Brevet FR2081666A1 — publié le 19711210

La présente invention se rapporte i des perfectionnementi aux procédés et aux appsreils de récupération de métaux de base, et elle concerne plus particulièrement des perfeetionne- ments à la concentration de minerais de nickel. Certains dépôts de nickel peuvent avoir formé des sels de nickel, de fer ou d'autres métaux de base in situ, ou former ces sels lorsqu'ils sont exposés à l'oxygène. C'est la présence de ces sels qui a rendu l'invention désirable. On envoie des minerais de nickel classiques dans des broyeurs à tringles et boulets d'acier et, une fois que le minerai est réduit à la dimension requise, il passe par d'autres stades de traitement qui vont être décrits plus loin. On dissout les sels de nickel et de fer solubles pendant le broyage du minerai et il s'avère que ces sels qui se trouvent dans la solution provoquent un taux de corrosion extrêmement élevé des tiges, des boulets et des revgtements des broyeurs et, en fait, des broyeurs eux-mEmes, et également d'autres pièces métallique au cours de stades ultérieurs du processus. L'invention vise à réduire cette corrosion au minimum. En dépit de cette corrosion, on notera qu'une grande partie des sels de nickel solubles dissous dans les eaux de traitement est finalement évacuée, ce qui limite le taux de récupération du nickel obtenu à partir de la quantité totale de nickel contenue dans le minerai. Il s'est, en outre, avéré que, si les sels solubles sont présents avec le minerai broyé lorsqu'il traverse les cellules de flottage que l'on utilise pour séparer la matière nickélifère de la gangue, les sels solubles peuvent alors réagir sur les réactifs de flottage avec une perte de nickel et nécessiter l'utilisation d'une plus grande quantité de réactifs qu'il n'est normal, ce qui a des effets faucheux sur le prix de revient du procédé. L'invention vise également à permettre une meilleure récupération, en assurant qutau moins une grande partie des métaux de base solubles soient retirés de l'eau. L'invention consiste à précipiter les sels de métaux de base solubles de l'eau de traitement, de préférence après épaississement du minerai de base et avant flottage. Il s'avère normalement désirable d'ajouter les sels précipités aux produits concentrés dans un épaississeur. De plus, selon l'invention, on prévoit, dans l'installation de concentration, des matériaux qui ne sont pas attaqués par les sels solubles des métaux de base, au moins au stade où l'on peut retirer les sels solubles des eaux de traitement. Selon une forme spécifique de l'invention, on propose de revêtir des broyeurs d'une matière résistante à la corrosion et d'utiliser, comme agent de broyage, un minerai ayant une dimension choisie pour permettre un broyage efficace. Pour bien faire comprendre l'invention, on va décrire brièvement les stades que l'on propose de mettre en oeuvre pour concentrer un minerai de métal de base, que l'on appellera minerai de nickel dans ce qui suit, en se référant au dessin qui consiste en un diagramme de circulation, les figures la et lb constituant ensemble ledit diagramme. Après avoir concassé au préalable le minerai, on le fait passer d'un transporteur ll à un broyeur 10 qui est fondamentalement classique, en ce qu'il est monté rotatif autour d'un axe horizontal et présente une forme cylindrique. On envoie également dans le broyeur des morceaux de minerai qui ont été concassés à une dimension particulière et que l'on utilise dans le broyeur comme agents de broyage, en même temps que de l'eau en circulation. On stocke ces morceaux dans un caisson à pierres 12. La matière déchargée par le broyeur passe dans un cyclone 13 ou dans l'un parmi plusieurs cyclones, dont le courant sortant 14 retourne au broyeur et dont le trop-plein 15 passe à un stade de traitement ultérieur. Au cours du processus de broyage, les sels solubles de nickel et de fer entrent en solution dans l'eau de circulation.Le broyeur lui-meAme est revgtu de caoutchouc, de sorte que la corrosion est réduite au minimum et, de préférence, les tamis 16 de trommel sont en acier inoxydable, ou en une autre matière résistant à la corrosion, également pour empêcher la corrosion, et les différentes col,duites peuvent être reveAtues intérieurement de caoutchouc ou d'une autre matière satisfaisante et, de préférence, les pompes et cyclones sont revêtues intérieurement ainsi ou fabriqués dans une matière inerte. Le broyeur comporte un transporteur de rejet 19 duquel le minerai peut être recyclé ou rejeté au rebut. Il se produit ainsi, dans l'eau en circulation, une concentration en sels de nickel dissous, ainsi quten sels de fer. Le trop-plein 15 provenant du cyclone peut passer directement ou indirectement dans un séparateur magnétique où les matières magnétiques peuvent être éliminées. Comme le montrent les figures, le trop-plein peut passer dans une cuve- ou un élément analogue - 18, à laquelle est reliée une pompe, et de cette cuve au séparateur. On fait alors passer la suspension, avec les matières magnétiques éliminées, par un tuyau 20 à un stade de traitement où son pH est ajusté, et cela peut avoir lieu de différentes