FR2541689A1 - Installation pour la preparation de solutions de metaux non ferreux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LA METALLURGIE. L'INSTALLATION FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE COMPRENANT UN GROUPE D'APPAREILS 1, 2 RELIES ENTRE EUX EN SERIE SUIVANT LE PROCESSUS TECHNOLOGIQUE ET DONT CHACUN COMPREND, DISPOSEES EN SERIE DE HAUT EN BAS ET COMMUNIQUANT ENTRE ELLES, DES TREMIES A FRACTIONS FINES 6, 13, A FRACTIONS MOYENNES 7, 14 ET A FRACTIONS GROSSIERES 8, 15, LA TREMIE A FRACTIONS FINES DE CHAQUE APPAREIL DU GROUPE ETANT RELIEE A LA TREMIE A FRACTIONS GROSSIERES DE CHAQUE APPAREIL SUIVANT, ET EST CARACTERISEE NOTAMMENT EN CE QUE LE SOUS-ENSEMBLE 3 DE PREPARATION DU SOLVANT EST FORME PAR UN APPAREIL 3 DE LIXIVIATION DES SABLES ET UN CLASSEUR HYDRAULIQUE 4 DISPOSE AU-DESSUS DE CET APPAREIL ET COMMUNIQUANT AVEC LUI. L'INSTALLATION PEUT ETRE UTILISEE AVEC SUCCES DANS DES COMPLEXES CHIMIQUES ET METALLURGIQUES POUR LA PREPARATION DE SOLUTIONS CONDITIONNEES DE METAUX NON FERREUX PAR LA MISE EN SOLUTION DES METAUX NON FERREUX A PARTIR DE MINERAIS POLYDISPERSES.

Description

La présente invention concerne la métallurgie et a notamment pour objet une installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux.

L'installation selon l'invention peut être utilisée avec succès dans des complexes chimiques et métallurgiques pour la préparation de solutions conditionnées de métaux non ferreux par la mise en solution des métaux non ferreux à partir de minérais polydispersés.

Le terme "solution conditionnée est employé pour désigner une solution dans laquelle la teneur en impuretés sous forme de métaux et de matières non dissoutes ne dépasse pas des valeurs déterminées imposées.

Le terme polydispersé indique la présence de particules de minerai de différente grosseur dans une gamme étendue.

L'invention peut être utilisée avec le plus de succès dans la préparation de solutions de sulfate de zinc de métaux non ferreux par lixiviation de minerais polymétalliques avec de l'acide sulfurique.

On connaît une installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux comprenant plusieurs (au moins fieux) appareils à lit fluidisé. Chacun de ces appareils comprend, disposées verticalement en série de haut en bas et communiquant entre elles, une trémie à fractions fines, une trémie à fractions moyennes, une trémie à fractions grossières. Le premier appareil à lit fluidisé est doté d'une tubulure d'amenée du solvant à partir d'un groupe de préparation du solvant, et d'une tubulure d'amenée du produit de départ, c'est-à-dire de la matière contenant des métaux non ferreux. En outre, chaque appareil est muni d'une tubulure de sortie des fractions grossières et d'une tubulure d'évacuation de la suspension.

Dans cette installation, la trémie à fractions fines de chaque appareil communique avec la trémie à fractions grossies' de chaque appareil suivant, de sorte que la matière débouchant d'un appareil constitue le produit de départ pour l'appareil suivant. Le dernier des appareils à lit fluidisé communique avec un décanteur ou un réservoir de décantation pourvu d'une tubulure d'évacuation de la solution de métaux non ferreux.

Cette installation présente un certain nombre d'avantages par rapport aux installations connues pour la préparation de solutions de métaux non ferreux, par exemple: les vitesses irrégulières du courant fluidisant à tous les niveaux de chacun des lits fluidisés de chaque appareil ntont pas une influence notable sur la qualité des solutions de métaux non ferreux obtenues, le temps d'interaction du produit de départ et du solvant augmente nettement, ainsi que d'autres avantages exposés en détail dans une demande de brevet déposée antérieurement.

Dans une telle installation, comme dans toute autre installation connue, le poste de préparation du solvant constitue l'un des scus-ensembles les plus importants qui influent sensiblement sur la qualité de la solution obtenue dans le décanteur. Pour cette raison, on va examiner plus en détail l'influence du solvant sur le fonctionnement de l'installation et sur le fonctionnement de ltensemble de l'installation ainsi que les inconvénients des postes de préparation du solvant connus.

Comme le sait tout spécialiste en la matière, le traitement du produit de départ dans l'appareil à lit fluidisé est effectué à l'aide du courant fluidisant formé du produit de départ et du solvant et qui forme lui-même un lit fluidisé des particules de produit de départ, qui est une couche de pellicules d'une matière solide ou d'un minerai maintenues en suspension dans le courant fluidisant ascendant (ou dans le courant fluidisant tout simplement).

