CA1211290A - Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb - Google Patents
Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plombInfo
- Publication number
- CA1211290A CA1211290A CA000416322A CA416322A CA1211290A CA 1211290 A CA1211290 A CA 1211290A CA 000416322 A CA000416322 A CA 000416322A CA 416322 A CA416322 A CA 416322A CA 1211290 A CA1211290 A CA 1211290A
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- lead
- solution
- charac
- terized
- electrolysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 6
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 title 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 abstract description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 8
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003638 H2SiF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- ZEFWRWWINDLIIV-UHFFFAOYSA-N tetrafluorosilane;dihydrofluoride Chemical compound F.F.F[Si](F)(F)F ZEFWRWWINDLIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011269 treatment regimen Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
BREVET D'INVENTION PROCEDE D'EXTRACTION SELECTIVE DU PLOMB A PARTIR DES SULFURES DE PLOMB Patrick NOUAL Michel ROULET On traite les sulfures de plomb communs et les minerais et concentrés de minerais contenant du sulfure de plomb, pour en extraire du plomb métallique. On dissout le sulfure de plomb dans une solution aqueuse d'acide fluosilicique, H2SiF5, contenant également un oxydant. On y fait barboter un gaz porteur d'oxygène, le mélange étant maintenu sensiblement à la pression atmosphérique et à une température inférieure ou égale au point d'ébullition de la solution aqueuse acidulée et supérieure à environ 50.degree.C. On récupère le plomb passé en solution par toute méthode habituelle, notamment par électrolyse, la solution débarrassée du plomb étant recyclable pour une nouvelle attaque de sulfure de plomb. Application : extraction sélective du plomb, en présence de métaux précieux ou de cuivre et de fer, qui ne sont pas dissous dans les conditions du procédé.
Description
-- ~2~ (3 La présente invention a trait à l'extraction du plomb à partir de sulfures métalliques tel~ que les sulfures de plomb communs et les minerais et concentrés de minerais contenant du sulfure de plomb. Elle a pour objef un procédé qui permet plus particulièrement l'ex-traction sélective du plomb (Pb) en présence d'autres métaux comme l'argent, le cuivre ou le fer pouvant se trouver à l'état de sulfures avec le sulfure de plomb dans ce genre de minerais.
Le traitement pyrométallurgique des sulfures de plomb est cher, polluant et il nécessite souvent l'élimination d'un sous-produit, le dioxyde de soufre.
Pour remédier aux inconvénients du procédé
pyrométallurgique, et plus particulièrement a la pollu-tion, des procédés dits hydrométallurgiques ont été misau point pour oxyder divers sulfures en milieu aqueux, au sein de solutions chlorhydriques. Ces procédés s'appliquent a la plupart des métaux; ils utilisent une combinaison de différents réactifs chlorés de lessivage, tels que le chlore, l'acide chlorhydrique, le chlorure ferreux/ferrique, le chlorure cuivrique, le chlorure manganique, le chlorure de sodium, le chlorure de calcium. La réaction mise en oeuvre consiste en une dissolution oxydante et elle conduit a une solution de sel chloré d'où l'on récupère ensuite le métal.
Néanmoins, ces procédés hydrométallurgiques connus ne conviennent à l'extraction du plomb à partir des sulfures métalliques en contenant, notamment de ses minerais sulfurés. Les difficultés rencontrées sont liées principalement à un problème de solubilité du plomb dans le milieu, ainsi qu'à la récupéra-tion du métal à partir de la forme chlorure. On doit en général déplorer par ailleurs une grande consommation d'énergie, la réduction du PbC12 se faisant, soit sous forme pyro-métallurgique, soit par électrolyse avec un voltageélevé.
~2~2~
- la -En fait, on ne connalt aucun procedé hydro-métallurgique qui soit applicable industriellement au traitement des minerais sulfurés ou autres sulfures métalliques en vue de l'extraction du plomb.
=
La présente invention p~rmet de pallier aux inconvénients des techniques connues grâce à un pro~édé
de traitement de sulfures métalliques, ~ui utilise la voie hydrométallurgiyue et qui cependant est efficace pour assurer l'extraction du plomb, sélectivemant en présence des autres métaux qui se trouvent habituellement dans les minerais sulfurés de plomb.
