FR2552108A1 - Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a gangue argileuse contenant au moins un element valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdene - Google Patents
Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a gangue argileuse contenant au moins un element valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdene Download PDFInfo
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Abstract
PROCEDE DE PRETRAITEMENT A HAUTE TEMPERATURE AU MOYEN D'UNE SOLUTION AQUEUSE DITE DE PRETRAITEMENT DE MINERAIS BROYES CONTENANT AU MOINS UN ELEMENT VALORISABLE AUTRE QUE L'URANIUM, LE VANADIUM ET LE MOLYBDENE DONT LA GANGUE CONTIENT DES COMPOSES ARGILEUX SUSCEPTIBLES DE FORMER UNE SUSPENSION PLASTIQUE STABLE EN PRESENCE D'EAU, CARACTERISE EN CE QUE, DANS LE BUT D'EVITER TOUTE CALCINATION PREALABLE DU MINERAI ET PERMETTRE DES SEPARATIONS ULTERIEURES AISEES DES PHASES LIQUIDE ET SOLIDE, LE MINERAI DONT LA GRANULOMETRIE EST AU PLUS EGALE A LA MAILLE DE LIBERATION DU OU DES METAUX A VALORISER EST MIS EN CONTACT AVEC UNE SOLUTION ALCALINE DE PRETRAITEMENT CONTENANT AU MOINS 2.10GL D'IONS OH PUIS LE MILIEU FORME EST IMMEDIATEMENT PORTE A LA TEMPERATURE MINIMALE DE PRETRAITEMENT D'AU MOINS 120C EN UN TEMPS D'AU PLUS 30MINUTES COMPTE A PARTIR DE LA MISE EN CONTACT DU MINERAI AVEC LA SOLUTION AQUEUSE DE PRETRAITEMENT.
Description
PRETRAITEMENT A HAUTE TEMPERATURE AU MOYEN D'UNE SOLUTION AQUEUSE
ALCALINE DE MINERAIS A GANGUE ARGILEUSE CONTENANT AU MOINS UN ELEMENT
VALORISABLE AUTRE QUE L'URANIUM, LE VANADIUM ET LE MOLYBDèNE
L'invention concerne un procédé de prétraltement à haute température, au
moyen d'une solution aqueuse alcaline, de minerais contenant au moins un
élément valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdène,
dont la gangue contient des composés argileux susceptibles de former une
suspension plastique stable en présence d'eau.
ALCALINE DE MINERAIS A GANGUE ARGILEUSE CONTENANT AU MOINS UN ELEMENT
VALORISABLE AUTRE QUE L'URANIUM, LE VANADIUM ET LE MOLYBDèNE
L'invention concerne un procédé de prétraltement à haute température, au
moyen d'une solution aqueuse alcaline, de minerais contenant au moins un
élément valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdène,
dont la gangue contient des composés argileux susceptibles de former une
suspension plastique stable en présence d'eau.
Par l'expression "préiraitement", la la demanderesse entend définir un trai-
tement hydrométallurgique préalable à l'extraction du ou des éléments va
lorisables du minerai dans le but de conférer ultérieurement à la phase
solide, en présence d'une phase liquide, une aptitude à une séparation
aisée des deux phases en présence.
Par l'expression "élément valorisable", la demanderesse entend également
définir tous les éléments autre que l'uranium, le vanadium et le molyb
dène présents dans au moins l'un des minéraux constituant le minerai ar
gileux, susceptibles d'en être extrait en vue de sa valorisation.
définir tous les éléments autre que l'uranium, le vanadium et le molyb
dène présents dans au moins l'un des minéraux constituant le minerai ar
gileux, susceptibles d'en être extrait en vue de sa valorisation.
Depuis longtemps déjà, il est bien connu de l'homme de l'art que des com
posés argileux formant la gangue de certains minerais (qu'il serait sou
haitable d'exploiter) ont une réelle propension à gonfler, puis se déli
ter et enfin se disperser sous la forme de fins cristaux et de petits
agglomérats au contact d'une phase aqueuse. Ce phénomène rend très dif
ficile la pratique de traitements hydrométallurgiques de valorisation
desdits minerais puisque la suspension obtenue devient inapte à une sé
paration des phases liquide et solide, aussi bien par filtration que par
décantation ou peut se trouver dans un état de forte viscosité.
posés argileux formant la gangue de certains minerais (qu'il serait sou
haitable d'exploiter) ont une réelle propension à gonfler, puis se déli
ter et enfin se disperser sous la forme de fins cristaux et de petits
agglomérats au contact d'une phase aqueuse. Ce phénomène rend très dif
ficile la pratique de traitements hydrométallurgiques de valorisation
desdits minerais puisque la suspension obtenue devient inapte à une sé
paration des phases liquide et solide, aussi bien par filtration que par
décantation ou peut se trouver dans un état de forte viscosité.
