BE854680A - Procede de traitement de boues provenant d'une installation d'affinage electrolytique - Google Patents

Description

  " Procédé de traitement de boues provenant d'une installation d'af-

  
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La présente invention est relative à un procédé de traitement de boues provenant de l'affinage électrolytique du cuivre .

  
Il est déjà connu de faire digérer des boues provenant

  
d'une électrolyse du cuivre en utilisant de l'acide sulfurique concentré et de l'air à la pression atmosphérique . Les boues digérées  <EMI ID=2.1> 

  
de dioxyde de sélénium volatil , ou bien elles peuvent être traitées avec des acides ou des alcalis dilués pour dissoudre le tellure ,

  
le sélénium et le cuivre oxydés qui doivent ensuite être séparés . Les principaux désavantages de ce procédé sont une émission impor-

  
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d'une telle opération de digestion , qui nécessite habituellement

  
de 4 à 6 heures . Il existe également des difficultés en ce qui concerne une séparation convenable du cuivre , du sélénium et du tellure les uns à partir des autres .

  
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de la société Norddeutsche Affinerie , de traiter des boues dans un autoclave à une pression supérieure à 5 atmosphères et à une température se situant au-dessus du point d'ébullition de la solution présente dans l'autoclave , afin de séparer le nickel et le cuivre

  
au départ de la solution , tout en laissant le sélénium , le tellure, l'arsenic et les métaux nobles dans le résidu solide . Ce procédé présente le désavantage d'opérer à des pressions très élevées , ce , qui mène à des difficultés d'ingéniérie et à des frais excessifs d'investissement et d'entretien des autoclaves , en soulevant également le problème de la séparation des diverses subtances se trouvant dans le résidu , telles que le sélénium et le tellure , les unes à partir des autres .

  
En conséquence , le but de la présente invention est de prévoir un procédé amélioré assurant le traitement des boues de raffinerie du cuivre , suivant une opération simple et efficace , menant

  
à une séparation aisée des divers constituants des boues .

  
Un autre but de la présente invention est de prévoir un procédé économique de traitement des boues de raffinerie du cuivre ,

  
en utilisant une installation aisément disponible ou une installation ;  qui peut être fabriquée facilement , en utilisant des pressions infé-  rieures à 5 atmosphères . 

  
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des boues suivant l'invention apparaîtront de la description plus détaillée suivante.

  
Le procédé de la présente invention comprend fondamenta-

  
avec

  
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pression partielle d'oxygène allant jusqu'à environ 3,5 kg/cm<2> , en se situant de préférence entre environ 1,4 et 3,5 kg/cm , et à une température élevée comprise entre environ 82 et 160[deg.]C , de préférence entre environ 93 et 149[deg.]C , jusqu'à ce que le cuivre et le tellure présents dans les boues soient pratiquement dissous , et la réalisation d'une séparation liquide-solide sur la pâte lixiviée pour sépa-

  
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suite de la liqueur de lixiviation avec du cuivre métallique pour agglomérer le tellure sous forme des tellurure de cuivre , et la séparation ensuite de cet agglomérat de tellurure de cuivre à partir de la solution restante qui convient pour la production de sulfate de cuivre . Suivant une autre forme de réalisation du procédé de l'invention , les boues lixiviées séparées , contenant principalement du sélénium , du plomb , de l'argent , de l'or et les impuretés restantes , sont séchées , mélangées avec un liant et transformées en boulettes , celles-ci sont ensuite grillées pour séparer le sélénium sous forme de dioxyde de sélénium , et les boulettes grillées sont fondues pour séparer les impuretés restantes , ce qui laisse

  
un métal doré contenant essentiellement de l'argent et de l'or .

  
La lixiviation se réalise dans un autoclave sous agitation normale en utilisant de l'acide sulfurique dilué , ayant de préférence une concentration d'acide sulfurique comprise entre environ 20 et
40 % . On a trouvé que la concentration d'acide tout particulièrement préférée se situe entre 250 et 300 g/litre . Dans un intervalle de deux ou trois heures , suivant les conditions finales de lixiviation, l'opération de lixiviation mènera normalement à la dissolution de  <EMI ID=8.1> 

  
facilement déterminées par un familier de la technique en question , suivant la quantité de tellure présent dans la liqueur , qui doit être aggloméré sous forme de tellurure de cuivre . La température et la durée de fonctionnement peuvent également être ajustées facilement pour arriver aux résultats optima..-

  
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ne conviennent normalement pas telles quelles pour une transformation en boulettes , car elles sont trop humides et la quantité d'humidité dans les boues est un facteur très important pour arriver à une transformation appropriée en boulettes.

