FR 2125524 A1 19720929 FR 7205238 A 19720216 72 05238 1 2125524 La présente invention concerne un procédé de traitement des sulfures de cuivre et de fer, et plus particulièrement, un procédé d'extraction hydro-nétallurgique du cuivre et du soufre sous forme élémentaire de sulfures de cuivre et de fer. 5 On a mis au point de nombreux procédés d'extraction hydrométallur gique du cuivre à partir des minerais et concentrés: constitués de sulfures complexes. Selon un de ces procédés, le fer est transformé en sulfates dissous qu'on ne recueille pas séparément ce qui, non seulement, provoque une perte d'acide, mais également des problèmes de rejet liés à la pollution de l'environ-10 nement. De plus, une partie importante de ce fer n'est pas éliminée et tend, non seulement à former un acide indésirable, mais de plus, g6ne la séparation du cuivre et la récupération du soufre. D'autres procédés consistent à extraire le cuivre et à former un oxyde de fer et du soufre élémentaire à partir de sulfures par lessivage oxydant 15 direct sous pression. Dans ces procédés, on transforme le fer en oxyde de fer, en môme temps qu'on transforme le cuivre en sulfate de cuivre et le soufre du sulfure en soufre élémentaire. De ce fait, la récupération du soufre dans le résidu est gênée par la présence de l'oxyde de fer. La demanderesse a découvert qu'en soumettant les sulfures de cuivre 20 et de fer à une activation par lessivage dans les conditions décrites ci-après, on obtient une transformation du cuivre en sulfures de cuivre insolubles simples et une transformation du fer en sulfate ferreux soluble, ce qui permet de séparer pratiquement le cuivre du fer et de traiter séparément chaque composant métallique dans les conditions lui convenant le mieux, sans qu'il y 25 ait interférence des métaux entre eux, de façon à récupérer efficacement le cuivre, et réaliser la production contrôlée du soufre sous forme élémentaire en évitant la production indésirable de sulfates et la circulation de charges d'acide ^ulfurique. Plus particulièrement, selon le procédé de l'invention, on soumet 30 le concentré contenant du cuivre à une activation par lessivage avec une solution acide contenant des ions cuivriques, obtenant ainsi des sulfures de cuivre simples, insolubles et une solution de sulfate ferreux. Après séparation liquide-solide, pour séparer de façon efficace le fer du cuivre, on oxyde le sulfate ferreux dans la solution et on l'hydrolyse pour précipiter le'fer 35 qu'on sépare, et pour régénérer l'acide sulfurique. On traite les sulfures de cuivre avec un gaz contenant de l'oxygène et une solution d'acide sulfurique dans un lessivage oxydant en plusieurs stades, pour oxyder le soufre du L 72 05238 2125524 sulfure en soufre élémentaire et libérer le cuivre sous forme d'ions cuivriques. On soumet le résidu du dernier stade de lessivage oxydant à une flottation par mousse pour obtenir un concentré contenant du soufre élémentaire et des sulfures, et des résidus contenant de la gangue et une solution contenant du cuivre. 5 On récupère séparément dans le concentré le soufre élémentaire, les sulfures métalliques contenant du molybdène et de l'argent, et les métaux précieux. On sépare la gangue de la solution contenant du cuivre et on la rejette. On soumet une partie de cette solution contenant du cuivre à 1'activation par lessivage, et on soumet là partie restante, après purification, pour réduire 10 les ions ferriques résiduels en ions ferreux, et éliminer le sélénium, le tellure et l'argent résiduel, à un traitement de récupération du cuivre, par exemple par réduction par l'hydrogène ou électrolyse, ce qui permet de récupérer le cuivre élémentaire. On recycle la solution résiduelle dans le lessivage oxydant en stades multiples. 15 Dn des buts principaux de l'invention est donc un procédé hydro métallurgique à basse température et à basse pression d'extraction du cuivre et du soufre de minerais constitués de sulfures complexes de cuivre et de fer. L'invention vise également un procédé activant fortement le cuivre 20 des minerais constitués de sulfures complexes pour en permettre l'extraction rapide et économique, et l'obtention de cuivre métallique et de soufre élémentaire de puretés élevées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en se réfé-25 rant à la figure unique annexée qui représente un diagramme de fonctionnement du procédé de l'invention. On obtient les matières qu'on traite selon l'invention à partir de minerais contenant du cuivre qu'on a enrichis selon des procédés éliminant la gangue indésirable. Les composés minéraux présents dans ces matières contenant 30 du cuivre sont normalement des sulfures de cuivre et de fer tels que la chalcopyrite et la bornite, des sulfures de cuivre tels que la covellite, la diginite et la chalcocite, ainsi que des métaux précieux tels que l'argent et l'or, et des sulfures d'autres métaux