Brevet FR2777022A1 — publié le 19991008

AMELIORATION DE LA OUALITE DES LATERITES CONTENANT DU NICKEL ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIOUE DE L'INVENTION La présente invention concerne une méthode d'amélioration de la qualité des latérites contenant du nickel. Les latérites contenant du nickel sont une source bien connue de nickel et ce nickel est récupéré à partir de ces minerais en de nombreux endroits dans le monde. Le nickel se présente dans ces minerais sous forme oxydée. Les latérites contenant du nickel sont traitées sans amélioration préalable de leur qualité car les formes oxydées du nickel présentes dans ces minerais ne peuvent pas être concentrées. Des tentatives ont été faites pour augmenter la qualité du nickel présent dans ce minerai par conversion de ce nickel en une autre forme. Cela permet la concentration dudit nickel et l'amélioration de la qualité du minerai. Cette méthode est appelée ségrégation. Le procédé de ségrégation a été utilisé plus spécifiquement pour les minerais contenant de l'oxyde de cuivre et, dans ce cas, repose sur la présence, pendant le grillage, de chlorures qui provoquent la volatilisation du cuivre. On procède à un apport de particules de carbone sur lesquelles le cuivre est réduit. La séparation subséquente des particules de carbone fournit un moyen d'amélioration de la qualité du minerai pour l'obtention du métal. Ce procédé est également efficace pour les minerais contenant de l'oxyde de nickel bien que la température doive être plus élevée. A la connaissance du demandeur, ce procédé n'a pas été commercialisé pour l'obtention du nickel. Les procédés pyro-métallurgiques conventionnels comprennent la réduction du nickel contenu dans le minerai. Dans la plupart de ces procédés, le minerai est fondu avec des réducteurs carbonés tels que le charbon ou le coke. Ces procédés sont très souvent mis en oeuvre dans un four électrique. Le procédé de réduction est normalement précédé d'un processus de chauffage qui est appliqué pour sécher le minerai et augmenter sa température. I1 est courant d'utiliser un four rotatif pour chauffer le minerai car on peut utiliser des combustibles facilement disponibles tels que le pétrole ou le charbon. Une certaine pré-réduction du nickel peut également avoir lieu dans le four rotatif et même une certaine fusion si la température est suffisamment élevée. Toutes ces actions ont pour but de réduire le coût de l'énergie électrique utilisée dans le four électrique. Le processus de réduction partielle dans un four rotatif et la réduction du nickel et d'une partie du fer dans le four électrique produisent un ferro-nickel contenant plus ou moins de fer selon le degré de réduction du fer. De manière typique, il est produit un ferro-nickel fondu contenant 20 à 25% de nickel. Cependant, le coût du procédé est élevé car, bien que le minerai puisse contenir de 1 à 2% de nickel, la totalité du minerai doit être séchée, chauffée et fondue. I1 est évident qu'il serait avantageux que la qualité du nickel puisse être augmentée par concentration en une fraction de qualité supérieure. RESUME DE L'INVENTION La présente invention propose une méthode d'amélioration de la qualité de la latérite contenant du nickel, qui inclut les phases d'addition d'un chlorure au minerai, de réduction d'au moins une partie du nickel présent dans le minerai, en présence du sel, en nickel métallique sous une forme magnétique, et de séparation magnétique du minerai en fractions de haute qualité et de basse qualité. Le chlorure peut être du chlorure de calcium. La quantité de chlorure qui est ajoutée au minerai n'est pas suffisante pour provoquer un transfert substantiel du métal à une phase carbone. La quantité de chlorure qui est ajoutée peut être telle que le rapport du chlorure au minerai, sur une base pondérale, se trouve dans la plage de 5/1000 à 20/1000. Un rapport approprié est de l'ordre de 10/1000. La latérite contenant du nickel peut être de la limonite ou de la saprolite ou un mélange de ces dernières. Le minerai peut être séché et il peut être pastillé avant le grillage. Il peut être fait usage de tout réducteur approprié, mais on utilise de préférence un réducteur carboné tel que le coke ou le charbon La phase réductrice peut avoir lieu à une température située entre 10000C et 11000C mais a lieu de préférence à une température de l'ordre de 10500C. Une quantité suffisante de réducteur peut être ajoutée pour provoquer la conversion en phase métal de la totalité du nickel présent. La matière réduite peut être refroidie avant d'être soumise à la phase de séparation magnétique. La fraction