Dans l'installation connue destinée à la préparation d'une solution de métaux non ferreux, la préparation préliminaire des solutions participant aux procédés se déroulant dans le premier appareil à lit fluidisé, par exemple l'oxydation des solutions ferrugineuses de circulation par un minerai ou une pulpe de manganèse, est effectuée à l'aide d'appareils d'oxydation (cf., par exemple, "Alde-mémoire de la métallurgie des métaux non ferreux" de
N.V. Gudima, Ya.P.Shein, Editions "Metallurgia" , 1975, p. 318). On suppose alors qu'en cas d'utilisation des appareils d'oxydation dans lesquels l'oxydant et la solution se déplacent en parallèle, le nombre d'appareils reliés entre eux en série peut être supérieur à deux ou à trois. Ceci rend l'installation bien plus compliquée et en diminue la fiabilité et l'efficacité à cause du grand nombre d'équipements technologiques. En outre, pour la même raison, le fer (II) qui apparait dans la solution de métaux non ferreux ne s'oxyde pas à la suite de leur lixiviation neutre à partir des minerais polymétalliques dans le procédé bien connu. Ceci s'explique par le fait que lorsque le solvant de départ passe par l'appareil d'oxydation, l'oxydation du fer se produit grace à la fraction fine (active) de l'oxydant polydispersé (minerai de manganèse et boue de manganèse). De ce fait, les solutions oxydées arrivant dans l'installation connue avec is particules d'oxydant pratiquement passives ccnqlient le fonctionnement du réservoir de clarification des solutions obtenues et ne favorisent pas l'oxydation du fer bivalent mis en solution au cours de la lixiviation neutre du minerai. On sait que le fer bivalent précipite peu, alors que le fer oxyde ou le fer (III) précipite presque complètement. En même temps, la précipitation du fer (III) améliore nettement le degré de précipitation des impuretés nuisibles à la préparation des solutions, telles que le germanium, l'arsenic, l'antimoine et la silice (cf., par exemple, "Aide-mémoire de la métallurgie des métaux non ferreux" de N.V. Gudima, Ya.P.Shein, Editions "Metallurgia", 1975, p. 316). L'utilisation d'appareils d'oxydation spéciaux dans l'installation connue pour la préparation de solutions de métaux non ferreux ne favorise pas la séparation par décantation des impuretés nuisibles contenues dans les solutions obtenues, ou bien exige une quantité supplémentaire d'oxydant actif, ce qui diminue également la fiabilité de fonctionnement de l'installation par suite de l'augmentation des charges que doit supporter le réservoir de décantation des solutions.

Il s'ensuit qu'en prévoyant un appareil ou plusieurs appareils d'oxydation particuliers dans l'installation connue pour la préparation de solutions de métaux non ferreux, on complique son service, on diminue la fiabilité de préparation continue des solutions conditionnées et on augmente les dépenses de construction et les frais de construction et d'entretien de l'installation.

L'expérience de l'exploitation de l'installation connue de préparation de solutions de métaux non ferreux a également démontré qu'en cas de courte coupure accidentelle ou forcée de l'amenée du solvant par la tubulure d'amenée de solvant dans la trémie à fractions grossières du premier appareil à lit fluidisé, la vitesse du courant ascendant diminue fortement suivant toute la hauteur du premier appareil à lit fluidisé, ou bien la condition connue d'obtention continue des solutions conditionnées de métaux non ferreux n'est pas respectée. En même temps, il en résulte également que le lit fluidisé des particules de toutes les fractions du minerai de départ se transforme en une couche dormante, car en ce cas les particules fines, moyennes et grossières ne peuvent plus être maintenues à l'état de suspension à cause de l'absence du courant ascendant de solution dans l'appareil à lit fluidisé et commencent à descendre sous l'effet de la pesanteur, de sorte qu'elles s'accumulent dans la trémie à fractions grossières et dans la tubulure d'évacuation des fractions grossières. La section de la trémie à fractions grossières et celle de la tubulure d'évacuation des fractions grossières est normalement de plusieurs centaines de fois inférieure à la section de celles à fractions fines et moyennes. En effet, en cas d'arrêt de l'amenée du solvant dans le premier appareil à lit fluidisé, avec un débit suffisamment élevé (débit sensiblement supérieur à l'évacuation des sables du premier appareil à lit fluidisé), les particules qui précipitent augmentent la densité des particules dans la couche, ce qui rend difficile le rétablissement d'une fluidisation régulière des particules de minerai après l'alimentation rétablie en solvant. Le recours à un équipement supplémentaire pour la réduction des fluctuations, y compris l'arrêt éventuel momentané des moyens d'amenée du solvant dans le premier appareil à lit fluidisé, complique l'appareillage et son entretien.

D'autre part, cela s'avère indispensable pour augmenter la fiabilité d'obtention continue de la solution de métaux non ferreux.