Les composés argileux susceptibles de former une suspens ion plastique
stable au contact de l'eau, et fréquemment présents dans les minerais
précités à gangue argileuse, peuvent appartenir aux groupes constitués
par des kaolinites, telles que par exemple, la kaolinite, la dickite,
l'ahlloysite, les kaolinites désordonnées, les serpentines ; le groupe
des micas, tels que par exemple, muscovite, biotite, et paragonite, la pyrophyllite et le talc, les illites et la glauconite ; le groupe des montmorillonites, telles que par exemple, la beidéllite, la stévensite, la saponite, et l'hectorite ; le groupe des chlorites ; le groupe des vermiculites elle le groupe des argiles interstratifiées dont la structure unitaire est une combinaison des groupes précédents ; le groupe des argiles fibreuses, telles que par exemple, l'attapulgite (palygorskite), la sépiolite. Ces minerais à gangue argileuse peuvent également contenir d'autres composés tels que par exemple, le quartz, la calcite (CaCO3), la dolomie, le gypse, la limonite (FeO(OH1nH2O) et d'autres oxydes et hydroxydes métalliques.
stable au contact de l'eau, et fréquemment présents dans les minerais
précités à gangue argileuse, peuvent appartenir aux groupes constitués
par des kaolinites, telles que par exemple, la kaolinite, la dickite,
l'ahlloysite, les kaolinites désordonnées, les serpentines ; le groupe
des micas, tels que par exemple, muscovite, biotite, et paragonite, la pyrophyllite et le talc, les illites et la glauconite ; le groupe des montmorillonites, telles que par exemple, la beidéllite, la stévensite, la saponite, et l'hectorite ; le groupe des chlorites ; le groupe des vermiculites elle le groupe des argiles interstratifiées dont la structure unitaire est une combinaison des groupes précédents ; le groupe des argiles fibreuses, telles que par exemple, l'attapulgite (palygorskite), la sépiolite. Ces minerais à gangue argileuse peuvent également contenir d'autres composés tels que par exemple, le quartz, la calcite (CaCO3), la dolomie, le gypse, la limonite (FeO(OH1nH2O) et d'autres oxydes et hydroxydes métalliques.
Si les procédés hydrométallurgiques de traitement des minerais sont géne- ralement bien connus de l'homme de l'art, il est également notoire que les minerais à gangue argileuse relèvent de traitements spécifiques adaptés à la gangue et/ou à l'élément inclus à valoriser.
La simple transposition de procédés hydrométallurgiques connus de traitement de minerais à gangue au plus faiblement argileuse à des minerais à gangue fortement argileuse se révèle sinon impossible du moins très difficile en raison de l'inaptitude dans laquelle se trouve la suspension résultant de l'attaque à subir une séparation de phases liquide et solide.
Un premier exemple peut être pris dans le brevet américain US 3,429,693.
Ce brevet propose un procédé d'attaque d'un minerai de beryllium, de vanadium, de molybdène ou de tungstène au moyen d'une solution aqueuse contenant en pratique au moins 100 g/l, et pouvant atteindre plus de 500 g/l de trona (composé naturel de Na2CO3, NaHCO3, 2H2O) pour aboutir à un bon rendement de dissolution, et à une température comprise entre 600 C et 2500 C pendant un temps se situant en pratique entre 90 minutes et 240 minutes.Un tel mode opératoire qui se révèle intéressant pour l'attaque de minerais à gangue non argileuse ou encore faiblement argileuse, contenant du molybdène, du vanadium, du beryllium ou du tungstène, n'est pas applicable à un minerai à gangue franchement argileuse, car, en l'absence d'une calcination préalable vers 9000 C de ce minerai argileux (exemple 7 dudit brevet), il conduit à l'obtention d'une suspension à caractère plastique, résultant de l'attaque, dont il n'est pratiquement pas possible de réaliser la séparation des phases liquide et solide, quelle que soit la quantité de floculant utilisée.
