Brevet FR2007723A1 — publié le 19700109

La présente invention concerne l'affinage igné de matières cuprifères pour produire du cuivre de qualité supérieure, et plus particulièrement un procédé intégré pour traiter le sulfure de cuivre qui peut contenir du nickel. 5 La production de cuivre affiné à partir de matières sulfureuses cuprifères exige un certain nombre de traitements complexes qui impliquent des investissements importants. La majeure partie du cuivre vierge produit dans le monde est obtenue par fusion sco-rifiante des sulfures de cuivre dans des fours à réverbère ou dans 10 des fours électriques, par convertissage de la matte obtenue en cuivre brut ou blister dans des convertisseurs du type Peirce-Smith à soufflage latéral, par affinage partiel du cuivre blister par des opérations brutes de redox dans un four à anode, par coulée du produit du four en anodes métalliques, par soumission des 15 anodes à une ëlectrolyse pour l'affinage final, par fusion des cathodes et coulée du cuivre en formes commercialisables. On emploie aussi l'affinage igné du cuivre blister, pratique qui implique une prolongation de l'affinage au four à anode en remplacement de l'électrolyse. 20 En plus du fer, du soufre et des métaux précieux, la charge cuprifère du four peut contenir des quantités appréciables de nickel provenant du minerai ou des additions de déchets. D'autres impuretés courantes qui peuvent être ramenées à des proportions acceptables comprennent l'antimoine, l'arsenic, le bismuth, le plomb, le 25 sélénium, le tellure, i'étain et le zinc. Les procédés pyrométallurgiques utilisés dans la technique antérieure pour éliminer ces impuretés du cuivre produit final sont ou bien insuffisamment efficaces ou bien peu rentables. On a maintenant découvert qu'on pouvait raffiner les matières 30 cuprifères par voie pyrométallurgique pour produire du cuivre de qualité supérieure, tout en récupérant des impuretés valables au moyen d'un procédé économique intégré. C'est un objet de cette invention de fournir un procédé de production pyrométallurgique de cuivre de qualité supérieure à 35 partir de matières cuprifères, et de récupération séparée des métaux précieux qui leur sont associés. Un autre objet de l'invention est de fourni un procédé intégré pour récupérer du cuivre de qualité supérieure et du nickel du sulfure de cuivre contenant du nickel, par une combinaison de 40 techniques pyrométallurgiques et "vapométallurgiques". 69 14149 2 2007723 En termes généraux, la présente invention envisage 1'établissement d'un bain turbulent contenant du sulfure de cuivre et dont le rapport cuivre/nickel est supérieur à environ 7;3, le maintien du bain dans un état turbulent sans formation d'une phase métallique 5 pour volatiliser plus d'environ 50% d'au moins une impureté choisie dans le groupe composé du bismuth, du plomb, de l'étain et du zinc, puis le soufflage superficiel du bain turbulent avec un gaz contenant de l'oxygène libre pour transformer une partie mineure déterminée du sulfure de cuivre en une phase métallique non miscible 10 dans laquelle se concentre au moins un élément du groupe composé de l'antimoine, de l'arsenic, du bismuth, du pbnib, de l'étain et des métaux précieux, la séparation de la phase métallique non miscible, puis le soufflage superficiel du bain surnageant turbulent de sulfure de cuivre avec un gaz contenant de l'oxygène « 15 libre pour transformer le sulfure de cuivre en cuivre liquide, de façon à s attirer sensiblement d'oxygène le cuivre liquide et d'oxyder et de volatiliser au moins une impureté choisie dans le groupe composé du plomb, du sélénium, du soufre, du tellure et de l'étain, et enfin le traitement du cuivre liquide par une atmos-20 phère réductrice pour l'oxyde cuivreux pour ramener la teneur en oxygène à moins d'environ 0,1%. On peut traiter par le procédé de la présente invention des mattes de cuivre ou des concentrés de sulfure de suivre qui contiennent des quantités appréciables de fer, de nickel, de cobalt, 25 de plomb, de bismuth, d'étain, d'arsenic, d'antimoine, de sélénium, de tellure, de zinc et des métaux précieux. On peut aussi traiter selon la présente invention des déchets cuprifères auxquels on a ajouté une quantité de soufre suffisante pour qu'il se combine à tout le cuivre qu'ils contiennent. On doit remarquer que le terme 30 "métaux précieux", tel qu'il est utilisé ici, se rapporte aux métaux du groupe du platine et à l'or. Quand la matière de charge contient des quantités substantielles de fer sous forme de sulfure de fer, le fer commence par s'oxyder en oxyde de fer qui se sépare. On doit régler la teneur en nickel de la charge de sulfu-35 res de telle sorte que le rapport du cuivre au nickel soit supérieur à environ 7:3 pour assurer la production de la phase métallique liquide non miscible permettant la concsntracion des métaux précieux présents et des impuretés. On a intérêt à régler le rapport du cuivre au nickel contenu dans la matière cuprifère à un 40 niveau supérieur à environ 10:1 car, pour des rapports du cuivre 69 14149 3 2007723 au nickel de plus de 10:1 environ, l'arsenic, en plus du bismuth, du plomb, de l'étain et du zinc, peut se volatiliser aussi bien de la phase sulfure que de la phase métallique, et la concentration des métaux précieux dans la phase métallique non miscible 5 est remarquablement plus efficace. En outre, pour des rapports du cuivre au nickel de plus d'environ 10:1, l'arsenic s'oxyde et se volatilise plus rapidement du bain de cuivre liquide. Ainsi, le réglage