Brevet FR2302343A1 — publié le 19760924

La présente invention concerne l'extraction de l'uranium à partir de matières en contenant. Elle concerne en particulier un procédé pour la valorisation de minerais uranifères contenus dans certaines paragénèses délicates, notamment dans de la gangue phosphatée. La mise en solution de l'uranium contenu dans des minerais est réalisée en général par attaque acide à la température ambiante. Cependant, certaines paragénèses sont telles que le rendement de l'attaque acide reste médiocre,malgré de fortes consommations en réactifs, et ce probablement du fait de la présence de substances qui empêchent ou limitent cette attaque acide. Ceci se produit par exemple lorsque la gangue est phosphatée et contient une quantité plus ou moins importante de phosphate d'alumine. On a maintenant trouvé un procédé pour valoriser les minerais uranifères contenus dans certaines paragénèses délicates, notamment dans de la gangue phosphatée, selon lequel on soumet au préalable le minerai à un conditionnement thermique avant l'attaque acide. Le procédé selon la présence invention consiste donc 10) à soumettre le minerai uranifère à un conditionnement thermique approprié et 20) à réaliser l'attaque acide d'une façon connue, notamment au moyen de S02 ou de H2S04 en solution. Au sens de la présente description,l'expression "conditionnement thermique" désigne une montée en température ou chauffage suivie d'un refroidissement. La montée en température ainsi que le refroidissement peuvent être rapides ou progressifs. Ainsi, selon l'invention, la température du minerai doit être augmentée, progressivement ou rapidement, à partir de la température ambiante Jusqu'à une température donnée suffisante pour modifier les substances de la gangue, qui inhibent l'attaque acide directe dudit minerai et notamment les phosphates d'alumine. Selon une variante du procédé, on peut porter le minerai directement à la température appropriée et le maintenir à cette température pendant un temps suffisant. De mêmeflle refroidissement peut être lent, c'est-à-dire que l'on peut laisser la température du minerai revenir normalement Jusqu'à la température ambiante ou, selon une autre variante de l'invention, on peut faire subir au minerai chauffé un refroidissement rapide dénommé ci-après refroidissement par trempe,en plongeant, par exemple, le minerai directement dans la solution d'attaque acide. Un mode de mise en oeuvre particulièrement préféré selon l'in ventiontconsiste à soumettre le minerai uranifère à un conditbnnement thermique constitué d'une montée rapide en température et d'un refroidissement par trempe; ce mode opératoire est particulièrement avantageux puisqu'il permet une mise en oeuvre du procédé selon l'invention en continu et sans immobilisation d'installations thermiques sur de longues périodes. Les minerais uranifères que l'on peut traiter selon l'invention, sont notamment des minerais contenus dans des paragénèses délicates et notamment dans de la gangue phosphatée contenant des phosphates d'alumine ayant une teneur en alumine supérieure à environ 10 en poids (par rapport au poids du minerai). Dans un but de simplification, l'invention sera décrite maintenant en référence aux minerais uranifères à gangue phosphatée sans pour autant qu'elle soit limitée à ce seul type de minerai. On a constaté que le procédé selon la présente invention permet d'extraire, avec de très bons rendements,l'uranium contenu dans des minerais uranifères d gangue phosphatée ayant une teneur en alumine supérieure à environ 10% en poids par rapport au poids du minerai. On a trouvé que dans ce cas la température maximale à laquelle on porte le minerai doit être d'au moins 500 C et est de préférence comprise entre 5O00C et 8000C. Si les phosphates d'alumine se trouvent en quantité supérieure à 10% en poids, c'est-àdire représentent environ 15% et plus d'Al203 en poids, il est avantageux d'opérer à une température d'environ 700 à 8000C.L'utilisation de températures plus élevées peut également être envisagée selon l'invention; toutefois, elle ne permet pas en général d'améliorer notablement le rendement et constitue donc une consommation d'énergie inutile. Si les proportions en phosphates de calcium et en phosphates alumine sontplus équilibrées, une température comprise entre 600 et 700 C convient aux fins de l'invention. La durée du traitement est d'au moins 15 inn dans le cas d'une montée rapide en température;dans le cas d'une montée progressive en température, la durée du traitement est fonction de la vitesse d'augmentation de la température et de la tempéra- ture finale que l'on désire atteindre. Le minerai ainsi traité est