DE19609286A1

DE19609286A1 - Verfahren zum Behandeln sulfidischer, goldhaltiger Erze

Info

Publication number: DE19609286A1
Application number: DE19609286A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Tacke; Walter Pierson; Eberhard Dipl Ing Dr Stolarski
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1996-03-09
Filing date: 1996-03-09
Publication date: 1997-09-11
Also published as: ID16143A; CA2199534A1; AU1511597A; ZA971993B; MX9603325A; US5804150A; BR9701244A; PE86298A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines körnigen sulfidischen Erzes, welches Gold und mindestens eines der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Zink oder Eisen enthält, wobei man durch Rösten bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 900°C unter Zugabe von freien Sauerstoff enthaltendem Gas ein metalloxidhaltiges Feststoffgemisch und ein SO₂-haltiges Abgas erzeugt.

Verfahren dieser Art sind in DE-C-41 22 895 und DE-C-43 29 417 beschrieben. Hierbei geht es darum, das Rösten der Erze in optimierter Weise durchzuführen. Das entstehende SO₂-haltige Abgas wird gereinigt und mit dem beim Rösten erzeugten metalloxidhaltigen Feststoffgemisch nicht mehr in Kontakt gebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das SO₂-haltige Abgas bei der Behandlung des Erzes zu nutzen und dadurch die Metallgewinnung zu verbessern, wobei die Goldausbeute gesteigert wird. Erfindungsgemäß geschieht dies beim eingangs genannten Verfahren dadurch, daß man das SO₂-haltige Abgas mit wäßriger Lösung in Kontakt bringt und dabei eine sulfithaltige Lösung erzeugt, daß man das metalloxidhaltige Feststoffgemisch aus der Röstung auf Temperaturen von 50 bis 300°C kühlt und das gekühlte metalloxidhaltige Feststoffgemisch mit sulfithaltiger Lösung verrührt, wobei Metalle des Feststoffgemisches gelöst werden und eine sulfathaltige Lösung gebildet wird, daß man in einer ersten Trennzone die sulfathaltige Lösung von den Feststoffen abtrennt und entweder die Feststoffe einer Goldgewinnung zuführt oder die sulfathaltige Lösung einer Abscheidung von Nichteisenmetallen zuführt. Selbstverständlich kann man auch gleichzeitig die Goldlaugung und die Abscheidung der Nichteisenmetalle beschicken.

Beim Verfahren der Erfindung werden Metalloxide des aus der Röstung kommenden Feststoffgemisches als Sulfite und teilweise auch Sulfate gelöst. Die sulfathaltige Lösung, mit welcher man das gekühlte metalloxidhaltige Feststoffgemisch verrührt, kann gemäß einer ersten Verfahrensvariante in einer Waschzone erzeugt werden, durch welche das SO₂-haltige Abgas geführt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das SO₂-haltige Abgas durch eine Rührzone zu führen, in welcher man das gekühlte metalloxidhaltige Feststoffgemisch mit wäßriger Lösung verrührt. Wichtig ist, daß bei allen diesen Möglichkeiten Metallsulfite und Metallsulfate entstehen, die in Lösung gehen. Es verbleibt ein an Begleitmetallen verarmtes goldhaltiges Feststoffgemisch, welches man zur Gewinnung des Goldes führt. Die Goldgewinnung kann in an sich bekannter Weise z. B. durch Cyanid-Laugung erfolgen. Durch die zuvor erfolgte Abtrennung von Begleitmetallen wird in dieser Laugung der Cyanid-Verbrauch wesentlich reduziert. Da das Feststoffgemisch durch das vorausgegangene Herauslösen von Begleitmetallen Körner mit poröserer Struktur aufweist, die sich besser laugen lassen, wird gleichzeitig auch die Goldausbeute bei der Laugung gesteigert. Vorteilhaft ist ferner, daß das der Gasreinigung zugeführte Abgas einen verringerten SO₂-Gehalt aufweist.

Eine Verfahrensvariante besteht darin, daß man aus einem Teil der in der ersten Trennzone abgezogenen sulfathaltigen Lösung Metalle abtrennt, die verbleibende Lösung mit SO₂-haltigem Abgas in direkten Kontakt bringt und eine zweite sulfathaltige Lösung erzeugt. Diese zweite Lösung wird mit aus der ersten Trennzone abgetrennten Feststoffen verrührt, wobei man den Gehalt an Begleitmetallen in den Feststoffen verringert. Die verbleibenden Feststoffe führt man der Goldgewinnung zu.