du rapport du cuivre au nickel à de tels niveaux assure une élimination plus efficace de l'arsenic et une concentration 10 plus efficace des métaux précieux dais la phase métallique non miscible. Quand on traite des concentrés minéraux dé sulfure ou leurs bruts métallurgiques, qui contiennent un rapport du cuivre au nickel de moins d'environ 10:1, on peut traiter de telles matières pour, produire une matte pauvre en soufre, c'est-à-dire con-15 tenant des quantités de soufre insuffisantes pour former des sulfures par combinaison avec tout le nickel et tout le cuivre. On peut alors refroidir lentement la matte à teneur réglée en soufre pour former une masse soMifiée de trois phases faciles à séparer -une fraction magnétique contenant les métaux précieux qui re-* 20 présente, à peu près 5% à 15% de la masse solidifiée, une fraction sulfure de nickel à faible teneur en cuivre, et une fraction sulfure de cuivre ayant une teneur en nickel telle que le rapport du cuivre au nickel est supérieur à environ 10:1, égal à 15:1 par exemple. Ce procédé de séparation du sulfure de nickel et du sul-25 fure de cuivre est décrit dans les brevets canadiens n° 452.861 et 452.862. On a intérêt à faire fondre la fraction magnétique contenant les métaux précieux, à la traiter par un gaz contenant de l'oxygène libre pour ramener la teneur en soufre entre environ 0,5% et 4% et la teneur en fer à moins d'environ 3%, à la granuler 30 par trempe énergique pour répartir uniformément le reste du soufre dans les granules, puis à la traiter par de l'oxyde de carbone sous haute pression, de préférence au-dessous d'environ 100 atmosphères, pour carbonyler la quasi totalité du nickel et l'éliminer sous forme de nickel carbonyle, comme décrit dans le brevet du Royaume-35 Uni n° 1.067.638, ce qui laisse un résidu qui contient du cuivre, du soufre et les métaux précieux et qui peut être traité par lixiviation pour éliminer le cuivre, le soufre et les autres impuretés des métaux précieux. Il vaut mieux que le défaut en soufre de la matte soit léger et soit réglé de telle sorte qu'il ne se 40 forme, par refroidissement lent, qu'une phase sulfure de nickel 14149 4 2007723 contenant les métaux précieux et une phase sulfure de cuivre. Par exemple, on règle le défaut en soufre de façon à produire moins d'environ 2% de produits métalliques, par exemple d'environ 0,5% à 1% de produits métalliques. On traite ensui'ze la phase sulfure 5 de nickel d'une manière analogue à celle décrite pour la fraction magnétique contenant las métaux précieux, afin de concentrer les métaux précieux et de produire du nickel carbonyle. Lorsque la matte refroidie lentement contient das quantités peu importantes de métaux précieux, on a intérêt à souffler la fraction sulfure de 10 nickel pour la transformer en nickel métallique comme décrit dans le brevet canadien n° S55.210. La fraction suif lire de cu^Tre, qui contient un rapport du cuivre au nickel de plus d'environ 10:1, peut être traitée selon le procédé de la présente invention. Une caractéristique intéressante de la présente invention 15 consiste à maintenir un bain turbulent de sulfure de cuivre tout en évitant la formation d'une phase métallique pour favoriser au maximum la volatilisation des impuretés du sulfure de cuivre liquide. Bien que certaines des impuretés soient volatiles sous forme de sulfures aux températures conventionns1les de fusion et 20 de convertissage, le bain doit être maintenu à des températures de plus de 1300°C, et de préférence à des températures de plus d'environ 1400°C, afin d'augmenter la vitesse et l'importance de volatilisation des impuretés. Les résultats indiqués dans le Tableau I, qui ont été obtenus par soufflage superficiel de mattes 25 de cuivre avec de l'air à des températures de 1200°C et 1340°C, et avec de l'azote contenant moins d'environ 1% d'oxygène à une température de 1500°C pendant une heure, confirment que les températures plus hautes sont plus efficaces pour volatiliser de la matte des impuretés comme le bismuth et le plomb. Cette comparai-30 son doit tenir compte de la perte de poids de la matte à traiter. L'efficacité de températures de fusion et de convertissage plus hautes est confirmée par les résultats du Tableau II, sur lequel il est facile de voir que le soufflage superficiel avec de l'air à des températures plus hautes donne une diminution remarquable 35 de la proportion d'impuretés ordinairement présentes dans la charge du four de fusion. Au cours de cette phase du traitement, il importe d'éviter la formation d'une phase métallique car une telle phase a tendance à dissoudre préférentiellement les impuretés, dissolution qui réduit vivement l'efficacité de la volatilisation 40 des impuretés. On a intérêt à réaliser cette partie du procédé 69 14149 5 2007723 dans, un convertisseur rotatif à soufflage par le dessus, par exemple dans un convertisseur Kaldo, équipé d'un brûleur, convertisseur qui permet une grande souplesse d'opération en fournissant des atmosphères gazauses à un potentiel d'oxydation optimal, un régla-5 ge indépendant de la température du bain et la production mécanique indépendante d'un bain turbulent permettant un excellent contact gaz-liquide-solide. L'absence de tuyères immergées dans de tels convertisseurs leur permet de fonctionner à de hautes températures qui ne peuvent être atteintes dans des convertisseurs normaux de 10 l'industrie des métaux non ferreux. Lorsque le bain de sulfure est une matte de qualité inférieure, certaines des impuretés pelivent se volatiliser