DE1900824B2

DE1900824B2 - METHOD OF MELTING MANNUAL ORES

Info

Publication number: DE1900824B2
Application number: DE19691900824
Authority: DE
Inventors: Rüssel Ray Murray; Messner Martin Eugene; Anderson Charles Wayne; Salt Lake City Utah Beck (V.StA.)
Original assignee: Kennecott Copper Corp
Current assignee: Kennecott Corp
Priority date: 1968-01-08
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1976-07-08
Also published as: GB1211053A; DE1900824A1

Description

nianganhaltiger Erze, die kleine, aber gewinnbare Mengen an Kupfer, Nickel, Kobalt und/oder Molybdän enthalten, wirtschaftliche Vorteile.niangan-containing ores that are small but recoverable quantities of copper, nickel, cobalt and / or molybdenum, economic advantages.

ManganhaJtiges Erz, das mindestens eines der Metalle Kupfer, Nickel, Molybdän «der Kobalt sowie Eisen enthält, wird zur Bildung eines metallischen Reduktionsproduktes, das fast die Gesamtmenge der Metalle der vorstehend genannten Gruppe enthält, aber keine wesentlichen Mengen an Mangan, sorgfältig gesteuerten Schmelzbedingungen uniarworfen. Das _ro metallische Reduktionsprodukt enthält nur sehr geringe Mengen Mangan, welches fast ausschließlich in die Schlackenphase wandert. Eisen wandert in Abhängigkeit von den gewählten spezifischen Reaktionsbedingungen entweder in die Metaüphase oder in die Schlackend Mangan-)phase. Eisen kann in dem metallischen Reduktionsprodukt toleriert werden. Deshalb werden die Bedingungen normalerweise so ausgewählt, daß die maximale Menge der gewünschten nichteisenmetallischen Bestandteile, insbesondere Kupfer und Kobalt, reduziert werden.Manganese-containing ore, which contains at least one of the metals copper, nickel, molybdenum, cobalt and iron, is subjected to carefully controlled melting conditions to form a metallic reduction product which contains almost the entire amount of the metals of the above-mentioned group, but no substantial amounts of manganese . The _ro- metallic reduction product contains only very small amounts of manganese, which almost exclusively migrates into the slag phase. Depending on the specific reaction conditions selected, iron migrates either into the metal phase or into the slagging manganese) phase. Iron can be tolerated in the metallic reduction product. Therefore, the conditions will normally be selected so as to reduce the maximum amount of the desired non-ferrous metallic components, particularly copper and cobalt.

Die Schmelztemperaturen, die für die praktische Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung am wirksamsten sind, liegen im Bereich von 1150 bis 1500⁰C, wobei ein Bereich zwischen 1300 und 1400⁰C zu bevorzugen ist Normalerweise wird eine Temperatur im unteren Teil dieses Bereiches ausgewählt, um die Energieerfordernisse für den Schmelzprozeß zu erhalten. Temperaturen über b00°C sind, wenn sie auch anwendbar sind, praktisch selten von Nutzen. Schmelztemperaturen, die etwa 100⁰C höher sind als der Schmelzpunkt der geschmolzenen Charge, sind üblicherweise am zweckmäßigsten.The melting temperatures that are most effective for practicing the method according to the present invention are in the range from 1150 to 1500 ^° C., with a range between 1300 and 1400 ^° C. being preferred. Typically, a temperature in the lower part of this range is selected to maintain the energy requirements for the melting process. Temperatures above b00 ° C, while applicable, are seldom useful in practice. Melting temperatures which are about 100 ^° C. higher than the melting point of the molten charge are usually most expedient.

Eine mäßige Menge an Reduktionsmittel, typischerweise zwischen 2 bis 5%, bezogen auf das Trockengewicht des Erzes, ist für eine selektive Reduktion des gewünschten Metalls erforderlich. Mengen an Reduktionsmittel von mehr als 10%, bezogen auf das Trockengewicht des Erzes, sind gewöhnlich zu vermeiden, weil die Gegenwart solcher Mengen an Reduktionsmittel dazu führt, daß außerdem Eisen und Mangan reduziert werden, wodurch erhöhte Mengen an diesen Verdünnern in das metallische Reduktionsprodukt gelangen. A moderate amount of reducing agent, typically between 2 to 5% on a dry weight basis of the ore, is required for selective reduction of the desired metal. Amounts of reducing agent of more than 10%, based on the dry weight of the ore, are usually to be avoided, because the presence of such amounts of reducing agent also causes iron and Manganese can be reduced, whereby increased amounts of these thinners get into the metallic reduction product.