Ausgestaltungsmöglichkeiten des Verfahrens werden mit Hilfe der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Fließschema des Verfahrens.

Zum Rösten wird körniges, goldhaltiges Erz in der Leitung (1) herangeführt. Das Erz, bei welchem es sich auch um Erz-Konzentrat handeln kann, hat üblicherweise Korngrößen im Bereich von 0,01 bis 4 mm. Die Röstung erfolgt bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 900°C in der zirkulierenden Wirbelschicht im Röstreaktor (2) mit angeschlossenem Rückführzyklon (3). Freien Sauerstoff enthaltendes Fluidisierungsgas wird durch die Leitung (4) eingeblasen, bei dem Gas kann es sich um Luft, um mit O₂ angereicherte Luft oder um ein anderes O₂-reiches Gas handeln. Im Reaktor (2) werden Metallsulfide zu Metalloxiden umgewandelt und ein SO₂-haltiges Abgas erzeugt. Feststoffe und Abgas gelangen durch den Kanal (5) zum Rückführzyklon (3), in welchem die Feststoffe weitgehend abgeschieden und teilweise durch die Leitungen (7) und (8) in den Reaktor (2) zurückgeführt werden. Ein Teil der heißen Feststoffe fließt durch die Leitung (9) in einen Wirbelbettkühler (10), der zum indirekten Kühlen Kühlelemente (11) aufweist. Fluidisierungsgas, z. B. Luft, wird durch die Leitung (12) herangeführt und verläßt den Kühler (10) angewärmt durch die Leitung (13), die ebenfalls in den Reaktor (2) mündet. Ein gekühltes Feststoffgemisch wird aus dem Kühler (10) durch die Leitung (15) abgezogen und kann teilweise durch die Leitung (16) in nicht näher dargestellter Weise zurück in den Reaktor (2) geführt werden.

Gekühltes, metalloxidhaltiges Feststoffgemisch, das aus dem Kühler (10) kommt, gelangt durch die Leitung (19) in einen Mischbehälter (20). Diesem Behälter (20) führt man durch die Leitung (21) wäßrige, sulfit- und sulfathaltige Lösung und durch die Leitung (6) Schwefelsäure zu. Die im Behälter (20) gebildete Suspension wird durch die Leitung (22) abgezogen.

Das heiße, SO₂-haltige Abgas, das durch die Leitung (25) den Rückführzyklon (3) verläßt, wird zunächst durch einen Kühler (26) geführt. Anschließend gelangt das Abgas durch die Leitung (27) zunächst in einen Venturiwäscher (28). Mit Hilfe der Pumpe (29) führt man dem Wäscher (28) durch die Leitung (30) wäßrige, sulfithaltige Waschlösung zu, die im Wäscher (28) versprüht wird. Abgas und Waschflüssigkeit fließen durch den Kanal (31) in eine Waschkolonne (32), welche eine für Gas und Flüssigkeit durchlässige Schicht (33) aus Kontaktelementen oder Böden aufweist.

Der Waschkolonne (32) führt man durch die Leitung (35) und auch durch die Leitung (36) wäßrige, sulfithaltige Waschlösung zu. Frischwasser wird in der Leitung (37) herangeführt. Das in der Kolonne (32) behandelte Abgas strömt durch die Leitung (38) zu einem Filter (39), z. B. Elektrofilter oder Schlauchfilter. Das so entstaubte und von SO₂ teilweise befreite Abgas zieht in der Leitung (41) ab. In einer zweiten Waschkolonne (42) wird das Abgas mit wäßriger Lösung aus der Leitung (43) bedüst und strömt in der Leitung (44) zur weiteren, nicht dargestellten Reinigung ab.