au cours de l'oxydation et de la scorification du fer. Cependant, lorsque le bain de sulfure est une matte de qualité supérieure, on a intérêt à volatiliser des impuretés comme l'ar-15 senic, le bismuth, le plomb, l'étain et le zinc, en maintenant la bain de sulfure contenant du cuivre dans un état turbulent, que ce soit par des moyens pneumatiques ou mécaniques, et sans former de phase métallique en maintenant au-dessus du bain turbulent des atmosphères à haute température, neutres ou seulement légèrement 20 oxydantes. Par exemple, le soufflage superficiel d'une matte en partie converti à 1340°C avec de l'azote contenant moins d'environ 1% d'oxygène, en volume, a permis de réduire les teneurs en plomb, en arsenic et en bismuth comme indiqué dans le Tableau III. Les résultats du Tableau III confirment aussi que l'on obtient des 25 résultats supérieurs en volatilisant les impuretés de la matte à des températures supérieures à 1400°C. L'essai réalisé à 1500°C employait un soufflage superficiel avec de l'air pendant les dix premières minutes, puis un soufflage superficiel avec de 1*azote contenant moins d'environ 1% d'oxygène, en volume, pendant le reste 30 de l'essai. Il est facile de voir, d'après les résultats du Tableau III, que des températures supérieures à 1400°C permettent d'augmenter la vitesse et l'importance de l'élimination des impuretés de la phase matte. On a intérêt à mettre en oeuvre ce dernier mode de réalisation dans un convertisseur à soufflage par le dessus 35 en faisant fonctionner le brûleur de façon à maintenir aussi bien une haute température de bain qu'une atmosphère pratiquement neutre pour le sulfure de cuivre, c'est-à-dire ni oxydante ni réductrice pour le suif\ire de cuivre. On a intérêt à régler l'atmosphère, au-dessus du bain de sulfure, de façon à avoir un potentiel oxydo-40 réducteur équivalent à une valeur comprise entre environ ÎO-"*" et 14149 6 2007723 —4 1/2 —1 10 pour le rapport (CO)(S02) (C02) , dans lequel les valeurs de CO, S02 et-C02 sont leus pressionspartielles respectives.On a intérêt à améliorer la vitesse et l'importance de la volatilisation des impuretés de la matte en soumettant la matte, après 5 élimination du fer, à un traitement sous pression subatmosphérique. On a intérêt à transférer la matte dans un récipient distinct dans lequel elle est maintenue dans un état turbulent et à haute température, par exemple au-dessus de 1400°C, et on abaisse la pression dans le récipient à moins d'environ 10~^ atmosphère . 10 TABLEAU I Echantillon Temo.en °C % Cu %_ S % Fe % Bi % Pb Tête 1500 48 25 20,5 0,05 0,115 Au bout heure d'une 1500 n.d. n. d. 21,5 0,026 0,058 15 Tête * 1340 42 25 /9 28 0,11 0,13 Au bout heure d'une 1340 53,5 24 19,5 0,07 0,11 Tête 12 OO 41,9 26 28,3 0,11 0,13 20 Au bout heure d'une 1200 57,4 23 / 7 14,7 0,11 0/14 n.d; - non dosé TABLEAU II Echantillon Temo.en °C % Cu % Se % Fe % As % Bi % Pb Tête -f 1340 42 o, 1 28,5 0,11 0,11 0,13 25 Blister 1340 Bal . 0, 003 n.d. 0,03 0,044 0^002 Tête * 1200 41, 9 0, 104 28,3 0,11 0,11 0,13 Blister 1200 Bal . o, 02 n.d. 0,07 0,18 0,006 Bal. contient de petites quantités de fer, de soufre et d'oxygène n.d. = non dosé 30 * contenait à peu près 26% de soufre 14149 7 2007723 TABLEAU III Echantillon TemD.en°C % Fe % Pb % As % Bi Matte en partie convertie 1340 19 0,092 0,012 0,05 5 Au bout d11/2 heure de soufflage 1340 18 0,083 0,013 0,03 Au bout d'i heure de soufflage 1340 15 0,064 0,012 ^0,01 Au bout de 2 heures de . soufflage 1340 10 0,054 0,011 4-0,01 10 Tête 1500 20,5 0,096 0,09 0,075 Au bout d'1/2 heure de soufflage 1500 21,5 0?072 0f 05 0,035 Au bout d'i heure de soufflage 1500 21,5 0,058 0,04 0,026 15 Au bout d11 .heure 1/2 de soufflage 1500 21,0 0,054 0,035 ^-0,01 Au bout de 2 heures de soufflage 1500 20,5 0-053 0,031 L 0,01 Echantillon solidifié 17,5 0,048 0,027 ^_0,01 20 Après avoir fait fondre la charge de sulfure contenant du cuivre, après avoir oxydé par soufflage et éliminé le fer présent et après que des quantités substantielles d'impuretés, comme l'arsenic, le bismuth, le plomb,l'étain et le zinc, se soient volatilisées, on soumet le bain turbulent de sulfure à un soufflage su-25 perficiel avec un gaz contenant de l'oxygène libre, comme l'air, l'air enrichi en oxygène ou l'oxygène commercial, pour transformer une partie déterminée du bain de sulfure en une phase métallique afin de rassembler la quasi totalité des métaux précieux et des parties substantielles des autres impuretés restant dans le bain. 30 on a intérêt à régler la partie métallisée du bain dans les limites d'environ 5% à environ 15% de la phase sulfure, en poids, pour assurer la récupération des métaux précieux et la concentration de parties substantielles des autres impuretés. On remarquera ici qu'il existe une combinaison hautement souhaitable de l'élimina-35 tion des impuretés de la matte par volatilisation et de la récupération ultérieure des impuretés et des métaux pxécieux dans la phase métallique fondue non miscible. Puisque plus d'environ 50% d'au moins une impureté du groupe composé de l'arsenic, du bismuth, du plomb, de l'étain et du zinc, s'éliminent de la phase sulfure 40 par volatilisation, on peut former une plus petite quantité de la 14149 8 2007723 phase métallique non miscible et la couler ultérieurement pour éliminer les impuretés restantes, et par conséquent cette dernière étape est intéressante du point de vue économique. On peut employer des quantités plus grandes ou plus petites de la phase métallique, 5 mais des quantités plus grandes, à moins