Brevet FR2725457A1 — publié le 19960412

RECUPERATION DU NICKEL A PARTIR DE MINERAIS DE LATERITE. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Cette invention concerne la récupération du nickel à partir de minerais de latérite. Les minerais de latérite sont des sources de nickel bien connues. Ces minerais contiennent différents pourcentages de fer et de magnésium, selon la nature du gisement de minerai. Les minerais de latérite sont plus difficiles à traiter que les minerais comportant du nickel sous forme de sulfures. Ces derniers minerais peuvent être traités par diverses méthodes bien connues pour concentrer le sulfure de nickel en une fraction plus petite du minerai, ce qui réduit la quantité de minerai à traiter. Les minerais sulfurés portent le nickel dans divers minéraux sulfurés et les procédés traditionnels de fusion peuvent alors être appliqués au minéral concentré pour réduire le minéral a la forme de nickel souhaitée. Le nickel dans les minerais de latérite est porté sous une forme qui dépend de la manière dont le nickel est présent dans la structure de la roche initiale. Le nickel devient concentré avec le fer et le magnésium, tous issus des minéraux initiaux formateurs de roche. Les minerais de latérite sont habituellement traités sans subir de concentration. Cela veut dire que de grandes quantités de matière de titre inférieur doivent être traitées pour donner le metal désiré. Cela veut dire également que des métaux non désirés tels que le fer et le magnésium sont présents dans le minerai au cours du procédé de traitement. Les premières tentatives pour traiter les minerais de latérite impliquaient l'addition de soufre aux minerais au cours du procédé de fusion pour permettre au nickel d'être récupéré de la même manière que les minerais au sulfure de nickel sont traités. Ces méthodes sont toujours utilisées. Les minerais de latérite existent généralement sous deux formes avec divers taux de mélange. Ces formes déterminent la méthode de traitement. Une forme, ayant une forte proportion de fer avec du nickel, est désignée la forme limoniteuse. Ce type de minerai est habituellement traité par des moyens hydrométallurgiques. Le lessivage des métaux par l'acide sulfurique est pratiqué si le magnésium n'est pas présent en quantités importantes. La sélectivité de la dissolution du nickel est réalisée en operant à une température élevée et à une pression élevée. L' autre type de minerai est plus pauvre en fer mais présente une forte teneur en magnesium. Si ce type de minerai est lessivé par de l'acide sulfurique, une grande quantité d'acide est consommée. Ainsi, on utilise d'autres procédés tels que le procédé de Caron, la fusion avec le soufre pour produire de la matte de nickel, et la fusion sans soufre pour produire du ferronickel. Les techniques de traitement des minerais de latérite, connues de la demanderesse, présentent les inconvénients suivants: (a) Si un procédé de lessivage par l'acide sulfurique est utilisé, alors le nickel est récupéré de la solution en utilisant de l'hydrogène sulfuré. Cela produit un sulfure mixte qui doit être traité dans une raffinerie de nickel pour produire du nickel pur. Cela est coûteux. (b) Si d'autres procedés hydrométallurgiques sont utilisés, tels que le procédé de Caron, alors la récupération du nickel est faible et le nickel doit être recupere partir de la solution par un procédé coûteux tel que la reduction à l'hydrogène. (c) Si des procédés pyrométallurgiques sont utilisés, alors on peut pratiquer la fusion avec du soufre ou sans soufre. Le nickel est récupéré sous forme de matte lorsque le soufre est utilisé, ce qui néces site un raffinage supplementaire coûteux en nickel. Si aucun soufre n'est utilisé, alors le ferronickel est le produit final. La fusion sans soufre n'est généralement utilisée que pour les minerais du type pauvre en fer, sinon le coût est élevé. Dans chaque cas, peu ou pas de cobalt n'est récupéré comme sous produit. Si le cobalt pouvait être récupéré dans ces conditions, le coût reel du traitement serait réduit. RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne un procéde de récupération du nickel à partir de minerai de latérite comportant du nickel pouvant