DE1608705C - Verfahren zur Segregation von Kupfer, Silber und Nickel aus oxydischen Erzen - Google Patents

Description

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Die. Erfindung betrifft ein Verfahren zur Segre- ter Geschwindigkeit durch eine Reaktionszone begation von Kupfer, Silber und Nickel aus oxydischen wegt wird, in der nach Zugabe des Reduktionsmittels -Erzen, bei dem das Erz auf eine vorbestimmte Tem- und des Halogenide die Segregation vonstatten geht, perätur vorerhitzt, mit einem kohlenstoffhaltigen Re- Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber

duktionsmittel sowie einem Halogenid unter Aus- 5 dem Stande der Technik die Vorteile, daß wegen der Schluß von Luft vermischt und das Metall aus dem angewandten Wirbelschichttechnik sperrige und stör-Erz in der Mischung abgeschieden wird. anfällige, mechanische Einrichtungen zur Bewegung

Es ist bekannt, Kupfer durch das hüttenmännische des Erzes, wie sie beispielsweise bei einem Drehrohr-Verfahren der »Segregation« zu gewinnen (USA.- ofen erforderlich sind, in Fortfall kommen, daß der Patentschrift 1 679 337). Danach wird ein Erz, näm- 10 Umwandlungsprozeß des Erzes in Metall wesentlich lieh ein oxydisches Kupfererz, zusammen mit einer rascher als bisher vor sich geht und daß erheblich halogenhaltigen Verbindung, z. B. Natriumchlorid, weniger Zusatz an Halogenid als bisher erforderlich bei Anwesenheit kohlenstoffhaltiger Reduktionsmittel ist.

auf eine Temperatür unterhalb des Schmelzpunktes Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Aus-

des betreffenden Metalls erhitzt. Bei dieser Tempera- 15 führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens tür wird das Metall aus dem Erz extrahiert und in dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der wei-Form flockiger Metallpartikeln aus der Gangart ab- teren Erläuterung. Es zeigt

geschieden, von wo es leicht, z. B. durch Flotation, Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische

abtrennbar ist. Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des

Das Segregationsverfahren unterscheidet sich da- ao Segregationsverfahrens gemäß der Erfindung und
durch wesentlich von anderen Verhüjttungsprozessen, F i g. 2 eine schematische Ansicht einer abgewan-

daß es weder ein reines Ausschmelz- noch ein reines delten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs-Reduktionsverfahren ist. Eine Schmelze tritt im Ver- gemäßen Verfahrens.

lauf der Segregation nicht auf, und reduziert wird Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen

nicht ein Metalloxyd, sondern ein flüchtiges Zwi- as Verfahrens geeignete Vorrichtung umfaßt entspreschenprodukt, nämlich ein Metallhalogenid, wozu als chend F i g. 1 einen zylindrischen Wirbelschichtbewesentlicher Verfahrensschritt der Segregation die hälter 1 mit einem Boden 4, unterhalb dessen ein Zugabe einer halogenhaltigen Substanz erforderlich Windkasten 3 angeordnet ist. In den Boden 4 sind ist. Düsen S eingesetzt. Ein mittig angeordnetes Stand-

Das Verfahren zur Segregation von Kupfer wurde _3o rohr 6 erstreckt sich durch Boden 4 und Windbisher z. B. in Drehrohröfen, Hand-Fortschauflungs- kasten 3 und endet unterhalb eines Niveaus 7, bis zu öfen oder Mehretagenöfen mit zentraler Rührwelle, welchem die Wirbelschicht im Reaktionsraum 8 des also in verhältnismäßig aufwendigen Anlagen durch- Behälters reicht. Wirbelschichtöfen der in Fig. 1 geführt, wobei die Zufuhr des Erzes auch in pelletier- dargestellten Art sind bekannt und brauchen daher ter Form erfolgen kann. Ein Nachteil der bekannten ₃₅ im einzelnen nicht weiter beschrieben zu werden.
Verfahren war neben dem großen Vorrichtungsauf- Für die Zuführung von Erz und Kohle in den

wand die verhältnismäßig lange Zeit, die für die Ab- Reaktionsraum 8 sind Zuführeinlässe 9 und 10 vorscheidung des Metalls aus dem Erz erforderlich war. gesehen. Über einen weiteren Einlaß 11 können dem