d'être justifiées par la teneur en métaux précieux, rendent le procédé moins économique, tandis que des quantités plus petites ont pour effet de réduire substantiellement la'récupération des métaux précieux et des impuretés. Afin de confirmer l'efficacité d'une phase métallique pour 10 la concentration des impuretés, on^réalisé un essai,dont les résultats sont indiqués dans le Tableau IV, sur une matte de cuivre qui a été soufflée superficiellement par de l'air à 1340°C pour produire une phase métallique qui représentait à peu près 10%, en poids, de la phase matte. Les résultats du Tableau IV montrent 15 que les concentrations d'impuretés dans la phase métallique sont au moins cinq fois plus grandes que dans la phase matte, et même dix fois plus grandes ou plus. On remarquera aussi sur le Tableau IV que l'antimoine, qui est particulièrement difficile à éliminer par volatilisation de la phase sulfure ou par oxydation et vola-20 tilisation ultérieures de la phase métallique, est très concentré et recueilli dans la phase métallique. On peut ainsi éliminer des quantités substantielles d'antimoine à ce stade du processus sans employer de techniques spéciales de scorification dans des étapes de traitement ultérieures. L'agitation énergique du bain de sul- ^ 25 fure, pour assurer un contact efficace à l'interface liquide-liquide/ par conséquent un "lavage" de la phase sulfure par la phase métallique, est importante à ce stade pour rassembler les métaux précieux et les autres impuretés dans la phase métallique. On laisse alors le métal se déposer dans un "fond"de liquide et on le sé-30 pare pour le traiter, par exemple on le coule en anodes et on le traite par voie électrolytique pour récupérer le cuivre et les métaux précieux. TABLEAU IV Phase % As % Sb % Bi 35 Matte 0,02 0,02 0,03 Métal 0,1 0,2 0,15 On a constaté que la volatilisation des impuretés de la phase sulfure et la concentration des métaux précieux et des impuretés dépendaient des rapports du cuivre au nickel contenus dans le sul-40 fure à traiter et que, pour tirer le meilleur rendement de ces 69 14149 9 2007723 deux opérations, le rapport du cuivre au nickel devait être supérieur à environ 10:1. Bien qu'on ne veuille pas s'engager sur une théorie particulière quelconque, on pense que l'augmentation des quantités de nickel contenues dans la phase sulfure réduit l'acti-5 vité chimique des métaux précieux et des impuretés dans la phase sulfure. Quelle que soit l'explication des effets contraires de quantités excessives de nickel dans la phase sulfure, les essais ont montré qu'on avait intérêt à régler le rapport du cuivre au nickel à une valeur de plus d'environ 10:1. Ainsi, une matte de 10 cuivre contenant 42% de cuivre, 2 8,5% de ferf 25,9% de soufre, 0,11% d'arsenic, le reste étant essentiellement formé de silice, a été soufflée superficiellement avec de l'air à une température de 1340°C pendant une heure pour ramener la teneur en soufre à 24%, la teneur en fer à 19,5% et la teneur en arsenic à 0,035%. « 15 De la même façon, une matte contenant 29,4% de cuivre, 13,9% de nickel, 27,6% de fer, 26% de soufre, 0,103% d'arsenic, le reste étant essentiellement formé de silice, a été soufflée superficiellement avec de l'air à une température de 1340°C pendant environ 100 minutes pour ramener la teneur en fer à 11%, la teneur en sou-20 fre à 24,5% et la teneur en arsenic à environ 0,088%. Ainsi, on voit d'après le premier essai que la proportion d'arsenic contenue dans la matte a été réduite de plus des deux tiers en l'absence de nickel, tandis que dans le second essai, avec un rapport du cuivre au nickel de 2,1:1, la proportion d'arsenic contenue 25 dans la matte a été réduite de moins d'environ 15%. Outre qu'elles réduisent le rendement de la volatilisation de l'arsenic de la matte, des quantités excessives de nickel dans la matte réduisent aussi le rendement de la concentration des métaux précieux dans la phase métallique non miscible. Par exemple, dans deux essais 30 dans lesquels les rapports du cuivre au nickel étaient respectivement de 13:1 et 5:1, la répartition globale des métaux précieux dans la phase métallique était la suivante : TABLEAU V Pourcentage de Métaux Précieux Totaux dans la Phase Métallique 35 Cu:Ni % de Pd: % de Pt: % d'Au: 13:1 78 73 86 5:1 46 48 52 Les résultats du Tableau V confirment l'importance du réglage du rapport du cuivre au nickel de façon à ce qu'il ait une valeur 40 de plus d'environ 10:1. 14149 10 2007723 Le sulfure de cuivre en partie purifié qui reste dans le convertisseur, par exemple dans un convertisseur Kaldo ou L-D, est maintenu dans un état de turbulence, par des moyens mécaniques ou pneumatiques, dès qu'on reprend le soufflage par le dessus avec de 5 un gaz contenant/l'oxygène libre,comme l'air, l'oxygène commercial ou l'air enrichi en oxygène. On continue le soufflage superficiel pour transformer en cuivre le sulfure de cuivre en partie purifié et pour saturer sensiblement le cuivre d'oxyde cuivreux, par exemple jusqu'à une teneur en oxygène comprise entre environ 0,5% et 10 1,5%, Pendant cette phase de l'opération de soufflage, la surface du bain liquide turbulent est maintenue assez exempte de scories afin d'assurer un contact efficace gaz-liquide, et on maintient le bain à une température comprise entre environ 1100°C et 1500°C„ L'introduction des quantités précitées d'oxygène permet d'oxyder 15 les impuretés restant dans le bain de cuivre liquide et de volatiliser plus de 50% environ d'au moins un oxyde volatil d'éléments comme