Brevet FR2399480A1 — publié le 19790302

La présente invention concerne un procédé d'extraction du cadmium des céments cadmifères, en particulier des céments provenant de la dépuration avec du zinc en poudre, des solutions de zinc que l'on obtient au cours du procédé électrolytique d'extraction du zinc des minerais de zinc La procédé d'extraction du zinc des minerais de zinc est connu, il comprend les phases suivantes - grillage des minerais de zinc pour en obtenir le ZnO - lessivage du ZnO avec une solution de H2S04 pour eneobtenir le ZnSO4. Dans le minerais d'origine se trouvent aussi d'autres éléments et d'autres composés, qui doivent être éloignés de la solution de ZnSO4 ;; certains de ces composés, (Fe2(OH)3 , SiO2) précipitent au sein de la solution alors que d'autres (Cd , Cu) restent en solution et doivent en être séparés . A cette fin, on effectué : - la dépuration de la solution de ZnSo4 avec du zinc en poudre en excès, qui donne lieu à la formation de ZnSO4 et cause la précipitation du cadmium et du cuivre à l'état métallique ; - l'électrolyse de la solution dépurée de ZnS04, avec obtention de Zn métallique et régénération de l'R2S041 qui rentre en cycle. Les élaments qui précipitent à l'état de métal au moment de l'addition de Zn en poudre à la solution impure de ZnSOq, constituent les céments, qui par conséquent, contiennent en général - du cadmium métallique, en un pourcentage compris entre 3 et 10 % en fonction du contenu en cadmium de minerais de zinc employés - du zinc (zinc en poudre en excès) en un pourcentage compris entre 35 et 50 % - du cuivre, du fer, du nickel, du tallium et d'autres éléments, en des concentrations variables, qui se séparent à l'état métallique avec le cadmium (tel le cuivre) ou qui étant déjà précipités (tel le Fe2(OH3), Six2) comme résidu de décantation, au sein des solutions à dépurer, se retrouvent ensemble dans les céments, au moment de la filtration. Le procédé connu d'extraction du cadmium de ces céments, comprend la solubilisation du cadmium, la dépuration de la solution ainsi obtenue, riche en cadmium et la séparation du cadmium par électrolyse ou par réduction avec du zinc en poudre, suivie du briquetage de l'éponge de cadmium ainsi obtenue. A présent on solubilise le cadmium en lessivant les céments cadmifères avec une solution de H2S04, (en général la solution qui provient des cellules électrolytiques pour l'extraction du zinc), A la suite d'un tel lessivage, on obtient une solution qui contient tout le zinc des céments et tout le zinc de la solution de lessivage, tout le cadmium et tous les autres métaux, à l'excep- tion du cuivre qui reste en grande partie sous forme de cuivre métallique. On a aussi préconisé l'emploi de composés oxydants (MnO2) ou d'air (02) afin de faciliter la solubilisation du cadmium. L'un des désavantages de ce procédé connu d'extraction du cadmium, lié au lessivage acide, consiste dans le fait que dans le cas le plus favorable, le rapport Cd/Zn dans la solution est égal à celui du cément de départ. Par conséquent, comme ce rapport est plutôt bas, on doit traiter des grands volumes de liquides. Il s'en suit des colts d'installation élevés et des bas rendements d'extraction. Un autre désavantage consiste dans le fait que dans la solution acide se trouvent, avec le cadmium, aussi les autres éLéments et composés ci-dessus indiqués, ce qui oblige à des opérations ulrérieures en vue de leur séparation. Un autre désavantage consiste dans le fait que, comme les céments cadmifères sont en partie métalliques, au cours du lessivage acide il peut se dégager de l'hydrogène, avec le danger d'explosions qui s'en suit. En outre si dans de tels céments cadmifères, l'arsenic est présent, ce dernier en contact avec l'bydrogène donne lieu au développement d'hydrogène arsénical (AsH3 > , gaz fortement toxique. En raison de ces faits, le lessivage acide doit avoir lieu dans des tonneaux de réaction fermés, pourvus d'organes appropriés pour l'aspiration de l'hydrogène et de l'hydrogène arsénical. Selon l'invention tous ces inconvénients sont éliminés par un procédé d'extraction du cadmium contenu dans les céments cadmifères, selon lequel on solubilise le cadmium contenu dans lesdits céments et on effectue la dépuration de la solution cadmifère ainsi obtenue et la séparation du cadmium par électrolyse ou par réduction avec du zinc en poudre et qui est caractérisé en ce que les céments cadmifères, préalablement