façons. Normalement, on fait passer la suspension par une tour à gaz 21, ou l'une parmi plusieurs tours à gaz, de façon à modifier le pH par addition de gaz S02, et l'on préfère acidifier la matière jusqu a ce que son PH soit de l'ordre de 5,5, bien que cela ne soit d'aucune façon limitatif. Selon une autre solution, on peut regler le pH par addition d'acide sulfurique, ou bien encore on peut y parvenir par un procédé à deux stades en utilisant à la fois l'anhydrique sulfureux dans une tour à gaz et l'acide sulfurique. Si l'on utilise l'acide sulfurique, les tours à gaz ne sont, bien entendu, par nécessaires, mais il est normalement plus souhaitable d'utiliser l'anhydride sulfureux, sauf si l'on dispose d'une source d'acide sulfurique. On acidifie la suspension parce qu'une suspension acide donne des résultats plus satisfaisants lors du flottage et l'intervalle normalement désiré, à ce stades est compris entre des valeurs de pH de 5 à 6, bien qu'on utilise normalement un pH de 5,5, comme on l'a mentionné plus haut. A partir du stade d'acidification, on fait passer la suspension,par un agitateur 22, dans un épaississeur 23 de produits de lavage, et ctest à partir du trop-plein 24 de cet épaississeur que l'on obtient l'eau de circulation féeonde à partir de laquelle on doit précipiter les sels solubles. La matière épaissie passe par un stade de filtration qui comprend une pompe 25, ainsi qu'un agitateur 26 et un filtre 27, et lson peut renvoyer le filtrat dans l'épaissis- seur par la conduite 28, ou bien encore l'envoyer dans des cellules de flottage 29. Il existe effectivement deux chemins possibles pour le trop-plein provenant de l'épaississeur 25 de produits de lavage, dont on peut utiliser le premier si la concentration en sels solubles est basse, auquel cas on ajoute simplement l'eau féconde en circulation au broyeur à la place de, ou en mezme temps que de l'eau de circulation stérile, de sorte qu'elle se recycle et repasse à travers l'épaississeur avec une concentration plus élevée que précédemment. Cette addition a lieu par une conduite 30. Il est clair que la matière solide qui a été riltrée est effectivement dépourvue de tout sel soluble, mais on peut laver par pulvérisation la matière avec de l'eau stérile pour la libérer le plus possible des sels solubles. Cette matière passe dans des cellules de flottage normalisées 29 de forme classique, à partir desquelles le produit concentré se rassemble et passe dans un épaississeur 31 de produits concentrés. Comme le montre le dessin, la matière passe dans des cellules 32, de celles-ci à une cellule 35, et de la cellule 33 à 1 'épaississeur de produits concentrés. Les résidus provenant des cellules 32 passent dans un épaississeur 34 de résidus et le trop-plein qui en provient peut passer à un barrage ou à un réservoir 55 d'eau de circulation stérile. Ce trop-plein provenant de ltépaississeur 25 de produits de lavage, qui ne se recycle pas, passe dans une cuve D6 de précipitation où, selon un mode d'exécution de l'invention, l'on ajoute de l'hydroxyde de sodium, de façon à ajuster l'intervalle de pH de l'eau à une valeur comprise entre 8 et 12 et, de ce fait, il se forme des sels insolubles à la place des sels solubles, et liron peut les traiter comme on ltexpliquera davantage dans la suite. Dans le mode d'exécution préféré, on prévoit un réglage automatique à 9 de la valeur de pH et l'on prévoit, selon un mode d'exécution, deux électrodes immergées dans la cuve ou le trop-plein et un pH-mètre couplé, dans un système de commande, à une pompe doseuse, ce qui permet de réguler la sortie d'hydroxyde de sodium. Il s'est avéré qu'en opérant à un pH de 9, il n'y aura au maximum qu'environ cinq parties par million de sel de métal de base soluble dans le liquide et, à l'échelle du laboratoire, on a obtenu des chiffres résiduels de cet ordre, de sorte que l'on traite à ce pH jusqu'à graines par litre de sel de métal de base. A l'échelle de l'uslne, on a effectué des essais à 350 parties par million et cinquante parties par million, et l'on a obtenu une récupération presque complète. Il est souhaitable d'utiliser de la soude caustique, dans la mesure où elle est peu coûteuse et facile à obtenir. Comme autres agents de précipitation pouvant être utilisés, il y a lieu de citer le sulfure de sodium, l'hypochlorate de sodium et la soude caustique, successivement ou en mélange; la chaux éteinte, l'hydroxyde d'ammonium, le sulfate d'ammonium et la soude caustique successivement ou en mélange; la soude calcinée; le sulfure de calcium ou d'autres matières de cette classe générale. Le précipité est souvent très fin et il peut être difficile à filtrer et épaissir. Un procédé de récupération du fin précipité consiste à le refouler dans ltépaississeur 31 de produits concentrés. Le concentré qui se trouve déjà dans l'épaississeur contribue au dépôt du précipité qui s'incorpore alors dans les produits d'évacuation de l'épaississeur. On peut utiliser d'autres variantes de procédé pour séparer le précipité, la première consistant à utiliser une cellule de flottage. Il s'avère à lissai qu'une cellule pneumatique dépourvue d'agitation