l'arsenic, le plomb, le sélénium, le soufre, le tellure et l'étain. On a intérêt à réaliser l'oxydation et la volatilisation des impuretés à des températures de plus de 1.300°C afin d'assurer 20 une élimination plus rapide et plus complète des impuretés. L'oxygène contenu dans le bain de cuivre sert aussi à oxyder la quasi totalité du nickel contenu dans le bain. On a intérêt à réaliser l'élimination du nickel à basse température, par exemple à 1100°C environ, car aux températures plus hautes l'élimination du nickel 25 est moins efficace. Bien qu'on puisse ramener la teneur en nickel à moins de 0,5% sans fondant à une température d'environ 1100°C, on peut encore réduire la teneur en nickel en employant un fondant acide comme la silice. Quand on emploie un fondant acide, on peut ramener la teneur en nickel du bain de cuivre à envi-30 ron 0,1%. Après cette purification, on donne au bain qui contient le cuivre l'inclinaison convenable et on le coule. On a intérêt à traiter le bain contenant du cuivre liquide purifié, qui contient jusqu'à environ 1,5% d'oxygène, par une atmosphère réductrice pour 35 l'oxyde cuivreux afin de ramener la teneur en oxygène à moins de 0,1% environ. Lorsqu'on donne au bain qui contient le cuivre fondu l'inclinaison convenable, on maintient le bain à une température d'environ 1100°C à environ 1200°C tout en maintenant l'atmosphère qui surmonte le bain à un potentiel réducteur équivalent à un 40 rapport COïC^ d'au moins 1 partie de C0 pour 1000 parties de CO^. 69 14149 ii 2007723 Pour des raisons cinétiques/ il est avantageux d'employer des atmosphères ayant des potentiels réducteurs équivalents à des rapports CO:CC>2 d'au moins environ 1:50, par exemple d'environ 1:10. Pour faciliter l'abaissement de la teneur en oxygène dans le se-5 cond récipient de réaction, on y emploie aussi un bain turbulent afin d'assurer un contact intime gaz-liquide. Sinon, on peut abaisser la teneur en oxygène du bain de cuivre,'au cours du traitement sous pression subatmosphérique décrit ci-après, en faisant passer dans le bain de cuivre .les gaz réducteurs indiqués plus 10 haut. Lorsqu'on a abaissé la teneur en oxygène jusqu'à des niveaux prédéterminés, on coule le bain qui contient le cuivre en formes commerciales comme les barreaux à filer ou bien on les coule en anodes pour la purification ultérieure. Si on veut couler en continu le bain qui contient le cuivre 15 ou bien si on veut obtenir un produit pratiquement dépourvu de gaz, on a intérêt à soumettre le bain qui contient le cuivre à un traitement sous pression subatmosphérique pour dégazer le bain. On introduit le bain qui contient le cuivre dans une chambre de vide ci© —3 qui est maintenue à une pression de moins/10 atmosphère environ. 20 Le traitement sous pression subatmosphérique sera plus efficace si on maintient le bain qui contient le cuivre dans un état constant de circulation ou de turbulence par des moyens bien connus, électromécaniques par exemple. En plus de l'effet de dégazage, le traitement sous pression subatmosphérique a l'avantage supplé-25 mentaire d'abaisser encore "la proportion d'impuretés comme le soufre, l'arsenic, le bismuth, le plomb, le sélénium, le soufre, le tellure, l'étan et le zinc, par volatilisation. L'efficacité du traitement sous pression subatmosphérique pour abaisser la proportion des différentes impureté s dépend en partie de la teneur 30 en oxygène du cuivre liquide. Par exemple, on peut abaisser la teneur en plomb en l'absence d'oxygène, mais l'élimination du soufre et de l'arsenic est facilitée par la présence d'une quantité d'oxygène suffisante, sous forme d'oxyde cuivreux, pour former les oxydes volatils des impuretés correspondantes. Afin d'assurer 35 l'élimination du soufre et/ou de l'arsenic, on peut transférer directement le bain qui contient le cuivre, dont la teneur en oxygène peut atteindre environ 1,5%, dans la chambre de vide sans désoxydation; et après que ces impuretés aient été ramenées à des proportions acceptables, on fait passer dans le cuivre liquide des 40 gaz réducteurs ayant un potentiel réducteur équivalent à des rapports 14149 12 2007723 C0:C02 d'au moins une partie de CO pour 1000 parties de C02. Bien que le traitement sous pression subatmosphérique permette de réduire les proportions d'impuretés aux températures employées con-ventionnellement pour la coulée du cuivre, on a constaté qu'il 5 était particulièrement intéressant de soumettre le bain de cuivre au traitement sous pression sabatmosphérique à des températures d'au moins 1200°C environ. Même le bismuth, qui est considéré comme difficile ou impossible à éliminer par les techniques pyrométallurgiques conventionnelles, peut être facilement enlevé par 10 le traitement sous pression subatmosphérique. Dans un essai, un échantillon de cuivre contenant -20 parties par million (ppm) de bismuth a été porté à environ 1150°C pendant quarante cinq minutes et à. un vide final de 14 microns, et la teneur en bismuth a été ramenée à moins de 1 ppm. Las résultats du Tableau VI confirment 15 en outre l'efficacité du traitement sous pression subatmosphérique pour réduire les proportions d'impuretés. On a obtenu les résultats indiqués dans le Tableau VI en soumettant du cuivre fondu, contenant à peu près 0,3% d'oxygène, â une pression subatmosphérique de —4 0,4 x 10 atmosphère pendant 1 heure 1/2 à une températtire de 20 1260°C. Il est absolument évident, d'après les résultats du Tableau VI, que le traitement sous pression subatmosphérique est hautement efficace pour enlever