Le procédé selon l'invention comprend essentiel-lement au moins une première étape d'attaque chimique dans lequel le sulfure métallique est soumis à oxydation dans une solution aqueuse d'acide fluosilicilique. De préférence, il comporte en outre une seconde étape de récupération dans laquelle on soumet la solution en milieu fluosilicique ob-tenue à une électrolyse conduisant à la formation de plomb métal à la cathode et d'oxygène à la cathode.
Dans la première étape, il est par ailleurs avan-tageux d'utiliser un couple d~oxydation rédox à potentiel compris entre 0,7 et 1,4 volts par rapport à l'électrode normale à hydrogène. Ceci est le cas en particulier du cou-20 ple 02/H202 qui est apparu particulièrement favorable dans la mise en oeuvre de l'invention. A ce stade, le procédé
selon l'invention permet déjà d'obtenir une bonne solubi-liré du sulfure de départ, en même temps que l'attaque oxydante du plomb préférentiellement aux autres métaux se trouvant en général associés au plomb dans les sulfures métalliques. Cette attaque efficace et sélec~ive du plomb a été prouvée par les expériences effectuées par les deman-deurs, alors que les connaissances antérieures ne le lais-saient nullement présager.
On notera que par le procédé de l'invention, appliqué au plomb, on évite bien des inconvénients que présentent les procédés hydrométallurgiques classiques en milieu chloré même dans leur application à d'autres métaux : rendements d'attaque variables et mal maîtrisés, défaut de sélectivité (notamment dans l'attaque par le chlorure ferrique), solution cristallisant trop facilement, difficultés de contrôle du potentiel rédox, formation de sulfates qui se déposent sur les particules de sulfures et freinent la réaction.
3 ~ 2~
Une fois obtenue la solution fluosilicique .
contenant le plomb oxydé à l'état de sel dissous, dont on sépare aisément le soufre qui surnage et les composés insclubles éventuels, le plomb peut être produit à l'état métallique de différentes manières. on peut faire appel à
tous schémas de traitement en eux-mêmes connus, comme la cémentation ou l'extraction par solvant. Cependan~, on préfère la voie électrolytique, conformément en particulier à la seconde étape qu~ l'on a déjà définie ci-dessus. Le milieu fluosilicique, de préférence en conjonction avec l'emploi du couple rédox 02/H202, se prête d'une manière remarquable à la combinaison de la dissolution chimique oxydante dans un électrolyte aqueux avec la récupération du plomb métal par électrolyse, car il est apparu tout spécia-lS lement avantageux d'effectuer cette électrolyse egalementen milieu fluosilicique, directement sur la solution obtenue après la première étape. On évite là d'autres inconvénients que présenteraient les milieux chlorhydriques si l'on cherchait à soumettre une solution de dissolution de sul-fures classique à l'électrolyse : incertitude sur une réaction anodique qui est alors du type Fe~+/Fe+++ ou Cl /C12, présence de fer en solution, avec comme conséquence un rendement cathodique faible, à moins d'aller jusqu'à
la production de fer électrolytique.
La récupération du plomb métal par électrolyse de la solution fluosilicique de dissolution a en outre comme avantage que dans le même temps, par la même opération, on régénère l~xygène et la solution acide , que l'on a alors en général tout intéret à recycler à la première étape, pour la dissolution. Globalement, l'invention permet ainsi la transformation des minerais et concentrés métall~ques de sulfure de plomb à faible coût, à la pression atmosphé-rique, sans apparition de sous-produits et dans des condi-tions optimales de rendement et de sélectivité.
On décrira maintenant plus en détails le procédé
selon l'invention, dans des conditions de mise en oeuvre pratiques, qui ne sont cependant pas limitatives. En général, - ~ ~2~2g0 on partd'un minerai ou concentré à base de sulfure de plomb, préalablement broyé, à une granulométrie qui peut être notamment de l'ordre de 50 a SCO
microns et on le met en suspension dans une solution d'acide fluosilicique, fle pH avantageusement inférieur à 2 ou au plus égal à 2, contenant un oxydant.
Cbt o ~ ant peut êt:re de l'eau oxygénée et/ou de l'oxygène. ~n peut en parti S culier utiliser au départ une solution d'acide fluosiLicique contenant en outre de l'eau oxygénée et mélanger ensu.ite la bou.illie formée avec le slllfure intimement.avec un gaz porteur d'oxygène, en y faisant barboter ce gaz, qui peut être de l'oxygène pur ou de l'air, éven-tuellement enrichi en oxygène. On maintient le mélange sensiblement à la pression atmosphérique, et à une tempéra-ture inférieure ou au plus égale à la température d'ebul-lit ion de l'électrolyte, et généralement supérieure à 50 C
environ.
