CA1094818A - Procede d'extraction d'elements valorisables contenus dans un residu contenant du titane a l'etat du sulfate - Google Patents
Procede d'extraction d'elements valorisables contenus dans un residu contenant du titane a l'etat du sulfateInfo
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Abstract
Procédé d'extraction d'éléments valorisables à partir de résidus industriels contenant du titane sous la forme de sulfate et pouvant contenir des sulfates d'autres éléments, caractérisé en ce que la matière de départ solide est mise en su pension dans un liquide aqueux, en ce que l'on ajoute du kaolin puis en ce que la solution ainsi obtenue est chauffée entre 80.degree.C et 160.degree.C pendant une durée de 0,5 à 6 heures, après quoi l'on sépare la solution résiduelle dont les éléments sont récupérables et le précipité qui contient les éléments valorisables. Le procédé ainsi décrit permet de récupérer du titane sous la forme d'un oxyde hydraté ainsi que d'autres éléments tels que fer, ammonium etc...
Description
~09 ~8~18 La présente invention concerne le traitement de résidus industriels contenant du titane sous forme de sulfate, en particu-lier de sulfate de titanyle, et issus de procédés cornportant une attaque d'un minerai par une solution sulfurique. Que ces résidus proviennent de la purification des solutions circulant dans un cycle continu en vue d'en éliminer les éléments indésirables tels que le titane ou le fer, ou qu'ils résultent du traitement de liquides résiduaires ou de résidus d'attaque, ils sont, en général, à base de sulfate de titanyle accompagné de sulfa-te ferrique et, éventuellement, d'autres sulfates, par exemple de sulfate d'ammonium.
Lors de leur séparation par exemple par filtration, ils sont imprégnés d'eaux mères sulfuriques dont le poids peut atteindre 50 % et plus du poids total.
L'obje-t principal du procédé selon l'invention est la récupération du titane sous forme d'oxyde hydraté valorisable ulté -rieurement et celle des ions S04 provenant soit de l'acide sulfuri-que libre, soit de la décomposition des sulfates en particulier de titane et de fer. Un autre objet de l'invention est de récupé-rer en même temps que ces ions S04 les sulfates solubles qui peuvent être présents.
Dans son acception la plus générale, le procédé selon l'invention consiste à maintenir à température comprise dans l'intervalle 80 - 160C pendant une durée de 1/2 h à 6 heures, une suspension de kaolin dans un liquide aqueux dans lequel les sulfates solides de départ ont été également introduits à l'état de suspension-ou après dissolution, puis ~ séparer la solution résiduelle dont les ~lements sont r~cupérables et le precipite qui contient les éléments valorisables.
Ce procédé va être décrit, d'une manière non limitative en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente un premier mode d'exécution, - la figure 2 représente un deuxième mode d'exécution -1- ~
109~8il8 permettant 1'obtention directe d'un produit riche en oxyde de titane, - la figure 3 représente une variante de ce deuxième mode d'exécution.
Dans un premier mode d'execution, représenté sur la figure 1, on met en suspension en (A) la matière de départ (S) et le kaolin (K) amenés par (1) et (2) dans une solution L3, de même composition que L2, provenant du lavage du précipité résultant de l'attaque du kaolin par les éléments acides de la matière de départ. La quantité de kaolin est choisie de telle fa~con que les oxydes contenus dans celui-ci soient annexés par l'acide sulfuri-que libre et libérable contenu dans la matière de départ "S".
Au cours de l'attaque, l'oxyde hydraté de titane et - du sulfate basique de fer précipitent tandis que le kaolin est transformé au moins partiellement en sulfate d'aluminium qui reste dissous, et en silice insoluble.
On sépare une liqueur Ll contenant un sulfate d'alumi-nium et éventuellement d'autres sulfates solubles et un précipité
Sl qu'on lave pour obtenir un précipité S2 contenant pratiquement la totalité du fer et du titane initiaux et une liqueur L2 que l'on réemploie, au moins en partie, pour mettre en suspension ou dissou- --dre les produits de départ. La composition du précipité S2, plus particulièrement sa proportion d'oxyde de titane par rapport à
l'oxyde ferrique, dépend de la composition du produit traité. Ce précipité pourrait constituer une matière de départ pour l'obten-~ i, tion de titane.
;- Un autre mode d'exécution du procédé de l'inver,tion permet l'obtention directe d'un produit riche en oxyde de titane constituant une matièxe valorisable.
