Brevet FR2631635A1 — publié le 19891124

La présente invention concerne le traitement de concentrés de sulfures métalliques mixtes et en particulier de concentrés contenant des métaux précieux. Les procédés de traitement de tels concentrés qui sont connus actuellement, comprennent un procédé de lessivage sous pression dans lequel le concentré est oxydé dans les conditions de pression et de température élevées, un procédé biologique dans lequel le concentré est oxydé par l'air en présence de bactéries autotrophiques, et une oxydation chimique directe au moyen d'agents chimiques tels que l'acide nitrique, le sulfate ferrique et chlorure ferrique. Le but de chacun de ces procédés est de rompre les sulfures métalliques et de faire reprécipiter le métal sous une forme acceptable par l'environnement et en même temps de libérer le métal précieux en vue -de sa récupération subséquente par des procédés connus. Le procédé de lessivage sous pression est efficace avec tous les sulfures métalliques. Les sulfures les plus courants contenant de l'or et de l'argent sont les pyrites comprenant la marcassite, la pyrrhotite et l'arsénopyrite. Drautres minerais associés contiennent de l'arsenic, du nickel, du cobalt, du fer, du cuivre et du zinc. Cependant le lessivage sous pression est un procédé onéreux car il exige l'utilisation d'oxygène pur à haute pression, ce qui entraîne à son tour l'emploi d'une installation coûteuse pour sa production. De même la lessive aide nécessite, à des températures élevées, l'utilisation de matériaux onéreux résistant à la corrosion. Par ailleurs l'oxydation bactérienne est moins onéreuse à mettre en oeuvre et elle peut être effectuée à des températures plus basses et à des pressions ambiantes, en utilisant l'air en tant que source fournissant l'oxygène nécessaire. Ces conditions de lessivage moins marquées n'exigent pas un équipement onéreux. Les sulfures métalliques se prêtent plus ou moins bien à une oxydation bactérienne. L'arsénopyrite est, par exemple, attaquée relativement rapidement par une oxydation bactérienne mais la plupart des autres concentrés de.pyrite sont attaqués plus lentement. Par ailleurs une oxydation sous pression attaque les concentrés de pyrite plus rapidement et plus uniformément. Pour le traitement de concentrés de sulfures mixtes le procédé de lessivage est par conséquent choisi habituellement sur la base du type du concentré prédominant. Ceci signifie que le concentré qui est présent en un plus faible volume, est traité d'une manière qui n'est pas nécessairement la meilleure pour lui. L'invention a pour objet un procédé de traitement d'un concentré mixte comprenant au moins de l'arsénopyrite et de la pyrite, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à soumettre le concentré mixte en premier lieu à une oxydation bactérienne et en-second lieu à une oxydation sous pression. Au cours de la première étape les sulfures qui sont le plus aisément oxydés, sont oxydés au moyen de l'oxygène atmosphérique, dans les conditions ambiantes, tandis que la pyrite qui réagit plus lentement, est traitée principalement dans les conditions fortement oxydantes, à teneur élevée en oxygène, de la seconde étape. Si de la pyrrhotite est présente dans le concentré mixte, cette pyrrhotite et la plus grande partie de ltarsénopyrite sont alors oxydées au cours de l'étape biologique alors que la pyrite est amenée à réagir au cours de l'étape d'oxydation sous pression. Le schéma synoptique annexé représente schématiquement le procédé suivant -l'invention pour le traitement de concentrés de sulfures mixtes. Dans le procédé suivant l'invention le concentré contenant de la pyrrhotite, de l'arsénopyrite et de la pyrite est amené à passer par une étape d'oxydation biologique et ensuite par une étape d'oxydation sous pression, ces étapes étant suivies en séries. Dans la première étape la pyrrhotite et une partie de l'arsénotyrite sont traitées- d'une manière économique par l'oxydation bactérienne. Une certaine partie de l'arsénopyrite subsiste sans avoir réagi tandis que par ailleurs une partie de la pyrite réagit au cours de la première étape mais dans une moindre mesure que ne réagissent l'arsénopyrite et la pyrrhotite. Au cours de la seconde étape les conditions d'une forte teneur en oxygène, à une température élevée, permettent d'obtenir une oxydation efficace de la pyrite et de tout résidu de pyrrhotite et d'arsénopyrite. Lorsque la pyrite réagit avec l'oxygène, l'équation simplifiée suivante s'applique 2 FeS2 + 15 2 + H20 ~~~~~ Fe2 (SO4)3 + H2S04 ....