De préférence, l'acide fluosilicique et l'oxydant sont présents dans la solution d'attaque en des quantités au moins égales aux quantités stoechiométriques corres pondant à la réaction de dissolution du sulfure de plomb, soit une molécule d'acide fluosilicique et une molécule d'eau oxygénée par molécule de sulfure de plomb à dissoudre.
Ces quantités théoriques correspondent à la réaction :
PbS + 2 H + H202 --~ Pb++ + S + 2 H20 La consommation réelle d'eau oxygénée varie de une à deux fois la proportion stoechiométrique, tandis que pour l'acide la consommation réelle reste proche de la quantité stoechio-métrique Conformément à cette réaction, le soufre dusulfure de plomb est donc transformé en soufre élémentaire tandis que le métal est mis en solution sous forme d'lons Pb +~. En pratique, le soufre surnage sur la solution ;
on ne constate pas d'apparition de couches passivantes qui xalentiraient considérablement la réac~ion. Par ailleurs, la sélectivité du procédé se traduit par le fait que pour la plupart des minerais, les autres métaux présents, tels.que l'argent, le cuivre, le fer, le zinc, ou le bismuth, ne sont pas ou que t.rès peu dissous. Le résidu solide de l'attaque peut d'ailleurs être traité en vue de' la récupération de ces métaux, notamment par la voie chlorhydrique.
- ~lZl~Z~
La solution ~luosilicique contenant les ions de plomb Pb+~ est ensuite transferée dans une cellule d'electrolyse, qui peut être notamment une cellule de t~pe courant comportant un diapl~ragme de separation entre les compartiments cathodique et anodique et une anode insoluble. L'electrolyse provoque les reactions suivantes:
- à la cathode : Pb~+ + 2 e ~ Pb - a l'anode H2O ~ 2 H ~ 1/2 2 + 2 e ~
On recupere ainsi le plomb métal, qui se depose sur la cathode, et, parallalement l'oxygene qui se degage a llanode~ Les conditions de pH liees a la mise en oeuvre de l'attaque de la première etape sont directement favo-rable, sans qu'il y ait lieu d'intervenir dessus entre les deux operations, et d'autre part, il est facile de regler la densite de courant de maniere a favoriser au mieux les reactions ci-dessus, au prejudice de la reac-tion anodique concurrente qui conduit a la formation d'oxyde de plomb. L'oxygene recupere a l'anode est en general recycle a l'etape de dissolution, de même que la solution fluosilicique qui est regeneree par l'electro-lyse sensiblement à son acidite d'origine. Le seul reactif consomme par le procéde dans son ensemble est alors l'oxydant (eau oxygénée le plus souvent) qui est utilise en excas pour la dissolution du sulfure de plomb.
Les exemples chiffres qui suivent illustrent la mise en oeuvre du procede selon l'invention, a titre purement indicatif et nullement limitatif:
~ . .
Dans une solution d1attaque, agitee par agita-teur magnetique, dans laquelle on fait barboter de l'air, on disperse le minerai de sulfure de plomb finement broye, a une granulometrie inferieure a 100 microns.
La solution d'attaque est une solution aqueuse d'acide fluosilicique présentant la composition suivante:
H2SiF6 : 100 g/l Pb++ : 50 g/l (sous forme de PbS broyé) 22 : 0.25 mole/l Tempéra~ure de la solution : 70 C.
La cinétique de dissolution est telle qu'au bout d'une heure, une proportion de 40~ du sulfure de plomb est déja dissoute.
Apras filtrage de la solution contenant le plomb a l'état dissous, on procade a son électrolyse dans une cellule ~ diaphragme, avec anode de titane pla-tinisé, pour obtenir le plomb a l'état metallique.
Les conditions appliquees pour l'electrolyse sont les suivantes:
Tension aux bornes : 2.0 volts Densite de courant : 250 A/m Rendement dlélectrolyse : de l'ordre de 100~.
La consommation d'énergie électrique est de 0.5 kWh par kilogramme de plomb obtenu.
EXEM LE_2 Il s'agit de l'attaque d'une galane contenant une proportion importante de sulfures autres que le sul-fure de plomb. Les con~itions de l'opération sont celles indiquées dans l'Exemple 1.
