FR2470166A1 - Procede de recuperation du fer et du titane - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE DE RECUPERATION DU FER ET DU TITANE PRESENTS DANS UNE SOURCE CONTENANT DU FER ET DU TITANE, CARACTERISE EN CE QUE: A.ON BROIE CETTE SOURCE; B.ON SOUMET LA SOURCE BROYEE A UNE CALCINATION REDUCTRICE A UNE TEMPERATURE ELEVEE, SOUS UNE ATMOSPHERE REDUCTRICE; C.ON SOUMET LA SOURCE REDUITE RESULTANTE A UNE LIXIVIATION A L'AIDE D'UNE SOLUTION DE LIXIVIATION COMPRENANT UN COMPOSE HALOGENE; D.ON SEPARE LA GANGUE INSOLUBLE DES HALOGENURES METALLIQUES SOLUBLES; E.ON PRECIPITE LE BIOXYDE DE TITANE AFIN DE LE SEPARER DES HALOGENURES METALLIQUES SOLUBLES, PAR TRAITEMENT AVEC DES OXYDES DE FER; F.ON SEPARE LE BIOXYDE DE TITANE DE L'HALOGENURE DE FER SOLUBLE ET ON RECUEILLE LE BIOXYDE DE TITANE; G.ON FAIT CRISTALLISER L'HALOGENURE DE FER SOLUBLE DANS UNE ZONE DE CRISTALLISATION; H.ON REDUIT UNE PARTIE DE L'HALOGENURE DE FER AFIN D'OBTENIR DU FER METALLIQUE ET ON RECUEILLE CE DERNIER; I.ON OXYDE LA SECONDE PARTIE DE L'HALOGENURE DE FER AFIN D'OBTENIR DES OXYDES DE FER; ET J.ON FAIT RECYCLER LES OXYDES DE FER VERS LE STADE E DU PROCESSUS.

Description

Le titane, sous forme métallique ou de composé est un é1- ment important dans la série des produits chimiques. Par exemple, le bioxyde de titane est utilisé dans les pigments pour peintures, les caoutchoucs et matières plastiques blancs, les revêtements de sols, la verrerie et la céramique, les encres pour peintures, comme agent opacifiant dans les papiers, etc.

Les autres composés du titane sont utilisés en électronique, comme retardateurs de combustion, comme agents d'hydrofugation, etc. Le métal peut être utilisé tel quel ou sous forme d'alliage comme matériau de construction en aéronautique, dans les réacteurs, les équipements pour la marine, les machines pour l'industrie textile, les instruments de chirurgie, les appareils orthopédiques, les équipements sportifs, les appareillages de manutention dans l'industrie alimentaire, etc.

Jusqu'à présent, pour récupérer le titane contenu dans des sources contenant du titane comme l'ilménite, le rutile, etc., on soumettait le titane à des opérations de séparation impliquant la formation de titane sous la forme d'un composé à un état de valence de +4, ces composés étant habituellement constitués par de l'oxyde de titane. Toutefois, lorsqu'on tente de séparer le bioxyde de titane d'impuretés qui sont également contenues dans le minerai, comme le fer, l'hydrolyse du bioxyde de titane à température élevée a habituellement pour résultat qu'on obtient aussi des proportions relativement importantes de fer en même temps que le titane.

