Brevet FR2122605A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne un procédé de traitement de mattes de sulfures de nickel et de cuivre pour en récupérer des dérivés du cuivre et du nickel. Plus précisément, l'invention concerne un procédé hydrométallurgique de lessivage en milieu acide en plusieurs phases pour la récupération séparée 5 de dérivés du cuivre et de nickel de mattes contenant des quantités importantes de ces dérivés. L'invention concerne aussi, en liaison avec une de ses caractéristiques particulièrement importantes, la récupération de dérivés du cuivre et du nickel à partir d'une matte de haute qualité contenant, en outre, des quantités appréciables de métaux précieux tels que le platine et le palladium et, dans le 10 procéda selon l'invention, ces métaux précieux sont obtenus à des concentrations relativement élevées dans le résidu de la phase finale de lessivage. Le mot "matte" est en général appliqué à des produits impurs, semi-métalliques provenant de la fusion de minerais et de concentrais de sulfures de méraux non ferreux, de minerais et de concentrats d'oxydes de métaux non 15 ferreux, auxquels on ajoute du soufre ou des minéraux sulfurés pour leur fusion, ou des déchets de métaux non ferreux, auxquels on ajoute du soufre ou des minéraux sulfurés lors d'une opération de fusion. Cependant, l'invention concerne principalement le traitement de mattes contenant des proportions relativement élevées de nickel et de cuivre. Ces mattes peuvent également contenir de moindres 20 quantités d'autres métaux, y compris des métaux précieux comme on l'explique en détail ci-après. Divers procédés sont connus et ont été décrits pour le traitement de ces mattes en vue d'en récupérer séparément le cuivre et le nickel. Ces procédés comprennent des opérations pyrométallurgiques, telles qu'une nouvelle 25 fusion avec divers fondants pour purifier la matte jusqu'à un point où la purification finale peut être mise en oeuvre par des procédés électrochimiques et des opérations hydrométallurgiques comportant un lessivage en milieu basique ou acide, la purification des solutions et les opérations de récupération des métaux. 30 De nombreux procédés hydrométallurgiques de traitement des mattes or.t été mis au point ces dernières années. Ces procédés présentent certains avantages par rapport aux opérations de fusion classiques plus anciennes. Par exemple, les procédés hydrométallurgiques sont en général très souples et permettent de traiter des mattes à plusieurs constituants contenant divers métaux 35 précieux en vue de la récupération séparée de chacun des métaux qu'elles con-ti erineat. 72 02143 2122605 Les procédés hydrométallurgiques proposés antérieurement de récupération des dérivés du nickel et du cuivre à partir de mattes de haute qualité contenant des sulfures de nickel et de cuivre comportaient en gén'cal le lessivage de la matte pour en extraire la quasi-totalité des dérivés du nickel 5 et du cuivre, de manière à obtenir une solution de lessivage contenant du nickel et du cuivre à haute concentration, opération suivie d'un traitement de cette solution pour la récupération séparée des dérivés du nickel et du cobalt. Ces procédés présentent un inconvénient, à savoir que, dans le but de récupérer les dérivés du nickel sous la forme finale de nickel pur, le cuivre doit tout 10 d'abord être enlevé en quasi-totalité de la solution. Bien qu'il existe de nombreux procédés dans ce but, tels que l'agglomération, la précipitation par un sulfure soluble et l'extraction par des solvants, par exemple, tous comportent divers inconvénients techniques et de mise en oeuvre qui influent fâcheusement sur l'économie globale de ces procédés en particulier quand il faut retirer des 15 quantités relativement importantes de cuivre d'une solution. Selon l'invention, la majeure partie des dérivés du nickel est extraite de préférence de la matte dans une première phase de lessivage avec oxydation en milieu acide qui est mise en oeuvre de manière à produire une solution qui contient une proportion importante de nickel dissous et peu ou pas 20 de cuivre dissous. Cette solution peut être soumise directement à une opération de récupération du nickel ou, si nécessaire, peut tout d'abord être soumise à une opération très simple de séparation du cuivre pour en retirer les petites quantités de cuivre qu'elle peut contenir. Le résidu de la première phase du lessivage, qui contient la 25 quasi-totalité des dérivés du cuivre ainsi que les dérivés du nickel non extraits au cours de la première phase du lessivage est traité dans une seconde phase de lessivage en milieu acide avec oxydation qui est mise en oeuvre de manière à en extraire la quasi-totalité des dérivés du cuivre ainsi que les dérivés restants du nickel. A condition que le rapport pondéral nickel/cuivre dans la matte ne 30 dépasse pas environ 2,5 et que la plus grande partie du nickel soit extraite au cours de la première phase du lessivage, la proportion de nickel dans la solution de la seconde phase est suffisamment faible pour permettre de soumettre la solution provenant du lessivage de la seconde phase à une opération de récupération du cuivre sans en retirer tout d'abord le nickel. Le cuivre est récupéré, 35 par exemple, par électrolyse avec régénération