CH242602A - Procédé pour l'obtention de solutions contenant du vanadate de sodium à partir des liqueurs alcalines de traitement des bauxites par le procédé Bayer. - Google Patents

Description

  Procédé pour l'obtention de solutions contenant du     vanadate    de sodium à partir des       liqueurs        alcalines    de     traitement    des     bauxites    par le procédé Bayer.    On sait que les bauxites contiennent de  petites     quantités    de     vanadium.        Pour    les  bauxites françaises,     cette    quantité est de  l'ordre de 0,05 %     exprimée    en     V206.     



  Suivant le procédé Bayer, on traite les  bauxites par la soude     caustique    ou par la  solution provenant d'une opération antérieure  après avoir décomposé     l'aluminate    de soude  que contenait cette     solution,    pour obtenir  l'alumine.  



  On dissout ainsi, en même temps que l'alu  mine, une partie du     vanadium    contenue dans  la bauxite, partie qui varie entre 30 et 70  du     vanadium        contenu    dans la bauxite, suivant       l'origine    de celle-ci. En même temps que le       vanadium,    on     dissout    aussi du phosphore, à  l'état de     P206    et de l'arsenic à l'état     d'As206,     ainsi que du fluor.  



  Ces éléments s'accumulent dans les li  queurs du traitement en circulation dans l'ins  tallation (solutions d'aluminate     décomposées     du     roulement    Bayer). Ils finissent par en    cristalliser, sous forme     d'un    mélange des trois  sels isomorphes suivants    2     NasV04.        NaF.    19 H20  2     Na3P04.        NaF.    19     H20     2.     Na3As04.        NaF.19        H20       Selon.

   la présente invention, on part des  liqueurs alcalines de traitement, en roulement  dans une     installation    traitant les     bauxites     suivant le procédé Bayer, on refroidit ces  liqueurs pour en faire cristalliser un mélange  de     fluovanadate,    de     fluophosphate    et de     fluo-          arséniate    de sodium isomorphes (mélange  appelé dans ce qui suit "sels     vanadifères),    on       redissout    à chaud ce mélange dans l'eau, on       neutralise    au moins partiellement cette solu  tion, on élimine par cristallisation les com  posés     insolubles    à froid,

   en     obtenant        ainsi     une     solution    qui contient le     vanadium    à l'état  de     vanadate    de sodium et débarrassée d'une  partie des impuretés contenues dans le sel       vanadifère    employé.

        Les     meilleures    conditions à réaliser pour  récupérer ce mélange de sels consistent à  refroidir vers 20-25  C, dans un bac en fer,  des liqueurs     d'aluminate    décomposées du rou  lement Bayer, dont la teneur en soude alca  line est de préférence comprise entre 190 et  230 g de     Na2O    par litre.     Dans    ces conditions,  les sels     vanadifères        cristallisent    sous forme  de beaux cristaux octaédriques que l'on es  sore et lave pour     éliminer    le plus possible la  solution d'aluminate de soude qui les im  prègne.

   Cette solution contient, après cristal  lisation et     élimination    des sels,     moins    de  0,2 g par     litre    de     V=05.     



  L'adoption de l'extraction systématique  des sels     vanadifères    des     solutions        d'aluminate     en roulement dans une usine     d'alumine    Bayer  traitant des     bauxites    françaises, permet la  récupération aisée sous forme de- sels     vanadi-          fères    d'environ 0,500 kg de V'06 par tonne       d'alumine        (A1203)    produite.  



  La teneur en V206,     P206,        As205    des sels       vanadifères    extraits et- la proportion relative  de ces     trois        péntoxydes    dans lesdits sels peu  vent varier très fortement;

   généralement, c'est  le     P206    qui     prédomine;    vient ensuite le       V206    et, enfin, le     As206,    mais -il arrive que  certaines     usines,        approvisionnées    par des       gisements    de bauxites riches en     V206    soluble,  extraient des sels dans lesquels c'est le     fluo-          vanadate        trisodique    qui se trouve en plus  grande quantité.  



