"Procédé de traitement de lessive résiduaire contenant de
l'arsenic et de boue de sulfure d'arsenic".
La présente invention est relative à un procédé de
traitement de lessive résiduaire contenant de l'arsenic et de
boue de sulfure d'arsenic, en particulier pour l'agglomération de sulfure d'arsenic,ainsi qu'à l'isolement approprié de l'arsenic sous la forme de sulfure d'arsenic à partir de la lessive résiduaire contenant de l'arsenic .
On connaît un procédé de traitement de gâteaux de boue de sulfure d'arsenic dans lequel on ajoute du soufre au gâteau de sulfure d'arsenic et ensuite on traite le tout en autoclave. sous une pression élevée et sous agitation , à une température de 100 à 180[deg.]C ( demande de brevet au Japon publiée
51-95997). Certes, ce procédé est avantageux en ce qui concerne l'énergie et la suppression du traitement de gaz résiduaires ,
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gâteau de boue , mais il présente encore les inconvénients suivants , en ce qui concerne son addition nécessaire de soufre en grandes quantités ainsi que l'agitation requise :
Par l'addition de soufre en grandes quantités,la quantité totale du produit final augmente . De plus, la densité apparente du produit final se réduit . Ces deux inconvénients entraînent un entreposage incommode , dans lequel la totalité
des coûts de traitement est élevée .
La présente invention a pour objet d'éviter de tels inconvénients . Suivant l'invention , on obtient que la boue de sulfure d'arsenic' puisse être traitée sans addition de soufre et cela avec agglomération du produit final
à la plus grande densité,par voie hydrothermique dans des autoclaves . L'invention est un procédé de traitement de lessive résiduaire contenant de l'arsenic et de boue de sulfure d'arsenic caractérisé par le fait que la boue de sulfure d'arsenic est directement traitée par voie hydrothermique à une température qui n'est pas inférieure à son point de ramollissement et qui n'est pas supérieure à son point de fusion.
Suivant une forme de récusation avantageuse de l'invention , un pré-traitement de la lessive résiduaire contenant de l'arsenic est avantageux lors du dépôt de la boue de sulfure d'arsenic , pour obtenir la densité la plus élevée de la masse agglomérée finale, c'est-à-dire qu'on ajoute un agent sulfurant
à la lessive résiduaire , après son dégazage .
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on ajoute un agent sulfurant à la lessive résiduaire contenant de l'arsenic , lors du dépôt de la boue de sulfure d'arsenic , en présence de dioxyde de soufre . Cette forme de réalisation de l'invention ne nécessite pas d'addition de soufre comme dans le procédé connu décrit ci-dessus , elle repose sur le fait que', dans la lessive résiduaire contenant de l'arsenic , du soufre élémentaire est simultanément produit par sulfuration en présence
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le précipité du sulfure d'arsenic .
La figure unique annexée représente un diagramme illustrant le rapport entre le rapport molaire S/As du système binaire soufre/sulfure d'arsenic ou respectivement le pourcentage en poids de soufre (abscisse) et son point de ramollissement ou respectivement son point de fusion (ordonnée) . La ligne pleine représente la courbe de ramollissement et la ligne en trait interrompu la courbe de point de fusion .
Suivant l'invention, la boue de sulfure d'arsenic
(gâteau) est traitée par voie hydrothermique à une température qui n'est pas inférieure à son point de ramollissement,à déterminer par le rapport molaire S/As,et pas supérieure à son point de fusion . La température est avantageusement comprise entre le point de ramollissement et une température supérieure à ce dernier d'environ 50[deg.]C.
Par le terme "hydrothermique" il faut entendre un traitement en présence de vapeur d'eau , sous haute pression . Dans le cas d'un gâteau de boue riche en eau , . la pression
de vapeur saturée règne dans 1' autoclave. , dans la mesure où il y a encore de l'espace libre . De la pression de vapeur surchauffée n'est cependant pas exclue.
Pour une agglomération dense il est en outre avantageux que le gâteau de boue soit traité par voie hydrothermique
en présence d'eau. Lorsqu'un gâteau sec est traité sans eau avec une pression de vapeur élevée , cela demande un très long temps.
La présence d'eau n'empêche pas l'agglomération , mais au contraire elle contribue , par sa bonne transmission de chaleur , à une agglomération dense , homogène . La boue de sulfure d'arsenic ramollie devient hydrophobe et se sépare en deux phases , d'une part, une masse agglomérée et,d'autre part , de l'eau, ce qui conduit à un court temps de traitement . Suivant l'invention aucune agitation n'est requise.
La présence du soufre élémentaire dans la boue de sul--:'- fure d'arsenic détermine la bonne température de traitement et
la densité de la matière agglomérée qui en résulte . Avec un peu de soufre élémentaire , certes, la bonne température de traitement s'élève mais la densité du produit final atteint la valeur
la plus élevée . Avec l'addition de grandes quantités de soufre , comme dans le procédé connu.,le processus se déroule en sens inverse . Pour cette raison , la température de traitement mesurée
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de la teneur en soufre élémentaire , ce réglage pouvant être réalisé de manière précise.
