Brevet FR2852969A1 — publié le 20041001

Procédé d'obtention de nickel L'invention concerne un procédé d'obtention de nickel par réduction, refroidissement et traitement supplémentaire du minerai. Le nickel métallique est produit entre autres par le procédé de Caron, dans un processus pyrométallurgique et hydrométallurgique combiné. Dans ce cas, le minerai latéritique broyé de nickel est réduit partiellement dans un four, et ensuite lixivié pour obtenir du nickel 20 et du cobalt, le minerai réduit devant être refroidi avant d'être lixivié. La réduction a souvent lieu dans des fours Herreshoff à plusieurs étages, dont la température de décharge est 25 supérieure à 700 C. Dans le four, la partie prédominante de nickel, et une partie du fer, sont converties en leur forme métallique. Le refroidissement du matériau chaud après le four a actuellement lieu dans des refroidisseurs à tambour rotatif, jusqu'à une 30 température de 200 à 1500 C. Pendant la lixiviation, il faut éviter une réoxydation de la fraction de nickel (et cobalt) du minerai réduit. La lixiviation qui suit travaille à une température inférieure à 100 C, des températures plus basses augmentant la récupération des 35 métaux. Pour améliorer la lixiviation, un refroidissement plus efficace du minerai réduit, jusqu'à une température nettement inférieure à 1000 C, est souhaitable. 5 cependant, dans ce cas, il faut éviter la réoxydation du nickel et du cobalt dans le minerai finement granulé. cela ne peut cependant pas être réalisé avec les refroidisseurs à tambour rotatif actuellement utilisés. L'objet de l'invention est par conséquent d'améliorer le procédé d'obtention du nickel par un refroidissement plus efficace. selon l'invention, cet objet est atteint avec les 15 caractéristiques de la revendication 1, par le fait que le minerai réduit est aéré à l'aide d'un gaz inerte pendant son refroidissement et est refroidi indirectement par un fluide de refroidissement. D'autres modes de réalisation font l'objet des revendications dépendantes. Dans un mode de réalisation préféré, le gaz inerte n'a pas d'action oxydante, en particulier sur les métaux de 25 valeur que sont le nickel et le cobalt. Dans la portée de l'invention, on peut également concevoir d'introduire pendant le refroidissement des fluides et/ou des gaz qui exercent une action sélective d'oxydation, mais qui n'exercent pas d'action d'oxydation sur les métaux de 30 valeur, nickel et cobalt, et qui amènent une réoxydation ciblée dans le cas d'autres composants du minerai, par exemple le fer. Le fluide de refroidissement, qui est par exemple de la 35 vapeur chaude, de l'huile, de l'air ou de l'eau, est de préférence délivré à contrecourant par rapport au minerai réduit, et peut être utilisé dans la zone chaude en vue d'une récupération de chaleur. D'autres modes de réalisation et avantages de l'invention sont expliqués plus en détail en référence à la description qui suit et/ou au dessin. Le dessin représente un étage de refroidissement d'une 10 installation d'obtention de nickel. L'appareil central est formé par un refroidisseur 1 à lit fluidisé, qui est doté d'une entrée la pour le minerai chaud 2, réduit dans une unité précédente, et 15 d'une sortie lb pour le minerai refroidi 2'. Le refroidisseur 1 à lit fluidisé comprend en outre des segments individuels qui contiennent des registres de refroidissement 1c. Les registres de refroidissement lc 20 peuvent par exemple être constitués de plaques, de tubes ou de chambres qui peuvent être conçus avec ou sans ailettes externes. Un fluide de refroidissement s'écoule dans les registres 25 de refroidissement lc, à contre-courant par rapport au minerai réduit 2. Comme fluide de refroidissement, on peut utiliser par exemple de la vapeur chaude, de l'huile, de l'air ou de 30 l'eau. Le fluide de refroidissement chauffé dans le refroidisseur à lit fluidisé est extrait par un conduit 4 dans la région de l'entrée la du refroidisseur 1 à lit fluidisé, et une installation 5 de récupération de chaleur peut être prévue par exemple 35 dans la zone chaude. Il est évidemment aussi concevable d'assurer un refroidissement efficace à l'aide d'une tour de refroidissement. Le fluide de refroidissement refroidi passe dans une cuve de stockage 6 et de là, par le conduit 3, revient dans le refroidisseur 1 à lit 5 fluidisé. La cuve de stockage 6 présente également une liaison 7 par laquelle un supplément de fluide de refroidissement peut être délivré si nécessaire. Le refroidisseur 1 à lit fluidisé présente également une 10 base poreuse d'aération ld, grâce à laquelle le minerai réduit 2 est aéré en permanence, ce qui permet ainsi un bon transfert de chaleur vers les registres de refroidissement du fluide de refroidissement. Dans ce cas, le fluide de refroidissement extrait la plus grande 15 partie de la chaleur entraînée dans le minerai réduit 2'. un gaz inerte, qui est introduit par des conduits 8a, 8b, 8c qui traversent la base d'aération ld, sert à 20 aérer le minerai réduit 2'. La base d'aération est avantageusement divisée de telle sorte que le gaz inerte traverse les registres de refroidissement, indépendamment pour chacun. Pour minimiser la consommation en gaz, on met le gaz en recirculation et, si nécessaire, on peut le refroidir et le débarrasser des poussières. Dans le mode de réalisation représenté, lorsque le gaz inerte a traversé le refroidisseur 1 à lit fluidisé, il est délivré par 30 des conduits 9 à un premier et à un deuxième collecteurs de poussière 10, 11. La poussière qui est séparée par filtration est déchargée, tandis que le gaz débarrassé des poussières est délivré à un ou à plusieurs refroidisseurs de gaz 12, pour être ensuite introduit 35 par les conduits 8a, 8b, 8c dans le refroidisseur 1 à lit fluidisé. un supplément de gaz inerte peut être délivré par une liaison 10 en provenance d'une cuve de stockage qui n'a pas été représentée plus en détail. Pour séparer l'atmosphère de gaz du refroidisseur 1 à lit fluidisé des unités qui sont situées en amont et en aval, on peut prévoir des vantaux ou des clapets avant ou après le refroidisseur, pour garantir le confinement du gaz. L'azote ou, entre autres, un effluent gazeux contenant co/H2, peuvent être considérés comme étant des gaz inertes. Dans la portée de l'invention, on peut également concevoir d'introduire, pour l'aération, des 15 fluides et/ou des gaz qui exercent une action sélective d'oxydation mais qui n'exercent pas d'action d'oxydation sur les métaux de valeur nickel et cobalt, et qui permettent une réoxydation ciblée d'autres composants du minerai, par exemple le fer. Pendant la poursuite de traitement, le minerai refroidi 2' subit un processus hydrométallurgique, en particulier une lixiviation. Par comparaison aux refroidisseurs à tambour rotatif classiques, le refroidisseur à lit fluidisé selon l'invention se distingue en particulier par les avantages suivants: - une plus basse température finale du minerai réduit, - un transfert thermique amélioré et - une construction compacte du refroidisseur. 35 Dans le cas de nouvelles installations qui travaillent suivant le procédé Caron, le procédé selon l'invention offre la possibilité d'incorporer le refroidisseur à lit fluidisé décrit plus haut. Il est également possible de 5 remplacer le refroidisseur à tambour rotatif d'installations existantes par le refroidisseur à lit fluidisé décrit plus haut. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention de nickel par réduction, refroidissement et traitement supplémentaire du minerai, 5 caractérisé en ce que le minerai réduit (2) est aéré par un gaz inerte pendant son refroidissement, et est refroidi indirectement par un fluide de refroidissement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 que le gaz inerte n'exerce pas d'action oxydante sur les métaux de valeur, nickel et cobalt. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte est remis en circulation. 15 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est délivré à contrecourant par rapport au minerai réduit (2). 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pendant la poursuite du traitement, le minerai refroidi (2') subit un processus hydrométallurgique, en particulier une lixiviation. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz inerte est remis en circulation et est refroidi et débarrassé des poussières pendant la remise en circulation. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est utilisé dans la zone chaude, en vue d'une récupération de chaleur. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 35 que le minerai est délivré à l'étape de refroidissement, ou en est extrait, de manière à garantir le confinement du gaz. 9. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce 5 que, pour l'aération, on introduit des fluides et/ou des gaz qui exercent une action oxydante sélective, mais qui n'exercent pas d'action oxydante sur les métaux de valeur nickel et cobalt, et qui provoquent une réoxydation ciblée d'autres composants du minerai, par 10 exemple le fer. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement a lieu dans un refroidisseur (1) à lit fluidisé.