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Verfahren und Vorrichtung zum Auslaugen von Erzen, Metallrückständen usw.
Bei den bekannten Verfahren zur Extraktion und Auslaugung von Erzen, Metallrück- ständen usw. besteht der Ubelstand, dass die chemischen Einwirkungen und die Auswaschungen an eine sehr begrenzte Zeit gebunden sind, da die benutzten Apparate wieder für neue Rohstoffe freigemacht werden müssen. Ausserdem sind die Apparate verhältnismässig klein, fassen höchstens eine Tagesproduktion. Es sind deshalb von diesen teuren Behältern so viel nötig, als die Behandlung Tage dauert, eingerechnet die Zeit zur Be-und Entladung. Viele Prozesse in der Metallextraktion erfordern bisher verschiedenartige Behandlungen oder mehrmalige derselben Art. aber in grösseren Zwischenräumen. Es ist dies auch ganz natürlich, denn die Erzpartikelchen sind in dem Gestein weder gleichartig noch gleichgross.
Da aber nur eine bestimmte Menge Lösung mit jedem Erzpartikelchen in Berührung kommt, su müssen die Laugen, Gase usw., d. h. die Lösungsmittel, im Überschuss angewendet werden oder es wird eine starke Bewegung der
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handlung und Auswaschung bleiben aber noch grössere Mengen von den für die Extraktion bestimmten Substanzen in ursprünglicher Form zurück, teils weil die chemische Umsetzung durch die Kürze der Zeit noch nicht vollendet ist, teils auch aus physikalischen Gründen. Die
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Vorschlag gebracht, wobei in offenen oder geschlossenen Gefässen das fein zerkleinerte Erz mit Luft oder Gasen in innige Berührung gelangt.
Dahin gehört ein Verfahren, bei welchem die Erze mit Schwefelsäure und Braunstein gernischt und darauf mit Luft unter Druck behandelt werden. Der Umsetzungsprozess soll in 4 bis K) Stunden vollendet sein. Dafür ist eine sehr feine Zerkleinerung der Erze nötig, die wiederum sehr teuer ist und ausserdem wird der Waschprozess bei zunehmender Zerkleinerung der Erze schwieriger und unvollkommene. Es entstehen stark eisensulfat- und mangansulfathaltige Laugen, die durch den Strom zersetzt werden sollen. Nach
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Von diesem Gesetz ist in ausgiebigster Weise nun bei dem vorlegenden Verfahren Gebrauch gemacht worden. Es gehören dazu alle die Säuren und Salze, die während des Prozesses entstehen und an der weiteren Zersetzung der Erze wieder teilnehmen. Es seien z. B. Vorgänge, wie sie die unten aufgeführten Gleichungen 4,5, 6, 2 und 7 darstellen, für eine beliebig gewählte Reihenfolge ihrer Einwirkung an einem Beispiel erläutert. An einem Pyritteilchen, das mehrere nebeneinander liegende geschwefelte Metallteilchen enthält, wirkt Salzsäure und Sauerstoff so ein, dass sich Chlormetall und Schwefelsäure bilden (Gleichung 4). Salzsäure und Sauerstoff mussten in der wässrigen Lösung an das geschwefelte Metallmolekül herangeführt werden.
Das sich bei der Umsetzung bildende schwefelsaure Molekül scheidet sich aber in Berührung mit einem weiteren geschwefelten Metallmolekül ab und bewirkt die leichte Oxydation desselben durch Sauerstoffaufnahme (Formel 5). Ist das sich bildende C'hlormetall Kupfercblorid, so kann sich dasselbe sofort wieder mit den benachbarten geschwefelten Metallteilchen, z. B. wieder Cru 8 nach der Gleichung 6 umsetzen. Ist es dagegen Fe Cla, so können unter Sauerstoffaufnahme die Reaktionen 2 oder 7 eintreten usw. Das Pyritteilchen wird so immer kleiner durch Auflösung und Wegführung seiner Teilchen von der Oberfläche. Die Pyritoberfläche bleibt deshalb rein und für die weitere Zersetzung leicht zugänglich, weil der Schwefel durch Oxydation in Lösung gebracht wird.
