IV.2 ESSAIS PROPREMENT DITS
IV.2.1 Influence de la quantité de sulfure de
sodium (Na2S.2H2O) a. But
Le but de ces essais est de déterminer la
quantité de sulfure de sodium à utiliser pour éliminer
plus de cuivre présent dans la solution et de minimiser la
coprecipitation du zinc.
b. Conditions opératoires
Les conditions opératoires retenues pour
étudier l'effet de la quantité de sulfure de sodium sur le
rendement de décuivrage sont :
? Agitation : 400 tr/min ;
? Température : ambiante (28°C); ? Temps : 25
minutes ;
? pH : 2 ;
? Quantité de Na2S.2H2O variable: 0,84 g ; 1,00 g ; 2,00
g et 4,20 g.
c. Résultats
Les résultats des analyses fes filtrats ainsi que les
rendement de sulfuration et de déferrage sont repris dans les tableaux
IV.3 et IV.4 :
Tableau IV.3-Résultats des analyses chimiques de
filtrats de différents essais
|
Essais
|
|
|
Concentration en g/l
|
|
|
Qté Na2S.2H2O
|
Zinc
|
Cuivre
|
Fer
|
|
1
|
0.84 g
|
73,00
|
0,1345
|
0,0158
|
|
2
|
1.00 g
|
81,00
|
0,0844
|
0,0312
|
|
3
|
2.00g
|
78,75
|
0,00023
|
0,0139
|
|
4
|
4.2 g
|
77,75
|
0,0004
|
0,0344
|
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Tableau IV.4-Rendements d'élimination de zinc, cuivre
et fer en fonction de la quantité de sulfure de sodium.
|
Essais
|
Rendements d'élimination de zinc, cuivre et fer
(%)
|
|
Zinc
|
Cuivre
|
Fer
|
|
1
|
23,36
|
85,71
|
96,65
|
|
2
|
14,96
|
91,03
|
93,38
|
|
3
|
17,32
|
99,98
|
97,05
|
|
4
|
18,37
|
99,96
|
92,70
|
La figure IV.2 nous donne une représentation graphique
du rendement d'élimination du zinc, cuivre et fer en fonction de la
quantité de sulfure de sodium.
120
100
Zinc Cuivre Fer
Rendement (%)
80
60
40
0.84 1 2 4.2
Quantité de Na2S.2H2O en g
20
0
Figure IV.2. Influence de la quantité de Na2S.2H2O sur
le rendement d'élimination de zinc, cuivre et fer.
d. Constatation :
L'analyse de la figure IV.2 montre que :
? Le rendement de sulfuration du cuivre croît avec la
quantité de sulfure de sodium ajouté à la solution ;
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? La sulfuration du zinc diminue anormalement d'abord puis
elle croît avec la quantité de sulfure ajouté ;
? Le rendement d'élimination du fer n'a pas un
comportement régulier.
e. Interprétation :
? Les rendements d'élimination de fer
élevés s'expliquent par le fait que lors de l'oxydation des ions
Fe2+ en Fe3+, nous avons porté le potentiel redox
de la solution à des valeurs très élevées
(supérieures à 900 mV). Cela a fait qu'il était possible
de précipiter la majeure partie de fer sous forme de Fe(OH)3 à
l'étape de déferrage. S'il existe du fer éliminé
sous forme de sulfure lors de l'ajout de Na2S.2H2O, cela devrait être en
faible quantité ;
? L'augmentation des rendements de sulfuration de cuivre et
zinc avec la quantité de Na2S.2H2O est due au fait qu'il y a plus d'ions
HS- disponibles en solution qui réagissent d'abord avec les
ions Cu2+puis avec les ions Zn2+ (voir figure IV.2)
Nous retenons la quantité de sulfure de sodium
Na2S.2H2O de 2 g pour la suite
de nos essais.
IV.2.2Influence du pH
a. But
Le but de ces essais est de déterminer le pH optimal
pour lequel nous aurons un bon rendement de sulfuration du cuivre et une faible
précipitation du zinc sous forme de sulfure ZnS.
b. Conditions opératoires
Pour étudier l'influence de ce paramètre, nous
avons retenu les conditions opératoires suivantes :
? Agitation : 400 tr/min ;
? Température : ambiante (28°C) ; ? Temps : 25
minutes ;
? Quantité de Na2S.2H2O : 2,00 g. ? pH variable : 1 ; 3 et
4.
