"Procédé de séparation du cuivre � partir de solutions et de boues en contenant"
La présente invention est relative à la séparation du cuivre à partir d'un ou plusieurs des métaux constitués par l'arsenic, l'antimoine et le bismuth, et se rapporte plus particulièrement à la précipitation du cuivre
sous forme d'un sulfure à partir de solutions acides aqueuses tout en retenant le ou les autres métaux dans la phase
liquide.
L'arsenic est une souillure du cuivre, qui est traditionnellement présente, et qui est difficile à séparer. Dans de nombreuses opérations hydrométallurgiques, l'arsenic n'est pas récupéré commercialement mais simplement rejeté. Lorsque ceci est réalisé, il est nécessaire d'utiliser un procédé de séparation qui soit efficace pour éviter le rejet de cuivre avec l'arsenic et pour assurer aussi que l'arsenic rejeté soit sous une forme résistant à un entraînement par les eaux du sol. Il est par conséquent nécessaire de disposer d'un moyen approprié pour séparer ces métaux de façon efficace.
Il est bien connu de précipiter le cuivre sous forme d'un sulfure à partir de solutions aqueuses grâce à de l'hydrogène sulfuré ou d'autres réactifs qui donnent des ions sulfure ou hydrosulfure. Bien que l'hydrogène sulfuré ait été longtemps utilisé par les chimistes pour précipiter le cuivre en même temps que d'autres membres du Groupe II à partir de solutions modérément acides, l'utilisation de cet hydrogène sulfuré à l'échelle industrielle pour une telle précipitation n'est pas recommandable, ceci en raison du fait que non seulement l'hydrogène sulfuré est malodorant mais qu'en outre il est extrêmement toxique.
De plus, l'utilisation d'hydrogène sulfuré à titre de réactif de précipitation du cuivre sous les conditions classiques de la chimie analytique qualitative, en présence d'arsenic, d'antimoine ou de bismuth, mène à la précipitation de ces derniers métaux en même temps que le cuivre.
Au lieu d'hydrogène sulfuré, on peut utiliser d'autres réactifs de production de sulfure pour précipiter du sulfure de cuivre, du sulfure de calcium et du soufre élémentaire, soit seuls soit en combinaison avec cer- <EMI ID=1.1>
fureux.
L'utilisation connue du soufre en combinaison avec de l'anhydride sulfureux pour précipiter tous les éléments des premier et second groupes analytiques qualitatifs est d'une particulière importance dans le cadre de la présente invention. Ce procédé est décrit et revendiqué dans le brevet canadien n[deg.] 642.918. Ce brevet donne des exemples de la précipitation de cuivre sous forme d'un sulfure à partir de solutions de sulfate acide contenant du nickel, et on y signale que tous les éléments ayant des sulfures insolubles dans l'acide précipiteraient également sous les conditions données. Rien dans ce brevet antérieur ne pouvait mener à croire qu'une modification ou variante quelconque du procédé décrit serait utilisable pour une séparation efficace du cuivre à partir de l'arsenic par exemple.
Les enseignements du brevet canadien
n[deg.] 642.918 sont encore renforcés par la connaissance générale des chimistes analytiques qui depuis longtemps ont provoqué une co-précipitation de sulfures de cuivre, de mercure, de plomb, d'arsenic, d'antimoine, de bismuth, etc, à partir de solutions acides et ont ensuite séparé les métaux du groupe du cuivre à partir des métaux du groupe de l'arsenic par dissolution des sulfures de métaux du groupe de l'arsenic dans une solution de polysulfure aqueuse.
On a maintenant trouvé que, sous des conditions contrôlées, on peut provoquer la précipitation de sulfure de cuivre à partir de solutions et boues hydrométallurgiques, tout en mettant ou gardant l'arsenic en solu-tion.
