DE1947535C - Verfahren zum Aufschluß von Metalle und Sulfidschwefel enthaltenden Ausgangs stoffen - Google Patents

Description

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Die Lrliiulung betrifft ein Vorfahren /tun Aufschluß Viii Metalle mill Sullidschwefel enthallenden Ausgangsstoffen, insbesondere von I lutteuzwischemiroduklen, inilleli 'idiwefelsfuire hei erhöhter Temperatur zwecks Trennung und Gewinnung der Metalle.

Es sind verschiedene hydrometallurgische Verfahren zum Trennen und Gewinnen der Metalle durch AuftichluU der SuHidsehwefel enthaltenden Ausgangsstoffe bekannt. Gegenüber den den gleichen Zweck verfolgenden pyroinetallurgisehen Verfahren haben sie uie Vorteile höherer Selektivität, höherer Flexibilität und höherer Ausheule.

Ein Nachteil sowohl der pyiometallurgischen als auch der hydrometallurgischen Verfahren besteh; darin, daß ihre technische Durchführung und ihre Wirtschaftlichkeit an bestimmte Verhältnisbereiche ihrer Metallgehalte gebunden sind.

Ein weiterer Nachteil de·» einen der hydrometallurgischen Verfahren, die dem im folgenden offenbarten Verfahren nach der E-!rlindung am nächsten kommen lind das als I .ikonbndge-Verfahren in der Literatur bekannt ist, besieht darin, daß eine umständliche Vorbereitung des Ausgangsmaterials durch oxydierendes Rosieii erforderlich ist, das z. B. bei der Verarbeitung von Nickel-Kupfer-Steiii bis zur Umwandlung des Kupferinhalts zu Kupferoxyd und des Nickelinhalls bis /u Nickeloxyd getrieben werden muli. Uci der nachfolgenden 1 angling des Röstproduktes mit anschließender I titration wird eine mckelhaltige Kiipferlauge und ein hoch kupferhaltiger Nickeloxydrückstand erhalten. Es ergibt sich dadurch eine schlechte Trennung von Kupfer und Nickel und die Notwendigkeit, einen erheblichen Anteil des Kupfers bei der nachfolgenden Aufarbeitung und im Laugcverfahren im Kreislauf /u führen

Bei dem anderen der den. Verfahren der Erfindung am nächsten kommenden Verfahren, das in der Literatur als Outokumpu-Vcrfahren beschrieben ist, wird durch Laugung des zerkleinerten Ausgangsmatcrials, /. I). Nickel-Kupfer-Stein, mittels Schwefelsäure und Luft eine kupferfreie Nickellauge erhalten, der feste Rückstand enthält jedoch neben dem Kupfer noch erhebliche Mengen an Nickel, Es ergibt sich aiso am.h hier ein schlechter Trenneffekt und die Notwendigkeit, bei der weiteren Aufarbeitung des Rück-Standes in Verbindung mit den ersten l.aiigimgsslufen erhebliche Mengen an Nickel im Kreislauf /u führen. Das dabei erhaltene Elektrolytkupfer enthält außerdem noch über 100 ppm Nickel.

In der deutschen Patentschrift 689 2SK ist ein Verfahren/ur Trennung von Nickel und Kupfer in Nitkel-Kupfcr-Slcinen durch Herauslösen des Nickels mit Säuren beschrieben, bei dem das Nickel in hoher Ausbeute und in kupferfreier I orm erhalten werden kann, wenn von einem Stein ausgegangen wird, hei dem das Verhältnis von Kupfer /.u Schwefel wie 4: I ist. Hei geringen Abweichungen von diesem Verhältnis wird jedoch schon wesentlich weniger Nickel gelöst, und die erhaltenen Nickellüsungen sind nicht mehr kupferfrei. In der Praxis ist es jedoch recht schwierig und in den meisten (-allen wirtschaftlich nicht tragbar, einen Stein mit solch schürf umgrenztem Schwefelgehalt herzustellen.

Durch die Erfindung werden die obengenannten Mängel vermieden, und es wird bereits in der ersten Verfahrensslufe eine praktisch vollständige Trennung der Metalle, die in Schwefelsäure stabile Sulfide bilden, von den Metallen, die in Schwefelsäure nicht stabile Sulfide bilden, er/ielt, in dem die zerkleinerten, mindestens ein in Schwefelsäure ein instabiles Sullid bildendes Metall enthaltenden Ausgangsstoffe, die mindestens so viel Sullidschwefel enthalten, wie zur Uildung derjenigen Metalle als unlöslicher Rückstand erforderlich ist, die in Schwefelsäure siabile Sulluk bilden, mit Schwefelsäure einer Konzentration um mindestens -H)Og Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämnu, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von etwa H)OO g Schwefelsäure pro Liter eingedampft und auf eine Temperatur ν·>η etwa 1.10 C, jedoch nicht über 140"C nacherhitzt wird, bis die Metalk-. deren Sulfide in Säuren instabil sind, in Sulfate umgewandelt sind, worauf feste und flüssige Phasen, z. B. durch Filtrieren, Zentrifugieren od. dgl., voneinander getrennt, die Sulfate aus der festen Phase durch Auslaugen mittels Wasser entfernt i.nd die dadurch entstandenen beiden Phasen nach bekannten Methoden getrennt aufgearbeitet werden.

Eine besonders günstige Konzentralion der Sauren für das Aufschlämmen des Alisgangsmaterials ist etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter. Vor allem heim Aufschluß von Nickel-Kupfer-Stein wurde diese SäurekonzenlMiion mit gutem Lrfolg verwendet, wie auch die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung bei diesem Ausgangsniaterial sich besonders günstig auswirken.

