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Title:
METHOD FOR SELECTIVE LEACHING OF ZINC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/074522
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for selective leaching of metal zinc, comprising the following consecutive steps: a) providing a mixture of solid particles comprising metal zinc and metal copper in alloy form, b) immersing the mixture at least partially in a liquid solution comprising an acid and optionally Mn+ metal ions in the liquid solution, the Mn+/M pair having a standard redox potential greater than that of the Zn2+/Zn pair, c) controlled addition of an oxidant to the liquid solution so as to keep the Cu2+ copper ions at a molar concentration below 0.5M, the Cu2+ copper ions being generated through oxidation of the metal copper or being optionally included in the liquid solution when the Mn+ metal ions are Cu2+ copper ions.

Inventors:
GEORGEAUD VINCENT (FR)
DIAMAND AURIANE (FR)
LESCOURRET ANNE-SOPHIE (FR)
Application Number:
PCT/FR2020/051813
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 14, 2020
Export Citation:
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Assignee:
VEOLIA ENVIRONNEMENT VE (FR)
International Classes:
C22B19/30; C22B7/00; C22B15/00
Foreign References:
US1353773A1920-09-21
US1402015A1922-01-03
Other References:
ORHAN ÇAKIR: "Photochemical Machining of Brass With Cupric Chloride Etchants", 31 December 1996 (1996-12-31), Cranfield University, pages 1 - 234, XP055705799, Retrieved from the Internet [retrieved on 20200617]
SELVARAJ S ET AL: "Dezincification of brass and its control - An overview", CORROSION REVIEWS, DE GRUYTER, DE, vol. 21, no. 1, 1 January 2003 (2003-01-01), pages 41 - 74, XP009180269, ISSN: 0048-7538, DOI: 10.1515/CORRREV.2003.21.1.41
L BURZINSKA ET AL: "THE CORROSION OF Cu-47.3 at% Zn BRASS IN AERATED l.OM HCl", CORROSION SCIENCE, 31 March 1996 (1996-03-31), pages 337 - 347, XP055767169, Retrieved from the Internet [retrieved on 20210120]
Attorney, Agent or Firm:
NOVAGRAAF TECHNOLOGIES (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Procédé de lixiviation sélective de zinc métallique comprenant les étapes successives suivantes : a) fourniture d’un mélange de particules solides comprenant au moins du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, b) immersion au moins en partie dudit mélange dans une solution liquide comprenant un acide et optionnellement des ions métalliques Mn+ dans ladite solution liquide, le couple Mn+/M présentant un potentiel standard d’oxydoréduction supérieur à celui du couple Zn2+/Zn, c) ajout contrôlé d’un oxydant dans ladite solution liquide de manière à maintenir les ions cuivriques Cu2+ à une concentration molaire inférieure à 0,5M, lesdits ions cuivriques Cu2+ étant générés par oxydation dudit cuivre métallique ou étant optionnellement compris dans ladite solution liquide lorsque les ions métalliques Mn+ sont des ions cuivriques Cu2+.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, selon lequel les particules solides comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée sont des particules solides de laiton.

[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, selon lequel l’oxydant est ajouté, lors de l’étape c), de manière à maintenir en outre la concentration molaire en ions métalliques Mn+, lorsque ladite solution liquide en comprend, dans ladite solution liquide entre 0.2 et 0.5M.

[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel ledit oxydant est choisi parmi l’air, O2, O3, H2O2, et leurs mélanges.

[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel les ions métalliques Mn+ sont choisis parmi Fe2+, Fe3+, Ni2+ ou Cu2+ou leurs mélanges.

[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel ledit acide est choisi parmi l’acide sulfurique, l’acide sulfamique ou l’acide méthanesulfonique, et leurs mélanges. [Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel ledit acide est l’acide sulfurique dont la concentration dans ladite solution est comprise entre 15 et 300 g/L.

[Revendication 8] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel ladite solution liquide comprend en outre des ions chlorures.

[Revendication 9] Procédé selon la revendication 8, selon lequel la concentration ions chlorures dans ladite solution liquide est inférieure ou égale à 1 g/L.

[Revendication 10] Procédé selon la revendication 8, selon lequel la concentration en ions chlorures dans ladite solution liquide est comprise entre 5 mg/L et 100 mg/L.

[Revendication 11] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre une étape consistant à mesurer, en fonction du temps, la concentration en zinc de ladite solution liquide.

[Revendication 12] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, selon lequel la température de ladite solution est comprise entre 50 et 110°C.