être appliqué aux types de minerais riches en fer et riches en magnésium. L'invention fournit un procédé de récupération du nickel à partir de minerai de latérite comportant du nickel qui inclut les étapes consistant à: (a) ajouter du soufre, sous une forme convenable, au minerai pour produire une boue d'une première solu tion de sulfate de nickel; (b) éliminer sélectivement le nickel de la première solution de sulfate en y appliquant une résine échangeuse d'ions; (c) fluer le nickel â partir de la résine en une deuxiè me solution de sulfate de nickel qui est plus con centrée que la première solution de sulfate de nickel; et (d) réaliser une extraction électrolytique du nickel a partir de la deuxième solution de sulfate de nickel. Dans l'étape (d), le nickel peut être soumis a une extraction électrolytique sous forme de ferronickel. Cela est préférable car le nickel, sous forme de ferronickel, est de plus en plus recherché pour une utilisation dans la production de l'acier inoxydable. Dans l'étape (a), le soufre peut être ajouté en utilisant au moins l'un de ce qui suit: (1) lessivage du minerai par de l'acide sulfurique pour dissoudre le sulfate de nickel; (2) lessivage du minerai par de l'acide sulfurique pour dissoudre le sulfate de nickel à une température et une pression élevées, pour réduire la dissolution du fer; (3) le fait de soumettre le minerai à un procédé de réduction une température de 5000C à 12000C, de préférence de 6500C à 8500C, puis lessivage par de l'acide sulfurique.Eventuellement, le minerai est alors valorisé à l'aide d'un procédé de séparation magnétique avant traitement complémentaire; (4) addition de soufre sous forme élémentaire au minerai, broyage du minerai et du soufre, et traitement du broyat de minerai et de soufre à environ 250"C sous une atmosphère de vapeur, puis à environ 2500C sous une atmosphère d'oxygène; (5) traitement du minerai par de l'acide sulfurique concentré, grillage du minerai à environ 7000C, puis lessivage de la calcine dans l'eau; et (6) traitement du minerai par un gaz contenant du dioxy de de soufre à une température de 5000C à 8000C, refroidissement du minerai à moins de 5000C, puis lessivage du minerai dans l'eau. Chacune des ces étapes produit une boue dont on peut séparer par filtration une solution de sulfate de nickel. Avant d'effectuer l'étape (a), le minerai peut être classé selon sa teneur en fer, et sa teneur en magnésium, et le classement du minerai peut déterminer la nature de l'étape (a). De préférence, pour un type de minerai qui a une forte teneur en fer et qui est pauvre en magnésium, le soufre est ajouté en utilisant l'étape (a) (2). Pour un type de minerai qui a une forte teneur en magnésium et qui est pauvre en fer, le soufre peut être ajouté en utilisant l'étape (a) (3). I1 est évident que le procédé de l'invention peut inclure des étapes de prétraitement dont la nature dépend de la nature du type de minerai. Deux types de minerais peuvent être présents dans un gisement. Le type de minerai riche en fer peut être prétraité par lessivage sous pression et le type de minerai pauvre en fer peut être traité par réduction à haute température. Les types de minerais peuvent alors être melangés au cours du lessivage. De manière alternative, et de préférence, le type de minerai réduit est mélange avec la boue sortant de l'étape de lessivage sous pression (a) (2) de sorte que l'acide en excès toujours présent dans la boue est utilisé pour lessiver le minerai réduit pauvre en fer. Dans une variante de l'invention, le type de minerai pauvre en fer est prétraité à une haute température sans réduction. Cela réduit également la solubilité du magnésium. En raison du fait que les types de minerais riches en fer et pauvres en fer se trouvent en différentes proportions dans chaque amas de minerai isolé, la proportion de l'amas de minerai isolé traite dans les deux procédés de prétraitement peut couvrir une large gamme. Il est possible en fait de mélanger les types de minerais avant le prétraitement et de traiter tous les minerais par l'intermédiaire soit du lessivage sous pression soit par le procédé de réduction. L'invention peut également inclure l'étape consistant à soumettre la boue