Suivant l'invention, un procédé de séparation de cuivre à partir d'un ou plusieurs des éléments formés par l'arsenic, le bismuth et l'antimoine, présents à titre d'impuretésen même temps que le cuivre dans une solution aqueuse ou dans une boue contenant des solides lixiviables et une solution aqueuse, comprend le réglage, si nécessaire, du PH de la solution aqueuse à une valeur inférieure
à 4, la dispersion de soufre ou de sulfure cuprique dans la solution, et l'introduction d'anhydride sulfureux gazeux ou d'un donneur d'anhydride sulfureux dans la solution pour précipiter le cuivre sous forme de sulfure de cuivre.
Les impuretés sont retenues dans la solution et, après séparation du sulfure de cuivre précipité et des autres solides quelconques, l'arsenic, le bismuth et l'antimoine se trouvant dans la solution peuvent facilement être oxydés et précipités sous forme d'un gâteau avec du fer et du gypse, qui est extrêmement stable vis-à-vis d'une dissolution de l'arsenic, de l'antimoine et du bismuth.
Durant le procédé de séparation, la température de la solution devrait être maintenue à une valeur compatible avec des vitesses de réaction acceptables. D'une façon générale, une température de solution d'environ 60[deg.]C ou plus est avantageuse, cette température se situant de préférence entre 60 et 90[deg.]C.
L'expression "donneur d'anhydride sulfureux" est utilisée ici pour désigner la classe des matières qui, sous des conditions de réaction, peuvent libérer de l'anhydride sulfureux qui prend part au procédé de précipitation du cuivre. Ces matières englobent les sulfites et hydrosul-fites de métaux alcalins et de métaux alcalino-terreux,
qui sont stables au moins dans une certaine mesure sous
les conditions de réaction spécifiées.
Des réactifs particuliers que l'on a utilisés et leurs modes possibles d'action sont signalés ci-après :
(a) soufre élémentaire et anhydride sulfureux
<EMI ID=2.1>
On peut évidemment prévoir toute combinaison quelconque des systèmes précédents suivant le type d'application. Il a été démontré que des produits intermédiaires industriels peuvent s'utiliser au lieu des produits chimiques de la qualité pour réactifs. Les réactifs employés suivant les équations (a) à (c) devraient être utilisés en excès par rapport à la quantité requise pour précipiter le cuivre.
Suivant l'équation "c", les réactifs sont le soufre élémentaire et le sulfite de sodium qui est un donneur d'anhydride sulfureux. Un examen des équations "a" à "c" montre que,
au fur et à mesure que la précipitation de sulfures de cuivre se développe, le milieu de réaction devient plus acide, ce qui a pour résultat, dans le cas de l'équation "c", que le sulfite de métal alcalin est converti en sulfate de métal alcalin et en anhydride sulfureux à titre de phase intermédiaire. De ce fait, il peut fondamentalement n'y avoir que
<EMI ID=3.1>
Le soufre employé dans le procédé de la présente invention devrait être finement subdivisé et devrait aussi être totalement dispersé dans le milieu de réaction.
La dispersion devrait être entretenue et, à cet effet, une agitation est utile. On peut réaliser une telle agitation en faisant passer de l'anhydride sulfureux à travers le système ou encore par voie mécanique. On peut utiliser avantageusement un agent mouillant, stable dans les acides, par exemple un agent mouillant cationique ou un agent mouillant non ionique, pour aider à la dispersion du soufre. Pour mettre en oeuvre de façon efficace le procédé
de la présente invention, l'air devrait être exclu du milieu de réaction pour éviter une oxydation externe. De même, pour éviter une telle oxydation, le milieu aqueux devrait être essentiellement d'un type sulfate ou d'un type sulfatechlorure mixte. Les anions oxydants, tels que nitrate, chlorate, perchlorate, etc, devraient être absents.
