfure principal de fer transformable thermiquement en sulfure de fer,et de sulfures auxiliaires d'autres métaux, ces sulfures auxiliaires étant à séparer du sulfure principal de fer. Les sulfures auxiliaires tels que le sulfure d'arsenic, ont un point de volatilisation inférieur à celui du sulfure principal de fer. Le four comprend en fait une enceinte 1 délimitée par une paroi latérale cylindrique ?,un fond 3, un couvercl 4 . L'enceinte 1 est portée par des piliers 5. L'enceinte 1 comporte un arbre de rotation verti-cal 6 disposé axialement sur toute sa hauteur. L'arbre de rotation 6 est monté dans des paliers non représentés et traverse le fond 3. L'arbre de rotation 6 est commandé par un moteur électrique 7 et entraîné par des moyens de transmission mécanique constitués par exemple d'une couronne dentée 8 calée sur l'extrémité inférieure de l'arbre 6 et d'un pignon denté correspondant 9 fixé sur l'arbre du moteur 7. L'enceinte 1 comprend des scies superposées 10 et 11. Les soles 10 s'étendent de la paroi latérale 2 jusqu'à une distance déterminée de l'arbre de rotation 6. Les soles 10 délimitent donc horizontalement des passages annulaires internes 12 avec l'arbre de rotation 6. D'autre part, les soles 11 s'étendent à leur tour entre l'arbre de rotation 6 et la paroi latérale 2 et présentent des passages périphériques externes 13 près de cette paroi latérale 2. Les soles 10 et 11, respectivement les <EMI ID=4.1> hauteur dans l'enceinte 1. Dans sa rotation, l'arbre de rotation 6 entraîne des racleurs 14 et 15 déplacés respectivement au-dessus des soles 10 et 11 près de la face supérieure de celles-ci. A cet effet, les racleurs 14, respectivement 15, sont por- <EMI ID=5.1> tés sur l'arbre de rotation 6. Bn service, l'enceinte 1 est traversée de haut en bas par la pyrite à traiter et de bas en haut par des gaz assurant le traitement du minerai. La pyrite est introduite dans l'enceinte 1 à travers un dispositif d'enfournement 18 prévu dans le couvercle 4. La pyrite enfournée tombe sur la sole 10 supérieure sur laquelle elle est ramenée progressivement par les racleurs 14, vers l'axe de l'enceinte 1 pour traverser le passage interne supérieur 12 et tomber sur la sole supérieure 11. La pyrite est déplacée sur la sole 11 par les racleurs 15 pour y être repoussée progressivement vers la paroi latérale 2, pour traverser alors les passages externes supérieurs 13 et tomber sur la deuxième sole 10. La pyrite est ainsi amenée à être déversée successivement d'une sole à l'autre, jusque sur le fond 3 à la périphérie duquel la pyrite traitée est guidée dans une goulotte de détournement 19 par laquelle elle est évacuée de l'enceinte 1. Les gaz circulent à contre-courant de.la pyrite dans l'enceinte 1 et s'échappent à travers une conduite de sortie 20. L'enceinte 1 présente théoriquement deux zones superposées 21 et 22 séparées par la ligne fictive 23 dessinée en traits interrompus. Dans la zone inférieure 21, la pyrite est chauffée en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, de manière à avoir une température comprise entre le point de volatilisation le plus bas des sulfures auxiliaires tels <EMI ID=6.1> de volatilisation du sulfure de fer et des autres sulfures stables secondaires éventuels, c'est-à-dire 1000[deg.]C environ. A cet effet, un courant de gaz chauds neutres ou réducteurs . est injecté dans la zone inférieure 21 à travers une buse d'admission 24 à partir d'une chambre de combustion 25. De la sorte, le soufre labile et les sulfures auxiliaires sont séparas de la pyrite et volatilisés dans la zone inférieure 21. Dans la zone supérieure 22, la pyrite est chauffée en atmosphère oxydante, dans la phase gazeuse de façon à avoir une température inférieure au point d'oxydation du sulfure principal.de fer, c'est-à-dire 425[deg.]C, ou de ce sulfure principal et d'autres sulfures stables secondaires éventuels. Dans ce but, un courant d'air est injecté dans la zone supérieure 22 à travers une ouverture d'admission 26 à partir d'une chambre d'alimentation 27. L'air utilisé peut être froid ou réchauffé dans la chambre d'alimentation 27. Ainsi, le soufre labile et les sulfures auxiliaires, volatilisés dans la zone inférieure 21, sont oxydés dans la zone supérieure 22 sans pour autant que les sulfures auxiliaires stables soient eux-mêmes oxydés. Il est à noter que l'oxydation du soufre labile et des sulfures auxiliaires produit un effet exothermique chauffant la pyrite et limitant la consommation de combustible pour produire Le courant des gaz chauds susmentionnés. Le procédé est maintenant expliqué à l'aide d'un exemple de traitement d'une pyrite ayant la composition <EMI ID=7.1> Lors de sa descente à travers la zone supérieure 22 de l'enceinte 1, la pyrite est chauffée progressivement d'une part, par les gaz chauds ayant déjà perdu une partie de leur chaleur sensible et venant du bas, et d'autre part, par l'oxydation du soufre labile et du sulfure auxiliaire d'arsenic préalablement volatilisés dans la zone inférieure 21. L'évolution des températures de la pyrite dans la zone supérieure 22 est indiquée par la courbe 28 du diagramme de la figure 2. L'oxydation du soufre labile et du sulfure d'arsenic est conforme aux.réactions chimiques : <EMI ID=8.1> Lors de sa descente à travers la zone inférieure 21 de l'enceinte 1, la pyrite est chauffée davantage par les gaz chauds