Procédé pour l'enrichissement en titane de minerais ou scories
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La présente invention concerne un procédé pour l'enr
sèment en titane, par traitement avec de l'acide chlorhydrique
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également appelée "rutile synthétique", d'une forte teneur en bioxyde de titane et d'une faible teneur en fers'présentant des propriétés améliorées et qui en font une matière première parti-
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dit "de chloration", de tétrachlorure de titane à partir duquel on obtient des pigments de bioxyde de titane et divers autres composés du titane.
La demande en rutile naturel,* actuellement matière pre mière essentielle pour la fabrication de pigments de bioxyde de titane par le procédé de chloration, est en augmentation rapide. Toutefois, en raison des capacités limitées de la production à l'échelle mondiale et de l'augmentation du coût de cette produc-
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en plus importants comma produit de remplacement du rutile natur
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(1) qu'il existe d'importants gisements d'ilménite dans le monde entier et -
(2) que la teneur en bioxyde de titane peut en âtre augmentée jusqu'au niveau nécessaire, mais aussi en raison des caractérist:
ques supérieures de cette ilménite enrichie, qui la rendent prop:
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Parai les nombreuses tentatives jusqu'à présent effectuées pour enrichir l'ilménite, il en est peu qui aient abouti à
<EMI ID=8.1> acide, suivant lequel on effectue la lixiviation de l'ilménite
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de HC1. Il y a de cela plusieurs années, on produisait par quantités industrielles de l'ilménite enrichie suivant ce procédé, mais cette production a été interrompue peu après, en raison du prix de revient élevé de la production et des problèmes d'utilis; tion ou d'évacuation des résidus. Une forte consommation d'acide chlorhydrique et ce problème d'utilisation de l'évacuation de grandes quantités de solution de chlorure ferrique ont rendu cette opération non rentable et incommode.
Pour qu'un procédé d'enrichissement de l'ilménite et autres composés titanifères soit satisfaisant, il faut qu'il réponde aux conditions suivantes : a) sa mise en oeuvre doit être simple et le matériel nécessaire doit être commode et couramment disponible sur le marché industr:
b) il doit être applicable à la plupart des gisements d'ilménite ou autres minerais titanifères en quelque point du monde qu'ils se trouvent c) les matériaux et les produits chimiques que nécessite sa misa en oeuvre doivent être disponibles industriellement à des prix raisonnables, de manière que la production puisse être entreprisi n'importe où dans le monde, à une échelle suffisamment rentable
-d) le prix à la production de ce rutile synthétique doit pouvoir en temps normal, soutenir la concurrence avec celui du rutile naturel ;
e) la qualité du produit obtenu doit âtre telle <EMI ID=10.1>
et d'autres composés de titane, ainsi que comme produit de rempl.
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assurée ;
g) il ne doit pas y avoir de problème d'écoulement des résidus ;
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en tant que matière première idéale pour la production de bic de titane et du titane lui-même.
Le nouveau procédé suivant l'invention, pour l'en-
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du genre de ceux où le produit brut est soumis dans un lessiv à une lixiviation avec de l'acide chlorhydrique pour former, part, une liqueur usée contenant les impuretés solubles en mi acide et, d'autre part, des composés de titane insolubles en acide et que l'on sépare ensuite de cotte liqueur, est essent ment caractérisé en ce qu'on soumet ledit produit brut à une lixiviation avec une liqueur d'acide chlorhydrique cependant chauffe directement ladite liqueur en employant uniquement, c fluide caloporteur, la vapeur d'acide chlorhydrique introdui dans le lessiveur et dont on se sert ainsi pour régler, à la la température, la pression, et la concentration de l'acide c:
hydrique.
<EMI ID=14.1> initial. Ce procédé ne nécessite la mise en oeuvre d'aucun p:
chimique coûteux ni d'aucun équipement coûteux et il ne pose ; problème en ce qui concerne l'écoulement et la réutilisation résidus.
