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Il est connu de précipiter le cadmium et le thallium à partir de solutions de sels métalliques,en particulier par l'épuration des solutions de zinc,par cémentation avec de la poudre de zinc.Avec des solutions conte- nant en dehors du zinc uniquement du cadmium et du thallium,ce procédé ne présente pas de difficultés.Dans le cas de solutions de sels métalliques que l'on rencontre en pratique,par exemple les solutions pour l'obtention de pigments de zinc, de zinc électrolytique ou d'oxyde de zinc pour la prépa- ration ultérieur électrothermique de zinc, et aussi lors du traitement des liqueurs finales du grillage chlorurant de résidus de pyrites grillées, on rencontre toutefois des difficultés importantes dans la précipitation avec de la poudre de zinc par suite de la présence d'autre ions métalliques lourds.
Ceux-ci perturbent le processus de cémentation, en ce sens que par leur pré- sence et séparation concomittante la cémentation totale du cadmium et du thallium est fortement contrairiée ou n'est possible seulement que par un grand excès de poudre de zinc.
Les cémentats de cadmium et de thallium à partir de solutions impures sont souvent très instables,et leur tendance à la redissolution, même en l'absence d'oxygène atmosphérique et dans des solutions qui ne sont que faiblement acides,est d'autant plus grande que la teneur en traces de sels métalliques étrangers, par exemple de cuivre, nickel, cobalt, plomb, arsenic et antimoine,est élevée.Cette redissolution, laquelle peut inter- venir peu de temps déjà après l'addition de la poudre de zinc avec dégage- ment d'hydrogène,se produit souvent plus rapidement que la séparation du cémentât' de la liqueur n'est possible par filtration,dépôt dans des cuves de précipitation ou dans des épaississeurs.
Les cémentats de cadmium et de thallium à partir de solutions pures peuvent s'obtenir compacts, à gros grain et se déposant bien, alors qu'il sont d'autant plus fins,plus colloidaux, et partant se déposant et se filtrent plus-mal,que les teneurs en métaux lourds présents comme impuretés, en particuliers le cuivre, sont plus grandes.Cette modification de la struc- ture du cémentât ,ou produit de précipitation contenant du cadmium et du thallium provenant de la purification de solutions de zinc rend en même temps plus difficile la séparation de la matière solide et de la solution et accroît ainsi les difficultés qui résultent de la redissolutions plus rapide du cadmium et en particulier du thallium dans le produit précipité par les impuretés citées.
Il est connu de combattre ces difficultés par un grand excès de poudre de zinc,laquelle exerce une action stabilisatrice sur le cémentât.
L'économie de l'obtention des métaux @cémentables est fortement désavantagée par ce procédé et, avec celui-ci, il se produit souvent des pertes qui obèrent l'épuration souhaitée des liqueurs.
Il est en outre connu d'entreprendre successivement deux processus de cémentation.Par une première cémentation avec de la poudre de zinc on élimine la majeure partie des métaux électropositifs,par exemple le cuivre, l'arsenic, l'antimoine, pour alors séparer par précipitation dans la cémen- tation principale le padmium et le thallium dans des conditions plus favo- rables de composition!:
de liqueur.Il est également connu de stabiliser par addition de quantités *réduites de colloïdes protecteurs organiques, par exemple des colles,de la dextrine, les cémentats contenant du cadmium et du thallium et d'empêcher en partie leur redissolution.L'action protec- trice des colloïdes organiques albumineux est toutefois limitée et, en cas de plus hautes teneurs en ions métalliques lourds dans la liqueur,par exemple du cuivre à plus de 40 mg/1,du nickel à plus de 100 mg/1 et de quantités plus réduites de cobalt ou d'arsenic, en particulier en cas de présence simultanée de plusieurs métaux lourds,les difficultés citées se produisent
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malgré tout.A cela s'ajoute que par addition de colloïdes protecteurs le cémentât devient notablement plus fin de grain,
se dépose plus mal et se filtre plus mal, ce qui fait que, au point de vue opératoire, la séparation rapide nécessaire du produit précipité est encore rendue plus difficile et qu'on obtient un cémentât avec des teneurs élevées en humidité.On connaît l'effet des colloïdes protecteurs organiques dans la flotation, laquelle uti- lise par exemple de la colle,pour empêcher la floculation et le dépôt des particules de minerai les plus petites,et rendre flotables celles-ci.