[Revendication 13] Procédé selon la revendication 12, selon lequel la température de ladite solution est comprise entre 75 et 95°C.

[Revendication 14] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant en outre une étape de réduction physique des particules solides de manière à diminuer au moins leur plus petite dimension préalablement à l’étape a) de fourniture du mélange de particules solides.

[Revendication 15] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, selon lequel les particules solides fournies à l’étape a) de fourniture présentent, comme plus petite dimension, une dimension inférieure ou égale à 3 mm.

Description:
Description

Procédé de lixiviation sélective de zinc

[1] L’objet de la présente divulgation se rapporte à un procédé de lixiviation sélective de zinc métallique compris dans un mélange de particules solides comprenant au moins du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée.

[2] Par zinc métallique et cuivre métallique, au sens de la présente divulgation, on entend du zinc et du cuivre au degré d’oxydation zéro.

[3] Il est connu que le zinc métallique perturbe fortement la mise en œuvre de récupération, par la méthode courante d'électroraffinage en milieu sulfurique, du cuivre métallique présent dans le mélange précité. Éliminer alors le zinc métallique avant de procéder à G électroraffinage est essentiel. Par exemple, il est possible pour ce faire de procéder à une dissolution acide qui permet d’éliminer le zinc métallique, présent sous forme libre et/ou alliée à l’aluminium (zamak), dans le mélange métallique à traiter. Cependant, il est à noter qu’à la suite de cette dissolution, une part importante de zinc qui n’a pas réagi reste dans le mélange; il s’agit du zinc allié au cuivre sous forme de laiton (on dit alors que le zinc est laitonné), qui va toujours fortement impacter l’efficacité de l’étape d’électroraffinage du cuivre métallique. Une étape spécifique supplémentaire doit donc être mise en œuvre pour éliminer spécifiquement et sélectivement le zinc laitonné.

[4] Actuellement, pour extraire sélectivement du zinc compris dans un mélange de particules solides comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, par exemple dans un alliage comprenant du cuivre et du zinc, typiquement un alliage de laiton, on utilise soit des procédés pyrométallurgiques, soit des procédés hydrométallurgiques. Par exemple, on introduit actuellement l’alliage de laiton dans un four pyrométallurgique classique, soit pour faire un nouvel alliage de laiton, soit pour sublimer le zinc métallique dans les fumées, puis on récupère le cuivre métallique présentant alors une pureté élevée. Les procédés hydrométallurgiques, utilisant notamment de l’acide sulfurique, mènent à la dissolution complète du cuivre et du zinc pour ce type d’alliage, avant de réaliser une étape de récupération sélective du cuivre dissout, par exemple par cémentation avec de la poudre de zinc.

[5] Toutefois, de tels procédés présentent des inconvénients comme :

- une consommation énergétique importante dans les procédés pyrométallurgiques,

- une consommation importante de réactifs dans les procédés hydrométallurgiques, notamment lorsque le zinc ne représente qu’une faible proportion du mélange de particules solides composées majoritairement de cuivre,

- une consommation de zinc liée à la quantité de cuivre à cémenter dans une solution dans laquelle sont dissous le zinc et le cuivre, ou encore

- le fait que le cuivre récupéré sous forme de poudre ou fines particules solides après cémentation est pollué par du zinc, ce qui nécessite une étape de fusion puis d’ électro-raffinage supplémentaire pour améliorer sa pureté.

[6] Il existe donc un besoin de fournir un procédé palliant les inconvénients précités et permettant d’éliminer sélectivement le zinc compris initialement dans un mélange de particules solides comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée.

[7] Pour résoudre un ou plusieurs des inconvénients cités précédemment, l’objet de la présente divulgation porte sur un procédé de lixiviation sélective de zinc métallique comprenant les étapes successives suivantes : a) fourniture d’un mélange de particules solides comprenant au moins du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, b) immersion au moins en partie du mélange dans une solution liquide comprenant un acide (ions H + ) et optionnellement des ions métalliques M n+ dans ladite solution liquide, le couple M n+ /M présentant un potentiel standard d’oxydoréduction supérieur à celui du couple Zn 2+ /Zn, c) ajout contrôlé d’un oxydant dans la solution liquide de manière à maintenir les ions cuivriques Cu 2+ à une concentration molaire inférieure à 0,5M, lesdits ions cuivriques Cu 2+ étant générés par oxydation dudit cuivre métallique ou étant optionnellement compris dans ladite solution liquide lorsque les ions métalliques M n+ sont des ions cuivriques Cu 2+ .