non oxydants. L'évolution des températures de la pyrite dans la zone inférieure 21 est représentée par la même courbe 28. L'évolution des températures des gaz dans l'enceinte 1 est figurée pour sa part par la courbe 29. Dans la zone inférieure 21, les réactions sont . constituées essentiellement des décompositions thermiques et des volatilisations suivantes : <EMI ID=9.1> Il est à noter que le sulfure de zinc ZnS reste inaltéré. A la sortie du four la pyrite traitée est refroidie brutalement par immersion dans un bac d'eau.Une telle trempe à l'eau rend friable la phase pyrrhotine de la pyri- <EMI ID=10.1> poreuse et qui peut être broyée économiquement pour la récupération éventuelle des métaux non ferreux.Cette trempe permet en outre une alimentation constante de la phase suivante du traitement de la pyrite laquelle consiste en un grillage sulfatant connu en soi. Le grillage sulfatant assure la sulfatation des métaux non ferreux tout en prenant soin d'éviter la formation de sulfates ferreux ou ferriques. Au cours du grillage sulfatant, le sulfure de la pyrrhotine provenant de la décomposition thermique de la pyrite est abaissé à une valeur aussi basse que possible. Après le grillage sulfatant, le minerai éventuellement broyé est lixivié à l'eau pour faire passer en solution les sulfates non ferreux. Pendant la lixiviation, le pH est conditionné pour obtenir des rendements maxima de récupération des éléments valorisables obtenus sélectivement par exemple par cémentation et neutralisation. Enfin, les résidus de lixiviation sont flottés éventuellement pour obtenir des concentrés fortement enrichis en métaux non ferreux. Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représentée et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
Claims (1)
- REVENDICATIONS <EMI ID=11.1>constitué d'au moins un sulfure principal et d'au moins un sulfure auxiliaire plus volatil que le sulfure principal ou transformable en un autre sulfure plus volatil que ce sulfure principal, caractérisé en ce qu'on chauffe le minerai sulfureux :- d'une part, en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, à une température comprise entre les points de volatilisation des sulfures principal et auxiliaire, pour volatiliser le sulfure auxiliaire et le soufre labile sans volatiliser et oxyder le sulfure principal, - et d'autre part, en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, à une température inférieure au point d'oxydation du sulfure principal, pour oxyder le soufre labile et le sulfure auxiliaire volatilisés, sans oxyder le sulfure principal.2.- Procédé de traitement de pyrite constitué essentiellement du bisulfure de fer transformable par chauf fage en sulfure de fer, et auxiliairement par exemple de sulfure d'arsenic plus volatil que le fulfure de fer et/oude mispickel transformable en sulfure d'arsenic plus volatil que ce sulfure de fer, caractérisé en ce qu'on chauffela pyrite :- d'une part, en atmosphère non oxydante dans la la phase gazeuse, à une température comprise entre 400[deg.]C et 1000[deg.]C environ pour volatiliser le sulfure d'arsenic et le soufre labile, sans volatiliser et oxyder le sulfure de fer, -13- - et, d'autre part, en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, à une température inférieure à 425[deg.]C environ, pour oxyder le soufre labile et le sulfure d'arsenic volatilisés sans oxyder le sulfure de fer.3.- Procédé de traitement selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on chauffe le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, en atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, par un courantde gaz chauds neutres ou réducteurs, et en atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, par ces gaz chauds et surtout par combustion du soufre labile et du sulfure auxiliaire, respectivement du sulfure d'arsenic, par un courant d'air éventuellement préchauffé.4.- Procédé de traitement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on chauffe le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, dans une seule enceinte (1), par le courant des gaz chauds neutres ou réducteurs admis dans la partie inférieure de l'enceinte (1) où règne l'atmosphère non oxydante dans la phase gazeuse, et par ce courant des gaz chauds et surtout par la combustion susdite due au courant d'air injecté dans une autre partie de l'enceinte (1) qui est aituée au-dessus de la précédente.,où règne l'atmosphère oxydante dans la phase gazeuse, le minerai sulfureux, respectivement la pyrite, et les courants de gaz chauds et d'air étant déplacés à contre-courant dans l'enceinte (1).5.- Procédé de traitement selon la revendication 4,caractérisé en ce qu'on refroidit brutalement le minerai sulfureux,respectivement la pyrite, à la sortie de l'enceinte(1)pour rendre friable et poreux ce minerai sulfureux Traité respectivement cette pyrite traitée.6.- Procédé de traitement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on refroidit le minerai sulfureux , respectivement la pyrite, par une trempe à l'eau.7.- Procédé de traitement selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on applique un grillage sulfatant au minerai sulfureux traité, respectivement à la pyrite traitée.8.- Procédé en substance tel que décrit ci-avant en référence aux dessins annexés au présent mémoire.
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