DE2249302A1

DE2249302A1 - Verfahren zur aufarbeitung von manganknollen

Info

Publication number: DE2249302A1
Application number: DE2249302A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Scheffler; Klaus-Herbert Dr Ing Ulrich
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-10-07
Filing date: 1972-10-07
Publication date: 1974-04-11
Also published as: DE2249302B2

Description

Verfahren zur Aufarbeitung von Manganknollen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von Manganknollen durch Chlorierung.
2 Manganknolle,n, die in Dichten bis zu ca. 2Q kp/m2 auf dem Meeresboden lagern, gehören wegen ihres Gehaltes an Nickel, Kupfer und Kobalt zu den Rohstoffquellen der Zukunft.
Wegen der komplexen physikalischen und chemischen Struktur der Manganknollen erscheint eine Vorkonzentierung der Wertkomponenten mit Hilfe physikalischer Methoden kaum durchführbar. Für die Aufarbeitung kommen daher vornehmlich chemische Verfahrensschritte in Frage.
So ist bekannt, daß man aus Manganknollen die Wertstoffe durch Chlorieren mit reinem Chlorwasserstoffgas und anschließendes Auslaugen mit Wasser gewinnen kann. Dieses bekannte Verfahren führt nicht zu optimalen Ergebnissen hinsichtlich der Nutzung des eingespeisten Chlorierungsmittels verbunden mit einer hohen Ausbeute der Wertkomponenten Nickel, Kupfer, Kobalt und Mangan, da hierbei im Bereich der Einspeisungszone des reinen Chlorw-asserstoffs aufgrund des dort herrschenden hohen Chlorpartialdruckes auch unerwünschte Bestandteile wie z.B.
Eisen in hohem Maße chloriert werden, was zu unwirtschaftlichen Chlorverlusten bei der Weiterverarbeitung führt.
Die vorliegende Erfindung schlägt daher vor, die Chloride rung mit einem Gasgemisch aus Chlorwasserstoff, Chlor1 Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid sowie Stickstoff bei Temperaturen zwischen 450 und 7000 Kelvin durchzuführen. Aufgrund der Gaszusammensetzung, die einen bestimmten Chlor- und Sauerstoffpartialdruck bedingt, wird dabei sichergestellt, daß von vornherein unerwünschte Bestandteile wie z.B. Eisen nicht mit chloriert werden können.
Zur Chlorierung nach der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Gas folgender Zusammensetzung verwendet: Chlorwasserstoff 4 - 8 Vol. % Chlor 1 - 3 Wasserdampf 37 - 42 Sauerstoff 0,2 - 1,5 Kohlendioxid + Stickstoff 57,8 -45,5 n Besonders zweckmäßig ist eine gemäß der Erfindung durchgeführte Verfahrensführung, bei der das bei der Chlorierung an andere wertlose Rohstoffkomponenten, wie z.B.
Magnesium, gebundene Chlor im Prozeßverlauf wieder zurückgewonnen wird und deren Ablaufschema sich aus der beigefügten Zeichnung ergibt.
Ein Ausführungsbeispiel für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist im folgenden erläutert: Auf kleiner als 3 mm zerkleinerte Manganknollen wurden in einem geeigneten Reaktor, z.B. einem Mehretagenofen oder einer Mehrlagen-Wirbelschicht bei 6000 Kelvin einem Gasgemisch mit der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung ausgesetzt: Chlorwasserstoff 5,4 Vol. % Chlor 2,5 " Wasserdampf 39,0 " Sauerstoff 0,6 Kohlendioxid 52,-5 + Stickstoff Die Gas- und Feststoffzugabe pro Zeiteinheit wurden so bemessen, daß mit dem Gasgemisch 5'% mehr Chlor zugegeben wurden als für die Chlorierung von 98 S- des Kupfers, 95 % des Nickels, 95 % des Kobalts, 60 % des Mangans und 80 % des Magnesiums stöchiometrisch benötigt worden sind.
Bei einer anschließenden Laugung der so behandelten Manganknollen wurden diedilorierten Wertkomponenten Kupfer, Nickel, Kobalt und Mangan sowie das ebenfalls chlorierte Magnesium mit Wasser ausgelaugt. Die Fest-flüssig-Trennung und Aufarbeitung der so hergestellten Rohlösung zu den Werumetallen erfolgte durch bekannte Filtrationstechniken, Ionentrennverfahren (Solventextraktion, Ionentausch usw.) und Reduktionselektrolyse. Die an Wertstoffen abgereicherte Lösung, die noch die Chloride der Gangartbestandteile enthält (gel2, Ca12) wurde anschließend eingedampft, so daß ein Salzbrei mit 70 kp Chloriden in 100 kp Wasser entstand. Dieser Salzbrei wurde zur Rückgewinnung des gebundenen Chlors bei 0 900 Kelvin einer Pyrolyse unterworfen, wobei als Brennstoff Heizöl verwendet worden ist, das mit 10 % Luftüberschuß verbrannt wurde. Das dabei entstehende Pyrolysegas, bestehend aus HC1, CO2, Nz, 02 und H20 wurde zusammen mit einer bestimmten Menge elementaren Chlors in den Chlorierungsreaktor zurückgeführt. Dabei war die Chlorgasdosierung so bemessen, daß die im Prozeß auftretenden Chlorverluste durch sie kompensiert wurden und gerade die angegebene Gas zusammensetzung erreicht wurde.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Manganknollen durch Chlorierung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasgemisch, bestehend aus Chlorwasserstoff, Chlor, Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff, verwendet wird, mit dem Manganknollen im Temperaturbe-0 reich zwischen 450 und 700 Kelvin behandelt werden.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Auslaugung der chlorierten Manganknollen anfallende Rohlösung nach Abtrennung der Wertkomponenten Kupfer, Nickel, Kobalt und Mangan einer Pyrolyse unterworfen und das aus der Zersetzung der Gangartchloride und den Verbrennungsprodukten bestehende Pyrolysegas für die Chlorierung wieder verwendet wird.