ensuite refroidi et soumis à l'attaque acide proprement dite. On réalise avantageusement cette attaque du minerai conditionné thermiquement au moyen de solutions de S02 ou de H2SOX , notamment comme il est décrit dans l'ouvrage de P. BLAZY intitulé" La valorisation des minerais" pp. 365-374 (1970), Presses Universitaires de France". le rendement de l'attaque acide, après conditionnement thermique, est nettement amélioré par rapport à celui obtenu par une attaque directe du minerai par une solution acide. On a constaté que, dans le cas de minerais uranifères à gangue phosphatée alumineuse, cet accroissement du rendement est fonction de la quantité d'alumine présente dans les minerais phosphatés contenant l'uranium. AinsiRavec un minerai uranifère contenant environ 19% de A1203, on a obtenu par attaque acide directe un rendement de 10k, quelle que soit la quantité de S02 ou H2804 utilisée. Après conditionnement thermique selon l'invention, on a obtenu avec le mEme minerai un rendement d'au moins 90 en mettant en oeuvre 200 kg d'acide par tonne de minerai. De mEme,un minerai contenant environ 16% dlA12Q3, ne permettant qu'un rendement d'attaque de 55% avec 500 kg/t de S02 ou de N SOX, est attaqué de 80 à 90 environ avec seulement 200 kg/t de rdac- tifs après le conditionnement thermique selon l'invention. Par contre, les attaques de minerais uranifères phosphatés peu alumineux (contenant environ 7 à 8% et moins d'A1203) ne sont pas améliorées par ce type de traitement et meme dégradées par le conditionnement ou choc thermique selon l'invention. Le procédé selon l'invention permet donc la valorisation de minerais uranifères contenus dans des paragénèses délicates et notamment dans de la gangue phosphatée ayant une teneur en alumine supérieure à environ 10 en poids, avec des rendements très élevés et une consommation de réactifs amoindrie. L'uranium ainsi mis en solution selon le procédé de l'invention peut ensuite être aisément récupéré de la solution selon des moyens connus, par exemple en mettant en oeuvre un solvant ou une résine échangeuse d'ions ou le procédé tel que décrit dans la demande de brevet FR 75.01.474 du 17 Janvier 1975 au nom de la Demanderesse. L'invention sera illustrée plus en détail par les exemples non limitatifs ci-après dans lesquels le conditionnement thermi qui'est réalisé à l'aide d'un four de laboratoire. EXEMPLE 1 On a soumis un minerai uranifère à gangue phosphatée, titrant, en poids par rapport au poids total du minerai, 0,10 10% en uranium et 19% en alumine, à un conditionnement thermique selon l'inventison, puis à une attaque acide à l'aide d'une solution de 302 Le conditionnement thermique a été réalisé par chauffage progressif à 8000C, la durée de montée en température ayant été de 1 h 30 et refroidissement lent; la durée totale du conditionnement a été de 7 heures. On a ensuite soumis le minerai ainsi traité à une attaque acide classique pendant 5 heures au moyen de S02 à raison de 400 kg de S02 par tonne de minerai. On a obtenu un rendement d'attaque de 85%. A titre comparatif, on a effectuéwsans conditionnement athermique, la meme attaque acide sur le meme minerai, et on a obtenu un rendement d'attaque de 10% seulement. De la meme façon,on a soumis le même minerai à un conditionnement thermique constitué d'un chauffage progressif à 8000C et d'un refroidissement par trempe, la durée totale du conditionnement thermique ayant été de deux heures. Le minerai ainsi traité a été ensuite soumis à l'attaque acide décrite ci-dessus. On a obtenu un rendement d'attaque de 94,8%. EXEMPLE 2 On a traité dans cet exemple un minerai uranifère à gangue phosphatée titrant 0,35% en poids d'uranium et 16% en poids d'alumine. Le minerai a été soumis à un conditionnement thermique à 8000C par chauffage progressif et refroidissement par trempe; le conditionnement a duré deux heures; on a ensuite soumis le minerai à une attaque acide au moyen de S02 à raison de 200 kg/t pendant 5 heures; on a obtenu un rendement d'attaque de 70% en poids. Lors d'un autre essai, on a soumis le même minerai à un conditionnement thermique à 8000C par chauffage rapide et refroidissement par trempe; le conditionnement thermique a duré 30 minutes; le minerai a ensuite été soumis à l'attaque acide selon le mode opératoire décrit ci-dessus; on a obtenu dans ce cas un rendement d'attaque de 78%. On peut indiquer, à titre de comparaison, que l'attaque directe du même minerai selon le mode opératoire décrit précédemment a permis d'obtenir un rendement d'attaque de 51% seulement. EXEMPLE 3 Dans cet exemple, on a traité selon l'invention un minerai à gangue phosphatée titrant 0,34% en poids d'uranium et 12% en poids