Selon ce mode d'exécution représenté sur la figure 2, la matière de départ S est d'abord soumise en (A~ à un lavage par déplacement au moyen d'une quantité limitée d'une solution pratique-10948~8 ment neutre recyclée L8, ce qui permet de séparer d'une part une solution acide L4 de composition et de volume correspondant à
ceux des eaux mères d'imprégnation du produit de départ et un solide S4 peu acide que l'on dissout ou met en suspension en (B) dans une solution recyclée L~, la solution ou suspension étant portée pendant 0,5 à 6 heures à une température comprise entre 80C et 160C. .Au bout de ce temps, la majeure partie, sinon la totalité du titane, a été précipitée sous forme d'oxyde de titane hydraté, tandis que les autres sulfates présents sont restés dissous en totalité ou presque totalement. Ce précipité S5, que l'on peut laver, est calciné. Après ce traitement, le produit obtenu a une composition chimique qui le rapproche de celle du minerai de rutile.
La solution de lavage Lll est recyclée en (B). A la solution L5 de sulfates séparée du précipité d'oxyde de titane, on ajoute en (C) la solution acide L4 ainsi que du kaolin, préalablement calciné entre 650C et 750C. Puis, on porte cette suspension à
une température comprise entre 80 et 160C pendant 1 à 6 heures.
La quantité de kaolin a été choisie de telle fac,on qu'au bout de ce temps, le milieu soit le plus proche de la neutralité. On obtient ainsi, lors de la séparation en (D) cornme dans le premier mode d'exécution décrit, une solution Ll contenant des sulfates solubles, en particulier du sulfate d'alurniniurn et un résidu solide Sl. La solution contient la majeure partie des ions SO4=
contenus à l'état de H2SO41ibre ou de sulfates dans la matière de départ, les autres sulfates solubles éventuellement contenus dans cette matière et une partie de l'alumine contenue dans le kaolin utilisé. Une partie de Ll est recyclée en (~) selon L~3, pour assuror lo lava~c du p~oduit dc d~par~ et, C~vcn~uellelllorl~, erl (U) selon Llo, pour ajuster la concentration en H2SO4 libre du milieu lors de la première hydrolyse: le reste peut être valorisé, par exemple en extrayant le sulfate d'aluminium sous cet état ou sous forme d'aluns divers, ou en le réintroduisant dans un cycle 10948~8 de traitement d'une matière silico-alumineuse par de l'acide sulfurique en vue de la production d'alumine ou de sulfate d'aluminium.
Le solide Sl provenant de la séparation en (D) est lavé en (E) et la liqueur L6, après lavage, est recyclée avec Llo - et Lll pour constituer Lg, liqueur entrant en première hydrolyse en (B).
Selon une variante de ce deuxième mode d'exécution (figure 3), la matière de départ (S) est immédiatement dissoute ou mise en suspension en (s) dans une solution acide recyclée Lg, la solution ou suspension étant portée ~ une température comprise entre 80C et 160C pendant un temps de 0,5 à 6 heures. Au bout de ce temps, la majeure partie, voire même la totalité du titane a été précipitée sous forme d'oxyde de titane hydraté, séparé en (F) alors que les autres sulfates sont restés dissous. Le préci-té S5, qui peut être lavé en (G) puis calciné, fournit un produit dont la composition chimique le rapproche, comme dit précédemment, de celle du minérai de rutile. La solution Lll de lavage est recyclée en (B), tandis que la solution L5 venant de (F) et contenant les sulfates séparés du précipité d'oxyde de titane, est introduite en (C), ainsi que du kaolin non calciné. Cette dernière suspension est alors portée à une température comprise entre 80C
et 160C pendant 1 à 6 heures. La quantité de kaolin introduite est telle que les oxydes métalliques contenus dans le kaolin et susceptibles de donner des sulfates, soient en excès par rapport à
la quantité de H2SD4 libre et libérable contenu dans les liqueurs L5. Il est ensuite obtenu en (D), comme dans les autres modes d'exécution décrits, une solu-tion Ll contenant les sulfates solubles, en particulier le sulfate d'aluminium et un solide Sl. Une partie de Ll est recyclée en (B), tandis que la deuxième partie, soutirée en (H), peut être valorisée en extrayant le sulfate d'aluminium sous cette forme ou sous la forme d'aluns, ou bien en le réintrodui-10~ ~818 sant dans un cycle de traitement d'une matière silico-alumineuse par de l'acide sulfurique en vue de la production d'alumine.
Le solide Sl est lavé en (E) puis séparé des eaux de lavage, ces dernières étant recyclées en (B).
