FR2493341A1

FR2493341A1 -

Info

Publication number: FR2493341A1
Application number: FR8119931A
Authority: FR
Original assignee: Falconbrige Nickel Mines Ltd
Current assignee: Glencore Canada Corp
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1982-05-07
Also published as: BR8107095A; NZ198818A; OA06937A; NO158104C; FR2493341B1; ZW25781A1; AU536089B2; NO158104B; NO813732L; CA1171287A; GR78366B; US4410498A; AU7668881A; PH18315A

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE DE SOLUBILISATION DE LA MAGNESIE ET DU NICKEL DANS UN MINERAI SERPENTINIQUE NICKELIFERE, PROCEDE DANS LEQUEL ON LIXIVIE LE MINERAI AVEC UNE SOLUTION AQUEUSE D'ACIDE SULFURIQUE POUR OBTENIR LE MAXIMUM D'EXTRACTION DU NICKEL COMPATIBLE AVEC UNE EXTRACTION MINIMALE DE FER ET DE MAGNESIE ET UNE CONSOMMATION MINIMALE D'ACIDE, ET AUSSI ON AUGMENTE LA REACTIVITE DU MINERAI SERPENTINIQUE EN AJOUTANT A LA SOLUTION UN AGENT REDUCTEUR POUR MAINTENIR LE POTENTIEL REDOX DE LA SOLUTION ENTRE 200 ET 400MV MESURE CONTRE UNE ELECTRODE DE COLOMEL SATUREE.

Description

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la récupération

des métaux non ferreux, surtout

du nickel et du cobalt, des minerais latéritiques.

En raison des dégagements de gaz polluants qui ac-

compagnent l'extraction des métaux à partir des minerais

sulfuriques et aussi en considérant la diminution progres-

sive des réserves mondiales de minerais de ce genre, des efforts de plus en plus poussés sont consacrés à la mise au point de procédés permettant d'obtenir du nickel et

d'autres métaux non ferreux à partir de latérites nickeli-

fères. La récupération du nickel des latérites est en gé-

néral un procédé onéreux, étant donné que la plupart des minerais latéritiques contiennent moins de 4 % de nickel et de cobalt et on ne peut les concentrer qu'à un degré

limité par des techniques classiques de séparation physique.

Des procédés hydrométallurgiques ont été également créés pour traiter des latérites non grillées, étant donné

que ces procédés sont en général économiquement plus in-

téressants que les procédés d'extraction pyrométallurgi-

ques avec dépense importante d'énergie. Les procédés hydro-

métallurgiques ont deux objectifs: digérer le minerai afin

d'extraire le maximum de nickel et d'autres métaux non fer-

reux présents dans le minérai latéritique, ce qui aboutit inévitablement à une dissolution très forte du fer et de certains composants renfermant du magnésium qu'on trouve

aussi normalement dans le minerai; et séparer dans la solu-

tion obtenue les métaux qui n'ont aucune valeur dans le

cadre de la production de métaux non ferreux.

On peut classer les minerais latéritiques d'une façon générale comme contenant deux types d'oxydes nickelifères, c'est-à-dire les minerais limonitiques plus doux et plus fins dont les teneurs en fer sont d'environ 40 %O et les teneurs en magnésie habituellement au-dessous de 5 % et les minerais plus durs qui sont des minerais serpentiniques rocheux et grossiers à forte teneur en silicates et avec une teneur relativement faible en fer, alors que la magnésie représente en général plus de 20 io'. La plupart des minerais composites latéritiques de qualité économique contiennent

les minerais des deux types et tout procédé hydrométallur-

gique doit être avantageusement conçu pour extraire le

nickel et le cobalt des deux types de minerais, en combi-

naison ou séparément.

On effectue habituellement la séparation de la frac-

tion limonitique de la fraction serpentinique par des

procédés classiques de criblage. Les techniques dtextrac-

tion du nickel et du cobalt de la fraction limoniticue ri-

che en fer comprennent la lixiviation sous pression à l'acide sulfurique comme par exemple le procédé Moa Bay décrit par E.T. Carlson et C.S. Simons dans un article à

la page 363 de l'AIME9 1960, publication intitulée "Extrac-

tive Metallurgy of Copper, Nickel and Cobalt". Dans ce procédé, pour la digestion des latérites limônitiques par l'acide sulfurique fort, un choix judicieux du rapport de l'acide au minerai permet la précipitation ultérieure des composés ferriques et contenant de l'aluminium, tout en conservant en solution le nickel et les autres métaux non ferreux, de sorte que l'acide sulfurique (réactif) sert

principalement à l'extraction des métaux intéressants.