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il n'est pas commode d'assurer par l'extérieur le chauffage d� grand récipient, ou lessiveur, revêtu d'une maçonnerie résiste
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ce qui conduit à un composé de titane de qualité plus uniforme et plus résultera et ce qui permet d'utiliser cesse liqueur de
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faible pression ;
2) les procédés de récupération de l'acide chlorhydrique qui se sont montrés satisfaisants fournissent habituellement, comme Indiqué ci-après, de l'acide chlorhydrique bouillant et titrant
<EMI ID=19.1> recours à l'injection directe de vapeur dans le récipient on lessiveur pour maintenir une pression convenable et la tempe-
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conditions, on évite la dilution de l'acide par condensation de vapeur d'eau et l'on maintient, pendant toute la durée de la lixiviation, la concentration en acide la plus efficace. On a déjà constaté que, lorsqu'on utilise pour le chauffage l'injection directe, la quantité de vapeur condensée dépend de nombreux facteurs sur certains desquels on ne peut agir (par exemple, 1. quantité de chaleur perdue, etc.). C'est pourvuoi, dans les proc dés de lixiviation jusqu'à présent connus, la concentration en acide varie d'un lot à un autre, de même que la qualité du prodi obtenu. En utilisant pour le chauffage, suivant l'invention, de:
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assurer une extraction optimale du fer -et des autres composés solubles dans l'acide et contenus .dans le minerai. Dans le pre
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fois soumis à une réduction préalable, au moyen d'une solution constituée par la liqueur provenant du second temps de lixivia
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(nécessaire suivant les indications ci-dessus). Pour le second temps de lixiviation, on utilise la quantité complémentaire
- c'est-à-dire l'autre moitié.de la quantité totale d'acide <EMI ID=24.1>
peu d'acide chlorhydrique se condense au cours de cette lixivi tion, en une quantité qui est fonction de la construction du récipient ou lessiveur ou des pertes de chaleur dans celui-ci, de la durée totale de la lixiviation et de la température !ni' des produits ajoutés et du matériel.
Pour que cette extraction ou lixiviation s'effectua dans des conditions aussi satisfaisantes que possible, les deu opérations de lixiviation doivent être effectuées sous une pre;
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observant ce mode opératoire, chaque opération de lixiviation environ cinq heures. La durée exacte du cycle dépend du type des propriétés de la matière première, qu'il s'agisse d'ilméni
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le régime de réaction optimal) sa réactivité étant plus élevée qu'un acide de concentration plus forte ou plus faible
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température d'ébullition, une très faible pression partielle de HC1, ce qui réduit au minimum les pertes d'acide dues à la vaporisation ;
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dues au passage de celui-ci dans la solution de lixiviation : ?) la réduction partielle, par grillage, de la matière première non seulement pour effet de rompre la structure en réseau des cristaux de minerai et de rendre le fer plus aisément accessible
<EMI ID=30.1> de condensation. Toutefois, compte tenu de l'action corrosive de l'acide chlorhydriqua bouillant, la chauffage indirect ne pourrai
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du tantale ou du titane. Pour des applications industrielles, on' construit généralement le récipient, c'est-à-dire. le lessiveur, avec des saler taux à bien meilleur marché tels que des briques
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fage direct est donc plus commode et permet de réduire les frais de l'installation.
Le point d'ébullition de l'azéotrope eau-HCl varie en fonction de la pression. Par exemple, sous une pression de 760 mm
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sant aux conditions de mise en oeuvre aux différentes pressions énoncées ci-dessus.
La liqueur de lixiviation usée, provenant de la lixivia
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extraits du minerai ainsi qu'un peu d'acide libre. Si on jetait cette liqueur usée, non seulement cela poserait un problème de
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cédé avec recyclage suivant l'invention comporte comme opération importante celle de la récupération de EC1 de la liqueur usée, en
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ne fait pas partie de l'invention ; elle est effectuée suivant tout procédé et toute installation classique, par exemple suivant le procédé "Aman" avec une installation construite par la Société
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République Fédérale d'Allemagne, etc. Ces procédés peuvent être avantageusement combinés avec le procédé de lixiviation suivant l'invention. D'une manière générale, ces procédés de récupération de HC1, bien que différents dans le détail, sont d'une mise en oeuvre analogue. On opère dans l'ensemble de la manière suivante.