basiques tels que le fer, le nickel, le molybdène, le plomb et le zinc. 35 On introduit les concentrés de cuivre 1 dans le dispositif d'acti vation par lessivage 10 sous une forme finement divisée dont au moins 98% passent au tamis de 48mu d'ouverture de mailles, pour réaliser une activation 72 05238 3 2125524 satisfaisante des sulfures minéraux. On peut ajouter les concentrés dans le dispositif d1activation par lessivage, soit sous forme de solides secs, soit sous forme d'une suspension aqueuse. On traite les concentrés dans le dispositif d'activation par lessi-5 vage en conditions non oxydantes avec une solution acide 11 contenant des ions cuivre. Lors de cette activation par lessivage, les sulfures de fer et de cuivre sont activés, si bien que le fer soluble des sulfures est dissous et transformé en sulfate ferreux en solution qu'on peut récupérer sous forme d'un composé solide, tandis que le cuivre des sulfures est transformé en 10 sulfures de cuivre simples insolubles qui réagissent totalement et rapidement dans les conditions de lessivage oxydant ultérieur. Il est indispensable,pour que le procédé d'activation soit efficace, d'éviter pratiquement la formation de sulfate de cuivre et de réaliser la dissolution maximale du fer dans la solution à partir de laquelle on peut facilement 15 le précipiter. Il est important d'éviter des réactions secondaires, en particulier celles mettant en oeuvre du fer ferrique. Les ions ferriques transforment les sulfures de cuivre en sulfate de cuivre, sulfate ferreux et soufre élémentaire,et ce dernier réagit en formant du sulfate ferreux additionnel et de l'acide sul-20 furique. On doit récupérer le sulfate ferreux dans le dernier stade du procédé et l'acide sulfurique augmente considérablement l'acidité du système, ce qui nuit aux opérations ultérieures d'élimination du fer de la solution. On doit donc réduire au minimum la quantité d'ions ferriques apportée par 1'activation par lessivage. Comme indiqué ci-après, le procédé selon l'invention réduit 25 de façon efficace, au minimum, la quantité d'ions ferriques introduite dans le dispositif d'activation par lessivage, La solution acide 11 qui contient des ions cuivre et qui est introduite dans le dispositif d'activation par lessivage à partir d'une opération ultérieure, contient d'environ 20 à 80 g par litre de cuivre sous forme 30 d'ions cuivriques, d'environ 3 à 15 g/I d'ions ferreux et ferriques, et d'environ 5 à 35 g/1 d'acide sulfurique. La concentration en ions ferriques de la solution acide introduite dans le dispositif d'activation par lessivage est suffisamment faible pour ne pas nécessiter de stade distinct de réduction. On peut ajouter de l'acide dans le dispositif d'activation par lessivage. Cet 35 acide est de préférence de l'acide recyclé 12 provenant de l'opération de récupération du cuivre ultérieure. 72 05238 2125524 La variable principale de l'activation par lessivage est le rapport atomique entre la quantité d'ions cuivre ajoutée et la teneur en fer soluble du concentré à traiter. Cette variable, avec la température et la durée de séjour détermine le degré d'élimination du fer du concentré et, par conséquent, la 5 quantité de fer soluble qui passe en solution, et détermine l'activité des solides lessivés. La limite inférieure du rapport atomique du cuivre au fer soluble est atteinte lorsque l'activité des solides lessivés est trop faible pour permettre une extraction satisfaisante du cuivre lors de l'oxydation ultérieure, ou lorsque trop de fer passe dans le dispositif de lessivage 10 oxydant et gêne par la suite la récupération du cuivre. Lorsque ce rapport est compris dans la gamme d'environ 0,5/1 à environ 1,5/1 on obtient des résultats satisfaisants. On peut apporter des quantités additionnelles d'ions cuivre au-delà des rapports indiqués, en quantité suffisante pour réagir avec les 15 métaux présents sous forme de sulfures dans le concentré à traiter qui sont plus solubles que les sulfures de cuivres tels que par exemple, le sulfure de zinc. On conduit l'activation par lessivage dans un récipient sous pression, soit de façon discontinue, soit, de préférence, de façon continue. 20 La réaction se produit au-dessus de 90°C et on préfère la gamme de températures comprise entre environ 120 et environ 160°C. Dans cette gamme, la réaction se produit à une vitesse satisfaisante, tandis qu'au-dessus de 180°C, ce stade du procédé peut être trop coûteux. La pression dans le récipient réactionnel est égale à la tension de vapeur du système à la température réactionnelle. 25 L'acidité de la suspension constituée par les conposants du réci pient réactionnel est importante, car elle agit sur la séparation entre les solides et le liquide du mélange réactionnel dans le stade ultérieur de séparation liquide-solides, et agit sur l'élimination du fer dissous de la solution de lessive. 