DE2050947A1

DE2050947A1 - Verfahren zur selektiven Abtrennung von löslichen Nichteisenmetallsulfaten von Schwefel enthaltenden Pyriterzen

Info

Publication number: DE2050947A1
Application number: DE19702050947
Authority: DE
Inventors: Eugene S Los Angeles Cahf Allen (V St A ), Gavnas, Royce S , Nicosia
Original assignee: Cvprus Mines Corp . Los Angeles, Cahf (V St A )
Priority date: 1969-11-10
Filing date: 1970-10-16
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1326225A; US3642435A; CY732A; ZM11870A1; ZA706802B

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN D-800Q MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 9Π087

Cyprus Mines Corporation, Los Angeles, CaIIf. / USA

Verfahren zur selektiven Abtrennung von löslichen Nichteisenmetall-Sulfaten von Schwefel enthaltenden Pyriterzen

Wertvolle Nichteisenmetalle, wie Kupfer, Nickel und Kobalt sowie Cadmium, Blei, Gold, Silber und Zink treten in der Natur häufig In Form sulfidischer Erze auf ο Unglücklicherweise kommen sie selten allein oder In erwünscht hoher Konzentration vor. Vielmehr kommen sie zusammen miteinander oder mit Arseniden oder als Schwefel-Arsen-Mlneral len zusammen mit Metal !mineralien, wie Elsensulfiden und verschiedenen anderen wertlosen oder Inerten Gangartmaterialien vor. In der Industrie bringen solche Erze somit nicht nur Probleme bezüglich der Entfernung der Gangart und der Verdünnungsmlneralien mit sich, sondern auch hinsichtlich der Meta 11 werte aus den Erzkonzentraten und hinsichtlich der Auftrennung der einzelnen Werte untereinander.

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Bislang haben die wichtigsten technischen Herstellungsverfahren fUr Kupfer, Nickel, Kobalt und Zink, z.B. aus Ihren Sulfiderzen, viele Stufen umschlossen, Gewöhnlicherweise müssen die verwertbaren Sulfide des Erzes von der Gangart befreit werden und voneinander aufgetrennt werden, was beispielsweise aurch Absitzenlassen, Flotation und dergleichen geschieht. Daran kann sich ein weiteres Vermählen anschließen, um die Suifidminerallen durch weitere Schäumungsflotationsstufen voneinander aufzutrennen, und/oder es können darauf pyrometallurgische Prozesse folgen, bei welchen das Konzentrat zur Entfernung flüchtiger Oxyde und eines Teils des Schwefels geröstet wird. Sodann wird das geröstete Erz mit Siliziumdioxyd und Caiclumcarbonat versetzt und das Gemisch wird In einem Schmelzofen erhitzt, um einen Sulfidstein zu bilden· Dieser Stein wird dann zu dem Metall oxydiert, und zwar beispielsweise in einem speziellen Konverter vom Bessemer-Typ, wodurch ein roher Barren von gemischten Materialien erhalten wird. Dieser wird gewöhnlich zu Kuchen oder Anoden gegossen und in einem sauren Elektrolyten, d.h. in Schwefelsäure, elektrolytisch aufgelöst. Die weitere Abtrennung und Gewinnung der Metalle schließt die chemische Reinigung des Elektrolyten und die Entfernung und V/iederbehandlung oder Reinigung der verschiedenen Metalle nach verschiedenen Methoden ein»

