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.
Process <B> for the production of a metal powder consisting at least partially of copper </B> <B> from copper-containing ores. </B> In the production of metal objects, technology is increasingly making use of powder metallurgical methods, in which metal powders are used compact metal objects can be produced by pressing and sintering. Metal powder is required as the starting material for this work process. Making the same as economically as possible is one of the most important tasks of powder metallurgy companies. In recent years, for example, numerous processes have been developed with the help of which iron powder is produced directly from iron ore for powder metallurgical purposes. becomes.
For the extraction of copper powder. such procedures are not yet known. The reason for this is primarily to be found in the fact that copper occurs in nature mainly in the form of complex ores that contain several metals. The most important copper ores include copper pyrites, which consists of copper and iron in addition to sulfur, and pale ores, which mainly consist of copper, antimony and sulfur. Up to now, such complex ores could only be processed using smelting techniques, whereby at least one of the metals, mostly iron, has to be slagged and lost for further technical use.
The present invention now relates to a method for producing a metal powder consisting at least partially of copper from copper-containing ores, which method makes the refining of complex copper ores completely unnecessary. According to the invention, the ore is first converted into the oxide form, whereupon it is below the melting point of copper. reduced so that at least the copper is obtained as metal powder, and then the metal powder is freed from non-metallic substances. The metal powder can be broken down into its individual components by suitable methods, which are described in more detail below.
In complex copper ores, the metals are usually arranged in an atomically fine distribution in the crystal lattice. The conversion to oxide and the subsequent reduction to metal can be carried out in such a way that the state of the finest distribution of the metals is maintained, or in such a way that the individual metal atoms are largely agglomerated or coagulated to form larger grain units.
Both processing options are of interest for the powder metallurgical processing of the metals. If the metal powders, some of which are made of copper, are to be processed into alloys, pseudo-alloys and the like, the oxide conversion and reduction are expediently carried out so that no segregation of the metals occurs. This happens z. B. by using the shortest possible reaction times and intensive reduc tion medium.
If a subsequent breakdown of the metal powder into the individual components is desired, the longest possible reduction period can be used and subsequent annealing can be carried out to complete the separation.
After the oxides have been reduced to metal powder, further processing takes place. It is inevitable that the ores will still contain a certain amount of gangue, which consists primarily of silicates, hard-to-reducible oxides, and the like. For the further processing of the metal powder by powder metallurgy, it is necessary to remove these impurities. There are various ways of doing this. So you can z.
B. separate the metal powder from the gangue by flotation. It has been shown that the metal powders can be separated from the gangue very easily, especially in acidic turbidity.
Finally, the splitting of the metal powder mixture into its components is of great importance. It is Z. B. possible to separate a metal powder mixture containing iron and copper powder by magnetic separation, wind direction or flotation. Another important option for separating the metals is the fractional reduction of the oxide mixture. You can z.
B. lead the reduction in such a way that practically only the copper is reduced to metal, and can then separate the much heavier copper powder from the iron oxide by wind sight. The same effect can be achieved by separating the copper powder from the oxide mixture by flotation.
The invention is explained in more detail below by some application examples.
Example <I> 1: </I> A copper pebble concentrate with the composition <B> 29.5% </B> Cu, <B> 30% </B> Fe and 34% S was initially known Roasted way with air. The sulfur content decreased to 4% with the formation of S0. The residual sulfur was predominantly in the form of Cii SO., Which was caused by leaching. warm water was removed.
The remaining oxide mixture was reduced after drying at 900 to 950 with charcoal generator gas. A two-hour afterglow at the same temperature resulted in complete separation between copper and iron. The copper powder was removed from the resulting metal powder mixture by floating in acidic turbidity. The remaining iron powder can then be dried and freed from the still adhering silicates, oxides and sulfides by magnetic separation.
In this way, copper and iron powder can be extracted from the ore side by side in the simplest way. The degree of purity of the copper powder is so high that it can be processed into molded bodies made of sintered copper without further post-treatment. The EisenpLÜver can also be obtained in a ready-to-press condition. <I> Example 2: </I> An oxide mixture obtained by roasting copper pebbles was reduced with hydrogen at a temperature of 250.degree. Practically only the copper oxide is reduced, while the iron oxide remains unreduced.
The reduction product was then annealed at 950 for two hours to coagulate the copper and then the copper powder was extracted by air classification. The visible residue, which still contained about 5 copper, could be worked up in a known manner on iron powder.
Example <I> 3: </I> The oxide mixture obtained after roasting copper pebbles was reduced at 900 C with a CO / CO. Mixture and floated in alkaline turbidity without post-glowing. The result "was a mixed copper-iron powder in which the two metals were present next to one another in an extremely fine distribution. The silicate, oxy-shower and sulfidic impurities could be removed to a residue of about 1%.
The copper-iron mixed powder could be used without further treatment for the powder-metallurgical production of a copper-iron pseudo-alloy.