Brevet FR2544751A1 — publié le 19841026

La présente invention concerne d'une façon générale I'élimination de composés solubles d'argent de complexe de chlorure de cuivre. Spécifiquement, la présente invention concerne la récupération sélective d'argent à partir de solutions aqueuses contenant des complexes de chlorure cuivreux. Il est apparu un certain nombre de procédés de récupération hydrométallurgiques du cuivre à partir de concentrés sulfurés contenant du cuivre, qui sont basés sur l'extraction du cuivre sous forme de complexes solubles de chlorure de cuivre. A cet égard, voir par exemple Spink D.R. "Energy Requirements for the Extractive Metallurgy of Copper" (Besoins d'énergie de la métallurgie extractive du cuivre), The Netallurgical Society of CIM, pages 167 à 175 (1977). Bien que ces procédés hydrométallurgiques emploient différentes étapes de lixiviation, en général les procédés prorneteurs du point de vue industriel produisent une solution de lixiviation contenant du cuivre soluble principalement sous forme de complexes de chlorure cuivreux. Comme la valence du cuivre dans ces solutions de lixiviation est de +1 plutôt que de +2 comme dans les solutions sulfuriques classiques pour obtention électrolytique du cuivre, la quantité de courant électrique théorique nécessaire pour obtenir le cuivre par électrolyse à partir de la solution de lixiviation est égale à la moitié de celle qui est nécessaire pour obtenir le cuivre par électrolyse à partir des solutions sulfuriques classiques. Cette économie potentielle d'énergie par diminution de moitié du courant de dépôt est un avantage important de ces procédés hydrométallurgiques. Toutefois, un inconvénient majeur rencontré dans ces procédés hydrométallurgiques est le fait que l'argent présent dans les concentrés se dissout pour former des complexes solubles d'argent. Ceux-ci sont présents dans les solutions aqueuses de chlorure cuivreux. Cette solubilisation de l'argent sous une forme dont la chimie est pratiquement analogue à celle des complexes -de chlorure cuivreux rend la récupération séparée de l'argent extrêmement difficile quand on opère de la façon habituelle. De plus, il se produit une contamination du cuivre par 1 argent quand on emploie l'obtention électrolytique comme technique de récuperation du cuivre à partir de la solution de chlorure cuivreux. Une technique suggérée pour séparer un métal comme l'argent de la solution de chlorure cuivreux exige l'électrolyse de la solution à des températures supérieures à environ 30"C, à de basses densités de courant, par exemple moins de 11 A/m2 environ (1,0 Ampere/ft2) et de préférence moins de 1,1 A/m2 (0,1 A/ft2). Voir par exemple le brevet US-3 77o 826. L'emploi d'aussi basses densités de courant n'est pas intéressant du point de vue industriel, naturellement étant donné la vitesse de dépôt de l'argent extrêmement faible et la possibilité très réelle d'un co-dép8t du cuivre en l'absence de régulation du potentiel de dépôt comme ilest décrit ci-après. Dans'le brevet US 4 288 304 est décrite la récupération d'argent par électrolyse à partir de solutions de complexes de chlorure cuivreux. D'un point de vue industriel toutefois, la technique décrite n'est pas satisfaisante puisque seulement 35 % de l'argent sont éliminés de la solution au bout de 2 heures et 40 minutes d'électrolyse. Pour tirer pleinement parti des avantages des procédés hydrométallurgiques qui produisent des solutions de lixivivation contenant du chlorure du cuivre, il est important de pouvoir récupérer sélectivement l'argent à partir des solutions de- lixiviation contenant du chlorure cuivreux obtenu dans ces procédés. En résumé, selon la présente invention, on récupère l'argent à partirde solutions contenant des complexes de chlorure cuivreux en faisant passer la solution à travers une cathode poreuse tout en maintenant la cathode à un potentiel prédéterminé, grâce à quoi pratiquement seul 11 argent se dépose sur la cathode. De préférence, la cathode poreuse est maintenue à un potentiel négatif de 100 à 150 millivolts par rapport au potentiel de l'électrode de calomel On va maintenant décrire à titre de Plns parliculières de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une illustration schématique d'une cellule employée dans le procédé de la présente invention. - La figure 2 est une représentation graphique des potentiels de réduction et d'oxydation des chloro complexes de cuivre (t) et d'argent (I) mesurés par des techniques de balayage de voltage. Si l'on se réfère à la figure 1, celle-ci montre une cellule électrolytique 10 ayant une anode 11 et une cathode poreuse 12. La cellule est munie d'une entrée 14 et d'une sortie 15 disposées de telle façon que la solution de chlorure cuivreux/chlorure d'argent est introduite dans la cellule par l'entrée 14, traverse la cathode poreuse 12 et est ensuite retirée de la cellule par la sortie 15. Ceci est réalisé par des moyens de pompage (non représentés). Comme le montre la figure 1, il est prévu un moyen 16 pour appliquer un potentiel à l'anode il et à la cathode poreuse 12. Dans le mode de réalisation de l'invention de la figure 1, le moyen 16 comprend une électrode de référence 17 pour s'assurer que le potentiel appliqué à la cathode sera maintenu à une valeur prédéterminée. Le moyen 16 est, par exemple, un poteiiom8s~e. Dans la pratique de la présente invention, on peut employer comme cathode poreuse 12 n'importe quelle électrode perméable à l'écoulement d'un liquide ; cependant, il est particulièrement avantageux d'employer comme cathode un tapis de fibres de carbone sur support De préférence, la cathode a une