A ce jour, dans les techniques antérieures, on faisait appel à divers procedés pour recueillir le titane contenu dans des sources contenant du titane. Par exemple, le brevet des
E.U.A. nO 3.236.596 décrit la lixiviation d'un minerai d'ilménite non calciné à l'aide de chlorure d'hydrogène à température élevée. Après quoi, le fer dissous est réduit à l'aide de fer ou autres agents réducteurs pour faire précipiter du chlorure ferreux, en saturant la liqueur à l'aide de chlorure d'hydrogène gazeux. Le chlorure d'hydrogène est ensuite extrait de la liqueur par distillation sous vide et le titane est recueilli de façon classique. De même, le brevet des EUA nO 3.825.419 réduit un minerai d'ilménite pour produire des oxydes ferreux.Le minerai réduit est ensuite soumis à une lixiviation pendant environ 4 heures, sous pression modérée, ce qui a pour effet de dissoudre le fer dans l'acide en même temps au'environ 15 du titane. Le fer est recueilli sous for me d'oxyde ferrique contenant des impuretés ,ions le dispositif de calcination de type à pulvérisation, tandis que le produit insoluble, qui est principalement constitué par du bioxyde de titane mais qui contient toute la silice présente dans le minerai initial, est recueilli.Le brevet des E.U.A. nO 3.859.077 décrit également un procédé de récupération du titane dans lequel on mélange un tétrahalogénure de titane avec de l'oxyde de fer dans du laitier ou un minerai titanifère, à une température extrêmement élevée d'environ 10000C, obtenant ainsi des chlorures volatils, à titre d'impuretés, et du bioxyde de titane. Un brevet similaire, le brevet des E.U.A. nO 3.929.962, décrit également la réduction d'un minerai titani fère à température élevée, afin d'obtenir du sesquioxyde de titane qui se trouve sous une forme plus facile à traiter aux fins de la séparation du titane et du fer.Un autre brevet antérieur, le brevet des E.U.A. nO 3.903.239 décrit un procédé de récupération du titane consistant à lixivier une ilménite non calcinée, pendant plusieurs jours, à température ambiante, afin de recueillir environ 80Yo du titane. On ajoute de l'anhydride sulfureux au cours de la lixiviation afin de provoquer la précipitation du chlorure ferreux, après quoi on recueille le bioxyde de titane en diluant et chauffant la solution.

Par opposition aux procédés antérieurs précités pour recueillir le titane a partir d'une source contenant du titane, on a maintenant découvert qu'il est possible de recueillir le fer présent dans ladite source, ainsi que le titane métallique.

La présente invention est relative à un procédé d'obtention à la fois du fer métallique et du titane métallique à partir d'une source contenant à la fois du fer et du titane.

Plus particulierement, l'invention concerne un procédé de récupération du titane métallique et du fer métallique contenus dans une source titanifôre comme l'ilménite. Les avantages retirés de l'utilisation de la présente invention résident dans le fait qu'on peut, si on le souhaite, effectuer les réactions à la pression atmosphérique, évitant ainsi l'utilisation d'une installation relativement onéreuse et compliquée tout en fournissant le rendement souhaité en titane métallique en utilisant des minerais de qualité relativement médiocre comme substance de départ. Un autre avantage est qu'on recueille en outre du fer métallique à partir du minerai, au contraire des techniques antérieures où ce fer était perdu et non recueilli.

Il s'ensuit que l'invention a pour buts: - de fournir un procédé perfectionné d'obtention de fer métallique et de titane métallique; - de fournir un procédé hydrométallurgique pour l'obtention de rendements élevés de titane métallique et de récupération du fer métallique à partir de sources contenant ces deux métaux.

Suivant un mode de réalisation, l'invention a pour objet un procédé de récupération du fer et du titane présents dans une source contenant du fer et du titane, suivant lequel: on
broie ladite source, on soumet la source broyée à une calcination réductrice à une température élevée dans une at atmosphère réductrice, on soumet la source réduite résultante à une lixiviation A l'aide d'une solution de lixiviation compre- nant un composé halogéné, on sépare la gangue insoluble des halogénures métalliques solubles, on précipite le bioxyde de titane afin de le séparer des halogénures métalliques solubles, par traitement à l'aide d'oxydes de fer, on sépare le bioxyde de titane de l'halogénure de fer soluble et on recueille le bioxyde de titane, on cristallise l'halogénure de fer soluble dans une zone de cristallisation, on réduit une partir dudit halogénure de fer afin d'obtenir du fer métallique qu'on recueille, on oxyde la seconde partie dudit halogénure de fer afin d'obtenir des oxydes de fer, et on fait recycler les oxydes de fer afin de précipiter le bioxyde de titane.