(1) 2 L'acide sulfurique qui est produit par cette réaction, doit être neutralisé, si la pyrite réagit avec l'oxygène dans un environnement bactérien, pour que les conditions idéales pour l'activité bactérienne puissent être maintenues. I1 en résulte que, si la pyrite est amenée à réagir avec l'oxygène au cours de l'étape d'oxydation sous pression, il n'est alors pas nécessaire de neutraliser l'acide sulfurique. Par conséquent la pyrite est traitée plus économiquement au cours du procédé d'oxydation sous pression. L'arsénopyrite réagit également avec l'oxygène pour produire de l'oxyde sulfurique conformément à l'équation suivante FeAsS + 7 02 + H20 ~~~~~~~~ FeAsO4 + H2S04 (2) 2 I1 est nécessaire de neutraliser l'acide sulfurique produit conformément à l'équation 2, au cours du procédé d'oxydation bactérienne. Par ailleurs, si de la pyrrhotite est présente, l'acide sulfurique est alors consommé suivant la réaction FeS + 9 02 + 1 H2S04 ----- 1 Fe 2 (S04)3 + 1 H20 .. (3) 4 2 2 2 Ainsi si de la pyrrhotite et de l'arsénopyrite sont présentes, on obtient le procédé le plus économique lorsque la pyrrhotite et l'arsénopyrite sont autorisées à- réagir au cours de l'étape biologique et que la pyrite est laissée réagir au cours de l'étape d'oxydation sous pression. Dans la première étape l'acide qui est produit par l'arsénopyrite, est partiellement ou totalement consommé dans la réaction avec la pyrrhotite et on évite ainsi pratiquement la nécessité d'avoir à neutraliser l'acide sulfurique. Le procédé suivant l'invention se prête de lui-même plus particulièrement au cas ou une installation d'oxydation sous pression existante doit être développée en prévoyant un équipement additionnel. Dans un tel cas il est avantageux de faire précéder l'installation d'oxydation sous pression d'une installation d'oxydation bactérienne ainsi qu'il est illustré sur le schéma annexé. Autrement dit les deux installations fonctionnent en série à l'opposé d'une variante d'approche consistant à faire fonctionner les deux installations en parallèle. Dans le cas d'installations en série seules l'arsénopyrite et la pyrrhotite sont autorisées à s'oxyder au cours de l'étape d'oxydation biologique. La durée de réaction est réduite à environ la moitié de la durée exigée dans le cas d'installations en parallèle. Le montage en série est par conséquent préférable à un fonctionnement des deux étages en parallèle car l'étape biologique exige des dimensions d'installation qui sont d'environ la moitié des dimensions de l'installation pour l'étape biologique dans un montage en parallèle. La teneur en or du concentré est aisément récupérée par des techniques connues après que les minerais sulfurés aient été rompus, le métal étant précipité sous une forme plus acceptable. REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement d'un concentré mixte comprenant au moins de l'arsénopyrite et de la pyrite, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à soumettre le concentré mixte en premier lieu à une oxydation bactérienne et en second lieu à une oxydation sous pression. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les sulfures sont oxydés par l'oxygène atmosphérique, dans les conditions ambiantes, au cours de la première étape. 3.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 précédentes caractérisé en ce que la pyrite présente dans le concentré est principalement oxydée au cours de la seconde étape. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1,2 ou 3 précédentes caractérisé en ce que la pyrrhotite dans le concentré est principalement oxydée au cours de la première étape. 5.- Procédé de traitement d'un concentré mixte d'arsénopyrite, de pyrite et de pyrrhotite caractérisé en ce que la pyrrhotite et l'arsénopyrite sont principalement oxydées, au cours d'une première étape biologique, sensiblement en conformité avec les équations (1) et (2) suivantes FeAsS + 2 02 + H20 - - FeAsO4 + H2SO4 (1) 2 FeS + 9 02 + 1 H2S04 ------- 1 Fe 2 (S04)3 2 4 2 et ensuite la pyrite est oxydée à une température élevée, dans des conditions à forte teneur en oxygène, pratiquement conformément à l'équation (3) suivante, conjointement avec la pyrrhotite et 1' arsénopyrite résiduelles: 2 FeS2 +15 02 + H20 -' Fe2 (S04)3 + 4 (3).