Le contrôle du pH de la solution à une valeur inférieure à 4, de préférence inférieure à 3, est essentielle pour arriver à une séparation satisfaisante du cuivre et de l'arsenic. d'est ainsi qu'à un pH élevé, on a constaté que l'enseignement antérieur suivant lequel du sulfure d'arsenic est précipité par l'utilisation de soufre en même temps que d'anhydride sulfureux, est exact . A titre d'exemple, lorsqu'une solution contenant du nickel, ayant un pH de
6,7, est traitée avec du soufre et de l'anhydride sulfu-
<EMI ID=4.1>
trouvant dans la solution, sous forme de sulfure d'arsenic. D'autre part, on a trouvé que le même traitement appliqué
à des solutions ayant un pH inférieur à 3 ne provoque pas de précipitation d'arsenic, même en l'absence de cuivre.
De ce fait, lorsque la matière initiale traitée est une so-lution, on peut obtenir une séparation nette du cuivre et de l'arsenic. Lorsque la matière initiale contient des solides lixiviables, la phase liquide résultant du procédé de la présente invention sera pratiquement exempte de cuivre. La matière solide cependant peut contenir des quantités importantes d'arsenic qui n'est pas lixivié à partir des solides lixiviables.
La présente invention est particulièrement applicable au traitement de solutions métallurgiques contenant du nickel, du cobalt et du fer pour en séparer le cuivre, et pour mettre la solution dans un état tel que l'arsenic puisse en être précipité sous une forme particulièrement avantageuse, résistant à une lixivation ou lessivage.
Pour réaliser la précipitation du nickel, du cobalt et de l'arsenic, dès que le cuivre a été séparé de la solution sous forme du sulfure, la solution contenant ce nickel, ce cobalt et cet arsenic est oxydée et la teneur de fer est réglée, si nécessaire, pour donner un excès d'ions ferrique par rapport à la quantité nécessaire pour une combinaison avec l'arsenic sous forme d'arséniate ferrique. Le pH est alors élevé grâce à une base calcifère pour donner un précipité contenant de l'arséniate ferrique, de l'hydroxyde ferrique et du gypse. Après filtration, le gâteau de ferarsenic peut être transféré à une zone de stockage sans qu'il faille sérieusement craindre que l'arsenic ne soit lessivé par les eaux du sol.
L'absence de cuivre dans un tel précipité assure que le cuivre ne sera pas lixivié ou lessivé et qu'il ne se créera pas une souillure des eaux du sol par le cuivre. L'antimoine et le bismuth peuvent être précipités de la solution d'une manière similaire.
comme mentionné précédemment, le soufre élémentaire utilisé comme réactif dans le procédé de la présente invention doit être finement subdivisé mais il ne doit pas nécessairement être pur. En pratique, on a trouvé qu'un résidu d'une oxydation de sulfure de cuivre contenant environ 75% de soufre élémentaire, le restant étant formé par des sulfures de cuivre, donne des résultats très satisfaisants. On comprendra que l'utilisation d'une telle matière en même temps que de l'anhydride sulfureux implique les réactions des deux équations "a" et "b".
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont encore donnés ci-après.
EXEMPLE 1
Il s'agit d'un exemple du traitement d'une
<EMI ID=5.1>
lessivage par métathèse et présentant la composition suivante avec le pH donné :
<EMI ID=6.1>
�H-
Soufre total
Du soufre élémentaire (fleurs de soufre) en une quantité de
<EMI ID=7.1>
du nonyl phénol polyéthoxy éthanol, vendu sous la dénomination "Rexol" 25J. On répartit de l'anhydride sulfureux dans la boue en quantités mesurées, à l'exclusion d'air, <EMI ID=8.1>
métrique en anhydride sulfureux. Le cuivre est précipité de la solution et l'arsenic est dissous à partir des solides en sorte que l'analyse de la solution varie avec le temps de la façon présentée ci-après :
<EMI ID=9.1>
L'extraction supplémentaire d'arsenic à partir du résidu est probablement due à la réduction et à la dissolution des divers ferrites et d'autres oxydes réfractaires. Des quantités importantes de nickel, de cobalt et de fer sont également extraites des solides pour passer dans la solution :
<EMI ID=10.1>
rapport à la quantité contenue dans les solides de l'alimentation) ont été extraits. Après filtration, les solides résultants conviennent pour un traitement par lessivage à pression d'oxygène pour donner une solution à partir de laquelle le cuivre peut être récupéré par extraction électrolytique, tandis que l'arsenic est séparé du filtrat contenant du nickel sous forme d'un gâteau de fer-arsenic-gypse.