Je grösser die einzelnen Erzpartikelchen, je schwerer dieselben zersetzbar und je mehr dieselben von anderm Gestein umschlossen sind, desto länger dauert die Extraktionsperiode. Die Zeit für die Auslaugung abzukürzen, hat zu vielen Vorschlägen geführt. Sie ist aber immer von der Korngrösse abhängig. Bei der feinsten Zerkleinerung ist sie am kürzesten, aber gerade diese bietet für die Auslaugung die grössten Schwierigkeiten und erfordert für die Zerkleinerung die grössten Kosten. Sie ist auch nur in Gefässen anwendbar, also nur zur Verarbeitung von kleinen Mengen auf einmal zu gebrauchen.
Die Verarbeitung von den,, tailings" und.. slimes", wie sie bei den Pochwerken für die Goldextraktion in Gefässen von mehreren hundert Tonnen vorgenommen werden, geschieht in Behältern, die klein zu nennen sind, gegenüber den Appa, rten beim vorliegenden Verfahren. Gerade in der Massenverarbeitung liegt ein grosser Fortschritt des vorliegenden Verfahrens. Je grösser die Gesamtfläche, desto grösser ist die Tonnenzahl pro Quadratmeter Grundfläche, d. h. wiederum umso geringer sind die Kosten pro Tonne für die wasserdichte Unterlage. Bei tri Höhe kommen bei grossen Flächen auf den Quadratmeter Grundnäche bei einem spezifischen Gewicht von nur 2 etwa 60 t.
Alle chemischen Reaktionen bei denen Sauerstoff aufgenommen wird, finden unter Wärmeabgabe statt. Diese Wärmemenge ist in kleinen Gefässen nicht bemerkbar und deshalb auch bisher nicht ausnützbar gewesen. Bei den enormen Mengen und der grossen Höhe der Erzhaufen ist der Weg, den die Luft zu durchwandern hat, lang und wird die Wärme von der Umgebung voll aufgenommen, besonders da ein Ausweichen der Wärme nach der Seite nicht möglich ist. Die Luft und das Erz werden auf dem weiteren Weg, den die Luft wandert, immer mehr erwärmt. Um diese Wärme noch besonders in dem Haufwerk zurückzuhalten, ist eine zeitweise Änderung in der Luftrichtung vorgesehen, so dass die Luft am wärmsten Teil der Erzschicht eintritt und die kalt geblasenen Erzschichten wieder erwärmt.
Die Bedeutung der Wärme für die chemischen Umsetzungen (Oxydationsprozesse) auch in wässriger Lösung sind bekannt. Aber eine Ausnützung der Eigenwärme ist bisher nicht möglich gewesen und musste man zur indirekten Erwärmung greifen. Die bisherigen
Verfahren bei der nassen Gewinnung beruhten fast alle nur auf einem chemischen Vorgang.
Ausserdem ist nicht für die Beseitigung des bei diesem Prozess frei werdenden Schwefels gesorgt, welcher in molekularem Zustand sich mit den in der Lauge befindlichen Körpern wieder umsetzt.
Der frei werdende Schwefel hat aber gerade in dem molekularen Zustand das grösste Bestreben,
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zufuhr. Es wird der die Auflösung hindernde Schwefel nicht nur beseitigt, sondern in einen den Prozess unterstützenden Körper, schweflige Säure und Schwefelsäure, übergeführt. Kein Prozess gestattet die \'erarbeitung von solch enormen Mengen, wie sie eben bei armen Erzen nötig ist, unter Vermeidung jeglicher Handarbeit, wobei auf derselben Grundlage gleichzeitig frisches Erz aufgeschüttet, in verschiedenen Stadien ausgelaugt, ausgewaschen und das vom Metall befreite Erz wieder beseitigt wird.
Es ist das eben nur möglich, durch Anwendung einer sehr
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fläche ist nötig, sondern der Haufen muss auch 10 bis 30 m. und noch mehr hoch sein, damit einerseits eine möglichst grosse Menge Material auf den Quadratmeter Grundfläche zu liegen kommt und andererseits, weil eben nur in der grossen Menge des Erzes die günstigen Umsetzungsbedingungen (grosse Wärmeentwicklung) und durch die Höhe die vielfachen Umsetzungen eines jeden Teilchens der Lauge stattfinden können. All die durch'die später aufgeführten Formeln gekennzeichneten Reaktionen stellen nur einzelne Gruppen dar und sind in Wirklichkeit viel mannigfaltiger.