Bei dem Aufschluß von Kupfer-Nickel-Stein geht man mit Vorteil so vor, daß man den zerkleinerten Stein mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter aufschlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von 1000 g Schwefelsäure pro Liter eindampft, auf etwa 130 C nacherhitzt und eiwa t Stunde bei dieser Temperatur rührt, darauf die feste Phase von der flüssigen Phase trennt, aus der festen Phase das wasserlösliche Nickelsulfat herauslöst und die dabei erhaltene flüssige Phase und den das Kupier und gegebenenfalls die Edelmetalle enthaltenden festen Rückstände getrennt voneinander nach an sich bekannten Methoden aufarbeitet.

Zu den wesentlichen Vorteilen des Verfahren . gegenüber dem Stand der Technik zählen die Vermeidung umständlicher Vorhercitungsbehandlungen fur das Ausgangsmaterial, praktisch vollständige trennung der Metalle, die in Schwefelsäure instabile SuHkIc bilden, von den Metallen, die in Schwefelsäure stabile Sulfide bilden in der ersten Stufe, d. h.. keine umständliche Kreislauf führung und Verzettelung von Metallteilen, keine Anwendung von Druck. Außerdem kann es im Gegensatz, zu den bekannten hydrometallurgischen Verfahren auf Ausgangsstoffe mit beliebigen Verhältnissen der MeIaIIg)'¹ alte zueinander angewendet werden

Im folgenden wird die Durchführung der Erfindung am Beispiel der Verarbeitung von Nickel-Kupfer-Slein dargestellt Sie i*t jeodch auch auf andere Ausgangsstoffe anwendbar, wie 1. U. Kobalt und Kupfer und Sulfidschwefel enthaltende Ausgangsstoffe.

Beispiel

1000 kg eines gemahlenen Nickcl-Kupfer-Feinsteins mit 35,2°/₀ Kupfer, 4O,7°/_O Nickel, l,8°/₀ Eisen und 19,8 °/o Schwefel wurden in 5000 Liter Schwefelsäure mit 600 g Schwefelsäure pro Liter eingetragen und unter Rühren auf eine SHurekonzentration von 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft. Danach wurde der so entstandene Schlamm auf 130° C erhitzt und bei dieser Temperatur 1 Stunde lang umgerührt. Die

Claims (3)

947 flüssige Phase des Schlammes wurde darauf durch IiI-fralion abgetrennt. Sie bestand aus einer Siark:,äure, ι'1·· für den Aufschluß nachfolgender Chargen verwendet werden konnte. Die feste Phase hesland aus den heim Λ ufschlull 5 erhaltenen Sulfalen, Sulfiden und den Edelmetallen. Aus ihr konnten die Sulfate in bekannter Weise niiiiels Wasser hei H0"C ausgelaugt werden, wobei •HiOO I iler Nickellauge mit 'J5 g Nickel pro Liter und .1,8 g F.isen pro Liter und einer Säurekon/enlratiun von 30 g Schwefelsäure pro Liter erhalten wurden, die vollkommen kupferfrei waren. Es wurden also etwa 951V11 *■'" Niekelvorlaufs in vollkommen kupferfreier I orm erhalten, die nach bekannten Methoden aus der Lauge gewonnen werden konnten. Per nach Abfiltrieren der Nickelluuge verbliebene feste Rückstand von etwa 480 kg enihilet 71,25"/,, Kupfer, 4,45%, Nickel, 0,4°/0 Eisen und 22,1 °/„ Schwefel. Ef konnte ebenfalls nach bekannten Methoden in einfacher Weise aufgearbeitet werden, ohne daß wesentliche Metallmcngen im Kreislauf geführt werden mn Uten. Paientanspiuche:

1. Verfahren zum Aufschluß von Metalle und Sulfidschwcfel enthaltenden Ausgangsstoffen, insbesondere von Hüttenzwischenprodukten, mittels Schwefelsäure bei erhöhter Temperatur zwecks Trennung ..nd Gewinnung der Metalle, dadurch gekennzeichnet , daß die zerkleinerten, mindestens ein in Schwefelsäure ein instabiles Sulfnl bildendes Metall er thaltenden Ausgangsstoffe, die mindestens so viel Sulfidschwefel enthalten, wie zur Bindung derjenigen Metalle als unlöslicher Rückstand erforderlich ist, die in Schwefelsäure stabile Sulfide bilden, mit Schwefelsäure einer Kc.n/entralion von mindestens 4(K) g Schwefelsäure pro Liter uufgeschlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von etwa 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft und auf eine Temperatur von etwa 1.10 C, jedoch nicht über 140'¹C erhitzt wird, bis die Metalle, deren Sullid in Schwefelsäure instabil sind, in Sulfate umgewandelt sind, worauf feste und flüssige Phasen voneinander getrennt, die Sulfate aus der festen Phase durch Auslaugen mittels Wassers entfernt und die dadurch entstandenen beiden verschiedenen Phasen nach bekannten Methoden gelrennt aufgearbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämmt werden.

3. Verfahren zum Aufschluß von Kupfer-Nickel-Stein nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Stein mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft, Huf etwa 130°C nacherhitzt und etwa I Stunde bei dieser Temperatur gerührt wird, darauf feste und flüssige Phase voneinander getrennt, aus der so erhaltenen festen Phase die wasserlöslichen Sulfate herausgelöst und die so erhaltene flüssige Phase und der das Kupfer und gegebenenfalls die Edelmetalle enthaltende Rückstand getrennt voneinander nach an sich bekannten Verfahren aufgearbeitet werden.