simultanée d'acide sulfurique et la solution usée provenant de cette opération de récupération du cuivre, qui contient le nickel extrait au cours de la seconde phase du lessivage ainsi que l'acide sulfurique régénéré et les dérivés résiduels du cuivre, est recyclée en direction de la première phase du lessivage ou en partie en direction de la 72 02143 2122605 première phase, et en partie en direction de la seconde phase, du lessivage. Par conséquent, la récupération et la séparation des dérivés du cuivre et du nickel selon 1'invention sait réalisées premièrement en réglant le lessivage avec oxydation en milieu acide de la première phase en vue de 5 réaliser une séparation effective du cuivre de la plus grande partie du nickel, au cours de l'opération de lessivage elle-même et deuxièmement en prenant les dispositions nécessaires pour que les concentrations relatives du cuivre et du nickel dans le résidu de la première phase du lessivage soient telles que ce résidu puisse être lessivé afin de produire une solution "provenant de la seconde 10 phase du lessivage à partir de laquelle on pourra récupérer le cuivre directement sous forme métallique sans retirer au préalable le nickel de cette solution. On satisfait à la première condition en agissant sur la teneur totale en soufre de la suspension provenant de la première phase du lessivage de manière qu'il y ait environ une mole de soufre pour chaque mole de soufre et de nickel 15 (Ni + Cu) dans la suspension et en arrêtant le lessivage de la première phase alors qu'une faible proportion du nickel contenu dans la suspension n'a pas encore été extraite par lessivage. La seconde condition est satisfaite par la préparation d'une matte de départ dans laquelle le rapport pondéral Ni/Cu ne dépasse pas 2,5. De cette manière, et à condition que la majeure partie du 20 nickel, par exemple 70% ou plus,soit extraite dans la première phase du lessivage, la teneur en nickel résiduel du résidu de la première phase du lessivage et, ultérieurement, la teneur en nickel de la solution obtenue par la seconde phase du lessivage ne doivent pas dépasser les limites qui permettent une séparation effective du cuivre et du nickel au cours de l'opération de récupération du 25 cuivre. Le recyclage d'au moins une partie de la solution usée provenant de l'opération de récupération du cuivre en direction de la première phase du lessivage permet de régler avec précision la teneur en soufre lors de la première phase du lessivage et, par ailleurs, garantit qu'il n'y a aucune accumulation de nickel dans le circuit de récupération du cuivre. 30 Plus précisément, on peut définir la présente invention par les opérations ci-après : a) Production d'une matte de sulfure de nickel et de cuivre constituant la matière de départ, dans laquelle le rapport pondéral nickel/cuivre est inférieur ou égal à environ 2,5 avec une teneur en soufre inférieure à une mole par mole 35 de l'ensemble des métaux réactifs vis-à-vis des acides contenus dans ladite matte. 72 02143 « 2122605 b) Préparation d'une suspension aqueuse de ladite matte sous forme finement divisée. c) Entrée en réaction de ladite suspension au cours d'une première phase de lessivage dans des conditions oxydantes à une température supérieure à environ 5 100°C. d) Poursuite de ladite première phase du lessivage de manière à réaliser une extraction préférentielle de la plus grande partie des dérivés du nickel contenus dans ladite matte mais en arrêtant ladite première phase du lessivage alors qu'une faible proportion desdits dérivés du nickel n'a pas encore été 10 extraite de manière à obtenir une solution résultant de la première phase du lessivage contenant du nickel dissous à une concentration relativement élevée et un résidu d'une première phase de lessivage contenant des dérivés non dissous du cuivre et du nickel. e) Séparation de ladite solution provenant de la première phase du lessivage 15 dudit résidu provenant de la première phase du lessivage. f) Entrée en réaction dudit résidu de la première phase du lessivage dans une seconde phase du lessivage à une température supérieure à environ 100°C dans des conditions oxydantes sur une solution aqueuse contenant une quantité suffisante de dérivés du soufre, pour transformer en sulfates la quasi-totalité 20 des dérivés du cuivre et du nickel qu'elle contient en vue de préparer une solution provenant de la seconde phase du lessivage contenant des dérivés du cuivre dissous à une concentration relativement élevée et des dérivés du nickel dissous à une concentration relativement faible, et un résidu provenant de la seconde phase du lessivage. 25 g) Récupération des dérivés du cuivre dissous de ladite solution provenant de ladite seconde phase du lessivage au cours d'une opération d'extraction du cuivre associée à une production simultanée d'acide sulfurique de manière à préparer une solution dite usée contenant de l'acide sulfurique, des dérivés du nickel dissous et des dérivés résiduels du cuivre dissous. 30 h) Recyclage d'une quantité suffisante de ladite solution provenant de ladite opération d'extraction du cuivre en direction de ladite première phase du lessivage afin d'ajuster la teneur totale en soufre de ladite suspension de manière qu'il y ait environ une mole de soufre, pour chaque mole de nickel et de cuivre dans ladite suspension. 