[8] Il est à noter que par ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation, au sens de la présente divulgation, on entend des ions cuivriques Cu 2+ issus de l’oxydation du cuivre métallique compris dans le mélange de particules solides.

[9] L’oxydation du cuivre métallique peut être générée par l’ajout de l’oxydant dans la solution liquide initiale lorsque celle-ci est exempte d’ions cuivriques Cu 2+ en tant qu’ions métalliques M n+ et peut également, notamment en fin de réaction comme expliqué par la suite, être générée lorsque le zinc métallique compris dans le mélange de particules solides devient difficilement accessible chimiquement.

[10] Ainsi, les ions métalliques Cu 2+ sont soit uniquement générés ab initio par oxydation, soit introduits en outre dans la solution liquide initiale, c’est-à-dire avant la mise en œuvre de l’étape c) d’ajout contrôlé de l’oxydant, sous forme d’ions métalliques M n+ prenant la forme d’ions cuivriques Cu 2+ .

[11] Par solution liquide initiale, au sens de la présente divulgation, on entend l’état de la solution liquide avant la mise en œuvre de l’étape c) d’ajout d’un oxydant.

[12] Il est à noter que 0.5M correspond à une concentration molaire, dans la solution liquide, en ions cuivriques Cu 2+ égale à 0.5 mol/L, ce qui correspond à une concentration massique égale à 0.5 * la masse molaire des ions dont il est question, en l’occurrence ici des ions cuivriques Cu 2+ . La masse molaire des ions cuivriques Cu 2+ est environ égale à 63,5 g/mol. Ainsi, à l’étape c), l’ajout de l’oxydant est alors contrôlé de sorte à maintenir la concentration massique en ions cuivriques Cu 2+ inférieure à environ 31,8 g/L (0.5 mol/L * 63.5 g/mol).

[13] Par particules solides, on entend, au sens de la présente divulgation, des objets solides pouvant présenter, comme plus petite dimension, une dimension de l’ordre du millimètre ou inférieure au millimètre. Il est à noter que dans le cas où les objets solides sont des objets tubulaires, la plus petite dimension est considérée comme étant l’épaisseur de parois et non le diamètre. Il est à noter que par ailleurs, le mélange de particules solides peut comprendre en outre des particules inertes.

[14] Par particules inertes, au sens de la présente divulgation, on entend des particules présentes dans le mélange de particules solides et qui ne sont pas transformées lors de la mise en œuvre du procédé de lixiviation selon l’invention. Par exemple, comme particules inertes, on peut avoir des particules en acier inoxydable, en titane, en zirconium, en métaux précieux, en minéraux inertes (tels que les silicates, les oxydes de titane, autres oxydes métalliques), en organiques inertes (tels que les plastiques en polypropylène PP, polyéthylène PE, polychlorure de vinyle PVC).

[15] Par ajout contrôlé, on entend, au sens de la présente divulgation, un ajout en continu ou un ajout intermittent.

[16] Par ions métalliques M n+ , on entend, au sens de la présente divulgation, des ions issus d’un métal avec n égal à 1, 2, 3 ou plus, de préférence n égal à 2 ou 3.

[17] Le procédé selon la présente divulgation permet entre autre :

- de réduire la consommation de réactifs, notamment d’acide et de zinc métallique, par rapport aux procédés hydrométallurgiques actuellement utilisés,

- de réduire la consommation d’énergie par rapport aux procédés pyrométallurgiques actuellement utilisés, - de garder le cuivre sous forme métallique,

- de ne pas former d’oxyde d’azote lié à l’utilisation d’acide nitrique comme c’est le cas, par exemple, dans certains procédés hydrométallurgiques actuellement connus.

[18] Le procédé selon la présente divulgation s’appuie sur deux mécanismes réactionnels :

- l’oxydation du zinc métallique en ions Zn 2+ par les ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou, le cas échéant, par les ions métalliques M n+ compris en outre dans la solution liquide initiale (ces ions métalliques M n+ pouvant être des ions cuivriques Cu 2+ ), et

- la régénération des ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou, le cas échéant la régénération des ions métalliques M n+ lorsque ladite solution liquide initiale en comprend (ces ions métalliques M n+ pouvant être des ions cuivriques Cu 2+ ), par oxydation contrôlée en milieu acide oxydant.

[19] En particulier, le premier mécanisme réactionnel est lié à l’oxydation du zinc métallique Zn° avec les ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou les ions métalliques M n+ lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, à savoir au moins la réaction suivante : x Zn° + 2 M n+ x Zn 2+ + 2 M ( ' vx) avec x entier inférieur ou égal à n et avec M n+ pouvant être Cu 2+ .