  
Les boues ne peuvent pas non plus être grillées directement  pour séparer le dioxyde de sélénium car elles ne sont pas sous la  forme qui convient le mieux pour une telle opération . Le milieu  oxydant , tel que de l'air , ne traversera pas facilement les boues non transformées en boulettes durant le grillage et ces boulettes s'aggloméreront en_gros morceaux grillés qui seront difficiles à traiter par la suite et à partir desquels la récupération du sélénium est mauvaise .

  
Il est déjà connu , suivant le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.948.591 délivré le 9 août 1960 à E.C. Handwerk et colla-

  
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mées en boulettes appropriées ou en d'autres agglomérats similaires pour en séparer le sélénium oxyde . Une telle opération est très avantageuse et , pour cette raison , les boues humides venant de  l'opération de lixiviation suivant la présente invention doivent

  
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boues non lixiviées humides , avec ensuite leur mélange avec un liant

  
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priées , d'un diamètre compris entre environ 6,35 etenviron 19,05 mm. 

  
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à partir des boues qui sont ensuite habituellement lavée? à l'eau chaude ,. Cette liqueur de lixiviation est ensuite traitée avec du cuivre métallique , de préférence sous forme de grenailles de cuivre, etc , pour agglomérer le tellure sous forme de tellurure de cuivre que l'on peut ensuite traiter de manière traditionnelle pour obtenir du tellure pur ou ses composés désirés . La solution restante convient

  
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la manière traditionnelle .

  
Le traitement de la liqueur de lixiviation avec du cuivre métallique peut être réalisé d'une manière appropriée quelconque , mais il est préférable de réaliser ce traitement dans un réacteur d'agglomération qui a la forme d'un récipient cylindrique disposé d'une manière générale horizontalement , comportant des chicanes

  
en saillie vers l'intérieur le long de sa paroi interne pour a3surer un mélange approprié des grenailles de cuivre avec la liqueur de lixiviation . Ce réacteur est rotatif autour de son axe horizontal et il est normalement légèrement incliné vers son extrémité d'alimentation . En fonctionnement , il est alimenté en grenailles de cuivre ou en une matière de cuivre métallique similaire en une quantité suffisante pour agglomérer le tellure de la liqueur de lixiviation qui est introduite dans le réacteur pour que celui-ci soit environ à moitié plein ou plein aux trois-quarts . Le réacteur est ensuite mis en rotation tout en entretenant la température de la matière à une valeur de l'ordre de 65 à 93,5[deg.]C , ce qui assure ainsi un bon mélange des grenailles de cuivre avec la liqueur contenue dans le réacteur .

  
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sent dans le réacteur en tellurure de cuivre en une période d'environ une à deux heures . Evidemment , les dimensions de ce réacteur d'agglomération ou cimentation peuvent varier suivant les quantités de la liqueur à traiter . Les auantit&#65533;&#65533; nécessaires de grenailles de  <EMI ID=18.1> 

  
seule étape en faisant passer les boues humides entre deux cylndres chauffés qui sèchent et pulvérisent les boues .

  
Les cylindres sont de préférence chauffés par de la vapeur d'eau qui est injectée à l'intérieur de ces cylindres . Lorsque les boues humides sont introduites entre les cylindres , elles sont chauffées et exprimées , en réduisant ainsi leur teneur d'humidité d'environ 25 % à environ 8 % ou moins . Il y a lieu de noter également que les cylindres de l'appareil de séchage sont de préférence plaqués au chrome pour éviter un collage des boues lixiviées , sur ces cylindres.