Sie können von dem Eintritt in das Haufwerk bis zum Verlassen desselben vorkommen. Ausserdem nehmen die bei den einzelnen Reaktionen auftretenden neuen Körper
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sofort wieder an der Umsetzung teil und arbeiten stetig an den Pyritteilchen, die si < auf dem Weg finden, auflösend weiter, 80 dass gerade dadurch eine rasche Zerstörung des Pyrites erreicht wird. Ohne Oxydationsmittel entstehen eisenhaltige Laugen. Die Laugen von Eisen durch Lufteinblasen zu befreien, ist bekannt. Aber der Prozess wird für sich in eigenen Behältern vorgenommen. Bei vorliegendem Verfahren aber werden alle Eisenverbindungen, sowohl die mit der Lauge aufgegebenen als auch die sich bildenden, durch den Luftsauerstoff allein, und zwar immerwährend durch die ganze Masse umgesetzt.
Verstärkt kann die Sauerstoffübertragung werden durch Sauerstoffüberträ. ger. Oxydationsmittel sind viele vorgeschlagen worden, aber dieselben müssen in einem besonderem Prozess wieder in die ursprüngliche Form zurückgeführt werden. Bei einem derartigen Verfahren werden z. B. Manganoxyd oder ähnliche Qxydationsmittel und Schwefelsäure zugesetzt. Die Wiedergewinnung des Manganoxydes soll bei der Elektrolyse erfolgen. Die Rolle als Sauerstoff- und auch Halogenüberträger spielen Eisen, Kupfer, Mangansalze und auch die von seltenen Metallen, wie z. B. die des Zers (2 H Cl + == H + 2 Cl). Meistens sind diese Körper in den Erzen usw. schon enthalten.
Die Ablaugen von der Metallgewinnung nach vorliegendem Verfahren gehen immer wieder auf dasselbe Erz oder auf neue Teile desselben zurück. Es finden deshalb keine Verluste statt und es konzentrieren sich in den Laugen nach der Fällung eines oder mehrerer Metalle die übrigen Bestandteile, die sonst fast immer verloren gingen. Es werden diese angereicherten Laugen abgeschieden und für sich zur Gewinnung aller darin vorkommender Metalle behandelt. Durch die Konzentration der Laugen infolge der Verdunstung des Wassers bei der Extraktion kann dieselbe so geleitet werden, dass direkt Sulfate, Chloride usw. von solcher Konzentration gewonnen werden, dass ein & Verarbeitung auf Salze mit Erfolg durchzuführen ist, so bei überseeischen Erzen in wasserarmen Gegenden bei teurem Brennmaterial. Es spielen hier die Salze die Rolle des Steines beim Schmelzprozess.
Die meisten Hüttenprodukte und Erze, speziell die aus den tieferen
Erdschichten, enthalten Schwefel im Überschuss. Oxydische Erze und Hüttenprodukte, soweit sie nicht die zur Sulfatbildung nötige Schwefelmenge enthalten, müssen die fehlende Menge
Schwefel in Form von viel Schwefel enthaltenden Erzen oder Schwefelverbindungen (schweflige
Säure oder Schwefelsäure) zugesetzt erhalten. Der Schwefel ist nicht nur nötig zur Umwandlung der Pyrite in Metallsalze, sondern auch zur Abbindung der Basen, sowohl der in den Laugen aufgegebenen (z. B. Kochsalz, Chlorkalzium) als auch der im Erz vorhandenen, hauptsächlich des Kalkes. Kalkreiche Erze erfordern deshalb mehr Schwefel zur Überführung desselben in Gips als kalkarme. Die Schwefelzugabe, wie sie bei den Röstprozessen angewendet worden ist, verfolgt andere Zwecke.
Die ärmsten Erze, die bisher völlig unberührt in grossen Mengen daliegen, die Halden usw.. werden nunmehr mit Gewinn noch zu bearbeiten sein. Melierte Erze und reiche Erze können alle und in jeder Gegend verarbeitet werden. Es kann in Gegenden ohne Brennstoff und ohne Reduktionsmittel das Erz so zerlegt werden, dass nur die Metallsalze gewonnen und für die weitere Verarbeitung verschickt werden. Die Transportkosten von der Gewinnungsstätte zur Ver- arbeitungsstätte werden auf ein Minimum reduziert, da in der Nähe immer geeignete Flächen für die wasserdichte unterlage billig zu beschaffen sein werden. Irgend welche Verluste an Metall oder Lösungsmittel treten nicht ein.
