Brevet FR2278626A1 — publié le 19760213

L'invention a trait à un procédé de récupération de boues de sulfates basiques, telles que les résidus de traitement sulfurique de minerais de métaux non ferreux, en vue de l'élimination des métaux étrangers contenus dans ces minerais. Il est classique de séparer le métal principal non ferreux d'un dînerai en attaquant ce minerai par de l'acide sulfurique, et en précipitant les métaux étrangers sous forme de sulfates basiques. Ainsi des solutions de sulfate de zinc sont débarassées du fer, impureté dominante de certains minerais de zinc, en élevant le pH par addition de bases alcalines vers 3,5 en présence d'un excès de minerai grillé. I1 se forme une boue précipitée formée en majeure partie de sulfate basique de fer correspondant å la formule théorique Y CFe6(SO4)4(0E) M re- présentant un métal alcalin ou l'amsonium. La boue contient en outre des résidus de gangue, comme la silice, un peu de sulfate de zinc, et les autres métaux étrangers du minerai, plomb, aluminium, chromez cuivre cadmium, argent, germanium, indium, gallium, etc coprécipitants sous forme de sulfates basiques ou entrainés par le précipité#. Si le minerai contient d 6hallius, celui-ci se substitue aur alcalins dans les sulfates basiques. Les boues forment des résidus volumineux dont l'élimination exige certaines précautions, en raison de leur teneur importante en sulfates métalliques, pour ne pas Stre une source de pollutions excessives. Les charges qui en résultent peuvent affecter la rentabilité d'exploitation de certains minerais. Par ailleurs ces boues contiennent des métaux rares ou à valeur intrinsèque élevée. Cependant, Jusqu'à présent, on ne connaissait pas de procédé rentable d'extraction de ces métaux depuis les boues de sulfate basique. I1 existe bien des procédés de séparation de sels de métaux, dits procédés de séparation liquide/liquide, qui utilisent des solubilités sélectives de sels dans certains liquides, organiques notamment, et non miscibles à l'eau. Toutefois ces procédés sont inopérants en présence d'ions sulfates. L'invention a pour objet un procédé peu onéreux de déplacement de 11 ion sulfate des boues de sulfates basiques, permettant la récupération de ces ions sulfates sous forme de sulfate alcalins utilisables, tandis que les métaux étrangers sont récupérés sous forme de chlorures solubles. A cet effet l'invention propose un procédé de récupération de boues de sulfates basiques, résidus de traitement sulfurique de minerais, caractérisé en ce qu'on attaque lesdites boues par unr quantité mesurée d'une solution aqueuse alcaline contenant des cathions choisis dans le groupe comprenant sodium et potassium et des anions choisis dans le groupe comprenant carbonate et hydroxyle, l'attaque étant effectuée au voisinage de l'ébul- lition, on sépare par filtration le filtrat riche en sulfates alcalins Nle masse insoluble contenant les métaux déplacés, on récupère le filtrat, on dissout ladite masse insoluble dans de l'acide chlorhydrique concentré, on élimine les insolubles et on récupère une solution de chlorures métalliques. La majeure partie des sulfates passent dans le filtrat sous forme de sulfates alcalins utilisables, tandis que les métaux sont récupérés sous forme de solution concentrée d'un mélange de chlorures contenant très peu d'ions sulfate. De préférence, la solution alcaline contient des ions alcalins en quantité sensiblement stoechiométrique par rapport aux métaux à déplacer. De préférence également, la normalité desdits cathions alcalins dans ladite solution alcaline est comprise entre 5 et 15. Le filtrat est suffisamment concentré pour être utilisable. Les procédés précités s'appliquent notamment à la récupération de boues de sulfates basiques à prédominance de fer provenant du traitement d'un minerai de zinc. Avantageusement on refroidit au voisinage de OOC le filtrat récupéré, et on récupère les sulfates alcalins cristallisés. Avantageusement également, on isole sélectivement des chlorures métalliques de la solution de chlorures récupérée. De préférence cette récupération est effectuée par le procédé connu d'extraction liquide/liquide.. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de l'exemple qui va suivre. Exemple On traite une boue de sulfate basique provenant de l'épura- tion de sulfate de zinc au cours du processus d'élaboration de zinc par électrolyse, et constituée en majeure partie de sulfate basique de fer de formule M2Êe6(S04)4 (OH)12, dans laquelle M est un alcalin, sodium, potassium, ou ammonium. La boue analysée contient 13,22 % en masse de soufre sous forme de sulfate, et 25,2 % en masse de fer, par rapport à la masse sèche de boue. A 50 kg de boue sèche on ajoute 75 litres d'eau et 35 kg de carbonate de sodium. Le mélange est porté à 90 G pendant 15 minutes, puis filtré et lavé deux fois. Le filtrat est refroidi vers 0 C. On récupère ainsi 71 kg de sulfate de sodium décahydraté. La masse sèche de carbonates métalliques est de 94 kg. Le dosage de l'anion sulfate dans les différentes parties séparées donne, en soufre sous forme de sulfate, les résultats du tableau suivant Masse de X de masse Partie séparée soufre totale de (s 4--) Kg soufre Sulfate de sodium xi;;ristallisé 3,2 kg 48,4 Solution mère de sulfate de sodiua 0,44 6,7 Première eau de lavage 2,250 54,0 Deuxième eau de lavage 0,105 1,6 Carbonate lavé 0,615 9,3 Dans la boue d'origine 6s61 100,0 La teneur en soufre, sous forme de sulfate, des carbonates lavés est de 1,06 %. La masse de carbonate lavée est reprise à l'acide chlorhydrique concentré, et les chlorures résultant soumis à une extraction liquide/liquide, en vue d'isoler sélectivement les différents chlorures métalliques présents. La récupération des métaux rares ou à valeur intrinsèque élevée peut s'effectuer avec un bon rendement, du fait de la teneur réduite en ions sulfates. Il est à remarquer que le procédé ne met en oeuvre que des réactifs peu coûteux. Par ailleurs l'attaque en solution aqueuse et la cristallisation par refroidissement sont parmi les procédés d'attaque et de cristallisation qui consomment le moins d'énergie. Enfin les sous-produits du procédé de récupération selon 11 invention sont dans l'exemple sous une forme exploita bl, ou tout au moins constituent des résidus peu volumineux dont l'élimination est peu onéreuse et présente de moindres risques de pollution. XEVENDICATIONS 1. Procédé de récupération de boues de sulfates basiques, telles que les résidus de traitement sulfurique de minerais, caractérisé en ce qu'on attaque lesdites boues par une quantité mesurée d'une solution aqueuse alcaline contenant des cathions choisis dans le groupe comprenant sodium et potassium et des anions choisis dans le groupe comprenant carbonate et hydroxyle, l'attaque étant effectuée au voisinage de l'ébullition, on sépare par filtration un filtrat riche en sulfate alcalin de la masse insoluble contenant les métaux déplacés, on récupère le filtrat, on dissout ladite masse insoluble dans de l'acide chlorhydrique concentré, on élimine les insolubles et on sépare une solution de chlorures métalliques. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite solution alcaline contient des cathions alcalins en quantité sensiblement stoechiomEtrique par rapport au métaux à déplacer. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la normalité desdits cathions alcalins dans ladite solution alcaline est comprise entre 5 et 15. 4. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué à la récupération de boues de sulfates basiques à prédominance de fer provenant du traitement d'un minerai de zinc. 5. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que on refroidit au voisinage de OOC ledit filtrat récupéré, et 1 1on récupère les sulfates alcalins cristallisés. 6. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on isole sélectivement des chlorures métalliques de ladite solution de chlorures métalliques récupérée. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on isole sélectivement les chlorures métalliques par le procédé connu d'extraction liquide/liquide.