EXEMPLE 2
<EMI ID=11.1>
résidu provenant du lessivage à pression d'oxygène de sulfures de cuivre à titre de source de soufre élémentaire. Ce résidu contient du soufre élémentaire (76%) et des sulfures de cuivre (11% de Cu en poids), et de l'agent mouillant ré-siduaire.
Une boue d'une teneur de 23% de solides et présentant la cdmposition suivante avec le pH donné :
<EMI ID=12.1>
est traitéeà 90[deg.]C avec le résidu de lessivage (110% de l'exi- gence stoechiométrique suivant l'équation précédente en ce qui conerne la teneur de soufre élémentaire)-et de l'anhydri-
de sulfureux (150% de l'exigence stoechiométrique. Le cui-
vre est précipité et les résultats d'analyse de la solution
sont ceux présentés ci-après :
<EMI ID=13.1>
De nouveau, comme dans l'Exemple 1, du Ni (65%), du Co (12%) , du Fe (76%) et de l'As (10%) sont extraits des solides pour passer en solution. La solution contenant du nickel convient pour un traitement en vue de la séparation de l'arsenic sous forme d'un gâteau de fer-arsenic-gypse,
et le cuivre peut être récupéré à partir du sulfure de cuivre par un lessivave à pression d'oxygène.
EXEMPLE 3
Dans le présent exemple, on utilise du sulfure cuprique de qualité pour réactifs (CuS) et de l'anhydride sulfureux pour précipiter du cuivre à partir d'une solution.
Une boue de lessivage d'une composition semblable (y compris l'agent mouillant) et d'un pH semblable également à ceux de l'Exemple 1 est traitée à 90[deg.]C avec
110% de la quantité de sulfure de cuivre requise suivant
<EMI ID=14.1>
trique en anhydride sulfureux. La teneur de cuivre de la solution est abaissée de 10 g/1 à 12 parties par million
en 70 minutes après l'addition du sulfure de cuivre. De nou-
<EMI ID=15.1>
sont extraits des solides pour passer en solution, et on réalise une bonne séparation du cuivre et de l'arsenic.
EXEMPLE 4
<EMI ID=16.1>
d'un résidu d'installation, obtenu par désulfuration du résidu d'un lessivage à pression d'oxygène de sulfures de cuivre dans le traitement d'une solution contenant du cui-
<EMI ID=17.1>
cuivre est présent sous forme de sulfure cuprique.
Une solution de lessivage contenant du "Rexol" 25J comme agent mouillant et titrant en g/1 :
<EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
de l'exigence stoechiométrique du résidu en ce qui concerne sa teneur de soufre et de cuivre et suivant les équations
<EMI ID=20.1>
solution comme présenté ci-après, tandis que l'arsenic est retenu dans cette solution.
<EMI ID=21.1>
On obtient ainsi une bonne séparation du cuivre et de l'arsenic.
EXEMPLE 5
Cet exemple illustre l'application de la séparation du cuivre/arsenic suivant l'invention à des solutions mixtes de sulfate chlorure, exemplifiées par des électrolytes d'affinage du nickel. A une telle solution contenant un agent mouillant et répondant à la composition suivante,
en g/1 :
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
requis sous la forme du résidu de lessivage de sulfures de cuivre, mentionné dans l'Exemple 2. On fait barboter 400% de l'exigence stoechiométrique en anhydride sulfureux dans
<EMI ID=24.1>
est abaissé de 0,30 g/1 à 0,02 g/1. Le taux d'arsenic dans la solution reste à 0,007 g/1, de sorte que le sulfure de cuivre produit ne contient pas d'arsenic provenant de la solution. L'arsenic pourrait être séparé par la suite à partir de l'électrolyte de nickel, par précipitation avec du fer ferrique.