Die Kosten der eigentlichen Auslaugung sind sehr billig, die Apparate dauerhaft und einfach ; das Mehrausbringen gegen früher macht schon die ganze Anlage bezahlt. Handarbeit fällt völlig fort. Die Kontrolle über den Verlauf der chemischen Vorgänge ist. jederzeit möglich. Bei Tag- und Nachtarbeit für die Extraktion ist nur Tagarbeit für die Erzbeschaffung erforderlich. Bei einer geringeren oder zeitweilig unterbrochenen Erzzufuhr tritt keine Störung in dem Laugbetrieb und der damit verbundenen Metallgewinnung ein. Ebenso fallen die schädlichen Rauchgase und die Ablaugen bei der vorliegenden Metallgewinnung völlig fort.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion von Erzen und sonstigen Hätten- erzeugnissen sowie zur Behandlung aller anderen Körper, bei denen durch Einwirkung von Säuren
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besteht insonderheit darin, das zu behandelnde Material, welches in Haufen angeordnet ist, durch Laugen zu benetzen und in dasselbe unter Druck einen Gasstrom einzuführen, der die Zersetzung der Rohstoffe bewirkt. Die abgiessenden Laugen können mehrmals benutzt werden und gelangen dann zur Verarbeitung.
Die Einrichtungen, welche zur Ausführung des Verfahrens notwendig sind, können seL. r
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ist, so kommen Seitenwände nur insoweit in Betracht, als sie ein Cberfallen der Rohstoffe verhindern sollen. Die Grundflächen, auf denen die Rohstoffe aufgehäuft werden, sind so ausgebildet. dass einerseits die Zuführung der entsprechenden Gase ermöglicht wird und andererseits
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bearbeitet werden. Es wird dadurch nicht nur an Raum gespart, sondern auch an Beförderung- weg und Zeit, welche bei den jetzt üblichen Verfahren, die sich in nur kleinen Apparaten abspielen, sehr schwer ins Gewicht fallen.
Für manche Fälle wird es zweckmässig sein, die Rohmaterialien vor der Behandlung mit Gasen usw. zu trocknen und zu erhitzen, damit die Laugen sich innig mit den Rohstoffen verbinden, d. h. unverdünnt eindringen können. Später wird Erhitzung an und für sich immer durch grosse Sauerstoffaufnahme beim Einblasen von Luft erfolgen und schliesslich kann man auch die Wärmeentwicklung nach Abstellung der Laugezufuhr im Haufwerk selbst entsprechend steigern, um die Umsetzung zu befördern. Durch die Erhitzung findet infolge der entsprechenden Wasserverdampfung eine Konzentration der Lauge statt, gleichzeitig wird aber auch Eisen ausgefällt und. Säure ausgeschieden.
Auf der Zeichnung sind zwei für das Verfahren geeignete Einrichtungen im Querschnitt schematisch dargestellt.
Auf einer in beliebiger Weise hergestellten wasserdichten Fläche wird das zu behandelnde Material in grossen Haufen aufgeschichtet. Je grösser die Gesamtfläche ist und je steiler der Böschungswinkel des Materiales genommen werden kann, umsomehr wächst die Tonnenzahl
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Teiles 1, 2, 3, 4 dieser Fläche kann sofort mit der Extraktion begonnen werden, während immer neues Material nach der Seite 3, 4 angeschüttet wird. Die abfliessende Lauge von 1, 2, 3, 4 kann nach Abscheidung der Metalle auf den neu aufgeschütteten Haufen von 3, 4,5, 6 gebracht werden, wobei das Metall, das nicht ausgefällt wurde, in der Richtung der Anschüttung weiterwandert.
