Brevet FR2162552A1 — publié le 19730720

La présente invention concerne un procédé d'extraction de concentrés de minerais, notamment ae concentrés ituranium, procédé dans lequel on utilise un liquide de lixiviation cor duisant l'électricité, dans lequel on fait passer un courant électrique. Il est connu de lixivier des minerais au sein des gisements c'est-à-dire in situ, en haldes, en tas ou dans des caisses et récipients analogues. li est également connu que iron peut accroftre l'effet de lixiviation exercé sur des minerais d'uranium par l'action dtun courant électrique (voir brevet de la République Fédérale d'Allemagne N 1 280 777). Tous les procédé de lixiviation déjà connus, que ce soit in situ, en tas, par épuisement ou en caisse, sont fondés sur le principe de l'extraction ou de la dissolution des composants métalliques des minerais par tul traitement de litiviation en milieu plus ou moins acide ou alcalin. Les solutions chargées de métaux sont ensuite traitées au moyen de procédés particuliers, par exemple par échange ionique, par précipitation, par extraction aux solvants ou par électrolyse. La présente invention est basée sur les problèmes suivants : - Rendre productifs des gisements qui n'ont pas paru exploitables jusqu'à présent, en raison de leurs faibles teneurs en métaux. - Supprimer une grande partie des frais de transport par concentration sur le lieu d'exploitation. - Réduire considérablement la durée de la lixiviation par l'utilisation drun courant électrique. - Effectuer la li aviation à un prix abordable et éviter la construction d'installations classiques conteuses pour le traitement des minerais. - Précipiter et concentrer les composants métalliques dans un rayon bien délimité. - Economiser totalement ou en grande partie les additions d'agents chimiques de précipitation. L'invention parvint aux buts qutelle se propose d'at- teindre au moyen drun procédé du type défini c-dessus, par le quel des minerais convenables sont lixiviés in situ, en hales ou dans des récipients avec le liquide approprié,et les composés métalliques dissous de cette façon sont précipités tels quels dans la zone d'action d'au moins une électrode, la précipitation étant effectuée sous un ampérage bien plus fort que le processus de lixiviation. La zone de lixiviation et la zone de précipitation peuvent alors entre séparées ltune de l'autre. La séparation peut être effectuée par une cloison perforée, dans le cas d'une lixiviation en récipients, ou les deux zones peuvent entre totalement séparées, leur communication étant assurée par des tubulures et chacune ayant sa propre alimentation de courant. En outre, il est avantageux d'entourer l'électrode dans la région de laquelle se fait la précipitation, d'un tube ou d'un coffre dont les parois sont perforées. De plus, il est avantageux de prévoir le déclenchement automatique de la précipitation et le réglage automatique de la grandeur de l'énergie électrique de précipitation, sur la base du pH du liquide de lixiviation et de sa teneur en métal. Pour que le métal dissous dans le liquide de lixiviation puisse Entre ramené à l'étant solide, on doit ajuster le pH du liquide de lixiviation à une valeur correspondante, de préférence entre 4 et 6. Conformément à la présente invention, on y parvient par 11 action exercée par l'énergie électrique sur le liquide de lixiviation. Une addition dtagents chimiques n'est pas nécessaire. A cette fin, on dispose les électrodes par exemple en fer, de manière que le minerai à traiter se trouve entre elles. Ttinten- sité et la tension du courant sont choisies conformément à ltespace parcouru par la liqueur de lixiviation et à son volume, ctest-à-dire conformément à la masse de minerai ou au volume du tas préparé de minerai ou du récipient. On ajoute ensuite la liqueur de lixiviation,de manière qu'un liquide conducteur se trouve entre les électrodes. Contrairement aux procédés utilisés jusqu'à présent, il n'est pas nécessaire de faire circuler ou de pomper les liqueurs de lixiviation, parce que le transport du métal ou du composé métallique complexe dissous ntest effectué que par le courant électrique jusqu' l'électrode qui produit la précipitation.Dans le cas de liqueurs acides de lixiviation, le composant métallique est précipité à la cathode, et dans le cas de liqueurs alcalines, il est précipité à l'anode. "e processus de précipitation exige une plus grande énergie électrique que le processus de lixiviation. Dans la mesure oW la lixiviation et la précipitation doivent s'effectuer dans un seul et meme circuit électrique, on ménage un rétrécissement de la section efficace de transport du courant. A cet effet, on entoure une électrode d'un coffre ou dtun tube qui constitue pour cette électrode un blindage électrique vis-àvie du minerai à lixivier. Ce coffre ou ce tube présente au tiers supérieur des trous qui permettent au liquide de lixiviation d'accéder à l'électrode. Ce coffre ou ce tube produit une plus grande chute de tension à la périphérie de l'électrode. La précipitation du composant métallique s'effectue suivant le pH de la liqueur de lixiviation et lrintensité du courant électrique appliqué, sous la forme d'une boue électrolytique ou dtun dép8t fixé sur l'électrode. Lrespace situé au-dessous des trous joue en meme temps le r81e d'un piège à boue qui reçoit le produit précipité et empêche ainsi un reflux et une séparation par sédimentation du composd métallique dans l'espace de lixiviation. Les produits précipités ne sont pas formés de métal réduit, mais de composés tels que des oxydes, des hydroxydes et des sulfates. Outre le composant métallique recherché, il contiennent le plus souvent du fer. Le filtrat du piège à boue peut être recyclé dans les liqueurs de lixiviation utilisées dans le processus principal. La lixiviation et la précipitation dans un seul et même circuit électrique sont très efficaces, notamment lorsque l'intervalle entre la cathode et ltanode et, par conséquent, la distance de lixiviation sont de l'ordre d'un à deux mètres. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessinsannexés qui illustrent graphi quement et schématiquement des dispositifs de précipitation décrits ci-après. Sur ces dessins : la figure 1 donne la courbe de variation du rendement en fonction du temps lorsque les processus de lixiviation et de précipitation sont conduits dans un seul et mgme circuit électrique; la figure 2 donne la courbe du rendement en fonction du temps lorsque les processus de lixlviation et de précipitation sont conduits dans des circuits électriques séparés la figure 3 est une représentation en élévation latérale très schématique d'un dispositif conçu pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention;; la figure 4 est une représentation en perspective d'une variante de réalisation d'un récipient conçu pour la mise en oeuvre du procédé conforme à ltinvention la figure 5 est un schéma d'un troisième dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, dans lequel un circuit électrique individuel est prévu pour chacun des processus (lixiviation et précipitation). "e graphique de la figure 1, établi en fonction du temps, représente les courbes de rendement du procédé de l'invention, dans lequel la lixiviation et la prncipitation sont effectuées dans un seul et m8me circuit électrique. Ttaxe des abscisses indique le temps 2 de service, exprimé en sezai- nes, tandis que l'axe des ordonnées indique le rendement P du procédé et l'énergie électrique W nécessaire. La courbe désignée par 10 montre l'allure du rendement R du procédé en fonction du temps, et la courbe désignée par il montre l'allure de 1 t énergie électrique W consommée dans le procédé, en fonction du temps. Le-graphique de la figure 2, établi en fonction du temps, illustre les mêmes grandeurs R et W à la même échelle, en fonction du temps T de service dans un procédé dans lequel des circuits électriques individuels sont prévus pour la li lixiviation et pour la précipitation. 12 désigne la courbe du rendement R en fonction du temps et 13 désigne la courbe d'énergie électrique W nécessaire en fonction du temps. Une comparaison des deux figures 1 et 2 fait apparattre que le rendement du procédé est amélioré lorsqu'on utilise des circuits électriques séparés pour la précipitation et la lixiviation, les circuits électriques de lixiviation et de précipitation pouvant d'ailleurs être connectés l'un avec l'autre. Dans la représentation très schématisée que fait apparattre la figure 3, 15 désigne à la fois le minerai et la liqueur de lixiviation. 16 désigne l'anode et 17 la cathode. Un circuit électrique commun est prévu pour le processus de lixiviation et le processus de précipitation. Attendu que dans cet exemple de réalisation, la liqueur de lixiviation est acide, le composant métallique précipite à la cathode 17. C'est pourquoi la cathode 17 est entourée d'un tube 18 qui présente des trous 19 à son tiers supérieur, de manière que la liqueur de lixiviation puisse accéder à la cathode 17. L'espace 20 situé au-dessous des trous joue en même temps le rele d'un piège à boue dans lequel le produit précipité 21 est reçu. La liqueur de lixiviation est ramenée au mélange 15 après avoir traversé un dispositif filtrant 22. Le dispositif représenté sur la figure 4 est analogue à celui de la figure 3, à la seule différence que, dans ce cas, la cathode 17 ntest pas disposée au centre d'une anode 16 de forme annulaire, comme dans lrexemple de réalisation de la figure 3, mais l'anode 26 et la cathode 27 sont placées en vis-à- vis aux extrémités d'une masse de liqueur de lixiviation sté- tendant en longueur sur une distance d'environ 1,5 mètre. Tous les éléments semblables, par leur forme ou leurs fonctions, à ceux de l'exemple de réalisation suivant la figure 5 ont été affectés des mimes chiffres de référence. la figure 5 représente, de façon très schématique, un dispositif dans lequel des circuits électriques séparés sont utilisées pour la lixiviation et la précipitation. Le circuit électrique de