Un autre exemple, extrait de la revue "Les Techniques : Industrie Miné rale", publiée en Novembre 1982, concernant "les journées d'étude 1982 des sections Mines et Minéralurgie", Besançon 6-7 Mai 1982, par Ollivier, Thomassin et Winter, concerne un procédé de valorisation d'un minerai aurifère argileux. Ce procédé consiste à traiter le minerai par une solution aqueuse de cyanure de sodium ayant la propriété de dissoudre l'or. Comme les opérations de séparation des phases liquide et solide après attaque par filtration ou décantation conduisent soit à des temps de décantation trop longs, soit à des surfaces de filtration excessives entraînant pour l'un et l'autre cas des couts d'investissement et d'exploitation élevés, la suspension aurifère résultant de l'attaque cyanurée est traitée au moyen de charbon actif.Ledit charbon piège l'or dissous par un procédé comparable à l'échange d'ions, le charbon aurifère de dimension de grains supérieurs à ceux du minerai de la gangue stérile étant séparé par tamisage.
Dès lors que l'application de procédés classiques d'attaque à des minerais dont la gangue est formée entre autres de composés argileux conduit certes à une solubilisation correcte du métal à valoriser, mais aussi à l'obtention d'une suspension résultant de cette solubilisation dont il est pratiquement impossible d'assurer la séparation des phases liquide et solide, en raison de son caractère infiltrable et même indécantable, quelle que soit la quantité de floculant ajoutée, la demanderesse poursuivant ses recherches a trouvé et mis au point un procédé de prétraitement à haute température de minerais à gangue argileuse, sans calcination préalable, au moyen d'une solution aqueuse alcaline, permettant une séparation ultérieure très facile des phases liquide et solide.
Le procédé selon l'invention de prétraitement à haute température de minerais contenant au moins un élément valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdène, dont la gangue contient des composés argileux susceptibles de former une suspension plastique stable en présence d'eau se caractérise en ce que dans le but d'éviter toute calcination préalable du minerai et permettre des séparations ultérieures aisées des phases liquide et solide, le minerai est mis en contact avec la solution aqueuse de prétraitement, puis le milieu formé est immédiatement porté à la température d'au moins 1200 C en un temps d'au plus 30 minutes compté à partir de la mise en contact du minerai avec la solution aqueuse de prétraitement.
Comme cela est bien connu de l'homme de l'art, le minerai au moment de la mise en contact avec la solution aqueuse de prétraitement doit disposer d'une granulométrie correspondant au plus à la maille de libération du ou des éléments valorisables.
Quand le minerai ne dispose pas naturellement d'une telle grannlométrie, il est soumis à une opération de broyage, préférentiellement effectuée en l'absence de tout ajout de phase aqueuse.
Dès lors que le minerai dispose de la granulométrie correspondant au plus à la maille de libération du ou des éléments à valoriser, l'écoule nt des particules solides doit se faire avec une fluidité proche de celle d'un sable sec de silice.
Mais, il peut se produire que le minerai dispose avant broyage d'une quantité d'eau telle, que les particules solides après broyage aient tendance à créer des agglomérats ou granules qui empêchent le bon écoulement de ces particules. Dans ce cas, le minerai est soumis à un séchage préalable au broyage ou encore est simultanément broyé et séché de telle manière que les particules solides en résultant disposent d'une capacité d'écoulement équivalente à celle du sable sec de silice.
Comme cela a déjà été exprimé, la solution aqueuse du prétraitement selon l'invention est alcaline. Cette solution aqueuse contient des composés qui mis en contact avec de l'eau libèrent des ions OH . De tels composés sont par exemple, les hydroxydes alcalins, les hydroxydes alcalinoterreux tels ceux de calcium et de baryum ; les carbonates alcalins tels ceux de sodium, potassium, et ammonium, le carbonate d'ammonium pouvant contenir du carbamate d'ammonium. Sa concentration en OH est d'au moins 2.ia-5 g/l.
Selon la nature du minerai, la concentration en réactif de la solution alcaline de prétraitement peut varier dans de larges limites. Ainsi, la concentration en OH peut varier entre 2.10 g/l et 20 g/I1 mais préférentiellement entre 2.10 4 g/l et 12 g/l.
Dès lors que le minerai et la solution aqueuse de prétraitement possèdent les caractéristiques souhaitées, ils sont mis en contact formant ainsi le milieu de prétraitement qui se présente sous l'aspect d'une suspension qui est préférentiellement préparée par l'introduction de la phase solide dans la phase liquide.
Le rapport de la phase liquide exprimée en mètre cube, à la phase solide exprimée en tonne du minerai (L/S), est toujours supérieur à 1, et est préférentiellement choisi entre 2 et 10.
Selon un aménagement particulier, il peut être intéressant d'effectuer le prétraitement en un milieu plus ou moins oxydant par introduction d'un agent d'oxydation approprié.
L'agent d'oxydation peut être utilisé sous au moins l'une des formes gazeuse, liquide ou solide.