Pour quantifier le caractere sélectif de la dissolution, on détermine pour chaque ëlément le coeffi-cient de parta~e défini de la maniere suivante : si A
est le rapport de la quantité de l'élément considére a la quantité de plomb, dans le minerai, et si B est le rapport de la quantité de ce meme élément dissous a la quantité de plomb dissous, donc dans la solution, le coef~icient de partage est : K = A/~.
- 6a -Dans le tableau ci-après, on a relevé pour chaque élément, sa proportion Q en pourcentage pondéral moyen dans le minerai, les rapports A et B ci-dessus definis et le coefficient de partage K:
5 Element Q (~ pds) A R K
Pb 56 Cu ~ 0.071 0.12 10 3590 Fe 8 0.142 0.028 5 Zn 4 0.071 9.5 lO 37.5 Ag 0.3 5.3 10 3 0 100 ~ -4 Bi 0.2 3.5 lO ~ 3 10 12 Ces chiffres démontrent la haute sélectivité du procédé.
La dissolution des métaux autres que le plomb est très faible et celle de l'argent est nulle.
~ .
Le traitement pyrométallurgique des sulfures de plomb est cher, polluant et il nécessite souvent l'élimination d'un sous-produit, le dioxyde de soufre.
Pour remédier aux inconvénients du procédé
pyrométallurgique, et plus particulièrement a la pollu-tion, des procédés dits hydrométallurgiques ont été misau point pour oxyder divers sulfures en milieu aqueux, au sein de solutions chlorhydriques. Ces procédés s'appliquent a la plupart des métaux; ils utilisent une combinaison de différents réactifs chlorés de lessivage, tels que le chlore, l'acide chlorhydrique, le chlorure ferreux/ferrique, le chlorure cuivrique, le chlorure manganique, le chlorure de sodium, le chlorure de calcium. La réaction mise en oeuvre consiste en une dissolution oxydante et elle conduit a une solution de sel chloré d'où l'on récupère ensuite le métal.
Néanmoins, ces procédés hydrométallurgiques connus ne conviennent à l'extraction du plomb à partir des sulfures métalliques en contenant, notamment de ses minerais sulfurés. Les difficultés rencontrées sont liées principalement à un problème de solubilité du plomb dans le milieu, ainsi qu'à la récupéra-tion du métal à partir de la forme chlorure. On doit en général déplorer par ailleurs une grande consommation d'énergie, la réduction du PbC12 se faisant, soit sous forme pyro-métallurgique, soit par électrolyse avec un voltageélevé.
~2~2~
- la -En fait, on ne connalt aucun procedé hydro-métallurgique qui soit applicable industriellement au traitement des minerais sulfurés ou autres sulfures métalliques en vue de l'extraction du plomb.
=
La présente invention p~rmet de pallier aux inconvénients des techniques connues grâce à un pro~édé
de traitement de sulfures métalliques, ~ui utilise la voie hydrométallurgiyue et qui cependant est efficace pour assurer l'extraction du plomb, sélectivemant en présence des autres métaux qui se trouvent habituellement dans les minerais sulfurés de plomb.
Le procédé selon l'invention comprend essentiel-lement au moins une première étape d'attaque chimique dans lequel le sulfure métallique est soumis à oxydation dans une solution aqueuse d'acide fluosilicilique. De préférence, il comporte en outre une seconde étape de récupération dans laquelle on soumet la solution en milieu fluosilicique ob-tenue à une électrolyse conduisant à la formation de plomb métal à la cathode et d'oxygène à la cathode.
Dans la première étape, il est par ailleurs avan-tageux d'utiliser un couple d~oxydation rédox à potentiel compris entre 0,7 et 1,4 volts par rapport à l'électrode normale à hydrogène. Ceci est le cas en particulier du cou-20 ple 02/H202 qui est apparu particulièrement favorable dans la mise en oeuvre de l'invention. A ce stade, le procédé
selon l'invention permet déjà d'obtenir une bonne solubi-liré du sulfure de départ, en même temps que l'attaque oxydante du plomb préférentiellement aux autres métaux se trouvant en général associés au plomb dans les sulfures métalliques. Cette attaque efficace et sélec~ive du plomb a été prouvée par les expériences effectuées par les deman-deurs, alors que les connaissances antérieures ne le lais-saient nullement présager.