30 Pour obtenir une bonne séparation et une élimination satisfaisante du fer, on préfère que le pH soit compris entre environ 0,5 et 2. la durée de séjour du mélange réactionnel dans le récipient réactionnel dépend de la nature du concentré traité, ainsi que de la vitesse de la réaction d'activation, et du degré d'achèvement désiré ,de l'activation par 35 lessivage. On obtient de bons résultats pour une durée de séjour comprise entre 15 et 180 mn. On doit agiter suffisamment le mélange réactionnel pour maintenir les matières solides en suspension. 72 05238 2125524 5 Le mélange réactionnel, lorsqu'il sort du récipient réactionnel d'activation par lessivage, est constitué d'une suspension contenant des solides dans une solution acide de sulfate ferreux. Les solides contenus dans cette suspension sont constitués en plus de sulfures enrichis en cuivre, de composés 5 d'argent, de molybdène et de plomb. Les solides peuvent avoir une teneur en cuivre atteignant 60 à 65% selon le degré d'achèvement de l'activation par lessivage, et la quantité de gangue et d'autres sulfures métalliques. La teneur en fer des solides dépend également essentiellement du degré d'achèvement de l'activation par lessivage. 10 La solution acide de sulfate ferreux de cette suspension a une concentration élevée en fer sous forme d'ions ferreux, et une faible concentration er: cuivre sous forme d'ions cuivriques et contient également de petites quantités d'autres éléments, tels que le zinc, le nickel et le magnésium. Généralement, la solution contient d'environ 20 à 100 g/1 d'ions ferreux et 15 d'environ 0 à 20 g/1 d'ions cuivriques et des traces ou jusqu''à 30 g/1 d'acide sulfurique. On soumet le mélange réactionnel ayant subi l'activation par lessivage à un stade de séparation liquide-solides 13. On réalise les diverses séparations liquide-solides du procédé de l'invention en utilisant des pro-20 cédés classiques tels que, par exemple, la sédimentation, la filtration, la centrifugation, et similaire, séparément ou en combinaison. On dirige la fraction liquide du stade 13 dans le stade de séparation du fer par précipitation 20. Dans le stade de précipitation du fer 20, on transforme le sulfate 25 ferreux dans la solution provenant du stade 13, de séparation liquide-solides , en composés de fer insolubles et en acide sulfurique par une combinaison de réactions d'oxydation et d'hydrolyse. On doit conduire les réactions de telle sorte que la perte de cuivre, par exemple par coprécipitation avec le fer, soit minimale. 30 Pour empêcher la pollution de l'environnement, on retient le produit solide de la précipitation du fer. On conduit simultanément les réactions d'oxydation et d'hydrolys^ de préférence en continu, dans un récipient réactionnel. On introduit la solution contenant du fer dans le récipient réactionnel avec une quantité 35 suffisante de gaz contenant de l'oxygène 2 pour obtenir une pression partielle d'oxygène comprise dans la gamme d'environ 3,4 à environ 13,8 bars et de l'eau 3. On maintient le contenu du récipient réactionnel à' une température supérieure à 180°C environ, de préférence dans la gamme d'environ 180°C à environ 230°C. 72 05238 2125524 La concentration initiale en sulfate et en acide de la solution doit être faible, c'est-à-dire, dans la gamme, comme précédemment indiqué, d'environ 20 à 100 g/1 de fer sous forme d'ions ferreux et d'environ 0 à 30 g/1 d'acide sulfurique. 5 En limitant la concentration du fer dans la solution introduite dans le stade de précipitation du fer,20 à 40 g/1 au maximum, et dans les conditions de température et de pression précédemment indiquées, on peut précipiter le fer, essentiellement sous forme d'oxyde de fer stable selon un stade de précipitation 20 unique. On peut maintenir la concentration en fer à 10 cette valeur en ajoutant ou en retirant de l'eau de la solution introduite dans le récipient réactionnel de précipitation du fer 20. Si on le désire, on peut soumettie les composés de fer précipités, après séparation de la phase liquide, à un second traitement d'oxydation et d'hydrolyse, non illustré, à des températures et des pressions semblables pour récupérer à nouveau des 15 sulfates. On recycle la fraction liquide dans le procédé en séparant la fraction solide 4. On peut conduire le traitement d'oxydation et d'hydrolyse en présence de dérivés d'ammonium ou de métaux alcalins, tels que, par exemple, 1'hydroxyde d'ammonium, 1'hydroxyde de sodium ou le sulfate de sodium, en précipitant le 20 fer et le sulfate sous forme de jarosite. La phase liquide du stade de séparation 21 est constituée d'acide régénéré contenant de l'acide sulfurique à une concentration d'environ 20 à 80 g/1 et une petite quantité de fer sous forme d'ions ferreux et ferriques à une concentration de 3 à 20 g/1. On introduit l'acide régénéré dans un dis-25 positif de lessivage oxydant pour maintenir l'équilibre en sulfate et en solution du système global. On introduit la fraction solide du stade de séparation liquide-solides 13, dans un dispositif de lessivage oxydant à stades multiples où les solides activés sont traités par un gaz contenant de l'oxygène 5, 6 tel 30 que de l'air, de l'oxygène et leurs mélanges en présence d'acide régénéré provenant de la séparation liquide-solides 21 et de l'acide recyclé 12 d'un stade ultérieur de récupération du cuivre, pour dissoudre la totalité du cuivre présent dans les solides activés sous forme de sulfates et en oxydant le soufre du sulfure en soufre élémentaire. 