Quant il est sous la forme gazeuse, l'agent d'oxydation, qui est de l'o- xygène libre, est choisi par exemple dans le groupe constitué par de l'air, de l'air enrichi en oxygène, de l'oxygène seul, de l'ozone. Son introduction par insufflation s'effectue sous une pression telle que la pression partielle d'oxygène dans le réacteur se situe dans l'intervalle 0,1 à 20 bars, mais de préférence entre 5 et 15 bars.
Quand il est sous une forme non gazeuse, l'agent d'oxydation est choisi parmi les composés oxydants connus, tels que par exemple le permanganate de potassium, les persulfates, ou l'eau oxygénée, qui peuvent être introduits sous la forme solide ou bien sous la forme d'une solution aqueuse.
Selon une variante, qui peut se révéler intéressante dans le cadre du procédé selon l'invention, du gaz CO2 peut être insufflé dans le milieu réactionnel pendant que s'effectue le prétraitement, ou à l'issue du prétraitement.
Cette insufflation peut se faire d'une manière continue ou discontinue selon un débit constant ou variable. Ainsi, l'injection de ce gaz C02 permet, tout à la fois, de contrôler et d'ajuster la teneur en OH du milieu réactionnel.
La température à laquelle s'effectue le prétraitement qui est d'au moins 1200 C, est dès lors, définie comme la température minimale de prétraitement ; elle est préférentiellement choisie dans l'intervalle de 1400 C à 3000 C, selon la nature de la gangue argileuse du minerai.
ta durée du prétraitement est généralement courte, étant entendu que le temps de prétraitement est d'autant plus court que la température est choisie dans les hautes valeurs de l'intervalle correspondant.
Cette durée de prétraitement se décompose en deux périodes : - une première période dite de montée en température de la suspension
jusqu'à la température minimale de prétraitement, cette période devant
être très courte : elle est choisie entre l'instantané et au plus
30 minutes, et préférentiellement entre l'instantané et au plus 20 mi
nutes, ce temps étant compté à partir de la mise en contact du minerai
avec la solution aqueuse de prétraitement.
jusqu'à la température minimale de prétraitement, cette période devant
être très courte : elle est choisie entre l'instantané et au plus
30 minutes, et préférentiellement entre l'instantané et au plus 20 mi
nutes, ce temps étant compté à partir de la mise en contact du minerai
avec la solution aqueuse de prétraitement.
- une deuxième période dite de séjour à au moins 1200 C correspond à une
durée préférentiellement choisie dans l'intervalle de 30 minutes à
1 minute et n'a pas besoin d'excéder 60 minutes, car la prolongation
au-delà de 60 minutes du séjour à la température choisie au-dessus de
la température minimale de prétraitement, n'améliore plus l'aptitude
à la séparation ultérieure liquide et solide.
durée préférentiellement choisie dans l'intervalle de 30 minutes à
1 minute et n'a pas besoin d'excéder 60 minutes, car la prolongation
au-delà de 60 minutes du séjour à la température choisie au-dessus de
la température minimale de prétraitement, n'améliore plus l'aptitude
à la séparation ultérieure liquide et solide.
Si toutefois la phase suivante de traitement exige une température égale ou supérieure à la température de prétraitement, la deuxième période de prétraitement peut être incluse dans la phase suivante du traitement.
Pendant la durée du prétraitement, la suspension peut être soumise à une agitation mécanique minimale mais agitation au moins suffisante pour s'op- poser à la décantation des plus gros grains de la phase solide.
La demanderesse a en effet constaté, lors de nombreuses expérimentations l'ayant conduites à l'invention, que les minerais argileux mis en contact avec une phase aqueuse dont la température est inférieure à 120 C et soumis à une action mécanique prolongée d'agitation, sont très progressivement délités avec production de particules extrêmement fines, dont la plus grande dimension est généralement inférieure à deux microns, inhibant la séparation des phases solide et liquide par l'apparition d'une suspension plastique irrémédiablement stable.
Ainsi, grâce au procédé de prétraitement selon l'invention, le processus de délitage des argiles, qui se produit en présence d'une phase aqueuse, est inhibé d'une manière quasiment irréversible permettant d'effectuer par la suite et au moment opportun tout traitement ultérieur de valorisation, tel que par exemple, une attaque acide lou alcaline en réacteur du minerai à gangue argileuse prétraité, pouvant comporter sans inconvénient des étapes d'agitation, de stockage, de véhiculationetde séparation.
De plus, le procédé de prétraitement selon l'invention ne provoque pas ultérieurement de limitation des rendements de solubilisation de.I'élé- ment à valoriser, quel que soit le type de traitement pratiqué, acide ou alcalin, à basse ou à haute température.