L'importance des deux formes de réalisation devient plus claire au vu des faits décrits ci-dessus . Si on souhaite la formation d'une masse agglomérée de grande densité ou si la
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préalablement éliminé par dégazage , avant l'isolement d'arsenic sous la forme de sulfure d'arsenic , lors de la sulfuration de .préférence à partir de la lessive résiduaire . On peut effectuer <EMI ID=5.1>
le dégazage par les procédés /de contact gaz-liquide , tels que pulvérisation , égouttage , passage au laveur à gaz , etc.
On conduit ensuite la lessive résiduaire suffisamment dégazée au processus de sulfuration . D'une manière correspondant au degré de dégazage , le rapport molaire S/As du sulfure d'arsenic reçoit des valeurs différentes jusqu'à une valeur théorique de 1,5 du trisulfure d'arsenic . Cependant , cette valeur théorique n'est jamais atteinte , lorsque d'autres composants du
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la diminution du rapport molaire et l'augmentation de la densité
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dégazée par le dégazage .
Suivant l'invention , la densité apparente de la masse agglomérée atteint des valeurs d'environ 2,6 à 3,40 selon les conditions de dégazage . En pratique , le rapport molaire minimum de 1,6 peut être obtenu par un procédé de dégazage courant .
On effectue la sulfuration par addition d'un agent sulfurant , c'est-à-dire du H2S, du NaHS ou du sulfure d'un métal
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par exemple à partir d'acide arsénieux . Dans le cas d'un dégazage incomplet , du soufre élémentaire est également produit de
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avec H2S par exemple . Dans le cas d'un dégazage complet , il n'y a pas de production de soufre et le rapport molaire S/As diminue, ce qui permet également une diminution de la consommation en agent sulfurant .
On isole le précipité de sulfure d'arsenic et on l'amène ensuite , sous la forme d'un gâteau partiellement déshydraté , au processus ultérieur . Le processus suivant est le processus de formation d'une masse agglomérée dense qui est effectué par voie hydrothermique en - autoclave: , de préférence en présence d'eau . Si on souhaite une température de trai-
/ plus
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vant l'invention diffusé de manière homogène dans le précipité de sulfure d'arsenic . On effectue le traitement suivant de manière supplémentaire préalablement au traitement hydrothermique:
ce pré-traitement comprend l'addition de SO à la lessive résiduaire contenant de l'acide arsénieux . On effectue l'addition
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faire simultanément à la sulfuration .
Du reste, cette addition de SO peut être supprimée
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furation . Le précipité obtenu est ensuite amené au processus
de formation de masse agglomérée . en autoclave . Lors du traitement en autoclave , le point de ramollissement varie selon le rapport molaire S/As. La température de traitement est comprise entre 120 et 250[deg.]C d'une manière correspondant au degré généralement présent du rapport molaire S/As . Par exemple pour un rapport molaire de 3,6 , la température préférée est comprise entre environ 140 et 160[deg.]C , la densité apparente du produit final obtenu étant alors de 1,85 à 2,05 g/cm<3> . Pour un autre rapport molaire de 1,65, la température est de préférence comprise entre environ 220 et 240[deg.]C , la densité apparente du produit final obtenu étant alors de 2,6 à 2,8 g/cm .
La température mesurée pour le traitement hydrother-
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précipité et pas plus haute que son point de fusion, et même elle est de préférence une température qui ne dépasse pas d'environ 50[deg.]C le point de ramollissement . Suivant l'invention , une tempéra-ture particulièrement élevée n'est pas requise . Aucune densité maximum n'est obtenue pour une température largement élevée .
On détermine l'addition de S02 selon la quantité du soufre à produire et on peut aisément atteindre une quantité de soufre , sur base du rapport molaire S/As , avec une teneur en soufre inférieure à celle proche du rapport molaire S/As théorique du trisulfure d'arsenic , ce qui permet d'augmenter avanta-geusement la densité apparente de la masse agglomérée .
Ainsi qu'il est décrit précédemment , on ne peut pas prévoir à partir du procédé connu à addition de soufre , dans lequel on ajoute nécessairement une grande quantité de soufre
(sous la forme de corps solide) à cause de la diminution du point de fusion de la boue.qu'on obtiendra une densité élevée de la masse agglomérée pour une moindre production de soufre élémentaire et un rapport molaire s'approchant du rapport molaire S/As théorique du trisulfure d'arsenic ( d'ailLeurs dans des conditions mesurées de formation de masse agglomérée) .
Une température de traitement préférée ou respectivement une température de ramollissement de boue préférée augmente lorsqu'on s'approche du rapport molaire théorique , mais elle ne devient pas supérieure au point de fusion de la boue
(voir figure 1) . Pour la composition de la masse agglomérée formée,la lessive résiduaire de départ, contenant de l'arsenic, est déterminante . On obtient une composition qui s'approche du rapport molaire théorique du trisulfure d'arsenic , par exemple
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masse agglomérée formée présente une densité apparente de 2,38, le rapport molaire de la masse agglomérée étant de 2,2 .