perméabilité élevée et une surface importante suffisantes pour permettre des vitesses élevées d'écoulement de l'électrolyte vt des courants de dépôt élevés, grâce à quoi l'argent est éliminé rapidement de l'électrolyte. Le tapis de fibres de carbone est supporté par un écran rigide mais poreux électriquement conducteur, du type à mailles ou analogues. Ainsi, par exemple, on peut employer une toile de titane ou de nickel En général, le support est en contact électrique avec le tapis de fibres de carbone. Dans la pratique de la présente invention, on introduit une solution aqueuse de chlorure cuivreux contenant de 1 argent dans une cellule telle que celle qui est représentée sur la figure 1 et on l'a fait passer à travers la cathode poreuse 12, de préférence à une vitesse suffisante pour augmenter le courant de diffusion correspondant au dépôt de l'argent. Tandis que la solution est pompée à travers la cellule et traverse la cathode poreuse 12, simultanément la cathode est maintenue à un potentiel prédéterminé, grâce à quoi pratiquement seul l'argent est déposé sur la cathode.En fait, dans la pratique de la présente invention, on préfère en particulier maintenir la cathode à un potentiel négatif de 100 à 150 millivolts par rapport au potentiel de ltélectrode de calomel, étant donné que dans ces conditions, l'argent est déposé tandis que le cuivre ne l'est pas. A ce sujet, on se reportera à la figure 2 qui montre les potentiels de dépôt de l'argent et du cuivre mesurés par des techniques de balayage de voltage sur des électrolytes contenant des complexes de chlorure correspondants. De temps à autre, on récupère l'argent déposé sur la cathode. La technique de récupération utilisée dépend dans une certaine mesure du type de cathode employé. Par exemple, quand la cathode est un feutre de carbone, la récupération de l'argent peut se faire par combustion du charbon. Par ailleurs, si l'électrode poreuse est une structure de métal rigide, on peut récupérer l'argent en utilisant la cathode, avec son revêtement d'argent, comme anode dans une cellule électrochimique, dans des conditions suffisantes pour déposer à nouveau l'argent sur une contre-électrode. Le cuivre peut être récupéré à partir de la solution exempte argent par des techniques d'obtention électrolytiques. Pour illustrer plus en détail le procédé de la présente invention, on a réalisé l'exemple suivant. EXEMPLE On prépare une cathode poreuse en employant un morceau circulaire de feutre de fibres de carbone vendu par Union Carbide Corporation, New-Yor, N.Y sous le nom de "Thornel VMA". La cathode a une surface de 12 cm2. Une toile de titane servant de collecteur de courant est fixée au tapis de fibres de carbone au moyen d'un ciment d'époxyde contenant encore une charge du carbone conducteur. La cathode ainsi construite est montée dans une cellule en plexiglass conçue pour permettre de pomper l'électrolyte à travers la cathode. La cellule est aussi équipée d'une contre-électrode et deun capillaire de Luggin pour permettre la régulation du potentiel de la cathode poreuse à une valeur prédéterminée. L'électrolyte utilisé dans l'expérience est composé de NaCl 2H, HC1 0,5 M et Cucul 0,35 M auquels on a ajouté 2,5 g/l de AgCl. On pompe l'électrolyte à travers la cathode poreuse, à la température ambiante, en maintenant le potentiel de l'électrode entre -100 et -150 mV par rapport au potentiel de l'électrode de calomel. On mesure un courant cathodique net d'environ 50 mA pendant les six heures d'expérience, ce qui équivaut à un rendement de 1,21 g d'argent. A la fin de l'expérience, on retire l'électrode poreuse de la cellule, on la rince à l'eau et on la sèche. Le dépôt métallique que l'on voit sur les fibres de carbone a été confirmé comme étant de l'argent par analyse aux rayons X. Comme on le voit d'aprés ce qui précède, on employant un potentiel contrôlé et une électrode poreuse perméable à l'écoulement de liquide, on sépare et on récupère sélectivement l'argent à partir du mélange de complexes de chlorure d'argent et de chlorure cuivreux. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération sélective de l'argent à partir d'une solution aqueuse de chlorure cuivreux contenant de l'argent dissous consistant à : faire passer cette solution à travers une cathode poreuse tout en maintenant cette cathode à un potentiel prédéterminé suffisant pour déposer électrolytiquement seulement l'argent sur cette cathode. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce potentiel a une valeur négative d'environ 100 à environ 150 mV par rapport au potentiel de l'électrode de calomel. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape de récupération de l'argent déposé sur ladite cathode. 4. Dans les procédés hydrométallurgiques d'extraction du cuivre dans lesquels est obtenue une solution aqueuse de chlorure cuivreux contenant de l'argent dissous, l'amélioration consiste en : introduire cette solution dans une cellule électrochimique ayant une cathode poreuse, et faire passer cette solution à travers cette cathode en maintenant cette cathode à un potentiel négatif de 100 à 150 mV par rapport au potentiel de l'électrode de calomel, ce par quoi pratiquement tout l'argent est déposé sur la cathode pour fournir une solution de cuivre pratiquement exempte d'argent et ensuite à récupérer cet argent à partir de la cathode et ce cuivre à partir de la solution de cuivre exempte d'argent. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérísé en ce que l'on fait passer ladite solution à travers ladite cathode à une vitesse suffisante pour augmenter le courant de diffusion correspondant au dépôt de l'argent.