Dans l'installation connue, le sable sortant du classeur hydraulique est refoulé à l'aide d'une pompe ou d'un autre dispositif de refoulement ou de transport vers un agitateur (mélangeur) de n'importe quel type pour subir une nouvelle lixiviation. On sait par expérience que la durée de vie des moyens de transport des matières abrasives et, en particulier, des sables, est très courte. Il est bien évident que de tels moyens faisant partie d'un ensemble d'une installation similaire, baissent la sécurité de son fonctionnement continu et compliquent son service.

Il est évident qu'on doit résoudre également le problème de l'augmentation de la sécurité de fonctionnement pour l'obtention de solutions de métaux non ferreux, par suppression ou, au mois, par simplification ou diminution du nombre de moyens de transport des sables (des fractions grossières) évacués du premier appareil à lit fluidisé.

Dans l'installation connue de préparation de solutions de métaux non ferreux, le réglage de la valeur du pH de la suspension obtenue à la sortie de la tubulure d'évacuation de la suspension du deuxième appareil à lit fluidisé est effectué par modification de la quantité de solvant admise à la tubulure d'amenée de la solution au premier appareil à lit fluidisé. Cela diminue la vitesse de rétablissement de la valeur imposée du pX de la suspension dans le deuxième appareil à lit fluidisé, ce qui altère, à son tour, la qualité de la solution obtenue par suite d'un maintien non précis dans le temps de la valeur du pH de la solution de métaux non ferreux obtenus dans l'installation.

On s'est donc proposé de créer une installation de préparation de solutions de métaux non ferreux, dont le système d'amenée du solvant et de l'oxydant serait réalisé de manière à améliorer les conditions et l'effi- cacité de leur utilisation, à augmenter l'efficacité de l'oxydation du fer bivalent en fer trivalent, ainsi qu'à augmenter la fiabilité de fonctionnement et à simplifier la conception de l'ensemble de l'installation.

La solution consiste en ce que dans l'installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux comprenant un groupe d'appareils à lit fluidisé reliés entre eux en série suivant le processus technologique et dont chacun comprend, disposées en série de haut en bas et communiquant entre elles, des trémies à fractions fines, moyennes et grossières, la trémie à fractions fines de chaque appareil du groupe est reliée à la trémie à fractions grossières de l'appareil suivant du groupe, le dernier appareil du groupe est relié à un réservoir décanteur, chaque appareil étant doté d'une tubulure d'évacuation des fractions grossières, alors que le premier appareil est munid'une tubulure d'amenée du produit de départ, et le sous-ensemble de préparation du solvant étant relié au premier appareil, caractérisée, selon l'invention, en ce que le sous-ensemble de préparation du solvant est formé par un appareil de lixiviation des sables et un classeur hydraulique disposé au-dessus de cet appareil et communiquant avec lui et que le classeur hydraulique est pourvu dune tubulure d'entrée reliée par une canalisation hydraulique à la trémie à fractions grossières du premier appareil du groupe, alors que la tubulure de sortie de la solution de l'appareil de lixiviation et la tubulure de sortie de la zone à fractions fines du classeur hydraulique sont reliées par une canalisation hydraulique à la trémie à fractions grossières du premier appareil du groupe, la trémie à fractions grossières du premier appareil du groupe étant reliée, en outre, à la source d'alimentation en oxydant.

Un tel mode de réalisation permet de ne plus faire appel à un appareil spécial pour l'oxydation du fer bivalent dans les solutions de départ (ou dans les solutions obtenues dans ledit appareil) pour le premier appareil à lit fluidisé, ce qui permet, en même temps, de simplifier l'appareillage et son entretien et d'améliorer la qualité des solutions obtenues. Ce dernier avantage s'explique par le fait que l'oxydant polydispersé introduit par la tubulure d'amenée des produits de départ auxiliaires est fluidisé dans le premier appareil à lit fluidisé et que les fractions grossières (d'oxydant) sont fluidisées dans sa trémie à fractions grossières, les fractions moyennes, dans sa trémie à fractions moyennes, et les fractions fines, dans sa trémie à fractions fines.

Il est connu que la vitesse du courant de solution ascendant dans les trémies à fractions grossières et à fractions moyennes du premier appareil à lit fluidisé est de plusieurs fois plus élevée que dans la trémie à fractions fines. De ce fait, les particules fines d'oxydant qui sont chimiquement les plus actives sont instantanément entraRnées par le courant ascendant de solution vers la trémie à fractions fines du premier appareil à lit fluidisé, de sorte qu'en ce cas les fractions fines d'oxydant ne sont pratiquement pas dépensées pour l'oxydation du fer bivalent dans les trémies à fractions grossières et moyennes. Comme le sait tout spécialiste en la matière, l'intensité de l'interaction de l'oxydant et du fer bivalent est inversement proportionnelle à la grosseur des particules d'oxydant et directement proportionnelle à l'acidité du milieu et au coefficient d'intensité d'agitation de la solution et de l'oxydant.

