Brevet FR2436103A1 — publié le 19800411

Dans la fabrication de l'acide phosphorique par le procédé humide, on obtient comme sous-produit une boue qui contamine l'acide (à 25-35t de P205). Cette boue-consiste dans une suspension ou une solution sursaturée de gypse ainsi qu'unie fraction-notable de matières organiques solubles ou à l'état colloidal . Malheureusement cette boue ne peut pas être économiquement éliminée par filtration et après coagulation par contact avec les produits d'extraction ansle processus d'extraction, elle forme une croûte à l'interface organique/aqueuse, produisant des problèmes au cours de la phase de séparation et interrompant ainsi le processus d'extraction.Par suite, un pré-traitement est nécessaire pour récupérer- avec succès l'uranium à partir de acide phosphorique provenant du procédé humide. Ces dernières années, de nombreux efforts ont été faits pour mettre au point cette technique de pré-traitement faisant intervenir une oxydation, une floculation, une clarification, un traitement au charbon actif et une calcination(voir les articles : (1) F.Hurst-et al., "Progress and Problems of Recovering Uranium from Wet-Process Phosphoric Acid" présenté au 26ème Colloque sur l'industrie des engrais en octobre 1976 ;(2) H.Mcintyre, "New Uranium Source :Wet Process Acid", Canadian Chemical Process, Vol. 62,top.12, 1978;(3) R.York , "Phosphoric Acid Sludge Removed Efficiently with Inclined-Tray Settler", Chem.Process,p.30 May 1976).A ce jour les détails de ces procédés utilisés pour la récupération de l'uranium àpartir de l'acide phosphorique provenantdu procédé humide sont encore considérés comme des secrets de fabrique Par suite, les principaux buts del'invention sont: 1) un procédé efficace et continu pour éliminer les solides en suspension de la solution --d'acide 2) un procédé d'extraction continue à contre-courant liquide à la fois pour nettoyer la solution d'acide en la débarassant de matières organique s et pour purifier le kérosène qui sera r6-utilisé comme diluant dans le processus d'extraction de S l'uranium. Acet effet l'invention consiste en un procédé de pré-traitement en deux étapes pour la récupération de loura nium à partir de l'acide phosphorique vert. Dans la première étape les solides en suspension ou boue présents dans l'acide sont éliminés jusqu'à moins de 0,1 % en volume par un sépara teur à plaques ondulées inclinées sans addition d'aucun agent floculant. Dans la seconde étape, la matière organique de l'a- cide est séparée par un processus d'extraction continu au kEro- sène à contre-courant.La boue concentrée peut être retournée à l'installation de fabrication de l'acide phosphorique et le kérosène de lavage, après élimination de matières organiques par un séparateur centrifuge peut être employé comme un bon diluant pou le processusd'extraction d'uranium ultérieur. On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel on a illustré par un schéma simplifié le processus de pré-traitement en deux étapes selon l'invention pour la récupération de l'uranium à partir de l'acide phosphori- que. Ce processus comporte une étape d1élimination des solides en suspension par emploi d'un séparateur désigné par la référen- ce générale 1 et constitué par un bac garni de plaques inclinées ondulées et une étape d'élimination de la matière organique ou humus par extraction au kérosène au moyen d'un décanteur mixeur du type à quatre bacs désigné par la référence générale 2chacun de ces bacs étant désignés par n 1, n02, n03 et n04.La solution d'alimentation en acide provenant de l'installation de production d'acide phosphorique par le procédé humide désigné par la référen ce 3 et contenant 25-35% en poids de P205 (acide vert) contient environ 3,0- 1,0 % en volume de ce solideen suspension et une certaine quantité de matière- organique colloidale noire. Cette suspension est envoyée par une conduite 4 à l'étape 1 et dans laquelle les solides en suspension ou la boue sont élimines. La solution d'acide provenant de l'installation 3 est alimentée de manière continue par l'intermédiaire d'un controleur de débit vers le bas 5 du séparateur à plaques ondulées inclinées, dans lequel l'acide circule de bas en haut en étant évacué par 6 tandis que la boue concentrée est récupérée dans le bas du sé parateur en 7 pour etre reconduite à l'installation 3. Le sépa rateur peut ainsi éliminer la plus grande partie des solides de la solution d'acide. Les résultats expérimentaux indiquent que les solides contenus dansl'effluant recueillis en 6 dans le séparateur représentent moins de 0,1t en volume. Les solides ou boue concentrés évacués périodiquement par 7 dans le bas du séparateur par unsystème de soupape manuelle sont retournés