Brevet FR2183960A1 — publié le 19731221

La présente invention concerne un procédé de récupération de métaux précieux associés à des minerais de sulfure non ferreux, et plus particulièrement un procédé hydrométallurgique pour concentrer les métaux précieux associés à des sulfures de minerais non ferreux. Les procédés de récupération ou de concentration des métaux précieux et des minerais de sulfures non ferreux à partir de minerais et de concentrés de minerais par oxydation aqueuse, sont connus. Dans ces procédés, on délaie dans de liteau la pyrrhotite (Fe7S8) associée aux sulfures de minerais non ferreux, puis on l'oxyde en soufre élémentaire et en hydroxyde ferrique à une température supérieure à 900C environ, ,sous une pression partielle d'oxygène supérieure à la pression atmosphérique. Si on procède au traitement d' oxydation à une température inférieure au point de fusion du soufre, c'est-à-dire 112^C environ, les sulfures de minerais non ferreux, plus réactifs s'oxydent et se dissolvent sous forme de sulfates en formant une solution mère dont on récupère les métaux non ferreux.Si on procède à un lessivage oxydant à une température supérieure au point de fusion du soufre, le soufre fondu qui est libéré mouille et recouvre les sulfures de minerais non ferreux ainsi que les métaux précieux, en empêchant donc toute nouvelle oxydation. Quand on oxyde la pyrrhotite en soufre élémentaire et en hydroxyde ferrique à une température inférieure au point de fusion du soufre, on chauffe la suspension, après que les réactions d'oxydation sont terminées, à une température supérieure au point de fusion du soufre pour mouiller et recouvrir de soufre élémentaire fondu les métaux précieux éventuels ainsi que les minerais de sulfures non ferreux n ayant pas réagi éventuels.Que les métaux précieux et les minerais de sulfures non ferreux n'ayant pas réagi soient mouillés et recouverts de soufre élémentaire pendant ou après le lessivage, on transforme en boulettes le soufre élémentaire fondu, par refroidissement et agitation étudiés, et on recueille dans les boulettes les métaux précieux et les sulfures de minerais non ferreux n' ayant pas réagi qui sont ainsi mouillés et recouverts. La plupart des métaux précieux associés aux minerais et aux concentrés de minerais de sulfures sont associés aux minerais de sulfures non ferreux et non aux sulfures de fer qui accompagnent invariablement les minerais de sulfures non ferreux. Et, dans la plupart des cas, le fer est présent en si grande quantité qu'il est difficile de former des concentrés de métaux précieux de bonne qualité par des procédés d'oxydation en milieu aqueux. La raison en est que la pyrrhotite est le sulfure le plus oxydable, tandis que les minerais de sulfure non ferreux sont plus résistants à l'attaque oxydante. Si on procède à un lessivage oxydant à une température supérieure au point de fusion soufre, le soufre élémentaire fondu qui est libéré mouille et recouvre immédiatement les sulfures non ferreux en les rendant insensibles à une nouvelle attaque.Si on procède à un lessivage oxydant une température inférieure au point de fusion du soufre, les conditions sont souvent si "douces" que les minerais de sulfures non ferreux restent pratiquement inattaqués ou bien ne réagissent que lentement, et on les recueille alors par chauffage au-delà du point de fusion du soufre pour recueillir avec le soufre élémentaire fondu les sulfures de minerais non ferreux n'ayant ps réagi ainsi que les métaux précieux associés. Dans l'un et l'autre cas, les métaux précieux ne sont pas libérés par les sulfures de minerais non ferreux et le concentré de métaux précieux résultant est de mauvaise qualité. I1 a maintenant été découvert que l'on peut produire des concentrés de métaux précieux de bonne qualité à partir de concentrés de minerais de sulfures par des techniques d'oxydation en milieu-aqueux. Généralement parlant, la présente invention concerne un procédé pour traiter des concentrés de sulfures contenant des métaux précieux et finement divisés, de façon à récupérer un concentré de métaux précieux de bonne qualité. On délaie dans un milieu aqueux des minerais ou des concentrés de minerais, finement divisés, qui contiennent au moins un minerai de sulfure d'au moins un métal non ferreux, des métaux précieux, et moins de 20% environ de pyrrhotite.On chauffe la suspension à une température comprise entre 800C et 2500C environ, sous une pression partielle d'oxygène d'au moins 1 atmosphère, pour oxyder les minerais de sulfure en formant une solution de lessivage dans laquelle est dissoute la quasi totalité du ou des métaux non ferreux, et un résidu de lessivage très enrichi en métaux