Sind die chemischen Umsetzungen in 1, 2, 3, 4 beendet, so gibt man Waschwasser auf, das auf das nächste Feld 3, 4,5, 6 gebracht wird, während in der Zwischenzeit ein neues Feld an 5, 6, angeschüttet ist, das wieder die Lauge von dem vorhergehenden erhält. Während das Haufwerk in der Richtung der Anschüttung sich ständig vergrössert, kann nunmehr von 1, 2, 4, 7 so viel ausgewaschenes Erz wieder entfernt werden, z. B. zum Versatz, als der Böschungswinkel bis zur oberen Fläche 1, 4 es erlaubt. Daraus ist ersichtbar, dass bei genügend grosser Grundfläche eine ständige Anschüttung, Auslaugung, Auswaschung und Entfernung der zu verarbeitenden Erze auf derselben Grundfläche möglich ist.
Der Auslaugeprozess in ein und demselben Kasten, wie er bisher angewandt wurde, gestattete nicht die gleichzeitige Behandlung mittels Füllen, Auslaugen usw. Die Ausbildung der Fläche an sich ist beliebig. Es wird sich nur erforderlich
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einerseits Gase zuführen und andererseits die chemischen Vorgänge in den Materialien beobachten zu können. Die zu extrahierenden Stoffe werden nun mit einer entsprechenden Extraktions- Müssigkeit benetzt.
Dies geschieht jedoch nur so, dass die Massen einen gewissen Grad von Feuchtigkeit erhalten, d. h. sie sind nicht durch die Flüssigkeit vollkommen bedeckt. Die Flüssigkeit seibst wird durch einen oder mehrere Verteiler über das zur Behandlung kommende Haufwerk aufgebracht, was entweder ständig oder auch zeitweise geschehen kann. Als Laugenüssigkeit können alle organischen und anorganischen Säuren und deren Salze Verwendung finden. Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die gewählten Säuren und Salze Sauerstoff abgeben, doch können solche unter Umständen zugefügt werden.
Um ein möglichst inniges Eindringen der Laugeflüssigkeiten in das Rohmaterial zu erzielen, kann man die Rohstoffe vor dem Aufbringen der Flüssigkeiten trocknen und erhitzen. Wird darauf die Lauge, die ebenfalls vorgewärmt sein kann, in Mischgefässen zu dem Rohstoff hinzugegeben, so findet unter Konzentration der Laugen gleichzeitig ein tiefes Eindringen derselben 111 die Hohlräume und Poren der Rohstoffe statt. Dieses Verfahren eignet sich insonderheit dann, ellll die Rohstoffe sehr feucht sind oder wenn nur dünne Laugen zur Verfügung stehen.
In das vorbereitete und aufgehäufte Rohmaterial werden nun unter Druck Gase eingeführt.
Die Wahl der Gase und die Art und Weise der Einführung richtet sich nach dem beabsichtigten Zweck der Extraktion und den vorhandenen Rohmaterialien. Es können Luft, Sauerstoff schweflige Säure, Chlor, Salzsäuregas, Kohlensäure, Ammoniak, Schwefelwasserstoff in kaltem oder warmem Zustande eingeblasen werden.
Die auf der Grundfläche sich ansammelnden Laugen können nun in Rinnen oder auf sonst eine geeignete Weise abgezogen werden. Zweckmässig wird es sein, die Grundflächen in bestimmte Felder zu teilen und die Flächen so zu neigen, dass man die Laugen von den einzelnen Feldern getrennt abziehen und danach die chemischen Vorgänge in dem über dem betreffenden Feld liegenden Haufwerk beurteilen kann. Die einzelnen Ausflüsse der Rinnen kann man beliebig miteinander verbinden und die erhaltenen Laugen können entweder sofort verarbeitet oder wiederum über das Haufwerk gebracht werden, so dass z. B. die Lauge von Feld 1 bis 3 über das Material auf Feld 4 bis 6 und eine von diesen abfliessende Lauge wiederum über Feld 7 bis 9 gebracht wird.
Man kann an Stelle der Rinne auch Entleerungskanäle anordnen, um die Flüssigkeit aus den Feldern nach den Gewölben abführen zu können ; dadurch werden die einzelnen Felder
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für das getrennte Auffangen der Lauge verkleinert, indem das ganze Feld statt oiner Rinne, cLt es nur einen Abfluss hatte, nunmehr mehrere bekommt.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 ist die wasserdichte Fläche a unmittelbar auf der Erdoberfläche durch Beton, Asphalt oder Pflaster mit wasserdichten Fugen hergestellt. Sie kann natürlich auch aus Holz, Metall, Steinplatten usw. bestehen ; ihre Auswahl ist lediglich durch den Umstand bedingt, dass die Unterlagen durch die Lauge nicht zerstört werden diirfen. Unter bzw. neben der Fläche a befinden sich Stollen b, welche, wie oben erwähnt, zur Zuführung der Gase, zur Prüfung der chemischen Vorgänge und zum Abführen der Lauge, sowie gegebenenfalls auch zum Entfernen der Rückstände nach der Behandlung dienen.
