Brevet FR2459841A1 — publié le 19810116

PROCEDE DE RECUPERATION SIMULTANEE DE VANADIUM, DE MOLYBDENE ET DE GALLIUM POUR DES EFFLUENTS RESIDUELS D'USINES DE TRAITEMENTS D'ALUMINE. La présente invention a pour objet un nouveau procédé de récupération de molybdène, de gallium et de vanadium à partir d'effluents alumineux liquides provenant d'usines de traitement d'alumine. Selon la présente invention, les métaux précités sont récupérés simultanément, en une étape, par électrolyse des résidus alumineux promenant d'usines de traitement d'alumine, à une température supérieure à 70"C, à l'aide d'une densité de courant comprise entre 400 et 1200 A/m2, 1 'électrolyse étant effectuee à l'aide d'une cathode constituée par un alliage liquide de bas point de fusion, sous agitation mécanique dudit alliage. On connait différentes méthodes de récupération de gallium à partir de résidus alumineux liquides. Jusqu'à ce jour, onemployait, en général, les procédésconnussous le nom de procédésde récupération "directe". De tels procédés de récupération directe sont, entre autres, le procédé dit de cathode à bain de mercure (décrit dans le brevet hongrois No. 145 729 et dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique No. 2 793 179), l'électrolyse effectuée à l'aide d'une cathode de gallium liquide (décrite dans le brevet français No. 1 418 513) ou d'une cathode solide (décrite dans -le brevet hongrois No. 156 992 et dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3 677 918), l'extraction par des solvants organiques (décrite dans le brevet hongrois No. 164 521) et la cémentation par le gallium (décrite dans les brevets des Etats Unis d'Amérique No. 3 988 150, d'Union Soviétique Nos. 263 154, 329 792 et 510 848). Les méthodes de récupération de vanadium à partir de résidus alumineux liquides résultant d'usines de traitement de l'alumine sont le plus généralement baséessurla cristallisation. De telles méthodes sont notamment décrites dans les publications suivantes: - Z. Osvald, E. Skuteczky, J. Zámbó, B. Toto: "Fémipari Kutatointézet Közle- ményei [Procecding of tlie Metallurgical Industry Research Institute, publié en Hongriel, V., 53-62, (1961); - V.Z. Tarasenko, A.I. Zazubin, V.D. Ponomarev, EN. Baespalov: "Trudi Inst. Met. i Obogashch". Akad. Nauk.Kaz. SSR, 27, 66-74 (1968); - A. Juhasz: "Kolla:;zati Lapok" IMeta.l.lurgical Pcriodicals, publié en Hongriel, k, 161-168 (1958). On connaft également des méthodes de réduction chimiques et électrochimiques; de telles méthodes sont notamment décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3 677 918 et dans le brevet soviétique No. 431 752, ainsi que dans les publications suivantes: -A.I. Zazubin, B.A. Bocskarev, GA. Romanov: "Trudi Inst. Met. i Obogashch" Akad. Nauk. Kaz. SSR., 27, 79-85 (1968); -EL. Slavina, GA. Ivanova: idem, 17, 20-26 (1966). Des méthodes convenables de récupération de molybdène à partir de résidus alumineux liquides produits dans des usines de traitement d'alumines ne sont pas connues. Tous les procédés mentionnés, quoiqu'un certain nombre d'entre eux soient utilisés actuellement, présentent un certain nombre d'imperfections techniques. Pour récupérer le gallium, les résidus liquides industriels doivent toujours être soumis à une étape de purification préliminaire et le procédé de récupération nécessite l'emploi de reactifs coûteux consistant en des poisons (par exemple: aluminium, agent d'extraction organique). Dans le cas où l'on récupère le vanadium, les coûts de l'investissement résultant du système de chauffage et de refroidissement, et les coûts des agents chimiques spéciaux utilisés conduisent à des taux de production élevés. L'inconvénient principal de tous ces systèmes de récupération connus réside dansle fait que l'intérêt véritable de ces procédés dépend principalement des circonstances techniques du traitement des terres alumineuses (par exemple, présence de matériaux organiques, d'autres impuretés minerales, taux de concentration, vitesse, etc), et pour cette raison l'emploi de ces procédés exige la mise en oeuvre d'essais et de mises au point specifiques. Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé qui peut être mis en oeuvre sans dépendre vraiment de la technique mise en oeuvre pour le traitement des terres alumineuses et sans influencer de façon néfaste celle-ci, tout en conduisant, en outre, à l'obtention de métaux avec un coût de production plus faible, et en éliminant toute nécessité d'emploi de réactifs coûteux et/ou susceptibles de former des poisons. Le procédé selon la présente invention a pour objet un procédé élec trolytique qui perlllet la recul)(?ration simultanée du vanadium, du molybdène et du gallium. Dans le cas où l'on met en oeuvre le procédé selon la présente invention,les résidus alumineux liquides à partir desquels les métaux doivent être récupérés ne doivent pas être soumis à un traitement préliminaire (par exemple, refroidissement, élimination des impuretés, etc.).Le traitement est effectué dans une cellule électrolytique formée d'un matériau convenable, dans lequel est employé en tant que cathode un alliage à bas point de fusion, dont la composition peut par exemple être: - 50% de bismuth, - 25 de plomb, - 12,5% d'etain, et - 12,5% de cadmium, et en présence d'un metal insoluble dans les bases entouré par un diaphragme resistant aux bases formant l'anode. La température du résidu alumineux liquide subissant l'électrolyse doit être supérieure à 70"C. Afin d'obtenir un taux elevé de récupération et de récupérer le vanadium, le molybdène et le gallium simultanément, la densité de courant de la cathode doit être maintenue entre 400 et 1200 A/m2 et cette cathode doit être agitée par des moyens mécaniques. Au cours de l'électrolyse, le vanadium et le molybdène forment des précipités insol-ubles dans les bases se présentant sous forme d'oxydes de valence faible, tandis que le gallium forme avec le metal de la cathode un alliage. En résume -les avantages du procéde selon la présente invention sont les suivants: - trois métaux précieux peuvent être récupérés en une etape à partir des résidus alumineux liquides d'usines de traitement de l'alumine; - les résidus alumineux liquides n'ont pas besoin d'être soumis à un trai tement préalable; - la mise en oeuvre du procédé exige uniquement de l'énergie électrique et ne nécessite aucun autre agent chimique ou autre auxiliaire. D'autres avantages et caracteristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des exemples donnés à titre illustratif mais non-limitatif. EXEMPLE 1 Un résidu alumineux liquide provenant d'une zone industrielle contenant: - 1,0 g/l de pentoxyde de vanadium, - 0,2 g/l de molybdène, ct -0,15 g/l de gallium, subit une électrolyse à une température de 90"C, pendant 2 heures, sous un courant ayant une densité de 800 A/m2, la cathode étant agitée. La surface de la cathode est de 20 cm2, et le volume de la cellule d'électrolyse est de 150 ml. Lorsque l'électrolyse est achevée, on constate qu'il reste dans la solution: - 0,04 g/l de pentoxyde de vanadium, -0,01 g/l de gallium, et - 0,08 g/l de molybdène. Sur la base de ces données, les taux de récupération obtenus sont les suivants: - pentoxyde de vanadium ........... 977. - molybdène 60% - gallium 95% EXEMPLE 2 Un résidu alumineux liquide résultant de l'industrie, contenant: - 0,71 g/l de pentoxyde de vanadium, - 0,30 g/l de molybdène, et -0,18 g/l de gallium, subit une électrolyse à une température de 90 C durant 2 heures sous un courant ayant une densité de 1000 A/m2, la cathode étant agitée. Lorsque l'électrolyse est achevée, on constate qu'il reste dans la solution: - 0,041 g/l de pentoxyde de vanadium - 0,08 g/l de molybdène, et -0,1 g/l de gallium. Sur la base de ces données, les taux de récupération obtenus sont les suivants: - pentoxyde de vanadium - molybdène 73% - gallium -.- 39%.39%. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux exemples et modes de mise en oeuvre mentionnes ci-dessus; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagees et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATION 1. - Procéde de récupération de vanadium, de molybdène et de gallium contenus dans les liqueurs ou résidus liquides alumineux provenant d'usines de traitement de l'alumine, ce procédé étant caractérisé en ce que la récuperation des trois metaux est simultanée et en ce qu'elle est effectuée par électrolyse de ladite liqueur ou résidu liquide, à une température supérieure à 700C, sous l'action d'un courant ayant une densité de 400 à 1200 A/m2, l'électrolyse etant effectuée à l'aide d'une cathode formée d'un alliage liquide de bas point de fusion que l'on agite par des moyens mécaniques.