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut se faire dans des appareillages connus en eux-mêmes: récipients agités et chauffés opérant à pression atmosphérique ou sous pression pour la précipitation des oxydes ou pour l'attaque du kaolin, filtres pour les séparations solides-liquides. Ces filtres peuvent comporter des secteurs de filtration, de lavage et d'essorage.
La deuxième hydrolyse peut s'effectuer en utilisant, soit un kaolin cru nécessitant que cette hydrolyse se fasse sous pression, par exemple à 160C, soit du kaolin calciné entre 600C et 750C et, dans ce dernier cas, la température de l'hydro-lyse se situe aux environs de celle de l'ébullition.
Exemple 1 (Illustré par la figure 2) On disposait de 1.000 kg d'un résidu S mélange de précipités ferrititano-alumino-ammoniques provenant de l'attaque de minerai silico-alu~ineux par l'acide sulfurique titrant en poids: 65 % de S04H2 total et 27,1 % de S04H2 libre.
Ce mélange contenait sous forme de sulfates:
- 3 % d'A1203 - 6,6 % de Fe203 - 3,6 % de TiO2 - 4,1 % de NH3 - 65,0% de H2S04Total (27,1 % H2S04 libre et 37,9 %
H2S04 liée) - 17,6 ~0 d'eau et divers.
Cette matière était d'abord soumise en (A~ à un lavage par déplacement au moyen de 500 Kg de la solution L~3 recyclée contenant: 7,7 % en poids d'A1203, 1,1 % de NH3, 22 % de H2S04 ~,~
. .
481~
total et 69,2 % d'eau et de divers.
On recueillait alors 500 kg d'une solution acide L~
contenant:
- 1,1 % de A1203 - 3,3 % de NH3 - 67,6 % de H2SO4 total (54,4 % de H2SO4 libre) - 28 % de d'H20 + divers ainsi qu'un solide S4 peu acide représentant 1.000 I~g aux pertes près et ayant la composition suivante:
- 6,3 % de A1203 - 6,6 % de Fe203 - 3,6 % de Ti02 - 3,0 % de NH3 - 42,3 % de H2SO4 lié .
- 38,2 % d'eau + divers Ce solide S4 était mis en suspension en (B) dans une solution Lg provenant de (E) représentant un poids d'environ
Lors de leur séparation par exemple par filtration, ils sont imprégnés d'eaux mères sulfuriques dont le poids peut atteindre 50 % et plus du poids total.
L'obje-t principal du procédé selon l'invention est la récupération du titane sous forme d'oxyde hydraté valorisable ulté -rieurement et celle des ions S04 provenant soit de l'acide sulfuri-que libre, soit de la décomposition des sulfates en particulier de titane et de fer. Un autre objet de l'invention est de récupé-rer en même temps que ces ions S04 les sulfates solubles qui peuvent être présents.
Dans son acception la plus générale, le procédé selon l'invention consiste à maintenir à température comprise dans l'intervalle 80 - 160C pendant une durée de 1/2 h à 6 heures, une suspension de kaolin dans un liquide aqueux dans lequel les sulfates solides de départ ont été également introduits à l'état de suspension-ou après dissolution, puis ~ séparer la solution résiduelle dont les ~lements sont r~cupérables et le precipite qui contient les éléments valorisables.
Ce procédé va être décrit, d'une manière non limitative en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente un premier mode d'exécution, - la figure 2 représente un deuxième mode d'exécution -1- ~
109~8il8 permettant 1'obtention directe d'un produit riche en oxyde de titane, - la figure 3 représente une variante de ce deuxième mode d'exécution.
Dans un premier mode d'execution, représenté sur la figure 1, on met en suspension en (A) la matière de départ (S) et le kaolin (K) amenés par (1) et (2) dans une solution L3, de même composition que L2, provenant du lavage du précipité résultant de l'attaque du kaolin par les éléments acides de la matière de départ. La quantité de kaolin est choisie de telle fa~con que les oxydes contenus dans celui-ci soient annexés par l'acide sulfuri-que libre et libérable contenu dans la matière de départ "S".
Au cours de l'attaque, l'oxyde hydraté de titane et - du sulfate basique de fer précipitent tandis que le kaolin est transformé au moins partiellement en sulfate d'aluminium qui reste dissous, et en silice insoluble.
On sépare une liqueur Ll contenant un sulfate d'alumi-nium et éventuellement d'autres sulfates solubles et un précipité
Sl qu'on lave pour obtenir un précipité S2 contenant pratiquement la totalité du fer et du titane initiaux et une liqueur L2 que l'on réemploie, au moins en partie, pour mettre en suspension ou dissou- --dre les produits de départ. La composition du précipité S2, plus particulièrement sa proportion d'oxyde de titane par rapport à
l'oxyde ferrique, dépend de la composition du produit traité. Ce précipité pourrait constituer une matière de départ pour l'obten-~ i, tion de titane.