Le brevet CA 618 826 décrit un procédé dans lequel

on traite le minerai latéritique par une proportion néces-

saire d'acide sulfurique, sous pression et à des tempéra-

tures d'environ 200 à 3000C. On sait que les pressions et les températures plus élevées favorisent la précipitation

des composés ferriques et d'aluminium à partir des solu-

tions aqueuses. Pour l'opération économique selon ce pro-

cédé, il est indispensable de régler très soigneusement l'addition de l'acide sulfurique de sorte que le pH final de la solution fertile est établi dans un intervalle étroit;

en effet, un pH trop élevé aurait pour résultat une extrac-

tion incomplète du nickel et/ou une reprécipitation du

nickel, alors qu'un pH trop faible provoquerait des concen-

trations e.evées de fer et d'aluminium retenus dans la solution d'o obligation d'effectuer ultérieurement des

opérations coûteuses de séparation.

Le brevet U.S. 3 793 432 décrit la lixiviation à l'acide sulfurique des minerais latéritiques nickelifères riches en fer ou de minerais similaires contenant du nickel à un

pH inférieur à 1,5 et l'addition simultanée d'agents alca-

lins de précipitation du fer. On effectue ce procédé sous pression atmosphérique ce qui évite l'emploi d'autoclaves

coûteux. Cependant selon la description proposée, des du-

rées de lixiviation de plus de 20 heures à des températu-

res proches du point d'ébullition sont nécessaires pour une extraction satisfaisante des métaux non ferreux et

aussi on doit considérer que l'emploi de quantités impor-

tantes de réactifs alcalins rend le procédé non économique.

On remarquera également que seule une partie de l'acide sulfurique ajouté est utilisée pour l'extraction qu'on

envisage dans le procédé du brevet U.S. 3 793 432.

Dans d'autres procédés de traitement de fractions de minerais limonitiques, procédés qui sont décrits dans les brevets U.S. 3 991 159, 4 o44 o96 et 4 098 870, on ajoute une fraction de minerai serpentinique pour réduire

la forte acidité de la liqueur fertile obtenue par la lixi-

viation sous pression; une telle neutralisation est indis-

pensable pour la séparation ou extraction ultérieure du nickel et du cobalt par des procédés connus. Le brevet US 4 065 542 décrit la lixiviation atmosphérique des minerais limonitiques à l'acide sulfurique avec diffusion de gaz

sulfhydrique, qu'on fait suivre d9une neutralisation par-

tielle à la chaux et d'une lixiviation de second stade avec addition de nodules marins manganifères broyés. La liqueur de lixiviation obtenue est alors soumise à divers procédés

de séparation de métaux.

Dans un autre procédé d'extraction du nickel et du cobalt à partir de latérites limonitiques riches en fer, qu'on décrit dans le brevet US 4 062 924, la lixiviation à l'acide sulfurique est effectuée en présence de proportions

importantes de gaz sulfhydrique, afin d'effectuer la réduc-

tion complète et la solubilisation à l'état ferreux du fer présent, tout en précipitant les sulfures de nickel et de

cobalt et aussi le soufre élémentaire.

Le brevet U.S. 2 103 456 décrit l'extraction du

nickel, du fer et du magnésium à partir des minerais laté-

ritiques riches en magnésium par l'emploi de l'acide chlorhydrique. Le procédé du brevet U.S. 2 778 729 décrit la lixiviation d'une suspension aqueuse de latérites ou de garnièrites par l'anhydride sulfureux à haute pression pour récupérer le nickel, le cobalt et le magnésium sous forme

de bisulfites.

0-1 Dans un autre procédé décrit dans le brevet U.S.

4 125 588 concernant le traitement des latérites nickeli-

fères, on forme une suspension avec le minerai séché fine-

ment broyé dans de l'acide sulfurique concentré, puis on

ajoute de l'eau; on exploite ainsi dans des conditions éco-

nomiques la chaleur d'hydratation pour sulfater les métaux recherchés, opérations qu'on fait suivre d'une lixiviation à l'eau des sulfates solubles. La séparation des sulfates de fer qui sont simultanément lixiviés, constitue d'autre part une obligation supplémentaire et onéreuse d'un tel

procédé.