Eine ausreichende Menge Flußmittel, z. B. Kalkstein oder Quarz, wird vor oder während des Schmelzvorganges zur Schaffung einer fließfähigen Schlacke zugesetzt. Das manganhaltige Erz enthält normalerweise ausreichende Quarzmengen, so daß nur geringe Mengen, typischerweise in der Größenordnung von 5 Gew. % oder weniger, auf der vorgenannten Basis, zugesetzt werden müssen; die richtige zuzusetzende Quarzmenge wird an Hand der chemischen Analyse des Erzes leicht ermittelt, wobei es wünschenswert ist, ein Gemisch aus Quarz und Mangan in geeigneten Proportionen zu erhalten, um den niedrigstmöglichen Schmelzpunkt für die Schlacke zu schaffen. Wenn das Erz keinen Kalkstein enthält, ist es angebracht, 1 oder 2% zuzusetzen, um die Fließfähigkeit der Schlacke zu erhöhen. In den meisten Fällen ist ein Kalksteinzusatz unnötig.A sufficient amount of flux, e.g. B. limestone or quartz, before or during the melting process added to create a flowable slag. The ore containing manganese usually contains sufficient amounts of quartz so that only small amounts, typically on the order of 5% by weight or less must be added on the aforementioned basis; the correct one to be added The amount of quartz is easily determined on the basis of the chemical analysis of the ore, whereby it is desirable a mixture of quartz and manganese in suitable proportions to get the lowest possible To create a melting point for the slag. If the ore does not contain limestone, then it is appropriate to 1 or Add 2% to increase the flowability of the slag. In most cases there is a limestone additive unnecessary.

Schmelzzeiten im Bereich von etwa einer bis etwa vier Stunden sind für ein ansatzweises System normalerweise ausreichend. Auch kontinuierliche Verfahren können in Erwägung gezogen werden. So kann das Verfahren nach der Erfindung sowohl in einem brennstoffbeheizten wie in einem elektrischen Schmelzofen durchgeführt werden.Melt times in the range of about one to about four hours are normal for a batch system sufficient. Continuous processes can also be considered. So can the method according to the invention both in a fuel-heated as in an electric Melting furnace to be carried out.

Entsprechend einer spezifischen, jedoch nicht unbedingt bevorzugten Ausfuhrungsform wird die Reduktion von Kobalt und Kupfer durch Zusatz sines schwefelhaltigen Minerals,, wie Eisenpyrit, in Mengen von etwa 1 bis etwa 15 Gew.-% erhöht Der Zusatz von schwefelhaltigem Material dient auch zur Reduzierung eines größeren Anteils an Eisen und etwas zusätzlichem Mangan.Corresponding to a specific one, but not necessarily The preferred embodiment is the reduction of cobalt and copper by adding sines sulphurous minerals, such as iron pyrite, in abundance increased from about 1 to about 15 weight percent. The addition of sulfur-containing material also serves to reduce a larger proportion of iron and a little extra manganese.

Vor dem Schmelzen können die lufttrockenen Knollen bei niedrigen Temperaturen, d. h. bei 100 bis 300⁰C, zur Entfernung von zusätzlichem Hydratwasser, insbesondere der Manganmineralien, hauptsächlich Manganit (Mn₂O₃ H₂O), noch weiter getrocknet werden. Auch ist es wünschenswert, die Mineralien bei erhöhter Temperatur, & h. bei über 1000⁰C, zu rösten, um zusätzliches Wasser zu entfernen und die hochoxydierten Manganmineralien zu niedrigoxydierten Mineralien, wie Mn₃O₄ oder MnO, zu reduzieren. Falls es erwünscht ist kann das Erz direkt ohne vorheriges Trocknen oder Rösten geschmolzen werden. In diesem Fall ist oft eine erhöhte Schmelzzeit erforderlich.Before melting, the air-dry tubers can be dried ^{even further at low temperatures, ie at 100 to 300 °} C., to remove additional water of hydration, in particular the manganese minerals, mainly manganite (Mn ₂ O ₃ H ₂ O). It is also desirable to keep the minerals at an elevated temperature, & h. 1000 ⁰ C to roast at, in order to remove additional water and the hochoxydierten manganese minerals to niedrigoxydierten minerals such as Mn ₃ O ₄ MnO or to reduce. If desired, the ore can be melted directly without prior drying or roasting. In this case, an increased melting time is often required.

