DE1189720B - Verfahren zur Auslaugung von Pyritabbraenden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C22b

Deutsche Kl.: 40 a-3/00

Nummer: 1189720

Aktenzeichen: E 26873 VI a/40 a

Anmeldetag: 20. April 1964

Auslegetag: 25. März 1965

Die Röstung der eisen- und eisenkupferhaltigen Pyrite führt zur Gewinnung von zum größten Teil aus Eisenoxyd bestehenden Abbränden, die begleitet werden von variierenden Mengen Kupfer, Zink, Blei, Arsen usw. Die metallurgische Verwendung dieser Abbrände macht die vollkommene Beseitigung der genannten Verunreinigungen notwendig, und um diese wirtschaftlich zu gestalten, ist es erforderlich, die abgetrennten Metalle wiederzugewinnen.

Die bis jetzt angewandte Methode zur Trennung und eventuellen Wiedergewinnung der in dem Röstrückstand enthaltenen Metalle oder Nichtmetalle sieht die Laugung mit Flüssigkeiten vor, die sich aus einer wäßrigen Lösung mit etwa 5°/o Schwefelsäure zusammensetzen. Dieses Verfahren ist durch den niedrigen Preis dieser Säure gerechtfertigt, die außerdem Wiedergewinnungsprodukt der eigenen Fabriken zu sein pflegt.

Dieses Verfahren hat verschiedene Nachteile, von denen hier nur die wichtigsten hervorgehoben werden:

1. Der Abbrand benötigt eine kostspielige Vorbehandlung, die in einer chlorierenden Röstung besteht, welche die Löslichkeit des Kupfers und des Silbers erhöht, deren Sulfide in der Schwefellauge unlöslich sind.

2. Das Gold und ein Teil des Silbers sind unlöslich, was eine zusätzliche Laugung des Abbrandes mit Chlorwasser erforderlich macht.

3. Auch das Blei löst sich nicht auf (es bleibt in dem Abbrand als Sulfat bestehen), und die in Lösung gehenden Arsenmengen sind ungenügend. Es wurde an Hand von Versuchen herausgefunden, daß das chlorierende Rösten noch mehr zur Unlöslichkeit des Arsens beiträgt, denn wenn die Eisenarsenate für längere Zeit hohen Temperaturen unterworfen werden, nimmt ihre Struktur Formen an, die in dem Schwefelsäurelaugungsmittel weniger löslich sind.

Nach Versuchen mit reinen Verbindungen und mit Pyritabbränden verschiedener Herkunft ist man zu der Erkenntnis gelangt, daß die erwähnten Schwierigkeiten und auch andere weniger hervortretende durch Laugung mit wäßriger Salpetersäure behoben werden können, eventuell unter Beigabe von Chloridionen (Cl"), die z. B. vom Chlornatrium herrühren können.

Die Salpetersäurelösung in noch geringeren Konzentrationen als 10% löst die Sauerstoffverbindungen, Kupfer-, Zink-, Silber-, Kobalt- und Bleisulfide und -sulfate und auch die Arsenate von erhöhter Verfahren zur Auslaugung von Pyritabbränden

Anmelder:

Empresa Auxiliar de la Industria S. A.,

Madrid

Vertreter:

Dipl.-Ing. C.Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch
und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. T. Haibach,
Patentanwälte, München 2, Kaufingerstr. 8

Als Erfinder benannt:

Dr. Angel Vian-Ortuno,

Dr. Segundo Jimenez-Gomez,

Federico Lopez-Mateos, Madrid

Beanspruchte Priorität:

Spanien vom 23. April 1963 (287 294)

Basizität. Der Löslichkeitsgrad erhöht sich in allen Fällen durch die Anwesenheit von Chlornatrium, in der Lauge (lösliche Chloride, im allgemeinen), wobei außerdem auch das Gold aufgelöst wird, erklärlich durch den Umstand, daß innerhalb der Lauge folgende Reaktion abläuft:

+ 4H⁺ + 3 CF + 3 Na⁺
ClNO + Cl₂ + 3NO^ + 3Na⁺ + 2H₂O

In dieser Reaktion erscheinen stark oxydierende Produkte, die die Auflösung der bei der Röstung zurückbleibenden Sulfide erleichtern.