35 Les autres détails et caractéristiques du procédé selon l'invention sont décrits ci-après en se référant au dessin annexé (figure unique) qui est un schéma fonctionnel représentant l'incorporation du procédé selon l'invention dans un procédé intégré global de récupération des dérivés du cuivre et 72 02143 5 2122605 du nickel à partir d'une matte de haute qualité de sulfures de nickel et de cuivre contenant de plus, comme impuretés, du fer et de l'arsenic ainsi que des proportions importantes de métaux précieux tels que les métaux du groupe du platine. 5 On notera tout d'abord sur la figure que le procédé représenté, tel qu'on l'a décrit ci-dessus, est principalement applicable à la récupération de dérivés du nickel et de cuivre et d'un résidu contenant des métaux précieux provenant d'une matte de haute qualité de sulfures de nickel et de cuivre contenant, en plus du nickel, du cuivre et des métaux précieux, des impuretés 10 constituées par du fer et de l'arsenic qui doivent être éliminées des diverses solutions de lessivage afin de maintenir à de faibles niveaux les concentrations de ces impuretés dans le cuivre et le nickel produits. Comme on l'explique plus en détail ci-après, plusieurs des opérations représentées sur le schéma fonctionnel de la figure unique sont facultatives 15 et leur mise en oeuvre est fonction de la nature de la matte traitée dans un cas particulier. Par exemple, lorsque des impuretés telles que le fer et l'arsenic sont présentes dans la matte à une concentration très faible ou nulle, ou si l'on peut se contenter de produits moins purs, on peut supprimer les opérations facultatives de purification représentées en pointillé. De même, 20 lorsqu'on ne désire pas obtenir un résidu final de lessivage ayant une concentration élevée en métaux précieux, la troisième phase de lessivage représentée sur la figure peut également être inutile. Le procédé représenté par le schéma fonctionnel de la figure unique est décrit ci-après en détail, en ayant présentes à l'esprit les conditions 25 ci-dessus. Sur le schéma fonctionnel représenté, une matte A finement divisée de sulfures de cuivre et de nickel de haute qualité, contenant aussi des proportions importantes de cobalt et de métaux précieux tels que le platine et le palladium ainsi que des impuretés constituées par du fer et de l'arsenic est 30 soumise à une première phase 1 de lessivage sous pression au cours de laquelle elle est lessivée de manière à préparer une suspension dite de première phase du lessivage riche en nickel dissous et contenant seulement une très faible proportion de cuivre dissous. Cette première phase du lessivage est de préférence mise en oeuvre au départ dans des conditions oxydantes et à la fin dans 35 des conditions non oxydantes comme on l'explique en détail ci-après. Les opérations principales du procédé selon l'invention sont désignées par les références B à E, à savoir : B désigne l'opération de récupération du cuivre, C désigne les trois phases du lessivage sous pression, D désigne la 72 02143 6 2122605 récupération du nickel et E désigne la précipitation des résidus de nickel et de cobalt et la décomposition du sulfate d'ammonium. Ce procédé est applicable uniquement aux mattes de nickel-cuivre contenant des proportions relativement importantes de nickel et de cuivre et 5 dans lesquelles le rapport pondéral nickel/cuivre est inférieur à 2,5 environ. Il convient particulièrement bien pour le traitement des mattes dans lesquelles le rapport pondéral Ni/Cu est compris entre environ 1,5 et 2. Bien qu'il n'y ait théoriquement aucune limite inférieure pour le rapport pondéral nickel/cuivre des mattes qu'il est possible de traiter par le procédé selon l'invention, il 10 est plus généralement applicable à des mattes dont le rapport pondéral Ni/Cu est supérieur à 0,3. La matte doit contenir moins d'une mole de soufre par mole de nickel, de cuivre et d'autres métaux réactifs vis-à-vis des acides qu'elle contient, tels que le fer et le cobalt, capables de former des sulfates métal-15 liques dans les conditions de lessivage. Si la matte contient plus d'une mole de soufre par mole de ces métaux, un excès d'acide est produit au cours de la première phase du lessivage ce qui conduit à un faible pH et à une sélectivité diminuée de l'extraction du nickel par rapport au cuivre. Les mattes préférées pour le traitement selon l'invention contiennent environ 0,5 à 0,8 mole de 20 soufre par mole de nickel et de cuivre. Avec ces mattes, l'insuffisance de la quantité totale de soufre nécessaire pour la première phase du lessivage est compensée de préférence par recyclage de la solution 2 usée provenant de la récupération du cuivre par électrolyse, en 24. Ceci permet un réglage précis de la quantité totale de soufre pour la première phase du lessivage et constitue 25 également un procédé d'élimination du nickel du circuit de récupération du cuivre. La première phase du lessivage est mise en oeuvre à une température supérieure à environ 100°C de préférence entre environ 132 et 150°C et, pendant 2 sa phase oxydante, sous une surpression d'oxygène d'environ 0,7 kg/cm et de 2 30 préférence au moins égale à 1,4 kg/cm . Pendant la première phase de lessivage du procédé, les dérivés du nickel présents dans la matte sont de préférence lessivés par réaction sur le sulfate de cuivre présent dans la solution usée 2, recyclée à partir de l'opération d'électrolyse 27, et par l'acide sulfurique présent dans 1'électrolyte 35 usé et qui s'est formé pendant la réaction de lessivage ou qui a été ajouté comme tel pour la première phase du lessivage. On améliore la sélectivité de l'extraction du nickel par rapport au cuivre en mettant en oeuvre la dernière partie de la première phase du lessivage en l'absence d'oxygène. 