Die Erze werden durch Erhitzen auf die Schmelztemperatur in Gegenwart eines Reduktionsmittels in jedem geeigneten Ofentyp geschmolzen. Gewünschtenfalls wird unter einer reduzierenden Atmosphäre bei positivem Druck geschmolzen. Die Schmelztemperatur, die Schmelzdauer und die Menge an Reduktionsmittel werden aufeinander abgestimmt um die bevorzugte Reduzierung des zu gewinnenden Metalls,nämlich Kupfer, Nickel. Molybdän und Kobalt unter weitgehendem Ausschluß von Mangan zu bewirken. Als Ergebnis wird ein metallisches Reduktionsprodukt erhalten, das nahezu die gesamten gewünschten Metalle ui.d etwas Eisen, jedoch sehr wenig Mangan enthält. Die Hauptbestandteile der Schlacke sind Manganoxide, wie beispielsweise MnO, Eisenoxide, beispielsweise FeO und Quarz, die in einer Vielzahl von Zusammensetzungen, wie Rhodonit (MnO · SiO_:), Tephrodit (2 MnO SiO₂) und Fayalit [Fe₂SiO₄ (2 MO ■ SiO₂)J, wobei M entweder Fe oder Mn oder beides bedeutet, dicht miteinander assoziiert sind. Durch genaue Überwachung von Schmelztemperatur, Zeit Reduktionsmittel und Schlackenzusammensetzung kann im wesentlichen alles Mangan in der Schlackenphase gehalten werden. Die Schlackenzusammensetzung wird zur Schaffung einer im Hinblick auf die Viskosität geeigneten Schlacke und zur Erzielung der niedrigstmöglichen Schmelztemperatur überwacht. Geeignete Reduküonsmittel umfassen die üblicherweise beim Schmelzen verwendeten kohlenstoffhaltigen Materialien, d. h. metallurgischen oder rieselfähigen Petroleumkoks und Erdgas. Schlackebildner, wie Kalk, Kalksand und Quarz, werden zur Erreichung der gewünschten Schlackezusammensetzung erforderlichenfalls zugesetzt. Das Ausmaß, in dem ihr Zusatz erforderlich ist hängt von der Zusammensetzung der als Ausgangsstoff eingesetzten Knollen oder Erze ab. Vorausgesetzt, daß das gesamte Mangan in dem Erz als MnO vorliegt, wird typischerweise eine ausreichende Menge Quarz zugesetzt, um ein Verhältnis von SiO₂ zu MnO in der Charge zwischen 0,4 und 0,9, vorzugsweise zwischen 0,55 und 0,75, zu schaffen.The ores are melted by heating to the melting temperature in the presence of a reducing agent in any suitable type of furnace. If desired, melting is carried out under a reducing atmosphere at positive pressure. The melting temperature, the melting time and the amount of reducing agent are matched to one another in order to achieve the preferred reduction in the metal to be extracted, namely copper, nickel. To effect molybdenum and cobalt with the extensive exclusion of manganese. As a result, a metallic reduction product is obtained which contains almost all of the desired metals and some iron, but very little manganese. The main constituents of the slag are manganese oxides such as MnO, iron oxides such as FeO and quartz, which come in a variety of compositions such as rhodonite (MnO · SiO _:) , tephrodite (2 MnO SiO ₂ ) and fayalite [Fe ₂ SiO ₄ (2 MO ■ SiO ₂ ) J, where M denotes either Fe or Mn or both, are closely associated with one another. By closely monitoring the melt temperature, time reducing agent, and slag composition, essentially all of the manganese can be kept in the slag phase. The slag composition is monitored to create a slag suitable for viscosity and to achieve the lowest possible melting temperature. Suitable reducing agents include the carbonaceous materials commonly used in smelting, ie metallurgical or free-flowing petroleum coke and natural gas. Slag formers such as lime, lime sand and quartz are added if necessary to achieve the desired slag composition. The extent to which their addition is necessary depends on the composition of the tubers or ores used as raw materials. Provided that all of the manganese in the ore is present as MnO, a sufficient amount of quartz is typically added to provide a ratio of SiO ₂ to MnO in the batch between 0.4 and 0.9, preferably between 0.55 and 0.75 , to accomplish.