magnétique, qui est la fraction de haute qualité, peut être fondue dans un four à arc électrique à courant continu. Le minerai peut, avant la phase de réduction, être pulvérisé de manière à produire un produit fin dans la phase de séparation magnétique, qui soit approprié pour alimenter directement le four à arc à courant continu à travers une électrode creuse. Le four peut être actionné à une température d'environ 16000C. BREVE DESCRIPTION DU DESSIN L'invention va maintenant être décrite plus en détail sur la base d'un exemple par référence au dessin annexé qui illustre, en forme de schéma d'ensemble, une méthode d'amélioration de la qualité de la latérite contenant du nickel, selon une forme de l'invention. DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE L'invention est basée sur la reconnaissance selon laquelle il est possible de tirer avantage du fait qu'une certaine partie du nickel est réduite en métal dans un four de pré-réduction. Si du métal est formé, il peut être séparé du minerai car le nickel est magnétiquement susceptible. Il a été établi que les conditions d'un développement réussi d'une fraction plus magnétique sont favorisées par l'addition au minerai d'une très petite quantité d'un chlorure tel que le chlorure de calcium, avant le grillage. La quantité de chlorures de calcium utilisée est très inférieure à la quantité de chlorure ajoutée dans ce qu'on appelle le procédé de ségrégation. La quantité de chlorure ajoutée est insuffisante pour provoquer un transfert substantiel du métal à une phase carbone. La quantité de chlorure, qui est typiquement d'environ 10g de chlorure de calcium par kilogramme de minerai, est suffisante pour favoriser la formation de nickel réduit sous une forme magnétique qui répond à la séparation magnétique du minerai en une fraction de haute qualité et une fraction de basse qualité. Il faut noter que le procédé de ségrégation, auquel il a été fait référence jusqu'à présent, a pour but d'obtenir un degré très élevé de séparation du nickel de la gangue. La méthode de la présente invention n'est pas destinée à atteindre ce résultat. Dans le procédé de ségrégation, le coût de l'addition de grandes quantités de chlorures est élevé et produit un concentrat de nickel de haute qualité contenant très peu de fer. La méthode de la présente invention n'a pas pour but d'obtenir ce résultat et un rapport typique du fer au nickel serait d'environ 4 à 1. Ce rapport est semblable au rapport du fer au nickel dans le ferro-nickel final. Il a été établi que la méthode de l'invention peut être appliquée avec succès à de la latérite contenant du nickel dans la forme limonite ou dans la forme saprolite ou à un mélange des deux types de minerais. Le dessin ci-joint illustre la méthode de l'invention. La limonite 10 et la saprolite 12 sont optionnellement mélangées dans une phase 14. Le mélange des minerais est pulvérisé en une forme fine appropriée dans une phase 16 puis est ensuite séché dans une phase 18. Le mélange de minerais séché est introduit dans un four rotatif 20 dans lequel on ajoute un réducteur carboné 22 et du chlorure de calcium 24. Le réducteur peut être du coke ou du charbon et est ajouté en une quantité suffisante pour provoquer la conversion en phase métal de la totalité du nickel présent. Une partie du fer doit aussi être convertie. Le chlorure de calcium est ajouté au four dans la proportion de 10kg par tonne de minerai sec sous forme de CaCl2, 2 H2O- Le four est chauffé à une température d'environ 10000C à 11000C , une température appropriée étant de l'ordre de 10500C. Le produit du four rotatif est refroidi dans un système approprié 26. Le produit refroidi est ensuite envoyé à un séparateur magnétique par voie humide 28 qui sépare le produit en une fraction magnétique 30 contenant 90% à 95% du nickel et une fraction non magnétique 32. La fraction magnétique 30 est déshydratée et séchée dans une phase 34 puis envoyée dans un four à arc à courant continu 36. Le four électrique typique utilisé dans un procédé avec four rotatif/four électrique conventionnel nécessite que les pastilles ou les mini-boulettes soient introduites dans le four rotatif et qu'un transfert à chaud du produit, du four rotatif au four électrique, ait lieu. Dans la présente invention , le produit fin du four rotatif et du séparateur magnétique ne constituerait pas une alimentation appropriée pour un four électrique conventionnel. Le four à arc à courant continu 36 peut par conséquent être utilisé avec avantage en ce sens que la fraction magnétique fine 30 peut être introduite dans ledit four à travers son électrode