Suivant un mode de réalisation particulier, l'invention vise un procédé de récupération du fer et du titane contenus dans de l'ilménite, suivant lequel on broie : l'ilménite, on soumet l'ilménite broyée à une calcination réductrice à une température d'environ 600 à 9000C dans une atmosphère réductrice, on soumet l'ilménite réduite à une lixiviation à l'aide d'une solution de lixiviation comprenant du chlorure d'hydrogène, ce qui fournit du chlorure de fer soluble et du chlorure de titane soluble, on filtre afin d'éliminer la gangue insoluble, on précipite le bioxyde de titane dans le chlo rure de titane soluble par traitement à l'aide d'oxyde ferrique, on sépare le bioxyde de titane solide des chlorures de fer solubles, on cristallise le chlorure de fer soluble-dans une zone de cristallisation à température réduite, on réduit une partie du chlorure de fer à une température d'environ 600 à 9000C afin d'obtenir du fer métallique et du chlorure d'hy hydrogène, on fait recycler le chlorure d'hydrogéne ainsi obtenu vers la zone de lixiviation à titre de partie de la solution de lixiviation, on oxyde la seconde partie du chlorure de fer en oxyde ferrique qu'on fait recycler aux fins de mise en contact avec le chlorure de titane, obtenant ainsi du bioxyde de titane solide.

D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'inven- - tion apparattront dans la description qui va suivre.

Comme précédemment indiqué, la présente invention vise un procédé de récupération à la fois du fer métallique et du titane métallique présents dans une source de métaux, notamment un minerai comme l'ilménite, le rutile, etc. Le procédé suivant la présente invention permet d'obtenir un rendement élevé de titane métallique tout en obtenant aussi du fer métallique qui n'était, à ce jour, pas recueilli en tant que tel. On opère en broyant une source de minerai comme l'ilménite ou autres sources comme du sable contenant les métaux souhaités, principalement du titane et du fer ainsi que des proportions mineures de vanadium, de chrome, de manganèse, etc., jusqu'à obtentention de dimensions particulaires inférieures à 0,50 mm environ.On soumet ensuite la source broyée, contenant des métaux, à une calcination réductrice à une température élevée d'environ 600 à 10000C ou plus et, de préférence, d'environ 600 à 9000C, en présence d'un gaz réducteur comme l'hydrogène, l'oxyde de carbone, des mélanges d'oxyde de carbone et d'hy hydrogène, etc., ou tout autre agent réducteur approprié. On effectue la calcination réductrice pendant un laps de temps d'environ 0,5 à 2 heures ou plus. Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, l'atmosphère réductrice qui est utilisée aux fins de calcination comprend habituellement un mélange d'environ 50S0 d'oxyde de carbone et 50% d'hydrogène, un excès d'agent réducteur étant utilisé afin de complètement réduire en métal le fer qui est présent dans le système.

Suivant la présente invention, le minerai broyé peut éventuellement être soumis à une calcination par oxydation avant la calcination réductrice, la calcination par oxydation étant accomplie à une température d'environ 600 à 9000C en présence d'une atmosphère oxydante fournie par la présence d'air ou d'oxygène. Toutefois, il est bien entendu que cette opération ne fait pas nécessairement partie de la présente invention.

Après la calcination réductrice de la source contenant des métaux, on soumet la source à une lixiviation à l'aide d'un halogénure d'hydrogène aqueux qui, suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, est une lixiviation à l'aide de chlorure d'hydrogène aqueux, bien qu'on puisse également utiliser d'autres halogénures d'hydrogène comme le bromure d'hydrogène et l'iodure d'hydrogène, mais pas nécessairement avec des résultats équivalents. La lixiviation précitée de la source de métaux est habituellement effectuée à une température comprise entre la température ambiante et llO"C environ, de préférence à une température d'environ 80 à 1000C, pendant un laps de temps d'environ 0,25 à 1 heure ou plus.

