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"PROCEDE POUR L'OBTENTION DE SOLUTIONS DE SELS DE ZINC"
Dans la fabrication, par exemple, des couleurs à base de zinc, ou du zinc électrolytique par voie numide, on utilise pres- que sans exception, des matières brutes, telles que blendes grillées, résidus de pyrites grillées, des oxydes provenants des fours à souf- flerie ou à retournement, et analogues,- qui contiennent à côte de l'oxyde de zinc et d'autres combinaisons du zinc, encore d'autres métaux et métalloïdes, comme .par exemple, le fer, le manganèse, le cuivre, le nickel, le cobalt, l'arsenic, L'antimoine et analogues en quantités variables et à l'état de différentes combinaisons chimiques.- La meneur de zinc est récupérée de ces matières par extraction, par exemple à l'aide d'acides dilués ou de liquides,à- queux contenant des acides.
Les composantes étrangères de l'oxyde, qui sont dis-
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soutes simultanément d'une manière plus ou moins complète, doivent être éliminées,- pour autant qu'elles influencent désa- vantageusement, la récupération ou la qualité des produits finaux,- par des moyens généralement gênants et coûteux. La préparation des lessives de zinc au moyen des matières brumes de l'espèce susmen- tionnée est généralement réalisée, par le fait, qu'on introduit la matière à teneur de zinc ,le cas échéant en quantités division- naires, dans l'agent dissolvant acide.- Aussi a-t-on déjà proposé de maintenir la teneur en acide, de l'agent dissolvant, en dessous de la quantité nécessaire à la dissolution de l'oxyde de zinc.
Dans tous ces cas, la quantité totale, ou les quantités partielles de l'oxyde brute rencontrent lors de leur introduction dans le liquide acide, une concentration d'acide relativement élevée, ce qui a pour effet, qu'il y aura toujours durant la réduction, ou le convertissementg de l'oxyde de zinc, un pourcen- tage plus ou moins élevé des constituants secondaires, qui sera dissout par l'action de l'acide, ou par double convertissement avec du sel de zinc déjà dissout, Il est impossible d'éviter l'impureté des lessives de zinc, qui résulte de ce qui précède, mê- me par un mélange ou remuement intense de la matière brute durant le processus d'introduction .
Suivant la présente invention on obtient aes les- sives de zinc libres de matières étrangères, ou n'en contenant que des quantités minimes.
Conformément à la présente invention le processus de dissolution est réalisé'à des conditions,grâce auxquelles les excès locaux en acide par rapport à l'oxyde de zinc, sont évités le plus complètement possible. On procède à cet effet, par exemple de manière à admettre dans une quantité donnée voulue d'oxyde brute, qui peut être porté,- le cas échéant, au moyen d'un liquide indifférent, par exemple, de 1 eau, ou de la lessive de zinc pure,- à l'état d'une pâte,- une quantité d'acide équivalente ou inférieure à la teneur en oxyde de zinc soluble,
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sous un brassage ou remuement intense,-* ou a admettre dans la masse pâteuse, d'une manière continue ou discontinue ,l'oxyde de zinc et l'acide en proportions telles, qu'il ne se produise en aucun endroit du récipient ,
de dissolution un excès en acide vis à' vis de l'oxyde de zinc présent. La vitesse avec laquelle l'acide est ajouté dépend des propriétés de l'oxyde; en général elle peut être d'autant plus grande que l'oxyde est plus capable de réagir.
Au fur et à mesure de la diminution de(la teneur du mélange réactif en oxyde de zinc non encore attaqué, la vitesse d'admission de l'acide, sera, en général, ralentie. Lors de la réalisation du procédé on aura soin qu'il y ait toujours jusqu'à la fin du proces- sus un excès en oxyde de zinc par rapport à l'acide.
Lorsque l'oxyde et l'acide sont ajoutés d'une manière continue il vaut mieux qu'il y ait toujours un excès d'oxyde de zinc.
Suivant un mode de réalisation de la présente invention, l'oxyde peut être ajouté à l'acide sous une forme sècne, par exemple, à un état désagrégé ou broyé , ou par exemple sous forme d'uns pâte'en quantité équivalente ou légèrement supérieure à celle de l'acide, ce mélange intimement remué étant admis dans le dis- positif servant à la séparation du résidu insoluble,par exemple , dans un dispositif à filtrer dans le vide, ou dans une essoreuse,ou analogue. Dans ce mode de travail, qui est réalisé avantageusement d'une manière continue, la solution est séparée avant que l'acide n'ait l'occasion d'agir sur les composantes qui se dissolvent plus lentement; que l'oxyde de zinc..
De cette manière on évite aussi complètement , ou dans des limites très larges, les réactions ,secondaires nuisibles entre le sel de zinc dissout et les impuretés solides.
