BE840875A - Perfectionnements a la purification des matieres contenant du soufre par chloruration - Google Patents

Description

  "Perfectionnements à la purification des matières contenant du soufre par chloruration"

  
La présente invention est relative à la purification de matières par chloruration .

  
Le traitement de matières métallurgiques avec du chlore gazeux à des températures élevées pour chlorurer

  
 <EMI ID=1.1> 

  
res volatils présente l'inconvénient que le minerai ou tout autre matière d'alimentation doit généralement être dans un état oxydé .de telle sorte que les matières sulfurées -doivent

  
 <EMI ID=2.1> 

  
métaux à récupérer. C'est ainsi que des métaux de valeur

  
et des impuretés caractéristiques apparaissant dans les minerais de nickel, ainsi que dans les produits plus fusibles et les résidus hydrométallurgique provenant du raffinage du nickel, sont disposés dans la liste ci-après par ordre de volatilité décroissante de leurs chlorures à 1.000[deg.]C :

  
Ag, Hg, Pb, Cd, Cu, Mn, Ni, Zn , Sn, Fe, Mg,

  
Cr, Ti, Al, Si.

  
On notera d'après cette liste que les chlorures de nombreuses impuretés sont moins volatils que ceux des métaux de valeur tels que le nickel et le cuivre.

  
La présente invention est basée sur le fait que l'ordre de volatilisation diffère de celui auquel on s'attend d'après la liste donnée ci-après, si l'on traite directement une matière contenant du soufre avec du chlore, en présence d'oxygène et de dioxyde de soufre , sous des conditions telles que la totalité ou une partie du dioxyde de soufre est formée in situ.

  
Suivant l'invention , des impuretés chlorurables dans une matière contenant du soufre sont chlorurées et volatilisées par réaction de la matière à une température de 800

  
à 1150[deg.]C avec un gaz en circulation contenant du chlore , de l'oxygène et au moins 8% en volume de dioxyde de soufre, la totalité ou une partie du dioxyde de soufre étant formée par réaction de l'oxygène avec Le soufre dans la matière , et les impuretés volatilisées sont séparées par le gaz en circulation.

  
On a découvert que sous ces conditions les éléments ordinairement rencontrés dans les opérations de raffi-nage de nickel peuvent être disposés suivant l'ordre de volatilisation décroissante de leurs chlorures donné ci-après:

  
 <EMI ID=3.1>  celui du sélénium à partir d'une matière sulfurée contenant certains ou la totalité des éléments mentionnés sur la liste ci-dessus. L'invention se révèle par conséquent particulièrement intéressante pour le traitement de matières qui contiennent , en dehors des impuretés , un ou plusieurs éléments compris dans le groupe formé par le cuivre, l'argent, le cobalt , le nickel, l'or et les métaux du groupe du platine comme métal ou.métaux de valeur que l'on désire récupérer. Ces matières incorporent des poussières plus fusibles . , par exemple celles que l'on recueille dans des précipitateurs électrostatiques, ainsi que des produits de transformation provenant d'opérations hydrométallurgiques , tous ces produits provenant d'opérations

  
de raffinage du nickel, d'où il est souhaitable d'éliminer

  
le cadmium , le bismuth , le rhénium , le plomb, le molybdène, l'étain, l'antimoine, le zinc, l'arsenic, le tellure et le sélénium présents à titre d'impuretés .

  
La matière traitée contient de préférence au moins

  
 <EMI ID=4.1> 

  
2% sont présents sous la forme de sulfure ou de soufre élémentaire, de manière à permettre à ce que la totalité du dioxyde de soufre soit formée in situ par réaction avec l'oxygène.

  
Si la teneur en soufre de la matière est inférieure à 2% , une quantité supplémentaire de dioxyde de soufre doit être  <EMI ID=5.1> 

  
8% enclume de dioxyde de soufre dans le gaz pour être sûr que l'on obtienne l'ordre de volatilisation des chlorures mentionné précédemment , mais on obtient une augmentation de la volatilisation , légèrement avantageuse avec des teneurs en dioxyde de soufre supérieure à 20%. Les teneurs en dioxyde de soufre de l'ordre de 8 à 20% peuvent avantageusement être obtenues par l'utilisation de mélanges gazeux contenant de 0,1. à 5%

  
en poids de chlore et de 2 à 20% en volume d'oxygène , mais

  
la teneur en chlore est de préférence d'au moins 3% en poids. Le restant du mélange gazeux peut être constitué par de l'azote ou par tout autre gaz réactif .

  
Le procédé est avantageusement réalisé d'une façon continue en faisant passer un courant de gaz contenant du chlore et de l'oxygène à travers un lit de la matière contenant du soufre , par exemple dans un four à cuve verticale, un four rotatif ou un four de grillage à lit fluide . Si

  
on le désire, les matières finement divisées doivent être amenées sous la forme de boulettes après le mélange de manière à obtenir une matière de charge uniforme .