d'alumine. Le conditionnement thermique a été réalisé à 8000C par chauffage progressif et refroidissement par trempe; la durée totale du conditionnement thermique a été de deux heures; le minerai a ensuite été soumis à l'attaque acide classique à l'aide de S02 à raison de 400 kg de S 2 par tonne de minerai pendant 5 heures; le rendement d'attaque a été de 72%. A titre de comparaison,on peut indiquer que l'attaque directe du même minerai, c'est-à-dire sans conditionnement thermique, attaque réalisée selon le mode opératoire décrit ci-dessus, a permis d'obtenir un rendement d'attaque de 65% seulement. EXEMPLE 4 Dans cet exemple, on a traité selon l'invention un minerai u ranifère titrant en poids, 0,10% d'uranium et 19% alumine. Le conditionnement thermique a été réalisé par chauffage progressif Jusqu'à des températures respectivement de 500, 600, 700 et 8000C, et refroidissement par trempe;la durée du conditionnement a été de 1 à 2 heures suivant la température choisie; l'attaque acide a été réalisée ensuite pendant 5 heures à l'aide de H280 à raison de 200 kg par tonne de minerai. Les résultats obtenus sont contenus dans le tableau ci-après Conditionnement thermique : chauffage progressif + refroidissement par Rendement d'attaque trempe néant 8% 500 C 7)y 600 c 90 700 C 90% 800 C 97% Lors dFun autre essai on a soumis le meme minerai à un conditionnement thermique selon l'invention, constitué d'un chauffage rapide à 7000C et d'un refroidissement par trempe (durée totale 30 mn). Après l'attaque acide réalisée dans les mimes conditions que ci-dessus,on a obtenu un rendement d'attaque de 95%; la solution obtenue après l'attaque acide titrait environ 0,7 g/l d'uranium. EXEMPLE 5 Dans cet exemple, on a traité selon l'invention un minerai uranifère titrantwen poids, 0 > 35% d'uranium et 16% d'alumine. Le conditionnement thermique a été réalisé par chauffage rapide à diverses températures et refroidissement par trempe; l'attaque acide a été réalisée ensuite pendant 5 heures à l'aide de H2S04 à raison de 200 kg par tonne de minerai. Les rdsultats obtenus sont donnés dans le tableau ci-après. Conditionnement thermique : chauffage rapide + refroidissement par trempe rendement d'attaque température durée "C néant ~ 74% 500 30 mn 80% 600 30 mn 80% 700 30 mn 94% 800 30 mn 75% Dans le cas du chauffage à 7000C on a obtenu des solutions titrant Jusqu'à 2,3 g/l d'uranium. EXEMPLE 6 On a traité un minerai uranifère à gangue phosphatée titrant, en poids,0,lg d'uranium et 7% d'alumine. Le conditionnement a été réalisé par chauffage progressif à 8000C et refroidissement par trempe; la durée totale de ce conditionnement a été de 2 heures. On a ensuite soumis le minerai à une attaque acide pendant 5 heures à l'aide de S02 à raison de 400 kg par tonne de minerai. On a obtenu ainsi un rendement d'attaque de 56% seulement, alors par attaque directe opérée dans les azymes conditions que ci-dessus, le rendement d'attaque était de 70%. On constate que le procédé selon l'invention n'est pas applicable à des minerais uranifères ayant de faibles teneurs en alumine. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'extraction de l'uranium à partir de minerais en contentant, selon lequel on réalise une attaque acide des minerais à traiter, de manière à faire passer l'uranium en solution qui est ensuite récupéré selon des moyens connus, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre ledit minerai, avant l'attaque acide, à un conditionnement thermique constitué d'un chauffage et d'un refroidissement, ledit chauffage étant réalisé à une température suffisante pour modifier les substances contenues dans la gangue du minerai qui inhibent l'attaque acide directe dudit minerai. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le chauffage et le rerroidissement/ inpendémment l'un de l'autre, rapides ou progressifs. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit minerai uranifère est un minerai à gangue phosphatée contenant au moins 10% en poids d'alumine et en ce que la température de chauffage est d'au moins 500 C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite attaque acide est réalisée au moyen d'une solution de S02 ou de H,SO. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la température de chauffage est comprise entre 5000C et 8000C. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le conditionnement thermique est effectué pendant au moins environ 15 mn. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le minerai contient au moins 15% en poids d'alumine et en ce qu'on opère à une température comprise entre environ 700 et 8000C. 8. Uranium extrait par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.