Le procédé est excessivement simple à réaliser dans ses différents modes d'exécution. Des mesures gênantes comme chauffa- ge sous pression, ou analogues, ne sont pas nécessaires. On obtient
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avec ce procédé des lessives de zinc qui,- suivant''les propriétés des matières de départ et suivant les conditions de travail cnoisies, -peuvent être : soit, traitées pour en obtenir directement le produit final désiré, soit débarrassées d'une manière relativement simple des quantités minimes d'impuretés, qui y sont encore éventuellement contenues. Les avantages du procédé faisant l'objet de la présente invention ressortent des faits exposés dans la suite et établis par des expériences réalisées suivant une grande échelle.
I. D'un oxyde brute, contenant à côté de 55% d'oxyde de zinc soluble dans de l'acide sulfuriçue doublement norgal, 5% de fer, 0,3 d'arsenic, et traité suivant la présente invention, il résulta une lessive 'de zinc, qui contenait tout au plus 1/20 (un vingtième )de la quantité de fer contenue dans la matière traitée, et, tout au plus 1/50 da la quantité d'arsenic contenue'dans .il'oxyde brute.
En cas du traitement du même oxyde brute suivant les méthodes usuelles jusqu'ici ,la lessive de zinc contient environ 1/3 du fer contenu dans la matière de départ et presque la totali- té de l'arsenic.
En traitant suivant la présente invention par exemple de l'oxyde provenant d'un four à cuve et contenait 53,8% de zin@, 0,32% d'arsenic et 0,26% d'antimoine, sous application d'un excès de 6,2% d'oxyde de zinc par rapport à l'acide, on a obtenu une lessive de zinc, qui ne contenait plus du tout ni d'arsenic ,ni d'antimoine.
En traitant suivant laprésente invention de l'oxyde pro- venant d'un four à retournement et contenant 58% de zinc, 5% de fer e 0,16% d'arsenic, sous application d'un excès de ±4,4,le d'oxyde de zinc, on a obtenu une lessive de zinc qui était libre d'arsenic et ne contenait du fer qu'en très faible quantité ne dérangeant nullement le traitement ultérieur de la lessive.
Les meilleures conditions de travail,-par exemple, celles concernant le choix éventuel de l'importance de l'excédant en oxyde de zinc, qui sera mis en dépendance par exemple des propriétés
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de la matière de départ, de la finesse de grain de l'oxyde etc., - sont déterminées avantageusement par expériences préliminaires.
Lors de la réalisation du procédé décrit ci-devant, la totalité, ou la presque totalité des composantes nuisibles ,ou gênantes, reste dans le résidu de la solution.Mais ce dernier possède encore en outre une certaine teneur en zinc, surtout dans les cas où les matières premières sont traitées à un, état non finement moulues ,ou par exemple, en cas de traitement d'oxydes de zinc qui nnt été traités à hautes températures.
Par le traitement du résidu au moyen de nouvel acide en excès, on obtient une lessive dite "acide",qui elle contient à côté du zinc des quantités plus ou moins importantes des compo- santes étrangères. Un traitement de cette lessive en ce sens, qu'on la neutralise et qu'on la réunit avec la lessive dite" alcaline" provenant du processus de lessivage précédent, en vue d'une épara- tion commune du volume total de la lessive,- ne peut pas se faire vu qu'on annulerait alors l'avantage de l'obtention d'une lessive pu re,lors du premier processus de dissolution.
Suivant la présente invention la totalité de la teneur en zinc des matières de départ est récupérée par le fait, qu'on soumet la résidu à teneur de zinc ,restant du premier processus de lessivage, à un lessivage subséquent au moyen d'un'excédent important d'acide, et! que l'on traite la lessive dite" fortement acide" ainsi obtenue, et contenant à côté du zinc, les composantes secondaires en quantités enrichies, au moyen d'hydrogène sul- furé.
De cette manière, sont précipitées les combinaisons telles que du cadmium ,du plomb, du cuivre etc..., et surtout de l'arsenic et de l'antimoine, qui sont usuellement adsolbées, ou se lient à l'hydrate ferrique, difficile au point de vue filtrage, et rendent du fait, le processus d'éparation utilisé dans les procédés connus jusqu'ici, difficile et couteux.
Le produit filtré,séparé d'avec le précipité sulfuré, peut être traité par exemple 'de manière ,à ce qu'on transforme le sel dissout.de protoxyde de fer en sel d'oxyde ferrique, les agents
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oxydants usuels ,comme par exemple les persulfates, les permanga- nates, le bioxyde de manganèse et analogues, agissant dans ce cas d'une manière rapide et étant entièr@ment utilisés par suite de la réac- tion fortement acide de la lessive.