Diese Stollen müssen natürlich durch eine ebenfalls wasserdichte Decke abgedeckt sein und der Anschluss der Fläche a an diese Decke muss so erfolgen, dass ein Durchdringen der Lauge ausgeschlossen bleibt. Bei der dargestellten Ausführung ist einmal auf der linken Seite der Fig. 1 angenommen. dass unter der Fläche a eine Isolierschicht c angeordnet ist, welche die Wand d des Stollens b durchdringt und noch ein Stück in das Innere vorsteht, so dass die abtropfende Lauge in einer Rinne e abgezogen werden kann.
Bei der Ausführung Fig. 1 rechts ist die Fläche a selbst in die Wand d des Stollens b eingeführt und bildet hier eine Kante./', an der die zusammenlaufende Lauge in eine Rinne e abtropft. Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform sind für die Zuführung der Gase auf der Fläche a liegende Rohre 9 angeordnet. Diese Zuführung kann jedoch auch, wie weiter unten beschrieben werden soll, durch die Stollen b erfolgen.
Die Vorrichtung nach Fig. 2 besteht aus Gewölben 11, die auf Längsmauern oder Pfeilern t ruhen. Die Abdichtung geschieht dabei auf dem Gewölbe durch Zementverputz, Asphaltbelag oder auch innerhalb der Mauern durch eine laugenbeständige und undurchlässige Isolierschicht.
Bei wasserundurchlässigem Material für Mauerwerk ist natürlich auch durch wasserdichte Fugen eine Ableitung der Laugen nach den Wandflächen zu erzwingen. Die Abführung der Laugen geschieht dann wieder entweder an Vorsprüngen k, die unmittelbar unter einer Isolierschicht l
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Stelle im Mauerwerk (Fig. 2 rechts) eine Isolierschicht in angeordnet, die nach beiden Seiten vorsteht und die abtropfende Lauge ebenso in Rinnen e führt. Bei diesen Gewölben ergibt sich die Einteilung der ganzen Fläche in einzelne Felder von selbst.
Das Gewölbe in Fig. 2 links zeigt eine Einrichtung, die z. B. zum Entfernen der Rückstände benutzt werden kann. Es ist dann in der Decke des Gewölbes ein entsprechend ausgebildeter Auslass n vorgesehen, welcher unten durch einen Boden o in geeigneter Weise wasserdicht verschlossen ist. Sollen nun die Rückstände entfernt werden, so öffnet man den Deckel o und durch
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Die Zuführung von Gasen kann in der in Fig. 2 rechts dargestellten Weise erfolgen. Es ist dort in dem Gewölbe/ ;, ein Ansatz/) angeordnet, an welchem die Gasleitung angschlossen ist.
Der Schacht steht über das Gewölbe h hervor und wird hier zweckmässig durch einen Deckel q abgedeckt, um das Eindringen von Lauge und Rohmaterialien zu verhüten. Man kann diese Vorrichtung auch so anordnen, dass sie von unten in den Auslass n eingefügt werden kann.
Es ist noch zu erwähnen, dass die Fläche a nach einer oder mehrerer Seiten geneigt sein kann, um das Abfliessen der Laugen zu erleichtern und damit sie sich in jeder Hinsicht den Bodenverhältnissen anzuschliessen vermag.
Der erforderliche Druck der Gase wird durch einen Ventilator oder dgl. hervorgerufen.
Die chemischen Lösungs- und Zersetzungsmittel lassen sich so wählen, dass entweder auf gleichzeitige Gewinnung aller Bestandteile, die extrahiert werden sollen, gearbeitet wird, oder nur auf einen Teil derselben. Man kann auch gleich eine chemische Einwirkung auf einen später zu gewinnenden Körper vorsehen, z. B. ('hlorsilberbildung. Die Lösungsflüssigkeit ist aber dann absichtlich so gewählt, also z. B. ohne viel Kochsalzzusatz, dass diese Körper grösstenteils zurück- bleiben, um erst nach der Auswaschung der übrigen Salze mit einem neuen Lösungsmittel, z. B. Thiosulfat. extrahiert zu werden.
