Procédé pour l'extraction des métaux précieux contenus dans des concentrés de minerais renfermant du fer. L'invention a pour objet un procédé pour l'extraction des métaux précieux contenus dans des concentrés de minerais renfermant du fer. Ce procédé permet de séparer l'or, l'argent et les métaux du groupe du platine contenus dans lesdits minerais.
Dans la branche de l'industrie minière se rapportant à ces minerais, on a traité princi palement quatre groupes de concentrés, selon les substances principales que ces derniers contiennent: a) Pyrites de fer simples; b) Pyrites arsenicales avec d'autres miné raux; c) Sulfures de cuivre, de plomb, de zinc, de fer, etc.; d) Oxydes de fer, avec ou sans minéraux compliquant les traitements connus.
Pour l'extraction des métaux précieux contenus dans les groupes ci-dessus mention nés, quand ils ne sont pas séparés par les pro cédés de gravitation, d'amalgamation ou de cyanuration, il existe d'autres traitements simples ou mixtes avec la chloruration et le grillage, 'et même pour des minerais intrai tables selon ces procédés:
la fusion. Mais il arrive dans la pratique que pour la fusion de ces concentrés presque toujours complexes, la quantité de cuivre et de plomb contenue n'est pas suffisante pour le traitement tel qu'on le pratique aujourd'hui, et que l'un des graves problèmes de cette industrie est de se procu rer collecteurs, fondants et combustible, en quantité et aux prix requis par cette indus trie.
Quant aux procédés mentionnés ci- dessus, ils sont parfois impraticables, et pres que toujours d'un mauvais rendement. Dans tous les cas, ils présentent l'inconvénient de mal utiliser les métaux communs qui, dans la plupart des cas, représentent des valeurs ap préciables.
Le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait qu'on soumet des con centrés contenant au moins le fer à l'état d'oxyde à une réduction suivie de la fusion du produit de réduction, de manière à obte- nir une solution des métaux précieux dans du fer, et par le fait qu'on sépare ce fer desdits métaux précieux par électrolyse.
Le procédé comprend donc deux stages, à savoir: l'obtention, à partir des concentrés, d'une masse ferreuse électrolysable et le trai tement de cette masse par électrolyse. Ce qui équivaut à traiter les concentrés contenant des métaux précieux comme minerai de fer, en vue de l'obtention d'un fer électrolytique, et de manière à ne point perdre les métaux précieux, lesquels se récupèrent à la fin de l'opération, comme dernières impuretés du fer.
Le procédé peut être mis en aeuvre par exemple comme suit: Dans le cas où l'on a des concentrés des trois groupes a, b et c ci-dessus mentionnés, ceux-ci sont d'abord soumis à un grillage après avoir été séchés. Ce grillage peut s'ef fectuer dans n'importe quel type de four à griller les pyrites approprié au matériel, uti lisant si l'on veut les derniers modèles pro duits par l'industrie. Pendant le grillage, le soufre, l'arsenic et d'autres corps volatils à chaud en milieu oxydant (Se, Te, etc.) s'élimi neront.
Si l'on désire récupérer ces corps, on pourra utiliser les systèmes connus dans l'in dustrie, comme par exemple celui de "Liirgi- Siemens-Cottrell", ou n'importe quel autre. Les résidus solides du grillage seront les oxydes de fer, de zinc, de cadmium, de plomb, etc. et les métaux précieux.
Si on a à traiter des oxydes (groupe d), le grillage devient inutile, vu que les oxydes de fer sont directement réductibles.
Le matériel en poudre contenant les oxy des est mélangé avec le réducteur et le mé lange peut être mis en briquettes si cette opé ration est nécessaire. Comme réducteur, on peut employer le charbon, le bois, le coke, le charbon de bois, ou n'importe quel autre réducteur pur ou mélangé avec d'autres. On devra calculer selon les cas la quantité de réducteur pour ne pas avoir un excès de char bon qui, en se dissolvant dans le fer, produi rait des inconvénients lors de l'électrolyse, ni une insuffisance, qui pourrait provoquer des pertes.
Après le mélange du réducteur, on procé dera à, la réduction et à la fusion, de préfé rence dans le même four, lequel sera de pré férence de mouvement continu, haut, fermé, électrique (à arc, à induction, etc.) et avec les récupérations d'usage, ou de n'importe quel autre type, électrique ou non, qui rem plisse les conditions requises, qui sont, en plus de celles déjà mentionnées: apport d'é nergie suffisant, sortie des gaz du four à une température suffisante pour l'élimination des métaux volatils (s'il y en a à éliminer:
Zn, Cd, Sb, ete.), non élimination des métaux pré cieux par volatilisation (excès de température ou fort courant de gaz pour l'argent en par ticulier), ime zone de fusion (cubillot) à une température capable de provoquer la. fusion du fer, conditions qui permettent aux métaux précieux de ne pas passer dans les scories et de pénétrer dans la masse de fer.