L' élimination des impuretés contenues encore à pré- sent dans la lessive "acide",donc la précipitation du fer au moyen de bases, comme par exemple l'oxyde de zinc, ainsi que la cémen- tation des métaux lourds, par exemple au moyen de poussière de zinc, peuvent être effectuées dans une suite voulue, soit dans la lessive acide seule, soit dans une lessive dite entière, obtenue par un mélange de lessive "alcaline" avec de la lessive"acide".
La neutralisation de la lessive "acide" nécessaire à la précipitation du fer est réalisée avantageusement au moyen d'oxyde de zinc. On utilisera, avantageusement des matières brutes à teneur d'oxyde de zinc dans le sens de la présente invention, c'est à dire, qu'on aura soin d'admettre la lessive acide à la matière brute, contenant l'oxyde de zincde manière, à éviter toute formation d'excès en acide. De cette manière on évite le danger, que des impuretés ,de l'espèce de l'arsenic, de l'antimoine et analogues, éliminés de la lessive au moyen d'hydrogène sulfure, ne se réintroduisent à nouveau dans la lessive.
Le processus de cémentation, peut être effectué, le cas échéant, avant l'oxydation du fer ,soit dans la fraction "fortement acide"de la lessive, soit dans le mélange de lessives.
La lessive est convenablement neutralisée d'avance .
L'excès d'acide, qu'il faut utiliser pour la désagré- gation des résidus du premier lessivage, doit être suffisamment important pour éviter la précipitation simultanée du sulfure de zinc. Cet excès est choisi avantageusement de manière à ce qui après la séparation des sulfures la lessive soit encore appro- ximavement 1/2 normale au point de vue acide.
On peut utiliser pour la précipitation de l'arsenic et de l'antimoine tout sulfure approprié soluble dans de l'acide de la concentration en question, par exemple, du sulfure d'alcali
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ou d'alcali terreux, mais(.! avant tout le sulfure de zinc.
Il est à conseiller d'utiliser dans le traitement des oxydes ricnes en arsenic et riches en antimoine, mais ayant une teneur trop faible en fer,- du sulfure de fer en qualité d'agent précipitant l'arsenic et l'antimoine,... en vue d'incorporer en même tempsà, la lessive" fortement acide" par la précipitation du sulfure) une quantité de fer suffisante, pour lier, après le mélange de la lessive"fortement acide"avec la lessive "alcaline", les dits métalloïdes, aussi dans ce mélange de lessive, à l'hydrate ..ferrique.
On peut avantageusement régénérer le sulfure de fer, par'exemple, par le fait, que l'hydrate de fer,- qui s'est formé lors de la neutralisation de la lessive"fortement acide"libérée d'arsenic,-est converti au moyen d'une solution de sulfarséniate de sodium et de sulfantimonit de sodium,- ces derniers pouvant être obtenus par la décomposition d'un sulfure d'arsenic et d'an- timoine, provenant d'une opération de précipitation antérieure,,au moyen d'une lessive de soude caustique.
La dite régénération peut également être obtenue par le fait que le mélange d'hydrate de fer et de boue du sulfure, est traité au moyen d'un hydrate d'oxyde alcalin ou alcalino-terreux. Si la boue de fer, ou sa solution dans de l'acite faible, est préliminairement réduite, par exemple, au moyen de poussière de zinc, ou au moyen de la boue de cémen- tation à teneur de zinc qui reste de la cémentation des lessives de zinc,- cette boue de cémentation étant utilisée avantageusement en faible excès pour éviter des pertes en métaux céneiités.- il ne se produit pas de pertes en hydrogène sulfuré lors du convertis- sement de la boue de feravec le sel de protoxyde de fer.
Consé- quemment aussi bien ------le fer que l'ion de sulfure peuvent être continuellement maintenus en circuit.
Les boues de fer peuvent aussi être réduites ,par exemple au moyen de fer métallique, par exemple au moyen de la mitraille, si l'élimination subséquente de l'arsenic ou de l'antimoine qui aurait pu passer dans la lessive" alcaline",
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exigerait des quantités de fer plus importantes.
Smblablement ,au sulfure de fer ,on peut aussi récupé-- rer le sulfure de zinc du sulfure d'arsenic et d'antimoine au moyen d'alcalis forts. Le sulfure de zinc, ainsi obtenu,possède une capacité réactive qui n'est pas influencée par le vieillissement et il se prête conséquement d'une manière particulièrement avan- tageuse au convertissement avec lessels d'arsenic et d'anti- moine de la lessive "fortement acide".