[20] Pour compenser la consommation en M n+ (qui peut être du Cu 2+ ) liée au premier mécanisme réactionnel, le deuxième mécanisme qui a lieu est celui lié à l’oxydation des ions métalliques M ( ' vx) selon la réaction suivante :

2 M (n x)+ + 2x H + + x/20 2 M n+ + x H 2 0.

[21] Les deux mécanismes réactionnels cités ci-avant permettent en particulier d’éliminer sélectivement le zinc métallique suite à son oxydation par les ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou par les ions métalliques M n+ pouvant également être des ions cuivriques Cu 2+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, cette oxydation ayant lieu suite à la diffusion des ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou par des ions M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, au sein des particules solides métalliques. Ce mécanisme témoigne d'une cinétique rapide lors des premières minutes de réaction lorsque le zinc métallique est facilement accessible en surface des particules solides métalliques. Le reste de la réaction nécessite la diffusion des ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou celle des ions métalliques M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, au sein des particules pour également s’attaquer au zinc métallique en profondeur et présente donc des cinétiques plus faibles. [22] L’ajout contrôlé de l’oxydant dans la solution liquide permet de maintenir, par exemple, constante la concentration en ions cuivriques Cu 2+ et en ions métalliques M n+ (si les ions métalliques M n+ sont différents des ions cuivriques Cu 2+ ), lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, pour entretenir la réaction d’oxydation du zinc métallique. Si l’oxydant est introduit en défaut, alors la quantité d’ions Cu 2+ ou M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, va diminuer et la réaction d’oxydation du zinc sera ralentie voire arrêtée. Si l’oxydant est introduit en excès, alors non seulement les ions Cu 2+ ou M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, seront oxydés, mais le cuivre métallique présent dans les particules solides de zinc et de cuivre métalliques sous forme alliée sera aussi en partie oxydé, ce qui se traduira par une augmentation de la concentration en ions cuivriques dans la solution. Ainsi, en contrôlant l’ajout d’oxydant, il est possible d’enrichir la solution liquide en ions Zn 2+ issus du mélange de particules solides comprenant au moins du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, sans enrichir la solution liquide en ions Cu 2+ . Le suivi de la concentration en ions Cu 2+ permet donc de s’assurer que l’oxydant est bien utilisé pour la régénération des ions Cu 2+ ou M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, et non pour l’oxydation incontrôlée du cuivre métallique présent dans l’alliage et qui donne lieu à une libération importante d’ions Cu 2+ . L’ajout de cet oxydant peut être réalisé, par exemple, par l’ajout de peroxyde d’hydrogène (H2O2) directement dans la solution, et/ou par bullage d’un gaz contenant de 20 à 100% de dioxygène. La quantité de dioxygène introduite lors de l’utilisation de peroxyde d’hydrogène est donnée par l’équation de dismutation du peroxyde d’hydrogène (H2O2) en milieu acide H2O2 ® ½ O2 + H2O. La quantité de dioxygène à introduire dans la solution liquide varie selon les oxydants utilisés de 0.1 à 20 mok2/h.kgZn allié-

[23] Il est à noter qu’en fin de réaction, lorsque la mise en œuvre de l’étape d’ajout contrôlé de l’oxydant est arrêtée, cela entraîne l'arrêt de la régénération d’ions cuivriques Cu 2+ ou d’ions métalliques M n+ , lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, et donc l’appauvrissement des ions cuivriques Cu 2+ ou des ions métalliques M n+ , le cas échéant, dans la solution liquide s’il reste encore du zinc métallique allié dans le mélange de particules solides.

[24] Il est à noter que la fin des deux mécanismes réactionnels peut être observée lorsqu’il y a une augmentation brusque de la concentration en ions cuivriques Cu 2+ dans ladite solution liquide. En effet, si le maximum de zinc a été récupéré et qu’il devient difficilement accessible chimiquement, alors les ions cuivriques Cu 2+ générés par oxydation ou les ions M n+ (qui peuvent être des ions cuivriques Cu 2+ ), lorsque ladite solution liquide initiale en comprend, ne seront plus réduits par l’oxydation du zinc, donc l’oxydant ajouté en solution commencera à oxyder le cuivre métallique présent dans les particules solides de zinc et de cuivre métalliques sous forme alliée (alliage laitonné par exemple) et la concentration en ions cuivriques dans la solution liquide augmentera brusquement.