Après lixiviation de la source de métaux, qui fournit des halogénures de fer et des halogénures de titane solubles comme le chlorure ferreux, le trichlorure de titane, etc., le mélange est soumis à une opération de séparation dans laquelle la gangue solide est séparée des chlorures métalliques solubles et jetée. La séparation de la gangue solide d'avec les chlorures métalliques solubles peut être effectuée de n'importe quelle manière appropriée, par des moyens bien connus dans la technique, par exemple par décantation, filtration, etc.Les halogénures métalliques solubles sont ensuite précipités dans une zone de précipitation dans laquelle les halogénures métalliques aqueux comme le trichlorure de titane et le chlorure ferreux sont soumis à une réaction avec un oxyde de fer, de préférence un oxyde de fer dans lequel le fer est présent à son état de valence le plus élevé, comme l'oxyde ferrique.

Dans cette zone de précipitation, dans laquelle le traitement est de préférence effectué à une température d'environ 80 à 1100C, l'oxyde de fer, par exemple l'oxyde ferrique, réagit avec les chlorures de titane tels que le trichlorure de titane, en donnant du bioxyde de titane solide. Ce composé, après séparation des halogénures de fer solubles dans une zone de séparation solide/liquide, est recueilli tel que et peut éventuellement être ensuite traité pour récupérer le titane métallique. Après séparation du bioxyde de titane solide du chlorure ferreux soluble, on fait passer ce dernier vers une zone de cristallisation dans laquelle la température est réduite pour permettre la cristallisation du chlorure ferreux.Par exemple, la température à laquelle la cristallisation ou la précipitation du chlorure ferreux est effectuée peut être comprise entre OOC environ et une température légèrement supérieure à la température ambiante ou, dans les cas extrêmes, une température pouvant atteindre 900C environ. Lorsqu'on opère à une température inférieure à la température ambiante, la solution refroidie est maintenue dans la gamme de température souhaitée par des moyens externes, par exemple à l'aide d'un bain de glace, de serpentins réfrigérants, etc. Lorsque la cristallisation du chlorure ferreux est terminée, on sépare les substances solides de la liqueur de lixiviation qu'on peut renvoyer par recyclage vers la zone de lixiviation.On recueille le chlorure ferreux solide et on soumet une partie majeure du produit à une opération directe de réduction qui est effectuée à une température élevée, d'environ 600 à 9000C, en contact avec un excès d'hydrogène. Dans cette réduction directe, le fer métallique qui est produit est sous forme pulvérulente ou cristalline, et peut être recueilli sous cette forme. En outre, le chlorure d'hydrogène qui est formé au cours de la réduction directe du chlorure ferrique en fer métallique est retiré et recyclé vers le stade de lixiviation du procédé, afin de constituer une partie de la solution de lixiviation. Tandis qu'une partie majeure du chlorure ferreux, en une proportion de 50 à 90%, est soumise à cette re'duction directe, la partie restante, soit d'environ 10 à 5056, est soumise à une oxydation.

Dans l'opération d'oxydation, le chlorure ferreux est traité à une température élevée d'environ 300 à 8000C par mise en contact avec un gaz contenant de l'oxygène, comme l'air ou 1'oxygène, l'agent d'oxydation préféré étant constitué par de l'air, du fait de sa plus grande accessibilité et de son coat négligeable. Comme dans le cas de la réduction directe, tout chlorure d'hydrogène qui peut-s'être formé au cours du stade d'oxydation est recyclé vers la zone de cristallisation du chlorure ferreux afin de saturer cette zone pour assurer la précipitation complète du chlorure ferreux en réduisant la solubilité de ce composé.Dans la zone d'oxydation, la réaction du chlorure ferreux avec un agent d'oxydation provoque la formation d'oxydes de fer comme l'oxyde ferreux, l'oxyde ferrique, ces composés étant introduits dans la zone contenant le chlorure de titane et dans laquelle ce chlorure de titane, qui est principalement constitué par du trichlorure de titane, est mis en contact avec les oxydes de fer, pour donner du bioxyde de titane.

La présente invention sera illustrée ci-dessous en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, dans lequel la Fig. unique représente la suite des opérations du procédé suivant l'invention. I1 est bien entendu que divers dispositifs (tels que vannes, pompes, échangeurs thermiques, etc.) n'ont pas été représentés, comme n'étant pas essentiels à la compréhension de l'invention. Toutefois, leur utilisation, ainsi que celle d'autres appareils auxiliaires similaires, sera évidente lors de la description du dessin.