Seit langem hat man das Bedürfnis nach einem direkteren Verfahren zur Extraktion der Nichteisenmetalle aus Ihren Erzen, Konzentraten und Konzentrator-Produkten ohne ein Aufschmelzen erkannt. Eine Lösung scheint das Auslaugen zu sein, an welches sich eine chemische Ausfällung anschließt. Zur Erreichung dieses Ziels sind bereits viele Versuche gemacht worden, denen Jedoch aus verschiedenen Gründen der technische Erfolg versagt geblieben , ist. So sind z.B. die meisten in den Konzentraten vorhandenen Metallsulfide in Wasser oder In anderen technisch verwendeten Lösungsmitteln nach den herkömmlichen Methoden nicht ohne weiteres auflösbar. Ein weiteres Beispiel Ist, daß massive Sulfidkonzentrate und/oder Konzentrator-Produkte, die wirtschaftliche, aber geringere Anteile an Kupfersulfidwerten mit Eisensulfiden als Verdünnungsmittel enthalten, an bestlmmten'Orten als Schwefel enthaltende Nebenprodukte wertvoll sein können und wegen Ihres Schwefelgehalts verkauft werden können. Im letzteren Fall Ist es erwünscht, das Elsensulfldmlneral Pyrit beizubehalten, da dieses zur Herstellung von Schwefelsäure In den Handel gebracht werden kann.

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Als Lösung wurden bereits selektive Flotatlonsabtrennungen der Nichteisenmetall -oulfid-Werte von den Eisensulfiden vorgebracht. Diese Abtrennungen sind jedoch von einem Vermählen des Materials abhängig, um die Metallsulfide voneinander*zu befreien, tLs findet häufig statt, daß die Nichteisenmetall-Sulfide und die E-'isensulfidmineralien so Innig miteinander verbunden und so fein disperglert sind, da3 es unwirtschaftlich Ist, das Material auf einen Feinheitsgrad zu vermählen, der erforderlich wäre,- um die Sulfidminerallen voneinander durch selektive Flotation abzutrennen. Die Verbindung der Nichteisenmetall-Sulfide mit den Eisensulfidmineralien kann so fein sein, daß die Einschlüsse eines Sulfidminerals in einem anderen Sulfidmineral als "feste Lösung" betrachtet werden können.

Neuerdings sind Verfahren entwickelt worden, um die eisenhaltigen und eisenfreien oulfid^rze, c^rzkonzentrate und andere Konzentratormetallsulfld-Produkte direkt auszulaugen, um bestimmte der Nichteisen-Sulfldmlnera! len durch Zersetzung aufzulösen. LLin zur Abtrennung von Kupfer aus Eisensulfiden vorgesehenes Vorfahrsn erfordert eine Oxydationsstufe, welche unter Druck und bei erhöhten Temperaturen die Zufuhr von Sauerstoff oder Luft benötigt. So Ist beispielsweise ein Verfahren zur Auslaugung eines Kupfersulfat enthaltenden F-yritarzes in einer wäßrigen Säurelösung bekannt, welche eine zur Kombination mit den vorhandenen Kupferwerten genügende Menge Schwefelsäure enthält. Jas Verfahren wird bei erhöhten Temperaturen in Gegenwart von freiem Sauerstoff durchgeführt, um die Kupfersulfide in lösliche Kupferverbindungen und in elementaren Schwefel bei geringer Umwandlung des Pyrits umzuwandeln« Diese Auslaugungsmethode ist in mehrfacher Weise nachteilhaft.

1) wird nämlich die Zugabe von Schwefelsäure zu der Auslauglösung benötigt,

2) der Sulfidschwefel des Kupfersulfids wird in elementaren Schwefel umgewandelt, der das Pyrit verunreinlgt,und

3) für jedes Mol Kupfersulfid, das in eine lösliche Kupferverbindung übergeführt wird, wird ein Mol Schwefelsäure gebildet, wodurch der Schwefel Säuregehalt der Auslauglösung erhöht wird.

Hierdurch wird wiederum die Löslichkeit des Pyrits und der anderen Elsensalze gesteigert, wodurch die Kupfer enthaltende Auslauglösung weiter verunrel-