le plomb, l'arsenic et le bismuth. TABLEAU VI Echantillon % Pb % As % Bi A Tête 0,002 0,03 0,044 Raffiné 0,0001 0,017 0,006 B Tête 0,006 0,07 0,18 Raffiné 0,0001 0,051 0,006 Afin de donner aux hommes de l'art une meilleure appréciation 30 des avantages de cette invention, on donne l'exemple illustratif suivant : EXEMPLE I On a établi un bain turbulent de matte de cuivre, dont la composition est donnée dans le Tableau VII, et on l'a soumis à 3 5 un soufflage superficiel avec de l'oxygène pendant 1 heure 1/2 à 1340°C, puis on a prélevé un échantillon pour l'analyse. On a alors interrompu le soufflage superficiel du bain turbulent avec l'oxygène et on l'a remplacé par un soufflage superficiel avec de l'azote contenant moins d'environ 1% d'oxygène pendant 2 heures 40 à 1340°C, après quoi on a prélevé un échantillon pour l'analyse. 14149 13 2007723 On a repris le soufflage superficiel du bain turbulent avec de l'oxygène à 1340°C pendant une heure pour produire une phase métallique que l'on a prélevée et analysée en compagnie d'un échantillon de matte. Au bout de 70 minutes de soufflage superficiel 5 avec l'oxygène à 1340°C, on a produit une autre phase métallique et on l'a de nouveau prélevée en compagnie d'un échantillon de la matte pour 1'analyse„ On a transformé le reste de la matte en cuivre blister et on l'a saturée par de l'oxygène après soufflage à l'oxygène pendant 80 minutes. Après avoir prélevé deux échan-10 tillons pour l'analyse, on a exposé le cuivre blister à una pression subatmosphérique de moins d'environ 10~^ atmosphère à 1500°C, et on a prélevé deux échantillons pour l'analyse. Les résultats des analyses chimiques/ à différents stades du procédé, sont rapportés dans le Tableau VII, ainsi qu'une analyse de cuivre de 15 cathode produit industriellement,pour les besoins de la comparaison. Les résultats du Tableau VII confirment que le cuivre produit selon le procédé de la présente invention est comparable au cuivre électrolytique. En plus des résultats énumérés dans le Tableau VII, la teneur en tellure, qui était de 0,1% dans l'é-20 chantillon de tête, a été ramenée à moins de 0,01% après le traitement sous vide, alors qu'un traitement analogue sous vide à 1260°C n'a ramené la teneur en tellure qu'à 0,05%. De plus, l'un des échantillons de cuivre blister contenait 0,3% de sélénium? et après'le traitement sous vide à 1500°C, la teneur en 25 sélénium a été ramenée à moins d'environ 0,002%. TABLEAU VII Poids (a) Tentp.°C % Fe % Zn % Sn % Pb % As % Bi % S Tête Soufflage Soufflage N2 1-1/4 h 2 heures 1340 1340 29,5 20,8 19,3 0,41 ' 0,25 0,15 0,3 n.d. n.d: 0,10 0,095 0,070 0,11 0,028 0,022 0,11 0,065 0,01 — Soufflage Matte Métal °2 60 mn 122 2 1340 1340 9,35 0,033 0,068 t 0,0022 — 0,05 0,007+ 0,015 0,15+ - 0,01 0,05 — Soufflage Matte Métal °2 70 mn 98 8 1340 1340 1,17 0,01 0,0071 0,0012 0,007+ 0,003+ 0,012 0,03 0,007 0,03+ «Ma» Soufflage °2 80 mn 1340 1340 0,03 0,02 0,0012 0,0013 0,0006+ 0,0001 0,005+ 0,005+ 0,01 ' 0,005+ Vide 1500 1500 £0,01 Z.0,001 Z.0,01 0,001^0,0001 *10,001 0,001^.0,0001 *10,0001 Z0,002 ^0,002 . Cuivjre de cathode 0,0005 ^0,0001^0,0001 0P003 0,0001 /0,0001 ^-0,0005 N.D. = Non Dosé + Evalué au spectrographe 14149 15 2007723 Un bain turbulent constitue l'une des caractéristiques intéressantes de la présente invention et est réalisé de préférence par agitation mécanique d'un four rotatif du type Kaldo, car le four rotatif assure une agitation indépendante de toute autre 5 fonction. Bien que l'agitation mécanique d'un four rotatif soit préférable, on peut provoquer la turbulence par des moyens pneumatiques ou électromagnétiques. Le rendement de la volatilisation des impuretés de la matte est fortement augmenté par un bain turbulent car la turbulence découvre constamment des surfaces fraîches 10 donnant lieu à une volatilisation. L'utilisation d'un four rotatif au cours de l'opération de convertissage est intéressante car le four rotatif évite l'établissement de zones localisées à température plus basse où de la magnétite et d'autres concrétions peuvent s *accumuler et éventisLlement réduire la capacité du conver-* 15 tisseur. En outre, la turbulence provoquée par un convertisseur rotatif assure une approche rapide des conditions d'équilibre par diminution rapide des gradients de concentration et, ainsi, par exemple, le problème du moussâge des scories est minimisé. La turbulence provoquée mécaniquement par un four rotatif assure aussi 20 un excellent contact liquide-liquide entre la phase sulfure de cuivre impur et la partie métallique réglée, contact qui accroît fortement l'importance et la vitesse de la concentration des impuretés dans la partie métallique réglée. Le contact gaz-liquide hautement efficace, obtenu lorsqu'on réalise le procédé dans un 25 four à soufflage superficiel, permet un meilleur réglage de la production de la partie métallique réglée, le convertissage du sulfure de cuivre en partie purifié et l'oxydation ultérieure du reste des impuretés dans le bain qui contient le cuivre. Un four rotatif permet le contrôle de température requis, y compris un 30 échange de chaleur efficace entre le bain liquide et le réfractai-re de la paroi du four. Le four est équipé d'une lance pour envoyer le gaz qui contient de 11oxygène libre sur la surface du bain turbulent, et d'un brûleur pour fournir de la chaleur au bain turbulent et pour régler l'atmosphère qui surmonte ce bain. Les gaz du 35 brûleur servent en outre à balayer continuellement la surface du bain turbulent en entraînant ainsi les gaz