Das metallische Reduktionsprodukt kann entsprechend den üblichen Standardverfahren zur Trennung der einzelnen nichteisenmetallischen Bestandteile weiterbehandelt werden. Die stark manganhaltige Schlacke kann ebenfalls nachfolgend zur GewinnungThe metallic reduction product can be separated according to the usual standard methods of the individual non-ferrous metal components are further treated. The one that contains a lot of manganese Slag can also be used subsequently for extraction

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von Mangan oder Eisen oder Tür die Gewinnung von Ferromangan, das als solches ein Handelsprodukt ist, weiterverarbeitet werden.of manganese or iron or door the extraction of ferromanganese, which as such is a commercial product, are further processed.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.

example 1

Manganhaltige Tiefseeknollen wurden zwei Stunden bei 1000⁰C geröstet. Die lufttrockenen Knollen ergaben die folgende Analyse:Manganese-containing deep-sea nodules were roasted for two hours at 1000 ⁰ C. The air-dry tubers gave the following analysis:

Nickel 1,21Nickel 1.21

Kupfer 0,71Copper 0.71

Molybdän 0,054Molybdenum 0.054

Kobalt 0,16 '⁵ Cobalt 0.16 ' ⁵

Eisen 9,39Iron 9.39

Mangan 23,1Manganese 23.1

Quarz 11,5Quartz 11.5

Der Röstvorgang ergab einen Gewichtsverlust von etwa 14,7%, wie durch Vergleich mit lufttrockenen Knollen festgestellt wurde.The roasting process resulted in a weight loss of approximately 14.7% as compared to air dry Tubers was noted.

Es wurden unter Verwendung eines elektrischen Widerstandsofens mit Siliciumcarbidelementen, der bei Temperaturen um 1500°C arbeitete, vier Schmelzversuche durchgeführt. Die Chargen von jeweils insgesamt etwa 500 g wurden in Siliciumcarbidtiegeln gehalten. Als Reduktionsmittel wurde metallurgischer Koks verwendet. Bei allen diesen Versuchen wurde ein Material mit einer Siebmaschengröße von wenigei als 10 eingesetzt. Deshalb wurden die Knollen, dei Koks, der Pyrit und der Quarz vor dem Einbringer in den Tiegel auf eine Siebmaschengröße von wenigei als 10 gebracht. Bei jedem Versuch wurden die Tiegel und ihre Inhalte erhitzt, bis die Chargen bei den ir Tabelle 1 angegebenen Temperaturen schmolzen. Die Inhalte wurden dann eine Stunde in der Schmelze gehalten. Chargenzusammensetzung, Schmelztemperatur, Ausbeuten der verschiedenen Metallbestandteile und die Analysen der erhaltenen metallischer Reduktionsprodukte sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengestellt. Der Bequemlichkeit halber wurden im Hinblick auf die enge Skala dieser Versuche höhere als erforderliche Schmelztemperaturen angewendet.There are an electric resistance furnace with Siliciumcarbidelementen operating at temperatures around 1500 ° C, performed experiments using four melting. The batches, each about 500 g in total, were held in silicon carbide crucibles. Metallurgical coke was used as a reducing agent. A material with a mesh size of less than 10 was used in all of these tests. Therefore, the tubers, the coke, the pyrite and the quartz were brought into the crucible to a mesh size of less than 10 before the feeder. In each experiment, the crucibles and their contents were heated until the batches melted at the temperatures shown in Table 1. The contents were then held in the melt for one hour. Batch composition, melting temperature, yields of the various metal components and the analyzes of the metallic reduction products obtained are also summarized in Table 1. For the sake of convenience, in view of the narrow scale of these experiments, higher than required melting temperatures were used.