  
Lorsque les boues humides ont été séchées de la sorte elles .  sont mélangées avec de la bentonite ou un autre liant approprié pour ;  leur donner une consistance convenant pour une transformation en bou-  lettes , puis le mélange est transformé en boulettes de dimensions 

  
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transformation en boulettes , disque sur lequel le mélange est ali- i mente en même temps qu'une certaine quantité d'eau pour produire les  boulettes désirées . Ensuite , les boulettes sont grillées à une  température comprise entre environ 648 et 816[deg.]C sur une période de  1 à 2 heures , de préférence avec une circulation d'air d'environ 
14 à 28,5 litres/seconde , pour séparer le dioxyde de sélénium , que  l'on peut ensuite laver avec de l'eau pour produire de l'acide sélé-  nieux. L'acide sélénieux peut ensuite être transformé d'une manière  traditionnelle en sélénium élémentaire par précipitation avec de  l'anhydride sulfureux . 

  
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four de manière traditionnelle pour séparer les impuretés restantes , 

  
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ron 4 % d'or . L'opération de fusion dans le four se réalise à une température de l'ordre de 982 à 1371[deg.]C avec addition de carbonate de sodium anhydre à titre de fondant . Ceci est évidement bien connu en pratique . 

  
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après avec référence au dessin annexé qui illustre schématiquement une forme de réalisation préférée du procédé de l'invention .

  
Comme illustré par le dessin , les boues provenant d'une raffinerie de cuivre sont mélangées avec des quantités prédéterminées d'eau et de H2S04 dans un réservoir de traitement depuis lequel le mélange est introduit dans l'autoclave 2 où l'opération de lixiviation est réalisée sous une pression d'oxygène , en présence de chaleur et avec agitation . L'oxygène ne peut pas être remplacé par de l'air car si on utilise de l'air sous pression , il se formera une grande quantité de mousse et l'opération de lixiviation

  
ne se développera pas avec succès . Dès la fin de l'opération de lixiviation , la pâte de boues lixiviées est transférée dans un réservoir de séjour 3 d'où elle est introduite dans un filtre-presse 4 . Après une séparation initiale liquide-solide dans le filtrepresse 4 , de l'eau chaude est introduite dans celui-ci pour laver les matières solides . Cette eau chaude peut ensuite être renvoyée par 4a au réservoir de traitement 1 en remplaçant ainsi de l'eau fraîche , et ce pour la préparation d'un nouveau lot de matière.

  
La liqueur lixiviée issue du filtre-presse 4 est envoyée

  
à un réservoir de stockage de liqueur 5 d'où elle est envoyée à un réacteur d'agglomération ou de cimentation 6 , en même temps que

  
du cuivre métallique , pour provoquer l'agglomération ou cimentation du tellure sous forme de tellurure de cuivre . Le tellurure

  
de cuivre sous cette forme est alors séparé de la solution restante par un filtre-presse 7 et envoyé par 7a à d'autres traitements traditionnels pour produire du tellure pur , tandis que la solution 7b est envoyée à une installation de production de sulfate de cuivre pour obtenir du CuSO .5H 0 .

  
Les boues humides 4b provenant du filtre-presse 4 sont envoyées en passant par un dispositif d'alimentation 8 dans un dessicateur à cylindres et à vapeur 9. Les boues humides sont intro- <EMI ID=23.1> 

  
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éviter un collage des boues aux cylindres , cee derniers sont de préférence plaqués au chrome . Ensuite , les boues séchées sont mélangées avec un liant , tel que de la bentonite , dans un mélan-geur 10 , puis elles sont alimentées par une trémie d'alimentation
11 et un dispositif d'alimentation à courroie 12 , sur un appareil de formation de boulettes 13 , où ces boues sont transformées en boulettes de dimensions appropriées , d'un diamètre compris entre environ 6,35 et 19,05 mm . Le liant est de préférence utilisé dans une proportion comprise entre 5 et 10 % .

   Les boulettes brutes obtenues sont introduites dans un réservoir de stockage 14 d'où elles sont envoyées à un appareil de grillage 15 où elles sont grillées sous chaleur et dans l'air pour former du dioxyde de sélénium qui peut être ensuite lavé dans un appareil de lavage 16 avec de l'eau en vue de former de l'acide sélénieux qui peut être envoyé dans le réservoir de stockage 17 d'où on pourra l'envoyer à une phase de précipitation de sélénium 17a .

  
Les boulettes grillées 15a , sortant de l'appareil de grillage 15 , sont fondues dans un four à métal doré 18 pour séparer les impuretés restantes et pour produire le métal doré consistant essentiellement en argent et. en or .

  
L'exemple non limitatif suivant illustrera plus complètement encore l'invention .

EXEMPLE.