Une source de titane et de fer, par exemple un minerai d'ilménite, est introduit par un conduit 1 dans une zone de broyage 2. Dans la zone de broyage 2, l'ilménite est broyée jusqu'à obtention des dimensions particulaires voulues, qui peuvent être inférieures a 0,50 mm. Après obtention des dimensions particulaires souhaitées, on retire le minerai broyé résultant. , par un conduit 3, et on le fait passer vers une zone de calcination réductrice 4. Dans la zone de calcination réductrice 4, le minerai broyé est mis en contact avec un agent de réduction, par exemple un mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène qu'on fait passer vers la zone 4 par un conduit 5.Après avoir subi la calcination réductrice pendant un laps de temps prédéterminé en présence d'un excès d'agent réducteur, la source de métaux réduite est retirée par un conduit 6 et envoyée vers une zone de lixiviation 7. Comme précédemment indiqué, il entre également dans le cadre de l'invention que le minerai broyé soit soumis à une oxydation dans une zone d'oxydation (non représentée au dessin), avant d'être soumis à la calcination réductrice. Toutefois, cette opération est facultative et peut éventuellement être omise. Dans la zone de lixiviation 7, le minerai réduit est soumis à la lixiviation en contact avec une solution aqueuse d'halogénure d'hydrogène, de préférence une solution de lixiviation constituée par du chlorure d'hydrogène qu'on fait passer dans la zone 7 par un conduit 8.Après lixiviation à une température qui peut être comprise entre la température ambiante et 110 0C environ, pendant un laps de temps prédéterminé, on retire la solution de lixiviation de la zone 7, par un conduit 9, et on la fait passer vers une zone de filtration 10. Dans cette zone, la gangue solide ainsi que les composés métalliques insolubles sont séparés des halogénures métalliques solubles et retirés par un conduit 11 aux fins de mise au rebut ou, éventuellement, aux fins de récupération d'autres métaux présents dans le minerai et qui sont restés insolubles au cours de l'opération de lixiviation du procédé. Les halogénures métalliques solubles, comprenant les halogénures de fer et les halogénures de titane, sont retirés de la zone de filtration 19 par un conduit 12, et envoyés vers une zone de précipitation 13.

Dans la zone de précipitation 13, les halogénures métalliques solubles comme le chlorure ferreux et le trichlorure de titane sont mis en contact avec des oxydes de fer et, de préférencedes des oxydes ferriques, à une température d'environ 80 à 110 0C. Après formation et précipitation de bioxyde de titane par traitement à l'aide de l'oxyde ferrique précité, la solution est retirée de la zone de précipitation 13 par un conduit 14 et envoyée vers une zone de séparation solide/liquide 15. La séparation du bioxyde de titane solide et de la liqueur de lixiviation qui contient un chlorure ferreux soluble peut être effectuée par tout moyen connu dans la technique, par exemple par filtration, centrifugation, décantation, etc.

Le bioxyde de titane solide est retiré de la zone de séparation 15 par un conduit 16 et est envoyé au stockage ou est traité ensuite pour obtenir du titane métallique.

La liqueur de lixiviation contenant le chlorure ferreux soluble est retirée de la zone de séparation 15 par un conduit 17 et envoyée vers une zone de cristallisation 18. Dans la zone 18, le chlorure ferreux cristallise par suite d'une chute de température qui est réalisée en maintenant la zone de cristallisation 18 à une température inférieure à celle existant dans la source précédente et comprise dans les limites précitées. Après cristallisation du chlorure ferreux, la liqueur de lixiviation usée peut être retirée par un conduit 19 et être recyclée vers la zone de lixiviation 17. Le chlorure ferreux solide est retiré de la zone de cristallisation 18 par un conduit 20 et une partie majeure du produit solide, c'est-à-dire d'environ 50 à 90%, est envoyée vers une zone de réduction 21.Dans la zone de réduction 21, le chlorure ferreux solide est soumis à une réduction directe, par traitement à température élevée comprise dans les limites précitées, c'est-à-dire d'environ 600 à 9000C, en contact avec un excès d'hydrogène qui est envoyé vers la zone de réduction 21 par un conduit 22. Le fer métallique qui est formé au cours de l'étape de réduction est retiré de la zone 21 par un conduit 23 et envoyé au stockage, sous forme pulvérulente ou cristalline.