Unter Bezugnahme auf Tabelle 1 wurden bei den Durchläufen 1, 1 und 4 fünf Gewichtsprozente Quarz zu dem ursprünglichen Knollen-Koks-Gemisch zugesetzt. Die Menge an SiO₂ in dem SiO₃MnO-System wurde dadurch auf etwa 35% erhöht, was einem Verhältnis von SiO₂ zu MnO von etwa 0,53 entspricht. Durch die Siliciumcarbidtiegel gelangte eine weitere kleine Menge Quarz in das System. Bei den Durchläufen 1 und 2 wurde in die Tiegel auch zusätzlichei Pyrit eingegeben, nachdem die Tiegelinhalte geschmolzen waren. Die Durchläufe 3 und 4 wurden ohne Zusatz von Pyrit durchgeführt.Referring to Table 1, in Runs 1, 1 and 4, five weight percent quartz was added to the original tuber and coke mixture. The amount of SiO ₂ in the SiO ₃ MnO system was thereby increased to about 35%, which corresponds to a ratio of SiO ₂ to MnO of about 0.53. Another small amount of quartz entered the system through the silicon carbide crucibles. For Runs 1 and 2, additional pyrite was also added to the crucibles after the crucible contents were melted. Runs 3 and 4 were carried out without the addition of pyrite.

Table 1

DurchlaufPass

Schmelztemperatur
der ChargeMelting temperature
of the batch

(⁰C)( ⁰ C)

Zusammensetzung der Charge Höchste Schmelztemperatur
(⁰C)Composition of the batch. Highest melting temperature
( ⁰ C)

11 13001300 5% Koks, 15% FeS₂ 5% coke, 15% FeS ₂ 5% SiO₂ 5% SiO ₂ 22 13501350 5% Koks, 5% FcS,,5% coke, 5% FcS ,, 5% SiO₂ 5% SiO ₂ 33 13101310 5% Koks, kein FeS,5% coke, no FeS, kein SiO₂ no SiO ₂ 44th 12901290 5% Koks, kein FeS₂ 5% coke, no FeS ₂ 5% SiO,5% SiO,

1450
1440
1450
14001450
1440
1450
1400

Durchlauf Umsetzung zu Metall (%)Throughput conversion to metal (%)

Nr. Ni CuNo. Ni Cu

MoMon CoCo

FeFe

MnMn

11 97,097.0 90,790.7 74,274.2 100100 88,988.9 6,836.83 22 96,496.4 87,287.2 89,389.3 92,192.1 84,784.7 3,483.48 33 85^85 ^ 86,786.7 88,088.0 45.345.3 38,238.2 0,250.25 44th 94,894.8 93,393.3 91,291.2 65,X65, X 72,072.0 0,310.31

Durchlauf Analyse der metallischen Endprodukte (%lRun-through analysis of the metallic end products (% l

Nr. Ni Cu MoNo. Ni Cu Mo

CoCo

FeFe

MnMn

II. 7,297.29 4,434.43 0,300.30 1,081.08 70,670.6 10,710.7 22 10,210.2 5,255.25 0.420.42 UOUO 7L27L2 7,27.2 33 14,814.8 9,629.62 0,670.67 1,101.10 68,8 . 68.8 . 0,700.70 44th 13,313.3 6,206.20 0,560.56 1,181.18 77,177.1 0,880.88

Nach Beendigung des Schmelzvorganges wurde die liehen Knollen erhalten worden waren, und die Metallgeschmolzene Masse zum Abkühlen in einen anderen 65 analysen angeführt After completion of the melting process, the borrowed tubers were obtained, and the molten metal mass was carried out in another analysis for cooling

Tiegel übergeführt. Schlacke und Metall wurden ge- Die vorstehenden Versuchsdurchiäufe erläutern, daGCrucible transferred. Slag and metal were The foregoing experimental runs illustrate thatG

trennt und analysiert In Tabelle I sind die Prozent- die Verwendung von Pyrit bei dem Schmelzvorgangseparates and analyzed In Table I the percentages are the use of pyrite in the melting process

sät/e an Mctallbestandteilen, die aus den Ursprung- die Ausbeute an Kobalt erhöhte. Die Kobaltausbeutesows on metal components, which increased the cobalt yield from the origin. The cobalt yield

