Brevet FR2234387A1 — publié le 19750117

La présente invention concerne un procédé électroly que de récupération des métaux à partir de leurs sulfures Plus précisément, elle concerne un procédé électrolytique de récupération des métaux tels que Gu, Pb, Z, Mo, Bi et Ag, amans lequel la source de métal à récupérer est une anode formé de particules finement divisées d'un sulfures du métal qui doit autre récupéré. La récupération des métaux à partir de leurs sulfures, par exemple des minerais et des matières minérales sulfurés, sans dégagement d'anhydride sulfurique, apparaissant au cours de la fusion classique des minerais et matières minérales sulfurés, est de plus en plus importante. L'invention concerne un procédé non polluant et peu compliqué de récupération des métaux à partir de leurs sulfures. Plus précisément elle concerne un procédé de récupéré ration des métaux à partir de leurs sulfures, ce terre désignant aussi bien les minerais que les matières minérales sulfurés, le procédé comprenant la mise en oeuvre d'une cellule électrolytique dont l'électrolyte est essentiellement une solution acide dont le pH est de l'ordre de 3,5 ou moins, la cellule ayant une cathode et une anode qui est formée d'une masse cohérentede particules finement divisées du sulfure choisi, le métal étant récupéré à partir de l'électrolyte. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, on peut utiliser des cellules électrolytiques classiques, mais l'anode e- consommable et elle est sous forme d'une masse cohérente de particules finement divisées de sulfure à partir duquel le métal doit étre extrait. Par exemple, dans le cas de la récupération da cuivre à partir de chalcopyrite qui est une ratière minèrale sulfurée contenant du cuivre, les fines pail let@e@ formées par la matière récupérée à la suite de la mise en oeuvre des techniques classiques de flotta@ion, peuvent être comprimées et mises sous une forme qui convient à la réalisation d'une anode.D'autres minérais et matières minérales contenant des sulfures et d'autres sulfures métalliques ayant une conductivité électrique comprise entre eloslrotn 0,0001 et 3 000 n 1. cm 1 peuvent être utilisés de manière analogue sous forme d'anode, par exemple les sulfures de cuivre, de plomb, de zinc, de molybdène, de bismuth et d'argent dans des matières minérales. les particules minérales de départ qui sont sulfurées sont finement divisées, et ont avantageusement une dimension particulaire comprise entre 0,15 et 0,3 mm, ces particules peuvent être comprimées à la configuration voulue par compression à froid à température amviante, entre 140 et 350 kg/cm2 environ.Une petite quantité d'un liant résineux ou de silicate de sodium- pouvant atteindre 3 ffi par exemple peut être utilisée pour que l'anode comprimée ait une résistance accrue. Dans une variante, la matière minérale particulaire à base de sulfure peut être stratifiée par compression, revenue ou traitée d'une autre manière, de façon qutelle soit en contact électrique avec un métal ou un autre corps conducteur de ltélectricité, par exemple une tige ou une plaque. Dans le cas de l'utilisation d'une anode consommable comme décrit précodemment,, un électrolyte formé essentiellement d'acide fort convenant à l'obtention d'un pH d'environ 3,5 ou moins, par exemple H2S04 et Mcl, est utilisé avec une cathode classique pratiquement non corrosive, par exemple en cuivre, en acier inoxydable, en graphite ou en métal noble ou en alliage de ces métaux. La concentration de l'acide eat avantageusement comprise entre 0,2 et 1N.Du courant continu circule dans la cellule, de préférence avec une densité anodique de courant supérieure à 0,2 A/cm2.- Le résultat est l'oxydation du sulfure de l'anode et la formation de soufre alimentaire qui est libéré dans l'électrolyte sous forme d'un solide insoluble fin qui peut être facilement retiré par des procédés con-nus tels que la filtration, la centrifugation ou lb chauffage sous pression de manière que les particules présentent une coalescence. Le constituant métallique voulu du sulfure, par exemple, le cuivre est dissous et ionisé et il est déposé à la cathode. Le fer qui peut être présent dans l'anode est ionisé de manière analogue et reste en solution dans l'électrolyte.Dans une variante, le constituant métallique dissous à l'anode peut etre récupéré sans dépit cathodi que, suivant des techniques bien connues par retrait de l'anolyte de la cellule électrolytique, et le constituant métallique tel que le cuivre est retiré par les techniques connues, par exemple par précipitation par le fer ou l'hydrogène. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, lorsque la totalité pratiquement du soufre libéré est sous forme de soufre élémentaire si bien qu'il ne se forme pas d'anhydride sulfureux. La température de fonctionnement de l'électrolyte n'est pas primordiale pour la récupération du métal et-on peut utiliser pratiquement les températures ambiantes (200C). On considère que des températures pouvant atteindre 900C environ donnent satisfaction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure I représente schématiquement un appareil destiné à la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 2 représente une anode consommable selon l'invention. Sur la figure 1, une cellule électrolytique 10 contient un électrolyte acide 20 dans lequel sont immergées une cathode 30 résistant à la corrosion, entourée par un tube 40 à extrémités ouvertes délimitant le catholyte 50 et dirigeant l'hydrogène dégagé à la cathode dans un dispositif collecteur 60. Un diaphragme 70 en verre fritte sépare la catholyte et l'anolyte et empoche la contamination du