35 Le diagramme de fonctionnement annexé représente un dispositif de lessivage oxydant comportant deux stades appelés respectivement 30 et 33. Le produit sortant du premier stade de lessivage oxydant 30 est soumis à une 72 05238 7 2125524 séparation liquide-solides 32. Les solides de cette séparation sont dirigés dans le second stade du dispositif de lessivage oxydant 33, tandis que le liquide est soumis à une purification ultérieure et une partie 11 est recyclée selon les besoins dans le dispositif d'activation par lessivage. Bien entendu, 5 pour obtenir une opération en plusieurs stades, on peut utiliser plusieurs dispositifs de lessivage oxydants 30, suivis d'un dispositif de séparation liquide-solides 32> combinés au dernier stade, pour obtenir le nombre de stades désiré. Les sulfures, tels que les sulfures d'argent, de molybdène et de fer, c'est-à-dire la pyrite et les sulfures de métaux précieux, ne se dissolvent pas 10 et restent à l'état solide dans le résidu de lessivage avec la gangue et le soufre élémentaire. Le lessivage oxydant du procédé de l'invention forme du sulfate cui-vrique en solution et un précipité de soufre élémentaire, et ne forme qu'une petite quantité de sulfates ferriques et ferreux. En cela, le procédé de _ l'invention diffère considérablement des autres procédés de lessivage oxydant qui ne réalisent pas réalisabiement une séparation pratiquement complète des composés sclubles de fer du cuivre. Dans ces autres procédés, on oxyde et on hydrolyse les composés de fer in situ en sulfates basiques et en hydroxydes ou en oxydes hydratés qui sont difficiles à séparer de la solution de sulfate de 20 cuivre, et de plus, la récupération du soufre dans le mélange de soufre et de composés de fer précipités est difficile à réaliser. Des plus, les autres procédés ne forment pas de soufre sous forme élémentaire mais oxydent le soufre en sulfate. On recueille ce sulfate sous forme d'acide sulfurique et on le recycle, en introduisant dans le circuit un excès d'acide qu'on doit nécessairement 25 éliminer. La solution acide régénérée du stade 20 de précipitation du fer qu'on introduit dans chaque stade du lessivage oxydant contient d'environ 20 à 80 g/1 d'acide sulfurique, et d'environ 2 à 20 g/1 d'ions ferreux et ferriques. L'acide recyclé 12 qu'on recycle du stade ultérieur de récupération 30 du cuivre et qu'on apporte dans chaque stade de lessivage oxydant, contient d'environ 40 à 120 g/1 d'acide sulfurique, d'environ 0 à 40 g/1 d'ions cuivriques et d'environ 0 à 10 g/1 d'ions ferreux. La composition de l'acide recyclé dépend en grande mesure du procédé de récupération du cuivre utilisé. Les paramètres utilisés dans le procédé de lessivage oxydant doivent 35 être respectés de façon précise. Le paramètre le plus strict est la température. Aux températures supérieures à 100°C., la réaction d'oxydation démarre rapidement, mais ralentit considérablement au eours du temps. II semble que cette 72 05238 2125524 diminution de la vitesse réactionnelle soit due à l'activité des solides et à la nature exothermique de la réaction qui provoque des surchauffes localisées entraînant une fusion du soufre. Le soufre fondu colmate la surface des particules empêchant la poursuite de l'oxydation. 5 Pour obtenir un bon taux d'extraction avec un rendement satisfai sant, la température doit Être comprise dans la gamme d'environ 70 à environ HCt. La température limite est la température à laquelle le fer en solution commence à s'hydrolyser et à précipiter, ceci d'accompagné d'une perte d'argent et de molybdène. 10 Egalement, en maintenant la température dans le ou les premiers stades de lessivage oxydant dans la partie basse de la gamme, c'est-à-dire, dans la gamme d'environ 70 à 100°C, on empêche de façon efficace le colmatage de la surface des particules, et on peut maintenir la température dans le ou les derniers stades de lessivage dans la partie haute de la gamme, c'est-à-dire 15 dans la gamme d'environ 90 à 110°C. On peut conduire le lessivage oxydant dans une gamme étendue de pressions. En présence d'un gaz contenant de l'oxygène, on peut obtenir des extractions satisfaisantes, en utilisant une pression dans le dispositif de lessivage oxydant atteignant environ 27;5 bars, des pressions supérieures à 20 27,5 bars, bien qu'elles soient