à l'installation d'acide phosphorique sans aucune perte d'acide. Le séparateur nte-st toutefois pas efficace en ce qui concerne l'élimination des- matières- organiques. Ce séparateur i est constitué essentiellement par un bac rectangulaire incliné à 45" et garni de plaques ondulées parallèles 8 et espacées d'environ .2 cm. Les plaques éliminent les solides qui stécoulent le long des plaques jusqu a une trémie 9 od ils s'accumulent. La forme du déversoir et des lignes d'introduction dans ce séparateur joue un rôle très important pour assurer une répartition uniforme sur chaque plaque On choisit des plaques ondulées en PVC en raison de leur bas prix et de leur bonne résistance mécanique. Ce procédé est conduit à température ambiante. L'acide récupéré en 6 après élimination des solides en suspension s'écoule directement par trop-plein jusque -dans le bac n 1 de l'ensemble décanteur mixeur de lavage au kérosène pour la séparation des matières organiques. Pour cette étape de lavage au kerosène ,on choisit un débit à contre-courant continu. Comme on le voit sur le dessin, alors que l'acide stécoulesdepuis le bac 1 jusqu'au bac 4 en passant par les bacs 2 et 3,le kérosène s'écoule depuis un bac de stockage 10 versles quatre bacs respectivement. Le rapport entre les débits dacide et de kérosène varie de,2/1 à 1/3 selon la quantite de matières organiques dans l'acide. On obtient à la base du bac n04 une solution d'acide propre que l'on peut prélever et envoyer directement par i1 au processus d'extraction d'uranium sans aucun problème de séparation de phases.La matière organique noire est recueillie dans les bacs n0 à 4. Après un certain-nombre de cycles, on peut séparer cette matière organique noire de la phase au kérosène au moyen d'un séparateur centrifuge. La nature du mélange à deux phases débordant de chaque mélangeur A à chaque décanteur B de chaque bac n01 à n04 et le temp sde séjour dans la chambre de mélangeage sont des facteurs importants pour assurer l'élimination de la matière organique de la solution acide par le processus d'extraction au kérosène. Selon le présent procédé, la consomma tion en kérosène est inférieure à 0,07% del'acide traité après plus de 60 cycles d'essai. L'uranium de l'acide n'est pas extrait par le kérosène=en même temps que la matière organique noire.La récupération de l'uranium par l'-extraction au solvant en utilisant les systèmes D2BHPA-TOPO kérosène à partir de 1500 1 d'acide pré-traité à conduit à presque pas de matières organiques sur l'interface organIquesaqueuse. Au surplus-l'indIce d'iode du kérosène traité diminue de 14 à 2 après plus-ieurs cycles.Le kérosène traité a également été utilisé , comme indiqué par 12 sur le schéma comme diluant paur l'extraction d'uranium dans 1 'acide phosphorique.Les résultats expérimentaux indiquent que la quantité de matières organiques accumulée dans la troisième pha se est de 60t inférieure à celle du diluant non traité. Cependant on n'observe pratiquement pas de troisième phase noire quand on réalise la récupération de l'uranium avec l'acide prétraité et le diluant traité. Le procédé de pré-traitement tel qu'illustré sur le schéma illustré a été teste en laboratoire avec le sépa rateur à plaques ondulées inclinées et le mélangeur décanteur du type à bacs à raison de 6 litrespar heure et de 100 litres par heure d'alimentation en acide respectivement. On peut mettre en oeuvre la présente invention avec le minimum de frais en réactifs chimiques, un entretien simple et un équipement peu coûteux. RE V E N D I C A T I O N S i. Procédé pour-oBtenir une solution d'acide clarifié (25-35% de P205) à partir du produit obtenu dans une installation de fa brication acide phosphorique par le procédé humide, procédé caractérisé en ce qu'il consiste a) à éliminer les boues de la solution d'acide phosphorique par un séparateur - plaques ondulées inclinées sans additicn de réactif chimique. b) à éliminer la matière organique de la solution d'acide phosphorique par une phase kérosène en utilisant un système à mélangeur-décanteur c) à traiter la troisième phase brute produite dans le décanteur de l'extracteur par un séparateur centrifuge en vue de récu pérer le kérosène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boue concentrée en l'absence d'agent floculant est retournée à l'installation d'acide phosphorique sans perte d'acide au cours du fonctionnement; normal de l'installation-. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système demélangeur-dêcanteur comporte quatre étapes d'extrac tion par lavage au kérosène. 4. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que le kéro sène traité est employé comme diluant dans le procédé de récu pération d'-uranium.