Es ist in der Hüttentechnik ferner bekannt, eine Oberteil des Standrohres 6 Reagenzien zugegeben sogenannte Wirbelschicht zum Vorwärmen und Ab- 40 werden. Am Boden des Standrohres 6 ist eine Ausrösten von Erzen zu verwenden (USA.-Patentschrift tragvorrichtung 12 an sich bekannter Art angeordnet, 2 786 665). Es wurde schon versucht, das an sich beispielsweise in Form eines Schneckenförderers mit ohne besonderen Aufwand durchführbare Wirbel- variabler Abstandsplatte. Mit Hilfe der Austragvorschichtverfahren bei der Segregation ohne Vorer- richtung 12 wird der Materialabfluß aus dem Standhitzung anzuwenden. Versuche in dieser Richtung ₄₅ rohr 6 reguliert,
sind fehlgeschlagen, weil der für die Verwirbelung Weiterhin sind ein oder mehrere Zyklone 15 mit

der Erzteilchen erforderliche Gasstrom die flüchtigen, entsprechender Auskleidung vorgesehen, die entweder durch Zugabe des Halogenids gebildeten Verbindun- an der Außenseite des Behälters 1 oder im freien gen wegführt, bevor sie durch Kontakt mit den redu- Raum oberhalb des Niveaus 7 angeordnet sind. Bei zierenden Mitteln in freies Metall umgewandelt wer- ₅₀ der Vorrichtung nach F i g. 1 ist ein Zyklon 15 an den (Bulletin of the Institution of Mining and Metall- der Außenseite des Behälters vorgesehen, wobei die urgy, Nr. 646, September 1960, S. 691). Austrittsöffnung des Zyklons über eine Leitung 13

Es ist weiterhin bekannt (deutsche Auslegeschrift mit dem Oberteil des Standrohres 6 so verbunden ist, 1 045 664), feinkörnige Erze innerhalb einer Retorte daß Material aus dem Zyklon in das Standrohr einin Form einer kontinuierlich vorgeschobenen Säule 55 geführt werden kann.

zu reduzieren. Jedoch hat auch eine solche Säule in Bei Beginn des Betriebes wird ein Erz, ζ. Β. ein

den Segregationsprozeß noch keinen Eingang gefun- Kupfererz, dem Reaktionsraum 8 über den Einlaß 9 den. zugeführt. Über den Einlaß 10 wird pulverisierte

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein groß- Kohle zugegeben. Die so gebildete Packung wird in technisch durchführbares Segregationsverfahren mit 60 an sich bekannter Weise verwirbelt und auf die ge-Hilfe der Wirbelschichttechnik auszuführen und die wünschte Temperatur gebracht. Anschließend werden wirtschaftlichen Vorzüge dieser Technik auszunutzen. Erz und Brennstoff kontinuierlich in der richtigen

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Dosierung zugeführt. Das verwirbelte und erhitzte daß das Erz in an sich bekannter Weise in einer Erz fließt in das Standrohr 6 ein und sammelt sich Wirbelschicht verwirbelt und erhitzt wird, daß aus 65 dort an. Über die vom Zyklon 15 abzweigende Leider verwirbelten Masse erhitztes Material abgezogen tung 13 wird das Erz weiterhin ständig ergänzt. Am und als mit der Wirbelschicht in ständiger Verbin- Oberteil des Standrohres 6 werden über den Einlaß dung stehende, kontinuierliche Säule mit vorbestimm- 11 Natriumchlorid und Kohle zugeführt.

Im Standrohr 6 wird nun durch das Überfließen aus der Wirbelschicht eine Säule gebildet. Wenn zum Zwecke der Materialentnahme aus dem Standrohr 6 die Austragvorrichtung 12 betätigt wird, was entweder intermittierend oder kontinuierlich geschehen kann, so bewegt sich die Säule im Standrohr 6 allmählich nach unten.

Bei der Durchführung des oben beschriebenen Vorganges läßt sich folgendes feststellen: Das Erz kann vor Beginn der Segregationsreaktion innerhalb des Standrohres 6 auf eine optimale Temperatur gebracht werden. Falls bei der Verhüttung von Kupfererzen Sulfide im Erz vorhanden sind, werden diese in der Wirbelschicht oxydiert. Obgleich die Verbrennungsgase nicht vollständig aus der Materialsäule im Standrohr 6 ausgeschlossen sind, ist doch das Volumen pro Masseneinheit des Erzes im Standrohr 6 minimal, so daß sich nachteilige Wirkungen durch die Verbrennungsgase in der Praxis nicht ergeben. Die Aufenthaltszeit des Erzes in der Reaktionszone des Standrohres 6 kann durch entsprechende Einstellung der Austragvorrichtung 12 so gewählt werden, wie es in Abhängigkeit von verschiedenen Erzsorten zur Erreichung optimaler Ergebnisse erforderlich ist. Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist insofern variabel, als die Betriebsbedingungen verschiedenen Erzsorten ohne weiteres angepaßt werden können. Das Oberteil des Standrohres 6 braucht praktisch nicht ausgekleidet zu werden, weil der Inhalt des Standrohres 6 in direktem Wärmekontakt mit dem Material im Reaktionsraum 8 ist. Die bei dem exothermischen Segregationsverfahren frei werdende Wärme kann somit gleichzeitig für die Vorerwärmung des Erzes ausgenutzt werden.