On sait également que l'acidité de la solution dans les trémies à fractions grossières et moyennes du premier appareil à lit fluidisé est plus élevée que dans sa trémie à fractions fines et que dans les trémies du deuxième appareil à lit fluidisé. Si l'on prend maintenant en considération la distribution décrite de l'oxydant dans le premier appareil à lit fluidisé, on peut incontestablement affirmer que la simplification de la construction et de l'entretien de l'installation selon l'invention permet également de maintenir une oxydation intense du fer bivalent aussi bien dans les solutions de départ que dans les solutions obtenues par lixiviation d'un minerai polymétallique polydispersé danse premier appareil à lit fluidisé. D'une part, on arrive ainsi à diminuer la consommation d'oxydant grace à une utilisation plus complète des fractions grossières et moyennes d'oxydant (étant donné que ce sont surtout ces fractions qui se dissolvent dans le milieu acide), et d'autre part, l'utilisation uniquement des fractions fines fluidisées d'oxydant (qui sont les plus actives au point de vue de l'interaction du fer bivalent et de l'oxydant) assure une oxydation poussée du fer bivalent dans les solutions admises aux réservoirs de clarification, ce qui permet de précipiter les impuretés nuisibles lors de la lixiviation neutre et d'augmenter ainsi l'efficacité de l'installation.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaftront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessin unique annexé représentant schématiquement l'installation selon l'invention, partiellement en coupe.

L'installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux suivant l'invention comprend un premier appareil 1 à lit fluidisé, un deuxième appareil 2 à lit fluidisé, un sous-ensemble 3' de préparation du solvant formé par un appareil 3 de lixiviation des sables et par un classeur hydraulique , ainsi qu'un réservoir de décantation 5 de la suspension.

Les appareils 1, 2 et 3 sont disposés de manière que leurs axes longitudinaux soient verticaux et parallèles entre eux. Les axes verticaux du classeur hydraulique 4 et du réservoir 5 sont eux aussi parallèles aux axes verticaux desdits appareils.

L'appareil 1 à lit fluidisé comprend, disposées en série suivant son axe vertical de haut en bas et communiquant entre elles, une trémie conique 6 à fractions fines, une trémie conique 7 à fractions moyennes et une trémie conique 8 à fractions grossières. L'appareil 1 à lit fluidisé est doté d'une tubulure 9 d'amenée du solvant, disposée dans la partie inférieure de la paroi de la trémie 8.

La tubulure 9 communique avec le sous-ensemble 3' de préparation du solvant.

A la partie inférieure de la trémie 8 est raccordée une tubulure d'évacuation 10 pour les fractions gros sières (appelées également "sables" dans l'hydro- métallurgie) disposée selon l'axe longitudinal vertical de l'appareil 1.

Dans la partie supérieure de la trémie 6 à fractions fines on a prévu une tubulure 11 d'amenée du produit de départ disposée selon l'axe longitudinal vertical de l'appareil 1 et reliée à une source (non représentée) du produit de départ, par exemple d'un minerai zincifère polydispersé grillé.

Cette tubulure Il fait partiellement saillie au-dessus de la trémie 5 à fractions fines et est fixée sur la paroi de la trémie 6 à l'aide de n'importe quels cyes appropriés, qui ne sont pas décrits ici et ne sont pas représentés sur le dessin pour ne pas obscurcir l'essentiel de l'invention.

Au moins une tubulure 12 d'évacuation de la suspension est monte dans la parc latérale de la partie supérieure c;lindr ^;ue de la trémie 6.

L'autre apparu ' 2 à lit fluidisé, comme l'appareil1 à lit fluidisé, comprend, disposées en série suivant son axe vertical de haut en bas et communiquant entre elles, une trémie 13 à fractions fines dont la partie supérieure est cylindrique, et la partie inférieure, conique, une trémie conique 14 à fractions moyennes et une trémie conique 15 à fractions grossières. L'appareil 2 à lit fluidisé est doté d'au moins une tubulure 16 d'amenée du produit de départ formé en l'occurrence par la suspension sortant de l'appareil 1 à lit fluidisé, la tubulure 16 étant reliée à cet effet à la tubulure 12 de l'appareil 1 à lit fluidisé à l'aide d'un conduit.

La tubulure 16 est immobilisée dans la paroi latérale de la partie inférieure de la trémie 15.

A la partie inférieure de la tubulure 15 est raccordée la tubulure 17 d'évacuation des fractions grossières disposée dans l'axe longitudinal vertical de l'appareil 2.

Une tubulure 18 d'évacuation de la suspension est prévue dans la paroi latérale de la partie supérieure de la trémie 13 à fractions fines. Dans certains autres cas, la tubulure 18 peut être remplacée par une rigole.