Si les con centrés ne contiennent pas de gangues, un peu d'oxyde de fer fera l'office de fondant, et il ne sera nécessaire que d'élever un peu au-dessus de la normale la température du four pour obtenir une bonne fusion, mais ceci ne veut pas dire que l'on ne pourra pas opé rer avec les fondants accoutumés, quoique, pour ce procédé, il soit nécessaire d'obtenir le moins de scories possible, parce que ce qu'on recherche est de ne rien perdre des impuretés de valeur que le fer, vu son origine. arrive ainsi à contenir.
Pendant cette réduction seront éliminés les métaux volatilisés à la température obte nue à la partie supérieure du four (Zn. Cd. Sb, etc.) et l'on pourra, si l'on veut, les ré cupérer par les systèmes connus, ainsi que le CO produit pendant la réaction.
Après la phase de réduction, le matériel continuera sa marche descendante, s'agglomé rera et passera à. l'état pâteux, et commencera à fondre. A ce moment, on aura obtenu la séparation presque complète des corps vola tils, et il ne restera. que les corps à plus haut degré de volatilisation, comme les métaux précieux, le cuivre, etc., qui entreront en dis solution dans le fer.
Le plomb, s'il y en a, non miscible en haute proportion avec le fer, et de plus forte densité, tendra à descendre au fond du cubillot pour s'y agglomérer, en traînant une partie des métaux précieux, du cuivre et d'autres impuretés.
Ce plomb ainsi séparé sera traité à part par n'importe quelle méthode appropriée de la technique, comme la liquation et coupellation et avec récupé ration de plomb commercial et des métaux précieux prêts à la séparation. Les scories, en majorité silicates de fer fusibles, se d6po- seront au-dessus du fer en fusion et ne con tiendront que peu de métaux de valeur si l'opération a été bien conduite. Il sera néces saire de prévoir dans la construction du four des sorties pour le plomb, le fer et les scories.
Le fer obtenu sera versé directement dans des moules appropriés pour passer ensuite à l'électrolyse.
L'électrolyse se fait de préférence en cel lules à doubles compartiments séparés par des filtres à colloïdes, évitant ainsi l'inclusion d'impuretés ou de métaux de valeur dans le fer obtenu par l'électrolyse. L'électrolyte se préparera principalement à base de sulfates qui ne dissolvent pas les métaux précieux, vu que ceux-ci doivent se traiter comme résidus. L'électrolyse pourra s'opérer à température ordinaire ou à chaud, selon le rendement énergétique que l'on veut obtenir.
On effec tuera aussi un passage des solutions d'une cellule à l'autre, filtrant et régénérant (puri fiant) l'électrolyte, selon les nécessités, pour le conserver actif et propre, et aussi pour ré cupérer les produits de valeur qu'il peut con tenir.
Pour la séparation des autres cations contenus dans l'électrolyte et qui peuvent se déposer avec le fer, on pourra employer, du rant la. régénération des solutions, tant une variation de voltage en cellules spéciales, une précipitation d'origine chimique, que l'action d'une grille polarisée ou active lors de l'élec trolyse, que n'importe quel autre procédé. Une fois dissoutes par l'électrolyse, les plaques de fer seront remplacées par d'autres.
Les pla ques supports pour la déposition du fer pour ront être de cuivre ou de n'importe quel autre matériel propre à l'opération. De temps à autre, on videra le contenu des cellules et l'on procédera à la récupération des boues et colloïdes qui contiennent les métaux précieux en poudre, quelques sulfates insolubles, du charbon (graphite), de la silice et d'autres impuretés, lesquels seront traités à part, soit par fusion directe, soit par n'importe quel autre procédé propre au matériel obtenu.
Process for the extraction of precious metals from concentrates of ores containing iron. The object of the invention is a process for the extraction of precious metals contained in ore concentrates containing iron. This process makes it possible to separate the gold, silver and metals of the platinum group contained in said ores.
In the branch of the mining industry relating to these ores, four groups of concentrates have been processed mainly, according to the main substances which they contain: (a) Simple iron pyrites; (b) Arsenical pyrites with other minerals; c) Sulphides of copper, lead, zinc, iron, etc .; d) Iron oxides, with or without minerals complicating known treatments.
For the extraction of the precious metals contained in the groups mentioned above, when they are not separated by gravitation, amalgamation or cyanidation processes, there are other simple or mixed treatments with chlorination and roasting, 'and even for intractable ores according to these processes:
fusion. But it happens in practice that for the fusion of these almost always complex concentrates, the quantity of copper and lead contained is not sufficient for the treatment as it is practiced today, and that one of the serious problems of this industry is to obtain collectors, fluxes and fuel, in quantity and at the prices required by this industry.
As for the processes mentioned above, they are sometimes impracticable, and almost always in poor performance. In all cases, they have the drawback of misusing the base metals which, in most cases, represent appreciable values.