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c. Résultats
Les tableaux IV.5 et IV.6 reprennent les résultats
d'analyse ainsi que des rendements de sulfuration et de déferrage.
Tableau IV.5-Résultats des analyses chimiques des
filtrats
|
Essais
|
pH
|
|
Concentration en g/l
|
|
|
Zinc
|
Cuivre
|
Fer
|
|
5
|
1
|
91,77
|
0,00019
|
0,0444
|
|
3
|
2
|
78,75
|
0,00023
|
0,0139
|
|
6
|
3
|
74.01
|
0,00330
|
0,0009
|
|
7
|
4
|
70,10
|
0,0265
|
0,0000
|
Tableau IV.6-Rendements d'élimination de zinc, cuivre
et fer en fonction du pH de la solution
Rendements d'élimination de zinc, cuivre et fer en
fonction du
|
Essais
|
|
pH
|
|
|
Zinc
|
Cuivre
|
Fer
|
|
5
|
3,65
|
99,980
|
90,573
|
|
3
|
17,32
|
99,976
|
97,049
|
|
6
|
22,30
|
99,649
|
98,089
|
|
7
|
26,40
|
97,184
|
100
|
La figure IV.3 nous donne une représentation graphique des
rendements d'élimination de zinc, cuivre et fer en fonction du pH.
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20
0
1 2 3 4
pH
120
100
rendement de (%)
80
60
40
Zinc Cuivre Fer
Figure IV.3. Influence du pH sur le rendement
d'élimination de zinc, cuivre et fer
d. Constatation :
L'analyse de la figure IV.3 montre que :
? Le rendement de sulfuration du cuivre décroît
avec le pH alors que celui de zinc croît ;
? Le rendement d'élimination du fer croît avec
le pH et à pH 4, il est de 100% ;
e. Interprétation :
? L'accroissement et la forte diminution de rendement de
sulfuration respectivement du zinc et du cuivre seraient dus à
l'augmentation de la teneur en HS- avec le pH de la solution ;
? L'élimination du fer augmente avec le pH car lorsque
ce paramètre augmente, les ions Fe3+ sous forme
d'hydroxydes.
Nous retenons le pH 1 comme valeur optimale d'élimination
de cuivre.
IV.2.3 Influence de la température dans le
réacteur a. But
Le but de cet essai est d'étudier l'influence de la
température sur le rendement d'élimination de zinc, cuivre et
fer.
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b. Conditions opératoires
Les conditions opératoires retenues sont :
? Agitation : 400 tr/min ;
? Temps : 25 minutes ;
? Quantité de Na2S.2H2O : 2,00 g.
? pH : 4 ;
? Température : 45°C.
c. Résultats
Les résultats des analyses du filtrat et des rendements
d'élimination de zinc cuivre et fer sont donnés respectivement
dans les tableaux IV.7 et IV.8 suivants.
Tableau IV.7-Résultats des analyses chimiques du
filtrat
Concentration en g/l
Essai pH Température Zinc Cuivre Fer
|
7
|
4
|
28°C
|
70,10
|
0,0265
|
0,000
|
|
8
|
4
|
45°C
|
78,5
|
0,00005
|
0,000
|
Tableau IV.8-Rendements d'élimination de zinc, cuivre
et fer en fonction de la température dans le réacteur
Concentration en g/l
Essai Température Zinc Cuivre Fer
|
7
|
28°C
|
26,40
|
97,184
|
100
|
|
8
|
45°C
|
17,59
|
99,994
|
100
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 100 80 60 40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rendement (%)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zinc Cuivre Fer
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 45
|
|
|
|
|
|
Température dans le réacteur
|
|
|
|
|
Figure IV.4. Rendement d'élimination de zinc, cuivre
et fer en fonction de la température dans le réacteur
Sur la figure IV.4, nous pouvons constater que le rendement
d'élimination de zinc décroît avec la température
dans le réacteur alors que celui de cuivre croît. Quant au
rendement d'élimination du fer, il reste maximum à cette
température.
Cette observation s'expliquerait par le fait que la
température pourrait agir sur le produit de solubilité. Lorsque
la température augmente, le produit de solubilité augmente aussi
légèrement. Ainsi la solubilité de ZnS qui croit avec la
température, il se dissocie facilement qu'à température
ambiante, ainsi les ions Zn2+ restent en solution. Pour le cuivre,
l'accroissement du rendement d'élimination pourrait s'expliquer par le
fait la solubilité de CuS est faible que celui de ZnS, il
précipite avant le zinc dans la solution.
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