Dans les cas,- comme par exemple dans la récupéra- tion électrolytique du zinc,- où la lessive est continuellement conduite en circuit,-par exemple par le fait que la lessive qui sort du bain électrolytique et possède un degré d'acidité plus ou moins important, selon le degré d'épuisement de sa teneur en zinc, est mise en réaction avec une matière brute à teneur de zinc et est subséquemment purifiée, suivant l'un des procédés exposés plua haut,- la teneur en fer dé la lessive serait continuellement augmentée à cnaque régénération du sul- fure de fer,de la quantité de fer libérée de la matière brute.
Dans des cas semblables on introduira dans le circuit à la manière décrite plus haut, seulement la teneur de fer d'une fraction appropriée de la quantité de boues, ou de la lessive acide en résultant ,tandis quà le peste est jeté , Dans ce cas on peut soit subdiviser .le résidu de solution résultant du lessivage"al- calin" ,en ne soumettant au lessivage "fortement acide", qu'une quantité divisionnaire, ou on peut précipiter et séparer soit une partie'appropriée de la teneur en fer de la solution"forte- ment acide"récupérée des boues,soit la teneur totale en fer d'une partie aliquote de la lessive.On peut aussi soumettre la boue, avant le lessivage "fortement acide" à un lessivage préliminaire au moyen d'une quantité d'acide insuffisante pour la dissolution de la totalité d'hydrate de fer,
et ne soumettre au lessivage "fortement .acide" que la boue ainsi préliminairement débarrassée d'une partie de sa teneur en fer.
L'arséniate- de sodium et l'sntimonite de sodium qui,
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durant le convertissement de la boue de fer avec les sulfosels, restent en solution, peuvent être réduits, par exemple, en métal d'arsenic ou d'antimoine ou en combinaisons d'arsenic ou d'antimoine) tandis que dans les procédés connus jusqu'ici l'arsenic et l'antimoine adsorbé ou lié à l'hydrate ferrique sont perdus.
De même le cadmium ,- dont la récupération à l'et@t pur au moyen du procédé usuel de cémentation des poussières de zinc, exigait des opérations de séparation embarrassantes,- peut être utilement récupéré d'une manière simple hors du mélange d e sulfures de métaux lourds exempt de métalloïdes, qui reste du lessi- vage de la boue sulfureuse, au moyen d'une lessive alcaline. Fina- rement la production du nickel et du cobalt purs est considéra- blement facilitée,vu que la boue de cémentation est maintenue libre de cadmium.
A côté des avantages décrits plus naut l'objet de la présente invention présente encore cet avantage ultérieur, que les opérations d' épuration peuvent être restreintes à une fraction de la totalité du volume de la lessive à savoir, à la lessive ap- pliquée au lessivage subséquent "fortement acide" du résidu de solution du lessivage "alcalin".
Le besoin en réactifs peut être réduit à l'hydrate de l'oxyde alcalin ou alcalino-terreux nécessaire au convèrtissement de la boue sulfureuse, et à la poussière de zinc nécessaire à la cémentation ,cette poussière de zinc étant du reste presque com- plètement lessivée lors de la réduction de l'hydrate ferrique.
Un avantage ultérieur du procédé suivant la présente invention réside dans le fait, qu'en vertu du lessivage " fortement acide" ,les sulfites et hyposulfates qui sont éventuellement con- tenus dans la matière de départ, et qui se sont montrés très nui- sibles, particulièrement dans la récupération du zinc par voie électrolytique ,sont détruits avec certitude .De plus, le lessivage "fortement acide" permet de récupérer des matières de départ à teneur de plomb, et en cas d'utilisation d'acide sulfurique,- comme il en est par exemple, en cas d'électrolyse aqueuse du sulfate
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de zinc$- leur teneur en plomb sous forme d'un sulfate de plomb pur, directement utilisable dans la métallurgie,
dont la valeur était considérablement dépréciée par les procédés de lessi- vage usuels jusqu'ici, à cause de sa souillure par l'hydrate ferrique à teneur d'arséni@'et d'antimoine.
REVENDICATIONS
I) rrocédé d'obtention de solutions de sels ae zinc, par le traitement de matières brutes,- qui contiennent à côté de l'oxyde de zinc encore d'autres matières,- au moyen d'acides ou de liqui- des acides,- caractérisé en ce que le processus de dissolution est réalisé de manière, à éviter autant que possible la formation d'ex ès d'acide par rapport à l'oxyde de zinc,excès susceptibles de provoquer une dissolution des composantes secondaires des ma- tières en traitement ,par exemple en ce que l'acide est admis d'une manière continue ou discontinue, et avantageusement sous un bras- sage ou remuement intense des matières, dans la matière brute, contenant l'oxyde de zinc,qui elle peut être portée préalablement à l'état d'une pâte, ou analogue.