72 02143 7 2122605 Si le lessivage de la première phase est mis en oeuvre entre les limites indiquées de température en présence d'oxygène et d'une quantité suffisante de soufre pour qu'il se combine avec le cuivre et le nickel, de manière à extraire la quasi-totalité des dérivés du nickel, des quantités 5 considérables de cuivre se dissoudraient en même temps que le nickel. Cependant, selon l'invention, la mise en oeuvre de la première phase du lessivage est réglée de manière à garantir que -alors que la plus grande partie, par exemple 70 % ou plus, du nickel est extraite- une faible proportion, c'est-à-dire au moins environ 3% et, de préférence, environ 10 à 20% du nickel contenu 10 dans la matte ne soient pas extraits. Tant que des dérivés non lessivés du nickel sont présents dans la suspension, tous les dérivés du cuivre qui sont extraits sont remplacés dans cette solution par le nickel, à la suite d'une réaction entre le cuivre dissous et les dérivés du nickel non lessivés. Ceci se produit en particulier quand on maintient des conditions non oxydantes et 15 un pH voisin de 4. La mise en oeuvre de la première phase du lessivage est de préférence poursuivie dans des conditions oxydantes jusqu'à ce qu'au moins environ 70% et, de préférence, entre environ 80 et 90% des dérivés du nickel soient extraits. On continue ensuite le lessivage de la première phase en 20 l'absence d'oxygène et à température élevée, de préférence entre 132 et 150°C, de manière à remplacer la plus grande quantité possible de cuivre dissous par du nickel. La plus grande partie, c'est-à-dire au moins 70% et dans la plupart des cas entre 80 et 90%, du nickel est extraite au cours de la première phase du lessivage avec une durée de lessivage comprise entre environ 1 et 3 h. 25 Etant donné que les dérivés du nickel extraits sont dissous dans la solution 3 sous, forme de NiSO^, chaque mole de nickel extrait nécessite une mole de soufre sous forme d'ions SO^ . On obtient les ions SO^ nécessaires pour la première phase de lessivage en partie par l'oxydation du soufre contenu dans la matte, en partie à partir de 1'électrolyte recyclé 2 provenant de l'opération 30 de récupération du cuivre par électrolyse et, si nécessaire, en partie sous forme d'acide sulfurique ajouté directement. Une fois que le lessivage est en cours, les besoins en acide pour la première phase peuvent être satisfaits par l'oxydation du soufre présent dans la matte et le recyclage de la solution provenant de l'opération de récupération du cuivre. Pour optimaliser la sélec-35 tivité de l'extraction du nickel, la quantité de solution recyclée est de préférence régulée de manière à ajuster le pH final lors de la première phase du lessivage entre environ 2,5 et 5, de préférence entre 3,5 et 4,5. 72 02143 8 2122605 Avant de passer à une opération de séparation des liquides et solides en 5, la suspension obtenue à la fin de la première phase du lessivage peut éventuellement être traitée par un sulfure soluble tel que NaSÏÏ ou l^S pour précipiter en 4 la faible quantité de cuivre dissous qui peut se trouver 5 dans la solution. Après la séparation des matières solides non dissoutes, la solution provenant de la première phase du lessivage, riche en nickel et ne contenant pas de cuivre, peut être traitée par un procédé approprié pour en récupérer du nickel sensiblement pur. Dans le mode opératoire représenté sur le dessin, 10 cette solution peut être tout d'abord traitée au cours d'une opération facultative 6 d'élimination du fer et de l'arsenic, indiquée en pointillé, au cours de laquelle la solution est traitée par de l'ammoniaque tout en y faisant barboter de l'air pour précipiter, en 7, le fer et l'arsenic. Cette solution est ensuite traitée de manière à ajuster les teneurs en ammoniaque et en sulfate 15 d'ammoniaque entre les limites nécessaires en accord avec la pratique courante, avec formation drun résidu 9, en vue de l'opération ultérieure 10 de réduction directe par l'hydrogène au cours de laquelle le nickel en solution est réduit par de 1'hydrogène sous pression et précipité sous forme de poudre de nickel 11 qui est récupérée à partir de la liqueur usée par une opération appropriée de 20 séparation des liquides et des solides. Le mode de traitement de la liqueur usée 12 provenant de l'opération de réduction du nickel afin de récupérer les dérivés résiduels du nickel et du cobalt qu'elle contient encore et en vue de la régénération de l'ammoniaque à employer pour l'élimination susmentionnée du fer et de l'arsenic et 25 les opérations d'ajustement de la solution seront décrits plus loin étant donné que, comme l'opération de réduction directe du nickel, ces divers traitements ne constituent pas un