  
Au cours d'une opération continue, par exemple dans un four à cuve, on trouve dans le lit deux zones distinctes . La première zone se développe à proximité du lieu

  
où l'on introduit le gaz contenant de l'oxygène et du chlore, et elle est relativement oxydante. La température-dans cette

  
 <EMI ID=6.1> 

  
ties du lit réactionnel, et la perte de cuivre est élevée .

  
Les réactions suivantes , données pour le cuivre mais également caractéristiques des autres 'éléments volatils. 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
se passent :

  

 <EMI ID=8.1> 


  
La réaction de l'oxygène dans le mélange gazeux avec le soufre du sulfure de cuivre abaisse la teneur en oxygène du gaz , de telle sorte qu'une zone réductrice se développe au-dessus de la zone oxydante , dans laquelle le rapport du dioxyde

  
de soufre à l'oxygène favorise la réduction du chlorure de cuivre volatil en oxyde de cuivre ou sous la forme de cuivre métallique . On croit que les réactions qui se produisent dans cette zone sont les suivantes :

  

 <EMI ID=9.1> 


  
Les réactions qui se produisent dans les deux zones tendent ainsi à s'annuler mutuellement , et on suppose que ceci est la cause du changement observé dans l'ordre de volatilisation.

  
Les sulfates présents dans la matière traitée peuvent également servir de source supplémentaire de dioxyde de soufre pour le procédé , étant donné qu'on suppose que

  
la réaction dé réduction suivante se produit:

  

 <EMI ID=10.1> 


  
La teneur en oxygène dans le lit réactionnel revêt ainsi une importance considérable dans le cas où il est obligatoire d'obtenir les meilleurs résultats . Une atmos-' phère fottement oxydante avec une faible teneur en humidité favorise la volatilisation accélérée du cuivre, de l'argent, du sélénium, du tellure et de l'arsenic tout en supprimant la volatilisation du bismuth et du zinc , et il est par conséquent préférable de maintenir un rapport en volume du

  
 <EMI ID=11.1>  rence d'au moins 4/1 ou même de 10/1. Une augmentation de la teneur en eau diminue la volatilisation de l'arsenic , du zinc et du cuivre, et il par conséquent préféraHe de mainte-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
augmentent au fur et à mesure que la teneur en chlore du gaz s'élève , et la présence de 3% en poids de chlore dans le courant de gaz est généralement suffisante pour abaisser la totalité des impuretés dans des résidus de raffinage du nickel caractéristiques à des taux acceptables . L'addition de chlore

  
 <EMI ID=13.1> 

  
poids de la charge . Le chlore est de préférence introduit . sous la forme de gaz .

  
La température du lit réactionnel est également importante . Les températures dépassant 1150[deg.]C doivent être évitées , puisque la matière d'alimentation peut fondre , mais la vitesse de réaction aux températures inférieures à 800[deg.]C est trop faible pour être intéressante du point de vue commer-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
peut être purifié en séparant les chlorures volatilisés , le dioxyde de soufre et le chlore .Les impuretés retenues dans  les épurateurs peuvent être récupérées par des moyens tradi- 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
finage de nickel formés de poussières provenant de précipitateura électrostatiques et de produits de conversion provenant 

M 

  
.d'opérations hydrométallurgiques,est amené sous la forme de boulettes de 0,6 à 3,5 mm de diamètre , en y ajoutant 20% d'eau. sous la forme d'urefine pulvérisation . 'Après un séchage à 110[deg.]C de manière à obtenir une teneur en humidité de 5% , les boulettes sont amenées par intermittence dans la partie supérieure, d'un four à cuve verticale construit à partir d'un <EMI ID=16.1> 

  
fé aux deux extrémités par des creusets en argile réfractaire et pourvu d'entrées et de sorties pour les matières solides et les gaz La cuve est chauffée dans un four contrôlé thermostatiquement. Du gaz contenant de 1'oxygène et du chlore est envoyé de bas en haut à travers la cuve à contre-courant par rapport aux matières solides , qui sont déchargées à partir

  
 <EMI ID=17.1> 

  
supérieure de la cuve sont épurés successivement avec de l'eau et une solution d'oxyde de sodium 4 N et sont finalement déchargés par l'intermédiaire d'un régulateur et d'une pompe

  
à vide.