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ist offensichtlich mit der durch den Schmelzprozeß erhaltenen Eisenreduktion verknüpft. Die Menge an reduziertem und in dem Reduktionsprodukt vorhandenem Mangan ist ausreichend niedrig, um eine nachfolgende Metalltrennung zu rechtfertigen. Die ohne Pyrit in der Schmelzcharge gebildeten, als Endprodukt erhaltenen metallischen Reduktionsprodukte enthalten erheblich weniger Mangan als die mit Pyrit versetzten.is obviously related to the iron reduction obtained by the smelting process. The amount of reduced and present in the reduction product manganese is sufficiently low to allow a subsequent Justify metal separation. Those formed in the melt charge without pyrite, as the end product The metallic reduction products obtained contain considerably less manganese than those mixed with pyrite.

Example 2

Knollen mit etwa 75 mm Durchmesser, die bei Umgebungstemperaturlufttrocken gemacht worden waren, ergab die folgenden annähernde Analyse:Tubers about 75 mm in diameter that air dry at ambient temperature were made, gave the following approximate analysis:

Bestandteilcomponent GewichtsprozentWeight percent MnMn 24,924.9 CuCu 0,710.71 NiNi 1,081.08 CoCo 0,150.15 FeFe 9,809.80 SS. 0,040.04 MoMon 0,050.05 PbPb 0,030.03 ZnZn 0,250.25 CdCD 0,00020.0002 CaOCaO 1,501.50 MgOMgO 0,540.54 SiO,SiO, 13,513.5 AUO,AUO, 2,902.90 PXKPXK 0,120.12

Ein umfangreicher Versuch, der in den wesentlichen Arbeitsbedingungen stark einem kontinuierlichen Vorgang ähnelte, wurde unter Verwendung eines elektrischen 250-KVA-Ofens, der mit drei Elektroden versehen und mit Quarz ausgekleidet war, durchgeführt.An extensive attempt that is strongly continuous in the essential working conditions The process was similar, using a 250 KVA electric oven that was fitted with three electrodes and was lined with quartz.

Die lufttrockenen Knollen wurden mit etwa 2 Gew.-% Quarz und etwa 4 Gew.-% Koks vermischt. 113,5 kg Knollen wurden dann in den Ofen eingebracht, in dem sie erhitzt wurden, bis sie bei etwa 1365°C schmolzen. Die Temperatur der geschmolzenen Charge wurde von Zeit zu Zeit durch Thermoelementmessungen bestimmt, die mit bewegbaren Tauchspitzen durchgeführt wurden. Weitere 22,5 Kilogramm Knollen wurden in den Ofen eingebracht und geschmolzen. Die geschmolzene Charge wurde auf eine Schmelztemperatur von etwa 1425°C erhitzt Nach vier Stunden Schmelzdauer wurde die Schlacke durch Abkratzen entfernt, und das Metall wurde abkühlen gelassen. The air-dry tubers were mixed with about 2% by weight quartz and about 4% by weight coke. 113.5 kg of tubers were then placed in the oven where they were heated until they melted at about 1365 ° C. The temperature of the molten charge was determined from time to time by thermocouple measurements made with movable plunger tips. Another 22.5 kilograms of tubers were placed in the furnace and melted. The molten charge was heated to a melting temperature of about 1425 ° C. After four hours of melting, the slag was removed by scraping and the metal was allowed to cool.

Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde unter Zusatz von 113,5 kg Knollen zu dem Metall in dem Ofen und Erhitzen des Ofeninhalts auf etwa 1365°C, bei welcher Temperatur sie schmolzen wiederholt, 113,5 kg weitere Knollen wurden zu der Schmelze zugesetzt, und die geschmolzenen Ofeninhalte wurden in der Schmelze gehalten und die Schlacke wie vorstehend abgekratzt.
Der Schmelzprozeß wurde unter Zusatz von 113,5 kg Knollen zu dem Reduktionsprodukt, Schmelzen der Ofeninhalte, Zusetzen von weiteren 204 kg Knollen zu der Schmelze, vierstündiges Schmelzen der geschmolzenen Masse und Abkratzen der Schlacke noch einmal wiederholt. Das geschmolzene Metall wurde dann abgestochen und auf eine feine Größe granuliert. The above procedure was repeated with adding 113.5 kg of tubers to the metal in the furnace and heating the furnace contents to about 1365 ° C at which temperature they melted, 113.5 kg more tubers were added to the melt, and the molten furnace contents were kept in the melt and the slag scraped off as above.
The melting process was repeated once more with the addition of 113.5 kg of tubers to the reduction product, melting of the furnace contents, addition of a further 204 kg of tubers to the melt, four hours of melting the molten mass and scraping off the slag. The molten metal was then tapped and granulated to a fine size.

Analysen der Schlacken und des metallischen Reduktionsproduktes sind in Tabelle 2 angeführt. In der Tabelle sind auch die prozentualen Ausbeuten der Metallphase an Kupfer, Nickel, Kobalt, Molybdän, Eisen und Mangan angegeben.Analysis of the slag and the metallic reduction product are listed in Table 2. The table also shows the percentage yields of the Metal phase specified for copper, nickel, cobalt, molybdenum, iron and manganese.

Table 2

Elementelement

Analyse
Schlackeanalysis
slag

Metallmetal

Umsetzung zu MetallConversion to metal

CuCu 0,220.22 12,612.6 78,078.0 NiNi 0,030.03 25,025.0 99,199.1 CoCo 0,030.03 3,193.19 92,092.0 MoMon 0,020.02 1,191.19 91,591.5 FeFe 12,912.9 55,955.9 24,224.2 MnMn 32,732.7 0,760.76 0,130.13 SiO₂ SiO ₂ 16,716.7 Spurentraces -- SS. 0,010.01 0,200.20 --

Die Figur der Zeichnung ist ein Verfahrensschema, das erläutert, wie das Verfahren nach der Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform abläuft. Wahlweise Stufen sind durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. The figure of the drawing is a process scheme which explains how the process according to the invention expires in a preferred embodiment. Optional levels are indicated by dashed lines.

Lufttrocknes manganhaltiges Erz wird auf eine Größe von weniger als 25,4 mm gebracht. Dieses Erz kann zum Austreiben des Wassers auf über 100⁰C erhitzt werden, oder es kann bei über 1000⁰C geröstet werden. In den meisten Fällen ist es höchst wirtschaftlich, das lufttrockene Erz zusammen mit einer ausreichenden Menge Quarz, um das Verhältnis von SiO₂ zu MnO auf etwa 0,65 einzustellen, direkt in den Ofen einzubringen. In den Ofen wird eine ausreichende Menge Reduktionsmittel eingebracht um weitgehend alles Kupfer, Nickel, Kobalt und Molybdän in dem Erz zu reduzieren, jedoch im wesentlichen keinMangan. Nach etwa vierstündigem Schmelzen bei einer Temperatur von etwa 1300⁰C wird die Schlacke im Ofen abgekratzt und das metallische Reduktionsprodukt wird abgestochen. Das abgestochene Reduktionsproduki kann zur Erleichterung der nachfolgenden Behandlungsstufen granuliert werden. Das Reduktionsproduki wird dann durch konventionelle Maßnahmen zur Gewinnung der einzelnen Nichteisenmetalle weiterbehandelt Die Schlacke kann zur Gewinnung vor, Ferro mangan ebenfalls aufgearbeitet werden. Air-dry manganese-containing ore is scaled to less than 25.4 mm. ^{This ore can be heated to over 100 °} C. to drive off the water, or it can be roasted ^{at over 1000 ° C.} In most cases it is most economical to put the air dry ore directly into the furnace _{along with sufficient quartz to adjust the SiO 2 to MnO ratio to about 0.65.} A sufficient amount of reducing agent is added to the furnace to reduce substantially all of the copper, nickel, cobalt and molybdenum in the ore, but essentially no manganese. After about four hours of melting at a temperature of about 1300 ^° C., the slag is scraped off in the furnace and the metallic reduction product is tapped. The tapped reduction product can be granulated to facilitate the subsequent treatment steps. The reduction product is then further treated by conventional measures to extract the individual non-ferrous metals.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