;- Un autre mode d'exécution du procédé de l'inver,tion permet l'obtention directe d'un produit riche en oxyde de titane constituant une matièxe valorisable.
Selon ce mode d'exécution représenté sur la figure 2, la matière de départ S est d'abord soumise en (A~ à un lavage par déplacement au moyen d'une quantité limitée d'une solution pratique-10948~8 ment neutre recyclée L8, ce qui permet de séparer d'une part une solution acide L4 de composition et de volume correspondant à
ceux des eaux mères d'imprégnation du produit de départ et un solide S4 peu acide que l'on dissout ou met en suspension en (B) dans une solution recyclée L~, la solution ou suspension étant portée pendant 0,5 à 6 heures à une température comprise entre 80C et 160C. .Au bout de ce temps, la majeure partie, sinon la totalité du titane, a été précipitée sous forme d'oxyde de titane hydraté, tandis que les autres sulfates présents sont restés dissous en totalité ou presque totalement. Ce précipité S5, que l'on peut laver, est calciné. Après ce traitement, le produit obtenu a une composition chimique qui le rapproche de celle du minerai de rutile.
La solution de lavage Lll est recyclée en (B). A la solution L5 de sulfates séparée du précipité d'oxyde de titane, on ajoute en (C) la solution acide L4 ainsi que du kaolin, préalablement calciné entre 650C et 750C. Puis, on porte cette suspension à
une température comprise entre 80 et 160C pendant 1 à 6 heures.
La quantité de kaolin a été choisie de telle fac,on qu'au bout de ce temps, le milieu soit le plus proche de la neutralité. On obtient ainsi, lors de la séparation en (D) cornme dans le premier mode d'exécution décrit, une solution Ll contenant des sulfates solubles, en particulier du sulfate d'alurniniurn et un résidu solide Sl. La solution contient la majeure partie des ions SO4=
contenus à l'état de H2SO41ibre ou de sulfates dans la matière de départ, les autres sulfates solubles éventuellement contenus dans cette matière et une partie de l'alumine contenue dans le kaolin utilisé. Une partie de Ll est recyclée en (~) selon L~3, pour assuror lo lava~c du p~oduit dc d~par~ et, C~vcn~uellelllorl~, erl (U) selon Llo, pour ajuster la concentration en H2SO4 libre du milieu lors de la première hydrolyse: le reste peut être valorisé, par exemple en extrayant le sulfate d'aluminium sous cet état ou sous forme d'aluns divers, ou en le réintroduisant dans un cycle 10948~8 de traitement d'une matière silico-alumineuse par de l'acide sulfurique en vue de la production d'alumine ou de sulfate d'aluminium.
Le solide Sl provenant de la séparation en (D) est lavé en (E) et la liqueur L6, après lavage, est recyclée avec Llo - et Lll pour constituer Lg, liqueur entrant en première hydrolyse en (B).
Selon une variante de ce deuxième mode d'exécution (figure 3), la matière de départ (S) est immédiatement dissoute ou mise en suspension en (s) dans une solution acide recyclée Lg, la solution ou suspension étant portée ~ une température comprise entre 80C et 160C pendant un temps de 0,5 à 6 heures. Au bout de ce temps, la majeure partie, voire même la totalité du titane a été précipitée sous forme d'oxyde de titane hydraté, séparé en (F) alors que les autres sulfates sont restés dissous. Le préci-té S5, qui peut être lavé en (G) puis calciné, fournit un produit dont la composition chimique le rapproche, comme dit précédemment, de celle du minérai de rutile. La solution Lll de lavage est recyclée en (B), tandis que la solution L5 venant de (F) et contenant les sulfates séparés du précipité d'oxyde de titane, est introduite en (C), ainsi que du kaolin non calciné. Cette dernière suspension est alors portée à une température comprise entre 80C
et 160C pendant 1 à 6 heures. La quantité de kaolin introduite est telle que les oxydes métalliques contenus dans le kaolin et susceptibles de donner des sulfates, soient en excès par rapport à
la quantité de H2SD4 libre et libérable contenu dans les liqueurs L5. Il est ensuite obtenu en (D), comme dans les autres modes d'exécution décrits, une solu-tion Ll contenant les sulfates solubles, en particulier le sulfate d'aluminium et un solide Sl. Une partie de Ll est recyclée en (B), tandis que la deuxième partie, soutirée en (H), peut être valorisée en extrayant le sulfate d'aluminium sous cette forme ou sous la forme d'aluns, ou bien en le réintrodui-10~ ~818 sant dans un cycle de traitement d'une matière silico-alumineuse par de l'acide sulfurique en vue de la production d'alumine.
