FR2744732A1 - High yield biological extraction of cobalt from mineral ores - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de traitement en continu de minéraux sulfurés en vue de la récupération de métaux et notamment de cobalt. The present invention relates to a process for the continuous treatment of sulphide minerals with a view to recovering metals and in particular cobalt.
On sait en effet que dans certains minéraux, et notamment les pyrites, du cobalt se trouve retenu à l'état finement divisé à l'intérieur de la structure cristalline. On a proposé dans l'état antérieur de la technique de faire appel à des méthodes biologiques pour réaliser la destruction de la matrice sulfurée qui emprisonne le cobalt, par dissolution de cette matrice, ce qui permet du même coup de mettre le cobalt en solution. Un traitement chimique ou électrochimique approprié permet ensuite de récupérer le cobalt à l'état de métal. It is known in fact that in certain minerals, and in particular pyrites, cobalt is retained in the finely divided state inside the crystal structure. It has been proposed in the prior art to use biological methods to achieve the destruction of the sulfur matrix which traps cobalt, by dissolving this matrix, which at the same time allows the cobalt to be dissolved. Appropriate chemical or electrochemical treatment then makes it possible to recover the cobalt as a metal.
La présente invention a pour but de proposer un procédé de récupération du cobalt, qui perfectionne la technique de l'état antérieur de la technique dans le but d'améliorer le rendement du procédé. The object of the present invention is to propose a process for recovering cobalt, which improves the technique of the prior art with the aim of improving the yield of the process.
La présente invention a ainsi pour objet un procédé de traitement en continu de minéraux sulfurés en vue de la récupération de métaux, et notamment du cobalt, contenus dans ceux-ci, dans lequel on fait agir sur lesdits minéraux des bactéries, du type thiobacilles, de façon à mettre en solution les minéraux décomposés par les bactéries, et à l'état d'ions les métaux, et notamment le cobalt, que l'on souhaite récupérer, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape consistant à interrompre l'action biologique des bactéries avant la fin de la cinétique de réaction, et à recycler les produits non attaqués par les bactéries afin de les associer à la quantité de minéraux sulfurés (Q) injectée en début de réaction. The subject of the present invention is therefore a process for the continuous treatment of sulphide minerals with a view to recovering metals, and in particular cobalt, contained therein, in which bacteria, of the thiobacillus type, are made to act on said minerals, so as to dissolve the minerals decomposed by bacteria, and in the state of ions the metals, and in particular the cobalt, which one wishes to recover, characterized in that it comprises the step consisting in interrupting the biological action of the bacteria before the end of the reaction kinetics, and in recycling the products not attacked by the bacteria in order to associate them with the quantity of sulphide minerals (Q) injected at the start of the reaction.
Préférentiellement, on interrompt la réaction biologique dès que le pourcentage de minerai décomposé par les bactéries est voisin de 89%. Preferably, the biological reaction is interrupted as soon as the percentage of ore decomposed by bacteria is close to 89%.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est un diagramme représentant sous forme schématique les différentes phases de mise en oeuvre de l'invention.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which
FIG. 1 is a diagram representing in schematic form the different stages of implementation of the invention.
La figure 2 est un graphique représentant la cinétique de la réaction. Figure 2 is a graph showing the kinetics of the reaction.
On décrira ci-après un procédé permettant d'aboutir à une mise en solution du cobalt au cours d'un essai de traitement en continu dans un réacteur. A method will be described below allowing the cobalt to be dissolved in a continuous treatment test in a reactor.
Suivant l'invention, on alimente un réacteur 1 avec une quantité de minerai A de 10.000 kg/h (ce qui correspond à une quantité A' de 8.000 kg/h de sulfure ferreux ou pyrite), à laquelle on ajoute une quantité F de minerai à recycler, d'environ 750 kg/h (ce qui correspond à une quantité F' d'environ 330 Kg/h de sulfure ferreux), ainsi qu'expliqué ci-après. According to the invention, a reactor 1 is supplied with a quantity of ore A of 10,000 kg / h (which corresponds to a quantity A ′ of 8,000 kg / h of ferrous sulphide or pyrite), to which a quantity F of ore to be recycled, of approximately 750 kg / h (which corresponds to a quantity F ′ of approximately 330 kg / h of ferrous sulphide), as explained below.
On fait agir sur cette quantité de minerai A + F de 10.750 kg/h (soit une quantité A'+ R' de 8.330 kg/h de sulfure ferreux) des micro-organismes, du type thiobacillus ferrooxidans, dans des conditions de réaction connues de l'état antérieur de la technique, telles que le pH est compris entre 1 et 2, la température entre 350C et 450C, et le potentiel entre 650 mV et 750 mV, le milieu nutritif étant constitué notamment d'acide phosphorique, de sulfate d'ammonium, d'urée, et de sulfate de potassium. This quantity of ore A + F of 10,750 kg / h (ie a quantity A '+ R' of 8,330 kg / h of ferrous sulphide) is made to act on microorganisms, of the thiobacillus ferrooxidans type, under known reaction conditions of the prior art, such that the pH is between 1 and 2, the temperature between 350C and 450C, and the potential between 650 mV and 750 mV, the nutritive medium consisting in particular of phosphoric acid, sulfate ammonium, urea, and potassium sulfate.