La lixiviation sous pression à l'acide sulfurique des latérites riches en magnésie est décrite dans le brevet US 3 804 613. Dans ce procédé, on utilise du minerai frais pour neutraliser la liqueur fertile provenant du traitement en autoclave, mais on ne fait aucune tentative pour extraire

les métaux intéressants du minerai ainsi ajouté.

La Demanderesse a maintenant constaté qu'on pouvait

récupérer le nickel et le cobalt à partir des minerais la-

téritiques riches en magnésie sans effectuer de lixiviation

ro prolongée avec un acide très fort et sans appliquer de trai-

tement à haute pression et de recyclage. La présente inven-

tion a pour objet un procédé de solubilisation de la magné-

sie et du nickel dans un minerai serpentinique nickelifère, par lixiviation du minerai à l'aide d'une solution aqueuse 33 d'acide sulfurique afin d'obtenir le maximum d'extraction du nickel compatible avec l'extraction minimale de fer et de magnésie et le minimum de consommation d'acide; procédé caractérisé en ce qu'on augmente la réactivité du produit

serpentinique en ajoutant à la solution un agent réduc-

teur en vue de maintenir le potentiel redox de la solution à une valeur comprise entre 200 et 400 millivolts mesurée contre l'électrode de colomel saturée (qu'on abrégera ci-

après SCE).

Un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention est un procédé perfectionné d'extraction de métaux non ferreux à partir des minerais Latéritiques, consistant à séparer le minerai en une fraction limonitique riche en

fer et une fraction serpentine riche en magnésie; le per-

fectionnement consiste en ce qu'on lixivie à l'acide sul-

furique la fraction serpentinique avec addition d'un agent réducteur tel que l'anhydride sulfureux, et on augmente

encore plus sa réactivité dans la lixiviation par la pré-

sence d'un mélange de composés oxydants. Dans un autre mode de mise en oeuvre avantageux, l'acide sulfurique constitue l'acide résiduel et le mélange des composés oxydants est incorporé dans le résidu solide, le tout provenant de la lixiviation de la fraction limonitique nickelifère à une température et une pression élevées par des techniques connues. On combine avantageusement la neutralisation de l'excès d'acide dans la suspension avec l'extraction des

métaux non ferreux intéressants qu'on trouve dans la frac-

tion serpentinique, tout en règlant le potentiel redox du procédé de lixiviation dans une fourchette de millivolts

de nature à rehausser la vitesse de la réaction sous pres-

sion atmosphérique et à une température plus basse que le

point d'ébullition de la solution.

Diverses autres caractéristiques de l'invention res-

sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit.

Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au

dessin annexé.

La fig. 1 est un schéma général du procédé de lixi-

viation d'un minerai latéritique riche en magnésie.

La fig. 2 est un schéma général d'un mode de mise

en oeuvre avantageux du procédé de lixiviation d'un mine-

rai latéritique.

La fig. 3 montre les vitesses de lixiviation d'une fraction de minerai riche en magnésie. Les stades essentiels du procédé selon l'invention apparaissent à la fig. 1. Le minerai serpentinique qu'on doit traiter par ce procédé contient ern général plus de

]5 G mais, le plus souvent, environ 25 % de magnésie, envi-

ron 10 fi ou moins de fer, alors que la teneur en nickel et

en cobalt est parfois d'environ 2 % mais souvent plus faible.

Il convient de souligner que les chiffres indiqués

ne sont nullement limitatifs mais le procédé est plus avan-

tageux à appliquer à des latérites relativement riches en magnésie. On lixivie à l'acide sulfurique le minerai broyé à une température audessous du point d'ébullition et sous pression atmosphérique. On maintient avantageusement le pH de la lixiviation entre 1,5 et 3,0 par des additions d'acide

sulfurique. Un pli plus élevé aurait pour effet un ralentis-

sement de la réaction de dissolution du nickel et du cobalt, alors qu'un pH plus faible aurait pour effet l'emploi d'un excès d'acide et la rétention d'une trop grande quantité de

fer dans la solution. On maintient avantageusement le po-

tentiel redox de la solution, mesuré contre l'électrode SCE, entre 200 et 400 mV pendant la période de lixiviation par addition d'un réducteur gazeux, solubilisé ou solide. On a constaté que l'introduction de l'anhydride sulfureux dans la solution de lixiviation est un procédé très efficace de maintien du potentiel redox au niveau nécessaire; cependant d'autres gaz réducteurs, tels que le gaz sulfhydrique ou

bien des matières solides ou des solutions de sels réduc-

teurs, comme les sulfites, bisulfites, l'acide formique

etc., peuvent Atre utilisés avec une efficacité comparable.