[25] Ainsi, en fin de réaction, on peut également avoir génération d’ions cuivriques Cu 2+ par oxydation lorsque le zinc métallique compris dans le mélange de particules solides devient difficilement accessible chimiquement. En particulier, lorsque le zinc métallique compris dans le mélange de particules solides est difficilement accessible chimiquement, des ions cuivriques Cu 2+ sont alors en outre générés par oxydation du cuivre métallique alors que la solution liquide comprend déjà des ions Cu 2+ (ceux générés lors de la mise en œuvre de l’étape c) d’ajout contrôlé d’un oxydant ou ceux compris dans la solution liquide en tant qu’ions métalliques M n+ ).

[26] Par zinc métallique difficilement accessible chimiquement, on entend au sens de la présente invention, du zinc qui ne se retrouve pas directement à la surface des particules solides compris dans le mélange et pour lequel la cinétique de sa réaction d’oxydation est très fortement ralentie.

[27] Une fois les deux mécanismes finis et après avoir arrêté la réalisation de l’étape c) d’ajout de l’oxydant, les particules solides dézinguées sont retirées de la solution liquide. Il est à noter que cette solution liquide peut être utilisée pour lixivier le zinc compris dans un autre mélange de particules solides, jusqu'à saturation de la solution en ions zinc.

[28] De préférence, les particules solides comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée peuvent être des particules solides de laiton. Par exemple, les particules de laiton peuvent présenter environ 70% de cuivre et 30% de zinc.

[29] Cependant, les particules solides comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée peuvent être soit exclusivement constituées de zinc et cuivre métalliques alliés, soit être constituées de zinc métallique allié au cuivre et au moins d’un autre métal ou alliage métallique.

[30] En outre, l’étape c) d’ajout contrôlé d’un oxydant dans la solution liquide peut être mise en œuvre également de manière à maintenir la concentration molaire en ions métalliques M n+ , lorsque la solution liquide en comprend, inférieure à une valeur de concentration prédéfinie ou entre deux valeurs prédéfinies.

[31] De préférence, l’oxydant peut être ajouté, lors de l’étape c), de manière en outre à maintenir la concentration molaire en ions métalliques M n+ , lorsque ladite solution liquide en comprend, dans ladite solution liquide entre 0,2 et 0,5M. [32] De préférence, l’oxydant peut être choisi parmi l’air, O2, O3, H2O2, et leurs mélanges.

[33] De préférence, les ions métalliques M n+ , pouvant être compris dans ladite solution liquide, peuvent être choisis parmi Fe 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ ou Cu 2+ ou leurs mélanges.

[34] Dans le cas où les ions métalliques M n+ compris en outre dans la solution liquide sont des ions cuivriques Cu 2+ , alors l’étape c) est mise en œuvre de manière à maintenir la concentration molaire en ions cuivriques Cu 2+ dans ladite solution liquide entre 0,2 et 0,5M.

[35] Dans le cas où les ions métalliques M n+ compris en outre dans la solution liquide ne sont pas des ions cuivriques Cu 2+ , alors l’étape c) est mise en œuvre de manière, à la fois, à maintenir la concentration molaire en ions cuivriques Cu 2+ inférieure à 0,5M, et également à maintenir la concentration molaire en ions métalliques M n+ dans ladite solution liquide entre 0,2 et 0,5M.

[36] Par ailleurs, il est à noter que, le cas échéant, les ions métalliques M n+ de la solution liquide dans laquelle le mélange est immergé (étape b) peuvent, de préférence, être du Fe 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ ou Cu 2+ , alors que l’ajout contrôlé de l’oxydant (étape c) est nécessairement au moins contrôlé au regard de la concentration molaire en ions cuivriques Cu 2+ . Les ions cuivriques Cu 2+ dont la concentration molaire est contrôlée sont nécessairement au moins issus du mélange de particules solides comprenant au moins du zinc et du cuivre, mais peuvent également être issues de la solution liquide qui peut comprendre en outre des ions métalliques M n+ , par exemple des ions cuivriques Cu 2+ .

[37] De préférence, les ions métalliques M n+ lorsqu’ils sont compris dans ladite solution liquide et pouvant être des ions Cu 2+ , présentent une concentration molaire initiale dans la solution liquide qui peut être comprise entre 0,1 et 0,8M.

[38] De préférence, l’acide peut être choisi parmi l’acide sulfurique, l’acide sulfamique ou l’acide méthanesulfonique, et leurs mélanges.