lixiviation, comprenant le mélange 30 de minerai et de liqueur de lixiviation, les anodes 31, la ca- thode 32 et le tube perforé 33 placé autour de la cathode 52, se trouve à la partie inférieure de cette figure. Une tubulure 34, par laquelle la liqueur de lixiviation, qui renferme une concentration élevée en ions métalliques, est envoyée par une pompe 35 dans un récipient séparé 36 de précipitation, plonge à l'intérieur du tube 33.Le récipient de précipitation 36 contient plusieurs électrodes positives 37 et négatives 38 qui sont raccordées au circuit de précipitation. Le produit de la précipitation électrique, c'est-à-dire le concentré 39 (qui précipite aux cathodes 38 dans l'exemple de réalisation) est recueilli dans un dispositif 40 prévu à cet effet et transformé ensuite par des procédés connus du domaine de la chimie métallurgique. Le dispositif 40 contient un filtre 41 à travers le lequel la liqueur résiduelle de lixiviation peut être recyclée dans le récipient de lixiviation par une conduite 42. Une autre conduite 43 assure également le recyclage de la liqueur de lixiviation. La liqueur recyclée est pratiquement dépourvue de composant métallique que l'on cherche à extraire.Son recyclage assure le maintien d'un niveau constant de liqueur dans ltopéra- tion de lixiviation. Le fait d'utiliser des circuits électriques séparés pour la lixiviation et la précipitation supprime la réduction de section (piège à boue) qui serait autrement nécessaire pour l'électrode de précipitation. Elle est remplacée par l'aspira- tion de la liqueur de lixiviation de concentration élevée en ions métalliques dans le récipient séparé 36 de précipitation. Pour exploiter l'énergie électrique de façon optimale dans le processus de précipitation, il est recommandable de déclencher le passage du courant électrique et de régler son intensité pour le processus de précipitation en fonction de la concentration du composant métallique dans la solution. On peut aussi faire intervenir le pH de la liqueur de lixiviation pour la conduite du processus de précipitation; on prévoit à cet effet des appareils appropriés de mesure et respectivement un pH-mètre (50) dans le circuit de la liqueur de lixiviation de l'appareil de précipitation éleQtrique. Le terme "lixiviation"utilisé dans le présent mémoire désigne l'effet combiné de la dissolution et de l'entrainement par lavage. Ce procédé convient particulièrement pour extraire des concentrés de minerais d'uranium, de cuivre, de nickel et de vanadium. Mais on peut en outre l'utiliser pour d'autres composants métalliques. Au sens du procédé de la présente invention, on entend également désigner par minerais, entre autres, des boues de lavage de minerai, des résidus de traitement, des alluvions métallifèreqkenfermant des métaux lourds, des nodules de manganèse, ainsi que des roches phosphatées métallifères. REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction de concentrés de minerais, noi:amment de concentrés d'uranium, au moyen d'une liqueur de lixiviation conduisant le courant électrique et sous l'action d'un. courant électrique circulant dans cette liqueur, procédé caractérisé par le fait qu'on traite des minerais convenables par lixiviation in situ, en haldes ou dans des récipients et on précipite les composés métalliques dissous tels quels, dans la zone dtau moins une électrode sous l'action d'un cou rant électrique, la précipitation étant effectuée à des intensités de courait et de champ beaucoup plus fortes que le processus de lixiviation. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la zone de dissolution et la zone de précipitation sont séparées l'une de l'autre. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la zone de lixiviation et la zone de précipitation sont séparées l'une de l'autre par une cloison perforée. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les deux zones communiquent par des conduites et ont chacune une alimentation individuelle en courant électrique. 5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la séparation est effectuée au moyen d'un tube ou d'un coffre non conducteurs à cloisons perforées entourant l'électrode et empochant le passage du minerai et du concentré de minerai accumulé dans la zone de précipitation (composé métallique). 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'on utilise des circuits électriques individuels pour la lixiviation et la précipitation. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les circuits électriques individuels sont connectés l'un à l'autre. 8. Procédé suivant ltune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le déclenchement de la pré- cipitation et la grandeur de l'énergie électrique de précipita tion sont réglés automatiquement sur la base du pH de la liqueur de lixiviation et de sa teneur en métal. 9. Procédé suivant a revendication 8, caractérisé par le fait que le pH de la liqueur de lixiviation est maintenu de préférence entre 4 et 6 par l'action de lténergie électrique sur cette liqueur.