On hydrolyse les chlorures métalliques à haute température par contact direct avec des gaz de combustion. Les réaction chimiques qui interviennent alors sont les suivantes :
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(dans la tour d'absorption Les produits issus de ces réactions sont donc l'oxyde ferrique et l'acide chlorhydrique gazeux anhydre, HC1. L'installa-. tion pour la mise en oeuvre industrielle de ce procédé comprend essentiellement un réacteur avec un brûleur à mazout et une tour d'absorption de BC1, ainsi que les installations annexes : réservoirs, pompes et ventilateurs. On envoie, sous haute pression,
la liqueur de lixiviation usée dans des buses de pulvérisation situées au sommet du réacteur. Projetée en très fines gouttelette:
cette liqueur vient en contact direct avec les gaz de combustion très chauds, produits dans les chambres de combustion installées <EMI ID=39.1> au voisinage de la base du réacteur. On règle les conditions d'admission dans le réacteur de manière que les gouttelettes de cette liqueur soient rapidement évaporées à sec. Le chlorure
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Les gaz chauds de combustion, contenant de la vapeur d'eau et HCl et véhiculant une faible quantité d'oxyde en poudre traversent une batterie de cyclones,puis ils passent dans une colonne d'absorption garnie de matériaux de remplissage. L'absor
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température élevée. Le gaz épuré, pratiquement exempt de HC1, es évacué dans l'atmosphère. La solution acide recueillie est à la
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L'oxyde ferrique formé dans le réacteur tombe au fond du récipient d'où il est déchargé pour être transmis à un dispositif de transport pneumatique, les mottes éventuellemen formées étant écrasées par un brise-motte pour empêcher tout .bouchage. Le transporteur pneumatique débouche dans un silo qui reçoit aussi la poussière provenant des cyclones. Pour en amélio ses caractéristiques de manutention, la fine poudre d'oxyde peut être granulée par mélange avec une faible quantité d'eau et brassage dans un granulateur.
Le nouveau procédé suivant l'invention pour l'enrichis sèment en titane de l'ilménite ou de tout autre minerai ou scori titanifère sera mieux compris en référence à la figure du dessin annexé, destiné à illustrer l'invention sans aucunement en limit la portée, et il convient de remarquer qu'on peut utiliser toute installation et tout matériel capable d'assurer les mêmes servie Bien que le lessiveur représenté au dessin annexé soit destiné à fabrication par charges successives, on peut bien entendu utilis également une installation fonctionnant en continu.
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Eouvement rotatif. Il est revêtu intérieurement d'un enduit de caoutchouc recouvert de briques anti-acide. Un lessiveur d'envir
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seul lot environ 13,6 t d'ilménite..
Un évaporateur 2, construit en tubes de graphite non <EMI ID=45.1>
dans l'enveloppe.
Un réservoir à niveau constant 3, exécuté en graphita
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l'eau et on l'envoie, par pompage, sur un filtre F. Après l'avo lavé pour en éliminer complètement l'acide, on sèche le produit filtré pour obtenir une ilménite enrichie, et contenant, suiva la composition de l'ilménite ou de tout autre minerai titanifè
<EMI ID=47.1> rifiée, roux l'envoyer vers l'installation, ci- dessus décrite, régénération et de récupération de EC1. La solution d'acide chl
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réutilisée pour la lixiviation et/ou pour la vaporisation, fers ainsi le cycle des opérations que comporte le nouveau procédé. compenser les pertes et les fuites, on ajoute en complément une faible quantité d'acide qui représente moins de 5%-de la quantité totale d'acide nécessaire.
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concentration pouvant pratiquement être atteinte suivant tous les procédés de récupération de HC1 connus pour fournir de bons résultats, il convient d'insister sur le fait que, suivant l'invention:
l'emploi d'acide chlorhydrique très chaud (habituellement à tempé.
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lation de récupération de EC1, combiné avec l'utilisation encore inédite de vapeurs à 20% de HC1 pour son chauffage, ne permet pas
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bouillant à température constante) jusqu'à un titre encore plus élevé et qui serait nécessaire si l'on utilisait pour le chauffage
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duite en Inde et correspondant à l'analyse suivante
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