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BAD ORiGiNAL

nlgt wird. Bel der Behandlung eines Metallsulfidkonzentrats, Erzes und/oder eines anderen Konzentratorsülfld-Produkts dient die sich ergebende Bildung von löslichen Elsensalzen und von überschüssiger Schwefelsäure nach dem Erreichen von bestimmten optfiliajen Konzentrationen an Elsensulfaten und Überschüssiger Schwefelsäure; In der ^uslauglösung keinem nützlichen Zweck mehr. Überschüssige KonzentratJpnen von löslichen Elsensalzen und von Schwefelsäure In der Auslaugflüssigkeit Verdünnen" und verunreinigen nicht nur die die löslichen Nichteisenmetall-Werte enthältende Lösung, sondern steigern auch gen Verbrauch an Druqfyljuit öder Sauerstoff während Ihrer Bildung. Die Vorgänse des Umpumpens utfcj Unterdrucksetzehs der Luft oder des Sauer-Stoffs sind teuere Betrlebsstufen, welche In nachteiliger Weise die Produktionskosten d&r gewünschten Metall« erhöhen. Bei cjer Gewinnung von Kupfer aus der Auslauglösung durch Ausfällung, Wobei metallisches Eisen als Ausfällungsmittel. benutzt" Wlrd_r.er;H0b§n öteicshfalls überschüssige Mengen an löslichen Elsensalzert und an S$^efotetHä£e\täen Verbrauch an dem a|s Ausfällungsmittel b*»nut25ten metall J 8φ^Αί|6^, ν^φπ^Κ die BI I dungs kosten für das metallisch* Kupfer, welter erh^hjC₍^^i^?]f* ^ ^sfnd ^⁰^ ^we{tere SäureausIaugungs- ^ die bei «HiÄri i^eT^et^tühih In Gegenwart von Sauer-

stoff dUiij^lfjährt,*f#rd«iμηά^^&}^η das .Pyrit Ιη Eisenoxyd, der sulfidische S'dhwefel In eiemer^,ar^^i^ÄJ|i|:up^is(l^_:,*Tejf der'Nlchteisenhilheral-SuIfId* In lösliche. Nlctijtejitelijpl^il^ji^l&yHlihrt werden. Diese Verfahren «Jjjd flJetoHfati* In-m«hi:fisfej|i^ &$W*_iUt?y|fH_iefthaft.

1) Sie erfordern nämllcHiiert 2:usdtiE von Schwefelsäure zu der Ausläuglösung, <■ ■<-.-·■■. ,

2) fle wandeln das Pyrit In EJ?enpSiyd um, das nicht für die Schwefeioäureherstel(ung vftHk&ütt werden kann, und

3) sie wandeln den Sulfid&bhwefe! In elementaren Schwefel um, der einige der Nlchtefsenmlneral-Sujflde ökkludlert und der das Elsenoxyd verunreinigt.

Die Herstellung von Elsenoxyd oder von elementarem Schwefel dient bei der Umwandlung vofi unlöslichem Kupfersulfid In Jösllche Kupferwerte keinem nützlichen Zweck. Elementarer Schwefel hat die Neigung, Kügelchen zu bilden, die die festen Kupfersulfide okkulleren, wodurch die Umwandlung der Kupfer-

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sulfide verhindert wird. Die Bildung s/on Elsenoxyd aus Pyrit erfordert einen großen Aufwand an Drucksauerstoff, wodurch die Produktionskosten für die löslichen Kupferwerte erhöht werden.

Durch die vorliegende Erfindung werden viele Nachtelle der bekannten Auslaugverfahren überwunden. Die Erfindung stellt ein Verfahren zur^Abtrennung von mehr als 90% der wasserunlöslichen Nlchtelsenmetall-Werte In Pyriterzen zur Verfügung, bei welchem njr eine minimale (1) Umwandlung des Pyrits, (2) Bildung von Schwefelsäure und (3) Bildung von elementarem Schwefel erfolgt. Ferner ist bei dem Verfahren der Erfindung der Zusatz von Säuren, wie von Schwefelsäure, zu dem Auslaugbad oder zu der Auslauglösung nicht erforderlich«

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur selektiven Abtrennung von löslichen Nichteisenmetallen aus Schwefel enthaltenden Pyriterzen dar, bei welchem aus Wasser und felnverteiltem, Schwefel enthaltenden Pyriterz, das wasserunlösliche Nichteisenmetall-Sulfide enthält, ein wäßriger Schlamm hergestellt wird, bei welchem der erhaltene Schlamm erhitzt wird und bei welchem durch den Schlamm bei Überdrücken ein Sauerstoff enthaltendes Gas geleitet wird, um die Nichteisenmetall-Sulfide In wasserlösliche Nlchtelsenmetaii-Sulfate überzuführen und etwas Schwefelsäure und Elsen(lll)sulfat herzustellen.