On charge et respectivement met en oeuvre la boue de sulfure d'arsenic dans des autoclaves de préférence sous la forme de gâteaux déshydratés mais non secs et, pour le traitement hydrothermique , on chauffe ensuite de manière étanche avec de la vapeur ou une source connue de chaleur . On peut effectuer le chauffage soit avec l'introduction directe de vapeur.dans l'autoclave soit avec un chauffage indirect . Dans de telles conditions , le traitement dure approximativement une demi-heure à deux heures (normalement une heure) . Le rapport spécifique entre le point de ramollissement et respectivement le point de fusion du mélange sulfure d'arsenic-soufre et le rapport molaire S/As ou respectivement le pourcentage en poids de S est représenté sur la figure annexée .
Le chargement des gâteaux dans l'autoclave suffit
pour fournir un léger compactage . Il est aussi possible de former la masse agglomérée sous une forme déterminée au moyen d'une charge de poids .
Les avantages de l'invention peuvent être réunis de
la manière suivante :
1. Une augmentation de la densité de la masse agglomérée de sulfure d'arsenic permise.
2. Une mise en forme déterminée de la masse agglomérée possible.
3. L'espace d'entreposage peut être diminué par rapport au. procédé connu .
4. La température lors du traitement hydrothermique
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indiqué avec addition), mais aucune diminution de densité importante n'en résulte .Aucune addition de soufre n'est nécessaire.
EXEMPLE 1.
Dans une lessive résiduaire arsénieuse on insuffle du S02 , puis on la sulfure avec du H2S , du soufre élémentaire étant ainsi produit . Le précipité de sulfure d'arsenic formé est déshydraté et on chauffe et traite par voie hydrothermique le gâteau (60 à 70% en poids d'eau) avec de la vapeur dans un autoclave , sans agitation , pendant une heure , respectivement à des températures de 140, 160 et 1800C (sous une pression de vapeur saturée), le gâteau étant légèrement compacté dans une cellule de remplissage et ensuite la cellule étant mise en oeuvre dans un autoclave. La perte de volume (diminution de volume)est examinée de même qu'on vise un meilleur transfert de chaleur et un prélèvement aisé du produit final .
Les résultats sont réunis dans le tableau 1 ci-dessous, sous la rubrique essai A .Il ressort de l'essai A qu'on a obtenu une densité de masse agglomérée
(densité apparente) de 2,05 à une température de 140[deg.]C . Cette valeur est grande par rapport au procédé connu. La totalité du précipité est homogène et uniformément ramollie et conformément à cela le précipité est sous forme d'une masse agglomérée.
EXEMPLE 2.
On déshydrate en gâteau une boue de sulfure d'arsenic comprenant un rapport molaire S/As de 2,2 , qui a été obtenue
à partir d'une lessive résiduaire contenant de l'acide arsénieux
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le gâteau dans une cellule et on l'introduit ensuite dans un autoclave , puis on le traite à une température de 160,180 et respectivement 200[deg.]C , sous une pression de vapeur saturée correspondant à la température . Les résultats sont indiqués dans le tableau 1 ci-dessous sous la rubrique essai B.. Une masse agglomérée traitée à 180[deg.]C atteint une densité apparente de 2,38. Le terme "diminution de volume" représente le pourcentage en volume du volume de la masse agglomérée par rapport au volume du gâteau.
EXEMPLE 3.
D'une manière analogue à l'exemple 2, on traite par voie hydrothermique une boue de sulfure d'arsenic contenant un rapport molaire S/As de 1,7 à des températures de respectivement
180, 200 et 220[deg.]C. Les valeurs sont indiquées dans le tableau 1 ci-dessous , sous la rubrique essai C.
EXEMPLE 4.
Pendant une demi-heure on dégaze une lessive résiduaire
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puis il est introduit dans un autoclave . On traite le gâteau pendant une heure à différentes températures qui sont supérieures au point de ramollissement et qui ne dépassent pas de 50[deg.]C le point de ramollissement .
Les résultats sont indiqués dans le tableau 2 ci -dessous, sous la rubrique essai D. Dans l'autoclave règne une pression de vapeur saturée , selon la température .
Le terme " transformation " dans les tableaux signifie l'état de formation de la masse agglomérée à partir du gâteau.
A 240[deg.]C , la densité apparente obtenue ( à l'état sec) est de 2,73 .
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On dégaze la lessive résiduaire décrite dans l'exemple 4 de la même manière que dans cet exemple, mais pendant une heure , puis on poursuit le traitement . Les résultats sont indiqués dans le tableau 2 ci-dessous sous la rubrique E. On peut obtenir à partir de cet essai une densité apparente de 3,40 (à l'état sec) à 240[deg.]C.
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Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet .
REVENDICATIONS.
1. Procédé de traitement de lessive résiduaire contenant de l'arsenic et de boue de sulfure d'arsenic,caractérisé en ce qu'on traite la boue de sulfure d'arsenic directement par voie hydrothermique à une température qui n'est pas inférieure
à son point de ramollissement et qui n'est pas supérieure à son point de fusion.