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"Perfectionnements aux procédés pour la récupêration et le raffinage de cuivre ".
La présente invention est relative à un procédé pour la récupération et le- raffinage de, suivre et concerne plus particulièrement la récupération du cuivre purifié à partir de matières cuprifères en formant: des solutions de sels complexes de cuivre em d'ammondium à l'aide du contenu de Cuivre des dites matières cuprifères et en précipitant de ces solutions le cuivra métallique à l'aide d'un agent réducteur.
Un des procédés industriels habituels pour récupérer la Cuivre d'un minerai consiste à dissoudre des oxydes de cuivre ou du cuivre métallique avec une. quantité d'oxy- gène correspondaa.t à cella contenue dans les oxydes
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de cuivre dans des solutions a1isioniaoales contenant du carbonate c1' [.([tffiLOnium et des carbonates complexes de cuivre et d'ammonium, et à précipiter les oxydesde cuivre de ces solutions en les faisant bouillir. On traite les oxydes de cuivre ainsi précipités par des procède s
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métallurgiques ou éle0trolytlQues bien.
connus pour ràoupérer le cuivre métallique purifiée on sait que la présence de sels complexes cuivriques et alrillloùiQl1Gs dans -les solutions de lessivage ou de dissolution contribue à mettre le cuivre en solution, de procédé a pour inconvénient de nécessiter de grandes quantités de chaleur pour précipiter l'oxyde de cuivreet n'est économique que si l'on peut disposer d'une source de chaleur peu coûteuse. De plus, des procédésmé-
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tallurgiques et ±le9trolytiques doivent être anployés afin de récupérer le cuivre, sous forme métàlliqu-a. un a constaté, à présent qu'il est possible de précipiter à des températures et des pres sionsêlevées des quantités relativement grandes de suivre métallique.à partir de solutions ammoniacales de carbonate d'anmoniua et de carbonates complexes de cuivre et d'ammonium .
Le procédé faisant l'objet de lqinveutian .x. met à profit cette découverte et évite les difficultés susmention- nées, en précipitant directement, dans des conditions contrôlées, du cuivre métallique à partir de solutions contenant des complexes de cuivre.
En conséquence, @@ l'invention a pour objet un procédé, dans lequel du cuivre métallique peut être directement précipité à partir de solutions contenant du cuivre dissous. Un autre objet coacerne un procédé pour récupé- rer le Cuivre d'un minerai ou de son concentrât en dissolvant son contenu de cuivre et en précipitant le cuivre métallique à partir de la solution' L'invention a encore pour objet un procédé pour purifier du cuivre Impur tel
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que le du cuivre boursouflé.',
L'invention concerne un procède pour la récupération de Cuivre purifié à partir de matières Cuprifères,
le- quel procédé consiste à dissoudre le Cuivre soutenu dans la dite matière dans une solution ammoniacale de sels de cuivre et d'ammonium et à faire réagir ensuite la solution obtenue avec du monoxyde de carbone gazeux à une tempéra- ture et une pression élevées pour réoupérer de cette so- lution un cuivre purifiê.
Les stades opératoires du pro- cédé suivant l'invention peuvent comprendre la format, ion de solutions de carbonate complexe de suivre et d'ammonium au moyen du cuivre contenu dans une matière cuprifère , en dissolvant ce cuivre à la pression atmosphérique dans une solution ammoniacale de carbonate d'ammonium et de Carbo- nates complexes de cuivre et d'ammonium en présence de suffisamment d'oxygène pour former desoxydes de cuivre avec tout le cuivre métallique présent, .la précipitation du cuivre métallique de la solution susdite à des température allant de 100 à 250 C. et à.
des pressions allant d'environ 10 à 100 atmosphèresavecdu monoxyde de Carbone gazeux, la récupération du précipité de cuivre métallique, la récupération de la liqueur résiduelle et enfin la réduc- tion de la pression appliquée à celle-ci de même que son renvoi au stade de dissolution.