moulus et oxydés, sont soumis à un lessivage avec une solution neutre de sulphate de zinc. Toujours selon l'invention on peut favoriser l'oxydation des céments cadmifères en les séchant dans un courant d'air à une température comprise entre 1000C et 15O0C. Avantageusement on peut favoriser l'oxydation des céments cadmifères, au cours du lessivage, en insufflant dans la suspension, de l'air finement divisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description qui suit, d'un exemple préféré de réalisation et à la lecture du dessin annexé correspondant dans lequel la figure unique montre schématiquement le procédé d'extraction du cadmium selon l'invention. Comme montré sur cette figure, le procédé d'extraction du cadmium selon l'invention, qui se déroule à coté du procédé d'extraction du zinc du minerai de zinc, prévoit l'introduction dans 3 un réacteur cylindrique 3 de 20 m , pourvu d'un agitateur à hélice 4, d'une certaine quantité de céments cadmifêres (dans l'exemple décrit 7 à lO tonnes) qui proviennent du déchargement de filtrepresses 2. Dans le même réacteur.3 on~introduit pendant 90 à 12O 3 minutes, 10 à 12 m de solution neutre de ZnSo4 (contenu en Zn approximativement 20 gr/litre).On porte par la suite la suspension à la température désirée (70-750C), et on la maintient en agitation ininterrompue par l'insufflement, à travers des diffuseurs (non représentés), d'air finement divisé (approximativement 3 20 m par heure). Dans ces conditions le cadmium ayant été oxydé par l'air réagit avec la solution neutre de ZnS04, selon la réaction et donne lieu à une solution neutre de CdSO4. Celle-ci convenablement filtrée dans un filtre-presse 5, est séparée du résidu 6 (ZnO + Cu), pour être soumise aux opérations successives connues d'extraction du cadmium métallique. Le résidu 6, après lavage à l'eau pour en enlever le CdSO4 qui l'imprègne, est soumis à son tour à des opérations ultérieures, qui ne sont pas objet de l'invention, pour la récupération du Zn et du Cu. La solution qui provient du lavage du résidu, contenant du CdSO4; ainsi qu'il a été dit, rentre à nouveau dans le cycle dans le réacteur 3 pour le lessivage de nouvelles quantités de céments cadmifères. De ce qui précède il apparatt clairement que le procédé d'extraction du cadmium, objet de la présente invention offre, par rapport aux procédés connus, fondés sur le lessivage acide des céments cadmifères, de nombreux avantages, parmi lesquels - la possibilité d'obtenir une solution dans laquelle le rapport Cd/Zn est aussi élevé qu'on le veut, et par conséquent la possibilité d'élever le rendement de l'extraction du cadmium. On peut en outre observer que le lessivage neutre des céments au cadmium peut même être effectué à l'eau si le contenu en Zn sous forme de ZnSo4, qui reste par imprégnation dans les céments, correspond au contenu en cadmium - l'absence complète de Fe, Cu et Pb dans la solution neutre de CdS04, et par conséquent l'élimination d'opérations supplémentaires de dépuration - l'absence totale de H2 dans la réaction et donc l'élimination de tout danger d'explosion et/ou de développement d'hydrogène arsénical , - une économie appréciable par rapport soit aux procédés connus dans lesquels les céments cadmifères sont oxydés d'une manière naturelle, par l'insufflation d'air dans le réacteur permet d'employer directement les céments cadmifères sortant des filtre presses, soit aux ptocédés connus dans lesquels l'oxydation des céments cadmifères se produit par séchage (oxydation rapide), puisque la construction de l'installation de séchage peut être éliminée. REVENDICATIONS 1. - Procédé d'extraction du cadmium contenu dans les céments cadmifères, selon lequel on solubilise le cadmium contenu dans lesdits céments et on effectue la dépuration de la solution cadmifère ainsi obtenue et la séparation du cadmium par électrolyse ou par réduction avec du Zn en poudre, caractérisé en ce que les céments cadmifères, préalablement moulus et oxydés sont soumis à un lessivage avec une solution neutre de sulphate de zinc. 2, - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on favorise l'oxydation des céments cadmifères en les séchant dans un courant d'air à une température comprise entre lo00C et 1500C. 3. - Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on favorise l'oxydation des céments cadmifères, au cours du lessivage, en insufflant dans la suspension, de l'air finement divisé,