Die Hauptaufgabe der vor! legenden Erfindung besteht darin, ein selektives Auslaugverfahren für Schwefel enthaltende Pyriterze, dlelSilchtelsenmetall-Sulflde enthalten, zur Verfügung zu stellen, das

1) die Abtrennung von mehr als 90% der Nichteisenmetall-Werte gestattet,

2) bei welchem keine Ansäuerung oder Zugabe von Schwefelsäure zu der Auslauglösung erforderlich Ist,

3) bei welchem die Umwandlung des Pyrits In lösliche Eisensalze auf einen Minimal wert zurückgeführt Ist,

A) bei welchem die Bildung von elementarem Schwefel auf einen Minimalwert zurückgeführt wird und

■-e-

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Γ¹ ·, 1

5) bei welchem die Bildung von Schwefelsäure und von ESsen(lil)sulfat

auf einen M Inimal wert zurückgeführt wird, wodurch dereri Konzentration In der Auslquglösung Kontrolliert wird.

Die Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden» Es zeigen!

Fig. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Flg. 2 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Kupferextraktlpn von der Temperatur der Auslaugung angibt.

Obgleich das Verfahren der Erfindung mit dem Qesqmterz durchgeführt werden kann, Ist doch ein derartiges Verfahren hlnslchtHch der Kapazität der Vorrichtungen verschwenderisch und wäre daher unwirtschaftlich. Das auszulaugende Ausgangsmaterial Ist daher ein sehr hoch angereichertes Konzentrat oder ein Zwlschen-Konzentrator-Produkt mit relativ hohem Schwefelgehalt, das Nichteisenmetall-Werte enthüll^ die wirtschaftlich gewonnen werden können. Das Konzentrator-Produkt kann ein Nebenprodukt sein, das bei einer Schwerkraftsabscheldung, einer Klassifizierungsoperation oder bei einer plotgtlonsauftrennung bej anderen Verfahren für andere Zwecke anfällt. Ein derartiges Nebenprodukt, das bei dem Verfahren der Erfindung mit Erfolg als Beschickungsmaterial verwendet worden Ist,, besteht aus Schlamm-Erzäbfällen mit einer Korngrö8e von im wesentlichen insgesamt -0_fQ44mm, die etwa 0,60 bis etwa 1,2% Kupfer und etwa 33% Schwefel werte, z»g, als SuI-fldschWefel oder als Sulfatschwefel enthalten· In derartigen Schlamrn-rErzabfailen liegt das Kupfer hauptsächlich In mineralischer Form als Chaicoclt, d.h. Kupfer(l)sulfJd vor. Es [st gleichfalls In dem Pyrit enthalten.

Während der nachfolgenden Öxydatlonsauslaugung muß eine Menge von. ,Sulfatschwefel als Elsen(lll)sulfat vorhanden sein, die der Menge der Nichteisenmetalle stöchiometrlsch äquivalent Ist, um aus den Nichteisenmetall-Werten Sulfate zu bilden· Es Ist gleichfalls notwendig, daß eine genügende Menge von Sulfldschwefel, als Pyrit, vorhanden Ist, um eine angemessene Konzentration von Elsen(lll)sulfat aufrechtzuerhalten, um die Nlchtelsen-Sulfide zu oxydleren. Es muß auch eine genügende Menge von Schwefelsäure vorhanden sein, um das E|sen(ll)sulfat In Elsen(lll)sulfat zu oxydleren und um die Nichteisenmetall-Werte aufzulösen. Eine hohe Konzentration der Schwefelsäure In der

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AuslauglÖsüng sollte aber vermieden werden, da hierdurch die Löslichkeit der löslichen Nichteisenmetall-Sulfate In der Auslauglösung verringert wird und die LÖsl lchkelt des Eisens und der anderen verunreinigenden Stoffe erhöht wird. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen, d.h. vom Verbrauch des Eisens während der Ausfällung des Kupfers, sollte eine Schwefelsäurekonzentratlon von mehr als 50 g pro I nach der Oxydation vermieden werden. In gleicher Weise sind Mengen von Elsen(lll)sulfat über 50 g pro I unerwünscht.