  On peut admettre, pour la composition  des sels     vanadifères    extraits dans les usines  d'alumine du sud de la France, les teneurs  limites     suivantes            V206   <B>3-10%</B>       P205    6-14       As205   <B>1,5-3</B>  Fluor 2-3       Na2O    26-30    (le reste étant de l'eau de     constitution).        Mais     dans certains sels, on a trouvé des teneurs  en     V206    allant jusqu'à 12%.

   En moyenne,  on peut compter sur une teneur de 5 % en       v205.       Sur les 26-30% de     Na2O    total contenus  dans les sels     vanadifères,    il y en a     environ     10 % qui titrent à la phénol-phtaléine.  



  Les seules impuretés des sels     vanadifères     sont de l'alumine Bayer qui pourrait se  trouver en     suspension    dans les liqueurs d'alu  minate avant la cristallisation du sel, de  l'aluminate de soude d'imprégnation et du  carbonate de soude. Si l'on fait     cristalliser     le sel     vanadifère    dans les conditions de con  centration indiquées plus haut, on ne trouve  le plus souvent dans le sel presque pas de  carbonate de soude.  



  Le procédé suivant     l'invention    peut être  exécuté de différentes façons.  



  On peut saturer complètement     l'alcalinité     des sels     vanadifères,    après les avoir     redissous     dans l'eau chaude, puis     éliminer    par cristalli  sation des sels sodiques résultant de la neu  tralisation. La     solution    ainsi obtenue peut  être utilisée pour l'obtention de     métavana-          date    d'ammonium en la traitant avec un sel  ammoniacal.

   Si l'on dispose séparément de       NH3    et     HCl    ou de     NH3    et     SO'H2,    on peut  aussi la traiter par du gaz ammoniac, dont  on élimine l'excès, et neutraliser la solution  pour précipiter lé     vanadate        d'ammonium.     



  Le procédé peut aussi être mis en     pauvre     en neutralisant partiellement l'alcalinité- des  sels     vanadifères,    pour obtenir: d'une part,  des     fluosels    peu     vanadifères,    contenant l'arse  nic et la majeure     partie    du phosphore et du  fluor, d'autre part, une solution contenant  du     vanadate    de sodium, de laquelle on préci  pite le faible reste de phosphore et de fluor  qu'elle contient.  



  Les exemples suivants indiquent les con  ditions dans lesquelles on peut réaliser l'in  vention,     respectivement    suivant     chacun    des  modes qui viennent     d'être        définis.     



       Exemple        .T     On met les sels     vanadifères    en     suspension     dans une     quantité    d'eau égale à leur poids.  On chauffe à 70-80  C jusqu'à dissolution,  puis on ajoute de l'acide sulfurique     jusqu'à          disparition    de     l'alcalinité    à la     phénolphta-          léine.    On refroidit la solution et on l'aban-      donne à 20-25  C     pendant    24 heures,

   pour  permettre la cristallisation du sulfate de  soude et du phosphate     disodique        résultant    de  la neutralisation. On     filtre    et on essore les  cristaux, qui retiennent de 0,5 à 1 % de     V20".     On recueille une solution à     environ    40 g de       V205    par litre.  



  La séparation du     vanadate    de cette solu  tion à l'état de sel d'ammonium peut     être     effectuée comme suit:  Après séparation des cristaux de sulfate  de soude et de phosphate     disodique,    on intro  duit de l'ammoniac gazeux dans la solution  à environ 40 g par litre de     V205    (contenant  encore du phosphate, de l'arséniate, du sul  fate et du fluorure de sodium). Tous les sels  de soude autres que le     vanadate    précipitent  presque     intégralement,    et on les     élimine.-    On  dégaze partiellement la solution, par chauf  fage, et l'on récupère l'ammoniac.