The process according to the present invention is characterized in that concentrates containing at least iron in the oxide state are subjected to a reduction followed by the melting of the reduction product, so as to obtain a solution. precious metals in iron, and by the fact that this iron is separated from said precious metals by electrolysis.
The process therefore comprises two stages, namely: obtaining, from the concentrates, an electrolysable iron mass and the treatment of this mass by electrolysis. This is equivalent to treating the concentrates containing precious metals as iron ore, with a view to obtaining an electrolytic iron, and so as not to lose the precious metals, which are recovered at the end of the operation, as the last iron impurities.
The process can be carried out for example as follows: In the case where there are concentrates of the three groups a, b and c mentioned above, these are first subjected to a roasting after having been dried. . This roasting can be carried out in any type of pyrite roasting oven suitable for the equipment, using the latest models produced by the industry if desired. During roasting, sulfur, arsenic and other hot volatile substances in an oxidizing medium (Se, Te, etc.) will be eliminated.
If it is desired to recover these bodies, it is possible to use the systems known in the industry, such as for example that of "Liirgi-Siemens-Cottrell", or any other. The solid residues of the roasting will be oxides of iron, zinc, cadmium, lead, etc. and precious metals.
If we have to treat oxides (group d), roasting becomes unnecessary, since iron oxides are directly reducible.
The powdered material containing the oxides is mixed with the reducing agent and the mixture can be briquettes if this is necessary. As the reducing agent, coal, wood, coke, charcoal, or any other reducing agent pure or mixed with others can be used. The quantity of reducing agent should be calculated depending on the case so as not to have an excess of good char which, by dissolving in the iron, would produce inconveniences during electrolysis, nor an insufficiency, which could cause losses.
After mixing the reducing agent, the reduction and the melting will be carried out, preferably in the same furnace, which will preferably have continuous movement, up, closed, electric (arc, induction, etc.) and with the usual recoveries, or of any other type, electric or not, which fulfills the required conditions, which are, in addition to those already mentioned: sufficient energy supply, exit of gases from the furnace at a temperature sufficient for the removal of volatile metals (if any need to be removed:
Zn, Cd, Sb, ete.), Non-elimination of precious metals by volatilization (excess temperature or strong gas flow for silver in particular), a melting zone (cupola) at a temperature capable of causing the . smelting of iron, conditions which prevent precious metals from passing through the slag and entering the mass of iron.
If the concentrates do not contain gangues, a little iron oxide will act as a flux, and it will only be necessary to raise the temperature of the oven a little above normal to obtain a good melting. , but this does not mean that we cannot operate with the usual fluxes, although for this process it is necessary to obtain as little slag as possible, because what we are looking for is nothing lose valuable impurities than iron, given its origin. thus manages to contain.
During this reduction, the metals volatilized at the temperature obtained in the upper part of the furnace (Zn. Cd. Sb, etc.) will be eliminated and they can, if desired, be recovered by known systems, thus. that CO produces during the reaction.
After the reduction phase, the material will continue its downward march, agglomerate, and pass to. pasty state, and will begin to melt. At that moment, we will have obtained the almost complete separation of the flying bodies, and he will not remain. than bodies with a higher degree of volatilization, such as precious metals, copper, etc., which will dissolve in the iron.
The lead, if there is any, immiscible in high proportion with iron, and of higher density, will tend to descend to the bottom of the cupola to agglomerate there, dragging some of the precious metals, copper and gold. 'other impurities.
This lead thus separated will be treated separately by any suitable method of the art, such as liquation and cupellation and with recovery of commercial lead and precious metals ready for separation. The slag, mostly fusible iron silicates, will settle on top of the molten iron and will contain only a few valuable metals if the operation has been carried out properly. It will be necessary to provide in the construction of the furnace outlets for lead, iron and slag.
The iron obtained will be poured directly into suitable molds to then proceed to electrolysis.
The electrolysis is preferably carried out in cells with double compartments separated by colloid filters, thus avoiding the inclusion of impurities or valuable metals in the iron obtained by the electrolysis. The electrolyte will be prepared mainly on the basis of sulphates which do not dissolve the precious metals, since these must be treated as residues. The electrolysis can be carried out at room temperature or hot, depending on the energy yield that is to be obtained.
We will also pass the solutions from one cell to another, filtering and regenerating (purifying) the electrolyte, as required, to keep it active and clean, and also to recover the valuable products that he can hold.
For the separation of the other cations contained in the electrolyte and which can be deposited with the iron, it is possible to use the rant. regeneration of solutions, both a voltage variation in special cells, a precipitation of chemical origin, the action of a polarized or active grid during electrolysis, as well as any other process. Once dissolved by electrolysis, the iron plates will be replaced by others.
The support plates for the deposition of the iron can be made of copper or any other material suitable for the operation. From time to time, the contents of the cells will be emptied and the sludge and colloids which contain powdered precious metals, some insoluble sulphates, carbon (graphite), silica and other impurities will be recovered, which will be treated separately, either by direct fusion or by any other process specific to the material obtained.