élément essentiel de la présente invention. Après séparation de la solution provenant de la première phase du lessivage, le résidu 13 riche en cuivre provenant de la première phase du 30 lessivage contient encore une proportion importante de nickel non extrait ainsi que la quasi-totalité du cuivre contenu dans la matte. On soumet ce résidu à une seconde phase 14 de lessivage au cours de laquelle il est à nouveau lessivé par une solution d'acide sulfurique dans des conditions oxydantes de manière à obtenir une solution dite de seconde phase du lessivage contenant du cuivre à 35 une concentration élevée et du nickel à une concentration moindre mais appréciable et un résidu 15 dit de seconde phase du lessivage contenant, après une séparation des liquides et des matières solides en 18 tous les métaux précieux et des quantités résiduelles de nickel et de cuivre. 72 02143 9 2122605 La seconde phase du lessivage est mise en oeuvre avec un rapport molaire "soufre total (dissous et non dissous)/total des métaux non ferreux" au moins égal à 1/1 et, de préférence, voisin de 1,05/1. Par ailleurs, la demande de soufre pour cette phase est satisfaite à partir du soufre contenu 5 dans le résidu, des composés du soufre dissous dans la solution 17 recyclée provenant de la solution 17 recyclée provenant de l'opération de récupération du cuivre à savoir CuSO^, NiSO^ et ï^SO^ libre plus le soufre ajouté sous forme de î^SO^. La quantité d'acide sulfurique ajoutée pour la seconde phase du lessivage dépend principalement .de la teneur en soufre de la matte. L'acide 10 ajouté, les composés du soufre dans le résidu et ceux présents dans la solution, doivent être en quantités suffisantes pour satisfaire aux exigences stoechio-métriques de tous les métaux sous forme de sulfures métalliques réagissant avec les acides, ainsi que pour compenser toutes les pertes mécaniques. La seconde phase du lessivage est mise en oeuvre à une température 15 comprise entre environ 100°C et 150°C, de préférence entre environ 132 et 150°C, 2 sous une surpression d'oxygène d'au moins environ 1,05 kg/cm . Les valeurs finales du pH sont comprises entre environ 1 et 2,5. La rigueur des conditions imposées pour la seconde phase du lessivage dépend de nombreux facteurs, par exemple de la mise en oeuvre éven-20 tuelle d'autres opérations de lessivage, telles que la troisième phase du lessivage, et de la proportion dans laquelle on considère comme économiquement souhaitable d'éliminer des résidus de la première phase du lessivage tous les dérivés métalliques solubles dans les acides. Lorsque la matte à lessiver contient également des dérivés des métaux précieux, il est avantageux de réaliser l'extrac-25 tion maximale possible des dérivés solubles dans les acides des métaux contenus dans le résidu de la première phase du lessivage au cours de la seconde phase, et des phases ultérieures, du lessivage de manière à obtenir un résidu de lessivage final contenant .lesdits métaux précieux à la concentration la plus élevée possible. En général, la seconde phase du lessivage est mise en oeuvre 30 dans des conditions permettant d'extraire au moins environ 96% en poids des dérivés du cuivre contenus dans le résidu de lessivage de la première phase et au moins environ 99% en poids des dérivés du nickel contenus dans le même résidu. Pour obtenir un résidu final contenant la proportion la plus élevée 35 possible de métaux précieux, le résidu de la seconde phase du lessivage peut être soumis facultativement à une troisième opération de lessivage en 19 au cours de laquelle il est à nouveau lessivé par une solution d'acide sulfurique dans des conditions d'oxydation en milieu acide plus rigoureuses de manière à obtenir 72 02143 10 2122605 une solution dite de la troisième phase de lessivage qui, après séparation, en 20, du résidu de la troisième phase du lessivage peut être recyclée par 21 en direction de la seconde phase du lessivage, en 14. Ce résidu de la troisième phase du lessivage contient la quasi-totalité des métaux précieux 26 à des 5 concentrations relativement élevées et ces métaux précieux peuvent être récupérés à partir de ce résidu par des procédés connus. La solution 21 de la seconde phase du lessivage, à laquelle est mélangée la solution de la troisième phase du lessivage, est soumise à une opération 22 de précipitation des impuretés au cours de laquelle cette solution 10 est traitée par un alcali, par exemple une solution aqueuse de carbonate de sodium ou de 1'ammoniaque, en y faisant barboter de l'air pour en précipiter le fer, l'arsenic et les autres impuretés éventuelles telles que le sélénium. Le précipité 23 obtenu est séparé de cette solution et la solution purifiée riche en cuivre est ensuite soumise à l'opération 24 de récupération du cuivre 15 au cours de laquelle le cuivre est récupéré sous forme de métal (cathodes 25) par une opération classique d'électrolyse qui conduit à la récupération du cuivre sous forme métallique et à la régénération d'une mole d'acide sulfurique pour chaque mole de cuivre récupérée. En variante, on peut récupérer le cuivre par réduction directe par lfhydrogène de manière à obtenir de la poudre de 20 cuivre. Dans ce cas également, la solution finale contient une mole d'acide pour chaque mole de cuivre récupérée. La