L'anhydride carboniquequi se dégege pendant la précipitation et l'ammoniac ainsi que l'anhydride @@ carbonique libérés après la. réduction de la pression sout séparés en solutions d'ammoniac et d'anhydride Carbonique gazeux .L'ammoniac est renvoyé au stade de dissolution et une partie de l'anhydride carbo- ' nique est transformée en monoxyde de carbone et tenvoyée au stade, de précipitation.
Le procédé peut être appliqué à une matière cuprifère quelconque. Par l'expression "matière cuprifère quel conque", on entend un cuivre impur tel que du cuivre boursouflé ou un minerai de cuivre qui a été traité de
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telle manière que le Cuivre qu'il contient soit présent sous forme d'oxydes de cuivre ou de cuivre métallique.
Le procédé peut évidemment être appliqua à un minerai
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non {Jo,-1.ceatré, mais on préfère employer un minerai concentre gui a été grillé, un sorbe la totalité du cuivre est sansiolement présente sous forme d'oxydes de cuivre qui peuvent également contenir de failles quantités de
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cuivre métallique. o Ol/iCi'":
on l'a ,10"(;é ci-dessu,des oxydas de cuivre et du cuivre en présence d'oxygène en quantité suffise..t8 pour tre .lraiisflor:Tiése? oxydes sont facilcmezt dissous da ns des solutions 8mmoüiacele de oarbjnate d'ammorriuin et de carbonates de cuivre et d'ammonium , de ifaaière à former des carbonates complexes d' ammoL1ium. et # t te dissolut-Lon est facilitée par la présence de carbonates s cuivriques et ammoniaques. Dans de telles solutions,le s sels cuivriques sont réduits en sels cuivreux par la cuivre métallique entrant en solution. La demanderesse a constaté que les meilleures Conditions sont obtenues dans la lessive lorsque la solution qui quitte la lessiva a une couleur bleue Caractéristique de la présent de sels cuivriques.
La vitesse de dissolutioa dépend des conditions de
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tempErature, de pression et de concentration des sol- vants, ainsi que de la teneur en cuivre de la matière cuprifère . Ainsi, en élevant la température et la
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pression le lessivage peut se faire proportio11ement plus vite, et une Concencration plus élevée dé? sels de cuivre en solution peut être odtenue . Dans le cas deua minerai, la demanderesse préfère employer un concentrât grillé et préfère lessiver à des températures de 20 à 30 C. et à la pression atmosphérique.
On emploie du monoxyde de Carbone comme ageat réducteur. La demanderesse a constata que pour la mise en
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marche de l'opération, le gaz à l'eau ou le gaz de. gazogène oontenant à. la fois du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, constitue une bonne source de gaz, et que ces gaz peuvent être employés comme source continue
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de monoxyde de Carbone, Toutefois, la diamaaderes sejpre fère après la mise en marche du procédé, récupérer l'anhydride carbonique libéré pendant le stade de réduction et convertir cet anhydride carbonique en monoxyde de carbone servant de source continue de gaz rducteur.
La demanderesse a constaté qu'il est possible, de pré- cipiter , dans des conditions contrôlées, jusqu'à 94 % du cuivre présent dans une solution ammoniacal?; de arbonate d'ammonium et de carbonates de Cuivre et d'ammonium. on trouvera dans le tableau Ci-dessous les résultats de divers essais. Les essais ont été réalisés dans un autoclave, et dans tous les cas, les produits indiqués ont été obtenus après qne réduction d'une heure au moyen de monoxyde de carbone gazeux.
Dans tous lesessais, sauf l'essai n 4, le carbonate cuivrique d'ammonium se trouvant dans la solution a d'abord été réduit en carbonate cuivreux d'ammonium au moyen de cuivre métallique, avant t que le cuivre métallique n'ait été précipité avec le monoxyde de carbone . On constatera que le rondement en cuivre que l'on peut précipiter de ces solutions dépend de la températurede la pression, de la concentration des sels de Cuivre en solution et de la quantité de monoxyde de carbone employée.