efficaces, nécessitent une installation haute pression, ceqiiaugmaite le coût de l'investissement. On peut conduire le lessivage oxydant avec un gaz contenant de l'oxygène, sous des pressions comprises dans la gamme allant de la pression atmosphérique à environ 27,5 bars. • On peut obtenir un lessivage oxydant efficace en maintenant la 25 pression dans le ou les premiers stades de lessivage oxydant dans l'extrémité inférieure de la gamme de pressions précitée, en maintenant la pression dans le ou les derniers stades dans l'extrémité supérieure de la gamme précitée. Par exemple, on oxyde une partie importante des sulfures de cuivre en présence d'un gaz contenant de l'oxygène dans le premier stade de lessi-30 vage oxydant lorsque la pression est pratiquement égale à la pression atmosphérique. On préfère maintenir la pression dans le ou les premiers stades de lessivage oxydant dans la gamme comprise entre pratiquement la pression atmosphérique et environ 20,7 bars, et maintenir la pression dans le ou les derniers stades dans la gamme d'environ 13,8 à environ 27,5 bars. 35 La durée de séjour du mélange réactionnel dans chacun des stades de lessivage oxydant peut varier dans une gamme étendue et dépend,non seulement de l'extraction souhaitée dans chaque stade, mais également des conditions 72 05238 2125524 correspondant à chaque stade. Aux températures et pressions basses, la durée de séjour peut être comprise entre 2 et 48 heures, et aux températures et pressions élevées, la durée de séjour peut varier entre.30 minutes et 12 heures. L'acidité du mélange réactionnel dans le lessivage oxydant est 5 un paramètre qu'il convient de respecter de façon précise et on doit en assurer une régulation soigneuse pour obtenir une dissolution importante du cuivre, et empêcher la précipitation des composés de fer et la perte correspondante d'argent et de molybdène . Le produit sortant du stade de lessivage oxydant 33 passe direc-10 tement dans un dispositif 40 de flottation par mousse, où le soufre élémentaire, les sulfures métalliques et les métaux précieux se séparent de la gangue et de la solution. En utilisant un collecteur du soufre tel qu'un dithiophosphate organique, par exemple l'"Aerofloat", on obtient un concentré de flottation qui contient le soufre élémentaire ainsi que pratiquement la totalité de l'argent 15 et du molybdène sous forme de sulfures, des autres métaux précieux, des composés de fer et des sulfures de cuivre non lessivés ainsi qu'une certaine quantité de gangue. Le concentré- peut contenir jusqu'à 85% en poids de soufre élémentaire. On soumet le résidu à une séparation liquide-solides en 41, en obtenant un résidu 42 et une solution qu'on réunit auxliquides de la sépara-20 tion 32. Si on le désire, on peut soumettre le concentré de flottation à une séparation liquide-solides et laver les solides pour récupérer des quantités complémentaires de cuivre dissous. On sépare le soufre élémentaire des sulfures dans un stade de 25 récupération du soufre 50, suivi d'une séparation liquide-solides 51. On peut réaliser cette récupération en utilisant divers procédés. Par exemple, en raison de la concentration élevée du soufre, un procédé pratique et efficace consiste à chauffer le concentré au-dessus du point de fusion du soufre, à séparer le soufre fondu 52 dans le dispositif de séparation liquide-solides 51 30 selon un procédé approprié tel que la filtration, et à récupérer le soufre. On peut, après séparation du soufre, traiter le résidu du concentré dans un stade de récupération 60, pour récupérer le cuivre, le molybdène, l'argent et les autres métaux précieux 61. Les résidus de flottation qui contiennent la solution de cuivre 35 et des constituants de la gangue insoluble qui ne sont pas à l'état de sulfure, tels que les silicates et la magnétite provenant du concentré à- traiter}sont soumis à une séparation liquide-solides 41 pour séparer la solution contenant 72 05238 2125524 du cuivre des résidus solides. On combine la solution contenant du cuivre obtenue, avec la partie liquide du stade de séparation liquide-solides 32. Cette solution combinée contient d'environ 20 à 80 g/1 de cuivre sous forme d'ions cuivriques, d'environ 5 à 25 g/1 d'acide sulfurique, et d'environ 3 5 à 15 g/1 de fer sous forme de fer ferrique. On divise la solution combinée en deux portions,une portion plus petite 11, qu'on recycle dans le dispositif d'activation par lessivage 10, et une portion principale qu'on purifie. Dans la purification, les ions ferriques présents en solution doivent être réduits à l'état farreux, et une partie du fer peut être 10 éliminée si on le désire. La purification réductrice précipite simultanément l'argent résiduel ainsi que le sélénium et le tellure. Dans le cas où la teneur en fer de la solution à purifier est élevée, on a avantage à conduire la purification en deux stades, comme le montre le diagramme de fonctionnement. 