Es ist im übrigen überhaupt nicht möglich, beide Methoden scharf zu trennen, da einerseits nicht mit chemisch reinen Stoffen gearbeitet wird und andererseits eine begrenzte Löslichkeit auch der unangegrinenen Metalle und Verbindungen in den angewandten Laugen vorhanden ist.
Es sollen nun im nachfolgenden einige Gleichungen angegeben werden, um die chemischen Vorgänge bei dem Verfahren zu kennzeichnen. Es ist jedoch zu bemerken, dass von den unendlich vielen chemischen Reaktionen, die bei dem vielseitigen Prozesse stattfinden, nur wenige, und
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unmittelbar aus der Luft zu entnehmen, wobei nur dafür gesorgt werden muss, dass die sauerstoff- ärmere Luft schnell aus den aufgehäuften Massen entfernt wird. Dieses geschieht am besten entweder durch Einblasen von frischer Luft in das Haufwerk oder durch Absaugen der verbrauchten aus demselben.
Aus der grossen Sauerstoffaufnahme geht ferner hervor, dass eine starke Erhitzung der Massen eintreten muss. Diese Wärmeentwicklung im Haufwerk bewirkt aber zusammen mit der durchgeblasenen Luft eine Konzentration der Laugen durch Verdampfung des in ihnen enthaltenen Wassers. Um ein gleichmässiges Erhitzen zu erzielen, wird es zweckmässig sein, ab und zu die Luft aus dem Haufwerk abzusaugen, um auf diese Weise auch die untersten Erzschichten, welche infolge der Wasserverdunstung kalt bleiben oder kalt werden, der Behandlung mit warmer Luft auszusetzen bzw. zu erwärmen. Bei genügendem Schwefelgehalt der Erze kann man auch nach Abstellung der Laugezufuhr die Temperatur im Haufwerk entsprechend steigern und erzielt hiebei wieder andere Umsetzungen der Salze und der Erze.
Viele Salze und Körper haben die Eigenschaft, als Sauerstoff-und Halogenüberträger zu fungieren. Zu diesen gehören die fast immer vorhandenen Eisenverbindungen, die des Kupfers usw. und auch die verschiedener, sogenannter seltener Metalle. Wenn aber solche Sauerstoff-oder Halogenüberträger nicht vorhanden sind, werden dieselben in einer beliebigen Form zugegeben, die man bei teueren Stoffen so wählen wird, dass sie im weiteren Prozesse nicht niedergeschlagen werden oder aber doch leicht wieder zu gewinnen sind.
Je grösser der Schwefelgehalt der Erze ist, desto grösser muss auch die Menge der zuzuführenden Luft sein und umso saurer werden die Laugen. Je basischer die Erze sind, desto geringer ist aber natürlich auch der Säuregehalt. Der Eisengehalt der Laugen richtet sich nach dem Gehalt der Rohmaterialien an eisenhaltigen Sulfiden dem Stadium der Einwirkung auf die Erze und der Luftzufuhr. Bei wenig Luftzufuhr und noch viel unzersetzten Sulfiden wird der
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Die Fällungsmittel werden zweckmässig ao gewählt, dass Laugen entstehen, die in dem Haufwerk mit dem Erz sich wieder umsetzen. Die Umsetzung im Haufwerk ist für ein Molekül Lösungsmittel, z. B. CU C, nicht eine einmalige, sondern es findet eine stete Regenerierung statt, so dass die zersetzen wirkenden Moleküle nicht bloss durch Neubildung entstehen, sondern
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die beliebig herausgegriffen sind. Es handelt sich dabei um die Verarbeitung eines Kupfererzes. eines Golderzes und gemischter Erze :
Beispiel l : Für ein Kupfervorkommen, bei welchem die Metalle grösstentiles als Schwefelmetalle vorkommen und die Gangart meistenteils aus Kieselsäure besteht, z. B. das Vorkommen in Marsberg (Kupferschiefer). Eine Aufbereitung dieser Erze ist nicht lohnend wegen der feinen Verteilung der Erzteilchen.