   On ajoute  alors de .l'acide sulfurique ou chlorhydrique  jusqu'à neutralisation de la solution. Le     méta-          vanadate    précipite presque pur.    <I>Exemple 2:</I>  On introduit 1000 kg des sels     vanadifères     dans 1300 à     100        litres    d'eau. On ajoute 50 kg  d'acide sulfurique (en     H2S04),    ce qui corres  pond à la neutralisation d'environ 30 % seule  ment de l'alcalinité des sels, à la.     phénolphta-          léine.    On chauffe à 90  pendant 2 heures    pour     redissoudre    les sels et l'on refroidit  ensuite vers 25  C.

   Les sels recristallisés  ainsi obtenus sont     defluosels        trisodiques.        Ils     ne     contiennent    pas de     sulfate    de soude, mais  tout l'arsenic et la plus grande partie du  phosphore et du fluor des sels     vanadifères     initiaux.

   Ces sels     recristallisés        contiennent     encore 0,7 % de     V205.    On recueille de 600 à  750 kg de sels recristallisés par tonne de sels       vanadifères        initiaux    selon que ces sels     con=     tiennent plus ou moins de     V205    au départ.  



  La solution séparée des sels     recristallisés     contient de 30 à 40 g par litre de     V205,    avec  environ 20 g par litre de     P205    et- 10 g par  litre de     NaF.    La teneur en     As205    est     infime.     L'alcalinité de la solution à la     phénolphta-          léine    est d'environ 10 à 15 g par litre en       Na2O.     



  De cette solution, on peut précipiter à  la fois le phosphore et le fluor, avec des sels       d'alumine    ou avec des sels de chaux.     Il    y a  toutefois intérêt à précipiter séparément le  fluor et le phosphore. Pour éliminer le fluor;  on ajoute à la solution un sel d'alumine, en  quantité telle qu'on ait une molécule de       A1203    pour 12 molécules de     NaF.    Si la solu  tion contenait déjà de l'alumine sous forme       d'aluminate,    on en     tient    compte dans le cal  cul.

   On neutralise ensuite la solution à la       phénolphtaléine    avec de l'acide     sulfurique.    Il  précipite de la cryolithe, d'après la réaction:    Ale     (S04)3        -i-    12     NaF    =     Al2Fe    6     NaF        +    3     Na2504.       On filtre ensuite et lave la cryolithe. On  ajoute ensuite à la solution du     sulfate    de  chaux en excès, et l'on chauffe vers 80  C.  Le phosphore est insolubilisé sous forme de  phosphate de chaux.

   On a     choisi    le sulfate  de chaux pour la     déphosphoration    des solu  tions parce qu'il est peu soluble et que, de  ce fait, on peut l'employer en excès, sans ris  quer de trouver du calcium dans la solution       vanadifère    épurée. Cette solution épurée ne       contient    plus que du     vanadate    de soude.  



  Dans les exemples qui précèdent, l'acide  sulfurique employé pour la neutralisation des  sels     vanadifères        redissous    peut être remplacé    par de l'acide phosphorique. On a alors l'avan  tage     d'obtenir    des sels     recristallisés    constitués  par du phosphate de soude.

   La solution né  cessaire d'acide phosphorique peut être pré  parée par action de l'acide sulfurique sur du  phosphate de chaux naturel,     mais    on peut  également utiliser avec avantage le phosphate  de     chaux    précipité     obtenu,    au cours de l'épu  ration par le sulfate de chaux, des solutions  impures de     vanadate    de soude, suivant  l'exemple 2.  



  Les     séls        vanadifères    recristallisés sont  remis en solution dans l'eau chaude. On neu  tralise entièrement l'alcalinité à la phénol-           phtaléine    de la     solution,    par l'acide sulfurique  ou l'acide phosphorique et, après     filtration     éventuelle de l'insoluble, on laisse refroidir  vers 20  C. La plus grande-     partie    du phos  phate     disodique    cristallise, avec une teneur  en     V205    inférieure à     M%1    et cette 'teneur  peut     être    réduite     pratïquement    à 0 par une  nouvelle cristallisation.