EXEMPLE 6
Pour abaisser la quantité d'acide formée par la précipitation du cuivre avec l'anhydride sulfureux, on peut utiliser du sulfite de sodium comme réactif. A titre d'exemple, on a traité la solution de l'Exemple 5 à 60[deg.]C avec 320 % du soufre élémentaire (sous forme de soufre pré- cipité commercial) requis suivant l'équation "c". L'addition
<EMI ID=25.1>
abaisse le taux de cuivre à 0,03 g/1, tandis que le taux d'arsenic reste à 0,007 g/1. Le rapport cuivre/arsenic dans
le précipité de cuivre produit dans cet essai est de 10.0000/1, de sorte que l'on a donc atteint une bonne séparation du cuivre et de l'arsenic.
Par contraste avec les exemples précédents,
on a mené des essais qui montrent que l'anhydride sulfureux lui-même, ou bien le soufre ou le sulfure cuprique eux-mêmes, n'assurent pas une séparation efficace du cuivre à partir d'une solution acide aqueuse. A titre d'exemple, on a traité une boue d'une teneur de 24% de solides contenant du cuivre,
du nickel, du cobalt, de l'arsenic mais pas d'acide sulfurique, et ayant un pH de 2,0, avec de l'anhydride sulfureux pendant 30 minutes à 90[deg.]C. Il n'y a pas d'effet ni sur la teneur de cuivre, ni sur la teneur d'arsenic, de la phase aqueuse de la boue.
REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation du cuivre à partir de l'arsenic, de l'antimoine et du bismuth présents à titre d'impuretés en même temps que le cuivre dans une solution aqueuse ou dans une boue comprenant des solides pouvant être lixiviés ou lessivés et une solution aqueuse, ce procédé comprenant le réglage, si nécessaire, du pH de la solution aqueuse à une valeur initiale inférieure à 4, la dispersion de soufre élémentaire ou de sulfure cuprique dans la solution, et l'introduction d'anhydride sulfureux gazeux ou d'un donneur d'anhydride sulfureux dans la solution pour précipiter le cuivre sous forme de sulfure de cuivre, tout en maintenant les impuretés en solution.
"Process for the separation of copper from solutions and sludge containing it"
The present invention relates to the separation of copper from one or more of the metals consisting of arsenic, antimony and bismuth, and relates more particularly to the precipitation of copper
as a sulfide from aqueous acidic solutions while retaining the other metal (s) in the phase
liquid.
Arsenic is a stain of copper, which is traditionally present, and which is difficult to separate. In many hydrometallurgical operations, arsenic is not recovered commercially but simply discarded. When this is done, it is necessary to use a separation process which is effective to avoid the release of copper with the arsenic and also to ensure that the arsenic released is in a form resistant to water washout from the soil . There is therefore a need for a suitable means to separate these metals efficiently.
It is well known to precipitate copper in the form of a sulphide from aqueous solutions by means of hydrogen sulphide or other reagents which give sulphide or hydrosulphide ions. Although hydrogen sulfide has long been used by chemists to precipitate copper along with other Group II members from moderately acidic solutions, the use of this hydrogen sulfide on an industrial scale for such precipitation is not advisable, due to the fact that hydrogen sulfide is not only malodorous but also extremely toxic.
In addition, the use of hydrogen sulfide as a reagent for precipitating copper under the standard conditions of qualitative analytical chemistry, in the presence of arsenic, antimony or bismuth, leads to the precipitation of these latter metals in same time as copper.
Instead of hydrogen sulfide, other sulfide production reagents can be used to precipitate copper sulfide, calcium sulfide and elemental sulfur, either alone or in combination with cer- <EMI ID = 1.1>
furious.