Enfin, dans le but de faciliter la séparation des phases liquide et solide de la suspension résultant du traitement du minerai selon l'invention, il est souhaitable d'introduire un agent de floculation en solution aqueuse diluée, généralement d'une concentration au plus égale à un gramme par litre, selon des quantités ne dépassant pas 500 grammes par tonne de minerai, mais toujours adaptées aux résultats souhaités.
Les avantages du procédé selon l'invention seront plus perceptibles grâce aux exemples donnés à titre illustratif.
EXEMPLE 1
Cet exemple concerne et illustre le prétraitement selon le procédé de l'invention, d'un minerai aurifère à gangue argileuse.
Cet exemple concerne et illustre le prétraitement selon le procédé de l'invention, d'un minerai aurifère à gangue argileuse.
On a, pour cela, fait usage d'un minerai qui avait à sec la composition suivante, exprimée en pour cent en poids
Au 6 ppm (parties par million)
SiO2 57,5
TiO2 1,6
A1203 22,5
Fie203 2,9
MgO 0,7
CaO 0,55
Na2O 1,0
K2O 1,5
eau de liaison 11,75
et divers
Sur ce minerai, on a déterminé un pourcentage d'argile voisin de 54 % en poids, essentiellement constituée de kaolinite et de chlorite.
Au 6 ppm (parties par million)
SiO2 57,5
TiO2 1,6
A1203 22,5
Fie203 2,9
MgO 0,7
CaO 0,55
Na2O 1,0
K2O 1,5
eau de liaison 11,75
et divers
Sur ce minerai, on a déterminé un pourcentage d'argile voisin de 54 % en poids, essentiellement constituée de kaolinite et de chlorite.
100 g de ce minerai sec, broyé et passant au tamis de 500 microns ont été introduits dans un autoclave cylindrique de 500 millilitres de capacité totale, avec 300 g d'une solution aqueuse alcaline de prétraitement en formant une suspension.
L'autoclave était placé dans un four électrique et soumis à des oscillations dans un plan vertical autour de son axe horizontal transversal.
La suspension était très rapidement portée à la température choisie de 1800 C en 3 minutes, et était maintenue à cette température pendant 30 minutes.
Au bout de ce temps, l'autoclave était immergé dans de l'eau froide afin de provoquer un refroidissement rapide de la suspension. Après refroidissement à la température de 600 C, la suspension ainsi prétraitée était soumise à un test de séparation qui consistait à faire passer lasuspen- sion sur un filtre Büchner en pratiquant un vide de 500 millimètres de mercure, et à mesurer ainsi la vitesse de séparation de la phade liquide en mètre3,heure-l.mètre-2.
Afin de vérifier l'efficacité du prétraitement, c'est-à-dire de s'assurer que la gangue argileuse du minerai a bien été stabilisée dans un état physique propice à une séparation aisée ultérieure des phases liquide et solide, la phase solide recueillie sur Büchner à la fin du prétraitement était soumise à un test de dégradation en présence d'une solution aqueuse alcaline.
Le test de dégradation consistait à introduire le gâteau provenant du prétraitement dans un réacteur cylindro-hémisphérique en acier inoxydable avec une solution aqueuse de dégradation identique à celle du prétraitement selon un rapport des phases liquide et solide exprimées en m3/t égal à 3. Le réacteur, qui avait une capacité de 2 litres, était muni d'une turbine à axe vertical, comportant 3 pales verticales, tournant à 375 tours par minute.
Le milieu réactionnel était alors porté à la température de 600 C, puis maintenu à cette température pendant une heure, toutes ces opérations s'effectuant sous violente agitation.
A l'issue de ce traitement de dégradation, la suspension était soumise à nouveau à un test de séparation sur le filtre Büchner en pratiquant encore un vide de 500 millimètres de mercure, en mesurant la vitesse de séparation de la phase liquide en mètre3.heure~l.mètre~2.
Deux essais ont été réalisés : l'un selon le protocole précité de prétraitement et de dégradation, l'autre selon le seul protocole de dégradation.
L'essai 1 était réalisé en faisant usage d'une solution aqueuse de prétraitement contenant 0,2 g/l de NaCN et 2 g/l de Ca (OH)2 donnant une concentration de 10 gil de OH .
L'essai 2 était effectué enutilisant la même solution aqueuse que l'es- sai 1.
Les suspensions résultant du prétraitement et/ou du test de dégradation dans chacun des essais précités, ont été adjuvantées au moyen d'un agent de floculation.
Dans les essais 1 et 2, chaque suspension a reçu sous agitation 20 cm3 d'une solution à 0,5 g/l de Floerger FA10, préparée à partir d'une solution aqueuse à 2,5 g/l.
