Brevet FR2463189A1 — publié le 19810220

La présente invention se rapporte à un procédé de récupération de métaux non-ferreux contenus dans un résidu riche en goethite (FeOOH), obtenu lors du traitement par voie hydrométallurgique de minerais de zinc. Dans la production de zinc par voie hydrométallurgique la lixiviation des minerais va de pair, selon la composition de ceux-ci, avec la mise en solution de quantités plus ou moins importantes de fer. Une méthode pour séparer ce fer de la liqueur de lixiviation consiste à le précipiter par hydrolyse sous la forme de goethite qui est un composé bien filtrable. Cette hydrolyse libère du H2S04 qu'il faut neutraliser étant donné qu'elle doit tre effectuée à un pH bien déterminé. Le plus souvent on utilise en tant qu'agent de neutralisation, de la blende grillée et on retrouve alors dans la précipité de fer, le résidu de cette blende de neutralisation. Ce résidu de blende est constitué partiellement de ferrites de zinc, on y retrouve également d'autres métaux non-ferreux tels Cu, In, Ge, et Cd.Après filtration, on obtient alors d'une part une liqueur de lixiviation deferrée et d'autre part le résidu riche en goethite contenant des métaux non-ferreux, visé par la présente invention Le but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de récupérer de façon économique les métaux non-ferreux contenus dans ce résidu et d'obtenir à la fois un résidu riche en fer valorisable par exemple comme pigment ou minerai de fer. A cet effet, on traite selon l'invention le résidu par un agent sulfatant entre environ 500 et environ 7500C en sulfatant ainsi sélectivement les métaux non-ferreux, et on sépare les métaux sulfatés du résidu par lixiviation. Il est essentiel d'effectuer la sulfatation entreenvîron 500 et environ 7500 C, car, si on opère en-dessous d'environ 5000 C, on produit des quantités importantes de sulfate de fer, et, si on opère au-dessus d'environ 7500 C, le taux de sulfatation du zinc est trop faible. On opère avantageusemententre environ 550 et environ 6500 C, parce q on obtient dans cette gamme la sulfatation la plus sélective des métaux non-ferreux. La durée de réaction requise pour obtenir le résultat visé dépend dans une large mesure des possibilités de contact entre le résidu et l'agent sulfatant et, partant, de l'appareillage mis en oeuvre pour réaliser la sulfatation. I1 va de soi que cette durée peut être facilement déterminee, pour chaque cas particulier, par voie expérimentale. En tant qu'agent sulfatant, on utilise avantageusement du H2SO4 etZou du S03. C'est aInsi que l'on peut effectuer la sulfatation avec du H2S04 ou avec un gaz contenant du S03, ce gaz étant obtenu soit par la décomposition de H2S04 ou d'un sulfate, soit ranis une installation de fabrication de H2SO4 par le procédé de @@@ @@@. On peut encore enrichir ce gaz sulfatant e y injectant du il2SC3 . Lorsqu'on a affaire à un résidu humide et qu'on utilise un gaz contenant du 803 comme agent de sulfatation, il est avantageux de sécher le résidu entre environ 100 et environ 2000 C avant de le mettre en contact avec l'agent de sulfatation. On lixivie avantageusement le résidu sélectivement sulfaté avec de l'eau acidulée à un p11 allant de 1 à 5, de préférence de 1-à 2, pour éviter l'hydrolyse des sulfates, et à une température compriseentre la température ambiante et environ 900 C, de préférence à une température allant d'environ 20 à environ 600 C. Il est particulièrement utile d'effectuer la lixiviation en contre courant, cette méthode permettant d'obtenir des-solutions concentrées de métaux non-ferreux. Les exemples suivants feront mieux comprendre le procédé de l'invention et ses avantages. Ces exemples se rapportent au traitement d'un résidu humide riche en goethite prélevé directement du filtre utilisé pour le séparer de la liqueur de lixiviation déferrée. Ce résidu humide (42% en poids