Für andere Vorkommen von Erzen, die derbere Stücke aufweisen, wird die Aufbereitung nur so weit durchgeführt, dass Graupen von etwa 2 bis5 mm Durchmesser noch gewonnen werden, während die ganzen übrigen Produkte zusammen verarbeitet werden, wobei man eine Korngrösse wählt, die ein völliges Aufschliessen der in dem Erz vorhandenen Metallteilchen gewährleistet. Die Aufbereitung kann auch ganz wegfallen. Die zerkleinerten Erze, ebenso die zerkleinerten Zwischenprodukte und Abgänge werden auf der wasserdichten Fläche in einer Höhe von 10 bis 30 wund mehr aufgebracht. Zur Einleitung der Umzetsung der Pyrite werden die Säuren oder Salze der betreffenden Säuren von oben in Lösung zugegeben, ebenso später die betreffenden Ablaugen.
Im vorliegenden Fall soll auf sämtliche verwendbare Metalle gearbeitet werden. Es kommen dabei hauptsächlich Kupfer, Silber und Gold in Betracht. Als Lösungsmittel kommen hauptsächlich Salzsäure. Chlormagnesium, Chlorkalzium und Kochsalz in Frage. Nach Aufgabe dieser Körper bis zum völligen Durchdringen des aufgeschichteten Erzes nach der wasserdichten Unterlage wird Luft durch das Haufwerk eingeblasen, wobei eine intensive Zersetzung im Haufwerk stattfindet. Die Menge der Luft ist abhängig von den im Haufwerk sich befindenden
Schwefelmetallen, ihrer Oxydierbarkeit und der vorhandenen Temperatur. Die letztere lässt sich leicht in den obersten Schichten des Haufwerkes messen.
Durch die bei der Oxydation eintretende Temperaturerhöhung wird das ganze Haufwerk von unten nach oben erwärmt, und zwar in den
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unter Zusatz von so viel gebranntem Kalk, als zur Abbindung der sich eventuell bildenden Säuren nötig ist, worauf die Cyankaliumlauge bei Luftzuführung aufgegeben wird. Die abfliessende Lauge wird wie bisher entgoldet. Das Haufwerk kann viel längere Zeit wie bisher liegen bleiben, da auf 1 m2 Grundfläche bei 30 m Höhe eine grosse Menge Erz zu liegen kommt. Durch die längere Umsetzung und Auswaschperiode wird der Goldgehalt völlig extrahiert. In der Zerkleinerung der Erze braucht man nicht so weit wie bisher zu gehen und verbilligt auch dadurch das Verfahren.
Es können deshalb mit diesem Verfahren auch weniger reiche Erze, die bisher nicht lohnend waren, abgebaut und mit Vorteil noch verarbeitet werden.
Beispiel 3 : Gemischte Erze, enthaltend Gold, Silber, Kupfer, Nickel, Zink, Arsen usw.
Bei der Behandlung dieser Erze nur mit Wasser und Luft, der auch Röstgase beigemengt werden können (Abrösten der durch Handscheidung oder Aufbereitung ausgeschiedenen reinen Erze), bilden sich aus den Sulfiden die Sulfate der Metalle, wobei Gold, Platin nicht angegriffen, aber freigelegt werden. Die entmetallten Laugen gehen so lange auf das Haufwerk zurück, bis die Umsetzung und Auswaschung erfolgt ist. In dem darauf folgenden Prozess werden die Edelmetalle durch Cyankalium in Lösung gebracht und für sich gewonnen. Werden bei der Umsetzung zu den Laugen sofort Chloride zugefügt, so gehen die meisten Metalle als Chlormetalle in Lösung. Sich ausscheidendes Chlorsilber kann gleichzeitig durch Vergrösserung des Kochsalzgehaltes in Lösung gebracht werden. Dasselbe kann aber auch bei einer späteren Waschung durch ein Lösungsmittel, z. B.
Natriumthiosulfat, extrahiert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Auslaugen von Erzen, Metallrückständen usw. durch Benetzen mit Lauge und Durchblasen von Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialien in grossen Haufen auf einer wasser-bzw. laugedichten Fläche dem Auslaugen unterworfen werden.