[39] De préférence, l’acide peut être de l’acide sulfurique dont la concentration dans la solution liquide peut être comprise entre 15 et 300 g/L.

[40] De préférence, la solution liquide peut comprendre en outre des ions chlorures. Ces ions chlorures permettent d’accélérer la cinétique des deux mécanismes réactionnels en favorisant l’action corrosive de la solution liquide. Par exemple, les ions chlorures peuvent être apportés par l’acide chlorhydrique, ou par un sel métallique tel que le chlorure de sodium, le chlorure de potassium ou encore le chlorure de lithium, le chlorure de rubidium, le chlorure de manganèse, le chlorure de calcium, le chlorure de cuivre, le chlorure de zinc, le chlorure de nickel. Les ions chlorures sont introduits dans la solution liquide sous une forme qui peut se dissoudre en veillant à ne pas introduire de polluants et/ou de phases qui précipiteraient avec d’éventuels ions sulfates.

[41] De préférence, la concentration en ions chlorures dans la solution liquide peut être inférieure ou égale à 1 g/L.

[42] De préférence, la concentration en ions chlorures dans la solution liquide peut être comprise entre 5 mg/L et 100 mg/L.

[43] De préférence, le procédé peut comprendre en outre une étape consistant à mesurer, en fonction du temps, la concentration en zinc de la solution liquide.

[44] De préférence, la température de la solution liquide peut être comprise entre 50 et 110°C et de préférence entre 75 et 95°C, de manière à accroître le facteur cinétique des deux mécanismes réactionnels.

[45] De préférence, le procédé peut comprendre en outre une étape de réduction physique des particules solides de manière à diminuer au moins leur plus petite dimension préalablement à l’étape a) de fourniture du mélange de particules solides. L’étape de réduction physique peut, par exemple, consister en un broyage ou en un écrasement à l’aide d’une presse, d’un marteau ou d’un pilon (ou tout autre moyen connu de l'homme de l'art).

[46] De préférence, les particules solides fournies à l’étape a) de fourniture peuvent présenter, comme plus petite dimension, une dimension inférieure ou égale à 3 mm.

[47] Il est à noter par ailleurs, que les particules solides immergées dans la solution liquide peuvent être agitées en permanence ou par intermittence de sorte à engager l’attrition des particules solides entre elles pour favoriser l’accès au zinc à lixivier par la solution liquide et ainsi empêcher la formation d’une couche de cuivre à la surface des particules solides.

[48] D’autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description ci-après, fournie à titre indicatif et nullement limitatif.

[49] EXEMPLES

[50] Produits les sels métalliques sulfate de cuivre (II), sulfate de nickel (II), sulfate de fer (III), les acides 0 acide sulfurique (H2SO4),

0 acide sulfamique (HOSO2NH2),

0 acide méthanesulfonique (CH 3 SO 3 H), les oxydants 0 air,

0 dioxygène (O2),

0 peroxyde d’hydrogène (H2O2).

[51] Tests analyses de la solution après la mise en œuyre du procédé de lixiviation selon l’invention

[52] Les ions métalliques en solution ont été analysés soit par microméthode spectrophotométrique (kit Lange zinc LCK 360, cuivre LCK329) soit par spectroscopie de fluorescence des rayons X (XRF). Ces analyses ont été effectuées sur des échantillons des onze solutions liquides objet des exemples selon l’invention ci-dessous.

[53] Matériels utilisés: un ballon en verre rainuré avec rclcvcurs. un évaporateur rotatif commercialisé par la société Heidolf, un bain thcrmostaté. une pompe.

[54] EXEMPLE 1 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une première solution liquide SI.

[55] - En premier lieu, on élabore une première solution liquide SI contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 135 g/L (ou 1.35M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 45 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette première solution liquide SI dans un ballon en verre rainuré avec releveurs d’un évaporateur rotatif.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et raluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la première solution liquide SI (L/S avec L représentant le volume total de la première solution liquide SI présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2. Il est à noter que les rainures du ballon permettent de relever et donc de brasser correctement le mélange de particules solides présentes dans la première solution liquide S 1.

- Ensuite, on immerge une partie au moins du ballon en verre dans un bain d'huile (ou d’eau) sous agitation et réglé à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute de l’air, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.6 mo h.kgz n allié pendant 6 heures, cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, une concentration en ions cuivriques Cu 2+ constante et environ égale à 25g/L.

- Puis, on analyse la première solution liquide SI ainsi obtenue. On observe qu’elle contient 52,5g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à une extraction de 60% en masse de zinc métallique présent dans le mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[56] EXEMPLE 2 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une deuxième solution liquide S2.