Le solide Sl est lavé en (E) puis séparé des eaux de lavage, ces dernières étant recyclées en (B).
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut se faire dans des appareillages connus en eux-mêmes: récipients agités et chauffés opérant à pression atmosphérique ou sous pression pour la précipitation des oxydes ou pour l'attaque du kaolin, filtres pour les séparations solides-liquides. Ces filtres peuvent comporter des secteurs de filtration, de lavage et d'essorage.
La deuxième hydrolyse peut s'effectuer en utilisant, soit un kaolin cru nécessitant que cette hydrolyse se fasse sous pression, par exemple à 160C, soit du kaolin calciné entre 600C et 750C et, dans ce dernier cas, la température de l'hydro-lyse se situe aux environs de celle de l'ébullition.
Exemple 1 (Illustré par la figure 2) On disposait de 1.000 kg d'un résidu S mélange de précipités ferrititano-alumino-ammoniques provenant de l'attaque de minerai silico-alu~ineux par l'acide sulfurique titrant en poids: 65 % de S04H2 total et 27,1 % de S04H2 libre.
Ce mélange contenait sous forme de sulfates:
- 3 % d'A1203 - 6,6 % de Fe203 - 3,6 % de TiO2 - 4,1 % de NH3 - 65,0% de H2S04Total (27,1 % H2S04 libre et 37,9 %
H2S04 liée) - 17,6 ~0 d'eau et divers.
Cette matière était d'abord soumise en (A~ à un lavage par déplacement au moyen de 500 Kg de la solution L~3 recyclée contenant: 7,7 % en poids d'A1203, 1,1 % de NH3, 22 % de H2S04 ~,~
. .
481~
total et 69,2 % d'eau et de divers.
On recueillait alors 500 kg d'une solution acide L~
contenant:
- 1,1 % de A1203 - 3,3 % de NH3 - 67,6 % de H2SO4 total (54,4 % de H2SO4 libre) - 28 % de d'H20 + divers ainsi qu'un solide S4 peu acide représentant 1.000 I~g aux pertes près et ayant la composition suivante:
- 6,3 % de A1203 - 6,6 % de Fe203 - 3,6 % de Ti02 - 3,0 % de NH3 - 42,3 % de H2SO4 lié .
- 38,2 % d'eau + divers Ce solide S4 était mis en suspension en (B) dans une solution Lg provenant de (E) représentant un poids d'environ
2.030 kg dont la composition était la suivante:
: - 1,9 % de A1203 - 0,3 % de NH3 - 5,5 % de H2S4 total - 92,3 % de H2O + divers Puis, cette suspension était portée pendant trois heures à la température d'ébullition se situant à environ 104 C.
A la ~in de cette première hydrolyse, un précipité S5 était recueilli en (F) puis lavé en (G) par 415 kg d'eau. En Sll, celui-ci était d'un poids de 88 ]cg environ contenant sensible-ment la totalité du TiO2 inclus dans le rn~lange initial. Ce précipité, par calcination, donnait un produit ayant une composi-tion chimique voisine de celle du "rutile".
La solution de lavage Lll provenant de (G) était recyclée en (B).
1094~18 L.a solution L5 provenant de (F), représentant 2.942 kg et contenant les sulfates d'aluminium, de feIIet d'ammonlum solu-bilisés, était introduite en (C) ainsi ~ue la solution acide L4 provenant de (A). Dans ce mélange des L4 e-t L5 étaient rnis en suspension 492 kg de kaolin calciné contenant:
- 43,6 /O de A1203 - 1,1 % de Fe203 - 2,2 % de TiO2 - 53,0 % de SiO2 et divers.
Cette suspension était alors portée à l~ébullition pendant S heures. A la fin de cette deuxième hydrolyse, le contenu de (C) était introduit en (D) pour réaliser la séparation des phases liquides Ll et solide Sl.
C'est ainsi que la solution Ll représentait à la sortie de (D) 2.698 kg et était partiellement recyclée en (A) selon L8 comme cela a été dit précédemment.
La fraction liquide L1 non recyclée, extraite en (H) représentait un poids de 2.198 kg et avait la composition suivante:
- 7,5 % de A1203 - 1,2 % de NH3 - 22,0 % de H2S04 sous forme liée - 69,1 ~/0 d'eau et divers.