TABLEAU I
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N Matière % Ou en % (NH)2003 po 3 en Temp. Pression Rendement employée solution en soiu(à solution 0.0. livres/pouce % ou carré 1 0.P,Cu0 11.7 14.6 5.3 100 550 50.4., Chaloo(3i te 6riilêé 8. 5 14.6 5, 3 100 600 50
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3 Qhalool3ite 8.5 1.,6 5.3 150 850 17 li grillée 4: 0,-z.Ouo 3. L4.±5 5.3 150 60D 39 5. C.P.0u".O 11.4 14.6 5. 2J, 1200 94
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L'a p.) z,,2 à 2Lll a,-,, S2V&at l'exécution du procède est reannexé présenté SÙ1É;:18 îqui--ITlei7lc sur ....e d',s3injau prése.1.t mémoire. Il est toutefois à que le dessin est donné uniquement à
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titre d'exemple et non pas dans le but de limiter l'invenbion dont la portée est évidemment plus étendue.
Dans le dessin , 1 est une tour de lessivage fermée, dans laquelle se forment les solutions de carbonate complexe de suivre et d'ammonium obtenues au départ du cuivre contenu
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dans les mstièrss cuprifère-.: entrant, dans la tour. L'oxj,<à éne qui peu$ àlre exigé pour le lessivage est fourni grâce à 1'introduction par .Le conduits' d'air ou rl'oxysèn6 dans la tour . ..L'oxygène et inutilisé} sort de la tour par la sortie 3 et peut être recyclé par l'intermédiaire du conduit 4. Lorsqu'il est iait usage d'air, les Gaz se rassemblant au sommet de la tour contiennent de grandes quantités de gaz inertes
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princialeaient di l'azote et de l'ammoniac .
Dans ce. cas, il sera souhaitable de récupérer 1'ammoniac par lavage et de séparer les gaz restants.
La solution cuprifère est amenés à la tour fermée de précipitation 5 par un conduit 6, la vitesse de circulation étant réglée par la pompe 7. Il est évidemment possible de filtrer ou de centrifuger la solution avant de l'amener à la tour 5,
Le monoxyde de carbone est fourni sous pression à la tour 5 et y pénètre près du fond par le conduit 8. Après passage à travers la tour , l'excédent de monoxyde de carbone se rassemble éu sommet de celle-ci.
Le monoxyde d3 carbone qui se rassemble au sommet de la tour contiendra, en plus des
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gaz inertes, des pourcentages reiatlvement élevés dl al11!!j:dr id e
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carbonique et d'ammoniac, la présente d'ammoniacétant due à la tension de vapeur de ce gaz tandis que l'anhydride carbonique est libère par la réaction de précipitation. On peut ventiler ces gaz dans l'atmosphère mais, somme indiqué 101, on peut les amener par le conduit 9 dans la tour de lavage 10, alimentée en eau de lavage par le. conduit 47, grâce à la pompe 48.
Les gaz non absorbés sont ventilé s au sommet de la tour de lavage 10 et une solution d'ammo- niac contenant un peu d'anhydride carbonique est amenée du fond de la tour de lavage par le conduit 49 dans l'appareil de séparation d'anhydride carbonique, qui sera décrit ci- dessous.
On fait tomber la gangue qui reste dans la tour 1 après le lessivage par le conduit 12 dans n récipient 11 où elle est lavée et déchargée par la sortie 13. L'eau de. renvoyée lavage contenant das sels de cuivre en solution est @ @ à la tour 1 par le conduit 14..
On amène le suivre métallique provenant: de la tour 5 par le Conduit 16 dans le récipient 15 où il est lavé avec de l'eau ou une solution ammoniacale faible, et la solution de lavage est renvoyée à la tour 5 par le Conduit 17, le cuivre étant déchargé du récipient 15 par la sortie 18.
L'eau ou la solution ammonialoale faible paut être fournie par l'eau ammoniacale récupérée dans le système de sépara- tion d'anhydride oarponique.Il est préférable do laver le cuivredans le récipient 15 avecde l'eau exempts d'oxy- gène ou une solution ammoniacale afi.i d'enlever lesoxydes par lessivage .
Après avoir quitté le récipient 15, le cuivre est séché, en atmosphère réductrice et peut petre em- ployé tel quel ou peut être coulé en barres ou tiges,
Il est souhaitable de ne réduire qu'une partie du cuivre dans la solution se trouvant dans la tour 5, étant donné est désirable que des sels complexes de cuivre restent dans cette solution afin de faciliter le lessivage
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lorsque le liquide est recycle . j.1 outre, plus de temps s rait nécessaire p"u1' précipiter tOï7, 1.. cuivre et orci .neesitervit inutilement uii vuste appareillage ' Il oe important d.8 noter qu', ogan que tout le cuivre se trouvait dans la .solution de la tour 5 ne soit pas précipité ,le
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système fonctionne de tell.;
façon que tout 1 cuivre li1Í sri en. solution J.4,xxs la tour de lessivage 1 est éventuellement précipite dans la tour 5,
La solution résiduelle quittant la tour 5 est ame (lée
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un système de séparation où l'anhydride oaroonique est enlevé et 1'amaiOiiiac récupère . Un peu t fa ir usage d'un. appareil approprié quelconque . Pour la facilite, on décrira un syst.¯e reprêsânt;: a!1 dessin . La liqueur résiduelle provenant de la tour 5 est amenée par un conduit 20 au l'a cîplant 1&, où la pression appliquée au liquide est réduite pratiquement à la pression atmosphérique . uomrne la pression est réduite, l'anhydride oaroonique et l'amriioniac se vola- tiliseront et seront entraînés par le conduit 21.
Pour autant qu'elle est nécessaire, la solution résiduelle est recyclée vers la tour lpour y être. réemployée à des fins
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de lessivage par les conduits vzw, 23 et Z4. De l'ammoniac additionnel peut être ajouté à l'un de ces conduits pour compenser les pertes pouvant se produire dans le système.
Les gaz sont conduits par le conduit 21 verun appareil à distiller consistant en une tour de lavage 25 et en un bouilleur 27 aliment en eau au sommetde l'a ppareil à distiller 25 par le conduit 26. L'ammoniac exempt d'anhydride carbonique est entraîné par le conduit 29 et l'eau ammoniacale qui peut contenir un peu d'anhydride carbonique est déchargée de la partie inférieure du récipient 27 par le conduit 41.
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La solution a.runoixiacale est amenée du conduit 41 vers un appareil à distiller consistant en une tour 40 équipée d'un appareil à reflux 42 et d'un bouilleur 45. De l'eau
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ou une solution ammoniacale faible est déchargée au fond du récipient 45 pour être employée comme. liquide de lavage pour le cuivre métallique et est amenée au récipient de lavage 15 par le conduit 46 comme montré, mais peut être employée pourle trop-plein d'eau dans les sçcruobers 10 ou 25.
L'ammoniac fort, qui peut contenir un peu d'anydride carbonique est déchargé au sommet de la tour après reflux et renvoyé pour être mélangé à la solution de. lessivage par les conduits 43 et 44, se mêlant à la liqueur résiduelle provenant du récipient 19 dans le conduit 23.
L'ammoniac exempt d'anhydride carbonique gazeux quittant la tour 25 passe! par les conduits 29 et 30 dans le réservoir d'anhydride carbonique 28, où il estemmagasiné soit pour être ventilé par le ventilateur 36 ou envoyé par le Conduit 32 au générateur do monoxyde de carbone 31.
L'anhydride carbonique est converti eu monoxydede carbone par passage sur du Coke incandescent dans le générateur 31.
Le monoxyde de carbone est amené par le. conduit 34 au réservoir de monoxyde de Carbone 33 dont il est extrait et comprimé à la pression requise par le compresseur 37. Ce monoxyde est au besoin amené à la tour de précipitât ion 5 par les conduits 38 et 39 et entre dans la tour par leconduit 8.