solution usée provenant de l'opération de récupération du cuivre, qui contient du nickel dissous, du cuivre dissous non récupéré et l'acide sulfurique produit au cours de l'opération de récupération du cuivre, est 25 recyclée -tout au moins en partie- par 27, en direction de la première phase de lessivage. La quantité de solution usée recyclée en direction de la première phase de lessivage doit être suffisante pour empêcher une trop forte concentration de nickel dans la solution soumise à l'opération de récupération du cuivre et pour être certain qu'une quantité de soufre suffisante est disponible 30 dans la suspension de la première phase de lessivage, afin de satisfaire à la fois aux conditions d'extraction des dérivés du nickel tels que NiSO^ et aux conditions concernant la teneur de la matte en cuivre sous forme de CuS. Pour réduire la dissolution de dérivés du cuivre au cours de la première phase du lessivage, le courant d'électrolyte recyclé est de préférence régulé soi-35 gneusement pour maintenir au voisinage de 4 le pH au cours de la dernière partie de la première phase du lessivage. Si une fraction seulement de 1'électrolyte usé provenant de l'opération de récupération du cuivre par électrolyse est recyclée en direction de la première phase du lessivage, le reste peut être 72 02143 11 2122605 recyclé en direction de la seconde phase du lessivage comme l'indique la ligne en traits interrompus de la figure. Si l'on se reporte brièvement aux opérations habituellement mises en oeuvre pour la récupération du nickel et du cobalt restant dans la liqueur 5 usée 12 provenant de l'opération de réduction du nickel, on voit, d'après la figuré, que cette liqueur est traitée par de l'ammoniaque pour le réglage du pH et par du sulfhydrate de sodium NaSH, de l'acide sulfhydrique ou du sulfure d'ammonium de manière à précipiter en 28 des dérivés du nickel et du cobalt. Le précipité mixte 29 obtenu peut être traité, après séparation par filtration, 10 de toute manière appropriée pour récupérer le nickel et le cobalt qu'il contient. Le liquide, après cette séparation, est soumis en partie à une opération de cristallisation 30 au cours de laquelle le sulfate d'ammonium est récupéré pour être recyclé, en passant par 31, en vue de l'ajustement susmentionné de la composition de la solution provenant de la première phase du lessivage avant 15 de la soumettre à une réduction directe. Une seconde portion de la liqueur usée provenant de l'opération de précipitation du mélange de sulfures est soumise à une opération 32 de traitement par la chaux au cours de laquelle elle est traitée par de l'hydroxyde de calcium, et de la vapeur d'eau afin de régénérer l'eau ammoniacale destinée 20 à être recyclée par 33 en vue de l'ajustement de la composition de la solution 8 et, éventuellement, en vue des opérations d'élimination du fer et de l'arsenic décrites ci-dessus. Le sulfate de calcium précipité au cours de cette opération de traitement par la chaux est envoyé par 34 dans un bassin pour résidus. Il va de soi que l'invention n'est aucunement limitée aux opéra-25 tions particulières figurant sur le schéma fonctionnel constituant la figure unique. En particulier, il va de soi que des opérations d'élimination des impuretés autres que celles représentées peuvent être nécessaires si des éléments constituant des impuretés sont présents dans la matte, dans des proportions nécessitant leur élimination. 30 II est par ailleurs possible de supprimer la troisième phase de lessivage, en particulier si l'on ne désire pas préparer un résidu de lessivage final riche en métaux précieux comme cela peut être, par exemple, le cas si les teneurs en ces métaux précieux de la matte originelle ne justifient pas leur récupération à partir du résidu du lessivage final. Par ailleurs, les conditions 35 de la seconde phase du lessivage peuvent être choisies de manière que les quantités de dérivés du nickel et du cuivre restant dans les résidus de la seconde phase du lessivage soient si faibles qu'elles ne justifient pas le recours à une telle troisième phase de lessivage. 72 02143 12 2122605 Des modes d'exécution et des caractéristiques particuliers de l'invention sont décrits et expliqués en détail dans les exemples ci-après dans lesquels, sauf indication contraire, toutes les parties et pourcentages sont en poids. 5 EXEMPLE 1 La matière de départ pour cet essai est une matte de sulfures de nickel et de cuivre de haute qualité, qui a été passée au broyeur à billes, et qui provient de la fusion d'un concentrât de minerai de cuivre et de nickel et 10 dont la granulométrie, déterminée par des passages au tamis, est la suivante : au-dessus de 210 microns : 0,7%; entre 149 et 210 microns : 1,2%; entre 74 et 149 microns : 10,1%; entre 44 et 74 microns : 18,3%; et moins de 44 microns : 69,7%. La composition de cette matte, en pourcentage, est la suivante : 15 nickel - 48,3 : cobalt - 0,4; cuivre - 26,3; fer - 1,54; soufre - 22,4; arsenic - 0,004; sélénium - 0,08; bismuth - 0,003; et environ 1,12% de métaux précieux (y compris du platine et du palladium). On met en suspension 11.750 g de cette matte dans un autoclave en acier équipé d'un agitateur dans 50 1 d'une solution contenant, sous forme dissoute, 24,9 g/1 de nickel, 20 g/1 de cuivre