La fraction solide S1 était lavée en (E~ par 1.629 kg d'eau et séparée selon les fractions solides S6 et liquide L6.
La fraction solide extraite 86 représentait un poids de 1.201 kg et avait la composition suivante:
- 6,6 % de A1203 - 6,0 % de Fe2o3 - 0,9 % de Tio2 1,1 % de NH3 - 13,7 % de H2S04 total, lié
- 21,7 % de SiO2 - 50,0 % d'eau et divers.
109~818 La ~raction liquide L6 recyclée en (B) comportait 2,3 % d'A12O3, 0,3 % de ~3 et 6,8 % de H2SO4 to,tal lié~
Ainsi, la totalité du titane inclus initialement dans le résidu S était extraite en (G) et pouvait servir par la suite de matière de départ en vue de l'obtention du titane. De même, l'acide sulfurique présent dans le résidu initial S se retrouvait sous forme:
- du solide S6, mélange de sulfate de fer, d'aluminium, d'ammonium et de silice, - du liquide Ll, solution aqueuse de sulfates neutres d'aluminium et d'ammonium, récupéré en (H).
Exemple 2 (Illustré par la figure 3) On disposait de 700 kg d'un résidu S, mélange de précipités ferrititano-alumino-ammoniques provenant de l'attaque ` de minerai silico-alumineux par l'acide sulfurique titrant en ; poids 65,1 % de H2SO4 total et 27,2 % de H2SO4 libre.
Ce résidu contenait:
: - 1,9 % de A1203 - 0,3 % de NH3 - 5,5 % de H2S4 total - 92,3 % de H2O + divers Puis, cette suspension était portée pendant trois heures à la température d'ébullition se situant à environ 104 C.
A la ~in de cette première hydrolyse, un précipité S5 était recueilli en (F) puis lavé en (G) par 415 kg d'eau. En Sll, celui-ci était d'un poids de 88 ]cg environ contenant sensible-ment la totalité du TiO2 inclus dans le rn~lange initial. Ce précipité, par calcination, donnait un produit ayant une composi-tion chimique voisine de celle du "rutile".
La solution de lavage Lll provenant de (G) était recyclée en (B).
1094~18 L.a solution L5 provenant de (F), représentant 2.942 kg et contenant les sulfates d'aluminium, de feIIet d'ammonlum solu-bilisés, était introduite en (C) ainsi ~ue la solution acide L4 provenant de (A). Dans ce mélange des L4 e-t L5 étaient rnis en suspension 492 kg de kaolin calciné contenant:
- 43,6 /O de A1203 - 1,1 % de Fe203 - 2,2 % de TiO2 - 53,0 % de SiO2 et divers.
Cette suspension était alors portée à l~ébullition pendant S heures. A la fin de cette deuxième hydrolyse, le contenu de (C) était introduit en (D) pour réaliser la séparation des phases liquides Ll et solide Sl.
C'est ainsi que la solution Ll représentait à la sortie de (D) 2.698 kg et était partiellement recyclée en (A) selon L8 comme cela a été dit précédemment.
La fraction liquide L1 non recyclée, extraite en (H) représentait un poids de 2.198 kg et avait la composition suivante:
- 7,5 % de A1203 - 1,2 % de NH3 - 22,0 % de H2S04 sous forme liée - 69,1 ~/0 d'eau et divers.
La fraction solide S1 était lavée en (E~ par 1.629 kg d'eau et séparée selon les fractions solides S6 et liquide L6.
La fraction solide extraite 86 représentait un poids de 1.201 kg et avait la composition suivante:
- 6,6 % de A1203 - 6,0 % de Fe2o3 - 0,9 % de Tio2 1,1 % de NH3 - 13,7 % de H2S04 total, lié
- 21,7 % de SiO2 - 50,0 % d'eau et divers.
109~818 La ~raction liquide L6 recyclée en (B) comportait 2,3 % d'A12O3, 0,3 % de ~3 et 6,8 % de H2SO4 to,tal lié~
Ainsi, la totalité du titane inclus initialement dans le résidu S était extraite en (G) et pouvait servir par la suite de matière de départ en vue de l'obtention du titane. De même, l'acide sulfurique présent dans le résidu initial S se retrouvait sous forme:
- du solide S6, mélange de sulfate de fer, d'aluminium, d'ammonium et de silice, - du liquide Ll, solution aqueuse de sulfates neutres d'aluminium et d'ammonium, récupéré en (H).