[57] - En premier lieu, on élabore une deuxième solution liquide S2 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 135 g/L (ou 1.35M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 45 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 100 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette deuxième solution liquide S2 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute du dioxygène pur à 95%, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 9,7 mo h.kgz n allié pendant 6,5 heures, cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solide, une concentration en ions cuivriques Cu 2+ constante et environ égale à 30 g/L.

- Puis, on analyse la deuxième solution liquide S2 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 68 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 73% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[58] EXEMPLE 3 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une troisième solution liquide S3.

[59] - En premier lieu, on élabore une troisième solution liquide S3 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 170 g/L (ou 1.70M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 25 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette troisième solution liquide S3 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 123 g/kg par rapport au poids total du mélange, et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 600 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 245 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 305 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que acier inoxydable et aluminium La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 1,33. - Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 1.8 mo h.kgz n allié pendant 6 heures, cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solide, une concentration en ions cuivriques Cu 2+ constante et environ égale à 20 g/L.

Puis, on analyse la troisième solution liquide S3 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 46 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 65% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[60] EXEMPLE 4 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une quatrième solution liquide S4.

[61] - En premier lieu, on élabore une quatrième solution liquide S4 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 150 g/L (ou 1.5M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 20 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cete quatrième solution liquide S4 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange, et le cuivre métallique étant à une concentration environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 5 heures 30 minutes du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.83 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à limiter, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, la concentration en ions cuivriques Cu 2+ à une valeur inférieure à environ 13 g/L.

- Puis, on analyse la quatrième solution liquide S4 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 68 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 65% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[62] EXEMPLE 5 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une cinquième solution liquide S5.

[63] - En premier lieu, on élabore une cinquième solution liquide S5 contenant de l’acide sulfamique (H3NSO3) à une concentration molaire environ égale à 1,5M, du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 20 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette cinquième solution liquide S5 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange, et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 4 heures 30 minutes du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 3.28 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à limiter, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solide, la concentration en ions cuivriques Cu 2+ à une valeur inférieure à environ 5 g/L.

- Puis, on analyse la cinquième solution liquide S5 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 51,2 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 47% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[64] EXEMPLE 6 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une sixième solution liquide S6.

[65] - En premier lieu, on élabore une sixième solution liquide S6 contenant de l’acide méthanesulfonique (MSA) à une concentration molaire environ égale à ou 1,5M, du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 20 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette sixième solution liquide S6 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 9 heures du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.83 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à limiter, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solide, la concentration en ions cuivriques Cu 2+ à une valeur inférieure à environ 5 g/L.

- Puis, on analyse la sixième solution liquide S6 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 43,9 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 41% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[66] EXEMPLE 7 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une septième solution liquide S7.

[67] - En premier lieu, on élabore une septième solution liquide S7 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 150 g/L (ou 1.5M), du sulfate de nickel à une concentration environ égale à 20 g/L en nickel, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette septième solution liquide S7 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange, et le cuivre métallique étant à une concentration environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 6 heures du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.45 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, une concentration en ions Ni 2+ constante et environ égale à 20 g/L et à limiter la concentration en ions cuivriques Cu 2+ à une valeur inférieure à environ 1 g/L.

- Puis, on analyse la septième solution liquide S7 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 45 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 46% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient que 0,9 g/L d’ions Cu 2+ , ce qui indique que seulement 0,4% du cuivre métallique a été dissous en solution. [68] EXEMPLE 8 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une huitième solution liquide S8.

[69] - En premier lieu, on élabore une huitième solution liquide S8 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 150 g/L (ou 1.5M), du sulfate de fer tri valent (Fe 3+ ) à une concentration environ égale à 20 g/L en fer, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette huitième solution liquide S8 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 7 heures du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.56 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, une concentration en ions Fe 3+ constante et environ égale à 17 g/L et à limiter la concentration en ions cuivriques à une valeur inférieure à environ 0,6 g/L.

- Puis, on analyse la huitième solution liquide S8 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 45,6 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 35% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient que 0,32 g/L d’ions Cu 2+ , ce qui indique que seulement 0,15% du cuivre métallique a été dissous en solution.

[70] EXEMPLE 9 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une neuvième solution liquide S9. [71] - En premier lieu, on élabore une neuvième solution liquide S9 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 150 g/L (ou 1.5M), et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorure.

