DE19605289A1 - Herstellung von Kupfer aus gereinigten Erzkonzentraten - Google Patents
Herstellung von Kupfer aus gereinigten ErzkonzentratenInfo
- Publication number
- DE19605289A1 DE19605289A1 DE19605289A DE19605289A DE19605289A1 DE 19605289 A1 DE19605289 A1 DE 19605289A1 DE 19605289 A DE19605289 A DE 19605289A DE 19605289 A DE19605289 A DE 19605289A DE 19605289 A1 DE19605289 A1 DE 19605289A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- copper
- production
- reaction
- reducing agent
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0065—Leaching or slurrying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/16—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in organic solutions
- C22B3/1608—Leaching with acyclic or carbocyclic agents
- C22B3/1616—Leaching with acyclic or carbocyclic agents of a single type
- C22B3/165—Leaching with acyclic or carbocyclic agents of a single type with organic acids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kupfer
aus z. B. Brochantit, Atacamit, Azurit, Malachit, Antlerit und ähnlich
aufgebauten Erzen mittels organischen Verbindungen, die Säureeigenschaften
mit geeigneter Reduktionsfähigkeit im Molekül vereinen.
Durch derartige Reduktionsmittel erfolgt die Auflösung des gereinigten Erzes
und die Reduktion der Kupferionen gleichzeitig in einem Schritt.
Letztlich ist auch die hydrometallurgische Kupfergewinnung durch folgende Schritte
gekennzeichnet:
- 1. Trennung des Erzes vom tauben Gestein (Gangart),
- 2. Anreicherung des Erzes (z. B. Flotation),
- 3. Lösung des Erzes (mittels Säure und/oder Bioleaching),
- 4. Abscheidung des gewünschten Metalls aus der Lösung.
Das sind Arbeitsschritte, die häufig durch Transport des Materials miteinander gekoppelt
werden müssen. (Ullmann 4., neubearbeitete und erweiterte Auflage; Band 15, Kupfer sowie
"Abenteuer Forschung" ZDF im Februar 1996).
Bisher wird Kupfer durch Zementation aus z. B. saurer Lösung durch Zusatz
wertvoller, unedler Metalle wie z. B. Zink, Eisen u. a. m. hergestellt.
Dabei tritt neben der gewünschten Reduktion des Kupferions auch als
kostspielige Nebenreaktion die Bildung von Wasserstoff auf. Dies führt zu
Verlusten beim Einsatz des Reduktionsmittels (es muß im Überschuß bis zum
2-3fachen des theoretischen Wertes eingesetzt werden).
Fe° + Cu2+ → Cu° + Fe2+ Reduktion
und
Fe° + 2H+ → H₂ (g) + Fe2+ Nebenreaktion.
Daneben wird häufig ein Gemisch zwischen gewünschtem Endprodukt und
dem Zementationsmetall erhalten im Bereich von 60 Gew% bis < 90 Gew% Kupfer,
was häufig pyrometallurgische Prozesse nach sich zieht.
Um diese Trennverfahren zu umgehen, wird Kupfer auch mittels Gleichstrom
kathodisch aus sauren Lösungen abgeschieden.
Auch die gebildeten Metallionen des Zementationsmetalls müssen durch
nachsorgende Umwelttechnik aus dem Abwasser entfernt werden.
(Ullmann 4., neubearbeitete und erweiterte Auflage, Band 15, Kupfer).
Daneben wurde mit H₂-Gas eine Direktreduktion von z. B. Kupferionen in saurer Lösung
erreicht. Dies Verfahren zur Produktion von Kupferpulver wird nicht kommerziell
genutzt (Ullmann Fifth, Completlely Revised Edition; Vol. A7 Copper p. 503).
Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren, das den Transportaufwand verringert,
Energie spart und die Umwelt schont so daß eine industrielle Umwandlung von z. B.
der oben genannten Erze auf lange Sicht Ressourcen schonend erfolgen kann.
Das zu diesem Zweck entwickelte erfindungsgemäße Verfahren der Eingangs genannten Art
ist dadurch gekennzeichnet, daß von Gangart befreite Erzkonzentrate in einem Arbeitsschritt
in Kupfer (oder je nach edlen Begleitkationen in ein Metallgemisch) überführt werden.
