Verfahren <B>zur Herstellung eines mindestens teilweise aus Kupfer bestehenden</B> <B>Metallpulvers aus kupferhaltigen Erzen.</B> Die Technik bedient sich bei der Herstel lung von Metallgegenständen in immer stär kerem Masse pulvermetallurgischer Methoden, bei denen aus 141etallpulvern durch Pressen und Sintern kompakte Metallgegenstände her gestellt werden. Als Ausgangsprodukte für diese Arbeitsverfahren werden Metallpulver benötigt. Die möglichst wirtschaftliche Her stellung derselben ist eine der wichtigsten Aufgaben der pulvermetallurgischen Betriebe. So hat man in den letzten Jahren zahlreiche Verfahren entwickelt, mit deren Hilfe aus Eisenerzen direkt Eisenpulver für pulver metallurgische Zwecke hergestellt. wird.
Für die Gewinnung von Kupferpulver. sind solche Verfahren bisher nicht bekanntgeworden. Der Grund hierfür ist in erster Linie darin zu suchen, dass das Kupfer in der Natur in der Hauptsache in Form von komplexen Erzen, die mehrere Metalle enthalten, vor kommt. So gehören zu den wichtigsten Kup fererzen der Kupferkies, der neben Schwefel aus Kupfer und Eisen besteht, und das Fahl erz, das vorwiegend aus Kupfer, Antimon und Schwefel besteht. Solche komplexe Erze konn ten bisher nur durch schmelztechnische Ple- thoden aufbereitet werden, wobei zumindest eines der Metalle, meistens das Eisen, ver schlackt werden muss und für die weitere technische Verwendung verlorengeht.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung eines minde- stens teilweise aus Kupfer bestehenden Me tallpulvers aus kupferhaltigen Erzen, welches Verfahren die schmelztechnische Aufbereitung komplexer Kupfererze vollständig unnötig macht. Nach der Erfindung wird das Erz zunächst in die Oxydform übergeführt, wor auf man unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer derart. reduziert, dass mindestens das Kupfer als Metallpulver anfällt, und dann das Metallpulver von nichtmetallischen Stof fen befreit. Das Metallpulver kann durch ge eignete Methoden, die weiter unten näher be schrieben werden, in seine einzelnen Kom ponenten zerlegt werden.
In komplexen Kupfererzen sind die Me talle meistens in atomar feiner Verteilung im Kristallgitter angeordnet. Die Umwandlung in Oxyd und die nachfolgende Reduktion zu Metall können sowohl so geführt werden, dass der Zustand feinster Verteilung der Metalle aufrechterhalten bleibt, oder aber so, dass eine weitgehende Zusammenballung oder Koagula tion der einzelnen Metallatome zu grösseren Korneinheiten stattfindet.
Beide Aufberei tungsmöglichkeiten sind für die pulvermetal lurgische Weiterverarbeitung der Metalle von Interesse. Wenn die teilweise aus Kupfer be stehenden Metallpulver zu Legierungen, Pseudolegierungen und dergleichen weiterver arbeitet werden sollen, werden die Oxyd umwandlung und die Reduktion zweck mässigerweise so geführt, dass möglichst. keine Entmischung der Metalle eintritt. Dies ge schieht z. B. durch Anwendung möglichst kur zer Reaktionszeiten und intensiver Reduk tionsmittel.
Wenn eine nachträgliche Zerlegung der Metallpulver in die einzelnen Komponenten angestrebt wird, kann eine möglichst lange Redl@ktionsdauer angewendet und zur Vervoll ständigung der Entmischung eine anschlie ssende Glühung vorgenommen werden.
Im Anschluss an die Reduktion der Oxyde zu Metallpulver erfolgt dann die weitere Aufbereitung. Es ist unvermeidlich, dass die Erze noch eine gewisse Menge von Gangart enthalten, die in erster Linie aus Silikaten, schwer reduzierbaren Oxyden und dergleichen besteht. Für die pulvermetallurgische Wei- terverarbeitLmg der Metallpulver ist es not wendig, diese Verunreinigungen zu entfernen. Es lassen sich dabei verschiedene Wege ein schlagen. So kann man z.