précieux, résidu duquel on peut récupérer les métaux précieux après séparation de la solution de lessivage. On peut traiter par le procédé selon la présente invention des minerais ou des concentrés de minerais do sulfures contenant au moins 20% de pyrrhotite environ et au moins un minerai de sulfure de métal non ferreux, tel que la chalcopyrite, la cubanite, la bornite, la chalcocite, la covellite, la digénite, l'énargite, la tétraédrite, la tennantite, la cobaltite, la famatinite, la stannite, la millérite, l'heazlewoodite, la polydymite, la sphalérite, la pentlandite, etc..., associé à des métaux précieux. Le minerai ou le concentré de minerai n'a pas à etre traité d'une manière quelconque autre que concassage ou broyage préliminaire pour accroitre la surface spécifique de la matière afin de faciliter les réactions de lessivage. Dans la plupart des cas, on a intérêt à broyer la matière en particules dont 100 ont une grosseur de moins de 147 microns, pour obtenir des vitesses de lessivage intéressantes du point de vue industriel. Mieux encore, on broie le minerai, le concentré de minerai ou autre intermédiaire métallurgique, en particules dont au moins environ 90% ont une grosseur inférieure à 74 microns, pour obtenir des vitesses de réaction intéressantes du point de vue industriel et pour réduire au minimum les problèmes de manutention de matières.Pour obtenir les meilleurs résultats quant à l'oxydation de la pyrrhotite. dans le premier lessivage et la dissolution des métaux non ferreux dans le second lessivage, la transformation des sulfures en soufre, les vitesses de réaction et le rendement de l'appareillage, on broie le minerai ou le concentré de minerai en particules dont environ 100% ont une grosseur inférieure à 43 microns Après concassage ou broyage éventuel , on délaie dans de l'eau ou dans une solution aqueuse acide de lessivage ie minerai, le concentré de minerai, ou autre Intermédiaire métallurgique.On peut utiliser des densités de suspension très variables, par exemple d'environ 2% en poids de matièris solids å environ 50% de matièrs solides.Mais il CS: préférable d'utiliser des densités dc suspension comprises entre environ 5% et 30% en poids de matières solides, pour réduire au minimum les problèmes de manutention de matières, pour s'assurer l'utilisation rentable de l'appareillage mis en oeuvre dans le procédé, et pour former des solutions mères plus concentrées en métaux non ferreux, Selon une forme d'exécution intéressante de la présente invention, on délaie dans un milieu aqueux un minerai ou concentré de minerai contenant au moins un minai de sulfure d'au moins un métal non ferreux choisi dans le groupe comprenant le nickel, le cobalt, le cuivre et le zinc, au moins un métal précieux choisi dans le groupe comprenant le platine, le palladium, l'iridium, le rhodium, l'osmium, le ruthénium, l'argent et l'or associé au minerai de sulfure , et moins de 20% environ de pyrrhotite, pour former une suspension épaisse contenant entre 5 et 30% environ,en poids, de matières solides, afin d'obtenir à coup sûr une oxydation pratiquement totale dans le temps le plus court avec utilisation rentable de l'appareillage. La suspension contient du souFre sous forme de sulfure et/ou d'acide sulfurique en quantité au moins equivalente à la quantité requise pour la combinaison avec les métaux non ferreux sous forme de sulfates et avec le fer éventuellement présent sous forme de sulfate ferrique ; on a intérêt à ce que ce soufre soit présent en quantité suffisante pour assurer à la solution utilisée dans le second lessivage un pH final inférieur à 2 environ, inférieur par exemple à 1,5 environ, pour réduire au minimum la précipitation du fer. On forme ou on introduit la suspension épaisse dans un autoclave fait d'un matériau résistant aux acides et équipé de moyens permettant d'agiter suffisamment la suspension pour favoriser le contact gaz-solide, gaz-liquide, et solide-liquide. Après formation ou introduction dans l'autoclave, on ferme l'autoclave et on le porte à une température comprise entre 800C et 2500C environ, entre 130C et 2000C environ par exemple, sous une pression partielle d'oxygène d'au oins 1 atmosphère environ, entre 5 atmosphères et 20 atmosphères environ par exemple, pour oxyder les minerais de sulfures et former une solution de lessivage contenant la quasi totalité des métaux non ferreux et pour former un résidu de lessivage très enrichi en métaux précieux Une caractéristique impo:::tante de la présente invention est la limitation,en-dessous de 20% environ,de la teneur en pyrrhotite de la matière d'alimentation, par traitement de matière ayant une teneur en fer assez limitée pour que peu ou pas du tout d'oxyde de fer précipite pendant le lessivage, en particulier aux températures d'oxydation inférieure à 200"C environ, et que le résidu de lessivage résultant soit d'autant plus enrichi en métaux précieux.Si des quantités notables de minerai de fer précipitent sous forme d'oxydes de fer hydratés et/ou de sulfate ferrique basique pendant le lessivage, on peut redissoudre les composés du-fer qui ont précipité en maintenant la suspension à des températures plus basses, au-dessous de 100 C environ par exemple, pour obtenir un concentré de métaux précieux de r;i1leurequalité. En fait, le procédé selon la présente invention peut permettre de multiplier par dix, et même par vingt ou plus, la concentration en métaux précieux. On peut traiter la solution de lessivage, après séparation du résidu de lessivage, pour récupérer les métaux non ferreux dissous. Si le filtrat contient des quantités notables de fer, on le traite par une base, comme la chaux ou le carbonate de sodium, pour ajuster son pH entre 2 et 4 environ et pour faire précipiter le fer ferrique. Après avoir fait précipiter le fer, on peut faire précipiter les métaux non ferreux de la solution de lessivage, sous forme d'hydroxydes ou de sulfures, pour obtenir un concentré de métaux non ferreux de bonne qualité. Ou bien, on peut traiter le filtrat par l'hydrogène sulfuré tout en ajustant le pH de la solution de façon à faire précipiter et récupérer sélectivement les métaux non ferreux sous forme de sulfures. On peut traiter le résidu de lessivage par des moyens connus pour séparer et récupérer les métaux précieux. L'exemple illustratif suivant permettra à l'homme du métier de mieux apprécier les avantages de la présente invention. On délaie dans 1,4 litre d'eau un échantillon de départ finement divisé, pesant 600 grammes et ayant l'analyse donnée dans le Tableau I, et on introduit la suspension ainsi formée dans un autoclave Parr de deux litres équipe d'une hélice pour agiter la suspension et de serpentins d'échange de chaleur pour ajuster la température de la suspension. On porte la suspension à 1800C pendant 70 minutes sous une pression manométrique totale de vapeur d'eau et d'oxygène de 20 atmosphères, tout en faisant tourner l'hélice à 600 tours par minute pour oxyder et dissoudre la quasi totalité du nickel (98,8%)et du cuivre (38,9%), et pour former un résidu dans lequel la teneur en métaux précieux représente 12,5 fois la teneur en métaux précieux de l'échantillon de départ. TABLEAU I Analyse Répartition## Pds. % ou g/l % Pds Métal ou précieux Ag Métal Fraction Vol. Cu Ni Fe T.S.# SO4= Ppm Ppm Cu Ni Fe T.S.# précieux Ag ### Echantillon 600 g 4,2 10,6 39,3 40,9 - 6,4 30 100 100 100 100 100 100 de départ Solution de lessivage 1,4 1 17,1 42,6 155,7 153,9 461 - - 98,9 98,8 32,4 94 - Résidu de lessivage 47,6 g 0,6 1,6 35,5 29,1 10,2 80 237 1,1 1,2 7,2 6 100 100 # = Soufre total ## = Basée sur la quantité présente dans l'échantillon de départ ### = Principalement sous la forme de pyrites de fer REVENDICATIONS 1. Procédé pour traiter les sulfures finement divisés contenant des métaux précieux de façon à récupérer un concentré de métaux précieux, qui consiste à former, à l'aide d'un milieu aqueux, une suspension épaisse d'un sulfure qui contient des minerais de sulfures de métaux non ferreux, des métaux précieux et de la pyrrhotite, et à chauffer cette suspension, caractérisé en ce que le sulfure contient moins de 20% de pyrrhotite et en ce qu'on chauffe la suspension à une température de 80 C à 250 C sous une pression partielle d'oxygène au moins minerais de égale à 1 atmosphère environ pour oxyder les sulfures et former une solution de lessivage dans laquelle est dissoute la quasi totalité des métaux non ferreux, et un résidu de lessivage très enrichi en métaux précieux. 2. Procédé selon la revendication-l, caractérisé en ce qu'on chauffe la suspension épaisse entre 1300C et 2000C sous une pression partielle d'oxygène de 5 atmosphères à 20 atmosphères. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le minerai de sulfure a une granulométrie telle qu'environ 100o des particules ont une grosseur inférieure à 147 microns. 4. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la suspension contient entre environ 2% de matières solides, en poids, et 50% de matières solides, en poids. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la suspension contient entre environ 5% de matières solides, en poids1 et 30% de matières solides1 en poids. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les sulfures comprennent la pentlandite et la chalcopyrite, et en ce qu'on chauffe la suspension de façon à dissoudre la quasi totalité du nickel et du cuivre.