On notera que par le procédé de l'invention, appliqué au plomb, on évite bien des inconvénients que présentent les procédés hydrométallurgiques classiques en milieu chloré même dans leur application à d'autres métaux : rendements d'attaque variables et mal maîtrisés, défaut de sélectivité (notamment dans l'attaque par le chlorure ferrique), solution cristallisant trop facilement, difficultés de contrôle du potentiel rédox, formation de sulfates qui se déposent sur les particules de sulfures et freinent la réaction.
3 ~ 2~
Une fois obtenue la solution fluosilicique .
contenant le plomb oxydé à l'état de sel dissous, dont on sépare aisément le soufre qui surnage et les composés insclubles éventuels, le plomb peut être produit à l'état métallique de différentes manières. on peut faire appel à
tous schémas de traitement en eux-mêmes connus, comme la cémentation ou l'extraction par solvant. Cependan~, on préfère la voie électrolytique, conformément en particulier à la seconde étape qu~ l'on a déjà définie ci-dessus. Le milieu fluosilicique, de préférence en conjonction avec l'emploi du couple rédox 02/H202, se prête d'une manière remarquable à la combinaison de la dissolution chimique oxydante dans un électrolyte aqueux avec la récupération du plomb métal par électrolyse, car il est apparu tout spécia-lS lement avantageux d'effectuer cette électrolyse egalementen milieu fluosilicique, directement sur la solution obtenue après la première étape. On évite là d'autres inconvénients que présenteraient les milieux chlorhydriques si l'on cherchait à soumettre une solution de dissolution de sul-fures classique à l'électrolyse : incertitude sur une réaction anodique qui est alors du type Fe~+/Fe+++ ou Cl /C12, présence de fer en solution, avec comme conséquence un rendement cathodique faible, à moins d'aller jusqu'à
la production de fer électrolytique.
La récupération du plomb métal par électrolyse de la solution fluosilicique de dissolution a en outre comme avantage que dans le même temps, par la même opération, on régénère l~xygène et la solution acide , que l'on a alors en général tout intéret à recycler à la première étape, pour la dissolution. Globalement, l'invention permet ainsi la transformation des minerais et concentrés métall~ques de sulfure de plomb à faible coût, à la pression atmosphé-rique, sans apparition de sous-produits et dans des condi-tions optimales de rendement et de sélectivité.
On décrira maintenant plus en détails le procédé
selon l'invention, dans des conditions de mise en oeuvre pratiques, qui ne sont cependant pas limitatives. En général, - ~ ~2~2g0 on partd'un minerai ou concentré à base de sulfure de plomb, préalablement broyé, à une granulométrie qui peut être notamment de l'ordre de 50 a SCO
microns et on le met en suspension dans une solution d'acide fluosilicique, fle pH avantageusement inférieur à 2 ou au plus égal à 2, contenant un oxydant.
Cbt o ~ ant peut êt:re de l'eau oxygénée et/ou de l'oxygène. ~n peut en parti S culier utiliser au départ une solution d'acide fluosiLicique contenant en outre de l'eau oxygénée et mélanger ensu.ite la bou.illie formée avec le slllfure intimement.avec un gaz porteur d'oxygène, en y faisant barboter ce gaz, qui peut être de l'oxygène pur ou de l'air, éven-tuellement enrichi en oxygène. On maintient le mélange sensiblement à la pression atmosphérique, et à une tempéra-ture inférieure ou au plus égale à la température d'ebul-lit ion de l'électrolyte, et généralement supérieure à 50 C
environ.
De préférence, l'acide fluosilicique et l'oxydant sont présents dans la solution d'attaque en des quantités au moins égales aux quantités stoechiométriques corres pondant à la réaction de dissolution du sulfure de plomb, soit une molécule d'acide fluosilicique et une molécule d'eau oxygénée par molécule de sulfure de plomb à dissoudre.
Ces quantités théoriques correspondent à la réaction :
PbS + 2 H + H202 --~ Pb++ + S + 2 H20 La consommation réelle d'eau oxygénée varie de une à deux fois la proportion stoechiométrique, tandis que pour l'acide la consommation réelle reste proche de la quantité stoechio-métrique Conformément à cette réaction, le soufre dusulfure de plomb est donc transformé en soufre élémentaire tandis que le métal est mis en solution sous forme d'lons Pb +~. En pratique, le soufre surnage sur la solution ;
on ne constate pas d'apparition de couches passivantes qui xalentiraient considérablement la réac~ion. Par ailleurs, la sélectivité du procédé se traduit par le fait que pour la plupart des minerais, les autres métaux présents, tels.que l'argent, le cuivre, le fer, le zinc, ou le bismuth, ne sont pas ou que t.rès peu dissous. Le résidu solide de l'attaque peut d'ailleurs être traité en vue de' la récupération de ces métaux, notamment par la voie chlorhydrique.
