DE1947535B1

DE1947535B1 - Verfahren zum Aufschluss von Metalle und Sulfidschwefel enthaltenden Ausgangsstoffen

Info

Publication number: DE1947535B1
Application number: DE19691947535
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr-Ing Emicke; Wilhelm Goralczyk
Original assignee: Norddeutsche Affinerie AG
Current assignee: Aurubis AG
Priority date: 1969-09-19
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1971-08-26
Also published as: FR2031039A5; ZA705306B; NO126490B; FI51208C; US3684489A; US3744994A; FI51208B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluß stabile Sulfide bilden, erzielt, in dem die zerkleinerten,

von Metalle und Sulfidschwefel enthaltenden Ausgangs- mindestens ein in Schwefelsäure ein instabiles Sulfid

Stoffen, insbesondere von Hüttenzwischenprodukten, bildendes Metall enthaltenden Ausgangsstoffe, die

mittels Schwefelsäure bei erhöhter Temperatur zwecks mindestens so viel Sulfidschwefel enthalten, wie zur

Trennung und Gewinnung der Metalle. 5 Bildung derjenigen Metalle als unlöslicher Rückstand

Es sind verschiedene hydrometallurgische Verfahren erforderlich ist, die in Schwefelsäure stabile Sulfide zum Trennen und Gewinnen der Metalle durch Auf- bilden, mit Schwefelsäure einer Konzentration von Schluß der Sulfidschwefel enthaltenden Ausgangsstoffe mindestens 400 g Schwefelsäure pro Liter auf gebekannt. Gegenüber den den gleichen Zweck verföl- schlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration genden pyrometallurgischen Verfahren haben sie die io von etwa 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft Vorteile höherer Selektivität, höherer Flexibilität und und auf eine Temperatur von etwa 130°C, jedoch höherer Ausbeute. nicht über 140° C nacherhitzt wird, bis die Metalle,

Ein Nachteil sowohl der pyrometallurgischen als deren Sulfide in Säuren instabil sind, in Sulfate um-

auch der hydrometallurgischen Verfahren besteht gewandelt sind, worauf feste und flüssige Phasen,

darin, daß ihre technische Durchführung und ihre 15 z. B. durch Filtrieren, Zentrifugieren od. dgl., vonein-

Wirtschaftlichkeit an bestimmte Verhältnisbereiche ander getrennt, die Sulfate aus der festen Phase durch

ihrer Metallgehalte gebunden sind. Auslaugen mittels Wasser entfernt und die dadurch

Ein weiterer Nachteil des einen der hydrometall- entstandenen beiden Phasen nach bekannten Methoden

urgischen Verfahren, die dem im folgenden offenbarten getrennt aufgearbeitet werden.

Verfahren nach der Erfindung am nächsten kommen 20 Eine besonders günstige Konzentration der Säuren

und das als Falconbridge-Verfahren in der Literatur für das Aufschlämmen des Ausgangsmaterials ist

bekannt ist, besteht darin, daß eine umständliche Vor- etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter. Vor allem beim

bereitung des Ausgangsmaterials durch oxydierendes Aufschluß von Nickel-Kupfer-Stein wurde diese

Rösten erforderlich ist, das z. B. bei der Verarbeitung Säurekonzentration mit gutem Erfolg verwendet, wie

von Nickel-Kupfer-Stein bis zur Umwandlung des 25 auch die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung

Kupferinhalts zu Kupferoxyd und des Nickelinhalts bei diesem Ausgangsmaterial sich besonders günstig

bis zu Nickeloxyd getrieben werden muß. Bei der nach- auswirken.

folgenden Laugung des Röstproduktes mit anschließen- Bei dem Aufschluß von Kupfer-Nickel-Stein geht

der Filtration wird eine nickelhaltige Kupferlauge und man mit Vorteil so vor, daß man den zerkleinerten

ein hoch kupferhaltiger Nickeloxydrückstand erhalten. 30 Stein mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure

Es ergibt sich dadurch eine schlechte Trennung von pro Liter aufschlämmt, die Aufschlämmung auf eine

Kupfer und Nickel und-die Notwendigkeit, einen er- Konzentration von 1000 g Schwefelsäure pro Liter

heblichen Anteil des Kupfers bei der nachfolgenden eindampft, auf etwa 130° C nacherhitzt und etwa

Aufarbeitung und im Läugeverfahren im Kreislauf zu 1 Stunde bei dieser Temperatur rührt, darauf die feste

führen. 35 Phase von der flüssigen Phase trennt, aus der festen

Bei dem anderen der dem Verfahren der Erfindung Phase das wasserlösliche Nickelsulfat herauslöst und

am nächsten kommenden Verfahren, das in der die dabei erhaltene flüssige Phase und den das Kupfer

Literatur als Outokumpu-Verfahren beschrieben ist, und gegebenenfalls die Edelmetalle enthaltenden

wird durch Laugung des zerkleinerten Ausgangs- festen Rückstände getrennt voneinander nach an sich

materials, ζ. Β. Nickel-Kupfer-Stein, mittels Schwefel- 40 bekannten Methoden aufarbeitet,

säure und Luft eine kupferfreie Nickellauge erhalten, Zu den wesentlichen Vorteilen des Verfahrens

der feste Rückstand enthält jedoch neben dem Kupfer gegenüber dem Stand der Technik zählen die. Vermei-

noch erhebliche Mengen an Nickel. Es ergibt sich also dung umständlicher Vorbereitungsbehandlungen für

auch hier ein schlechter Trenneffekt und die Not- das Ausgangsmaterial, praktisch vollständige Tren-

wendigkeit, bei der weiteren Aufarbeitung des Rück- 45 nung der Metalle, die in Schwefelsäure instabile

Standes in Verbindung mit den ersten Laugungsstufen Sulfide bilden, von den Metallen, die in Schwefelsäure

erhebliche Mengen an Nickel im Kreislauf zu führen. stabile Sulfide bilden in der ersten Stufe, d. h., keine

Das dabei erhaltene Elektrolytkupfer enthält außer- umständliche Kreislaufführung und Verzettelung von

dem noch über 100 ppm Nickel. Metallteilen, keine Anwendung von Druck. Außerdem

In der deutschen Patentschrift 689 258 ist ein Ver- 5° kann es im Gegensatz zu den bekannten hydro-

fahren zur Trennung von Nickel und Kupfer in Nickel- metallurgischen Verfahren auf Ausgangsstoffe mit

Kupfer-Steinen durch Herauslösen des Nickels mit behebigen Verhältnissen der Metallgehalte zueinander

Säuren beschrieben, bei dem das Nickel in hoher Aus- angewendet werden.

beute und in kupferfreier Form erhalten werden kann, Im folgenden wird die Durchführung der Erfindung wenn von einem Stein ausgegangen wird, bei dem das 55 am Beispiel der Verarbeitung von Nickel-Kupfer-Stein Verhältnis von Kupfer zu Schwefel wie 4:1 ist. Bei dargestellt. Sie ist jeodch auch auf andere Ausgangsgeringen Abweichungen von diesem Verhältnis wird stoffe anwendbar, wie z. B. Kobalt und Kupfer und jedoch schon wesentlich weniger Nickel gelöst, und Sulfidschwefel enthaltende Ausgangsstoffe,
die erhaltenen Nickellösungen sind nicht mehr kupfer- .
frei. In der Praxis ist es jedoch recht schwierig und in 60 Beispiel
den meisten Fällen wirtschaftlich nicht tragbar, einen 1000 kg eines gemahlenen Nickel-Kupfer-Feinsteins Stein mit solch scharf umgrenztem Schwefelgehalt her- mit 35,2°/₀ Kupfer, 40,7 % Nickel, 1,8 °/„ Eisen und zustellen. 19,8 °/₀ Schwefel wurden in 5000 Liter Schwefelsäure