et 20 25,4 g/1 de soufre sous forme d'ions sulfate et 34 g/1 d'acide sulfurique libre de manière à obtenir un rapport molaire "ensemble du soufre/ensemble des métaux (comptés en moles)" de 0,95 dans la suspension. La mise en oeuvre de la première phase du lessivage est effectuée à une température de 135°C, en agitant, sous une surpression d'oxygène de 2 25 1,4 kg/cm pendant 1 h. On arrête alors l'arrivée d'oxygène à l'autoclave et on poursuit ensuite le lessivage à la même température de 135°C, pendant deux nouvelles heures. A la fin de la période non oxydante du premier lessivage, 93,1% du nickel ont été extraits de la matte. On envoie la suspension ainsi obtenue 30 par lessivage à un filtre à l'aide duquel on obtient une solution dite de première phase du lessivage et un résidu dit de première phase du lessivage. Ces produits de la première phase du lessivage ont les compositions ci-après : T_A_B_L_E_A_U I Solution de lessivage Résidu du lessivage, 35 (g/1) en % Nickel 106,9 6,9 Cuivre 0,003 69,3 Fer 2,89 0,29 Arsenic 0,002 0,0074 Soufre 67,3 23,4 72 02143 13 2122605 Le pH de la solution du premier étage de lessivage est ajusté à 4,8 par addition d'ammoniaque et on fait barboter dans la solution obtenue chauffée à 82"C de l'oxygène pendant 60 mn de manière à provoquer précipitation d'arséniate ferrique et de sulfate ferrique basique insolubles. Après filtration 5 pour séparer les substances précipitées, on ajoute 350 g/1 de sulfate d'ammonium et du gaz ammoniac anhydre pour porter le pH de la solution de nickel à 7,3. On filtre ensuite la suspension obtenue et les 129 1 de filtrat ainsi obtenus ont la composition ci-après, en g/1 : Ni — 48,4; Fe - 0,00,1 et As - 0,0004. On récupère 98% du nickel de cette solution sous forme de poudre 10 de nickel par réduction par l'hydrogène à 177°C. Le résidu de la première phase du lessivage est soumis à une deuxième phase de lessivage au cours de laquelle il est mis en suspension dans un autoclave en acier inoxydable équipé d'un agitateur, contenant 49,5 1 d'acide sulfurique dilué, et lessivé pendant 3 h à 135°C sous une surpression d'oxygène 2 15 de 1,4 kg/cm . Compte tenu de l'addition d'acide pour la seconde phase du lessivage, le rapport molaire total "soufre/total des métaux (en moles)" dans la suspension est d'environ 1,15. A la fin de la période indiquée, 98,6% du nickel et 99,3% du cuivre ont été extraits. La suspension de la seconde phase du lessivage est filtrée de manière à obtenir une solution de seconde phase du 20 lessivage ayant un pH voisin de 1,3 et un résidu de seconde phase du lessivage, ayant les compositions ci-après : ï_é_ILï:JLéJL__ïï Solution de lessivage Résidu de lessivage, en g/1 - en % 25 30 Nickel * 6,18 6,87 Cuivre 61,2 32,2 Fer 0,23 1,21 Arsenic 0,0043 0,12 Soufre 42,8 14,3 On fait ensuite barboter de 1'oxygène pendant 30 mn à 82°C à travers la solution de la seconde phase du lessivage, après addition d'ammoniaque pour élever le pïï de cette solution jusqu'à 3,2. Cette opération d'oxydation abaisse les teneurs respectives en fer et en arsenic de la solution à 0,076 g/1 35 et 0,00025 g/1. Après filtration, on envoie la solution obtenue qui contient 8,13 g/1 de nickel et 80,1 g/1 de cuivre dans un appareil d'extraction du cuivre 72 02143 14 2122605 par électrolyse, dans lequel 77,2% du cuivre dissous sont récupérés par électrolyse sous forme de cathodes à 99,9% de cuivre. L'électrolyte usé provenant de l'appareil d'extraction du cuivre par électrolyse, et contenant du nickel et de l'acide sulfurique dissous, est 5 recyclé en direction de la première phase du lessivage en vue de lessiver à nouveau la matte de la manière décrite ci-dessus. On comprend maintenant que le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux, étant donné qu'il fournit une solution provenant de la première phase du lessivage qui contient une forte proportion de nickel et, 10 pratiquement, pas de cuivre. Ceci rend par conséquent inutile tout nouveau traitement de la solution initiale pour en séparer du cuivre. En même temps, la solution provenant de la seconde phase du lessivage peut être traitée en vue de la récupération de cuivre pur sans en éliminer tout d'abord le nickel. 15 EXEMPLE 2 On traite une matte de sulfure de cuivre et de nickel de haute qualité contenant 47,2% Ni, 1,4% Co, 27,0% Cu, 1,38% Fe, 22,0% S, 0,092% Pt et 0,046% Pd de la manière décrite dans l'exemple 1, sauf qu'on ajoute une troisième opération de lessivage pour l'extraction de dérivés d'autres métaux du résidu 20 de la seconde phase du lessivage. On met en suspension, dans un autoclave avec revêtement de verre, 165 g de résidu de la deuxième phase du lessivage dans une solution d'acide sulfurique en vue de cette troisième opération de lessivage. Le rapport molaire I^SO^^Ni + Co + Cu + Fe) est de 1,5. Les conditions de ce lessivage sont les 25 suivantes : 149°C, surpression d'oxygène de 2,1 kg/crn^ et durée 8 h. Les résultats sont indiqués sur le tableau III ci-après : TABLEAU III 30 35 Ni Co Cu Fe S Composition des résidus 2° phase 5,4 0,32 34,8 11,6 37,4 Métaux précieux plus autres impuretés insolubles (par différence) 10,48 phase 0,45 0,065 0,89 0,44 8,37 89,78 72 02143 15 2122605 Comme on le voit, le recours à cette troisième opération, additionnelle, de lessivage