  
On commence l'opération continue en chauffant

  
 <EMI ID=18.1> 

  
dans la cuve . Après que cette température est atteinte et que les conditions sont stabilisées , la circulation des gaz de chloruration est amorcée et le système d'épuration est mis

  
 <EMI ID=19.1> 

  
12 premières heures et est ensuite abaissée jusqu'à 925[deg.]C pendant les 12 heures restantes de l'essai de 24 heures  Les boulettes brutes sont ajoutées progressivement au sommet de la cuve et un mélange de chlore , d'oxygène et de gaz inerte est envoyé de bas en haut dans la cuve à un taux moyen de 2,2 litres/minute . Le gaz inerte dans le mélange de gaz se compose de vapeur d'eau , de dioxyde de carbone et d'azote .

  
L'utilisation de l'azote , de la vapeur ?. 'eau et du dioxyde de carbone comme gaz inerte sert à simuler l'utilisation

  
 <EMI ID=20.1> 

  
de soufre de sulfure et également 4,15% de soufre sous la forme de sulfate , qui sont oxydés par l'oxygène dans le gaz ' de manière à obtenir une teneur en dioxyde de soufre moyenne

  
 <EMI ID=21.1> 

  
Les matières solides déchargées du fond de la cuve sont combinées toutes les heures sous la forme d'échantillons composés . Une analyse de ces échantillons permet de déterminer l'efficacité de la séparation des impuretés avec différentes compositions de gaz.

  
Après les 24 heures , le taux d'alimentation moyen des boulettes est de 3,9 g/minute . Le temps de rétention moyen pour une boulette prise individuellement est de

  
<2> heures . Le gaz d'alimentation se compose en moyenne de
74,6 % en volume d'azote , de 7,3% en volume de dioxyde de

  
 <EMI ID=22.1> 

  
de vapeur d'eau , auquel on ajoute une quantité supplémentaire d'oxygène à raison de 6% en volume, de manière à obtenir

  
la teneur en oxygène désirée qui correspond à 4% en poids du poids de l'alimentation . On ajoute Également du chlore au

  
 <EMI ID=23.1> 

  
de dioxyde de carbone , 1,9 % d'oxygène et 10% de dioxyde de soufre, ainsi que 0,4% en poids de chlore . 

  
En tout, 5.570 g de boulettes sont traitées pour donner 4.362 g de produit purifié , et l'on récupère

  
 <EMI ID=24.1> 

  
utilisés pour l'épuration , sbnt données dans le tableau ci-après.

  
Tableau

  
Bilan pondéral des matières pendant une opération

  
de 24 heures

  

 <EMI ID=25.1> 


  
Les résultats du tableau montrent que la volatilisation du cuivre , du nickel, du cobalt , du fer, de l'argent et des métaux précieux est supprimée comparativement à celle des autres éléments présents , dételle sorte qu'ils sont re-tenus dans les matières solides . L'augmentation apparente de la teneur en certains éléments est due à la réduction du poids total de la charge par la perte d'humidité et de soufre . Les quantités relatives des éléments dans les matières solides récupérées à partir des épurateurs montrent également leur volatilisation;et séparation préférentielles .

REVENDICATIONS

  
1. Procédé pour la séparation d'impuretés chlorurables à partir d'une matière contenant du soufre par chloruraticn avec du gaz de chlore, caractérisé en ce que les impuretés sont chlorurées et volatilisées par réaction de la matière à une température de 800 à 1150[deg.]C avec un gaz en cir-

  
 <EMI ID=26.1> 

  
volume de dioxyde de soufre, la toialité ou une partie du dioxyde de soufre étant formée par la réaction d!oxygène avec le soufre dans la matière , et en ce que.les impuretés volatilisées sont séparées par le gaz en circulation .

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication l,caractérisé en ce que la matière contenant du soufre contient au moins 2% en poids de soufre en tant que sulfure ou de soufre élémentaire et en ce qu'une quantité suffisante dioxygène est amenée dans le gaz en circulation pour former la totalité du dioxyde de soufre par réaction avec la matière contenant du soufre.

   3. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- <EMI ID=27.1>

   le cobalt , le fer, le nickel , l'or et les métaux du groupe du platine. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le gaz en circulation contient de 0,1 à 5% en poids de chlore et de 2 à 20% en volume d'oxygène .

   5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le gaz en circulation contient de 1,5 à 3% en poids de chlore .

   6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le rapport en poids du dioxyde de soufre à l'oxygène dans le gaz en circulation est d'au moins 1/1.

   7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le rapport en volume du dioxyde de soufre

   <EMI ID=28.1>

   8. Procédé suivant l'Aune quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le gaz en circulation contient de 5 à 20% en volume de vapeur d'eau .

   <EMI ID=29.1>

   réaction est de 925 à 1050[deg.]C.

   10. Procédé pour la séparation d'impuretés chlorurables à partir d'une matière contenant du soufre par chlo-

   <EMI ID=30.1>

   notamment dans l'exemple donné.

   11. Les produits lorsque obtenus par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.