creuse, directement dans la zone de réaction pour sa fusion. La fusion a lieu à une température d'environ 16000C et produit un ferro-nickel fondu 38 qui contient, typiquement, de 20 à 25% de nickel dans le fer. Dans un exemple de l'invention, on a préparé un mélange de quatre parties de saprolite pour une partie de limonite. L'analyse des minerais et du mélange est indiquée dans le tableau 1. Le minerai a été traité dans un four rotatif à une température de l0500C avec du coke de la composition indiquée dans le tableau. Le produit magnétique représentait environ 408 du poids sec du mélange d'origine. La consommation d'énergie électrique nécessaire pour mettre en oeuvre la méthode selon la présente invention, telle qu'elle est décrite, est approximativement de 136 kilowatts heure par tonne de minerai humide. Par ailleurs, si le mélange d'origine devait être traité dans un four rotatif et fondu, la consommation d'énergie totale serait de l'ordre de 920 kilowatts heure par tonne de minerai humide. Dans la méthode selon la présente invention, environ 938 du nickel présent a été trouvé dans une fraction magnétique de 40,5% en masse à une teneur de 4,28%. La teneur du nickel dans le mélange était de 1,868. La teneur en fer a été augmentée de 15,66% à 27,3% à un taux de récupération de 72,3%. Tableau 1 Saprolite Limonite Mélange Coke Cendres FE2O3% 12,6 61,7 22,4 9,28 NiO% 2,52 1,78 2,37 MgO% 30,4 1,45 24,6 0,90 Al2O3% 0,37 6,19 1,53 26,7 SIO2% 40,7 11,5 34,9 52,9 CaO % 0,11 0,10 0,11 3,4 LOI% 12,0 10,8 11,8 Teneurs approx. Carbone fixé % 80 ,0 Matières volatiles % 2,9 Humidité % 0,6 Cendres % 15,0 REVENDICATIONS 1. Méthode d'amélioration de la qualité de latérite contenant du nickel, qui est caractérisée par le fait qu'elle inclut les phases d'addition d'un chlorure (24) au minerai, la réduction (20) d'au moins une partie du nickel présent dans le minerai, en présence du sel , en nickel métallique sous une forme magnétique, et la séparation magnétique (28) du minerai en des fractions de haute qualité (30) et de basse qualité (32). 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le chlorure (24) est du chlorure de calcium. 3. Méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la quantité de chlorure qui est ajoutée est telle que le rapport du chlorure au minerai, sur une base pondérale, se trouve dans la plage d'environ 5/1000 à 20/1000. 4. Méthode selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit rapport est de l'ordre de 10/1000. 5. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la latérite contenant du nickel est de la limonite (10) ou de la saprolite (12) ou un mélange (14) de ces dernières. 6. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le minerai est séché (18) avant la phase de réduction. 7. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'un réducteur carboné (22) est utilisé dans la phase de réduction. 8. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que la phase de réduction a lieu à une température située entre 1000"C et 11000C. 9. Méthode selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la phase de réduction a lieu à une température de l'ordre de 1050"C. 10. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que le minerai est refroidi (26) avant d'être soumis à la phase de séparation magnétique (28). 11. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait qu'elle inclut la phase de fusion de la fraction de haute qualité (30) dans un four à arc électrique à courant continu (36). 12. Méthode selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le four est actionné à une température d'environ 16000C. 13. Méthode selon la revendication 11 ou 12, caractérisée par le fait que le four produit un ferronickel (38) qui contient de 20% à 25% de nickel dans le fer. 14. Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée par le fait qu'elle comporte la phase de pulvérisation (16) du minerai avant la phase de réduction. 15. Méthode d'amélioration de la qualité de latérite contenant du nickel caractérisée par le fait qu'elle comporte les phases d'addition de chlorure de calcium (24) et d'un réducteur (22) au minerai, de grillage (20) du minerai, le chlorure de calcium étant présent en une quantité insuffisante pour provoquer un transfert substantiel du nickel à une phase carbone mais suffisante pour favoriser la formation de nickel réduit sous une forme magnétique, la récupération du nickel réduit sous forme d'une fraction magnétique (30) au moyen d'une séparation magnétique (28) et la fusion de la fraction magnétique dans un four à arc électrique à courant continu (36) pour produire un ferro-nickel (38).