Au cours de la réduction du chlorure ferreux, le chlorure d'hydrogène qui est formé est également retiré de la zone de réduction 21 par un conduit 24 et recyclé vers la zone de lixiviation 7, à titre de partie de la solution de lixiviation.

La partie mineure du chlorure ferreux qui a été retirée de la zone de cristallisation 18 est envoyée vers une zone d'oxydation 25 par un conduit 26. Dans la zone d'oxydation 25, l'oxydation du chlorure ferreux est effectuée à une température d'environ 300 à 8000C, par traitement à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène qui est envoyé vers la zone d'oxydation 25 par un conduit 27. Dans la zone d'oxydation 25, le chlorure ferreux est oxydé en oxydes de fer comme l'oxyde ferreux et l'oxyde ferrique qui sont retirés de la zone 25 par un conduit 28 et envoyés vers la zone de précipitation 13 pour servir au traitement des chlorures de titane pour donner le bioxyde de titane souhaité. Tout chlorure d'hydrogène formé dans la zone d'oxydation 25 est retiré et renvoyé, par recyclage, vers la zone de cristallisation 18 par un conduit 29.

Le recyclage du chlorure d'hydrogène vers la zone de cristallisation 18 réduit la solubilité du chlorure ferreux dans la zone 18 du fait dé la saturation réalisée par la présence de 1 'excès de chlorure d'hydrogène.

Bien que la description ci-dessus concerne une opération discontinue, il est bien entendu que le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre en continu. Pour ce faire, on introduit en continu le minerai, qu; a été broyé dans la zone de concassage ou broyage, dans une zone de calcination réductrice dans laquelle le minerai est soumis à une calcination réductrice utilisant un réducteur comprenant de l'hydrogène et/ou de l'oxyde de carbone, qui est également introduit en continu dans cette zone. Après passage dans la zone pendant un laps de temps prédéterminé, la charge réduite est retirée en continu et envoyée vers une zone de lixiviation dans laquelle elle est soumise à un traitement de lixiviation à l'aide d'un halogénure d'hydrogène comme une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène.Après passage dans la zone de lixiviation, la liqueur de lixiviation enrichie, contenant les chlorures métalliques dissous ainsi que des matières solides non dissoutes comme la gangue ou les halogénures métalliques insolubles, est retirée en continu et envoyée vers une zone de filtration dans laquelle les halogénures métalliques solubles sont séparés des matières solides.

Après passage dans la zone de filtration, la liqueur de lixiviation enrichie est envoyée en continu vers une zone de précipitation dans laquelle elle est mise en contact avec de l'oxyde ferrique, afin de-précipiter le bioxyde de titane.