Dabei werden vorzugsweise die Reaktionspartner in der unten genannten Reihenfolge
vermengt und die Reaktion wird im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zur
192°C ausgeführt.
- 1) Gewinnung von Kupfer hoher Reinheit aus Erzkonzentrat in einem Schritt.
- 2) Die Auflösung des Erzkonzentrates und Reduktion zum Kupfermetall erfolgt an einem Ort ("Eintopf-Verfahren").
- 3) Herstellung des Reduktionsmittels aus nachwachsenden Rohstoffen (Mais);
dadurch Verringerung des CO₂-Ausstoß durch Rückuhrung von CO₂
mittels der Photosynthese von Stärke/Glucose. So befinden sich also
Anteile des Kohlendioxids in einem Kreislauf. Während im Vergleich dazu
zur Eisenherstellung pro kg Eisen zwischen 4 kg und 5 kg Kohlendioxid auf
"einer Einbahnstraße" in die Atmosphäre entlassen werden (Ökobilanzen populär,
Senatsverwaltung für Wirtschaft und Technologie, Berlin 1. Aufl. 1995, S. 37).
Zur Fällung von 1t Kupfer mit 2fachem Eiseneinsatz werden zur Eisenherstellung ca. 6990 kg Kohlendioxid frei.
Dagegen entzieht die Synthese der benötigten Ascorbinsäure - für 1t Kupfer - der Atmosphäre vorübergehend ca. 4000 kg Kohlendioxid! - 4) Energieeinsparung, weil der Primärenergieeinsatz 6055 kWh pro Tonne
Kathoden bei der Kupferherstellung benötigt.
(Berechnungsgrundlagen entnommen aus "Metall, 49. Jahrgang, Nr. 4/95 S. 256"). Hinzu kommt der Energieverbrauch von 9170 kWh zur Synthese von 2,62 t Eisen als Zementationsmetall pro Tonne Kupfer. (Berechnungsgrundlage nach Tabellen buch Elektrotechnik 13. Aufl. 1989, S. 57). Es werden folglich 15225 kWh/t Kupfer/Kathode nach Zubereitung des Erzkonzentrates benötigt.
Vergleichsweise dazu benötigt die Ascorbinsäureherstellung (nach Daten der BASF AG) zur Gewinnung einer Tonne Kupfer aus z. B. Malachit 14 000 kWh! Dies entspricht 8% Energieeinsparung/t Kupfer. - 5) Mehr Sicherheit am Arbeitsplatz durch Vermeidung von H₂ (event. Knallgasexplosion) bei Anwendung eines weniger aggressiven Reduktionssystems.
- 6) Technische Störungen der Produktion gefährden bei Austritt der Reaktionsmischung in die Biosphäre niemanden.
Als besonders zweckmäßig hat sich folgendes Verfahren bei der Herstellung von
Kupfermetall z. B. aus Malachit erwiesen.
In der dreifachen Wassermenge wird die stöchiomterische Menge Ascorbinsäure bei
ca. 70°C gelöst.
Nach ca. 3 Minuten hat sich eine klare Lösung gebildet. Nun trägt man portionsweise
den fein pulverisierten Malachit (z. B. Schüttgewicht 35 g/100 ml) ein. Es ist sehr
schnell eine CO₂-Bildung als Gasentwicklung sichtbar. Daneben ändert sich die Farbe
des Feststoffes nach und nach von grün in das typische rotbraun des Kupfermetalls. Die
überstehende Lösung wird während der Reaktionszeit von Kupferionen eingefärbt, die
Farbtiefe nimmt aber am Ende der Reaktion deutlich ab.
Die Reaktionszeit richtet sich nach der Gasentwicklungsdauer (nach ca. 15 Minuten ist
die Gasentwicklung beendet).
Wird gerührt, so befindet sich am Boden des Reaktionsgefäßes der größte Teil des feinen
Kupferpulvers.
Läßt man die Reaktionsmischung ungestört, so erhält man einen zusammenhängenden
"Kupferschwamm" neben wenig schwebendem Kupfer.
Das Kupfermetall wird abfiltriert, mehrfach mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Will man abdekantieren, so kann man mit wenigen Tropfen einer biologisch abbaubaren
oberflächenaktiven Substanz (Tensid z. B. Pril) den geringen Anteil schwimmenden
Kupfers zum Absinken veranlassen.