On a trouvé présentement que l'on peut éviter les difficultés dans l'épuration de solutions au moyen de poudre de zinc pour l'obtention de métaux plus électropositifs que le zinc, en particulier du cadmium et du thallium, lorsqu'-on ajoute à la solution avant la précipitation avec de la poudre de zinc de petites quantités de substances à activité interfaciale pour la stabilisation et l'augmentation du grain du cémentât.Une combi- naison de telles substances à activité interfaciale ( des mouillants) avec des colloïdes protecteurs organiques,de la colle par exemple, s'est avérée étonnament favorable .A la solution de zinc contenant du cadmium et du thallium et impure par la présence d'autres métaux lourds,le cas échéant après neutralisation de l'acide en excès jusqu'en-dessous de pH = 4,
on ajoute la matière à activité interfaciale ou de préférence cette matière et un colloïde protecteur organique en solution aqueuse en quantités cha- que fois de 10 à 50 mg/1. Puis on ajoute la poudre de zinc de la manière courante à la solution tout en agitant..
Comme substances hydrosolubles à activité interfaciale on a trou- vé que sont particulièrement efficaces celles par exemple du type des al- kylsulfates anionactifs à longue- chaine carbonée et'les produits non- ionogènes par exemple du type des éthers polyéthyléniques. Ces derniers offrent l'avantage par rapport aux alkylsulfates d'avoir un moindre pouvoir moussant.
Comme colloïdes albumineux conviennent spécialement les colles,comme celles qui existent dans l'industrie sous la forme de colle d'os ou de colle de poisson.
On a présentement trouvé que par ces additions on empêche dans une large mesure la redissolution du cadmium et du thallium.même en cas de hautes teneurs en d'autres sels métalliques dans la solution, par exemple de nickel jusqu'à 400 mg/1 de cuivre jusqu'à 100 mg/1, et même en cas de présence simultanée de plusieurs sels métalliques perturbateurs.Les cémentats contenant du cadmium et du thallium ou produits de précipita- tion contenant de la poudre de zinc sont stabilisés,et ainsi une séparation complète avec une consommation notablement plus faible de poudre de zinc est possible, obtenant des cémentats avec des teneurs notablement p0lus éle- vées en cadmium et en thallium.Finalement on a trouvé que par l'emploi de substances à activité interfaciale et, ce qui est surprenant,
en les peti- tes quantités citées de 10 à 50 mg/1,les cémentats se présentent sous une forme à gros grain, se déposant bien et se filtrant bien, même en partant de solutions impures, tandis que pour une même composition des solutions sans substances à activité interfaciale les cémentats se séparent en grains fins colloïdaux avec les difficultés d'ordre opératoire technique qui en résultent. Cet avantage de la structure granuleuse, se déposant bien et se filtrant bien du produit de précipitation se manifeste particulièrement en cas de teneurs élevées en cuivre dans la solution.De même l'action défa- vorable de la colle seule comme colloïde protecteur sur la grandeur parti- culaire des cémentats est éliminée par les agents à activité interfaciale, ainsi qu'on l'a trouvé.
Dans la figure on montre le cours de la cémentation et de la redissolution du cadmium et du thallium , et en l'occurence on a d'une part
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ajouté seulement de la colle de poisson, et d'autre part, seulement une matière à activité interfaciale et de la colle.
L'avantage du procédé consiste donc en ce que la consommation en poudre de zinc pour la séparation du cadmium et du thallium à partir de solutions impures,en particulier dans l'épuration de solutions de zinc,: est notablement abaissés, en ce que le cémentat est stabilisé et par con- séquent se présente avec des teneurs beaucoup plus grandes en cadmium et en thallium et de plus avec une structure granuleuse qui convient au point de vue opératoire.La redissolution diminuée et fortement retardée du produit précipité permet en outre un mode opératoire continu dans la cémentation avec emploi d'épaississeurs et de filtres.Pour la stabilisation du produit précipité il n'est pas nécessaire d'employer un grand excès de poudre de zinc, comparativement au mode opératoire actuel.
Pour mettre en évidance les avantages de l'emploi selon l'inven- tion de substances à activité interfaciale,le cas échéant en combinaison avec des colloïdes protecteurs, on établit un parallèle entre une précipi- tation de cadmium - thallium au moyen de poudre de zinc, uniquement en présence de colloïdes protecteurs,et les exemples donnés plus loin:'
50 m3 d'une solution de zinc, renfermant du cadmium et du thalli- um, contiennent, à côté de 95 mg/l,, de cadmium et de 23 mg/1 de thallium, entre autres 250 mg/1 de nickel, 33 mg/1 de cuivre et 12 mg/1 de cobalt com- me sels métalliques perturbateurs.La solution est faiblement colorée en rou- ge par des ions MnO4-.La température s'élève à 42 C, la valeur du pH à 4,1.