mécanique peut constituer le procédé de flottage privilégié, mais cela n'est d'aucune façon limitatif. Il s'est avéré qu'il est souhaitable, lorsqu'on applique le flottage, d'utiliser l'un des collecteurs suivants Huile "Calsolène H.S." - Fournie par "Imperial Chemical Industries of Australia and New Zealand". Oléate de sodium Huile de ricin sulfonée Sel de sodium Neo-fat 94-04" Fourni par 1,Armour IndustrTal Chemical Co". Acide éthyl-hexyl-phosphorique. Il s?est avéré que le tri-éthoxy-butane et le méthyl-isobutyl-carbinol sont des agents moussants appropriés. De plus, dans une cellule de flottage aérée, il s'est avéré qu'il est très satisfaisant de disposer d'une feuille plastique poreuse de "Vyon", qui donne un réglage fin des bulles dans la cellule. La seconde variante pour recueillir le précipité, qui n'est pas représentée, consiste à centrifuger la matière, de façon qu'elle se dépose en se prenant en un gâteau ou en une pâte, que l'on peut recueillir facilement. Une troisième variante consiste à filtrer la matière sous vide ou sous pression, par un filtre préalablement enduit, par exemple de sciure de bois. Il s'est également avéré que l'on peut améliorer le procédé de récupération en oxydant les sels de fer de l'état ferreux à l'état ferrique, par aération ou oxydation chimique, car les sels ferriques se déposent mieux que les sels ferreux. Il s'est également avéré que, lorsqu'il faut filtrer la matière, on améliore les propriétés de filtration et de dépôt en ajoutant des amidons, et l'on obtient de bons résultats avec l'amidon de caroube et l'amidon de gomme guar. La meilleure précipitation se produit lorsqu'on ajoute l'amidon à la solution, puis la solution à la soude caustique, mais cet ordre n'est, bien entendu, pas décisif. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente, de nombreuses modification sans, pour cela, sortir du cadre de l'invention. Le principe de l'invention réside dans la meilleure récupération des métaux de base dans le minerai initial, en limitant la perte de sels solubles de ces métaux (par corrosion de l'appareillage, ou passage au rebut après utilisation), en récupérant les sels de l'eau. REVENDICATIONS 1.- Procédé de concentration de minerais de métaux de base renfermant des sels solubles, caractérisé en ce que l'on précipite les sels dissous des eaux de traitement, et l'on recueille les sels insolubles ainsi formés. 2.- Procédé de concentration de minerais de métaux de base renfermant des sels snlubles, au cours duquel on broie le minerai à une dimension prédéterminée, tout en épaississant les eaux de traitement et la suspens ion ainsi formée avant flottage, ledit procédé étant caractérisé en ce que l'on traite les eaux de traitement provenant de la cuve d'épaississement de façon à provoquer la précipitation des sels solubles sous forme de sels insolubles, pour recueillir ultérieurement ce précipité. D.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on ajoute le précipité au concentré obtenu à partir du flottage de la suspension, de façon que le précipité soit déposé par le concentré. 4.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on récupère le précipité par flottage. 5.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on récupère le précipité par centrifugation. 6.- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on récupère le précipité par filtrage sous vide ou sous pression. 7.- Appareil de récupération de métaux de base renfermant des sels solubles, caractérisé en ce qutil est revetu intérieurement ou formé de matériaux qui ne subissent pas l'influence des sels solubles dissous à un stade auquel on peut éliminer le sel des eaux de traitement. 8.- Appareil de récupération de métaux de base renfermant des sels solubles, caractérisé en ce outil comprend un broyeur dans lequel on peut broyer le minerai et qui comporte un revêtement intérieur en un matériau ne subissant pas l'influence du sel, le broyage ayant lieu au moyen de minerai ajouté au broyeur, lequel minerai présente une dimension choisie de façon à provoquer un broyage efficace. 9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les produits qui sortent du broyeur passent dans un épaississeur duquel le courant de minerai passe dans une cuve de précipitation, dans laquelle se trouvent des moyens à ajouter à 11 eau renfermant les sels solubles et la matière, de façon que les sels précipitent. 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la suspension qui provient de l'épaississeur passe dans une cellule de flottage. 11.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les produits qui sortent du broyeur traversent un séparateur magnétique avant de passer dans la cuve de précipitation. 12.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les produits qui sortent du broyeur traversent des moyens permettant d'ajuster leur pH avant de passer dans la cuve de précipitation. 1. - Appareil selon la revendication 12j caractérisé en ce que les moyens pour ajuster le pH sont constitués par une tour à gaz. 14. - Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens pour ajuster le pH sont constitués par des moyens dtintroduction d'acide.