Die Ausbeute ist nahezu quantitativ.
"Quantofix Kupfer H der Fa. Macherey-Nagel (Nr.: 91304) zeigt weniger als 10 mg
Kupferionen pro Liter Lösung nach der Reaktion.
Dies Ergebnis ändert sich nicht wesentlich, wenn mit einem Überschuß von Ascorbinsäure
gearbeitet wird.
Resultate der Direktreduktion einiger Kupfererze | |
Größe | |
Wert | |
Malachit/Ascorbinsäure|2,2 g/3,5 g | |
Löslichkeit w | sl |
Temperatur | 70°C |
Ausbeute Kupfer | 1,18 g |
Maluchit/Ascorbinsäure Überschuß | 92 g/139 g |
Löslichkeit w | sl |
Temperatur | 65-70°C |
Ausbeute Kupfer | 48 g |
Azurit/Ascorbinsäure | 9 g/16 g |
Löslichkeit w | sl |
Temperatur | 70°C |
Ausbeute Kupfer | 4,9 g |
Das wäßrige Filtrat mit den Abbauprodukten der
Ascorbinsäure kann man in der Kläranlage als
Kohlenstoffquelle für die Mikroorganismen nutzen
und so abbauen (Auskunft der BASF AG/Ludwigshafen).
Claims (7)
1. Hydrometallurgisches Verfahren zur Herstellung von Kupfer, das
im "Eintopf-Verfahren" vom Erzkonzentrat zum Metall führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel
eine organische Verbindung ist, die Säure- und Reduktionseigenschaften im
Molekül vereinigt (Protonen- und Elektronendonator ist).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reaktionstemperatur zwischen Normaltemperatur und maximal 192°C
liegt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß vorzugsweise Ascorbinsäure (Vitamin C) als Reduktionsmittel
Verwendung findet.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch die biologische
Abbaubarkeit der erhaltenen organischen Reaktionsprodukte nach der Reaktions
führung.
6. Verfahren zur Kupferherstellung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekenn
zeichnet, daß besonders in Wasser schwer- oder unlösliche Carbonate, Hydrogen
carbonate, und/oder Hydroxicarbonate sowie Hydroxisulfate (beziehungsweise
Kupferionen mit Kombinationen der genannten Anionen) als Rohstoffe Verwendung
finden.
7. Verfahren nach oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die
organische Verbindung gemäß Anspruch 2 aus nachwachsenden Rohstoffen syntheti
siert wird und somit als Reaktionspartner im Vergleich zu "Zementationsmetallen"
einen Beitrag zum Sustainable Development wirtschaftlich bedeutender chemischer
Reaktionen leistet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19605289A DE19605289A1 (de) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Herstellung von Kupfer aus gereinigten Erzkonzentraten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19605289A DE19605289A1 (de) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Herstellung von Kupfer aus gereinigten Erzkonzentraten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19605289A1 true DE19605289A1 (de) | 1997-08-14 |
Family
ID=7785284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19605289A Withdrawn DE19605289A1 (de) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | Herstellung von Kupfer aus gereinigten Erzkonzentraten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19605289A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1032552B (de) * | 1956-04-12 | 1958-06-19 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Aufbereitung von Waschwaessern in Erzlaugereien mit Ionenaustauscher-Harzen |
DE2536392B2 (de) * | 1974-11-11 | 1976-09-02 | Outokumpu Oy, Outokumpu (Finnland) | Verfahren zur kontinuierlichen, in einer stufe erfolgenden gewinnung von rohkupfer aus unreinem sulfidischem kupferkonzentrat oder -erz |
DE2851149A1 (de) * | 1977-11-25 | 1979-06-07 | Rtl Contactor Holding Sa | Extraktionsverfahren |
DE3107368A1 (de) * | 1981-02-27 | 1982-10-07 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum druckaufschluss von erzen, erzkonzentraten, huettenzwischenprodukten u.dgl. |
DE3705721A1 (de) * | 1987-02-23 | 1988-09-01 | Henkel Kgaa | Verwendung von citronensaeure-partialestern und deren mischungen zur eisenextraktion |