Les vitesses de filtration ont été consignées dans le tableau 1 ci-après.
TABLEAU I
<tb> <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> filtration
<tb> <SEP> Concentration <SEP> en <SEP> OH <SEP> g/l <SEP> en <SEP> m3.h-1.m-2
<tb> Essais <SEP> n <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> de <SEP> pré
<tb> <SEP> traitement <SEP> et/ou <SEP> dégradation <SEP> après <SEP> après <SEP> test <SEP> de
<tb> <SEP> prétraitement <SEP> dégradation
<tb> <SEP> 1 <SEP> 10-2 <SEP> 3,8 <SEP> 3,2
<tb> <SEP> 2 <SEP> 10-2 <SEP> - <SEP> 0,07
<tb>
Ce tableau révèle que, en l'absence du prétraitement selon l'invention, l'aptitude à la séparation des phases liquide et solide est très faible.
<tb> <SEP> Concentration <SEP> en <SEP> OH <SEP> g/l <SEP> en <SEP> m3.h-1.m-2
<tb> Essais <SEP> n <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> de <SEP> pré
<tb> <SEP> traitement <SEP> et/ou <SEP> dégradation <SEP> après <SEP> après <SEP> test <SEP> de
<tb> <SEP> prétraitement <SEP> dégradation
<tb> <SEP> 1 <SEP> 10-2 <SEP> 3,8 <SEP> 3,2
<tb> <SEP> 2 <SEP> 10-2 <SEP> - <SEP> 0,07
<tb>
Ce tableau révèle que, en l'absence du prétraitement selon l'invention, l'aptitude à la séparation des phases liquide et solide est très faible.
Par contre, cette aptitude devient excellente quand le prétraitement est réalisé.
EXEMPLE 2
Cet exemple illustre le prétraitement selon le procédé de l'invention d'un minerai formé d'une latérite nickelifère à gangue argileuse.
Cet exemple illustre le prétraitement selon le procédé de l'invention d'un minerai formé d'une latérite nickelifère à gangue argileuse.
On a, pour cela, fait usage d'un minerai qui avait à sec la composition suivante exprimée en pour cent en poids
Ni 1,5
Co 0,3
SiO2 53,9
A12O3 11,8
Fe2O3 26,0
eau de liaison 6,5
et divers
Sur ce minerai, on a déterminé un pourcentage d'argile voisin de 30 % en poids (kaolinite).
Ni 1,5
Co 0,3
SiO2 53,9
A12O3 11,8
Fe2O3 26,0
eau de liaison 6,5
et divers
Sur ce minerai, on a déterminé un pourcentage d'argile voisin de 30 % en poids (kaolinite).
Six essais ont été effectués
Deux premiers essais (3 et 4) ont été effectués à partir de ce minerai en utilisant les conditions générales de l'exemple 1, mais avec une solution de prétraitement et de dégradation constituée par une solution aqueuse d'ammoniaque.
Deux premiers essais (3 et 4) ont été effectués à partir de ce minerai en utilisant les conditions générales de l'exemple 1, mais avec une solution de prétraitement et de dégradation constituée par une solution aqueuse d'ammoniaque.
Deux autres essais (5 et 6) ont également été réalisas à partir du même minerai, en utilisant les conditions générales de l'exemple 1.
L'essai 3 était effectué en utilisant comme solution de prétraitement et de dégradation, une solution aqueuse à 50 g/l d'ammoniaque, représentant une concentration en OH de 4.10 g/l.
L'essai 4 était réalisé par usage d'une solution aqueuse de dégradation sans prétraitement, ayant une composition en ammoniaque identique à celle de l'essai 3.
L'essai 5 mettait en oeuvre d'abord une solution aqueuse alcaline de prétraitement saturée en Ca(OH) donnant une concentration en OH de
-l 5,4.10 g/l, puis une solution de dégradation acide à 600 C maintenue à pH compris entre 2 et 3 par addition de H2SO4.
-l 5,4.10 g/l, puis une solution de dégradation acide à 600 C maintenue à pH compris entre 2 et 3 par addition de H2SO4.
L'essai 6 mettait en oeuvre une solution de dégradation acide identique à celle de l'essai 5 sans pratiquer le prétraitement selon l'invention.
L'essai 7 était réalisé d'abord u moyen d'une solution aqueuse alcaline de prétraitement saturée en Ca(OH)2 de même concentration que pour l'essai 5, suivi d'un test de dégradation effectué dans un même autoclave que celui décrit dans l'exemple 1, travaillant à une température de 2400 C en milieu initialement acide (60 kg H2S04/tonne de minerai) avec
L/S = 3 (en m3/t).