On peut extraire plus de 80 '-, du nickel et du cobalt conte-

nus dans le minerai latéritique en une période de 2 à 4 heures si l'on effectue la lixiviation dans les conditions décrites plus haut. Une partie de la magnésie et la majeure

partie de la silice et du fer sont retenues dans le ré-

sidu. Le mécanisme exact de la réaction n'est pas évident, mais l'effet avantageux est la vitesse très accrue de la lixiviation à l'acide sulfurique des latérites riches en magnésie à une acidité de la solution, alors que la réac- tion serait devenue lente ou même se serait arrêtée si le potentiel redox n'était pas maintenu au niveau désiré. A

titre d'opération facultative, on peut diffuser ultérieu-

rement de l'air dans la suspension et ensuite laisser cette dernière se déposer pour améliorer la précipitation et la

séparation des oxydes et des oxyhydroxydes de fer. On trai-

te ensuite la suspension provenant de la lixiviation par des procédés classiques de séparation liquides/solides, le résidu étant habituellement rejeté alors que la liqueur est soumise à des procédés classiques de récupération de métaux, par exemple la précipitation des sulfures, la précipitation

des oxydes et des hydroxydes, la cristallisation, la sépa-

ration par échange ionique, l'extraction par un solvant etc.,, ou bien encore une récupération électrolytique du

nickel, du cobalt, et d'autres métaux intéressants.

Un méde de mise en oeuvre avantageux du procédé qu'on peut appliquer à des latérites nickelifères ayant des compositions très variées apparalt à la fig. 2. On traite le minerai latéritique par des procédés classiques de criblage et de triage granulométrique. On a trouvé que la fraction d'une granulométrie inférieure à 0,15 mm contient principalement du minerai limonitique riche en fer, alors que la fraction d'une granulométrie supérieure à 0,15 mm est composée d'un minerai serpentinique nickelifère riche en magnésie. Il n'existe pas de toute évidence de limite bien définie concernant la granulométrie des deux types de

minerais, étant donné que ce facteur change selon ltempla-

cement de la mine et l'histoire géologique du minerai. On soumet la fraction fine à une lixiviation classique sous pression à l'acide sulfurique dans l'autoclave indiqué à la fig. 2. Le rapport de l'acide au minerai, la température et la pression varient encore une fois selon la nature des fines limoni-iques. On peut dire, mais sans aucun esprit de limitation du procédé, que les minerais limonitiques contiennent en général moins de 10 % de magnésie et plus de 15 {; de fer, mais les latérites limonitiques contenant jusqu'à 45, de fer et au plus 0,5 % de magnésie sont également très courantes. Le procédé convient également si l'on effectue la séparation avec une différentiation plus

importante des dimensions; le choix d'une plus forte gra-

nulométrie peu-t cependant provoquer le traitement d'une

pnlus forte quantité de minerai serpentinique dans l'auto-

clave, de sorte qu'on est obligé d'employer plus d'acide sulfurique qu'il n'aurait fallu autrement pour extraire le nickel et le cobalt. Pour des considérations économiques

il est souhaitable de déterminer la différentiation gra-

nulométrique optimale pour chaque type de minerai latéri-

tique qu'on doit utiliser dans le procédé. On digère la fraction de minerai limonitique dans l'autoclave par des procédés connus afin de conserver la majeure partie de fer, d'aluminium et de composés siliceux dans le résidu et de dissoudre le nickel, le cobalt et certains autres métaux non ferreux intéressants qu'on trouve dans le minerai. On a trouvé que pour des résultats avantageux la teneur en acide libre dans la suspension après la lixiviation sous

pression doit être comprise entre 20 et 40 g/litre.

On pulvérise la fraction serpentinique riche en magnésie du minerai séparée au premier stade, on forme une suspension avec de l'eau et on mélange avec la suspension

provenant de l'opération de lixiviation à l'acide sulfu-

rique sous pression élevée de la fraction limonitique. Cette dernière contient habituellement encore plus de 20 g/1

d'acide libre, comme il a été dit plus haut. On ajoute en-

suite de l'acide sulfurique supplémentaire au mélange des suspensions pour maintenir le pH entre 1,5 et 3,0, en même temps qu'un agent réducteur, de préférence l'anhydride

33 sulfureux, pour établir un potentiel redox contre l'élec-

trode SCE de l'ordre de 200 à 400 mV. On effectue avanta-

geusement la lixiviation sous pression atmosphérique et au-dessous du point d'ébullition de la solution, avec agitation continue, neutralisation de l'excès d'acide

dans la suspension limonitique de lixiviation et utilisa-

tion simultanée de l'acide pour extraire des métaux inté-

ressants du minerai serpentinique riche en magnésie. La

durée de la lixiviation est de quelques heures; des rende-

ments très bons ont été obtenus en trois heures, mais ces durées dépendent évidemment de la nature minéralogique du minerai. La lixiviation réductrice atmosphérique peut être facultativement suivie d'un stade d'aération et on élimine habituellement l'acide obtenu lors de l'oxydation des ions

ferreux par la magnésie qui n'a pas réagi et qui est tou-

jours présente dans le résidu. Au pH maintenu dans la sus-

pension, la majorité des ions ferriques et aluminium dis-

sous vont être précipités.

La suspension obtenue par les procédés de lixivia-

tion en deux opérations est traitée par des techniques clas-

siques de séparation liquides/solides, on lave le résidu et on le rejette et on traite la liqueur par des procédés classiques de récupération de métaux pour récupérer le

nickel et le cobalt contenus.

Les exemples suivants, dans lesquels toutes les pro-

portions et tous les rapports sont en poids, sauf stipu-

lation contraire, servent à illustrer l'invention sans

aucunement en limiter la portée.

EXEMPLE 1

On soumet à un criblage granulométrique à l'état

humide un minerai latéritique nickelifère ayant la compo-

sition indiquée comme composition de charge dans le tableau I. On obtient deux fractions principales lors de ce criblage et les compositions respectives sont également indiquées

dans le tableau (voir tableau I page 16).

Les compléments des analyses indiquées des minerais sont constitués par l'oxygène combiné avec le nickel, le fer et le cobalt, ainsi que l'eau de cristallisation et

des petites quantités de sels de métaux alcalins et alca-

lino-terreux. On pulvérise la fraction de + 0,15 mm riche en

magnésie, qui constitue 40 % du minerai latéritique ini-

tial, puis on soumet à une lixiviation à ltacide sulfuri-

que sous pression atmosphériqueo Pendant la lixiviation on maintient le pH à 1,7 par des additions d'acide et on maintient la température à 80OCo Les conditions, y compris le protenti;el redox et les résultats de la lixiviation sont

comparés dans le tableau IIl Dans le test n 182 le poten-

tiel redox est celui queon olbtient sans addition d'un agent réducteur alors que dans le test ne 183 le potentiel redox

est réglé par des additions de petites quantités dtanhy-

dride sulfureux (voir tableau II page 17).

Ces résultats montrent.a très forte amélioration de l'extraction de nickel qu'on obtient lorsqu'on maintient le potentiel redox de la suspension aux alentours de

250 mV pendant la lixiviation, par comparaison à lVextrac-

tion obtenue a un potentiel redox sans addition d'agents

réducteurs, meme si ila durée de la lixiviation est prolon-

gée dans ce dernier cas.

EXEMPLE 2

On lixivie des charges de 120 g de minerai serpen-

tinique dans une marmite de 500 ml. La composition du mi-

nerai introduit est indiquée ci-dessous en pourcentage Ni Co Fe Mn r o sio Ai O0 Mgo

_

1,90 0,027 8,74 0,21 1,27 38,2 3,1 29,2

On effectue la lixiviation avec agitation pendant quatre heures, on maintient la température de la suspension à 850C et on maintient le pH à 1,7 pendant la période de

3O lixiviation par des additions d'acide sulfurique. On intro-

duit continuellemrient de l'anhydride sulfureux gazeux dans la solution à un faible débit pour maintenir à la valeur desiree le poteniiel redox mesuré contre une électrode de calomel. On prélève des échantillons toutes les heures et

i5 on analyse. A la fin d'une période de lixiviation de 4 heu-

res, on soumet également les résidus à une analyse chimique pour en déterminer les compositions respectives. La fig. 3

montre le pourcentage du nickel extrait du minerai serpen-

tinique en fonction du temps et du potentiel redox dans la suspension. On voit à l'examen de ce schéma qu'on peut atteindre des extractions de plus de 70 % à des potentiels redox au-dessous de 350 mV (contre SCE) avec une durée de

lixiviation inférieure à 3 heures.

EXEMPLE 3

On étudie l'effet du pH sur l'extraction du nickel

et sur la quantité de fer simultanément dissoute, en uti-

lisant la lixiviation à l'acide sulfurique de la fraction riche en magnésie du minerai latéritique de l'exemple 1, avec des températures et des potentiels redox similaires

mais à des pH différents qu'on maintient pendant la lixi-

viation. Les conditions et les compositions des liqueurs de lixiviation apparaissent dans le tableau III (voir

tableau III page 18).

Cet exemple montre que lorsqu'on effectue la lixi-

viation à une acidité plus élevée, la dissolution du nickel

et du cobalt augmente, mais en même temps on observe l'aug-

mentation de la quantité du fer solubilisé et ceci à un

degré très important, aussi bien en pourcentage qu'en va-

leur absolue, puisque la teneur en fer du minerai est plus

élevée que la teneur en nickel. Les conséquences économi-

ques de la nécessité d'éliminer une plus grande quantité de fer dissous et aussi d'élever le pli par un palier plus important pour la récupération ultérieure du nickel sont évidentes.

EXEMPLE 4

Après pulvérisation, on traite 180 g d'une fraction de limonite (- 15 mm) du minerai latéritique de l'exemple 1, par une lixiviation classique à haute pression avec de

l'acide sulfurique en autoclave. Les conditions de la lixi-

viation sont: Température: 2600C Durée: 0,66 h (40 mn)

249334 1

Après mise à l'échappement de la pression, on re-

froidit la suspension et on l'ajoute à une autre suspen-

sion qui contient 120 g de la fraction riche en magnésie provenant du même minerai (voir exemple 1) après avoir pulvérisé cette dernière fraction. On ajoute des quantités supplémentaires d'acide sulfurique pour maintenir le pH de la suspension à 1,7 et on poursuit la lixiviation des suspensions combinées sous pression atmosphérique, sous agitation constante à 85 C pendant 4 heures. On maintient le potentiel redox de la suspension pendant la lixiviation

à 270 mV (contre SCE) par des additions d'anhydride sulfu-

reux. On soumet la suspension à un procédé classique de séparation liquides/solides. On constate que le minerai perd 27 c6 de ses-poids sec initial pendant les deux stades du procédé de lixiviation et sa composition, en ce qui concerne les composants intéressants, apparaît dans le

tableau IV. Dans un but comparatif, la composition du mine-

rai de charge apparaît également dans le tableau IV (voir

tableau IV page 19).

On traite ensuite la liqueur de lixiviation par des

procédés classiques de récupération de métaux et les con-

centrations des métaux intéressants sont données dans le

tableau V (voir tableau V page 19).

Les calculs à base des chiffres figurant dans les tableaux IV et V font ressortir que 93 % du nickel et 89 % de la magnésie contenus initialement dans le minerai de charge, ont été dissous par ce procédé de lixiviation en

deux opérations.

Les chiffres montrent le degré élevé d'extraction

du nickel qu'on peut obtenir par une lixiviation atmosphé-

rique des minerais latéritiques riches en magnésie dans

l'acide sulfurique à un potentiel redox réglé et en pré-

sence de la suspension provenant de la fraction limonitique

du minerai.

EXEMPLL 5

* On soumet un minerai latëritique comprenant à la fois des oxydes limonitiques et serpentiniques nickelifères

à un criblage à l'état humide sur un tamis de 0,30 mm.

Les deux fractions obtenues présentent les compositions suivantes: Granulométrie de la Composition, Fractions Ni Co Fe MgO Ai 0 SiO Ni __o _e _2-3 -i2 sensiblement serpentinique + 0,30 mm 1,66 0,024 8,4 28,5 3,4 38,8 sensiblement limonitique - 0,30 mm 1,82 0,065 26,7 10,6 5,3 28,4 La fraction granulométrique + 0,30 mm est séchée et

ensuite broyée à une granulométrie inférieure à 0,15 mm.

On lixivie un échantillon de 120 g avec de l'acide sulfu-

rique à pH 1,7 pendant 4 heures, à 85 C sous agitation constante. Le potentiel redox dans la suspension mesuré contre SCE est de 420 mV. On répète ce même test sur un autre échantillon de 120 g dont on maintient le potentiel

redox à 270 mV par des additions d'anhydride sulfureux.

L'extraction du nickel du minerai serpentinique est respec-

tivement de 37 % et 72 %. Les conditions de la lixiviation et les résultats analytiques sont donnés dans le tableau VI (voir pawMp2 6 On broie encore plus la fraction de - 0,30 mm du minerai limonitique du produit latéritique de l'exemple 5

et ensuite on lixivie à l'acide sulfurique dans un auto-

clave à 2600C pendant 40 minutes. Après refroidissement, on utilise la suspension de lixiviation limonitique pour

lixivier la fraction serpentinique. Le résidu séché prove-

nant de la lixiviation limonitique présente une teneur

élevée en hématite et contient seulement 0,06 % de nickel.

On effectue la lixiviation combinée dans les conditions suivantes: a) on mélange 120 g de la fraction serpentinique broyée (+ 0,30 mm) décrite dans l'exemple 5 avec une portion de la suspension de lixiviation limonitique qui contient 134 g de résidu sec, puis on ajoute l'acide sulfurique et

l'anhydride sulfureux au mélange. On effectue la lixivia-

tion pendant 3,8 heures à 850C tout en maintenant le pH à 1,8 et le potentiel redox à 250 mV, avec agitation constante. On traite la suspension combinée par une technique classique de séparation liquides/solides et on analyse le résidu et la liqueur ce qui montre que 83 O% du nickel de la fraction serpentinique riche en magnésie ont étéextraits; b) on mélange 120 g du minerai serpentinique broyé (+ 0,30 mm) de l'exemple 5 avec un tourteau de filtrage

humide provenant de la filtration d'une partie de la sus-

C) pension de 1i-iviation limonitique indiquée. La teneur en matières solides du tourteau es:: de 114 g. On ajoute de l'acide sulfurique au mélange pour régler le pH à 1,7 et on ajoute de l'anhydride sulfureux pour maintenir le potentiel redox à 260 mVo On poursuit la lixiviation avec agitation pendant 4 heures à 85 C. On sépare la suspension

par des techniques classiques de séparation liquides/so-

lides et on analyse aussi bien la liqueur que le résidu.

On constate que l'extraction de nickel du minerai serpen-

tinique atteint 83,5 h ce qui indique que le résidu de la fraction limonitique rehausse l'extraction du nickel par un potentiel redox réglé et une acidification réglée, indépendamment du fait que l'addition soit sous forme d'une suspension ou de matières solides humides; c) on mélange 120 g de la fraction serpentinique broyée (+ 0,30 mm) de l'exemple 5 avec un tourteau de filtrage qu'on obtient en filtrant une portion de la suspension

de lixiviation limonitique ci-dessus. Le tourteau de fil-

trage contient 120 g de matières solides. On ajoute de

l'acide sulfurique au mélange pour maintenir le pH à 1,7.

On lixivie la suspension combinée à 85GC pendant 4,5 heu-

res avec agitation continue et on mesure le potentiel

redox contre SCE, cette tension étant de 460 mV. Les ana-

lyses du résidu et de la liqueur après séparation montrent que 52 eo du nickel de la fraction serpentinique ont été extraits, ce qui confirme que la lixiviation des minerais serpentiniques est beaucoup moins efficace en l'absence

dtun réglage redox à la valeur avantageuse selon l'in-

vention, même en présence dtun mélange de matières conte-

nant des oxydes.

Le tableau VI montre les conditions de lixivia-

tion et les résultats analytiques des exemples 5 et 6

(voir tableau VI page 20).