Exemple 2 (Illustré par la figure 3) On disposait de 700 kg d'un résidu S, mélange de précipités ferrititano-alumino-ammoniques provenant de l'attaque ` de minerai silico-alumineux par l'acide sulfurique titrant en ; poids 65,1 % de H2SO4 total et 27,2 % de H2SO4 libre.
Ce résidu contenait:
- 3,02 % de A12O3 - 6,59 % de Fe2O3 - 3,57 % de TiO2
- 4,23 % de NH3 - 65,1 % de H2SO4 total (soit 27,2 % de H2SO4 libre et 37,9 % de H2SO4 lié) - 17,58 % de H2O + divers.
Le résidu S était mis en suspension en (B) dans une solution acide Lg constituée par le mélange des fractions liquides - L , L 2 et Lll, provenant de (D), (E), et (G).
La solution Lg représentait un poids de 5.365 kg et ~; avait la composition suivante:
_ 4,73 % de A12O3 - 0,43 % de Fe2O3 - 1,25 % de NH3 109 ~818 - 24,76 % de H2S04 total (6,27 % de ~I2S04 libre et 18,49 % de I~2SO4 lié) - 68,83 % d'eau et divers.
Puis, cette suspension était portée, pendant 1 heure, à la température de 160C.
~ :)ès la fin de cette première hydrolyse, après refroi-dissement, un précipité S5 était recueilli en (F) puis lavé en (G) par 119 kg d'eau en donnant Sll. Ce précipité lavé, qui était d'un poids de 560 kg, contenait la totalité du TiO2 inclus dans le résidu initial S et donnait, après calcination, un produit ayant une composition chimique voisine de celle du rutile.
La solution Lll provenant du lavage en (G) était recyclée en (B).
La solution L5 provenant de (F) représentant un poids de 6.021 kg et contenant les sulfates d'aluminium de ferIII et d'ammonium solubilisés, était introduite en (C). Dans ce-tte solution, était mis en suspension du kaolin cru ayant un poids de 365 kg et la composition suivante:
- 29,0 % de A12O3 - 0,9 % de Fe2O3 - 1,3 % de TiO2 - 36,7 % de SiO2 - 31,S % d'eau et divers.
Cette suspension était alors portée à 160C pendant 1 heure.
A la fin de cette deuxième hydrolyse, le contenu de (C) était introduit en (D) pour réaliser la séparation des phases liquide Ll et solidc Sl.
La solution Ll représentait un poids de 5.535 kg et était partiellement xecyclée en (B) selon L8.
La fraction liquide Ll, extraite en (H) représentait un poids de 1.238 kg et avait la composition suivante:
_g_ 10S~8i8
Le résidu S était mis en suspension en (B) dans une solution acide Lg constituée par le mélange des fractions liquides - L , L 2 et Lll, provenant de (D), (E), et (G).
La solution Lg représentait un poids de 5.365 kg et ~; avait la composition suivante:
_ 4,73 % de A12O3 - 0,43 % de Fe2O3 - 1,25 % de NH3 109 ~818 - 24,76 % de H2S04 total (6,27 % de ~I2S04 libre et 18,49 % de I~2SO4 lié) - 68,83 % d'eau et divers.
Puis, cette suspension était portée, pendant 1 heure, à la température de 160C.
~ :)ès la fin de cette première hydrolyse, après refroi-dissement, un précipité S5 était recueilli en (F) puis lavé en (G) par 119 kg d'eau en donnant Sll. Ce précipité lavé, qui était d'un poids de 560 kg, contenait la totalité du TiO2 inclus dans le résidu initial S et donnait, après calcination, un produit ayant une composition chimique voisine de celle du rutile.
La solution Lll provenant du lavage en (G) était recyclée en (B).
La solution L5 provenant de (F) représentant un poids de 6.021 kg et contenant les sulfates d'aluminium de ferIII et d'ammonium solubilisés, était introduite en (C). Dans ce-tte solution, était mis en suspension du kaolin cru ayant un poids de 365 kg et la composition suivante:
- 29,0 % de A12O3 - 0,9 % de Fe2O3 - 1,3 % de TiO2 - 36,7 % de SiO2 - 31,S % d'eau et divers.
Cette suspension était alors portée à 160C pendant 1 heure.
A la fin de cette deuxième hydrolyse, le contenu de (C) était introduit en (D) pour réaliser la séparation des phases liquide Ll et solidc Sl.
La solution Ll représentait un poids de 5.535 kg et était partiellement xecyclée en (B) selon L8.