Les dimensions verticales de l'appareil i à lit fluidisé sont telles que sa trémie 6 dépasse le niveau supérieur de la surface de la trémie 13, pour que la charge obtenue dans la tubulure 12 pendant le fonctionnement de l'installation de préparation de solutions de métaux non ferreux soit suffisante pour permettre à la suspension de passer de la trémie 13 au réservoir 5.

Le réservoir 5 de décantation de la suspension est composé d'une partie supérieure cylindrique (non représentée sur le dessin) et d'un fond conique 19 raccordé à la partie cylindrique.

Le réservoir 5 comporte une tubulure 20 d'évacuation de la matière précipitée, disposée au point bas de son fond 19, et une tubulure 21 d'évacuation des solutions de métaux non ferreux, fixée à la paroi latérale de sa partie cylindrique.

Le réservoir 5 est fermé par un couvercle 22 et disposé à proximité immédiate de l'appareil 2 à lit fluidisé.

Comme il a été déjà signalé, le sous-ensemble 3' de préparation du solvant comprend l'appareil 3 de lixiviation des sables et le classeur hydraulique 4.

L'appareil 3 de lixiviation peut être d'un type approprié quelconque; par exemple, on peut utiliser un appareil d'évaporation ou bien on peut le réaliser d'une manière analogue aux appareils 1 ou 2. En ce cas, il comprend, disposées en série suivant son axe vertical de haut en bas et Communiquant entre elles, une trémie conique 23 à fractions grossières, une trémie conique 24 à fractions moyennes et une trémie conique 25 à fractions fines dont la section supérieure est hermétiquement fermée par une paroi 26. La paroi supérieure 26 est dotée d'une ouverture 27 et d'une tubulure 28 d'évacuation de la suspension, reliée à la tubulure 9 d'amenée du solvant du premier appareil 1 à lit fluidisé. Dans la partie inférieure de la trémie 23 à fractions grossières sont fixées une tubulure 29 d'évacuation des matières non dissoutes à partir de l'appareil 3 à lit fluidisé et une tubulure 30 d'amenée du solvant dans cet appareil.

L'ouverture 27 située dans la paroi 26 de la trémie 25 à fractions fines communique par la tubulure 31 d'évacuation des sables avec le classeur hydraulique 4.

Le classeur hydraulique 4, d'un type généralement connu, n'est pas décrit ici, mais il faut rappeler qu'il comprend une zone à fractions fines et une zone à fractions grossières.

Le classeur hydraulique 4 est doté d'une tubulure 33 d'évacuation de la solution avec les fractions fines, reliée à une tubulure 34 d'admission de la solution avec les fractions fines dans le premier appareil 1 à lit fluidisé et, par l'Intermédiaire d'un organe de fermeture et de réglage 35, à une tubulure 36 d'amenée de la solution. avec les fractions fines à la trémie 15 à fractions grossières du deuxième appareil 32 à lit fluidisé. Le classeur hydraulique 4 comprend également une tubulure 37 d'admission des produits à classer, dont la sortie communique avec la sortie d'une canalisation hydraulique 39 par l'intermédiaire de la soupape 38.

L'entrée de la canalisation hydraulique 39 est reliée en même temps à la tubulure 10 d'évacuation des sables du premier appareil 1 à lit fluidisé et est reliée en série, par l'intermédiaire d'un dispositif de refoulement 40 et d'un dispositif de fermeture et de réglage 41, à la tubulure 42 d'évacuation de la solution de la trémie 8 à fractions grossières. Tout autre mode approprié de liaison des éléments précités à l'entrée de la canalisation hydraulique 39 peut être utilisé sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Sur la paroi latérale de la trémie 8 à fractions grossières est fixée une tubulure 43 d'amenée du solvant dans le premier appareil 1 à lit fluidisé. L'installation comprend également des organes de fermeture et de réglage 44, 45 et 46 dont la disposition sera décrite plus en détail dans la description du fonctionnement de l'installation et est représentée sur le dessin.

Les tubulures 17 et 20 sont dotées d'organes de fermeture et de réglage (non représentés sur le dessin) qui peuvent être n'importe quel type connu et dont la commande peut être assurée par des organes actionneurs d'un type approprié quelconque et connu en soi, qui ne sont pas décrits ici pour ne pas obscurcir l'essentiel de l'invention.

Pour facilite le montage et l'entretien, il est souhaitable que la section supérieure de la trémie 8 du premier appareil 1 à lit fluidisé soit fermée par une plaque horizontale (non représentée sur le dessin) percée d'une ouverture raccordée au bord inférieur de la trémie 7 à fractions fines et que des tubulures 34, 42 et 43 soient disposées suivant la périphérie. Toutefois, ce mode de réalisation n'est pas décrit ici, pour ne pas obscurcir l'essentiel de l'invention.