- ~lZl~Z~
La solution ~luosilicique contenant les ions de plomb Pb+~ est ensuite transferée dans une cellule d'electrolyse, qui peut être notamment une cellule de t~pe courant comportant un diapl~ragme de separation entre les compartiments cathodique et anodique et une anode insoluble. L'electrolyse provoque les reactions suivantes:
- à la cathode : Pb~+ + 2 e ~ Pb - a l'anode H2O ~ 2 H ~ 1/2 2 + 2 e ~
On recupere ainsi le plomb métal, qui se depose sur la cathode, et, parallalement l'oxygene qui se degage a llanode~ Les conditions de pH liees a la mise en oeuvre de l'attaque de la première etape sont directement favo-rable, sans qu'il y ait lieu d'intervenir dessus entre les deux operations, et d'autre part, il est facile de regler la densite de courant de maniere a favoriser au mieux les reactions ci-dessus, au prejudice de la reac-tion anodique concurrente qui conduit a la formation d'oxyde de plomb. L'oxygene recupere a l'anode est en general recycle a l'etape de dissolution, de même que la solution fluosilicique qui est regeneree par l'electro-lyse sensiblement à son acidite d'origine. Le seul reactif consomme par le procéde dans son ensemble est alors l'oxydant (eau oxygénée le plus souvent) qui est utilise en excas pour la dissolution du sulfure de plomb.
Les exemples chiffres qui suivent illustrent la mise en oeuvre du procede selon l'invention, a titre purement indicatif et nullement limitatif:
~ . .
Dans une solution d1attaque, agitee par agita-teur magnetique, dans laquelle on fait barboter de l'air, on disperse le minerai de sulfure de plomb finement broye, a une granulometrie inferieure a 100 microns.
La solution d'attaque est une solution aqueuse d'acide fluosilicique présentant la composition suivante:
H2SiF6 : 100 g/l Pb++ : 50 g/l (sous forme de PbS broyé) 22 : 0.25 mole/l Tempéra~ure de la solution : 70 C.
La cinétique de dissolution est telle qu'au bout d'une heure, une proportion de 40~ du sulfure de plomb est déja dissoute.
Apras filtrage de la solution contenant le plomb a l'état dissous, on procade a son électrolyse dans une cellule ~ diaphragme, avec anode de titane pla-tinisé, pour obtenir le plomb a l'état metallique.
Les conditions appliquees pour l'electrolyse sont les suivantes:
Tension aux bornes : 2.0 volts Densite de courant : 250 A/m Rendement dlélectrolyse : de l'ordre de 100~.
La consommation d'énergie électrique est de 0.5 kWh par kilogramme de plomb obtenu.
EXEM LE_2 Il s'agit de l'attaque d'une galane contenant une proportion importante de sulfures autres que le sul-fure de plomb. Les con~itions de l'opération sont celles indiquées dans l'Exemple 1.
Pour quantifier le caractere sélectif de la dissolution, on détermine pour chaque ëlément le coeffi-cient de parta~e défini de la maniere suivante : si A
est le rapport de la quantité de l'élément considére a la quantité de plomb, dans le minerai, et si B est le rapport de la quantité de ce meme élément dissous a la quantité de plomb dissous, donc dans la solution, le coef~icient de partage est : K = A/~.
- 6a -Dans le tableau ci-après, on a relevé pour chaque élément, sa proportion Q en pourcentage pondéral moyen dans le minerai, les rapports A et B ci-dessus definis et le coefficient de partage K:
5 Element Q (~ pds) A R K
Pb 56 Cu ~ 0.071 0.12 10 3590 Fe 8 0.142 0.028 5 Zn 4 0.071 9.5 lO 37.5 Ag 0.3 5.3 10 3 0 100 ~ -4 Bi 0.2 3.5 lO ~ 3 10 12 Ces chiffres démontrent la haute sélectivité du procédé.
La dissolution des métaux autres que le plomb est très faible et celle de l'argent est nulle.
~ .