B. die Metallpulver von der Gangart durch Flotation trennen. Es hat sich gezeigt, dass besonders in saurer Trübe die Metallpulver sehr leicht von der Gangart abgetrennt werden können.
Von grosser Bedeutung schliesslich ist die Aufspaltung des Metallpulvergemisches in seine Komponenten. Es ist z. B. möglich, ein Eisen- und Kupferpulver enthaltendes Metall pulvergemisch durch Magnetscheidung, Wind richtung oder Flotation zu trennen. Eine wei tere wichtige Möglichkeit zur Trennung der Metalle bietet die fraktionierte Reduktion des Oxydgemisches. Man kann z.
B. die Reduktion so führen, dass praktisch nur das Kupfer zu Metall reduziert wird, und kann dann das. viel schwerere Kupferpulver vom Eisenoxyd durch Windsiehtung abtrennen. Der gleiche Effekt lässt sich erzielen, dadurch, dass man das Kupferpulver von dem Oxydgemisch durch Flotation abtrennt.
Die Erfindung wird im nachfolgenden durch einige Anwendungsbeispiele näher er läutert.
Beispiel <I>1:</I> Ein Kupferkies-Konzentrat mit der Zu- sammensetzung <B>29,5%</B> Cu, <B>30%</B> Fe und 34 % S wurde zunächst in bekannter Weise mit Luft abgeröstet. Dabei ging der Schwefelgehalt unter Bildung von S0, auf 4 % herab. Der Restschwefel war überwiegend als Cii SO., vor handen, das durch Auslaugen mit. warmem Wasser entfernt wurde.
Das verbleibende Oxydgemisch wurde nach dem Trocknen bei 900 bis 950 mit Holzkohlengeneratorgas redu ziert. Durch eine zweistündige Nachglühunl- bei gleicher Temperatur wurde eine vollstän dige Entmischung zwischen Kupfer und Eisen erreicht. Aus dem entstandenen Metallpulver gemisch wurde das Kupferpulver durch Flo- tation in saurer Trübe entfernt. Das zurück bleibende Eisenpulver kann dann getrocknet und durch Magnetscheidung von den noch anhaftenden Silikaten, Oxyden und Sulfiden befreit werden.
So können in einfachster Arbeitsweise Kupfer- und Eisenpulver neben einander aus dem Erz gewonnen werden. Der Reinheitsgrad des Kupferpulvers ist so hoch, dass es ohne weitere Nachbehandlung zu Formkörpern aus Sinterkupfer verarbeitet werden könnte. Auch das EisenpLÜver kann in pressfertigem Zustand erhalten werden. <I>Beispiel 2:</I> Ein durch Abröstung von Kupferkies er haltenes Oxydgemisch wurde bei einer Tem peratur von 250 C mit Wasserstoff reduziert. Dabei wird praktisch nur das Kupferoxyd reduziert, während das Eisenoxyd unredLiziert zurückbleibt.
Im Anschluss daran wurde das Reduktionsprodukt bei 950 zwei Stunden zur Koagulation des Kupfers geglüht und dann das Kupferpulver durch Windsichtung gewon nen. Der Sichtrückstand, der noch etwa 5 Kupfer enthielt, könnte in bekannter Weise auf Eisenpulver aufgearbeitet werden.
Beispiel <I>3:</I> Das nach Abröstung von Kupferkies er haltene Oxydgemiseh wurde bei 900 C mit einem CO/CO.-Gemisch reduziert und ohne Nachglühung in alkalischer Trübe flotiert. Es" entstand hierbei ein Kupfer-Eisen-Mischpul- ver, bei dem die beiden Metalle in ausser ordentlich feiner Verteilung nebeneinander vorlagen. Die silikatischen, oxy duschen und sulfidisclien Verunreinigungen konnten bis auf einen Rest von etwa 1 % entfernt werden.
Das Kupfer-Eisen-Mischpulver würde sich ohne weitere Behandlung für die pulvermetallurgi sche Erzeugung einer Kupfer-Eisen-Pseudo- legierung verwenden lassen.