La façon dont la chaleur est fournie pour la réalisa- tio.u du procédé en différents points, n'est pas montrée afin de simplifier le dessin- les tours 1 et 5 et les s bouilleurs 27 et 45 sont entourés d'une chemise chauffante et peuvent être alimentées en gaz chauds ou en vapeur. De l'air est soufflé dans le convertisseur 31 pour chauffer le coke à incandescence. omme on l'a noté ci-dessus, on peut appliquer le procédé de telle façon que 94 % du cuivre en solution dans la tour 5 peut âtre précipité, ce qui permet à. la solution. résiduelle de prendre la même quantité de cuivre dans la tour de lessivage 1. La méthode particulière suivante est @
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u-inode d'opération ,)r(fer±.
Les Coilstn ztes de oo;stti.iotio ; de Ifo.9Pi.l'eii.L;)g;: p'uvr:a crv ca.LJulGE:2 4:=< telle (";sùiè-:(7 l.J'\ le, procédé peut ê'tl")t-::' C:1J,liqué pysc c 32 t:i:¯'frej w.n e.l!oyau :7: tei,ipi.:.;,t,Jr..s et <<,s.a.m Vf:,ri&8; t.i.'l ¯ les r ll.i.2a:' ci-dessous ont 6t'' oolir.,i>js L-1l .85..1 Vr',.1:: il :3J-00QC et è. ,J.i-3 ,).'8dSÍO.l d'1 att110s1Ù'-'e et ,.^;il ;Jr-5oipitsiib fi 1.cô t8..:lPifJtlr:s S z 'i1. t=t do liJà 1. 11J c et a de-.s pressions .Fà wù à 65 t11105i1;L'e.".-, 1'.:...vL.,,i.I il
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57.at.i.0:! v,a1 él: Sià:5 le r0oi'p:Le1 iJ,1 lessivage Cuivre 1. l ma1.es N11 ô .55 moles s 00 3.0à moles 4 ,-2., v 5 5, 50 moles 'JUÍv2E acditionne pour lessiver J.405 avoir .)X,'8':J.P. aùd.it;iO.1Üé pour lessiver J.41 mole 3011][;ioü Cl.Ü ttalt le recipieüt à-"" iessivase et 81.traü)c .1ai.ls 1' rociPi.::::1t réducteur iJui VL'e 1.69 moles HH3 c . 5 mole
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il 0 55.50 moles .atie:r^ C\è.,lit:i OL1l1OS n:.;
récipient réduc::cur C0 0.41 mole -atiérss enlevées du récipient réducteur suivre métallique 0.40 mole Solution i'btaiit¯le récipient réducteur et ' eiitraiit dans le sêa.1'a.teur de C0 Cu 1.&1 moles NH 3 .56 mol s 002 à. 44 mol es H 2 0 55.50 mole s eulové pour la ?' eii ;0 0.4l mole
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On notera que le procédé fournit une méthode au moyen de laquelle du Cuivre purifié peut être réoupéré à partir de matières ouprifères en formant des sels com- plexes de cuivre et d'ammonium et en précipitant aveo un agent réducteur, que l'on peut grâce au procédé;
obtenir du cuivre d'une pureté extrêmement élevée par une? remise en @olution et une reprécipitation et que le, procédé peut être appliqué à un minerai de faiole teneur ou à un minerai concentré ou au raffinage d'un cuivre impur tel que le cui- vre boursouflé.'.
Rien que le procédé ait été décrit en connexion avec la formation de carbonates complexes decuivre et d'ammo- nium à partir du contenu de cuivre d'une manière cuprifère, et ltemploi de monoxyde de carbone comme agent réducteur, on a pas l'intention d'exclure tout autre sel complexe de cuivre et d'ammonium soluble tel par exemple que les acé- tates, les formiates et les lactates.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour la récupération de cuivre purifié à partir d'une matière cuprifère , caractérisé en ce que l'on dissout le cuivre ..contenu dans la dite matière dans une solution ammoniacale de sels de cuivre et d'ammonium et en ce que l'on fait ensuite réagir la solution résultante avec du monoxyde de carbone gazeux à une température etune pression élevées afin de récupérer un cuivre purifié 8. partir de cette solution.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.