Of particular importance in the context of the present invention is the known use of sulfur in combination with sulfur dioxide to precipitate all the elements of the first and second qualitative analytical groups. This process is described and claimed in Canadian Patent No. [deg.] 642,918. This patent gives examples of the precipitation of copper as a sulphide from acid sulphate solutions containing nickel, and it is stated therein that all elements having sulphides insoluble in the acid would also precipitate under the given conditions. Nothing in this prior patent could lead to believe that any modification or variation of the process described would be useful for efficient separation of copper from arsenic, for example.
Lessons from the Canadian patent
n [deg.] 642,918 are further reinforced by the general knowledge of analytical chemists who for a long time caused a co-precipitation of sulphides of copper, mercury, lead, arsenic, antimony, bismuth, etc., to from acidic solutions and then separated the copper group metals from the arsenic group metals by dissolving the arsenic group metal sulfides in an aqueous polysulfide solution.
It has now been found that, under controlled conditions, one can cause the precipitation of copper sulphide from hydrometallurgical solutions and sludges, while putting or keeping the arsenic in solution.
According to the invention, a process for separating copper from one or more of the elements formed by arsenic, bismuth and antimony, present as impurities at the same time as copper in an aqueous solution or in a sludge containing leachable solids and an aqueous solution, includes adjusting, if necessary, the pH of the aqueous solution to a lower value
at 4, the dispersion of sulfur or cupric sulphide in the solution, and the introduction of sulfur dioxide gas or a sulfur dioxide donor into the solution to precipitate the copper in the form of copper sulphide.
Impurities are retained in the solution, and after separation of the precipitated copper sulfide and any other solids, the arsenic, bismuth and antimony in the solution can easily be oxidized and precipitated as a cake with iron and gypsum, which is extremely stable to dissolving arsenic, antimony and bismuth.
During the separation process, the temperature of the solution should be maintained at a value compatible with acceptable reaction rates. Generally, a solution temperature of about 60 [deg.] C or more is preferred, this temperature preferably being between 60 and 90 [deg.] C.
The term "sulfur dioxide donor" is used herein to denote the class of materials which, under reaction conditions, can liberate sulfur dioxide which takes part in the copper precipitation process. These materials include sulphites and hydrosulphites of alkali metals and alkaline earth metals,
which are stable at least to some extent under
the reaction conditions specified.
Specific reagents that have been used and their possible modes of action are listed below:
(a) elemental sulfur and sulfur dioxide
<EMI ID = 2.1>
Any combination of the above systems can obviously be provided depending on the type of application. It has been shown that industrial intermediates can be used in place of reagent grade chemicals. The reagents employed according to equations (a) through (c) should be used in excess of the amount required to precipitate copper.
According to equation "c", the reactants are elemental sulfur and sodium sulphite which is a sulfur dioxide donor. An examination of equations "a" to "c" shows that,
as the precipitation of copper sulphides develops, the reaction medium becomes more acidic, which results in the case of equation "c" that the alkali metal sulphite is converted to sulphate of alkali metal and sulfur dioxide as an intermediate phase. Therefore, there can basically only be
<EMI ID = 3.1>
The sulfur employed in the process of the present invention should be finely subdivided and should also be fully dispersed in the reaction medium.
Dispersion should be maintained, and for this purpose agitation is useful. Such agitation can be carried out by passing sulfur dioxide through the system or else by mechanical means. A wetting agent which is stable in acids, for example a cationic wetting agent or a nonionic wetting agent, can advantageously be used to aid in the dispersion of the sulfur. To effectively implement the method
of the present invention, air should be excluded from the reaction medium to avoid external oxidation. Likewise, to avoid such oxidation, the aqueous medium should be essentially of a sulfate type or of a mixed sulfate chloride type. Oxidizing anions, such as nitrate, chlorate, perchlorate, etc., should be absent.
Controlling the pH of the solution below 4, preferably below 3, is essential to achieve satisfactory separation of copper and arsenic. Thus at high pH it has been found that the prior teaching that arsenic sulfide is precipitated by the use of sulfur together with sulfur dioxide is found to be correct. For example, when a solution containing nickel, having a pH of
6.7, is treated with sulfur and sulphurous anhydride
<EMI ID = 4.1>
found in solution as arsenic sulfide. On the other hand, it was found that the same treatment applied
in solutions with a pH lower than 3 does not cause arsenic precipitation, even in the absence of copper.
Therefore, when the initial material treated is a solution, a clean separation of copper and arsenic can be obtained. When the starting material contains leachable solids, the liquid phase resulting from the process of the present invention will be substantially free of copper. The solid material however may contain significant amounts of arsenic which is not leached from the leachable solids.
The present invention is particularly applicable to the treatment of metallurgical solutions containing nickel, cobalt and iron to separate copper therefrom, and to bring the solution into a state such that arsenic can be precipitated therefrom in a particularly advantageous, resistant form. leaching or leaching.
To achieve the precipitation of nickel, cobalt and arsenic, as soon as the copper has been separated from the solution in the form of sulphide, the solution containing this nickel, cobalt and arsenic is oxidized and the iron content is adjusted , if necessary, to give an excess of ferric ions over that necessary for a combination with arsenic in the form of ferric arsenate. The pH is then high thanks to a calciferous base to give a precipitate containing ferric arsenate, ferric hydroxide and gypsum. After filtration, the ferarsenic cake can be transferred to a storage area without serious concern that the arsenic will be leached by soil water.
The absence of copper in such a precipitate ensures that the copper will not be leached or leached out and that the soil water will not be contaminated by copper. Antimony and bismuth can be precipitated from solution in a similar manner.
as mentioned previously, the elemental sulfur used as a reagent in the process of the present invention should be finely subdivided but it need not necessarily be pure. In practice, it has been found that a residue from an oxidation of copper sulfide containing about 75% elemental sulfur, the remainder being formed by copper sulfides, gives very satisfactory results. It will be appreciated that the use of such a material together with sulfur dioxide involves the reactions of both equations "a" and "b".
Examples of implementation of the invention are also given below.
EXAMPLE 1
This is an example of the treatment of
<EMI ID = 5.1>
leaching by metathesis and having the following composition with the given pH:
<EMI ID = 6.1>
� H-
Total sulfur
Elemental sulfur (flowers of sulfur) in an amount of
<EMI ID = 7.1>
nonyl phenol polyethoxyethanol, sold under the name "Rexol" 25J. Sulfur dioxide is distributed in the sludge in measured quantities, excluding air, <EMI ID = 8.1>
metric in sulfur dioxide. Copper is precipitated from solution and arsenic is dissolved from the solids so that the analysis of the solution varies with time as shown below:
<EMI ID = 9.1>
The further extraction of arsenic from the residue is probably due to the reduction and dissolution of the various ferrites and other refractory oxides. Significant amounts of nickel, cobalt, and iron are also extracted from solids to pass into solution:
<EMI ID = 10.1>
relative to the amount contained in the solids of the feed) were extracted. After filtration, the resulting solids are suitable for oxygen pressure leaching treatment to give a solution from which copper can be recovered by electrolytic extraction, while the arsenic is separated from the nickel-containing filtrate as nickel. an iron-arsenic-gypsum cake.
EXAMPLE 2
<EMI ID = 11.1>
residue from the pressure leaching of copper sulphides as a source of elemental sulfur with oxygen. This residue contains elemental sulfur (76%) and copper sulphides (11% Cu by weight), and residual wetting agent.
