DE200372C

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Publication number: DE200372C
Application number: DENDAT200372D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 200372 KLASSE 40 α. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. November 1905 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur getrennten Gewinnung von Kupfer und Nickel aus nickelreichen metallurgischen Halbprodukten (Nickelkupfer, Stein usw.), die in bekannter Weise durch Konzentration von schwefelhaltigem Kupfernickelerz erzeugt werden und neben erheblichen Mengen Schwefel im wesentlichen aus Kupfer und Nickel bestehen.

ίο Das neue Verfahren setzt sich aus drei Phasen zusammen, die in ihren Einzelheiten an sich bekannt sind. Es besteht darin, daß nach dem Rösten des gemahlenen Kupfernickelsteins die zurückbleibenden Metalloxyde mit stark verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt werden, wobei im wesentlichen Kupfersulfat abgeschieden wird, während Nickeloxydul von der stark verdünnten Säure nicht wesentlich angegriffen wird. Ist hierbei, gegebenenfalls nach Wiederholung des Vorganges, der Kupfergehalt des Gutes auf etwa 12 Prozent herabgegangen, so wird in der folgenden Arbeitsphase der kupferärmere, nur 12 bis 5 Prozent Cu enthaltende Rückstand mit starker Schwefelsäure erhitzt und geröstet, bis wenigstens eine teilweise Zersetzung eintritt, worauf wiederum zwecks weiterer Abscheidung von Kupfersulfat mit schwacher Schwefelsäure ausgelaugt wird.

Dieser Arbeitsvorgang kann ebenfalls mehrfach, d. h. so lange wiederholt werden, bis der Kupfergehalt des Gutes unter 5 Prozent gesunken ist. Ist dies geschehen, so wird in der dritten Phase das Gut mit Salzsäure oder einem Äquivalent derselben, z. B. Kochsalz und Schwefelsäure, behandelt, um den Kupferrest in Form von Chlorid dem Nickel durch Auslaugung zu entziehen.

Werden die durch Rösten des Kupfernickelsteins erhaltenen Sauerstoffverbindungen von Kupfer und Nickel von mehr als 12 Prozent Kupfergehalt in der ersten Arbeitsphase mit schwacher Schwefelsäure behandelt, so löst sich zunächst fast nur Kupferoxyd in der Säure auf, während das Nickeloxydul als solches zurückbleibt. Das Gut wird dadurch ärmer an Kupfer. Beim folgenden Rösten des Gutes mit Schwefelsäure wird, wenn Kupfer in größerer Menge vorhanden ist, das Kupferoxyd schneller in Kupfersulfat verwandelt als das Nickeloxydul in Nickelsulfat. Durch Zersetzung dieser Sulfate während der Röstung bildet sich Kupferoxyd und .Nickeloxydul, von denen ersteres teilweise durch schwache Schwefelsäure als Sulfat ausgelaugt werden kann, während letzteres durch die Säure kaum angegriffen wird. Ist durch diese Behandlung des Gutes der Kupfergehalt unter 5 Prozent gesunken, so wird schließlich mittels Salzsäure o. dgl. das restliche Kupferoxyd in Chlorid verwandelt und mit Wasser ausgelangt. Der Rückstand ist nahezu reines Nickeloxydul.

Die zum Auslaugen in der ersten und zweiten Arbeitsphase zu verwendende Schwefeisäure darf nicht mehr als 5 bis 10 Prozent -

freie Säure enthalten. Nur bei so schwacher Säure kann der größte Teil des Kupfers ausgelaugt werden, ohne daß viel Nickel aufgelöst wird. Die Lösung enthält dann ungefähr ι Teil Nickel und io Teile Kupfer. Bei Verwendung einer stärkeren Säurelösung wird die Nickelmenge eine größere, aus der so gewonnenen Lösung wird durch Eindampfen und Auskristallisierenlassen marktfähiges reines Kupfersulfat hergestellt.

Die verbleibende Mutterlauge wird abgedampft. Das ungefähr 55 bis 60 Prozent Nickel und 12 bis 18 Prozent Kupfer enthaltende Trockengut wird mit Schwefelsäure von etwa 60 Prozent freier Säure in solcher Menge gemischt, daß genügend Säure vorhanden ist, um mit dem ganzen vorhandenen Kupfer Kupfersulfat zu bilden, worauf die Masse langsam bis zu einer niedrigen Rothitze erhitzt und' bei dieser Temperatur für eine kurze Zeit geröstet wird.