d'eau) contient à l'état sec, en % en poids: 7,15 Zn; 41,2 Fe; 0,06 In; 0,82 Cu. Exemple 1 On mélange 1 kg de résidu avec 10% an poids de H2S04 36N et on calcine le mélange à 6000 C pendant 2 heures. On lixivie le résidu de calcination pendant 2 heures à 600 C dans 5 litres d'eau acidifiée par du H2S04 jusque un pH situé entre 1 et 2. Composition du résidu de lixiviation, en % en poids: 1 Zn; 60,5 Fe, 0,011 In; 0,09 Cu. Rendements de mise en solution (ou d'extraction), en 90 Zn; 6 Fe; 87,5 In; 93 Cu. Exemple 2 On sèche 0,5 kg de résidu à 1200 C et on broie le résidu séché. On place une nacelle contenant 0,1 kg de ce résidu sec dans un four tubulaire, que l'on chauffe à 6300 C et à travers lequel on fait passer pendant 1 heure et à un débit de 0,2 Nm3/heure, un gaz contenant 7% en volume de SO3 et provenant d'une installation de fabrication de H2S04 par le procédé de contact. On lixivie le résidu ainsi sulfaté pendant 2 heures à 600 ( dans 1 litre d'eau portée par du H2S04 à m pH situé entre 1 et 2. Composition du résidu de lixiviation, en % en poids 1,05 Zn; 58,5 Fe; 0,014 In; 0,1 Cu. Rendements de mise en solution, en % : 92 Zn; 1,8 Fe; 94 Cu; 86 In. Exemple 3 On mélange 1 kg de résidu avec 5 % en poids de H2S04 36N et on calcine le mélange à 6000 C pendant 2 heures. On lixivie le résidu ainsi sulfaté à 200 C en contre-courant avec 1 litre d'eau portée à pH 1 avec du H2S04, en utilisant 3 étapes ayant chacune une durée de 1 heure. Composition du réside de lixiviation, en % en poids: 1,5 Zn; 62 Fe; 0,1 Cu; 0,02 In. Composition de la solution, en g/l: 95 Zn; 20 Fe; 9 Cu; 0,5 In; 0,25 Cd. Une telle solution peut être traitée par des techniques connues en vue de la récupération de Zn, Cu, In, Cd. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération de métaux non-ferreux contenus dans un résidu riche en goethite (FeOOH), obtenu lors du traitement par voie hydrométallurgique de minerais de zinc, caractérisé en ce qu'on traite le résidu par un agent sulfatant entrtenviron 500 et environ 750 C en sulfatant ainsi sélectivement les métaux non-ferreux, et on sépare les métaux sulfatés du résidu par lixiviation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la sulfatation entr"environ 550 et environ 6500 C. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise en tant qu'agent sulfatant du H2S04 et/ou du S03. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue la sulfatation à 112ide d'un gaz contenant du S03 et obtenu par décomposition de 112804 ou d'un sulfate 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue la sulfatation à l'aide d'un gaz contenant du S03 et obtenu dans une installation de fabrication de H2Ç04 par le procédé de contact. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on enrichit le gaz en y injectant du H2S04. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on traite un résidu humide. 8. Procédé selon l'ur quelconque des revendical:ions 1 à 3 et selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on mélange le résidu avec du H2S04 et on chauffe le mélange ainsi obtenu à une temperature comprise dans la gamme de températures précitée. 9. Procédé selon 1 une quelconque des revendications 1 à 6 et selonla revendîcatj0ri7,caractérisé en ce qu'on sèche le résidu à une température comprise entre environ 100 et environ 2000 C et on traite le résidu ainsi séché par un gaz contenant du SO3 à une température comprise dans la gamme de températures précitée. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue la lixiviation avec de l'eau acidulée à un pH allant de 1 à 5 et à une température comprise entre la température ambiante et environ 900 C. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en- ce qu'on maintient le p11 à une valeur fixe par addition de H2S04. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé @@@@@@ caractérisé en ce qu'on effectue la lixiviation en contrecourant.