- Ensuite, on introduit cette neuvième solution liquide S9 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 7 heures du peroxyde d’hydrogène à 30% en masse, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.22 mo h.kgz n allié , cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à oxyder le cuivre et maintenir, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, une concentration en ions Cu 2+ constante et environ égale à 0,3 g/L.

- Puis, on analyse la neuvième solution liquide S9 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 46,8 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 41% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient que 0,2 g/L d’ions Cu 2+ , ce qui indique que seulement 0,1% du cuivre métallique a été dissous en solution.

[72] EXEMPLE 10 : Procédé de lixiviation selon l’invention à l’aide d’une dixième solution liquide S 10.

[73] - En premier lieu, on élabore une dixième solution liquide S 10 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 135 g/L (ou 1.35M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 45 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en de chlorures. - Ensuite, on introduit cette dixième solution liquide S10 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C.

- Puis, à l’aide d’une pompe, on ajoute pendant 6 heures de l’air, agissant comme oxydant, dans la solution liquide avec un débit moyen environ égal à 2.6 mo h.kgz n allié, cet ajout étant continu ou discontinu, de manière à limiter, dans la solution liquide comprenant le mélange de particules solides, la concentration en ions cuivriques Cu 2+ à une valeur inférieure à environ 25 g/L.

- Puis, on analyse la dixième solution liquide S 10 ainsi obtenue. On observe qu’elle contient environ 53 g/L d’ions Zn 2+ , ce qui correspond à 63% en masse de zinc métallique extrait du mélange de particules solides initial. Par ailleurs, on observe également, qu’elle ne contient pas davantage de cuivre que la quantité présente initialement dans la solution, ce qui indique que le cuivre métallique est resté dans le mélange sous forme de particules solides.

[74] EXEMPLE 11 : Procédé de lixiviation comparatif à l’aide d’une onzième solution liquide SU.

[75] - En premier lieu, on élabore une onzième solution liquide SI 1 contenant de l’acide sulfurique à une concentration environ égale à 135 g/L (ou 1.35M), du sulfate de cuivre à une concentration environ égale à 45 g/L en cuivre, et de l’acide chlorhydrique à une concentration environ égale à 40 mg/L en chlorures.

- Ensuite, on introduit cette onzième solution liquide SI 1 dans le même ballon en verre que celui utilisé dans l’exemple 1.

- Puis, on ajoute un mélange de particules solides pré-chauffées à 80°C minimum, comprenant du zinc et du cuivre métalliques sous forme alliée, le zinc métallique étant à une concentration massique environ égale à 175 g/kg par rapport au poids total du mélange et le cuivre métallique étant à une concentration massique environ égale à 700 g/kg par rapport au poids total du mélange. Ce mélange se caractérise par environ 475 g/kg de laiton Cu 63%/Zn 37% et 400 g/kg de cuivre métallique non allié au Zn en présence d’autres métaux tels que l’acier inoxydable et l’aluminium. La proportion du mélange de particules solides dans la solution liquide (L/S avec L représentant le volume total de la solution liquide présente dans le ballon et exprimé en litre, et S représentant le poids total du mélange de particules solides et exprimé en kilogramme) est environ égale à 2.

- Ensuite, de la même façon que dans l’exemple 1, on met la solution liquide comprenant le mélange de particules solides sous agitation et à une température environ égale à 90°C pendant 3.5 heures.

- La onzième solution liquide SI 1 ainsi obtenue sans lui avoir apporté d’oxydant est analysée à intervalle de temps régulier. On observe que dès lh de réaction la concentration des ions zinc en solution se stabilise à environ 27 g/L, ce qui signifie que seuls 33% de la masse de zinc métallique présent dans le mélange solide ont été extraits. Parallèlement on observe que la concentration en ions cuivriques chute lors de la première heure de réaction est qu’elle est ensuite stable à une valeur proche de 0.1 g/L. Le tableau qui suit récapitule la mise en œuvre et les résultats des différents exemples indiqués ci-avant.

[76] [Table 1] [77] Il est à noter que dans l’exemple 11, les mécanismes réactionnels s’interrompent au bout de 1 h car les ions cuivriques Cu 2+ sont consommés. Par ailleurs, en comparant les exemples 10 et 11, on remarque que l’apport en oxygène dans l’exemple 10 permet bien de régénérer les ions cuivriques pour que la lixiviation du zinc s’opère plus longtemps que dans l’exemple 11, cela permettant d’assurer une meilleure extraction de zinc. A l’aide de ce tableau, on constate également que le zinc est bien sélectivement lixivié.