15 Dans le premier stade de purification 70, On oxyde le fer en solu tion et on l'hydrolyse en continu à une température d'au moins 160°C, de préférence comprise dans la gamme d'environ 180 à 220°C, sous une pression partielle en oxygène 7 comprise dans la gamme d'environ 3,4 à 13,8 bars. La durée de séjour est de 30 minutes ou moins. Après une séparation liquide-20 solides 71, pour éliminer les composés de fer précipités 74, on ajoute de la poudre de cuivre 8 à la fraction liquide dans le second stade de purification 72 pour réduire les ions ferriques résiduels à l'état ferreux et précipiter l'argent, le sélénium et le tellure en solution sur la poudre de cuivre ajoutée. Après le second stade de purification, on sépare la solution de la poudre de 25 cuivre avec les éléments précipités dans le stade de séparation liquide- solides 73. On peut soumettre le résidu 75 contenant l'argent, le sélénium, le tellure et le cuivre à un traitement ultérieur pour récupérer les constituants de valeur. Sinon, si la teneur en fer de la solution à purifier est suffisam-30 ment faible, une seule purification avec la poudre de cuivre suffit pour obtenir une solution débarassée des ions ferriques. On dirige la solution purifiée de la séparation liquide-solides 73 dans un stade de récupération 80, où on précipite le cuivre élémentaire de la solution . Pour récupérer le cuivre de la solution purifiée, on peut utiliser 35 l'un quelconque des procédés bien connus tels que l'extraction par voie électrolytique, la précipitation chimique suivie de réduction, ou la réduction directe par un gaz réducteur. La réduction directe avec de l'hydrogène gazeux 9 72 05238 2125524 11 à température et pression élevées en continu est très rapide et est nettement plus économique que les autres procédés. On conduit la réaction en continu dans un récipient réactionnel approprié à une température d'environ 180°C sous une pression d'environ 3,1 bars, et en agitant, La durée de séjour nécessaire à la 5 réduction de la solution de sulfate cuivrique ne dépasse pas 5 minutes. La solution purifiée de la séparation liquide-solides 73 introduite dans le dispositif de récupération 80 peut contenir d'environ 25 à 80 g/1 de cuivre sous forme d'ions cuivriques, de 5 à 25 g/1 d'acide sulfurique et des traces à 10 g/1 de fer sous forme d'ions ferreux. Après séparation liquide-10 solides en 81, on obtient de la poudre de cuivre 82 de haute qualité et de l'acide 12 qu'on recycle dans les deux stades de lessivage oxydant 30 et 33. On peut recycler une partie de l'acide 12 dans le dispositif d'activation par lessivage 10. L'acide recyclé contient d'environ 40 à 120 g/1 d'acide sulfurique, d'environ 0 à 40 g/1 de cuivre sous forme d'ions cuivriques et d'environ 15 0 à 10 g/1 de fer sous forme d'ions ferreux. Pour empêcher l'acculumation d'éléments secondaires tels que le magnésium ou le zinc, et des ions sulfate.- dans le procédé, il est nécessaire de disposer un ou plusieuis dispositifs de soutirage situés en des emplacements appropriés. L'importance du soutirage dépend de la concentration du magnésium 20 et du zinc dans le concentré; généralement, on peut tolérer la circulation d'environ 20 à 30 g/1 d'ions magnésium et zinc. On récupère la totalité du cuivre présent dans les liquides soutirés, par exemple, par précipitation chimique ou par cémentation sur le fer. On peut de plus traiter la solution résiduelle pour récupérer les autres composés ou la rejeter après neutralisation 25 de l'acide pour éviter la pollution. Le procédé de l'invention est illustré par les exemples suivants qui correspondent au diagramme de fonctionnement illustré. Exemgle_l 30 On traite 1000 g d'un concentré de chalcopyrite à teneur élevée finement broyé, titrant 25,5% de cuivre, 30,9% de fer et 30,8% de soufre, dans un dispositif d'activation par lessivage à 140°C pendant 168 minutes avec un acide recyclé provenant d'un stade ultérieur de réduction par l'hydrogène contenant 108 g/1 d'acide sulfurique, 3,2 g/1 de fer sous forme de sulfate 35 ferreux et 18,4 g/1 de cuivre sous forme de sulfate cuivrique, et une solution de sulfate de cuivre contenant-63,5 g/1 de cuivre, 7,5 g/1 de fer et 25 g/1 d'acide'sulfurique. ' 1 72 05238 2125524 12 10 On conduit l'activation à un pH d'environ 1. Le rapport atomique du cuivre dans la solution ajoutée au concentré, au fer soluble dans le concentré est de 0,8/1. Lorsque la durée indiquée s'est écoulée, on sépare par filtration le résidu solide de la solution. On oxyde et on hydrolyse la solution, contenant 2 g/1 de cuivre, 60 g/1 de fer et 24,5 g/1 d'acide sulfurique pour précipiter le fer dans un autoclave à 200°C sous une pression partielle d'oxygène de 6,9 bars pendant 20 minutes. Après séparation liquide-solides, des produits réactionnels, on soumet les solides qui correspondent à un rapport atomique du fer au soufre de 1,6/1 à un