Claims (9)
1. Procédé de traitement de sulfures métalli-ques en vue d'en extraire le plomb, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première étape dans laquelle le sulfure métallique est soumis à oxydation dans une solution aqueuse d'acide fluosilicique, contenant de l'eau oxygénée comme agent oxydant, le plomb passant ainsi en solution sélectivement.
2. Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que l'oxydation est assurée par un couple rédox à potentiel compris entre 0,7 et 1,4 volts par rapport à l'électrode normale à hydrogène.
3. Procédé selon la revendication 2, carac-térisé en ce que le couple rédox est O2/H2O2.
4. Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que la solution d'acide fluosilicique est mélangée au sulfure métallique broyé et additionnée d'eau oxygénée et en ce que l'on fait barboter dans le mélange un gaz porteur d'oxygène.
5. Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que la solution fluosilicique est ensuite soumise à une seconde étape de traitement dans laquelle on récupère le plomb métal par électrolyse.
6. Procédé selon la revendication 5, carac-térisé en ce que l'on récupère aussi l'oxygène dégagé à
l'anode pour le recycler à la première étape.
l'anode pour le recycler à la première étape.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la solution fluosilicique régé-nérée par l'électrolyse est recyclée pour servir à la dissolution dans la première étape.
8. Procédé selon la revendication 1, carac-térisé en ce que la solution présente un pH inférieur à
2 ou au plus égal à 2.
2 ou au plus égal à 2.
9. Procédé selon la revendication 1, appliqué
au traitement de minerais sulfurés de plomb ou de con-centrés de tels minerais.
au traitement de minerais sulfurés de plomb ou de con-centrés de tels minerais.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000416322A CA1211290A (fr) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA000416322A CA1211290A (fr) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1211290A true CA1211290A (fr) | 1986-09-16 |
Family
ID=4124020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000416322A Expired CA1211290A (fr) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1211290A (fr) |
-
1982
- 1982-11-25 CA CA000416322A patent/CA1211290A/fr not_active Expired
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2636122C (fr) | Procede de lixiviation de l'or | |
| US5487819A (en) | Production of metals from minerals | |
| US7479262B2 (en) | Method for separating platinum group element | |
| US9322105B2 (en) | Recovering lead from a lead material including lead sulfide | |
| CH679158A5 (fr) | ||
| US4030990A (en) | Process for recovering electrolytic copper of high purity by means of reduction electrolysis | |
| JP7423467B2 (ja) | ルテニウムの回収方法 | |
| PL111879B1 (en) | Method of recovery of copper from diluted acid solutions | |
| FR2505876A1 (en) | Selective winning of lead from sulphide ores - by leaching with hot aq. hydro:fluorosilicic acid soln. contg. hydrogen peroxide and air so only lead is dissolved | |
| EP1577408B1 (fr) | Procede de separation d'elements du groupe du platiine a partir de materiaux contenant du selenium/tellure | |
| CA1211290A (fr) | Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb | |
| EP0109468B1 (fr) | Procédé d'extraction sélective du plomb à partir des sulfures de plomb | |
| BE897582Q (fr) | Procede de mise en solution des metaux non-ferreux contenue dans des composes oxygenes | |
| WO1984001964A1 (fr) | Procede d'extraction selective du plomb a partir des sulfures de plomb | |
| EA007859B1 (ru) | Способ удаления таллия из цинксодержащего раствора | |
| EP0102299B1 (fr) | Procédé pour la dissolution sélective du plomb | |
| EP1042518B1 (fr) | Lixiviation oxydante de boues contaminees contenant du fer avec separation du zinc et du plomb | |
| CA2278834A1 (fr) | Extraction amelioree de tellure a partir de la boue d'electroraffinage du cuivre | |
| JPS62500388A (ja) | 鉱石および精鉱からの亜鉛の製造 | |
| EP0024987B1 (fr) | Procédé de traitement des solutions de chlorure de plomb | |
| FI66438B (fi) | Foerfarande foer att ur sulfatextraktionsloesning selektivt avaegsna jaern i ferriform | |
| WO1987002068A1 (fr) | Procede de separation et de recuperation de metaux dans des melanges de sulfures metalliques tels que les minerais de plomb | |
| FR2463201A1 (fr) | Procede de production d'electrolytes au cobalt exempts de chlore | |
| BE1001781A6 (fr) | Procede de traitement de matieres contenant des metaux lourds par lixiviation acide. | |
| US1569137A (en) | Refining of copper-nickel matte |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |