Lhydromtallurgie du zinc

Jean-Louis Vignes 2007Dcompose en 3 tapes successives :

- la lixiviation

- la purification

- l'lectrolysePrincipe de lhydromtallurgie du zinc

Jean-Louis Vignes 2007La lixiviationchoix de la solution lixiviante- oxydes basiques- quel acide choisir ?acide non oxydant- non gnant pour l'lectrolyse finaleHCl, H2SO4- bon march- de plus production interne lors du grillage

Jean-Louis Vignes 2007La lixiviation- lors de la lixiviation ralisation dune 1re purificationavec limination des composs insolubles : Au, Ag, PbSO4, SiO2 dissolution de la ferrite : emploi de H2SO4 concentr 95C- ralise avec H2SO4 2 mol.L-1, vers 60C

Jean-Louis Vignes 20072me purification : limination de FepH de dbut de prcipitation de divers hydroxydespour 1 mol.L-1 de Mz+- oxydation de Fe (II) en Fe (III)- augmentation du pH 5 comment procder sans ajouter de nouvelles impurets ?- ajout de calcine : ZnO + H+pH = 14 1/zpKs 1/z log[Mz+]

hydroxydespHSb (III)< 0Sn (II)2Fe (III)2In (III)3,6Al (III)4,0Cu (II)5,2Zn (II)6,5Fe (II)7,0Ni (II)7Co (II)7,5Cd (II)8Mn (II)8,5

Jean-Louis Vignes 20072me purification : limination de Feproblme de la floculation de l'"hydroxyde" de fer (III) l'"hydroxyde" de fer (III) reste en suspension stable- difficile liminer par dcantation ou filtration- changement de la nature du prcipit : procd " la jarosite"6Fe3+ + 4SO42- + 2NH4+ + 6H2O Fe6(OH)12(SO4)4(NH4)2 + 12 H+ la jarosite est le tmoin de la prsence d'eau sur Mars

Jean-Louis Vignes 20072me purification : limination de Fe- limination de : Fe, Al, Ga, In, Sb, Sn, As, Ge et Cu partiellement - Composition de la solution aprs la 2me purification

Zn2+Mg2+Mn2+Cu2+Cd2+Co2+Ni2+150g.L-15 15g.L-12 10g.L-10,1 1g.L-10,1 0,5 g.L-11 20 mg.L-12 10 mg.L-1

Jean-Louis Vignes 20073me et dernire purificationcmentation Comment rduire Cu2+, Ni2+, Co2+, Cd2+ sans apporter de nouvelles impurets ?- l'aide de Zn c'est une raction liquide-solide qui impose une grande surface de raction- poudre fine de Zn : 30 mm- obtention d'un cment trait par ailleurs

Jean-Louis Vignes 2007Purifications rsumes surun diagramme potentiel - pHConcentrations maximales admissiblesavant lectrolyse

ImpuretsTeneur maximale(mg.L-1)Ge0,001Sb0,1Ni0,2Co0,2Cd2Fe10

Jean-Louis Vignes 2007l'lectrolyse la cathode l'anodeZn2+ + 2 e- ZnH2O 2 H+ + O2 + 2 e-anode en Pbcathode en AlZn2+ZnPbH+Pb2++ SO42-

Jean-Louis Vignes 2007l'lectrolysecourbes intensit - potentielobtention de Zn possible grce la surtension de H2 sur la cathode tension : 3,2 3,7 V- densit de courant : 400 700 A.m-2- obtention Zn 99,995 %

Jean-Louis Vignes 2007Hall d'lectrolyse de l'usine Umicore de Balen (Belgique) 140 cellules avec par cellule : 96 cathodes 97 anodes surface lectrodes : 3,2 m2- production : 740 t/jour- dure de dpt : 40 hl'lectrolyse