Le mélange de bioxyde de titane solide et de liqueur de lixiviation contenant le chlorure ferreux soluble est retiré en continu, après passage dans la zone, et envoyé vers une zone de séparation solide/liquide dans laquelle le bioxyde de titane solide est séparé et retiré en continu de la liqueur de lixiviation, et envoyé au stockage. La liqueur de lixiviation est retirée en continu de la zone de séparation et envole vers une zone de cristallisation qui est maintenue à une température inférieure à celle des zones précédentes. Dans la zone de cristallisation, le chlorure ferreux cristallise et se sépare de la liqueur de lixiviation qui est retirée en continu et recyclée vers la zone de lixiviation.Le chlorure ferreux solide, sous forme cristalline, est retiré en continu de cette zone et une majeure partie du chlorure ferreux est envoyée vers une zone de réduction dans laquelle il subit une réduction directe en présence d'hydrogène pour donner du fer métallique. Le fer métallique qui est formé dans la zone de réduction est retiré en continu et envoyé au stockage, tandis que le chlorure d'hydrogène qui est formé au cours de la réduction est également retiré en continu et recyclé vers la zone de lixiviation, afin de constituer une partie de la solution de lixiviation.Une partie mineure du chlorure ferreux qui a été retiré de la zone de cristallisation est envoyée vers une zone d'oxydation dans laquelle elle est mise en contact avec un gaz contenant de l'oxygène, à une température élevée d'environ 300 à 8000C La mise en contact du chlorure ferreux avec l'oxygène aboutit à la formation d'oxyde ferreux et d'oxyde ferrique, ces composés étant retirés en continu de la zone d'oxydation et envoyés vers la zone de précipitation précitée, aux fins de mise en contact avec la liqueur de lixiviation enrichie , pour provoquer la formation de bioxyde de titane solide.Tout chlorure d'hydrogène formé au cours de la réaction dans la zone d'oxydation est également retiré en continu et envoyé vers la zone de cristallisation dans laquelle il est utilisé pour saturer la zone afin de réduire la solubilité du chlorure ferreux qui y est contenu.

Les exemples-non limitatifs suivants sont donnés à titre d'illustration de la présente invention.

EXEMPLE I
On broie un minerai d'ilménite jusquuà obtention de dimensions particulaires inférieures à 0,149 mm, puis on le porte à une température d'environ 7500C, sous azote, dans un four rotatif tubulaire en quartz.

On réduit ensuite le minerai en faisant passer un courait d'un mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone gazeux dans le tube, à raison d'environ 650 cm3/min. pour 100 g de minerai pendant un laps de temps d'une heure, tout en maintenant la température du tube à 7500C environ. Au bout de ce laps de temps d'une heure, on refroidit le tube et son contenu à température ambiante, sous azote. Puis on mélange 50 g de l'ilménite réduite avec 300 cm3 d'acide chlorhydrique et on porte à une température de 1000C. On poursuit la réaction à cette température pendant 15 minutes, puis on filtre la solution. L'analyse de la partie soluble de la solution révèle qu'elle contient 68 g/litre de fer, 44,5 g/litre de titane et 0,36 g/litre de vanadium.Après quoi, on porte 100 ml de la solution à une température de 1000C et on ajoute 2.5 g de germes de rutile ainsi que 11,6 g d'oxyde ferrique, la température de la solution étant de 1080C après l'addition des matières solides. On laisse réagir la solution pendant 5 minutes, puis on filtre. On lave et sèche les matières solides qui ont précipité au cours de ces 5 minutes. On obtient ainsi 6,83 g de bioxyde de titane.

On refroidit la partie liquide de la solution à température ambiante, obtenant ainsi 7,12 g de cristaux de chlorure ferreux solide. On sèche les cristaux de chlorure ferreux ainsi obtenus à une température d'environ lîO0C, dans une atmosphère d'air, on broie jusqu'à obtention de dimensions particulaires inférieures à 0,50 mm et on les introduit dans un tube en quartz qui contient de la laine de verre comme support pour empêcher la nucléation du fer sur le tube au cours de la réduction résultante. On porte ensuite le tube, lentement, à une température de 8000C sous un courant d'hydrogène, et on le maintient à cette température pendant 3 heures.

Au bout de ce temps, on arrête le chauffage et on recueille le fer formé, sous forme pulvérulente.

On lave à l'acétone une seconde partie des cristaux de chlorure ferreux, et on sèche à une température de 4000C dans un réacteur à lit fluide. On calcine ensuite les cristaux à une température d'environ 8000C, en utilisant de l'air sec comme gaz de fluidisation, afin d'obtenir l'oxyde ferrique souhaité.