On a représenté sur la figure 2 la courbe représentative de la cinétique de la réaction, sur laquelle on a porté en ordonnée le pourcentage de cobalt dissous lors de la réaction et en abscisse le temps écoulé en jours. FIG. 2 shows the curve representative of the kinetics of the reaction, on which the percentage of cobalt dissolved during the reaction is plotted on the ordinate and the time elapsed in days on the abscissa.
Contrairement aux procédés de l'état antérieur de la technique, la cinétique de réaction n'est pas poursuivie jusqu'à son terme, et on prélève dans le réacteur 1, en cours de réaction, une quantité B de minerai qui est soumise à une séparation, et notamment à une séparation gravitaire, au moyen d'un dispositif séparateur 8. Dans le séparateur 8, on sépare ainsi le sulfure ferreux n'ayant pas réagi des boues et de la solution résultant de la réaction. On prélève une quantité F de minerai n'ayant pas réagi de 750 kg/h (ce qui correspond à une quantité d'environ 330 kg/h de sulfure ferreux) que l'on recycle en la mélangeant à la quantité A (de 10.000 kg/h) de minerai introduite en début de cycle. On pourrait bien entendu, suivant l'invention, utiliser tout autre moyen séparateur tel que notamment des séparateurs magnétiques, granulométriques ou des séparateurs par flottation etc.... Contrary to the processes of the prior art, the reaction kinetics are not continued until their end, and a quantity B of ore is taken from reactor 1 during the reaction, which is subjected to a separation, and in particular gravity separation, by means of a separator device 8. In separator 8, the unreacted ferrous sulphide is thus separated from the sludge and from the solution resulting from the reaction. We take a quantity F of unreacted ore of 750 kg / h (which corresponds to an amount of about 330 kg / h of ferrous sulphide) which we recycle by mixing it with the quantity A (of 10,000 kg / h) of ore introduced at the start of the cycle. One could of course, according to the invention, use any other separating means such as in particular magnetic, particle size separators or separators by flotation, etc.
Le reste C de la quantité B prélevée en cours de cinétique chimique est filtré dans un dispositif de filtration 10 et on recueille une quantité D de solution de 7430 kg/h constituée de sulfate ferrique et de cobalt, si bien qu'il reste une quantité E de boues et de déchets qui sont éliminés dans un bac de rétention 12. The remainder C of the quantity B taken during the chemical kinetics is filtered in a filtration device 10 and an amount D of solution of 7430 kg / h is collected, consisting of ferric sulfate and cobalt, so that there remains an amount E of sludge and waste which is disposed of in a retention tank 12.
La quantité D de 7.430 kg/h de la solution obtenue subit ensuite un traitement approprié connu dans un réacteur 14 permettant d'isoler le cobalt. The quantity D of 7.430 kg / h of the solution obtained then undergoes an appropriate known treatment in a reactor 14 making it possible to isolate the cobalt.
Ce prélèvement, dans le présent mode de mise en oeuvre de l'invention, est fait à un instant t1 tel que 89% de la quantité de minerai admise dans le réacteur est décomposée, ce qui se produit, ainsi qu'on peut le déterminer sur la figure 2, au bout de 5,5 jours de réaction. This sampling, in the present embodiment of the invention, is made at an instant t1 such that 89% of the quantity of ore admitted into the reactor is broken down, which occurs, as can be determined. in FIG. 2, after 5.5 days of reaction.
Dans ces conditions, on constate que la présente invention permet de réaliser un traitement dont le rendement est très supérieur à celui qui est obtenu suivant l'état antérieur de la technique, c'est à dire sans qu'il soit prévu de recyclage du minerai. Under these conditions, it can be seen that the present invention makes it possible to carry out a treatment whose yield is much higher than that which is obtained according to the prior state of the art, that is to say without any provision for recycling the ore. .
En effet, sur les 8.000 kg/h de sulfure ferreux (quantité
A') admis dans le réacteur 1, on obtient en fin d'un cycle de traitement une quantité D de 7.430 kg/h d'une solution biologiquement traitée. Le rendement R du procédé de traitement suivant l'invention s'établit ainsi : R = 7.430/8.000=92,6% du minerai traité en un temps t1 de 5,5 jours, alors que, suivant le procédé selon la technique antérieure, on constate sur la courbe représentant la cinétique de réaction de la figure 2 que, pour obtenir un tel rendement, le temps de réaction t2 se situe aux environs de 11 jours.Indeed, out of the 8,000 kg / h of ferrous sulphide (quantity
A ') admitted to reactor 1, a quantity D of 7.430 kg / h of a biologically treated solution is obtained at the end of a treatment cycle. The yield R of the treatment process according to the invention is established as follows: R = 7,430 / 8,000 = 92.6% of the ore treated in a time t1 of 5.5 days, whereas, according to the process according to the prior art, it can be seen on the curve representing the reaction kinetics of FIG. 2 that, to obtain such a yield, the reaction time t2 is around 11 days.