609528/18609528/18

Claims

* Patent claims:

1. Procedure for obtaining at least one of the metals copper, nickel, cobalt and S. Molybdenum from ore, which is the main metal component Contains manganese, characterized in that the ore in the presence of a reducing agent is heated to the melting temperature, the melting temperature, the melting time and the Amount of reducing agent to be matched so that the desired metal opposite Manganese is preferably reduced to form a metallic reduction product in which largely all the desired metal, but contains little manganese, and a residual slag that largely contains all manganese, and that the metallic reduction product worked up will.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the melt during the Schmer process to ensure sufficient Flowability of the slag to facilitate the separation of the reduction product from the A sufficient amount of a flux is added to the slag.

3. The method according to claim 2, characterized in that the melt charge for fixing a ratio of SiO? a sufficient amount of quartz is added to MnO from 0.4 to 0.9 provided that all of the manganese is in the form of MnO.

4. The method according to claim 3, characterized in that the weight ratio of SiOj to MnO is held between 0.55 and 0.75.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the manganese-containing ore is roasted ^{at a temperature above 1000 0 C before melting.}

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the melt charge with up to 10% by weight, based on the air-dry weight of the manganese-containing ore, of a reducing agent is moved.

7. The method according to claim 6, characterized in that the composition of the melt charge is set so as to up to 5 wt .-% of one carbonaceous reducing agent and that it is melted at a temperature of 1150-1500 ⁰ C.

8. The method according to claim 7, characterized in that the melting temperature is between 1300 and 1400 ^° C.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the melt charge S5 with 1 to 15 wt .-% sulfur, based on the air-dry weight of the manganese-containing ore, is moved.

10. The method according to claim 9, characterized in that the sulfur is in the form of a sulfur-containing one Minerals is added.

11. The method according to claim 10, characterized in that that the sulphurous mineral is iron pyrite.

65 The invention relates generally to the smelting of ores containing maiagan. It is in particular directed to the extraction of non-ferrous metals such as copper, NiCKeL cobalt and molybdenum from ores containing manganese as main metal components Seabed can be found, e.g. B. from T.efseeknoUen, applicable.

Numerous methods have been proposed for removing manganese from mixtures with other substances obtained by pyrometallurgical or other methods can be. The more important of these procedures are discussed in Information Circular No. 8138 discussed under the title “Review of Major Proposed Processes for Recovering Manganese from United States Resources ”from the United States Department of the interior. Bureau of Mines, in three parts has been issued. Part 1 of this report deals with pyrometallurgical processes, none of the processes discussed therein recommends the separation and recovery of valuable non-ferrous metals Ores containing manganese as the main metal component, i.e. from ores that are more than manganese than any contain another ingredient.

Hydrometallurgical processes for leaching nickel and cobalt from deep-sea nodules containing manganese are disclosed in U.S. Patent 3,169,856. In this process, the pyrometallurgical Methods went off and they are comparatively time consuming.

Seabed deposits generally contain manganese as a major metal component. Therefore be they are referred to as "manganese nodules". Because of the multitude of elements contained in the tubers is "have suitable metallurgical extraction methods for the recovery of valuable components from them only limited applicability. The physical properties of the tubers set the general physical measures for the separation and preparation of specific metallic components in advance. Mineral crystals within the tubers usually have a high fineness and are highly distributed. It is typical that nickel and copper are obtained by substitution or absorption with manganese are associated. Cobalt is usually associated with the iron minerals. Molybdenum is common also present, however it is not precisely defined in its association. The tubers also contain Silicates combined with both manganese and iron minerals. The tubers vary considerably in size depending on their deposit below the sea surface and composition.

Albeit manganese nodules as well as other ores containing manganese for a potential source of Manganese and iron are kept, their immediate economic value depends on the extraction of copper, nickel, cobalt and molybdenum. For a given economic gain Of these valuable non-ferrous metals, manganese and iron can also be extracted with advantage. So far, however, there has been no economical direct smelting process for the selective recovery of Copper, nickel, cobalt or molybdenum are given from ores containing manganese. Such a procedure offers not only specific to the treatment of the manganese nodules, but also to the treatment of others