Am unteren Ende der Waschkolonne (32) zieht man wäßrige, sulfithaltige Lösung ab und führt einen Teilstrom durch die Leitung (46) zurück zum Venturiwäscher (28). Die restliche Lösung gelangt durch die Leitung (47) in einen Rührbehälter (48) und man verrührt sie dort mit der Suspension aus der Leitung (22). Der Lösung der Leitung (47) kann man die im Elektrofilter (39) abgeschiedenen Feststoffe zugeben, was in der Zeichnung, der besseren Übersichtlichkeit wegen, nicht dargestellt ist. Im Rührbehälter (48) werden aus den Oxiden der Begleitmetalle, insbesondere Silber, Kupfer, Nickel, Zink und/oder Eisen, lösliche Sulfite und Sulfate gebildet. Auf diese Weise werden diese Metalle zumindest teilweise dem goldhaltigen Feststoffgemisch entzogen. Es empfiehlt sich, dem Rührbehälter (48) einen zweiten Rührbehälter (50) nachzuschalten, um für ausreichende Reaktionszeiten zu sorgen. Diesem zweiten Rührbehälter (50) kann man auch einen Teil der in der Leitung (47) herangeführten wäßrigen sulfithaltigen Lösung zuführen, was durch die gestrichelte Leitung (52) angedeutet ist.

Möglich aber nicht unbedingt notwendig ist ferner, im Rührbehälter (50) durch Zufuhr von O₂-haltigem Gas, z. B. Luft, durch die Leitung (52) für die Oxidation restlicher Sulfite zu Sulfaten zu sorgen.

Die aus dem zweiten Rührbehälter (50) durch die Leitung (54) abgeführte Suspension gelangt in den Absetzbehälter (55), wo sich ein feststoffreicher, goldhaltiger Schlamm absetzt. Dieser Schlamm wird in der Leitung (56) abgezogen und kann einer nicht dargestellten Goldlaugung zugeführt werden. Die im Absetzbehälter (55) anfallende feststoffarme Phase, die gelöste Metallsulfite und Metallsulfate enthält, wird in der Leitung (57) abgezogen und auf die Leitungen (21) und (58) verteilt. Ein Teilstrom dieser Lösung gelangt durch die Leitung (59) zu einer an sich bekannten Anlage zum Gewinnen der als Sulfate gelösten Metalle. Hierbei schlägt man in einem ersten Behälter (60) an Eisenschrott Silber und Kupfer nieder und gewinnt in einem zweiten Behälter (61) Zink durch Solventextraktion. Die verbleibende Lösung wird mit gemahlenem Kalkstein aus der Leitung (63) im dritten Behälter (64) verrührt, wobei Gipsschlamm entsteht. Dieser Gipsschlamm wird in dem Absetzbehälter (65) von der Feststoffphase getrennt und kann deponiert werden. Die verbleibende Lösung wird in der Leitung (43) zusammen mit Frischwasser aus der Leitung (45) als Waschflüssigkeit der Kolonne (42) aufgegeben.

Wenn man aus dem goldhaltigem Schlamm der Leitung (56) vor der Goldlaugung restliche Begleitmetalle noch weiter in Lösung bringen will, gibt man diesen Schlamm durch die Leitung (67) in einen weiteren Rührbehälter (68), dem man die Waschflüssigkeit aus der Kolonne (42) durch die Leitung (69) zuführt. Die gebildete Suspension gelangt durch die Leitung (70) in einen zweiten Absetzbehälter (71), aus dem der goldhaltige Schlamm durch die Leitung (72) abgeführt wird. Dieser Schlamm der Leitung (72) wird der nicht dargestellten Goldlaugung aufgegeben. Die feststoffarme Phase, die im zweiten Absetzbehälter (71) anfällt, wird durch die Leitung (36) zur Waschkolonne (32) zurückgeführt.

Beispiel

In einer der Zeichnung entsprechenden Pilotanlage hat der Röstreaktor (2) eine Höhe von 4 m und einen inneren Durchmesser von 0,2 m. Diesem Reaktor gibt man durch die Leitung (1) 20 kg/h Roherz mit einem spezifischen Gewicht von 2,52 kg/l auf, dessen Feinkornanteil unter 5 im 15 Gew.-% und dessen Grobkornanteil oberhalb 1 mm 0,1 Gew.-% beträgt: Die Hauptbestandteile des Erzes sind folgende:
Fe 7,8 Gew.-%
S 9,0 Gew.-%
Zn 0,3 Gew.-%
Cu 0,2 Gew.-%
C (organisch) 0,5 Gew.-%
Inerte und Quarz 82,2 Gew.-%.

Das Erz enthält 8,5 ppm Gold und 25 ppm Silber. Im Röstreaktor (2) arbeitet man bei einer Temperatur von 680°C und man führt dem Reaktor (2) durch die Leitungen (4) und (13) ein Luft-O₂-Gemisch in einer Gesamtmenge von 10 Nm³/h zu. Das Luft-O₂-Gemisch enthält 36 Vol.% O₂.