Le fonctionnement de l'installation de préparation de solutions de métaux non ferreux, appelée "installation" tout court dans le texte qui suit, est illustré par un exemple de préparation de solutions conditionnées de sulfate de zinc par lixiviation d'un minerai polymétallique contenant du zinc et notamment d'un minerai zincifère polymétallique polydispersé oxydé, qui s' accompagne forcément de l'oxydation des solutions ferrugineuses de sulfate de zinc grace à l'utilisation d'un minerai de manganèse polydispersé ou de la pulpe.

Après la mise en marche de l'installation, le solvant (acide sulfurique d'une concentration d'au moins 60 à 160 grammes par litre) est amenée en continu, sous une pression suffisante pour surmonter la résistance hydràulique maximale possible des appareils 1 et 3 à lit fluidisé, par la tubulure 30 dans la partie inférieure de la trémie 23 de l'appareil 3, pour créer dans celui-ci et dans les trémies suivantes 24 et 25 un courant fluidisant ascendant. Ce solvant arrive ensuite par les tubulures 28 et 9 dans la partie inférieure de la trémie 8 de l'appareil 1 à lit fluidisé et crée un courant fluidisant ascendant dans les trémies 7 et 6.

Le minerai zincifère polydispersé arrivant à l'appareil 1 par la tubulure Il d'amenée du produit de départ se redistribue dans le courant fluidisant de l'appareil 1 à lit fluidisé de sorte que les particules de, pratiquement, toutes les fractions du minerai zincifère se trouvent à l'état de suspension dans ledit courant. Le minerai de manganèse polydispersé est canalisé de manière dosée vers l'appareil 1 par la tubulure 43 et s'y trouve également fluidise.

Les particules grossières de minerai zincifère et de minerai de manganèse sont mises alors en suspension dans la trémie , les particules moyennes, dans ia trémie 7, et les particules fines, dans la trémie 6.

De la sorte,. Il se forme dans l'appareil 1 des lits fluidisés des particules de toutes les grosseurs divisées à titre conventionnel en particules fines, particules moyennes et particules grossières de minerai polymétallique polydispersé de zinc et de manganèse. Cette division reste dans la suite valable pour tous les appareils. L'interaction des particules du minerai zincifère et du solvant dans chacun desdits lits fluidisés,grace au fait que les particules de minerai zincifère sont mouillées en continu par le solvant, a pour effet que les principaux métaux non ferreux : zinc, cadmium, ainsi que le fer et autres métaux ou minéraux contenus dans les particules de minerai, sont mis en solution ou lixiviés.

Pendant la lixiviation du minerai zincifère polymétallique, il se produit dans l'appareil à lit fluidisé, en même temps que la mise en solution des principaux métaux non ferreux : zinc et cadmium, une mise en solution des métaux secondaires pour le procédé décrit, contenus dans les particules du minerai zincifère : cuivre, cobalt, nickel, fer, antimoine, arsenic, germanium, silice, indium et autres éléments chimiques appelés matières étrangères dans le procédé hydrométallurgique de production du zinc et du cadmium. La solution obtenue par lixiviation contenant des matières étrangères et des matières non dissoutes sera appelée "suspension" dans la suite de la présente description.

Comme les fractions grossières, moyennes et fines de minerai de manganèse fluidisées dans l'appareil 1 sont mouillées en continu par la solution, le fer bivalent apparaissant dans la solution avec les solvants de départ et au cours de la lixiviation du minerai zincifère s'oxyde d'une manière intense. L'oxydation complète du fer bivalent est déterminée par les fractions fines de minerai de manganèse fluidisées dans la trémie 6 de l'appareil 1 et suivant toute la hauteur de l'appareil 2 à lit fluidisé.

Les couches assez hautes de fractions fines de minerai de manganèse qui se forment et qui se caractérisent par une surface bien développée d'interaction chimique oxydent pratiquement complètement le fer dans la suspens ion obtenue par lixiviation.

Par suite de l'interaction successive du solvant et des particules de minerai zincifère fluidisées dans l'appareil 1 à lit fluidisé, l'activité du solvant au point de vue de l'interaction chimique avec le produit de départ diminue, c'est-à-dire que son pH augmente. Il en résulte que les matières étrangères contenues dans la suspension de la trémie 6 commencent à former des composés insolubles, c'est-à-dire que'il se produit une hydrolyse des matières étrangères (hydrolyse du cuivre). On sait que ce processus se déroule d'une manière favorable lorsqu'il se produit en même temps que la coagulation de l'acide silicique pendant laquelle les sels visqueux d'hydrate ferreux se transforment en gels, c'est-à-dire que le processus de purification à partir des impuretés nuisibles dans la suspens ion se déroule de manière intense proportionnellement au degré d'oxydation du fer bivalent dans la

Comme la fiabilité d'obtention continue des solutions conditionnées de métaux non ferreux dépend de la fiabilité de fonctionnement de l'installation ainsi que du maintien précis de la valeur imposée (réglementaire) du pH de la suspension obtenue, on va maintenant décrire le fonctionnement d'une installation perfectionnée dans ce sens.