métal déposé à la cathode par le soufre élémentaire libéré dans l'électrolyte. La cellule 10 est fermée par rapport à l'atmosphère comme indiqué en 80. L'anode 90 est formée de particules finement divisées et comprimées d'un sulfure à partir duquel le métal doit être extrait, par exemple de chalcopyrite dans le cas du cuivre. Comme représenté, l'anode 90.est montée dans un support 100 résistant à la corrosion et non conducteur de l'électricité, par exemple an caoatchouc, qui est creux et contient du mercure 110 qui forme un contact électrique avec la surface 120 de l'anode 90 et constitue un prolongement 130 conducteur de I'élecrricita-logé dans le tube 140, si bien que l'énergie électrique est transmise par la source-150 de courant continu à l'anode 90 par le conducteur 160.L'énergie électrique est transmise à la cathode 30 par le -conducteur 170. Lors du fonctionnement, l'énergie électrique parvenant à la cathode 30 et à l'anode comme indiqué, le courant électrique passe dans la cellule et le constituant métalli- que de l'anode 90 en sulfure, par exemple le cuivre, est libéré et vient se déposer à la cathode 30. Le soufre de l'anode en sulfure est oxydé à l'état élémentaire et est libéré dans l'électrolyte à partir duquel il peut être facilement. retiré par un procédé classique. D'autres ions métalliques libérés par l'anode, par exemple le fer, restent en solution dans l'électrolyte, dans les conditions ppératoires utilisées se- lon l'invention. La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'anode consommable selon l'invention. Une masse cohérente de particules 180 de sulfure finement divisées, par exemple de chalcopyrite, ayant une épaisseur sensiblement uniforme, est fixée par exemple par stratification par compression, à une plaque métallique conductrice de l'électricité qui forme un contact électrique entre la masse 180 de sulfure et la plaque 190. La plaque 190 doit avoir une conductivité électrique bien supérieure à celle de-la-masse 180 de sulfure et elle peut être par exemple en cuivre.Grâce à cette disposition, le courant électrique applique à la plaque 190 par le conducteur 200 est réparti de façon sensiblement uniforme dans la masse 180, et donne une densité anodique de courant sensiblement uniforme et une consommation sensiblement uniforme de l'anode en sulfure. On considère maintenant à titre purement illustratif un exemple de mise en oeuvre de l'invention. Dans cet exemple, on utilise un appareil du type représenté sur le dessin, avec une anode en poudre de chalcopyrite (fines paillettes récupérées par flottation et ayant une dimension inférieure ou égale à 0,15 mm), comprimée à froid entre 140 et 350 bars, l'anode ayant un diamètre d"environ 22 mm e-t une longueur de 12,7 mm. L',électrolyte est de l'acide sulfurique H2804 dont la concentration est comprise entre 0,2 et IN au cours de l'essai. Une source de courant continu est reliée à l'anode et à la cathode, et elle assure une densité anodique de courant de 0,25 à 0,4 A/cm2 au cours de l'essai. Le cuivre se dépose constamment à la cathode pendant la durée d'environ 6 h de l'essai, et une fine dispersion de soufre élémentaire est libérée dans l'électrolyte. Le soufre ne peut pas venir au contact de la cathode car une plaque de verre -fritté microporeux l'en empêche.. Le rendement global en courant au cours de l'essai est égal à 42,8 %. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour--autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération des métaux à partir de leurs sulfures, de matières minérales contenant des sulfures et de mélanges de sulfures, les sulfures ayant une conductivité comprise entre environ 0,0001 et 3 000 Q 1.cm-1, , ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend la disposition d'un électrolyte formé essentiellement d'une solution acide dont le pH est d'environ 3,5 ou moins, dans une cellule électrolytique ayant une anode et une cathode, l'anode comprenant une masse cohérente de particules finement divisées de la matière minérale choisie, et la récupération du métal à partir de L'électsolyte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sulfures sont choisis parmi les sulfures de Cu, Pb, Zn, Mo, Bi et Ag. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la densité anodique de courant est au moins égale à 0,2 A/cm2. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal récupéré est le cuivre. 5. Procédé selon la revendication-1, caractérisé en ce que le soufre élémentaire libéré lors de la mise en oeuvre du procédé est maintenu pratiquement hors du contact de la cathode de la cellule électrolytique par un diaphragme. 6.. Anode destinée àune cellule électrolytique de ré cupération des métaux à partir de matières minérales contenant des sulfures et de leurs mélanges, l'anode étant caractérisée en ce qu'elle est formée d'une masse cohérente de particules finement divisées de la matière minérale choisie. 7. Anode selon la revendication 6, caractérisée en ce que la masse de matière minérale choisie est en contact électrique avec un corps métallique destiné à être relié à une source d'énergie électrique ayant une faible résistivité. 8. Anode selon la revendication 6, caractérisée en ce que la masse de matière choisie comprend des faces sensiblement équidistantes l'une de l'autre.,l'une de ces faces étant pratiquement totalement en contact électrique avec un corps métallique destiné à etre relié à une source d'énergie électri que et ayant une faible résistivité électrique. 9. Anode selon la revendication 6, caractérisée en ce que la masse de matière choisie est fixée par collage sur un corps métallique de faible résistivité électrique.