A sludge with a content of 23% solids and exhibiting the following imposition with the given pH:
<EMI ID = 12.1>
is treated at 90 [deg.] C with the leaching residue (110% of the stoichiometric requirement according to the preceding equation with regard to the content of elemental sulfur) -and anhydri-
sulphurous (150% of the stoichiometric requirement.
vre is precipitated and the analysis results of the solution
are those presented below:
<EMI ID = 13.1>
Again, as in Example 1, Ni (65%), Co (12%), Fe (76%) and As (10%) are extracted from the solids to go into solution. The nickel-containing solution is suitable for a treatment for the separation of arsenic in the form of an iron-arsenic-gypsum cake,
and the copper can be recovered from the copper sulphide by an oxygen pressure leacher.
EXAMPLE 3
In this example, reagent grade cupric sulfide (CuS) and sulfur dioxide are used to precipitate copper from solution.
A leach slurry of a similar composition (including the wetting agent) and a pH also similar to that of Example 1 is treated at 90 [deg.] C with
110% of the quantity of copper sulphide required according to
<EMI ID = 14.1>
part of sulfur dioxide. The copper content of the solution is lowered from 10 g / 1 to 12 parts per million
in 70 minutes after the addition of the copper sulfide. Of new
<EMI ID = 15.1>
are extracted from the solids to go into solution, and a good separation of copper and arsenic is achieved.
EXAMPLE 4
<EMI ID = 16.1>
of an installation residue, obtained by desulphurizing the residue from an oxygen pressure leaching of copper sulphides in the treatment of a solution containing copper
<EMI ID = 17.1>
copper is present as cupric sulphide.
A leaching solution containing "Rexol" 25J as a wetting agent and titrating in g / 1:
<EMI ID = 18.1>
<EMI ID = 19.1>
of the stoichiometric requirement of the residue with regard to its sulfur and copper content and according to the equations
<EMI ID = 20.1>
solution as presented below, while the arsenic is retained in this solution.
<EMI ID = 21.1>
A good separation of copper and arsenic is thus obtained.
EXAMPLE 5
This example illustrates the application of the copper / arsenic separation according to the invention to mixed solutions of chloride sulfate, exemplified by electrolytes for refining nickel. To such a solution containing a wetting agent and corresponding to the following composition,
in g / 1:
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
required as the copper sulphide leach residue mentioned in Example 2. 400% of the stoichiometric requirement of sulfur dioxide is bubbled through
<EMI ID = 24.1>
is lowered from 0.30 g / 1 to 0.02 g / 1. The level of arsenic in the solution remains at 0.007 g / l, so that the copper sulphide produced does not contain arsenic from the solution. Arsenic could subsequently be separated from the nickel electrolyte by precipitation with ferric iron.
EXAMPLE 6
To lower the amount of acid formed by precipitation of copper with sulfur dioxide, sodium sulfite can be used as a reagent. For example, the solution of Example 5 was treated at 60 [deg.] C with 320% of the elemental sulfur (as commercial precipitated sulfur) according to equation "c". The bill
<EMI ID = 25.1>
lowers the copper level to 0.03 g / l, while the arsenic level remains at 0.007 g / l. The copper / arsenic ratio in
the copper precipitate produced in this test is 10.0000 / 1, so that a good separation of copper and arsenic has therefore been achieved.
In contrast to the previous examples,
tests have been carried out which show that sulfur dioxide itself, or else sulfur or cupric sulphide themselves, do not provide effective separation of copper from aqueous acidic solution. For example, a sludge with a solids content of 24% containing copper was treated,
nickel, cobalt, arsenic but no sulfuric acid, and having a pH of 2.0, with sulfur dioxide for 30 minutes at 90 [deg.] C. There is no effect on either the copper content or the arsenic content of the aqueous phase of the sludge.
CLAIMS
1. A process for separating copper from arsenic, antimony and bismuth present as impurities together with copper in an aqueous solution or in a slurry comprising solids which can be leached or leached and an aqueous solution, this process comprising adjusting, if necessary, the pH of the aqueous solution to an initial value below 4, dispersing elemental sulfur or cupric sulphide in the solution, and introducing gaseous sulfur dioxide or a sulfur dioxide donor in solution to precipitate copper as copper sulfide while keeping impurities in solution.