  
On introduit dans un réservoir de traitement , 2.131 kg de boues (sur base sèche) provenant de la raffinerie de cuivre de la société Canadian Cvpper Refiners Limited , de Montreal Est, Canada , ces boues répondant à peu près à la composition suivante : 

  

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en même temps que 5.867 litres d'eau et 1.059 litres de H2S04 à
93% , et on mélange pour obtenir une pâte ayant un poids spécifique d'environ 1,3 . On charge cette pâte dans un autoclave à chicanes en acier inoxydable , ayant une capacité de 9.084 litres et comportant une turbine de 25 HP à6 aubes , pouvant tourner à 175 tourd par minute . L'autoclave est chauffé par une chemise extérieure à vapeur , jusqu'à ce que la température de la pâte atteigne 115[deg.]C .

  
Une chemise extérieure de refroidissement , qui alterne avec la chemise à vapeur , est également prévue pour entretenir

  
la température au taux désiré . L'autoclave est mis sous pression avec de l'oxygène jusqu'à une pression totale de l'ordre de 3,5 kg/cm , la pression partielle d'oxygène étant d'environ 2,1 kg/cm2.

  
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dure trois heures , et la pâte de boues lixiviées est ensuite déchargée dans un réservoir de séjour .

  
La pâte est alors filtrée pour séparer la liqueur de lixiviation à partir des boues solides qui sont ensuite lavées à l'eau chaude . Le filtre-presse utilisé pour cette opération est d'un type à plateaux et à enveloppe , ayant un volume de filtration de 0,849 m<3>. 

  
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comportant 85 g/litre de Cu , 60 g/litre de Te et 150g/litre de H2S04 . On produit en outre environ 1.950 kg de boues lixiviées humides ayant une teneur d'humidité d'environ 25% , comportant 1% de Cu ,1% de Te , 19% de Se , ainsi que du plomb , de l'argent, de l'or et les impuretés restantes .

  
On traite ensuite la liqueur lixiviée dans un réacteur cylindrique horizontal (longueur de 8,22 m et diamètre de 0,76 m) comportant des chicanes radiales en saillie vers l'avant , prévues le long de sa paroi interne , ce réacteur tournant à 15 tours par minute et étant chargé de 3.401 kg de grenailles de cuivre . Le débit de la solution vers le réacteur est de l'ordre de 37,85 litres par minute et la température est de l'ordre de 93[deg.]C. Le réacteur est réalisé en acier inoxydable 316 . La pâte d'agglomération ou de cimentation est ensuite traitée au filtre-presse , ce qui donne environ 63,5 kg de tellurure de cuivre et environ 6.056 litres de liqueur de lixiviation destinée à la production de sulfate de cuivre. contient

  
La liqueur de lixiviation/environ 90 g/1 de Cu , 1 g/1 de Te et environ 110 g/1 de H2S04. Il y a séparation d'au moins 85% du Te au cours de cette opération . Le filtre-presse utilisé est identique au filtre-presse pour boues lixiviées , déjà décrit .

  
Les boues humides provenant du filtre-presse pour les boues de lixiviation et contenant environ 25% d'humidité sont sé-

  
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ce dessicateur comportant des cylindres en acier inoxydable , plaqués au chrome. La teneur d'humidité des bcues sèches est d'environ 8% . Ces boues sèches sont ensuite mélangées avec de la bentonite dans une proportion de 45,35 kg de bentonite pour 680 kg de

  
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de boulettes , comportant un disque d'un diamètre de 137 cm et capable de produire 680 kg de boulettes brutes par heure . On dirige également un peu d'eau , sous la forme de jets , sur l'appareil de formation de boulettes pour aider à la production de celles-ci .

Claims (1)

1. <EMI ID=30.1>

   de 9,25 mm .

   Les boulettes brutes obtenues sont ensuite grillées dans un appareil de grillage qui peut être d'un type continu ou discontinu , cet appareil ayant une température opératoire d'environ 815[deg.]C . La circulation d'air à travers les boulettes se situe à environ 0,849 m<3>/minute . On prévoit également un système approprié

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   heure .

