BE1008675A3

BE1008675A3 - Une methode pour la lixiviation controlee de bioxyde de manganese naturel en utilisant de l'acide chlorhydrique.

Info

Publication number: BE1008675A3
Application number: BE9500307A
Authority: BE
Inventors: Machado Paixao Jose Marc Matta; Amaral Josue Coelho; Jose Luiz Pieroni
Original assignee: Vale Do Rio Doce Co
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1996-07-02
Also published as: ES2103233A1; OA10219A; FR2718429A1; JPH07277737A; CA2144925C; PT101680A; AU7914094A; PT101680B; NL1000073C1; AU685174B2; BR9401472A; CA2144925A1; ZA95664B; ES2103233B1; FR2718429B1

Abstract

La présente invention se rapporte à une nouvelle méthode pour extraire et récupérer une matière nuisible à la santé, à partir de bioxyde de manganèse naturel (NMD), en utilisant un solution d'acide chlorhydrique en tant qu'agent de lixiviation, laquelle méthode est mise en oeuvre dans une suite d'équipements dont les dispositifs directeurs sont calibrés d'une telle façon que le mélange contenu dans la machine de lixiviation doit avoir une densité de pulpe de 10 %-40 % en poids, une concentration en acide chlorhydrique comprise entre 9 % et 25 % en poids, une température comprise entre 80 degrés C et 95 degrés C et une durée de lixiviation comprise entre 10 et 60 minutes résultant de l'interaction de certaines valeurs, ces variables étant limitées, dans laquelle la quantité de matière nuisible à la santé et de MnO2 à extraire et récupérer, conformément aux résultats attendus, doit être définie.

Description


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  "UNE METHODE POUR LA LIXIVIATION CONTROLEE DE BIOXYDE DE MANGANESE NATUREL EN UTILISANT DE L'ACIDE CHLORHYDRIQUE" 
La présente invention se réfère à une méthode pour extraire et récupérer une matière nuisible à la santé à partir de bioxyde de manganèse naturel (NMD), sous l'action d'une suite d'équipements qui contrôle des conditions physico-chimiques préalablement définies. 



   L'état de l'art décrit la possibilité de préparer un bioxyde de manganèse synthétique. Un bioxyde de manganèse électrolytique (EMD) est obtenu à partir de l'électrolyse d'une solution de   MnSO, dont   la matière première est MnO2 ou   MnCOg. Un   bioxyde de manganèse chimique (CMD) est également obtenu en précipitant du MnO2 dans une solution de manganèse (oxydation de sels de manganèse bivalents). Cependant, la lixiviation de MnO2 dans laquelle la structure naturelle du bioxyde est conservée et les métaux lourds du NMD sont éliminés n'est pas connue, dans l'industrie. 



   La composition du minerai de manganèse varie suivant la région, dans les continents et sous la mer. 



  En raison de cela, en plus des traitements existant déjà, certains pays sont concernés par des nodules marins et ont développé des techniques pour récupérer les métaux présents dans des matrices de manganèse (Ni, Co, Mn, parmi d'autres), traitements et techniques qui sont encore inefficaces dans le cas d'une production de minerai de manganèse importante. 



   Le but de la présente méthode est de réaliser le traitement de bioxyde de manganèse naturel (NMD) d'une façon appropriée, non déjà envisagée par l'état de l'art. 



   Au début, des tests d'exploitation pour la lixiviation de MND en utilisant de l'acide chlorhydrique ont été conduits, dont le but principal était la survenue éventuelle d'une solubilisation préférentielle de la matière nuisible à la santé (Cu, Ni, Fe, Co) par rapport à la matrice de MnO2. Des variables, telles que 

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 la température, la concentration de HCl, le temps de réaction et la réutilisation de la liqueur chlorhydrique filtrée ont été prises en compte quand de tels tests ont été accomplis. Il peut être noté que tous ces paramètres sont importants. 



   La solubilisation des nombreux composants présents dans la matrice de manganèse a été considérée comme étant plutôt importante parce que la concentration d'un minéral par la méthode de lixiviation est atteinte par la solubilisation des impuretés. 



   Après avoir défini des résultats statistiques, des tests d'optimisation ont été alors établis, lesquels tests comprenaient la densité de la pulpe, vu l'importance de cette variable dans les établissements industriels. Au niveau de ce stade d'optimisation, il a été déterminé quel effet quatre variables indépendantes (concentration de HCl, température, temps de lixiviation, densité de la pulpe), qui changent en même temps, ont sur des variables dépendantes (régénération de Mn02 et contenu en Cu et Ni dans le concentré). 



   Au niveau de cette évaluation finale, en ce qui concerne le Cu et le Ni et la régénération du   Mono2, les   effets des nombreuses variables indépendantes et les interactions de celles-ci ont été confirmées. De façon plus importante, l'importance de la concentration de HCl et de la température, par rapport aux autres variables, a été démontrée. 



   Des essais optimisés montraient les valeurs conditionnelles suivantes : - Concentration de   HCl-9%   à 25% en poids, en fonction de l'extraction de la matière nuisible à la santé et de la régénération de MnO2 attendues. 



   - Temps de lixiviation-10 à 60 minutes, en fonction de l'extraction de la matière nuisible à la santé et de la régénération de Mn02 attendues. 