est particulièrement avantageux avec les mattes contenant des proportions relativement élevées de métaux précieux. Ces métaux précieux restent dans le résidu de la troisième opération de lessivage à une concentration élevée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 72 02143 2122605 16 REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération et de séparation des dérivés du cuivre et du nickel contenus dans des mattes de sulfure de cuivre et de nickel et des matières analogues, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations ci-après : 5 a) Préparation d'une matte de sulfures de nickel et de cuivre constituant la matière de départ avec un rapport pondéral"nickel/cuivre" inférieur ou égal à environ 2,5 et une teneur en soufre voisine de une mole par mole de l'ensemble des métaux contenus dans ladite matte. b) Formation d'une suspension aqueuse de ladite matte, sous forme finement 10 divisée. c) Entrée en réaction de ladite suspension au cours d'une première phase de lessivage dans des conditions oxydantes à une température supérieure à environ 100°C. d) Poursuite de ladite première opération de lessivage de manière à réaliser 15 l'extraction préférentielle de la plus grande partie des dérivés du nickel contenus dans ladite matte en arrêtant ladite première phase du lessivage lorsqu'une faible proportion desdits dérivés du nickel n'a pas encore été extraite, afin d'obtenir une solution dite de première phase du lessivage contenant du nickel dissous à une concentration relativement élevée et du cuivre 20 dissous à une concentration relativement faible. e) Séparation de ladite solution de première phase du lessivage dudit résidu de la première phase du lessivage. f) Réaction dudit résidu de la première phase de lessivage au cours d'une seconde phase de lessivage à une température supérieure à environ 100°C, dans des 25 conditions oxydantes, sur une solution aqueuse contenant suffisamment de dérivés du soufre pour transformer en sulfates la quasi-totalité du cuivre et du nickel qu'elle contient, de manière à obtenir un résidu de seconde phase du lessivage et une solution de seconde phase du lessivage contenant des dérivés du cuivre dissous, à une concentration relativement élevée, et des dérivés du nickel 30 dissous, à une concentration relativement faible. g) Récupération des dérivés du cuivre dissous provenant de la solution de la seconde phase du lessivage au cours d'une opération d'extraction du cuivre tout en produisant en même temps de l'acide sulfurique de manière à obtenir une solution usée contenant de l'acide sulfurique, des dérivés du nickel dissous et 35 des dérivés résiduels du cuivre dissous; et 72 02143 17 2122605 h) Recyclage d'une quantité suffisante de ladite solution usée provenant de ladite opération d'extraction du cuivre en direction de ladite première phase de lessivage, de manière à ajuster la teneur totale en soufre de ladite suspension afin qu'elle contienne environ une mole de soufre pour chaque mole 5 de nickel et de cuivre (Ni + Cu). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on arrête la première phase du lessivage quand 70 à 90% du nickel contenu dans la matte ont été extraits et dissous dans la solution de la première phase du lessivage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 10 recyclage de la solution usée provenant de l'opération d'extraction du cuivre, en direction de la première phase du lessivage est réglé de manière à maintenir le pH, au cours de la première opération de lessivage, entre environ 3 et 4,5. 4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la première phase du lessivage est mise en oeuvre dans des conditions 15 non oxydantes pendant un certain temps après que la majeure partie du nickel a été extraite. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que ladite suspension est traitée à la fin de la première phase du lessivage par un sulfure soluble pour en précipiter la quasi-totalité 20 du cuivre résiduel qu'elle contient. 6. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite matte contient au départ des dérivés du nickel et du cuivre dans un rapport pondéral compris entre environ 1,5 et 2 et environ 0,5 à 0,8 mole de soufre par mole de nickel + cuivre. 25 7. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que'les première et seconde phases de lessivage sont mises en oeuvre à une température comprise entre 132 et 150°C. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matte contient à l'origine des dérivés de métaux précieux qui sont recueillis 30 sous forme concentrée dans ledit résidu de la seconde phase du lessivage. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, en plus : le lessivage au cours d'une troisième phase de lessivage dudit résidu de la seconde phase du lessivage par de l'acide sulfurique, dans des conditions oxydantes, de manière à en extraire la quasi-totalité des métaux 35 solubles dans les acides, la séparation de cette solution de la suspension finale provenant de ladite troisième phase du lessivage et la récupération d'un résidu de la troisième phase du lessivage riche en dérivés de métaux précieux et ne contenant pratiquement plus de nickel ni de cuivre, et le recyclage de ladite solution en direction de ladite seconde phase du lessivage.