   Le dioxyde de sélénium provenant de l'appareil de grillage est traité dans un système laveur capable de laver 136 kg de

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   forme d'acide sélénieux : H2Se03 ) pour produire une solution de H2Se03 contenant environ 100 g/1 de Se , et qui convient pour la précipitation de sélénium . On introduit normalement 680 kg par heure de boulettes brutes , contenant environ 19% de Se , ce qui

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   à des appareils de lavage , et environ 551 kg par heure de boulettes grillées qui sont transférées à un four à métal doré , en vue d'une fusion et d'une production du métal doré .

   Dans le four à métal doré , les boulettes grillées sont fondues avec du carbonate de calcium anhydre à des températures se situant entre environ 982 et 1.37l[deg.]C pour séparer les impuretés restantes , ce qui laisse un métal doré contenant environ 96% d'argent et 4% d'or . Ce métal doré est finalement traité dans une installation de séparation , afin de séparer l'argent de l'or .

   REVENDICATIONS.

   1. Procédé de traitement de boues provenant de l'affinage électrolytique du cuivre , ce procédé comprenant : .

   (a) la lixiviation de ces boues avec de l'acide sulfurique dilué sous une pression partielle d'oxygène allant jusqu'à 3,5 kg/cm<2> environ et à une température élevée comprime entre <EMI ID=34.1>

   trouvant dans ces boues soient pratiquement dissous , en formant ainsi une pâte de lixiviation ;

   (b) la réalisation d'une séparation liquide-solide sur la pâte de lixiviation pour séparer la liqueur de lixiviation à partir des boues de lixiviation ; (c) le traitement de cette liqueur de lixiviation avec du cuivre métallique pour agglomérer ou cimenter le tellure sous forme de tellurure de cuivre et pour former une solution restante convenant pour la production de sulfate de cuivre ; et (d) la séparation à. partir de la solution , des matières solides formées par du tellurure de cuivre aggloméré ou cimenté .

   2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la pression partielle de l'oxygène , utilisée durant la lixiviation des boues , est comprise entre environ 1,4 et 3,5 kg/cm

   3. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la température utilisée durant la iixiviation des boues est comprise entre environ 93 et 149 [deg.]C .

   4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes,dans lequel la concentration initiale de l'acide sulfurique utilisé pour la lixiviation est comprise entre environ 250 g/1 et 300 g/1 .

   5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications

   1 à 3 , dans lequel la séparation liquide-solide est réalisée grâce à un filtre-presse , les matières solides étant ensuite lavées à l'eau chaude .

   6. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la liqueur de lixiviation résultant de la séparation liquide-solide est traitée avec du cuivre métallique sous la forme de fines grenailles de cuivre dans un réacteur d'agglomération ou cimentation , cylindrique , rotatif ., disposé horizontalement , pourvu de chica- <EMI ID=35.1>

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   de cuivre avec la liqueur lixiviée durant le traitement, ce réacteur étant légèrement incliné vers son extrémité d'alimentation.

   7. Procédé suivant la revendication 6, dans lequel l'opération de cimentation est réalisée à une température comprise entre environ 65 et 93[deg.]C .

   <EMI ID=37.1>

   boues de lixiviation contenant du sélénium , de l'or , de l'argent et d'autres impuretés , sont séchées , mélangées avec un liant et transformées en boulettes , celles-ci sont ensuite grillées pour séparer le sélénium sous forme de dioxyde de sélénium , et les boulettes grillées sont fondues pour séparer les impuretés restantes , en laissant un métal doré contenant essentiellement de l'argent et de l'or .

   9. Procédé suivant la revendication 8, dans lequel les boues de lixiviation susdites contiennent environ 25% d'humidité et sont séchées grâce à un dessicateur à cylindres chauffé à la vapeur , ce dessicateur comportant deux cylindres disposés face à face de manière que les boues humides alimentées dans l'étranglement de ces cylindres y sont pressées pour produire une matière essentiellement sèche convenant à la transformation en boulettes .

   10. Procédé suivant la revendication 8, dans lequel le liant est de la bentonite et est ajouté en une proportion comprise entre environ 5 et 10% en poids .

   11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10 , dans lequel les boulettes sont grillées à une température comprise entre environ 648 et 815[deg.]C' avec un débit d'air de 0,85

   à 1,70 m<3> par minute sur une période de 1 à 2 heures .

   12. Procédé de traitement de boues provenant du raffi-

   <EMI ID=38.1>

   ment dans l'exemple donné . <EMI ID=39.1>

   l'une quelconque des revendications précédentes