   On obtient ainsi du  phosphate     disodique    marchand, que l'on peut       éventuellémeât    transformer en phosphate     tri-          sodique.        inar & and    par addition de la quan  tité voulue de soude caustique avant la der  nière     cristallisation.    Les eaux-mères sont       effectivement    réutilisées pour dissoudre les  sels recristallisés, qui     abandonnent    leur vana  dium et leur arsenic à l'eau-mère, alors que  du phosphate     disodique    purifié     cristallise.     Toutefois,

   l'eau-mère ne peut être     réutilisée          indéfiniment.    Lorsque la teneur en     As'O'    clés  eaux-mères     atteint    environ 20 g par litre, on  ajoute aux eaux-mères dé la soude caustique  ou des sels     vanadifères    riches en     V205    et  pauvres eu     P'O5    jusqu'à     ce    que la     solution     ait une "alcalinité à la     phénolphtaléine    de  l'ordre dé 10 à 15 g par litre en     Na2O.    On       fâit    cristalliser ainsi la totalité de l'arsenic  sous forme de     

  flüoarséniate        trisodique    conte  nant peu de vanadium. Le     fluoarséniate    peut  servir pour la     fabrication    d'insecticides agri  coles. Les     solutions    ainsi épurées en arsenic  et qui     contiennent    presque tout le vanadium  et du phosphate sont ensuite traitées comme  indiqué     précédemment    pour . la     précipitation     du phosphate et du fluor.  



  Ainsi, la totalité des éléments de valeur  contenus dans les sels     vanadifèrës    sont récu  pérés sous une forme marchande. Le vana  dium à     l'état    de     solution    de     vanadate    de so  dium, le phosphore à l'état de phosphate     di-          ou        trisodique    exempt d'oxydes de vanadium,  l'arsenic et une partie du fluor à l'état de       fluoarsèniate        trisodique    utilisable dans la  fabrication     d'insecticides    agricoles, et     l'autre     partie du fluor à l'état de cryolithe.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour l'obtention de solutions con tenant du vauadate de sodium à partir des liqueurs alcalines de traitement des bauxites par le procédé Bayer, selon lequel on refroi dit ces liqueurs pour en faire cristalliser un mélange de fluovanadate, de flüophosphate et de fluoarséniate de sodium isomorphes (sels vanadifères), on redissout à chaud ces sels dans l'eau, on neutralise au moins par tiellement cette solution, élimine par cristal lisation les composés insolubles à froid,

   en obtenant ainsi une solution qui contient le vanadium à l'état de vanadate de sodium et débarrassée d'une partie des impuretés con tenues dans le sel vanadifère employé. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, dans lequel la solution des sels vanadifères- dans l'eau est neutralisée à la phénolphtaléine par l'acide sulfurique, puis refroidie pour la .cris tallisation. 2.

   Procédé suivant la revendication, dans lequel on neutralise d'abord par l'acide sulfu rique une partie de l'alcalinité des sels vana- difères, on laisse refroidir la solution chaude, sépare les- eaux-mères des cristaux formés et précipite de ces eaux-mères le fluor et le phosphore au moyen d'un sel- d'alumine. d.

   Procédé suivant la revendication, dans lequel on neutralise d'abord par l'acide sul furique une partie de l'alcalinité des sels vanadifères, on laisse refroidir la solution chaude, sépare les eaux-mères des cristaux formés et précipite de ces eaux le fluor et le phosphore au moyen d'un sel de calcium. 4.

   Procédé suivant la revendication, dans lequel on neutralise d'abord par l'acide sulfu rique une partie de l'alcalinité des sels vana- difères, on laisse refroidir la solution chaude, sépare les eaux-mères des cristaux formés,. ajoute à ces eaux un sel d'alumine, neutra lise la solution à la phénolphtaléine avec de l'acide sulfurique, sépare la cryolithe formée et précipite de @la solution l'acide phospho rique par du sulfate de chaux.