Eine andere Reagenzienverbindung, die ähnliche Resultate ergibt, kann dadurch erhalten werden, indem die Salptersäure durch Chlorwasserstoff ersetzt wird und das Chlornatrium durch Natriumnitrat, wobei die gleichen, besonders aktiven Produkte gebildet werden:

NO₃Na + 4ClH

ClNO + Cl₂ + ClNa + 2 H₂O

Die nachstehende Aufstellung faßt als numerische und vergleichende Beispiele einige der experimentellen Ergebnisse zusammen, die bei Verwendung von drei verschiedenen Abbränden erhalten wurden. Das

509 520/322

Verhältnis Lauge zu Abbrand war in den Fällen 1:1 in Gewicht. Die Kontäktzeit ist 2 Stunden, die Temperatur 70° C. Die schwefelsaure Lauge enthielt 5 % SO₄H₂; die salpetersaure 3% NO₃H; die salpetersaure chloridhaltige 3Vo NO₃H+5% ClNa.

Inhalt	I	Kupfer, Vo	I	Behand	Abbrand I	Produkte	Abbrand III
in	j	lung	0,71	Abbrand II	0,90
	A	0,10 0,12	0,80	0,11 0,15
Zink, Ve S	B C	0,08	0,18 0,23	0,08
I	D	2,71	0,17	2,90
r	A	0,39	3,14	0,51
	B	0,61	0,85	0,58
Blei, Ve j	C	0,16	1,37	0,33
I	D	1,36	0,64	0,78
f	A	1,36	0,90	0,78
	B	0,26	0,90	0,12
A Arsen,·/· S	C	0,10	0,06	0
1	D	0,53	0	0,56
f	A	0,15	0,42	0,14
Gold (Au), I	B	0,10	0,05	0,11
g/t I	C	0,03	0,02	0,06
I	D	0,75	0,01	1,40
	A	0,75	1,15	1,40
Silber (Ag), J	B	0,75	1,15	1,40
	C	0,3	1,15	0,45
I	D	14	0,35	17
A	9	12	13
B	3	9,25	12
C	0	3	2
D	0

A = Vor der Behandlung. B — Nach der Behandlung mit wäßriger 5»/»iger SO₄H₂-

Lösung. C = Nach der Behandlung mit wäßriger 3»/tiger NO₃H-

Lösung. D = Nach der Behandlung mit wäßriger 3'/oiger NO₃H-

Lösung und 5*/«iger ClNa-Lösung.

Abbrand I = Aus der einstufigen Wirbelschichtröstung.
Abbrand Π = Aus der einstufigen Wirbelschichtröstung.
Abbrand m = Aus der sulfatierenden, einstufigen Wirbelschichtröstung.

Der Erfinder möchte die Anwendungsmöglichkeit der Erfindung für die Laugung der Abbrände aus der Wirbelröstung hervorheben. Wie bekannt, wird bei diesen Röstmethoden fast das ganze As und Pb der Pyrite in dem Abbrand zurückgehalten, was ein großer Nachteil für die spätere metallurgische Ausnutzung dieser Rückstände ist, denn die schwefelsaure Laugung vermindert den hohen Bleigehalt nicht im geringsten, und das Arsen wird nur zu 50 bis 60 Ve beseitigt, d.h., der noch verbleibende Rest liegt über der Toleranzgrenze (0,08 bis 0,10Vo), so daß der Abbrand für metallurgische Zwecke nicht verwendet werden kann. Dieses hat zur Folge, daß die arsen- und bleihaltigen Pyrite weiterhin in mechanischen öfen geröstet werden müssen, die viel teurer und weniger leistungsfähig sind als die Wirbelschichtofen. Wenn Wirbelschichtofen verwendet werden, muß entweder der nachträglichen Entarsenierung und Entbleiung (teure, komplizierte und zweifelhafte Operationen) oder den Spezial-Röstvorrichtungen in zwei oder mehreren Stufen große Aufmerksamkeit geschenkt werden, die natürlich viel teurer und komplizierter in ihrer Unterhaltung sind als die Röstung in einer einzigen Stufe.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren der salpetersauren Laugung oder der salpetersauren chloridhaltigen (die Anwendung der einen oder anderen wird natürlich durch die Abbrandzusammensetzung bestimmt) kann direkt die einfache als am wirtschaftlichsten bekannte Wirbelschichtröstung angewandt