La fraction liquide Ll, extraite en (H) représentait un poids de 1.238 kg et avait la composition suivante:
_g_ 10S~8i8
- 5,43 % de A1203 - 0,51 ~/O de Fe203 - 1,42 % de NH3 - 28,36 % de H2SO4 total (dont 7,2 % de H2SO4 libre et 21,16 % de H2S04 lié) - 64,28 % d'eau et divers.
La fraction solide Sl était lavée en (E) par 782 kg d'eau et séparée selon les fractions solide S6 et liquide L6.
La fraction solide S6 représentait un poids de 676 kg et avait la composition suivante:
- 8,52 % de A1203 - 5,90 % de Fe203 - 1,00 % de TiO2 : - 1,13 % de NH3 - 13,64 % de H2S04 totalement lié, - 19,89 % de sio2 - 50,0 % d'eau et divers.
La fraction liquide L6, recyclée en (B) représentait un poids de 962 kg et comportait:
- 2,2 % de A1203 - 0,2 % de Fe203 - 0,6 % de NH3 - 11,4 % de H2S04 total (dont 2,8 % de H2S04 libre) - 85,60 % d'eau et divers.
Ainsi, la totalité du titane inclus initialement dans le résidu S était extraite en (G) et pouvait servir par la suite de matière de départ en vue de l'obten-tion du titane. Il en était de m~me de H2S04 initialement pr~sent dans le résidu S, qui se retrouvait sous la forme de S6 et Lg.
La fraction solide Sl était lavée en (E) par 782 kg d'eau et séparée selon les fractions solide S6 et liquide L6.
La fraction solide S6 représentait un poids de 676 kg et avait la composition suivante:
- 8,52 % de A1203 - 5,90 % de Fe203 - 1,00 % de TiO2 : - 1,13 % de NH3 - 13,64 % de H2S04 totalement lié, - 19,89 % de sio2 - 50,0 % d'eau et divers.
La fraction liquide L6, recyclée en (B) représentait un poids de 962 kg et comportait:
- 2,2 % de A1203 - 0,2 % de Fe203 - 0,6 % de NH3 - 11,4 % de H2S04 total (dont 2,8 % de H2S04 libre) - 85,60 % d'eau et divers.
Ainsi, la totalité du titane inclus initialement dans le résidu S était extraite en (G) et pouvait servir par la suite de matière de départ en vue de l'obten-tion du titane. Il en était de m~me de H2S04 initialement pr~sent dans le résidu S, qui se retrouvait sous la forme de S6 et Lg.
Claims (4)
1. Procédé d'extraction d'éléments valorisables à
partir de résidus industriels contenant du titane sous la forme de sulfate et pouvant contenir des sulfates d'autres éléments, caractérisé en ce que la matière de départ solide est mise en suspension dans un liquide aqueux, en ce que l'on ajoute du kaolin, puis en ce que la suspension ainsi obtenue est chauffée entre 80° et 160°C pendant une durée de 0,5 à 6 heures après quoi l'on sépare la solution résiduelle dont les éléments sont récupérables et le précipité qui contient les éléments valori-sables.
partir de résidus industriels contenant du titane sous la forme de sulfate et pouvant contenir des sulfates d'autres éléments, caractérisé en ce que la matière de départ solide est mise en suspension dans un liquide aqueux, en ce que l'on ajoute du kaolin, puis en ce que la suspension ainsi obtenue est chauffée entre 80° et 160°C pendant une durée de 0,5 à 6 heures après quoi l'on sépare la solution résiduelle dont les éléments sont récupérables et le précipité qui contient les éléments valori-sables.
2. Procédé d'extraction d'éléments valorisables selon la revendication 1, caractérisé en ce que le kaolin est mis en suspension dans le liquide aqueux en même temps que les résidus industriels.
3. Procédé d'extraction d'éléments valorisables selon la revendication 1, caractérisé en ce que les résidus industriels sont lavés avec une liqueur peu acide, puis mis en suspension dans le liquide aqueux, en ce que ladite suspension est chauf-fée à une température comprise entre 80°C et 160°C, en ce que, après séparation d'une fraction solide contenant le titane valo-risable et d'une fraction liquide, ladite fraction liquide est traitée à l'ébullition avec du kaolin calciné, et en ce que l'on sépare une fraction liquide récupérable et une fraction solide constituée par des inertes.
4. Procédé d'extraction d'éléments valorisables selon la revendication 3, caractérisé en ce que le kaolin introduit est crû et que la suspension le contenant est chauffée entre 80 °C
et 160 °C.
et 160 °C.
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