EXEMPLE II
D'une manière similaire à celle décrite à l'exemple I cidessus, on broie un minerai d'ilménite jusqu'à obtention de dimensions particulaires inférieures à 0,149 mm, puis on porte à une température de 75O0C sous azote. On réduit le minerai broyé en le traitant pendant une heure à une température de 75O0C en utilisant un mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone comme atmosphère réductrice.Lorsque la réduction du minerai est terminée, on mélange l'ilménite avec de l'acide chlorhydrique concentré et on porte à une température de 1000C, pendant 15 minutes, afin de lixivier le minerai et d'obtenir du chlorure ferreux soluble ainsi que du trichlorure de titane soluble. Après-lixiviation du minerai, on le filtre, afin d'éliminer la gangue insoluble ainsi que d'autres constituants mé- talliques insolubles. On traite ensuite la partie liquide par addition d'oxyde ferrique, tout en portant la température à 1000C environ, afin de faire précipiter du bioxyde de titane solide.On sépare ce dernier de la liqueur de lixiviation contenant du chlorure ferreux soluble, par filtration, et on refroidit la partie liquide de la solution à 50C à l'aide d'un bain de glace tout en faisant barboter du chlorure d'hydrogène gazeux dans la solution. On sépare de X liqueur de lixiviation ainsi appauvrie les cristaux de chloruré ferreux qui ont précipité dans la solution refroidie et on les recueille.

On calcine une partie des cristaux de chlorure ferreux dans un tube en quartz, à une température de 8000C pendant 4 heures, sous un excès d'hydrogène. On recueille le fer métallique obtenu au bout de la période de réduction, et on fait recycler vers la solution de lixiviation le chlorure d'hydrogène formé au cours de la réduction, pour l'utiliser comme portion de la solution de charge.

On sèche l'autre partie des cristaux de chlorure ferreux à une température d'environ 4000C, puis on les calcine à une température d'environ 8000C sous une atmosphère d'air. L'oxyde ferrique produit par l'oxydation est ensuite utilisable pour traiter les chlorures de titane solubles, tandis que tout chlorure d'hydrogène formé au cours de ladite réaction d'oxydation est recyclé vers la zone de cristallisation afin de servir d'agent de saturation pour la précipitation du chlorure ferreux.

Claims (10)

REVEND ICAT IONS

1. Procédé de récupération du fer et du titane présents dans une source contenant du fer et du titane, caractérisé en ce que: (a) on broie cette source; (b) on soumet la source broyée à une calcination réductrice à une température élevée, sous une atmosphère réductrice: (c) on soumet la source réduite résultante a' une lixiviation à l'aide d'une~solution de lixiviation comprenant un composé halogénés (d) on sépare la gangue insoluble des halogénures métalliques solubles; (e) on précipite le bioxyde de titane afin de le séparer des halogénures métalli ques solubles,par traitement avec des oxydes de fer; (f) on sépare le bioxyde de titane de l'halogénure de fer soluble et on recueille le bioxyde de titane; (g) on fait cristalliser l'halogénure de fer soluble dans une zone de cristallisation; (h) on réduit une partie de l'halogénure de fer afin d'obtenir du fer métallique et on recueille ce dernier; (i) on oxyde la seconde partie de l'halogénure de fer afin d'obtenir des oxydes de fer: et (j) on fait recycler les oxydes de fer vers le stade (e) du processus.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la calcination réductrice de la source broyée à une température d'environ 600 à 9000C.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composé halogéné est du chlorure d'hydrogène.

4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue la précipitation du bioxyde de titane à une température d'environ 80 à llO0C.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait cristalliser l'halogénure de fer à une température d'environ 0 à 900C.

6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réduit l'halogénure de fer à une température d'environ 600 à 9000C.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'halogénure d'hydrogène formé par la réduction de l'halogénure de fer est renvoyé vers la zone de lixiviation à titre de partie de la solution de lixiviation.

8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue l'oxydation de l'halogénure de fer par traitement à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène, à une température d'environ 300 à 8000C.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'on renvoie vers la zone de cristallisation l'halogénure d'hydrogène formé au cours de l'oxydation de l'halogénure de fer.

10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on soumet la source broyée à une opération d'oxydation, par traitement à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène, â une température d'environ 600 à 9000C avant de soumettre la source à une calcination réductrice.