Comme il a été déjà signalé, la division des particules polydispersées de minerai zincifère et de manganèse est conventionnelle, La partie non fluidisée des minerais s'accumule au-dessous de l'entrée de la tubulure 9 de la trémie 8. Si l'on n'évacue pas constamment les particules précipitées de la trémie 8, l'appareil 1 et, en fin de compte, toute l'installation deviennent incapables de fonctionner. Pour cette raison, les particules grossières précipitées (les sables) sont évacuées en continu ou périodiquement de la trémie 8 par l'organe de fermeture et de réglage 45 et par la tubulure 10. Les sables sont ensuite canalisés directement vers la canalisation hydraulique 39 à l'aide du dispositif de refoulement 40 dont l'entrée est reliée, par l'intermédiaire de l'organe de fermeture et de réglage 41 et de la tubulure 42 d'évacuation de la solution, à la trémie 8 (les sables peuvent également être canalisés vers un mélangeur intermédiaire (non représenté sur le dessin), d'où ils sont amenés à l'entrée de la canalisation hydraulique 39 par le dispositif de refoulement 40
La version décrite de l'admission et du transport des sables est préférable également pour la raison que si les sables obstruent la tubulure 10, on ouvre la soupape 38.

En ce cas, cette obstruction est supprimée sous l'action de la pression à la sortie du dispositif de refoulement 40.

Cela fait, on ouvre la soupape 38 et les sables arrivent par voie hydraulique au classeur hydraulique 4 par la tubulure 37.

Dans le classeur hydraulique 4, les sables sont séparés des fractions plus fines et passent à l'appareil 3 à lit fluidisé sous l'action de la pesanteur par la soupape 32 et l'ouverture 27. Dans cet appareil 3, les particules de sables, encore une fois conventionnellement divisées en fractions grossières, moyennes et fines, sont fluidisées dans les trémies respectives 23, 24 et 25.

Les processus se déroulant dans l'appareil 3 s'intensifient encore davantage, si on l'entoure d'une chemise chauffante à vapeur ou d'un autre type (non représentée sur le dessin).

Les stériles ou les matières insolubles sont déchargés par l'organe de fermeture et de réglage 44 et la tubulure 29 et envoyés au dépôt de terres.

La solution débarrassée des sables et contenant les fractions fines arrive à la trémie 8 par les tubulures 33 et 34 et participe à la création d'un courant fluidisant dans les trémies 7 et 6 de l'appareil 1. Comme la canalisation hydraulique 39 et le classeur hydraulique 4 ont une inertie totale suffisamment grande, les particules dans les appareils 1 et 2 à lit fluidisé sont maintenues à l'état fluidisé, le processus d'obtention des solutions conditionnées ne s'interrompt pas et le fonctionnement de l'installation n'est pas perturbé en cas d'arrêt momentané de l'amenée du solvant dans les tubulures 30 et/ou 9.

Dans l'exemple décrit de connexion des éléments39, 40, 41 et 42, l'état fluidisé des particules dans l'appa rei' 1 est maintenu longtemps en cas d'arrêt de l'amenée du olvant dans la tubulure 30 grace au fait que la solution circule par la channe hydraulique des éléments 42-40-39-31-27-28-9. Cela permet sans doute de rétablir plus vite et plus facilement le bon fonctionnement de l'installation en cas d'arrêt prolongé de l'amenée du solvant dans la tubulure 30, car le risque de précipitation de toutes les particules dans l'appareil 1 est supprimé sans évacuation de la suspension à partir de l'appareil 1 par la tubulure 10. Une partie de la solution contenant les fractions fines passe du classeur hydraulique 4, par l organe de terme'we et de réglage 35 dont le degré d10lVeT+UrR ou de fermeture est déterminé par la valeur de l'écart du pH de la suspension dans la tubulure 18, directement par la tubulure 36 dans l'appareil 2, pour maintenir ainsi la valeur indispensable du pH de la suspension. Comme l'action facilement commandée n'est pas en ce cas retardée par l'inertie des appareils 1 et 2, le temps pendant lequel la valeur du pH de la suspension obtenue dans le réservoir 5 s'écarte de la valeur prévue, est court et, notamment, il diminue d'au moins 2 ou 3 fois.

Cela s'explique par le fait que le volume ou l'inertie des appareils 1 et 3' sont plus grands que ceux de l'appareil 2 à lit fluidise.

Des prototypes de l'installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux ont été soumis à tous les genres d'essais, dont les résultats ont confirmé une obtention fiable continue des solutions conditionnées de métaux non ferreux.

Au cours des expériences il a été établi que le rendement de l'appareil 1 pour les processus de séparation et de lixiviation simultanés du minerai zincifère polydispersé polymétallique oxydé, avec une teneur en acide sulfurique de plus de 30 grammes par litre (g/l) de solvant de départ à l'entrée du premier appareil à lit fluidisé, est de plus de 130 tonnes par mètre cube de cet appareil et par jour (t/m3.jour), alors que pour une concentration d'acide sulfurique de 50 g/l, le rendement est de 220 t/m3.jour.

