Brevet FR2131821A1 — publié le 19721117

La présente invention concerne un procédé de traitement hydrométallurgique de minerais oxydés de nickel pour en extraire ce métal, ainsi que d'autres valeurs commercialement intéressantes, comme le cobalt, qui lui sont généralement associées au sein de tels minerais. On connait de nombreux procédés pour le traitement de tels minerais de nickel. Mais ces procédés connus n'ont généralement trait qu'à l'une des étapes de la longue chaîne d'opérations qui conduit à un métal de haute pureté, c'est- -dire contenant plus de 99,95% de nickel. Or, un grand nombre de possibilités est offert pour chacune de ces étapes, ce qui multiplie presqu'à l'infini le nombre de voies possibles, de sorte que même les spécialistes en la matière ne peuvent déterminer laquelle de ces voies est la plus rentable sur le plan industriel. L'un des buts de la présente invention est donc de proposer un procédé complet de production de nickel de haute pureté à partir de minerais oxydés de ce métal qui permette un prix de revient inférieur à celui obtenu au moyen des procédés connus, tant en ce qui concerne les investissements qu'en ce qui a trait aux frais d'exploitation. Un autre but de l'invention est d'offrir aux spécialistes un choix entre les innombrables voies de traitement possibles, de manière à mettre à leur dispstion une solution technologique optimale. Un but supplémentaire est un procédé du genre décrit ci-dessus qui puisse être étendu aisément à une exploitation industrielle. Selon l'invention, ces buts, et d'autres qui apparaîtront par la suite, comme par exemple la récupération du cobalt contenu dans le produit de départ, sont atteints au moyen d'un procédé du type décrit ci-dessus qui comprend, en succession, les étapes suivantes a) Lixiviation sulfurique du minerai et neutralisation de la solution de lixiviation jusqu'à un pH compris entre 3,5 et 4 environ; b) Précipitation d'un hydroxyde de nickel au sein de ladite solution par addition d'un agent précipitant, puis filtration du précipité obtenu; c) Redissolution dudit précipité dans un léger exces d'acide chlorhydrique, puis élimination du résidu d'attaque; d) Purification de la solution chlorhydrique produite,par passage sur une résine échangeuse d'ions;; e) Concentration de ladite solution jusqu'à ce que sa teneur en ions Cl- soit supérieure à 200g/l environ; f) Elimination du cobalt par échange lisuide-liquide et récupération de ce métal par élution; g) Electrolyse de ladite solution. De préférence, ledit agent précipitant est l'oxyde de magnésium ou de calcium ou le carbonate de sodium. Pour l'économie du procédé, il est avantageux de recueillir le chlore formé lors de ladite étape d'électrolyse et de le faire réagir avec de l'hydrogène, afin d'utiliser l'acide chlorhydrique produit pour la dissolution sélective de nouvelles quantités du précipité produit lors de l'étape c) de dissolution sélective. De même, la solution résultant de l'étape b) de précipitation peut être traitée de manière classique en vue de la récu et/ou de 1 acide sulfurique pération de l'agent précipitant/qu'elle contient. La description qui va suivre n' a aucun caractère limitatif et elle est simplement destinée à faire comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard de la figure annexée qui représente de manière schématique les diverses étapes du procédé selon l'invention. En soumettant une tonne de latérite à une lixiviation sulfurique, on obtient une solution de sulfates contenant les quantités suivantes d'éléments métalliques : - Ni : 12,0 kg - Co : 1,3 kg - Fe : 0,04 kg - Al : 0,22 kg - Cu : 0,075 kg - Zn : 0,46 kg - Mn : 5,47 kg - Mg : 4,98 kg Après neutralisation de cette solution 1 jusqu'à ce que son pH devienne de l'ordre de 3,5 à 4, on lui ajoute de la magnésie contenant 13,85 kg de MgO pur. Cette opération 2 suivie d'un filtrage 3 fournit d'une part, une solution 4 de sulfate de magnésium à un pH de l'ordre de 7 à 8 contenant 0,58 kg de manganèse et 64,60kg de MgSOq, soit 13,05 kg de magnésium-métal.Ceci signifie que 4,7kg de ce métal ont été extraits de la solution initiale 1, compte tenu des 8,35 kg de magnésium introduits en 2 sous la forme de 13,85 kg de MgO. I1 va de soi que l'on peut traiter cette solution 4 de manière classique pour récupérer de la magnésie et de l'acide sulfurique qui sont respectivement utilisés pour I'opération 2 de précipitation et pour la lixiviation de nouvelles