Tableau 1: Composition du minerai Poids % charge + de 0,15 mm - de 0,15 mm Ni 1,80 1,97 1,68 Co 0,050 0,02 0,07 Fe 18,9 9,5 ,2 MnO 0,31 0,18 0,40 Cr203 0,97 0,86 1,05 Sio2 31,4 36,3 27,4 AI203 ,10 2,90 6,57 MgO 1(,2 ,6 9,9 Distribution (%) o r->4 -Pl

TABLEAU II:

Test Mri Lixiviation atmosphérique sur 150 g de minerai + de 0,15 mm à 80 C et pH 1,7 Résidu Durée de Lixiviation (hi _ pH de la Redox,mV suspension mesurèe finale -con reSCE 1,7 1,8 Perte de poids pendant la lixi-' g viation %

122 18,7

106 29,3

Composition Ni Co

1,38 1,11

0,57 0,11

F e ,6 8,0 Dissolution Ni MgO 7o A. %o ui

TAB1,IEAU III: Lixiviation atmosphérique sur 150 g de minérai -

Durée de lixiviation

pH pen-

dant la lixi- viation 1,8 1,0 Redox de

la sus-

pension mV contre SCE Résidu Composition g Ni Co Fe

106 0,57 0,011

8,0

96 0,31 0,008 6,5

Dissolution Ni Fe MgO

37 70

88 5' 69.

0o Test No !84 -t J LY. mm à 80'C % TABLEAU IV: Analyse de la charge et du résidu en % Ni Co Composition de la charge 1,80 0,050 Fe MgO

18,9 16,2

Résidu: 220 g 0,14 0,004 20,6 Cr203 A1203 SiO2 0,97

2,4 0,99

,1 31,4

4,8 43,4

TABLEAU V

Composition Ni de la solution de la liqueur de lixiviation (g/l) Fe Mg AI

34,0 2,0

6,7 8,6

TABL[AU VI: Conditions de lixiviation et analyses, pression atmosphérique et 85 C.

Durée

de li-

xivia-

pH tion(h)

1.7 4

243 1,7

206 1,8 3,8

208 1,7 4,5

Résidu Redox mV Ni Co Fe

L04 1,22 0,009 8,9 24,1

82 0,50 0,009 7,1 15,7

215 0,17 0,004 21,1 5,1

225 0,18 0,005 22,0 4,9

210 0,47

Ex tra it

A G; C"

Observations 37 Lixiviation acide du minerai serpentinique 72 I. ixiviation ' l'acide + SO2 de mineerai serpentinique 83 Lixiviation à l'acide + SO2 d'une suspension serpentinique et 1 imonitique o 383,5 Lixiviation à l'acide

+ SO2 du minerai ser-

pentinique eneprésence d'un résidu limonitique sous forme de tourteau de filtrage - 20,7 8,9 52 Lixiviation à l'acide du minerai serpentinique en présence d'un résidu limonitique sous forme de tourteau de filtrage r% %O % w- Test No

205 ' 1,7

- - 1-.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Procédé de solubilisation de la magnésie et du

nickel dans un minerai serpentinique nickelifère, consis-

tant à lixivier le minerai avec une solution aqueuse d'aci-

de sulfurique pour.obtenir le maximum d'extraction du nickel compatible avec une extraction minimale de fer et

de magnésie et une consommation minimale d'acide, carac-

térisé en ce qu'on augmente la réactivité du minerai ser-

pentinique en ajoutant à la solution un agent réducteur pour maintenir le potentiel redox de la solution à une

valeur de 200 à 400 mV mesuré contre une électrode de colo-

mel saturée (SCE).

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on règle le potentiel redox de la solution en ajoutant à cette dernière iun agent réducteur qui peut *tre

solide, liquide ou gazeux.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent réducteur est un composé contenant du

soufre choisi parmi l'anhydride sulfureux, l'acide sulfu-

reux, les bisulfites de métaux alcalins et les bisulfites

de métaux alcalino-terreux.

4 - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caracté-

risé en ce qu'on augmente encore plus la réactivité du

minerai serpentinique en effectuant la lixiviation en pré-

sence d'un mélange de composés oxydants constitués d'au moins deux composés choisis parmi l'oxyde ferrique, l'oxyde ferrique hydraté, le sulfate ferrique basique, la silice,

le silicate ferrique, l'alumine et l'alumine hydratée.

- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mélange des composés oxydants est contenu dans le résidu provenant de la lixiviation de la iimonite

nickelifère à une température élevée avec l'acide sulfurique.

6 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'acide sulfurique est l'acide résiduel et en ce que le mélange des composés oxydants est contenu dans le résidu solide provenant tous deux de la lixiviation de la

limonite nickelifère à une température élevée.