second traitement dans des conditions semblables pour diminuer la teneur en acide de ces solides. On mélange l'acide régénéré contenant 11,7 g/1 de fer et 29,1 g/1 d'acide sulfurique avec l'acide recyclé et le résidu solide de l'activation par lessivage qui contient 49,5% de cuivre, 8,7% de fer et 23,5% de soufre, et 15 on soumet le mélange à un lessivage oxydant en deux stades. Dans le premier stade de lessivage oxydant, on traite le mélange dans un autoclave pendant 45 minutes à une température de 90°C sous une pression partielle d'oxygène de 13,8 bars à un pH d'environ 1. Après filtration, on soumet le résidu solide contenant 10,2% de, cuivre, 11,5% de fer, et 46,9% de soufre 20 total au second stade de lessivage oxydant. On extrait le cuivre dans le premier stade de lessivage à 92%. Dans le second stade de lessivage, on remet en suspension le résidu du premier stade avec l'acide recyclé et l'acide régénéré et on oxyde dans un autoclave pendant 4 heures à 90°C sous une pression partielle d'oxygène de 25 13,8 bars à un pH inférieur à 1. Dans ce second stade, on extrait le cuivre à 93,6%. Le taux global d'extraction du cuivre dans les lessivages oxydants est supérieur à 99%. On soumet le résidu du second stade de lessivage oxydant à une flottation en utilisant de 1 "'Aerofloat?' comme collecteur. Le concentré de flottation 30 contient 1,7% de cuivre, 51,8% de fer, 79,7% de soufre total, et 77,7% de soufre élémentaire, ainsi que la majeure partie de l'argent et du molybdène contenus dans le concentré de départ. On recueille pratiquement la totalité du soufre dans le concentré de flottation en combinant une granulation, une filtration à chaud et une extraction au solvant. 35 On sépare la solution des résidus de flottation qui contiennent moins de 0,1% de cuivre, 0,9% de fer et 3,9% de soufre total. 72 05238 2125524 On combine la solution contenant du cuivre séparée des résidus à la solution contenant du cuivre provenant de la filtration du mélange réactionnel du premier stade de lessivage oxydant. On renvoie une partie de cette solution contenant 63,5 g/1 de cuivre, 7,5 g/1 de fer et 25 g/1 d'acide sulfurique, dans 5 le dispositif d'activation par lessivage, et on soumet le restant à une purification. La purification consiste à traiter la solution pendant 30 minutes à une température supérieure à 160°C sous une pression partielle d'oxygène de 6,9 bars, en précipitant 4,5 g/1 de fer, sous forme d'oxyde de fer. On traite 10 le restant de la solution avec du cuivre métallique et on soumet la solution obtenue contenant 70 g/1 de cuivre, 3 g/1 de fer et 28 g/1 d'acide sulfurique à une réduction avec de l'hydrogène gazeux. Dans la réduction par l'hydrogène, on traite la solution à 180°C sous une pression de 3,1 bars pendant 5 minutes. Après réduction, on recueille 15 le cuivre précipité et on recycle la solution résiduelle dans le dispositif de lessivage oxydant et d'activation par lessivage. Exemj>le_2 On traite un concentré broyé constitué essentiellement de chalcopy-20 rite et de bornite dans un dispositif d'activation par lessivage à 159°C pendant 60 minutes avec de l'acide de recyclage et une solution de sulfate de cuivre. On sépare de la solution les solides ayant subi l'activation par lessivage qui contiennent 54,8% de cuivre, 1,9% de fer et 21,5% de soufre. On oxyde les solides séparés dans un premier stade de lessivage 25 oxydant en présence d'acide de recyclage et d'acide régénéré en faisant barboter de l'oxygène dans le mélange réactionnel pratiquement sous pression atmosphérique pendant une durée de 12 heures à 80°C. Le taux d'extraction du cuivre est de 50%. On filtre le produit du premier stade de lessivage oxydant et on soumet la fraction solide contenant 30,3% de cuivre, 2,4% de fer et 30 33,1% de soufre, après l'avoir remis en suspension avec de l'acide de recyclage et de l'acide régénéré, à un second stade de lessivage oxydant pendant 5 heures à 105°C sous une pression partielle d'oxygène de 13,8 bars. Le taux global d'extraction du cuivre du concentré traité, dans le dispositif d'activation par lessivage et dans les deux dispositifs de lessi-35 vage oxydant est de 97%. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 72 05238 2125524 O .Y _? -O- ï _Ç_A_T_X _0 _N_S 1. Procédé de traitement de sulfures de cuivre et de fer pour en entraire le cuivre et le soufre élémentaire, caractérisé en ce qu'il consiste 5 1) à introduire ces sulfures dans une solution acide de sulfate de cuivre pour les faire réagir avec cette solution à une température dans la gamme d'environ 90 à environ 180°C, ladite solution contenant des ions cuivriques dans un rapport atomique par rapport au fer soluble contenu dans la gamme d'environ 0,5/1 à 1,5/1 pour former un sulfure simple insoluble de 10 cuivre et une solution de sulfate ferreux; 2) à séparer la solution de sulfate ferreux du sulfure de cuivre simple insoluble; 