Comme colloïde protecteur on ajoute 30 mg/1 de colle de poisson.De la maniè- re courante on ajoute 350 mg/1 de poudre de zinc, et on poursuit pendant 15 minutes l'agitation.Etant donné qu'avec un dégagement d'hydrogène inter- vient une redissolution du cadmium et du thallium, on sépare rapidement la matière solide et la solution par dépôt et filtration.La cémentation est incomplète et ne comporte après 30 minutes que 38% de cadmium et 34% de thallium seulement.Un temps de séjour plus grand du produit de précipita- tion dans la solution occasionne une redissolution plus étendue.Le cémentât est à grain fin et visqueux, il se dépose mal et il se filtre mal.Le ga- teau de filtration contient 19% d'eau ;
dans le produit de précipitation séché il s'y trouve 11,5% de cadmium et 1,75% de thallium.Par rapport au cadmium et au thallium,la consommation de poudre de zinc s'élève à 11,5 kg pour chaque kilo de cadmium et de thallium.
Exemple 1.
On soumet 50 m3 d'une solution de zinc à 53 g/1 de zinc, 96 mg/1 de cadmium et 23 mg/1 de thallium , et avec comme autres impuretés 180 mg/1 de nickel, 36 mg/1 de cuivre, 11 mg/1 de cobalt et des traces de manganèse, d'arsenic et d'antimoine ,à la purification avec delà.,poudre de zinc dans une cuve à 42 C et à un pH de 493.Dans la solution on introduit en premier lieu 40 mg/1 d'une substance à forte activité interfaciale, du type des alkylsulfates à longue chaîne carbonée,puis 350 mg/l de pou- dre de zinc de la manière usuelle.Après une agitatipn intime durant 15 minu- tes il se sépare par cémentation 89% de cadmium et 85 % de thallium, après 45 minutes 95% de cadmium et 91% de thallium.Après dépôt et filtration du précipité stable on obtient un cémentât avec 7,6% d'humidité,
18,2 % de cadmium et 3,4% de thallium de même que la majeure partie des impuretés mé- talliques.. restantes, à l'exception du nickel.La consommation de poudre de zinc s'élève à 3, 8 kg pour chaque kg de cadmium et thallium.
Exemple 2.
A 100 m3 d'une solution de zinc à une température de 42 C et un pH de 4,1, en provenance du grillage chlorurant de résidus de pyrites
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grillées, on ajoute chaque fois 20 mg/1 d'un alkyléther polyéthylénique et 20 mg/1 de colle de poissonoLa solution de zinc contient 65 g/1 de zinc, 95 mg/1 de cadmium et 26 mg/1 de thallium, en outre comme sels métalliques perturbateurs 236 mg/1 de nickel, 46 mg/1 de cuivre, 12 mg/1 de cobalt et de faibles traces de manganèse à l'état de MnO.- , d'arsenic et d'antimoine.
Comme à l'ordinaire on ajoute de la poudre de zinc à raison de 350 mg/1.
Après une demi-heure d'agitation à fond,les quantités principales du cadmi- um et du thallium sont précipitées, et après une heure de temps d'agitation le cadmium et le thallium sont pratiquement complètement précipités .Mal- gré l'importance des quantités d'impuretés de cuivre et de nickel de la so- lution, le cémentat ne montre une légère redissolution du thallium qu'après des heures; le cadmium est encore plus stable.Le produit de précipitation est à gros grains, il se dépose bien et il est bien filtrable. On obtient un produit précipité avec 6% d'humidité de même que 19,1% de cadmium et 4,25% de thallium; il contient la "majeure partie de tous les autres métaux à l'exception du nickel .La consommation de poudre de zinc s'élève à 3,3 kg par kg de cadmium et de thallium.
Exemple 3
Dans un récipient de cémentation,à la solution continuellement en écoulement ayant des teneurs en métaux suivant l'exemple 2 et addition- née avant l'entrée, par mélange intime, de 20 mg/1 d'une substance à acti- vité interfaciale et de 20 mg/1 de colle, on ajoute tout en agitant 350 mg/1 de poudre de zinc, également de.manière continue.La dupée de séjour moyenne dans le récipient s'élève à 30 minutes.La suspension qui déborde est amenée à unépaississeur. Le produit de précipitation est soutiré au fond du récipient de cémentation et de l'épaississeur et on le filtre.Il contient le cadnium et le thallium avec un rendement élevé, comme indiqué dans l'exemple 2.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'obtention de cadmium et de thallium à partir de solutions impures par précipitation avec de la poudre de zinc, en particu- lier à partir de solutions de sels de zinc, caractérisé en ce qu'on ajoute à la solution avant la précipitation avec de la poudre de zinc de faibles quantités de substances à activité interfaciale.