PARTIE EXPERIMENTALE
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CHAPITRE IV: ESSAIS DE PRECIPITATION DU CUIVRE PAR
SULFURATION
IV.1 METHODES EXPERIMENTALES
IV.1.1 Materiels
Pour nos essais, nous avons utilisé les materiels suivants
:
a. Verrerie
· Les ballons jaugés de 500, 1000 et 2000 ml ;
· Les béchers de 600,1000 et 5000 ml ;
· Les éprouvettes de 25 et 500 ml ;
· Un verre de montre ;
· Les pipettes de 5 et 10 ml ;
· Une burette de 50 ml ;
· Une fiole pour filtration.
b. Appareillage
· Une balance électronique ;
· Un agitateur magnétique chauffant;
· Une pompe à vide ;
· Un chronomètre ;
· Un pH- mètre muni d'une sonde de
température.
c. Accessoires
· Une pissette ;
· Un barreau magnétique ;
· Un mortier ainsi que le pilon ;
· Un entonnoir ;
· Une pro-pipette ;
· Un Büchner ;
· Des papiers filtres ;
· Des flacons de 60 ml ;
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· Une spatule.
d. Réactifs
Les réactifs ayant été utilisés au
cours de nos essais sont :
· Le sulfate de cuivre hydraté ;
· L'acide sulfurique concentré ;
· La soude caustique ;
· Le dioxyde de manganèse ;
· Le permanganate de potassium ;
· Le sulfure de sodium ;
· Le sulfate d'ammonium ;
· La solution de sulfate de zinc issue de la lixiviation
de l'oxyde zinc produit à la STL (Société pour le
Traitement du Terril de Lubumbashi) dont la composition est reprise dans le
tableau IV.1.
e. Dispositif expérimental
Le dispositif expérimental utilisé pour nos
différents essais est donné à la figure IV.1 ci-dessous
:
Figure IV.1. Dispositif expérimental lors des essais
de sulfuration du cuivre
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Ce dispositif est constitué de :
· Un agitateur magnétique chauffant ;
· Un bécher (réacteur) de 600 ml ;
· Un statif avec une burette de 50 ml ;
· Un pH-mètre muni d'une sonde de température
;
· Un potentiomètre ;
· Un porte-électrode.
IV.1.2 Préparation de la solution de sulfate de
zinc
a. Matière première
Nous avons utilisé la poudre d'oxyde de zinc produit
au four de fusion de la scorie de STL pour préparer la solution à
soumettre au décuivrage. La composition chimique de cet oxyde est
donnée dans le tableau IV.1 ci-dessous :
Tableau IV.1-Composition chimique de l'oxyde de zinc
Elément Zn Co Cu Cd Fe Pb C S Hum
Teneur (%) 63.47 0.05 0.18 0.12 0.34 0.33 0.01
0.3 8
b. Lixiviation de la poudre de ZnO
Les conditions opératoires utilisées pour
effectuer cette lixiviation sont :
· Quantité de poudre de ZnO : 150 g ;
· Volume de la pulpe : 1000 ml ;
· Quantité d'acide sulfurique : 100 g ;
· Température : 75°C ;
· Agitation : 700 tr/min ;
· Temps : 1 heure.
La solution obtenue après lixiviation et filtration a
été dopée avec du sulfate de cuivre afin d'atteindre une
concentration en cuivre de 1 g/l car ne disposant pas d'une solution
industrielle. La composition chimique de la solution obtenue après
dopage est donnée dans le tableau IV.2 suivant :
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Tableau IV.2-Composition de la solution de sulfate de
zinc
Element Zn Cu Fe
Concentration en g/l 95.250 0.941 0.471
c. Elimination du fer par précipitation de la
jarosite
Après avoir obtenu la solution de sulfate de zinc,
nous avons procédé à l'élimination du fer qui est
aussi une impureté en hydrométallurgie du zinc. Afin d'atteindre
cet objectif nous avons procédé ainsi :
· Prélever la solution de sulfate de zinc dans un
bécher;
· Démarrer l'agitateur magnétique à
400 tr/min ;
· Plonger l'électrode de mesure de potentiel redox
de la solution ;
· Ajouter progressivement du KMnO4 jusqu'à
atteindre un potentiel supérieur à 800 mV ;
· Ajuster le pH à 3 ;
· Ajouter la quantité de sulfate d'ammonium
nécessaire ;
· Filtrer la solution et récupérer le
filtrat.
C'est après cette opération que nous sommes
passés aux essais proprement dit de sulfuration de cuivre.
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