Brevet FR2126059A1 — publié le 19721006

La présente invention qui résulte des recherches de Monsieur Robert MÀ^RONE concerne un procédé d'élimination du zinc contenu dans les liqueurs d'attaque de la bauxite selon le procédé de BAYER, lorsqu'on utilise comme matière première certains types de bauxites qui contiennent jusqu'à 0,05 % de zinc. Il est connu d'éliminer le zinc résultant de l'attaque de certaines bauxites de Jamaïque ou de Haïti en traitant par une solution de sulfure de sodium la liqueur d'aluminate diluée et séparée des boues rouges par décantation. Pour que le fin précipité de ZnS soit retenu sur le filtre de sécurité qui suit le décanteur on ajoute â la liqueur un adjuvant de filtration qui est généralement de la chaux. Le procédé peut s'appliquer parce que la teneur en soude caustique de ces liqueurs ne dépasse pas 120 g/1, mais dans le cas des bauxites zinci-fères européennes il n'est pas suffisant parce qu'il s'agit de bauxites 15 plus difficiles à attaquer pour lesquelles on doit employer des liqueurs d'attaque plus concentrées en soude caustique que celles qui suffisent pour les minerais cités plus haut. De citait les liqueurs d'aluminate après dilution ont une teneur en Na£0 caustique de l'ordre de 150 à 165 g/1. Comme d'autre part la quantité de zinc dans la bauxite n'est pas très élevée, le 20 sulfure de zinc reste facilement en sursaturation dans la solution très alcaline et la précipitation n'est ni complète ni régulière même en présence d'un excès de sulfure de sodium. Il reste alors en solution dans la liqueur une quantité de sulfure de zinc telle que la teneur en zinc du trihydrate d'alumine dépasse 100 parties par 25 million, limite au-dessus de laquelle l'alumine n'est plus utilisable pour la production de l'aluminium par électrolyse. Le procédé de la présente invention est destiné à éliminer le zinc de façon que la proportion de ce métal dans le trihydrate d'alumine soit inférieure à 100 ppm. 30 II consiste à introduire dans la liqueur, avant la séparation des boues rouges, une quantité de zinc suffisante pour que la teneur en sulfure de zinc au moment de la précipitation soit d'au moins 0,18 g par litre de solution d'aluminate et à utiliser pour la précipitation une quantité de sulfure de sodium de 0,125 à 0,2 g par litre de solution d'aluminate à épurer. 35 Avec les quantités de sulfure de zinc indiquées les phénomènes de sur saturation ne sont plus à craindre. L'excès de sulfure de sodium employé abaisse le produit de solubilité du sulfure de zinc au—dessous de 10 mg/1 malgré la concentration très élevée de la solution en soude caustique. Enfin puisque la précipitation a lieu sur la liqueur diluée, avant la sépa-40 ration des boues rouges, le sulfure précipité est retenu dans ces boues 71 05949 2 2126059 rouges et il n'est plus nécessaire d'ajouter un adjuvant de filtration. CW peut mettre en oeuvre le procédé de l'invention selon deux variantes différentes. La première consiste à préparer du sulfure de zinc synthétique à grande 5 surface spécifique et à l'introduire, en même temps que la solution de sulfure de sodium, à l'entrée du bac de décantation des boues rouges (Point A de la figure 1). Le sulfure divisé sert d'amorce pour empêcher la sursaturation du sulfure de zinc précipité à partir du zincate de sodium contenu dans la suspension de boues rouges. La quantité de sulfure de zinc à ajouter est de 10 l'ordre de 0,2 g par litre de solution d'aluminate. Cette variante du procédé est très efficace et ne nécessite que des concentrations de 0,125 à 0,160 g/1 de S sous forme de sulfure de sodium, comme le montre le Tableau I. TABLEAU I 15 Quantité de ZnS synthétique en mg par litre de suspension Quantité de sulfure de sodium calculée en mg de S par litre de suspension Teneur en Zn en mg/1 après traitement Zn en ppm dans l'hydrate d'alumine 20 200 125 9,8 97,5 25 200 160 7,0 62,5 200 200 6,8 60 30 200 240 5,4 42,5 Pour préparer le sulfure de zinc à grande surface spécifique, on part d'une solution de sulfate de zinc qu'on neutralise lentement jusqu'à pH 7,1 35 par une solution de soude caustique. On obtient un gel d'hydroxyde de zinc à grande surface spécifique auquel on ajoute très lentement une solution diluée de sulfure de sodium qui transforme l'hydroxyde en sulfure sans modifier sa surface spécifique. Après 12 à 24 heures de repos on décante le sulfure de zinc puis on le remet en suspension dans de l'eau.C'est cette suspension de 40 titre connu en ZnS qu'on utilise comme amorce. 