Das geröstete Erz der Leitung (19) wird in einer Menge von 19,0 kg/h und mit einer Temperatur von 200°C zum Mischbehälter (20) geführt, es hat folgende Zusammensetzung:
Fe₂O₃ 11,8 Gew.-%
S 0,5 Gew.-%
ZnO 0,4 Gew.-%
CuO 0,3 Gew.-%
C (organisch) 0,1 Gew.-%
Al₂O₃ 5,5 Gew.-%
Inerte und Quarz 81,4 Gew.-%.

Das Erz hat daneben noch den erwähnten Gold- und Silbergehalt. Dem Mischbehälter (20) führt man zum Verrühren mit dem Erz 44 kg/h verdünnte Schwefelsäure mit 1 Gew.-% H₂SO₄ anstelle der Flüssigkeiten der Leitungen (6) und (21) zu. Die Flüssigkeit der Leitung (47) wird ersetzt durch 100 l/h Wasser mit einem Gehalt an H₂SO₃ von 8 g/l, auf die Abzweigleitung (51) wird verzichtet. Dafür leitet man in den zweiten Rührbehälter (50) 50 l/h Wasser ebenfalls mit einem H₂SO₃-Gehalt von 8 g/l und 250 Nl/h O₂ ein. Auf die Anlagenteile mit den Bezugsziffern (58) bis (72) wird ebenfalls verzichtet. Das Gold und Silber enthaltende Feststoffgemisch fällt in der Leitung (56) als Schlamm an, der mit Wasser zum Entfernen der anhaftenden sulfathaltigen Lösung gewaschen wird. Das gebrauchte Waschwasser gibt man der Flüssigkeit in der Leitung (57) zu. Anschließend wird der gewaschene Schlamm getrocknet und ergibt eine Feststoffmenge von 17 kg/h, enthaltend 2,7 Gew.-% Fe₂O₃, 0,6 Gew.-% Schwefel und 96,7 Gew.-% Inertstoffe, dazu Spuren von organischem Kohlenstoff, ZnO und CuO. Die in der Leitung (57) anfallende Flüssigphase sowie die erwähnte Waschflüssigkeit enthalten zusammengerechnet in gelöster Form als Sulfat:
Fe 1260 g/h
Zn 54 g/h
Cu 36 g/h.

Claims

1. Verfahren zum Behandeln eines körnigen sulfidischen Erzes, welches Gold und mindestens eines der Metalle Silber, Kupfer, Nickel, Zink oder Eisen enthält, wobei man durch Rösten bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 900°C unter Zugabe von freien Sauerstoff enthaltendem Gas ein metalloxidhaltiges Feststoffgemisch und ein SO₂-haltiges Abgas erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man das SO₂-haltige Abgas mit wäßriger Lösung in Kontakt bringt und dabei eine sulfithaltige Lösung erzeugt, daß man das metalloxidhaltige Feststoffgemisch aus der Röstung auf Temperaturen von 50 bis 300°C kühlt und das gekühlte metalloxidhaltige Feststoffgemisch mit sulfithaltiger Lösung verrührt, wobei Metalloxide des Feststoffgemisches gelöst werden und eine sulfathaltige Lösung gebildet wird, daß man in einer ersten Trennzone die sulfathaltige Lösung von den Feststoffen abtrennt und entweder die Feststoffe einer Goldlaugung zuführt oder die sulfathaltige Lösung einer Abscheidung von Nichteisenmetallen zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der aus der ersten Trennzone abgezogenen sulfithaltigen Lösung zurückführt und mit dem gekühlten metalloxidhaltigen Feststoffgemisch verrührt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der aus der ersten Trennzone abgezogenen sulfithaltigen Lösung mit dem SO₂-haltigen Abgas in Kontakt bringt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Verrühren der sulfithaltigen Lösung mit dem metalloxidhaltigen Feststoffgemisch freien Sauerstoff enthaltendes Gas einleitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem Teil der in der ersten Trennzone abgezogenen sulfithaltigen Lösung Feststoffe abtrennt, die verbleibende Lösung mit SO₂-haltigem Abgas in direkten Kontakt bringt und eine zweite sulfithaltige Lösung erzeugt, die zweite sulfithaltige Lösung mit aus der ersten Trennzone abgetrennten Feststoffen verrührt, dabei den Metallgehalt der Feststoffe verringert und die Feststoffe der Goldgewinnung zu führt.