résiduels et en abaissant les pressions partielles des impuretés volatiles, de sorte que le rendement de la volatilisation est augmenté. Le soufflage superficiel par envoi d'un jet de gaz contenant 40 de 11oxygène libre sur la surface du bain agité constitue une 14149 16 2007723 autre caractéristique intéressante de la présente invention. Lorsqu'on envoie un gaz contenant de l'oxygène libre sur la surface d'un bain de sulfure contenant du cuivre fondu, du cuivre liquide se forme au voisinage de l'impact du gaz contenant de l'oxygène 5 libre et, sous l'effet de la pesanteur, il descend à travers la phase sulfure fondu, ce qui permet un contactliquide-liquide encore meilleur entre la phase sulfure liquide et le cuivre liquide en augmentait encore l'efficacité de la concentration des impuretés dans le cuivre liquide.. On doit noter en outre que le souffla-10 ge saperficiel permet d'utiliser de l'oxygène commercial ou de l'air enrichi en oxygène au cours'de l'opération de convertissage, de sorte que les gaz dégagés sont riches en anhydride sulfureux qui facilite la récupération du soufre. Le soufflage superficiel est aussi caractérisé par une forte activité de l'oxygène qui, 15 en combinaison avec l'agitation indépendante par des moyens mécaniques et avec le réglage indépendant de la température, fournit des méthodes asservies à la régulation précise des variables du procédé. On observera que la présente invention envisage, dans un mode 20 de réalisation intéressant, l'établissement dsun bain turbulent qui contient du sulfure de cuivre et dont le rapport du nickel au cuivre est supérieur à environ 10:1, le maintien du bain dans un état turbulent sans formation d'une phase métallique pour volatiliser plus d'environ 50% d'au moins une impureté choisie dans 25 le groupe composé dé l'arsenic, du bismuth, du plomb, de l'étain et du zinc, puis le soufflage superficiel du bain turbulent avec un gaz contenant de l'oxygène libre pour transformer une partie mineure déterminée du sulfure de cuivre en une phase métallique non miscible dans laquelle au moins un élément du groupe composé 30 de l'antimoine, de l'arsenic, du bismuth, du plomb, de l'étain et des métaux précieux se concentre, la séparation de la phase métallique non miscible, puis le soufflage superficiel du bain surnageant turbulent de sulfure de cuivre avec un gaz contenant de d'oxygène libre pour transformer le sulfure de cuivre en un bain 35 turbulent de cuivre liquide, de façon à saturer sensiblement d'oxygène le cuivre liquide et d'oxyder et de volatiliser au moins une impureté choisie dans le groupe composé de Tarsenic, du plomb, du sélénium, du soufre, du tellure et de.l'étain, et enfin le traitement du cuivre liquide par une atmosphère réductrice pour 40 l'oxyde cuivreux afin de ramener la teneur en oxygène à moins 14149 17 2007723 d'environ 0,1%. On doit remarquer que toutes les compositions solides et liquides données ici sont exprimées en pourcentages pondéraux, et que toutes les compositions gazeuses sont exprimées en pourcenta-5 ges volumétriques. Bien que la présente invention ait été décrite conjointement à des modes de réalisation préférés, il doit être entendu que l'on peut avoir recours à des modifications et à des variations sans s'écarter de l'esprit et du cadre de l'invention, comme le 10 comprendront aisément les hommes de l'art. Ainsi le procédé de la présente invention, notamment l'utilisation d'un bain turbulent, peut être employé pour le traitement de matières plombi-fères, par exemple de concentrés minéraux, pour donner directement du plorib affiné au feu. De telles modifications et variations sont 15 considérées comme entrant dans le cadre et le champ de protection de l'invention et des -revendications ci-jointes. 14149 18 2007723 REVENDICATIONS 1. Une méthode pour récupérer le cuivre de matières contenant du sulfure de cuivre, par soufflage d'un bain fondu avec de l'oxygène, caractérisée par le fait qu'on agite un bain fondu contenant du sulfure de cuivre et dont le rapport du cuivre au nickel est su- 5 périeur à 7:3, pour volatiliser au moins 50% d'au moins une impureté choisie dans le groupe composé du bismuth, du plomb, de l'étain, du zinc et de l'arsenic, par le fait qu'on soumet ensuite le bain à un soufflage superficiel avec un gaz contenant de l'oxygène libre pour transformer une proportion mineure déter-10 minée du sulfure de cuivre en une .phase métallique non miscible contenant une ou plusieurs des impuretés choisies dans le groupe composé de l'antimoine, de l'arsenic, du bismuth, du plomb, de l'étain et des métaux précédents, par le fait qu'on sépare ladite phase métallique non miscible et qu'on soumet le sulfure 15 de cuivre à un soufflage superficiel avec un gaz contenant de l'oxygène libre pour former du cuivre liquide de façon à saturer le cuivre d'oxygène et à oxyder èt à volatiliser au moins une des impuretés choisies dans le groupe composé du plomb, du sélénium, du soufre, du tellure et de l'étain,et par le fait qu'on traite 20 ensuite le cuivre liquide dans une atmosphère réductrice pour l'oxyde cuivreux afin de ramener la teneur en oxygène à moins de 0,1%. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bain contient un rapport du cuivre au nickel supérieur à 25 10:1. 3. Un procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les impuretés se volatilisent à une température de plus de 1300°C. 4. Un procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait 30 que les impuretés se volatilisent à une température de plus de 1400°C. 5. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le bain fondu est une matte de qualité inférieure et que les impuretés sont volatilisées par soufflage superficiel 35 du bain turbulent avec un gaz contenant de l'oxygène libre. "6. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait que le bain qui contient le sulfure de cuivre est une matte de qualité supérieure et qu'on volatilise les impuretés en réglant l'atmosphère qui surmonte le bain agité de façon qu'elle. 14149 19 2007723 soit sensiblement neutre, pour le sulfure de cuivre. 7. Un procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on règle l'atmosphère qui surmonte le bain de façon à ce qu'elle ait un potentiel oxydo-réducteur équivalent à une valeur de —1 —4 1/2 —i 5 10 à 10 pour le rapport (CO) (SO2) (CK^) , dans lequel les valeurs de CO, SO2 et CO2 sont les pressions partielles respectives . 8. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé par le fait que la phase métallique non miscible re- 10 présente de 5% à 15% en poids du sulfure de cuivre fondu. 9. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'élimination du plomb, du sélénium, du soufre, du tellure ou de l'étain du métal saturé d'oxygène se fait dans la proportion d'au moins 50%. * 15 10. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé par le fait que l'atmosphère qui est réductrice pour l'oxyde cuivreux a un potentiel réducteur équivalent à un rapport C0:C02 d'au moins 1:1000 pour ramener la teneur en oxygène à moins de 0,1%. 20 il. un procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'atmosphère a un potentiel réducteur équivalent à un rapport C0:C02 d'au moins 1:50. 12. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caractérisé par le fait que le cuivre liquide con- 25 tenant moins de 0,1% d'oxygène est dégazé et est encore-purifié par un traitement sous pression subatmosphérique. 13. Un procédé selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le cuivre liquide dégazé est coulé en continu . 14. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 30 9, 10, 11, 12 ou 13, caractérisé par le fait qu'on soumet le cuivre liquide, sensiblement saturé par l'oxygène, à un traitement sous pression subatmosphérique pour réduire la proportion d'au moins une des impuretés choisies dans le groupe composé de l'arsenic, du bismuth, du plomb, du sélénium, du soufre, du tel-35 lure, de l'étain et du zinc, avant le traitement par une atmosphère réductrice. 15. Un procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait qu'on fait passer dans le cuivre liquide une atmosphère réductrice pour l'oxyde cuivreux au cours du traitement sous pres- 40 sion subatmosphérique pour ramener la teneur en oxygène à moins 14149 20 2007723 de 0/1%. 16. Un procédé selon la revendication 14 ou la revendication 15, caractérisé par le fait que la pression subatmosphérique est in-—3 férieure à 10 atmosphère. 5 17. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caractérisé par le fait que la volatilisation des impuretés du bain de sulfure de cuivre, la production de la phase fondue non miscible et la transformation du 3ulfure de cuivre en cuivre fondu sont réalisées dans un four 10 rotatif. 18. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 cu 17, caractérisé par le fait qu'on réalise la volatilisation des impuretés du bain de sulfure de cuivre par traitement sous une pression subatmosphérique de moins de 15 10 * atmosphère. 19. Un procédé selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ou 18, caractérisé par le fait qu'on prépare le sulfure de cuivre par soufflage superficiel, avec un gaz contenant de l'oxygène libre, d'un bain turbulent de sul- 20 fures contenant du nickel, du cuivre et des métaux précieux avec un rapport du cuivre au nickel de moins de 10:1, pour produire une matte pauvre en soufre que l'on refroidit lentement pour produire une masse de cristaux faciles à séparer de sulfure de nickel et de sulfure de cuivre, la masse de sulfure de nickel et de sul-2 5 fure de cuivre contenant un rapport du cuivre au nickel de plus de 10 à 1, ladite masse contenant une fraction métallique magnétique qui contient des métaux précieux, masse qui est pulvérisée et dont la fraction métallique est séparée magnétiquement, le sulfure de nickel et le sulfure de cuivre sont séparés par flot-30 tation,.le sulfure de cuivre étant alors utilisé pour établir le bain agité de sulfure de cuivre. 20. Un procédé selon la revendication 19, caractérisé par le fait qu'on affine au feu le sulfure de nickel séparé, par soufflage superficiel d'un bain turbulent de ce sulfure avec un gaz con- 35 tenant de l'oxygène libre, et par le fait que la fraction métallique est soumise à un soufflage superficiel avec un gaz contenant de l'oxygène libre pour donner un bain de nickel fondu contenant de 0,5 à 4% de soufre et moins de 3% de fer, lequel est trempé énergiquement pour former des granules de nickel contenant du 40 soufre uniformément réparti, granules qui sont carbonylés sous 14149 21 2007723 haute pression pour donner du nickel carbonyle et un concentré de métaux précieux.' 21. Un procédé selon la revendication 20, caractérisé par le fait que le concentré de métaux précieux provenant du traitement 5 de carbonylation est lixivié pour concentrer encore les métaux précieux en enlevant le cuivre, le soufre et les autres impuretés. 22. Un procédé selon la revendication 20 ou la revendication 21, caractérisé par le fait que la haute pression est, au cours de la carbonylation, inférieure à 100 atmosphères.