Infolge der eintretenden Reaktion verbindet sich die freie Säure 'mit Kupfer und Nickel zu Sulfaten dieser Metalle, und zwar wird vorzugsweise Kupfersulfat gebildet. Wenn das Gut eine Temperatur von etwa 700 bis 800 ° C. erreicht, so fangen die Sulfate an sich zu zersetzen, aber das Kupfersulfat wird nicht in derselben Weise wie das Nickelsulfat angegriffen, so daß, wenn nach vollständiger oder beinahe vollständiger Zersetzung der Sulfate das Gut aus dem Ofen herausgenommen und mit schwacher Schwefelsäure ausgelaugt wird, wiederum eine Lösung (10 Teile Kupfer und 1 Teil Nickel) erhalten wird, welche bei der Kristallisation marktfähiges reines Kupfersulfat liefert. Die Mutterlauge von dieser zweiten Lauge ist von derselben Beschaffenheit wie die oben erwähnte Mutterlauge. Diese zweite Arbeitsphase kann so oft wiederholt werden, bis ein Rückstand von etwa 70 Prozent Nickel und 3 bis 5 Prozent Kupfer verbleibt.

Dieser Rückstand wird mit Salzsäure oder' einem Gemisch aus Kochsalz und Schwefelsäure gemischt und bis zu einer schwachen Rotglut erhitzt, wodurch Chloride von Nickel und Kupfer gebildet werden. Da jedoch Nickelchlorid weit leichter durch die Hitze zersetzt wird als Kupferchlorid, so kann das Rösten bis zu einem Punkt fortgesetzt werden, wo ein Maximum an Kupfer und ein Minimum an Nickel als Chlorid vorhanden ist. Das Gut wird dann aus dem Ofen herausgenommen und mit Wasser, gegebenenfalls auch mit einer schwachen Säure ausgelaugt, bis alles Kupferchlorid aufgenommen ist und der Rückstand aus Nickeloxydul be-

,·- steht, in welchem noch etwa Y₂- Prozent Kupfer enthalten ist. Die Behandlung mit Salzsäure kann wiederholt werden, in welchem Falle ein noch reineres Nickeloxydul bis zu einem Gehalt von etwa T] Prozent Nickel und Y₁₀ Prozent Kupfer erhalten werden kann.

Beim Auslaugen der gemischten Oxyde mit schwacher Schwefelsäure wird das Kupfer aufgelöst, so lange Nickeloxydul nicht in solchem Überschuß vorhanden ist, daß die Kupferoxyde gegen die Wirkung der Säure geschützt sind. Dies tritt ein, wenn der Kupferanteil bis auf 12 bis 15 Prozent heruntergedrückt ist. Danach ist die Trennung von Kupfer durch Auslaugen mittels verdünnter Schwefelsäure nicht mehr möglich. Röstet man aber das Gut dann in einem Ofen mit konzentrierter Schwefelsäure, so bilden sich zunächst die Metallsulfate, die durch fortgesetztes Rösten zu Oxyden reduziert werden, von denen das Kupferoxyd mittels sehr schwacher Säure wieder ausgelaugt wird. Auch diese Arbeitsphase läßt sich so oft, bis der Kupfergehalt auf unter 5 Prozent herabgedrückt ist, mit Erfolg wiederholen; jedesmal wenn das Gut mit Schwefelsäure geröstet wird, kann darauf ein Teil des Kupfers mit einer Säure ausgezogen werden, welche so schwach ist, daß sie vor dem Rösten keinen Einfluß auf das Material gehabt hätte.

Das gewonnene Nickeloxydul wird auf gebräuchlichem Wege zu metallischem Nickel reduziert. Anstatt der Röstung mit Säure kann auch deren chemisches Äquivalent, z. B. zweifach schwefelsaures Natrium, verwendet werden, welches beim Erhitzen Schwefelsäure abgibt. Anstatt Salzsäure kann im letzten Stadium des Verfahrens zweifach schwefelsaures Natrium und Chlornatrium verwendet werden, welche beim Erhitzen Salzsäure bilden. Je geringer der Kupfergehalt ist, desto ungünstiger ist das Ergebnis der zweiten Arbeitsphase, und es muß die Behandlung mit Salzsäure eintreten, wenn das Kupfer nicht mehr als 3 bis 5 Prozent beträgt.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur getrennten Gewinnung von Kupfer und Nickel durch Rösten und Auslaugen von Kupfernickelstein o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das geröstete Gut zunächst zur Abscheidung von Kupfersulfat mit schwacher Schwefelsäure ausgelaugt wird und alsdann der Rückstand gegebenenfalls wiederholt mit starker Schwefelsäure geröstet und behufs Abscheidung von Kupfersulfat mit schwacher Schwefelsäure ausgelaugt wird, worauf gegebenenfalls der Rückstand mit Salzsäure oder deren Äquivalenten erhitzt

werden kann, um Kupferchlorid zu erzeugen, das durch Auslaugen abgeschieden wird.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch ι für Röstgut mit 12 bis 15 Prozent Kupfergehalt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Rückstandes mit starker Schwefelsäure bis zur Zersetzung der Sulfate durchgeführt wird, so daß bei der nachfolgenden Auslaugung mittels schwacher Schwefelsäure Kupfersulfat gewonnen wird.