Extraction liquide-liquide du zinc(II) en milieu cyanure, Application à la valorisation des minerais de zinc oxydes

Abstract

La lixiviation par les ions cyanure est couramment utilisée dans l’hydrométallurgie de l’or. Elle donne aussi des résultats tout à fait satisfaisants dans le cas des minerais de zinc oxydés. On obtient alors une solution de cyanure de zinc contenant généralement un excès d’ions cyanure. Tout le problème est de séparer ensuite le zinc des ions cyanure (y compris ceux engagés dans le complexe) en vue du recyclage de ces derniers, ce qui est un facteur essentiel pour la rentabilité globale du procédé. Le dépôt du zinc métal par électrolyse, qui est généralement mis en œuvre dans le cas des solutions de lixiviation acides, ne peut pas être réalisé directement à partir des solutions de cyanure. Une séparation préliminaire s’impose donc. Il nous a semblé que l’extraction liquide-liquide par un extractant complexant serait une façon élégante de résoudre ce problème, à condition toutefois de trouver un réactif conduisant à la formation en phase organique d’un complexe du zinc(II) ne contenant pas d’ions cyanure. C’est précisément ce point que nous avons examiné. Une étude préliminaire portant sur un grand nombre de réactifs d’extraction commerciaux nous a permis de montrer que les hydroxy-8 quinoléines substituées telles que l’(éthyl-4 méthyl-1 octyl)-7 hydroxy-8 quinoléine qui est un réactif commercial connu sous le nom de "Kelex 100" sont parmi les rares réactifs efficaces pour l’extraction du Zinc(II) en milieu cyanure (pH = 13 à 14). Une étude plus détaillée a montré que le zinc(II) est extrait par l’(éthyl-4 méthyl-1 octyl)-7 hydroxy-8 quinoléine (noté ici HL) sous la forme de deux complexes ZnL2(HL) ne comportant pas d’ions cyanure, ce qui répond au problème posé. En effet une simple extraction du zinc par le "Kelex 100" permet de le séparer des ions cyanure qui peuvent alors être recyclés. Il convient d’opérer en présence d’une quantité suffisante d’ions OH- pour neutraliser les ions H+ libérés au cours de la réaction d’extraction et ainsi éviter le dégagement d’acide cyanhydrique. Il faut également signaler que parmi les impuretés ‘antimoine, argent, cuivre, plomb) qui accompagnent le zinc lors de la lixiviation, seuls l’antimoine et le plomb sont coextraits avec le zinc. Toutefois, le plomb peut être désextrait sélectivement à pH 5 environ avant la désextraction du zinc en milieu plus acide, ou encore, il peut être codésextrait avec le zinc puis précipité sélectivement sous forme de sulfate de plomb. Par ailleurs, on peut éliminer la totalité de l’argent et la majeure partie de l’antimoine et du plomb de la solution par cémentation sur poudre de zinc, avant de procéder à l’extraction liquide-liquide du zinc par le "Kelex 100". L’ensemble de ce travail nous permet donc de proposer un schéma cohérent de traitement des solutions d’attaque en milieu cyanure des minerais de zinc oxydés. Sur le plan fondamental, un modèle thermodynamique complet a été développé.