L'installation suivant l'invention permet, avec une fiabilité suffisamment élevée, d'effectuer en continu le triage granulométrique des minerais polymétalliques polydispersés, de les lixivier et d'assurer de la manière la plus complète l'oxydation du fer en solution dans l'un des appareils à lit fluidisé, et les sables, dans l'autre.

Au cours de la lixiviation des minerais zincifères oxydés dans cette installation, on crée les conditions pour la lixiviation la plus complète des métaux solubles principaux, tout en réduisant l'activité (la pcssibilité) de lixiviation des métaux accessoires (des matières étrangères), tels que
Fe, Al, Sb, Ge, As, etc. et en simplifiant l'entretien de l'installation.

Dans l'installation selon l'invention, on arrive à effectuer dans des appareils à lit fluidisé d'un même type et à grand rendement , tous les processus permettant d'utiliser de la manière la plus complète les minerais polymétalliques polydispersés de métaux non ferreux avec un minimum d'équipement auxiliaire, ce qui rend l'installation plus simple, facilite son entretien et améliore la fiabilité ou l'obtention continue très efficace des solutions conditionnées et crée des conditions permettant d'assurer la commande de tous les processus dans l'installation par un micro-ordinateur.

On a décrit ci-dessus le mode de réalisation préféré de l'invention, mais il est évident à tout spécialiste en la matière qu'on peut y apporter différentes modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention : par exemple, au lieu de deux canalisations hydrauliques reliant séparément la sortie de la zone à fractions fines du classeur hydraulique à la tubulure de sortie de l'appareil de lixiviation du sous-ensemble de préparation du solvant, on peut utiliser une seule canalisation, en reliant à celle-ci ces organes à l'aide d'embranchements.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1.- Installation pour la préparation de solutions de métaux non ferreux, comprenant un groupe d'appareils (1, 2) reliés entre eux en série suivant le processus technologique et dont chacun comprend, disposées en série de haut en bas et communiquant entre elles, des trémies à fractions fines (6, 13), à fractions moyennes (7, 14) et à fractions grossières (8, 15), la trémie à fractions fines de chaque appareil du groupe étant reliée à la trémie à fractions grossières de chaque appareil suivant, le dernier appareil (2) du groupe communiquant avec un réservoir décanteur (5),et chaque appareil étant doté d'une tubulure d'évacuation des fractions grossières, ledit premier appareil étant doté d'une tubulure (11) d'amenée du produit de départ et étant relié à un sous-ensemble (3') de préparation d'un solvant, caractérisée en ce que le sous-ensemble (3') de préparation du solvant est formé par un appareil (3) de lixiviation des sables et un classeur hydraulique (4) disposé au-dessus de cet appareil et communiquant avec lui, et en ce que le classeur hydraulique (4) est doté d'une tubulure d'entrée (37) reliée par une canalisation hydraulique (39) à la trémie (8) à fractions grossières du premier appareil (1) du groupe, tandis que la tubulure (28) de sortie de la solution de l'appareil de lixiviation des sables et la tubulure (33) de sortie de la zone à fractions fines du classeur hydraulique (4) sont reliées par la canalisation hydraulique à la trémie (8) à fractions grossières du premier appareil, la trémie (8) à fractions grossières du premier appareil du groupe communiquant, en outre , avec une source d'alimentation en oxydant.

2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la canalisation hydraulique (39) partant de la trémie (8) à fractions grossières est reliée à cette trémie à l'aide d'une tubulure (42) située à sa partie supérieure et à une tubulure (10) d'évacuation des fractions grossières à partir de cette trémie.

3.- Installation selon la revendication 2, caractériséeen ce que le tronçon de la canalisation hydraulique (39) compris entre les points de sa jonction avec la partie supérieure de la trémie à fractions grossières et avec la tubulure (10) d'évacuation des fractions grossières, comporte un dispositif de fermeture et de réglage (45) et un dispositif de refoulement (40) disposés en série.

4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une soupape (38) est montée dans la canalisation hydraulique (39) en aval de sa jonction avec la tubulure (10) d'évacuation des fractions grossières de l'appareil.

5.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la zone à fractions fines du classeur hydraulique (4) est en outre reliée par la canalisation hydraulique à la trémie à fractions grossières du dernier appareil du groupe.

6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un organe de fermeture et de réglage (35) est prévu dans la canalisation communiquant avec la zone à fractions grossières du dernier appareil du groupe.

7.- Installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'appareil de lixiviation (3) est ur, appareil à lit fluidisé de type connu.

8.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le classeur hydraulique (4) communique avec 1'appareil de lixiviation par 1'intermé- diaire d'une soupape (32).