L/S = 3 (en m3/t).
L'essai 8 était effectué en utilisant une solution acide de dégradation identique à l'essai 7.
Les résultats expérimentaux ont été rassemblés dans le tableau II ciaprès.
TABLEAU II
Prétraitement <SEP> Dégradation
<tb> Essai <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb> n <SEP> Nature <SEP> (OH-) <SEP> Durée <SEP> Température <SEP> filtration <SEP> Nature <SEP> Durée <SEP> Température <SEP> filtration
<tb> L/S <SEP> L/S
<tb> solution <SEP> en <SEP> g/l <SEP> en <SEP> mn <SEP> en <SEP> C <SEP> en <SEP> solution <SEP> en <SEP> mn <SEP> en <SEP> C <SEP> en
<tb> m3.h-1.m-2 <SEP> m3.h-1.m-2
<tb> 3 <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 4.10-2 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 3,1 <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 2,9
<tb> 4 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 0,1
<tb> 5 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> 3 <SEP> 5,4.10-1 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 5,3 <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 4,8
<tb> pH <SEP> 2-3
<tb> 6 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 0,2
<tb> pH <SEP> 2-3
<tb> 7 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> 3 <SEP> 5,4.10-1 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 5,1 <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 240 <SEP> 3,5
<tb> 60 <SEP> kg/t
<tb> 8 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 240 <SEP> 0,15
<tb> 60 <SEP> kg/t
<tb>
Les résultats consignés dans le tableau précité montrent l'intérêt d'effectuer un prétraitement des minerais de nickel-cobalt à gangue argileuse, que les traitements ultérieurs, par exemple une attaque dudit minerai soient effectués en milieu acide ou alcalin à basse ou haute température.
<tb> Essai <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> Vitesse <SEP> de
<tb> n <SEP> Nature <SEP> (OH-) <SEP> Durée <SEP> Température <SEP> filtration <SEP> Nature <SEP> Durée <SEP> Température <SEP> filtration
<tb> L/S <SEP> L/S
<tb> solution <SEP> en <SEP> g/l <SEP> en <SEP> mn <SEP> en <SEP> C <SEP> en <SEP> solution <SEP> en <SEP> mn <SEP> en <SEP> C <SEP> en
<tb> m3.h-1.m-2 <SEP> m3.h-1.m-2
<tb> 3 <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 4.10-2 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 3,1 <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 2,9
<tb> 4 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> NH3 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 0,1
<tb> 5 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> 3 <SEP> 5,4.10-1 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 5,3 <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 4,8
<tb> pH <SEP> 2-3
<tb> 6 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 0,2
<tb> pH <SEP> 2-3
<tb> 7 <SEP> Ca(OH)2 <SEP> 3 <SEP> 5,4.10-1 <SEP> 30 <SEP> 180 <SEP> 5,1 <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 240 <SEP> 3,5
<tb> 60 <SEP> kg/t
<tb> 8 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> H2SO4 <SEP> 3 <SEP> 180 <SEP> 240 <SEP> 0,15
<tb> 60 <SEP> kg/t
<tb>
Les résultats consignés dans le tableau précité montrent l'intérêt d'effectuer un prétraitement des minerais de nickel-cobalt à gangue argileuse, que les traitements ultérieurs, par exemple une attaque dudit minerai soient effectués en milieu acide ou alcalin à basse ou haute température.
Claims (12)
10/ Procédé de prétraitement à haute température au moyen d'une solution aqueuse dite de prétraitement de minerai broyés dont la gangue contient des composés argileux susceptibles de former une suspens ion plastique stable en présence d'eau et contenant au moins un élément valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdène, caractérisé en ce que, dans le but d'éviter toute calcination préalable du minerai et permettre des séparations ultérieures aisées des phases liquide et solide, le minerai dont la granulométrie est au plus égale à la maille de libération du ou des métaux à valoriser est mis en contact avec une solution alcaline de prétraitement contenant au moins 2.10 S g/l d'ions OH puis le milieu formé est immédiatement porté à la température minimale de prétraitement d'au moins 1200 C en un temps d'au plus 30 minutes compté à partir de la mise en contact du minerai avec la solution aqueuse de prétraitement.
20/ Procédé de prétraitement à haute température selon la revendication 1, caractérisé en ce que le minerai est soumis à un séchage préalable à sa mise à la maille de libération du ou des métaux à valoriser.
30/ Procédé de prétraitement à haute température selon la revendication 1, caractérisé en ce que le minerai est soumis à un séchage simultanément à sa mise à la maille de libération du ou des métaux à valoriser.
40/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la mise à la maille de libération du ou des métaux à valoriser s'effectue par broyage sans ajout d'eau.
50/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la concentration en ions
OH de la solution aqueuse de prétraitement peut varier entre 2.10 g/l et 20 g/l, mais préférentiellement entre 2.10 .4 g/l et 12 g/l.
60/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport de la phase liquide exprimé en mètre cube à la phase solide exprimé en tonne de minerai est toujours supérieur à 1, et est préférentiellement compris entre 2 et 10.
70/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la température minimale de prétraitement est préférentiellement choisie dans l'intervalle de 1400 C à 3000 C.
80/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le temps nécessaire à la montée en température jusqu'à la température minimale de prétraitement est préférentiellement comprise entre l'instantané et au plus 20 minutes.
90/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le milieu ayant atteint la température minimale de prétraitement est porté a une température choisie au-dessus de la température minimale de prétraitement.
100/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le milieu ayant atteint au moins la température minimale de prétraitement est maintenu à cette température choisie pendant un temps compris entre 1 et 60 minutes.
110/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, pendant la durée du traitement, le milieu aqueux de prétraitement résultant de la mise en contact du minerai avec la solution aqueuse de prétraitement est soumis à une agitation au moins suffisante pour s'opposer à la décantation des plus gros grains de la phase solide.
120/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, un agent d'oxydation est introduit dans le milieu de prétraitement, 130/ Procédé de prétraitement à haute température selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent d'oxydation appartient au groupe constitué par l'air, l'air enrichi en oxygène, l'oxygène seul, l'ozone, l'eau oxygénée, le permanganate de potassium, les persulfates.
140/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que, quand l'agent d'oxydation est gazeux, la pression partielle d'oxygène dans le réacteur est comprise entre 0,1 et 20 bars et préférentiellement entre 5 et 15 bars.
150/ Procédé de prétraitement à haute température selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que du gaz CO2 est insufflé dans le milieu réactionnel pendant que s'effectue le prétraitement.
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8315271A FR2552108A1 (fr) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a gangue argileuse contenant au moins un element valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdene |
| PH30537A PH20901A (en) | 1983-04-27 | 1984-04-12 | High-temperature pretreatment by means of an alkaline aqueous solution of ores having an argillaceous gangue containg at least one usable element |
| US06/686,267 US4613361A (en) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | High-temperature pretreatment by means of an alkaline aqueous solution of ores having an argillaceous gangue containing at least one usable element |
| BR8406500A BR8406500A (pt) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Pre-tratamento a alta temperatura por meio de uma solucao aquosa alcalina de minerios tendo ganga argilosa contendo pelo menos um elemento valorizavel |
| IT20589/84A IT1175482B (it) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Procedimento di pretrattametno ad alta temperatura tramite una soluzione acquosa alcalina di minerali a ganga argillosa contenenti almeno un elemento valorizzabile |
| EP84901770A EP0148194B1 (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a changue argileuse contenant au moins un element valorisable |
| CA000452344A CA1224335A (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a gangue argileuse contenant au moins un element valorisable |
| PCT/FR1984/000110 WO1984004333A1 (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a changue argileuse contenant au moins un element valorisable |
| AU28258/84A AU560882B2 (en) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | High temperature pre-treatment by means of an aqueous alcolyne solution of clayish gangue ore containing at least one valuable element |
| DE8484901770T DE3465340D1 (en) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | High temperature pre-treatment by means of an aqueous alcolyne solution of clayish gangue ore containing at least one valuable element |
| OA58280A OA07707A (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-18 | Prétraitement à haute température au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais à gangue argileuse contenant au moins un élément valorisable. |
| PT78462A PT78462B (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-19 | Pretaitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerals a gangue argileuse contenant au mois un element valorisable |
| MA20319A MA20098A1 (fr) | 1983-04-27 | 1984-04-20 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais gangue argileuse contenant au moins un element valorisable. |
| DK603684A DK603684D0 (da) | 1983-04-27 | 1984-12-17 | Fremgangsmaade til forbehandling af mineraler indeholdende en lerholdig gangart |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR8315271A FR2552108A1 (fr) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | Pretraitement a haute temperature au moyen d'une solution aqueuse alcaline de minerais a gangue argileuse contenant au moins un element valorisable autre que l'uranium, le vanadium et le molybdene |
Publications (1)
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|---|---|
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|---|---|
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Citations (8)
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| US2992887A (en) * | 1952-09-25 | 1961-07-18 | Thunaes Arvid | Leaching of uranium ores using alkaline carbonates and bicarbonates at atmospheric pressure |
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-
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- 1983-09-21 FR FR8315271A patent/FR2552108A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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