quantités de minerai. Ce recyclage n'a pas été indiqué sur la figure. La filtration 3 fournit d'autre part un précipité 5 que l'on redissout en 6 au moyen d'acide chlorhydrique contenant 24,60 kg de Cîli pur dont 4,0 kg proviennent d'un apport extérieur et le reste, soit 20,60 kg, d'un recyclage qui sera décrit plus loin. Cette quantité d'acide mise en oeuvre correspond à un léger excès par rapport à la quantité stoechiométrique. Une filtration 7 élimine le résidu d'attaque 8 qui contient, toujours pour Une tonne de minerai de départ, 0,039 kg de fer, 0,547 kg de manganèse, 0,037 kg de magnésium et 0,159 kg d'aluminium. La solution résultante 8adont le pH est voisin de 3 est purifiée en 9 par passage sur une colonne de résine échangeuse d'ions AMBERLITEIwA 40dmarque déposée de la Société "ROHM & HAAS") qui en elimine en 10 le reste du fert soit 0,001 kg et la totalité du zinc, soit 0,46 kg. On concentre ensuite la solution en 11 jusqu'à ce que sa teneur en ions Cl soit supérieure à 200 g/l et on l'introduit dans une installation d'échange liquide-liquide 12 ou elle entre en contact avec une phase organique contenant de la trioctylamine qui en élimine en 13 la totalité du cuivre, soit 0,075 kg, ainsi que 1,287 kg de cobalt. La quantité de ce métal contenue dans la solution initiale 1 étant de 1,30 kg, on voit que le rendement d'extraction du cobalt est de l'ordre de 99%. Enfin, une électrolyse 14 effectuée au moyen d'anodes insolubles avec une densité de courant de 600 A/m2 et une tension voisine de 4 volts fournit en 16 du nickel d'une pureté de 99,96%. La quantité de métal obtenue est égale à 11,880 kg, ce qui correspond à un rendement d'extraction voisin de 98,5%. Le chlore dégagé lors de l'électrolyse 14 est amené à réagir en 17 avec 0,5 m3 normaux d'hydrogène, ce qui produit 20,6kg d'acide chlorhydrique qui sont renvoyés en 6 pour la dissolution sélective de nouvelles quantités du précipité 5. Les boues d'électrolyse 18 contiennent 4,343 kg de manganèse. I1 serait aisé au spécialiste d'adapter les données numériques ci-dessus au cas où la précipitation 2 aurait lieu au moyen de carbonate de sodium Na2C03 ou de chaux éteinte Ca(OH)2. En outre, 19 dans ce dernier cas, il y aurait lieu de prévoir une purge/de l'installation d'électrolyse 14 quand la teneur en calcium dans cette dernière dépasse un certain seuil. I1 faut également remarquer que la résine 400utilisée pour l'opération de purification 9 pourrait être remplacée par le solvant LA 2 de la même Société "ROHM & HRAS". De même, la phase organique de l'échange liquide-liquide 12 pourrait contenir un chlorure de sulfonium à la place de la trioctylamine. REVENDICATIONS 1") Procédé pour la production de nickel de haute pureté à partir de minerais oxydés, caractérisé par le fait qu'il comprend, en succession, les étapes suivantes a) lixiviation sulfurique du minerai et neutralisation de la solution de lixiviation jusqu'à un pH compris entre 3,5 et 4 environ; b) précipitation d'un hydroxyde de nickel au sein de ladite solution par addition d'un agent précipitant, puis filtration du précipité obtenu; c) redissolution dudit précipité dans un léger excès d'acide chlorhydrique, puis élimination du résidu d'attaque; d) purification de la solution chlorhydrique produite par passage sur une résine échangeuse d'ions; e) concentration de ladite solution jusqu'à ce que sa teneur en ions Cl soit supérieure à 200 g/l environ;; f) élimination du cobalt par échange liquide-liquide et récupération de ce métal par élution; g) électrolyse de ladite solution. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent précipitant est de la magnésie. 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent précipitant est de la chaux fraichement éteinte; 40) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit agent précipitant est du carbonate de sodium. 5 ) Procédé selon les revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que l'on recueille le chlore produit dans ladite étape g) d'électrolyse et qu'on le fait réagir avec de l'hydrogene, l'acide chlorhydrique produit étant utilisé, dans ladite étape c), pour la redissolution de nouvelles quantités dudit précipité. 6 ) Procédé selon les revendications 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que la solution résultant de ladite étape b) de précipitation est traitée en vue de la récupération de l'agent précipi et/on fellacide Sulfuri4ue tant/qu elle contlent. -