DE3915586A1 (de) * | 1989-05-12 | 1990-11-15 | Henkel Kgaa | Verfahren zur zweiphasen-extraktion von metallionen aus feste metalloxide enthaltenden phasen, mittel und verwendung |
-
1996
- 1996-02-13 DE DE19605289A patent/DE19605289A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1032552B (de) * | 1956-04-12 | 1958-06-19 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Aufbereitung von Waschwaessern in Erzlaugereien mit Ionenaustauscher-Harzen |
DE2536392B2 (de) * | 1974-11-11 | 1976-09-02 | Outokumpu Oy, Outokumpu (Finnland) | Verfahren zur kontinuierlichen, in einer stufe erfolgenden gewinnung von rohkupfer aus unreinem sulfidischem kupferkonzentrat oder -erz |
DE2851149A1 (de) * | 1977-11-25 | 1979-06-07 | Rtl Contactor Holding Sa | Extraktionsverfahren |
DE3107368A1 (de) * | 1981-02-27 | 1982-10-07 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum druckaufschluss von erzen, erzkonzentraten, huettenzwischenprodukten u.dgl. |
DE3705721A1 (de) * | 1987-02-23 | 1988-09-01 | Henkel Kgaa | Verwendung von citronensaeure-partialestern und deren mischungen zur eisenextraktion |
DE3915586A1 (de) * | 1989-05-12 | 1990-11-15 | Henkel Kgaa | Verfahren zur zweiphasen-extraktion von metallionen aus feste metalloxide enthaltenden phasen, mittel und verwendung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
REUTER,J.: Das Solvent-Extraktions-Verfahren und seine betriebliche Anwendung zur Kupfer- und Urangewinnung. In: Aufbereitungs-Technik, Nr.3,1975, S.119-125 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4571387A (en) | Biological-acid leach process | |
US4323541A (en) | Selective two stage leaching of nickel from nickel-copper matte | |
DE2336764A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von kupfer aus seinen mineralien | |
DE69632874T2 (de) | Rückgewinnung von nickel aus biolaugungslösung | |
GB1525458A (en) | Electrolytic process for the recovery of zinc and manganese dioxide | |
DE112022000249T5 (de) | Verfahren zur Herstellung von Nickelsulfat aus Ferronickel | |
DE60106876T2 (de) | Verfahren zur mikrobiellen laugung von nickelerz durch biologisch erzeugte organische säuren | |
DE2009905B2 (de) | Verfahren zur abtrennung von nickel | |
CA2377779A1 (en) | Process for the extraction of copper | |
GB1425806A (en) | Process for the manufacture of crystalline urea phosphate | |
DE2023024A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mangandioxyd mit geringem Kaliumgehalt | |
DE19605289A1 (de) | Herstellung von Kupfer aus gereinigten Erzkonzentraten | |
DE2741053A1 (de) | Verfahren zum aufarbeiten von eisen und kupfer enthaltenden sulfidischen nickel-feinerzen bzw. -erzkonzentraten | |
DE3135004A1 (de) | Verfahren zur herstellung von distickstoffoxid | |
EP0178363A1 (de) | Verfahren zur Herstellung des Eisen (III) chelats von N-(2-Hydroxyäthyl)-äthylendiamintriessigsäure | |
DE2422902A1 (de) | Verfahren zur herstellung von cadmiumsulfid aus phosphorsaeure | |
DE2311242A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von kupfer, zink oder nickel aus erzen | |
DE2733727C3 (de) | Verfahren zum Laugen von Sulfiderzen, Metallsulfiden, Anodenschlämmen sowie Zwischen- und Nebenprodukten metallurgischer Verfahren | |
DE2057939C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Mangan(II)-salzlösungen | |
EP1633705A1 (de) | Oxidation von mercaptoethanol | |
AT318250B (de) | Verfahren zur Aufarbeitung von Kupferkies | |
DE10254995B4 (de) | Verfahren zur enzymatischen Reduktion von NAD und NADP | |
EP0119386B1 (de) | Verfahren zur Gewinnung von D,L-Homocystin | |
DE2150505C3 (de) | 19.02.71 Großbritannien 5054-71 Verfahren zur Gewinnung von Nickel, Kobalt und/oder Kupfer aus eisenhaltigen Oxyden | |
AT239243B (de) | Verfahren zur Herstellung von 2, 3-Dicyan-1, 4-dithia-anthrahydrochinon und -anthrachinon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8130 | Withdrawal |