     - Température = 800C   à   95OC,   dans laquelle la limite est   950C   parce qu'il est assez difficile de 

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 manipuler du   HCl   au-dessus de cette température du fait de sa tension de vapeur et de son pouvoir oxydant. 



   -Densité de la pulpe = 10% à 40% en poids, en fonction de la concentration de HCl utilisée dans la méthode. 



   Parmi lesdites valeurs conditionnelles, certaines optimisations sont données dans le tableau ci-dessous : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> MnO2(%) <SEP> Ni(ppm) <SEP> Cu(ppm) <SEP> MnO2
<tb> régénéré(%)
<tb> Avant
<tb> lixiviation <SEP> 82 <SEP> 700 <SEP> 300 <SEP> test
<tb> optimisé <SEP> 86 <SEP> à <SEP> 92 <SEP> 225 <SEP> à <SEP> 385 <SEP> 140 <SEP> à <SEP> 157 <SEP> 70 <SEP> à <SEP> 90
<tb> 
 
La figure 1 de la feuille 1 du dessin joint montre le schéma fonctionnel de l'équipement de base conçu pour extraire la matière nuisible à la santé à partir de bioxyde de manganèse naturel (NMD).

   Les parties de ce dernier sont numérotées comme suit : 1. bande transporteuse 2. silo de distribution de NMD 3. réservoir d'eau et d'acide chlorhydrique 4. tuyau ajusté avec le distributeur 5. bande transporteuse 6. cuve de lixiviation 7. moteur 8. mélangeur 9. dispositif de chauffage 10. groupe moto-pompe   11.   conduit (tuyauterie ou machine de levage à godets) 12. filtre 

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 13. tuyauterie 14. gouttière 15. moteur 16. sécheur à tambour 17. convoyeur 
Conformément au schéma fonctionnel, l'extraction de la matière nuisible à partir de bioxyde de manganèse naturel (NMD) est accomplie par l'intermédiaire des étapes de base suivantes :
Une partie de la solution d'acide chlorhydrique et d'eau, contenue dans le reservoir (3), contrôlée par le distributeur, est versée dans la cuve (6) par l'intermédiaire du tuyau (4).

   Le dispositif de chauffage est mis en marche et une certaine quantité de bioxyde de manganèse naturel moulu (NMD) déposée dans le silo de distribution (2) est versée dans la cuve (6) par la bande (5) quand la température atteint une valeur prédéterminée. La densité de la pulpe souhaitée étant ainsi atteinte, le moteur (7) est mis en route, commandant ainsi le mélangeur (8) pendant la période définie pour terminer la lixiviation. C'est alors que le groupe moto-pompe   (10)   est mis en route, convoyant ainsi le produit lixivié à travers le conduit (11) en direction du filtre (12). Après que la totalité de la pulpe ait été filtrée, le gâteau tombe dans la gouttière (14) et passe alors à travers le sécheur à tambour (16) qui est commandé par le moteur (15) ; la liqueur chlorhydrique filtrée retourne en (6) à travers le tuyau (13).

   Un autre cycle similaire à celui décrit est alors initié. 



   Le résultat de l'utilisation successive de la liqueur chlorhydrique, en plus de l'augmentation de la concentration des métaux lourds-ce qui est fondamental pour l'extraction ultérieure de ceux-ci par un moyen chimique et (ou) électrochimique-est une augmentation de la sélectivité de la solubilisation desdits métaux, par rapport au MnO2. Cependant, à chaque nouveau cycle, 

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 EMI5.1 
 u l'addition complémentaire de la solution HCl + HO contenue dans le réservoir (3), pour maintenir la concentration de l'agent de lixiviation, doit être mise en oeuvre. 



   La purification du bioxyde de manganèse naturel (NMD) décrite a les avantages suivants, en ce qui concerne ledit métal impur : - L'extraction des métaux lourds rend possible l'utilisation du MND pour la fabrication de batteries électrolytiques dépourvues de mercure-ce qui est la tendance répandue à travers le monde, du fait des problèmes environnementaux. 



   - L'augmentation du contenu de MnO2 accroît la durabilité de la batterie électrochimique. 



   - Il existe une forte demande industrielle et commerciale pour les autres produits extraits dans les étapes de purification. Ainsi, à partir du   MnCOg, on   peut obtenir du MnCl2 en plus des additifs combustibles. Ni, Cu et Co sont des métaux de grande valeur du fait qu'ils sont utilisés dans des industries spécialisées.

Claims

REVENDICATION 1. Une méthode pour une lixiviation contrôlée de bioxyde de manganèse naturel en utilisant de l'acide chlorhydrique, caractérisée en ce qu'une solution d'acide chlorhydrique est utilisée pour la lixiviation de bioxyde de manganèse naturel, laquelle lixiviation est contrôlée par une calibration de l'équipement d'une telle façon que l'interaction des effets de ce dernier peut contraindre la concentration d'acide chlorhydrique à être dans une gamme comprise entre 9% et 25% en poids, la température lors de la réaction dans une gamme comprise entre 80*C et 95 C, la densité de la pulpe dans une gamme allant de 10% à 40% p/p et le temps de lixiviation dans une gamme comprise entre 10 et 60 minutes.