71 05949 3 2126059 La précipitation, sous forme de sulfure de zinc, du zincate de sodium contenu dans la suspension diluée des boues rouges est provoquée par l'addition simultanée du sulfure de zinc à grande surface spécifique et de la quantité calculée d'une solution de Na2S,9H2Û titrant 10 g/1 de S . La suspension 5 diluée de boues rouges est maintenue, sous agitation, pendant une heure à 100°C en présence de ces réactifs avant de laisser décanter les matières solides. La solution claire est ensuite envoyée dans le filtre de sécurité. Une seconde variante du procédé consiste à ajouter un sel de zinc en mélange avec la bauxite et la liqueur d'attaque (au point B de la figure 1), 10 de façon que la teneur en zinc dissous sous forme de zincate de sodium soit de l'ordre de 0,1 g/1 avant épuration. Selon une forme préférée de l'invention, on ajoute à la bauxite de lablen-de qui est un sulfure de zinc naturel. Il est attaqué en même temps que la bauxite par la liqueur chaude et concentrée de soude caustique et se trans-15 forme en zincate. La quantité de blende à introduire est comprise entre 0,15 et 0,2 g. de ZnS par litre de liqueur d'attaque. Après attaque et dilution et avant séparation des boues rouges, on obtient alors une solution qui contient assez de zincate de sodium pour que le sulfure de zinc, précipité par réactiona?ec le sulfure de sodium,ne puisse 20 rester en sureaturation. Cette variante est plus économique que la précédente puisqu'elle ne nécessite pas la préparation de ZnS synthétique. Elle ne permet pas d'abaisser les teneurs en zinc à des valeurs aussi basses mais elle donne des résultats suffisants pour que le but cherché soit atteint. 25 Le Tableau II montre des résultats obtenus avec une bauxite de Yougoslavie qi, sans ce traitement dépuration, conduirait à un trihydrate d'alumine inutilisable comme matière première pour la fabrication de l'aluminium à cause de sa teneur élevée en zinc. 71 05949 4 2126059 TABLEAU II Znsintroduit dans la liqueur d'attaque en mg/1 Sulfure de sodium calculé en mg/1 de S dans la suspension de boues rouges Teneur en Zn dans la liqueur traitée mg/1 Sn dans le tri- I hydrate u en mg/1 0 0 35 412 60 240 11,8 122 120 240 11,4 118 180 170 12 125 200 8,9 86 .240 8,8 85 240 200 11,8 122 240 9 87,5 On voit que la quantité minimale de blende à ajouter pour abaisser la teneur en zinc de l'hydrate au-dessous de 100 ppm est de l'ordre de 180 g/1 au-dessous de cette dose on ne peut empêcher complètement la sursaturation 25 en ZnS même avec une dose de 0,24 g/1 de S Une dose supérieure à 0,200 g/1 de ZnS est nuisible parce qu'en augmentant la teneur en zinc au delà de ce qui est nécessaire, on est contraint d'augmenter aussi la dose de sulfure de sodium sans avantage pour le résultat. Les conditions de précipitation sont les mêmes que celles qui ont été 30 décrites dans la variante 1. Bien entendu il est possible de combiner les deux variantes en ajoutant à la fois de la blende à la bauxite avant attaque et du sulfure synthétique à grande surface spécifique au moment de la précipitation. La quantité de ce dernier réactif peut être alors considérablement réduite par rapport à celle 35 qui est indiquée dans la première variante. 71 05949 5 2126059 REVENDICATIONS 1)Procédé pour l'élimination du zinc introduit dans les liqueurs d'attaque de bauxites zincifëres selon le procédé de Bayer, consistant à transformer le zincate de sodium soluble en sulfure de zinc insoluble par addition de sulfure 5 de sodium dans la liqueur d'aluminate après dilution, caractérisé en ce qu'on introduit dans la liqueur, avant la séparation des boues rouges, une quantité . de zinc suffisante pour que la teneur en sulfure de zinc au moment de la précipitation soit d'au moins 0,180 g. de ZnS par litre de solution d'aluminate et en ce qu'on utilise pour la précipitation une quantité de sulfure de 10 sodium correspondant à 0,125 à 0,2 g. de S par litre de solution d'aluminate à épurer. 2)Procédé selon la revendication 1) dans lequel on introduit le zinc sous forme de sulfure synthétique à grande surface spécifique en même temps que le sulfure de sodium dans la suspension de boues rouges diluée, la 15 quantité de sulfure synthétique étant de 0,2 g. et la quantité de sulfure de sodium correspondant à 0,15 à 0,2 g. de S par litre de ladite suspension. 3)Procédé selon la revendication 1) dans lequel on introduit le zinc sous forme de blende en mélange avec la bauxite dans la liqueur d'attaque, en quantité comprise entre 0,170 et 0,2 g. de ZnS par litre-de liqueur d'attaque, 20 le sulfure de sodium étant introduit en quantité correspondant à 0,170 à 0,2 g. de S par litre dans la suspension diluée de boues rouges.