Le procédé de récupération de cobalt par biolixiviation suivant l'invention permet ainsi de réaliser des économies substantielles par rapport aux procédés antérieurs qui ne mettent pas en oeuvre une étape de recyclage. The process for recovering cobalt by bioleaching according to the invention thus allows substantial savings to be made compared to the previous processes which do not use a recycling step.
Bien entendu, l'arrêt de la cinétique de réaction et la mise en oeuvre du recyclage peuvent être effectués lorsqu'un pourcentage de minerai décomposé dans le réacteur 1 est différent de 89%. Of course, stopping the reaction kinetics and implementing recycling can be carried out when a percentage of ore decomposed in reactor 1 is different from 89%.
Ainsi dans un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention (dans lequel on a repris les mêmes références affectées de l'indice 1), on a introduit dans le réacteur 1 une quantité de minerai A1 correspondant à une quantité A'1 de 8.000 kg/h de sulfure de fer, à laquelle on a ajouté une quantité F1 de minerai correspondant à une quantité F'1 égale à 2.864 kg/h de sulfure de fer provenant du recyclage. Comme précédemment, on met en oeuvre la réaction de biolixivation et on arrête celle-ci au bout d'un temps T1 tel que 75% de la quantité de minerai admise dans le réacteur 1 est décomposée, ce qui se produit, ainsi qu'on peut le déterminer sur la courbe cinétique de la figure 2 au bout de 3,6 jours de réaction. On prélève, comme précédemment, dans le réacteur 1 une quantité B'1 égale F'1 + C'1 de sulfure de fer et on la soumet à une séparation, notamment à une séparation de type gravitaire dans le dispositif de séparation 8, afin de séparer les sulfures ferreux n'ayant pas réagi des boues et de la solution. Une quantité F'1 des produits n'ayant pas réagi est recyclée et on filtre dans le dispositif de filtrage 10 le reste des produits recueillis de façon à récupérer 7.413 kg/h de solution constituée de sulfure ferrique et de cobalt. Thus in another example of implementation of the invention (in which the same references assigned to index 1 are used), a quantity of ore A1 was introduced into reactor 1 corresponding to a quantity A'1 of 8,000 kg / h of iron sulphide, to which was added an amount F1 of ore corresponding to an amount F'1 equal to 2,864 kg / h of iron sulphide from recycling. As before, the biolixivation reaction is carried out and it is stopped after a time T1 such that 75% of the quantity of ore admitted into reactor 1 is broken down, which occurs, as well as can determine it on the kinetic curve of Figure 2 after 3.6 days of reaction. As before, a quantity B'1 equal F'1 + C'1 of iron sulphide is taken from reactor 1 and subjected to separation, in particular to gravity-type separation in the separation device 8, in order to to separate unreacted ferrous sulfides from sludge and solution. A quantity F'1 of the unreacted products is recycled and the rest of the collected products are filtered in the filter device 10 so as to recover 7.413 kg / h of solution consisting of ferric sulfide and cobalt.
Le rendement R1 s'établit comme suit : R1 = 7.413/8.000 = 92,5%. The yield R1 is established as follows: R1 = 7.413 / 8.000 = 92.5%.
On constate que ce mode de mise en oeuvre qui a nécessité un temps de traitement T1 de 3,6 jours permet d'obtenir un rendement quasi équivalent à celui qui est obtenu suivant l'état antérieur de la technique en un temps t2 d'environ 11 jours. It is noted that this mode of implementation which required a treatment time T1 of 3.6 days makes it possible to obtain a yield almost equivalent to that which is obtained according to the prior art in a time t2 of approximately 11 days.
La présente invention permet ainsi à un homme du métier, en fonction des conditions spécifiques de mise en oeuvre, notamment les conditions techniques et économiques, de déterminer, à partir de la cinétique de la réaction, le taux de minerai dissous à partir duquel on arrêtera la réaction de biolixiviation pour mettre en oeuvre le prélèvement et le recyclage. The present invention thus allows a person skilled in the art, according to the specific conditions of implementation, in particular the technical and economic conditions, to determine, from the kinetics of the reaction, the rate of dissolved ore from which one will stop the bioleaching reaction to carry out the sampling and recycling.
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| FR9601748A FR2744732B1 (en) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | CONTINUOUS PROCESSING OF SULPHIDE MINERALS FOR METAL RECOVERY |
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Cited By (1)
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- 1996-02-13 FR FR9601748A patent/FR2744732B1/en not_active Expired - Lifetime
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| FR2744732B1 (en) | 1998-04-03 |
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