Durch die Erfindung werden die obengenannten mit 600 g Schwefelsäure pro Liter eingetragen und

Mängel vermieden, und es wird bereits in der ersten 65 unter Rühren auf eine Säurekonzentration von 1000 g

Verfahrensstufe eine praktisch vollständige Trennung Schwefelsäure pro Liter eingedampft. Danach wurde

der Metalle, die in Schwefelsäure stabile Sulfide der so entstandene Schlamm auf 130° C erhitzt und

bilden, von den Metallen, die in Schwefelsäure nicht bei dieser Temperatur 1 Stunde lang umgerührt. Die

flüssige Phase des Schlammes wurde darauf durch Filtration abgetrennt. Sie bestand aus einer Starksäure, •die für den Aufschluß nachfolgender Chargen verwendet werden konnte.

Die feste Phase bestand aus den beim Aufschluß erhaltenen Sulfaten, Sulfiden und den Edelmetallen. Aus ihr konnten die Sulfate in bekannter Weise mittels Wasser bei 80⁰C ausgelaugt werden, wobei 4000 Liter Nickellauge mit 95 g Nickel pro Liter und 3,8 g Eisen pro Liter und einer Säurekonzentration von 30 g Schwefelsäure pro Liter erhalten wurden, die vollkommen kupferfrei waren. Es wurden also etwa 95% des Nickelvorlaufs in vollkommen kupferfreier Form erhalten, die-nach bekannten Methoden aus der Lauge gewonnen werden konnten.

Der nach Abfiltrieren der Nickellauge verbliebene feste Rückstand von etwa 480 kg enthilet 71,25% Kupfer, 4,45 % Nickel, 0,4 % Eisen und 22,1% Schwefel. Er konnte ebenfalls nach bekannten Methoden in einfacher Weise aufgearbeitet werden, ohne daß wesentliche Metallmengen im Kreislauf geführt werden mußten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufschluß von Metalle und Sulfidschwefel enthaltenden Ausgangsstoffen, insbesondere von Hüttenzwischenprodukten, mittels Schwefelsäure bei erhöhter Temperatur zwecks Trennung und Gewinnung der Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten, mindestens ein in Schwefelsäure ein instabiles Sulfid bildendes Metall enthaltenden Ausgangsstoffe, die mindestens so viel Sulfidschwefel enthalten, wie zur Bindung derjenigen Metalle als unlöslicher Rückstand erforderlich ist, die in Schwefelsäure stabile Sulfide bilden, mit Schwefelsäure einer Konzentration von mindestens 400 g Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von etwa 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft und auf eine Temperatur von etwa 130⁰C, jedoch nicht über 140⁰C erhitzt wird, bis die Metalle, deren Sulfid in Schwefelsäure instabil sind, in Sulfate umgewandelt sind, worauf feste und flüssige Phasen voneinander getrennt, die Sulfate aus der festen Phase durch Auslaugen mittels Wassers entfernt und die dadurch entstandenen beiden verschiedenen Phasen nach bekannten Methoden getrennt aufgearbeitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämmt werden.

3. Verfahren zum Aufschluß von Kupfer-Nickel-Stein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Stein mit Schwefelsäure von etwa 600 g Schwefelsäure pro Liter aufgeschlämmt, die Aufschlämmung auf eine Konzentration von 1000 g Schwefelsäure pro Liter eingedampft, auf etwa 130⁰C nacherhitzt und etwa 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt wird, darauf feste und flüssige Phase voneinander getrennt, aus der so erhaltenen festen Phase die wasserlöslichen Sulfate herausgelöst und die so erhaltene flüssige Phase und der das Kupfer und gegebenenfalls die Edelmetalle enthaltende Rückstand getrennt voneinander nach an sich bekannten Verfahren aufgearbeitet werden.