à une séparation solide/liquide avant d'effectuer l'étape d'échange d'ions. Dans une variante du procédé, la résine peut être mise en contact avec la boue sans séparation solide/liquide préalable. La résine adsorbe le nickel et la résine est alors eliminée de la boue par criblage et élutriation avant que l'étape d'élution n'ait lieu. BREVE DESCRIPTION DU DESSIN L'invention décrit également à titre d'exemple en réference au dessin annexé qui est un schéma d'un procédé selon l'invention pour le traitement de minerai de latérite comportant du nickel. DESCRIPTION D'UN MODE DE MISE EN OEUVRE PREFERE Le dessin annexé est un schéma d'un procédé selon l'invention pour le traitement de minerai de latérite comportant du nickel qui peut inclure un composant riche en fer/pauvre en magnésium, et un composant pauvre en fer/riche en magnésium. Le minerai riche en fer/pauvre en magnésium est soumis à un procédé de lessivage 10 qui est réalisé à haute température et à haute pression. Ce procédé de lessivage sous pression limite la dissolution du fer, car le sulfate de fer n'est pas soluble à haute température, mais dissout bien le magnésium. La consommation d'acide est par conséquent réduite. Le composant pauvre en fer/riche en magnésium est traité à une étape 12 par réduction ou calcination à une tempe- rature de 5000C à 12000C et de préférence de 6500C à 8500C. Ce procédé réduit la solubilité du magnésium et la consommation d'acide est par conséquent réduite. Si le lessivage est effectué à une haute température, la dissolution du fer est également réduite. Cette étape peut par conséquent être appliquée aux types de minerais pauvres en fer et limoniteux. Les étapes de prétraitement 10 et 12 impliquent l'addition de soufre au minerai et produit une solution de sulfate de nickel avec differentes quantités de fer et de magnésium en solution La boue 14 provenant de l'étape de lessivage sous pression 10 est mélangée avec le minerai réduit 16 issu de l'étape de réduction 12 de sorte que l'excès -d'acide toujours présent dans la boue est utilisé pour le lessivage du minerai réduit pauvre en fer, à une étape 18. La boue 20 issue de l'étape de lessivage est soumise à un procédé de séparation solide/liquide 22. Le résidu 24 issu de ce procédé est récupéré pour des traitements complémentaires ou rejeté comme déchet, selon la nature du résidu. La solution 26 issue du procédé de séparation est dirigée vers une étape d'échange d'ions 28 à laquelle une résine chélatrice échangeuse d'ions est appliquée à la solution. La résine enlève sélectivement le nickel de la solution et le nickel et une certaine quantité de fer sont adsorbés sur la résine. La résine est éluée par l'électrolyte épuise 30 dérivé d'une étape d'extraction électrolytique 32. Un électrolyte fort 34 issu de l'étape 28 est soumis à un procédé d'extraction électrolytique pour recupérer le nickel et une certaine quantité de fer qui suit le nickel de l'étape 28 et qui est déposée en même temps que le nickel. Le produit final est un ferronickel de titre élevée 36 ayant une teneur en fer qui peut varier de 0 % jusqu'à 50 %. La description précédente est un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention. I1 convient de noter, toutefois, que n'importe laquelle des étapes de traitement (1) à (6) mentionnées précédemment pourrait être utilisée au lieu des étapes de prétraitement décrites. Les deux types de minerais peuvent être traités separem- ment par n'importe lequel de ces procédés ou mélangés avant l'étape de dissolution de ces procédés. I1 est également possible de mélanger les types de minerais avant le prétraitement et de traiter tous les minerais soit au moyen d'un lessivage sous pression ou un procédé de réduction. Dans une variante différente, la résine est mise en contact avec la boue sans une étape de séparation solide/liquide préalable. La résine adsorbe le nickel et la résine est éliminée de la boue par criblage ou plus triation avant d'être éluée. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération du nickel à partir de minerai de latérite comportant du nickel qui inclut les étapes consistant à: (a) ajouter du soufre, sous une forme convenable, au minerai pour produire une boue d'une première solu tion de sulfate de nickel; (b) éliminer sélectivement le nickel de la première solution de sulfate en y appliquant une résine échangeuse d'ions; (c) éluer le nickel à partir de la résine en une deuxiè me solution de sulfate de nickel qui est plus con centrée que la première solution de sulfate de nickel; et (d) réaliser une extraction électrolytique du nickel à partir de la deuxième solution de sulfate de nickel. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape (a), le soufre est ajouté en utilisant au moins l'un de ce qui suit: (1) lessivage du minerai par de l'acide sulfurique pour dissoudre le sulfate de nickel; (2) lessivage du minerai par de l'acide sulfurique pour dissoudre le sulfate de nickel à une température et une pression élevées, pour réduire la dissolution du fer; (3) le fait de soumettre le minerai à un procédé de réduction à une température de 5000C à 12000C, puis lessivage par de l'acide sulfurique; (4) addition de soufre sous forme élémentaire au minerai, broyage du minerai et du soufre, et traite ment du broyat de minerai et de soufre à environ 2500C sous une atmosphère de vapeur, puis à environ 250"C sous une atmosphère d'oxygène;; (5) traitement du minerai par de l'acide sulfurique concentre, grillage du minerai à environ 7000C, puis lessivage de la calcine dans l'eau; et (6) traitement du minerai par un gaz contenant du dioxy de de soufre à une température de 5000C à 8000C, refroidissement du minerai à moins de 5000C, puis lessivage du minerai dans l'eau. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans l'étape (a) (3), la gamme de température est de 6500C à 8500C. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caracte- risé en ce que l'étape (a)(3), le minerai est alors valorisé à l'aide d'un procedé de séparation magnétique avant traitement complémentaire. 5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, carac térisé en ce que préalablement à l'étape (a), le minerai est classé selon sa teneur en fer, et sa teneur en magnésium, et le classement du minerai est utilisé pour déterminer la nature de l'étape (a). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour un type de minerai qui a une forte teneur en fer et qui est pauvre en magnésium, le soufre est ajouté en utilisant l'étape (a) (2). 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour un type de minerai qui a une forte teneur en magnésium et qui est pauvre en fer, le soufre est ajoute en utilisant l'étape (a) (3). 8. Procédé selon la revendication 2, utilisé pour récupérer le nickel à partir d'un type de minerai riche en fer et d'un type de minerai pauvre en fer, caractérisé en ce que le type de minerai riche en fer est prétraité par lessivage sous pression et le type de minerai pauvre en fer est prétraité par réduction à haute température, et les types de minerais sont alors mélangés au cours du lessivage. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le type de minerai réduit est mélangé avec la boue sortant de l'étape de lessivage sous pression (a) (2) de sorte que l'acide en excès toujours présent dans la boue est utilisé pour lessiver le minerai réduit pauvre en fer. 10. Procédé selon la revendication 2, utilisé pour récupérer le nickel à partir d'un type de minerai riche en fer et d'un type de minerai pauvre en fer, caractérisé en ce que les types de minerais sont mélangés avant prétraitement et le minerai mélange est traité par l'tape (a)(2)ou (a) (3). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, qui comporte l'étape qui consiste à soumettre la boue à une séparation solide/liquide avant d'effectuer l'étape d'échange d'ions. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, qui inclut l'étape de mise en contact de la résine avec la boue sans séparation solide/liquide préalable, puis en éliminant la résine de la boue par criblage et élutriation avant que l'étape d'élution n'ait lieu. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que dans l'étape (d), le nickel est soumis à une extraction électrolytique comme le ferronickel. 14. Procédé de récupération du nickel à partir d'un minerai de latérite comportant du nickel sensiblement comme décrit précédemment en référence au dessin annexé.