ίο werden, ohne daß in vielen Fällen die Behandlung der Abbrände durch chlorierende Nachröstung, auf keinen Fall jedoch die Laugung mit Chlorwasser (Extraktion von Au und Ag) notwendig ist. Außerdem bleiben die Abbrände durch ihre Zusammensetzung für metallurgische Zwecke wiederverwendbar, gleichzeitig kann das Blei aus den Laugen als Sulfat wiedergewonnen werden, wobei es z. B. mit Schwefelsäure gefällt und durch Klärung oder Filtrierung getrennt wird.

ao Es wurden natürlich auch Versuche mit Laugen in viel höheren und niedrigeren Konzentrationen an NO₃H und ClNa gemacht als die in den Beispielen der Resultatstabelle angeführte und auch mit Laugen in variierender Konzentration, in denen die NOjT-

a5 und Na+-Ionen vom Natriumnitrat und die Cl^-- und H⁺-Ionen vom Chlorwasserstoff herrühren. Es wurden vergleichbare Resultate erhalten. Als Ersatz für die Salpetersäure wurden die Waschlaugen der aus der direkten und katalytischen Oxydierung des

Ammoniaks stammenden Gase verwendet, was die Behandlung verbilligt, da es nicht notwendig ist, zu einer mehr oder weniger reinen und destillierten Säure zu gelangen, um über das für die Praxis des Verfahrens geeignete Laugungsmittel zu verfügen, denn die Anwesenheit von NO^-Ionen beeinträchtigt die guten Resultate nicht. Es wurden auch Versuche angestellt mit verschiedenen Verhältnissen Lauge zu Abbrand und bei Temperaturen in weiten Grenzen; es kann sogar Druck angewendet werden, um mit Temperaturen höher als 100° C arbeiten zu können. Diese Einzelheiten sind keine kennzeichnenden, sondern nur nebensächliche Faktoren des Verfahrens, weshalb sie als in ihm eingeschlossen betrachtet werden können. Allgemein gesehen kann man sagen, je höher die Temperatur, die Kontaktzeit und die Konzentrationen der Lauge, desto höher auch die Exrtaktionsleistung derselben, wenn auch die Extraktion sich als teurer erweist. Die in den Patentansprüchen genannten Vorzugswerte sind die unter den heutigen wirtschaftlichen Bedingungen wählbaren, sie müssen daher als informierend betrachtet und einer Revision unterzogen werden, je nachdem sich wertmäßig die Extraktionskosten und -ausbeute und auch die Bedingungen, die mehr oder weniger an die Endabbrände bezüglich ihres Inhaltes an nichteisenhaltigen Verunreinigungen gestellt werden, ändern.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Auslaugung von Pyritabbränden mit wäßriger Säurelösung zur Auflösung der enthaltenen metallischen und nichtmetallischen Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Salpetersäure, vorzugsweise mit 3 Gewichtsprozent HNO₃, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösende Wirkung der Lauge

durch Zusatz von Chlornatrium, vorzugsweise 5 Gewichtsprozent, erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die NO7-, CF- und H⁺- Ionen, die aktiv an dem Verfahren mitwirken, durch Natriumnitrat und Chlorwasserstoff eingebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Behandlung mit salpetersaurer Lauge die Waschlaugen derkatalytischen Oxydationsgase des Ammoniaks verwendet werden, wodurch mit den NO₃ -Ionen NO₂ Ionen eingebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitstemperatur zwischen der Raumtemperatur und der Siedetemperatur der Lauge variieren kann und vorzugsweise 70° C beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Lauge zu Abbrand in weiten Grenzen variieren kann und vorzugsweise 1:1 beträgt.

509 520/322 3.65 © Bundesdruckerei Berlin