3) à oxyder et hydrolyser simultanément le sulfate ferreux pour précipiter les composés de fer et régénérer l'acide sulfurique; 15 4) à séparer les composés de fer précipité de l'acide sulfurique régénéré; 5) à soumettre le sulfure de cuivre insoluble à un lessivage oxydant dans l'acide sulfurique pour oxyder le soufre du sulfure en soufre élémentaire et dissoudre le cuivre sous forme d'ions cuivriques pour former 20 une solution contenant du cuivre; 6) à recueillir un mélange de solution contenant du cuivre, du soufre élémentaire et des solides résiduels provenant du lessivage oxydant; et 7) à récupérer le cuivre de la solution contenant du cuivre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on 25 soumet le sulfure de cuivre simple insoluble à un lessivage oxydant dans l'acide sulfurique régénéré. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait réagir les sulfures avec la solution de sulfate de cuivre acide à un pH compris dans la gamme d'environ 0,5 à environ 2,0. 30 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait réagir les sulfures avec la solution de sulfate de cuivre acide dans un récipient réactionnel à la tension de vapeur du système à la température de réaction. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 35 caractérisé en ce qu'on fait réagir les sulfures avec la solution de sulfate de cuivre acide à une température comprise dans la gamme d'environ 120 à environ 160°C. 72 05238 2125524 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5; caractérisé en ce qu'on oxyde et hydrolyse le sulfate ferreux à une température comprise dans la gamme d'environ 180 à environ 230°C sous une pression comprise dans la gamme d'environ 3,4 à environ 13,8 bars. 5 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, carac térisé en ce qu'on maintient la concentration en ions ferreux dans la solution introduite dans le stade d'oxydation et d'hydrolyse en dessous de 40 g/1. 8, Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on soumet le sulfure de cuivre insoluble à un lessivage oxydant. 10 en plusieurs stades, sous une pression pouvant atteindre 27,5 bars environ. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérise en ca qu'on soureet le sulfure de cuivre insoluble à un lessivage oxydant en plusieurs stades à une température comprise dans la gamme d'environ 70 à environ 110°C. 15 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, carac térisé en ce qu'on soumet le sulfure de cuivre insoluble à un lessivage oxydant en plusieurs stades en réalisant le premier stade de lessivage oxydant à une pression comprise entre la pression atmosphérique et environ 20,7 bars, et le dernier stade de lessivage oxydant à une pression comprise dans la gamme 20 d'environ 20,7 à environ 27,5 bars. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on conduit le premier stade de lessivage oxydant à une température comprise dans la gamme d'environ 70 à environ 100°C, et le dernier stade de lessivage oxydant à une température comprise dans la gamme d'environ 90 à 110°C. 25 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on soumet le soufre élémentaire et les sulfures du mélange provenant du lessivage oxydant à une flottation pour former un concentré contenant le soufre élémentaire, les sulfures métalliques et les métaux précieux. 30 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on sépare le soufre élémentaire des sulfures métalliques et des métaux précieux. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réduit le fer ferrique dans la solution contenant du cuivre en fer ferreux, et en ce qu'on soumet la solution obtenue à une réduction 35 par l'hydrogène pour former du cuivre métallique et une solution acide. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on recycle la solution acide obtenue par réduction par l'hydrogène dans le dispositif de lessivage oxydant. 72 05238 2125524 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on recycle une partie de la solution acide formée par la réduction par l'hydrogène dans la solution de sulfate de cuivre acide. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, 5 caractérisé en ce qu'on récupère le cuivre de la solution contenant du cuivre par extraction par voie électrolytique pour former du cuivre métallique et une solution acide. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'on recycle la solution acide formée par extraction par voie électrolytique dans le 10 dispositif de lessivage oxydant. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on recycle une partie de la solution contenant du cuivre du dispositif de lessivage oxydant pour qu'elle constitue au moins une partie de ladite solution de sulfate de cuivre acide. 15 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les sulfures sont constitués de particules ayant une taille telle qu'elles passent à 98% au tamis de 48 mm d'ouverture de mailles.