In F i g. 2 ist eine abgewandelte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Segregationsverf ahrens mit einem Wirbelschichtbehälter 20 beliebiger Bauart dargestellt, wobei der Innenraum des Behälters 20 keine die Verwirbelung störenden Hindernisse aufweist. Der Behälter 20 wird über Einlasse 21 und 22 mit Erz und Kohle beschickt. Das verwirbelte und erhitzte Material aus dem Behälter 20 fließt in zwei außerhalb des Behälters angeordnete Gefäße 23. Der Fluß des Materials aus dem Behälter 23 läßt sich über die Austragvorrichtung 12 steuern. An den Gefäßen 23 sind Einlasse 24 für Kohle und Natriumchlorid vorgesehen.

Die Abgase des Wirbelschichtbehälters 20 strömen durch Zyklone 25. Das aus den Zyklonen austretende Material wird in die Gefäße 23 eingeführt. Gegebenenfalls kann das Gas aus den Zyklonen 25 auch durch Sekundärzyklone hindurchströmen, um diejenigen Feststoffteilchen zu gewinnen, die die Zyklone 25 passiert haben. Diese Feststoffteilchen können dann mit dem aus den Primärzyklonen austretenden Material vereinigt werden. Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 2 entspricht derjenigen der Vorrichtung aus F i g. 1.

Die aus den beschriebenen Segregationsvorrichtungen austretenden Produkte werden in bekannter Weise gekühlt, wobei eine Oxydation des abgeschiedenen Metalls verhindert wird. Nachdem die Produkte noch einem leichten Mahlvorgang unterworfen wurden, kann das Metall in Flotationszellen in üblicher Weise abgetrennt werden.

ίο Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung kann bei Erzen unterschiedlicher Zusammensetzung Anwen-. dung finden, beispielsweise bei Erzen mit einem Kupfergehalt zwischen 1,6 und 3,5%. Nach Ausbildung der Wirbelschicht wird in den Reaktionsraum Erz in einer Dosierung von etwa 340 bis 417 kg pro Stunde eingeführt. Brennkohle wird in die Wirbelschicht in einer Dosierung von etwa 68 kg pro Beschickungstonne Erz oder etwa 28 kg pro Stunde eingebracht. Ferner wird zwischen etwa 3,4 und 4 m³

ao Luft pro Minute bei etwa 20° C und 0,89 kg/cm² atü verwendet. Die mittlere Temperatur der Wirbelschicht beträgt etwa 830° C.

Die Austragvorrichtung 12 am unteren Ende des Standrohres arbeitet in Zeitintervallen zwischen etwa 60 und 95 Sekunden, so daß sich eine Haltezeit von 2 Minuten oder etwas mehr ergibt. Die Zugabe von Natriumchlorid variiert zwischen etwa 0,07 und 0,11 Gewichtsprozent, bezogen auf die Nettozufuhr in das Standrohr 6. Die Kohlezugabe in das Standrohr beträgt weniger als 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Nettozufuhr. Die besten Resultate ergeben sich bei einer Kohlezufuhr von 0,2 Gewichtsprozent.

Im Anschluß an die mit obigen Zahlenwerten

durchgeführte Segregation erfolgt eine Flotation. Im Durchschnitt lassen sich auf diese Weise etwa 92,67% des in einem Kupfererz enthaltenen Kupfers gewinnen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Segregation von Kupfer, Silber und Nickel aus oxydischen Erzen, bei dem das Erz auf eine vorbestimmte Temperatur vorerhitzt, anschließend mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel sowie einem Halogenid unter Ausschluß von Luft vermischt und das Metall aus dem Erz in der Mischung abgeschieden wird, dadurchgekennzeichnet, daß das Erz in an sich bekannter Weise in einer Wirbelschicht verwirbelt und erhitzt wird, daß aus der verwirbelten Masse erhitztes Material abgezogen und als mit der Wirbelschicht in ständiger Verbindung stehende, kontinuierliche Säule mit vorbestimmter Geschwindigkeit durch eine Reaktionszone bewegt wird, in der nach Zugabe des Re- duktionsmittels und des Halogenids die Segregation vonstatten geht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen