PRINCIPES GENERAUX

Les procédés métallurgiques ne permettent pas d« traiter avec économie des minerais tenant moins de « ou 3,5 pour 100 de cuivre ; pour extraire le cuivr de minerais pauvres, on a recours au procédé de 1 voie humide, qui consiste à dissoudre le cuivre dan une solution acide ou saline, pour le séparer des ma

PRINCIPES OÊXÉRAU^ 2lS

tières stériles qui l'accompagnent» puis à le précipiter à l'état métallique par des réactions chimiques. La voie humide s'applique également au traitement de produits cuivreux divers, mattes, crasses, etc., qui renferment des métaux précieux, qu'on pourrait difficilement isoler par une fusion.

Ces procédés ont pris une grande extension dans ces dernières années; ils ont permis de traiter des minerais, qu'on négligeait autrefois à cause de leur pauvreté, et produisent actuellement environ 40 pour 100 du cuivre extrait dans le monde entier.

Comme le cuivre ne forme qu'une faible partie des minerais, il est nécessaire que les procédés puissent s'appliquer sans grands frais à de grandes quantités de matières ; on ne peut donc songer à transporter les minerais au loin, il faut les traiter sur place avec des réactifs à bon marché. Les rainerais à gangue quartzeuse se prêtent très bien au traitement par la voie humide, parce que les acides n'ont aucune action sur la gangue; les minerais calcaires sont au contraire très difficiles à traiter, car la chaux se dissout en même temps que le cuivre et exige par conséquent des quantités considérables de réactifs.

Le cuivre est généralement contenu dans les minerais à l'état de sulfure, plus rarement à l'état de carbonate, d'arséniate ou de silicate.

Les combinaisons oxydées sont solubles dans les Bciàes dilués, tels que l'acide sulfuncgae om Y^^\^^

chlorhydrique. Les sulfures au contraire ne sont que peu solubles,et doivent être transformés soit en sulfates, soit en chlorures avant d*être soumis à l'action des dissolvants.

La sulfatisation peut se faire lentement à froid sous l'action de Tair; ainsi les eaux qui sortent des anciennes galeries de mines sont chargées de sulfates métalliques. Plus généralement, on détermine la transformation des sulfures en sulfates par un grillage oxydant, effectué soit en tas, soit dans un des fours que nous avons décrits à propos du grillage des minerais, traités par les opérations métallurgiques*

La transformation des sulfures en chlorures s'obtient également par un grillage ; mais au lieu de laisser agir l'oxygène seul sur les minerais, on les mélange de chloru e de sodium, qui détermine la chloruration.

Les minerais sulfatés ou chlorurés sont soumis à un lessivage méthodique, qui leur enlève tous les sels de cuivre qu'ils contiennent ; la dissolution obtenue est traitée par de vieilles ferrailles, dont le fer se substitue au cuivre dans ses sels et produit un précipité de cuivre métallique, appelé cément^ qu'on rafâne ensuite dans des fours à réverbère.

Telle est, dans ses grandes lignes, la méthode de traitement des minerais de cuivre par la voie humide. Pour bien la faire comprendre dans ses détails, nous décrirons quelques-unes des installations les plus importantes qu'on rencontre en Europe ou en Amérique.

PROCÉDÉS EMPLOYES A RIO-TINTO 2l7

PROCEDES EMPLOYES A RIO-TINTO

Les minerais de Rio-Tinto, formés de pyrite de fer contenant 2,5 pour 100 de cuivre, sont, comme nous l'avons dit plus haut, grillés en tas à Tair libre. Les minerais grillés sont placés dans de grands bassins de lessivage, bâtis en maçonnerie. — Ces bassins, de 30 mètres de longueur, 10 mètres de largeur, l",50de profondeur, sont munis d'un faux fond en planches légèrement incliné; des fentes pratiquées dans ce plancher permettent au liquide qui a filtré à travers la masse de s'écouler dans le sous-sol, et delà, par des écluses de vidange, dans des bassins de cémentation. Le lessivage se fait par l'eau, qu'on renouvelle plusieurs fois jusqu'à ce qu'elle ne contienne plus trace de cuivre. Les résidus de lavage sont mélangés avec des minerais menus et mis en tas de 3 à 4 mètres de haut, dans lesquels sont ménagés des canaux pour la circulation de l'air. Sous l'influence des agents atmosphériques, la masse s'échauffe, les sulfures qui n'avaient pas été oxydés pendant le premier grillage se transforment en sulfates, et, au bout de six à huit semaines, on soumet le minerai à un second lessivage ; on expose de nouveau le résidu à l'air, on le lessive encore et ainsi de laite pendant environ deux ans ; au bout de cette période, les minerais sont épuisés et ne contiennent plus que

Wfiisa, Le Gaivre. i3

quelques millièmes de cuivre. A Rio-Tinto et à Tharsis, 500.000 tonnes de minerais sont constamment en traitement ; les tas de grillage et les bassins sont régulièrement disposés et reliés par des voies ferrées.

La liqueur chargée de sulfate de cuivre s'écoule dans une série de canaux maçonnés de 600 mètres de longueur, au fond desquels on a placé des saumons de fonte et de vieilles ferrailles, qui précipitent le cuivre à l'état de cément. Au sortir de ces canaux, la liqueur, qui ne CDutient plus que quelques grammes de cuivre par mètre cube, est renvoyée à l'aide de pompes dans les bassins de lessivage, où elle sert de nouveau comme dissolvant.

Le cuivre de cément obtenu est très impur ; sa composition moyenne est la suivante :

Cuivre

Argent

Plomb.

Bismuth

Fer .

Antimoine

Arsenic •

51,90 Soufre 5,10

2,35 Chaux 0,60

1,45 Chlorure de sodium. 0,40

4,95 Sulfate de soude. . 1,40

7 » Sable 5 »

0,50 Perte au feu et di-

2,25 vers .... 16 »

On commence par le griller au four à réverbère pour éliminer l'arsenic, puis on Texpédie à des usines anglaises et allemandes, qui extraient par des procédés spéciaux l'argent qu'il contient,

La consommation de fonte est de 1700 kilogrammes environ par tonne de cuivre ; pour éviter la dépense qui

PROCEDE DOBTSGM 219

en résulte, on a essayé à Rio-Tinto, de précipiter le cuivre par de Thydrogène sulfuré produit en faisant passer un mélange d'eau et d*acide sulfureux sur du coke porté au rouge ; ce procédé n*a pas donné des résultats satisfaisants. Le sulfure de cuivre obtenu était trop impur.

D'après M. Cumenge, les frais de traitement par tonne de minerai s'élèveraient aux chi£fres suivants :

GriDage 0,90

Cémentation 2,80

Valeur du minerai 4 »

Total 7,70

PROCEDE DOETSGH

Le procédé de sulfatation des minerais a été partiellement remplacé par le procédé Doetsch, qui substitue au grillage oxydant une réaction chlorurante, basée sur raction du chlorure ferrique sur les sulfures de cuivre. Au contact du chlorure ferrique les sulfures de cuivre se transforment en chlorures, tandis que les sulfures de fer ne sont pas attaqués.

GuS + Fe«a» =x 2FeCl« + GuO 4- S Cu«S + Fe«Gl« =* 2FeGl« + GuGl* -+- S

Le chlorure ferrique sépare donc le cuivre de sa

gangue sans dissoudre le fer. La liqueur contenant le chlorure de cuivre est ensuite traitée par le fer, qui précipite du cuivre de cément.

2GuCl4-Fe = 2Cu + FeCl« GuGl» 4- Fe = Cu -H- FeGl«

La solution de chlorure ferrique s'obtient en dissolvant du sel marin dans du sulfate ferrique ; il se forme du sulfate de soude et du chlorure ferrique.

Pour appliquer le procédé Doetsch, on commence par concasser le minerai en fragments de moins de 1 centimètre, puis on le mélange de 2 pour 100 de sel maria et ferrique, et on Tempile en tas de 4 mètres de hauteur de sulfate sur 15 mètres de longueur et de largeur ; des canaux horizontaux et des cheminées verticales y sont ménagés, pour la circulation de Tair et de l'eau. Sur le faîte du tas, on dispose des plates-formes, qui servent à distribuer de Teau uniformément dans la masse. L'eau, ens'infîltrant à travers le minerai, dissout le sel et le sulfate de fer, qui réagissent Tun sur l'autre en donnant du chlorure ; la solution chlorurée attaqua les sulfures de cuivre, et s écoule par les canaux hori^ zontaux dans les bassins, où elle est cémentée au moy de fontes et de vieilles ferrailles. La consommation fonte est d'environ 1100 kilogrammes par tonne cuivre ; le cément tient 80 à 85 pour 100 de cuivre.

Les eaux cémentées contiennent du chlorure ferreux pour qu'elles puissent servir de nouveau au lessivag

PROCÉDÉ DOETSGH $21

il est nécessaire de régénérer le chlorure ferrique. A cet effet, on les élève au moyen de pompes à revêtement intérieur en caoutchouc durci, et on les fait tomber dans une tour remplie de fragments de coke, au travers desquels monte un courant de chlore, produit par TactioD, dans un four à réverbère, de chlorure de sodium sur du sulfate de fer en présence d*un excès d*oxygène.

2FeS0* -h 4NC1 + 30 = Fe«03 + 2Na«S0* + 4a Fe«SO» + 2NG1 + 0 = 2Fe«03 + Na«SO* + 2C1

Le chlore transforme le chlorure ferreux en chlorure ferrique, qu'on fait servir de nouveau au lessivage.

L'opération du lessivage dure environ deux ans ; au bout de ce temps, il ne reste plus que 0,50 pour 100 de cuivre dans les minerais.

Le procédé Doetsch a le grand avantage de supprimer les fumées d'acide sulfureux, qui ont dénudé anciennement les campagnes de Rio-Tinto ; il diminue beaucoup la dépense de fonte nécessaire pour la cémentation et ne consomme que du sel marin et du sulfate de fer, qu'on se procure facilement à bas prix.

D'après M. Gumenge, par tonne de cuivre de cément, les frais de fabrication sont les suivants :

Dissolution 83 fr.

Cémentation 181 —

Frais généraux • . . 28 —

292 fi'.