Es 1st bestimmt worden, daS zur Einleitung der gewünschten chemischen Reaktionen der Gehalt an Schwefel werten, ausgedrückt In% Schwefel des Ausgangsmaterlals, mindestens 6 Gew*-?£, vorzugsweise mehr als 7%, betragen sollte·

der Gehalt an Schwefelwerten des Beschickungsmaterials nicht ausreichend Ist, um die gewünschten Konzentrationen In der Auslauglösung zu bilden, dann kann zusätzlicher Schwefel in Form von elementarem Schwefel, Pyr It-SuIf Idschwefel» verdünnter Schwefelsäure oder von zurückgeführten Lösungen, die relativ hohe Konzentrationen an wasserlöslichen Sulfaten, wie EIsen(n)sulfaten, enthalten, eingeführt werden.

Das Ausgcngsmaterial, d.h. das Schwefel enthaltende Pyriterz, wird In einer herkömmlichen Schlammmühle bei einem Feststoff gehalt von etwa 25 bis etwa 50%, vorzugsweise etwa 25 bis etwa 30%, verarbeitet und sodann In kautschukausgekleidete Vorerhitzungstanks überführt, woes bei Atmosphärendruck auf Temperaturen von 65,6 bis 93,3 C, vorzugsweise bis etwa 82,2 C, erhitzt wird. Die vorstehend genannte Dichte des Schlamms wird sowohl aus metallurgischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt. Obgleich bei niedrigeren Schlammdichten eine etwas höhere Extraktion möglich ist, führen doch solche niedrigen Schlammdlchten zu einer niedrigeren Kapazität der Anlage oder sie erfordern eine teuerere Einrichtung und Maschinerie, um dem gesteigerten Raumbedarf zu entsprechen.

Der vorerhitzte Schlamm wird sodann In kautschukausgekleidete Autoklaven gepumpt, die bei einem erhöhten Druck zwischen 4,22 und 8,79 atü, Vorzugsweise bei etwa 6,33 atü (Sauerstoffpartlaldruck: 1,58 kg/cm ) arbeiten, um die Oxydationsaus laugung durchzuführen.

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Die Auslaugung wird bei Temperaturen zwischen etwa 79,4°O und 121,1⁰O durchgeführt. Wie aus FIg₀ 2 ersichtlich wird, beginnt die Extraktion bei etwa 79,4°O einen Spitzenwert einzunehmen und bei etwa-121,1 C abzunehmen. Bei etwa 82,2°C liegt die optimale Temperatur vor, weil bei dieser Temperatur das Chalcocit (Kupfer(l)sulfid-Material) aufgelöst wird, wobei die prozentuale Kupferextraktion nahe an dem Maximalwert liegt und der Energiebedarf für das Erhitzen auf einen Minimalwert zurückgeführt wird.

bei einer Oxydationsaus laugung gemä'S dem vorliegenden Typ Ist Luft das am zweckmäßigsten verwendete Oxydationsmittel. Die Luft kann dem Schlamm am wirksamsten durch unter der Oberfläche erfolgende Einführung unter mechanischer Verteilung der Gase in dem Schlamm zugeführt werden.

Die zugeführte Sauerstoffnenge Ist relativ kritisch, urr. den für den Betrieb erforderlichen Oxydationsgrad zu kontroll leren. Die Luft wird daher In den erhitzten und unter Druck gesetzten Schlamm mit einer Geschwindigkeit von mehr als etwa 2,83 m /min je 28,3 m des Schlammes dosiert eingeführt, wo-

3
bei eine Geschwindigkeit von etwa 4,81 m /min sehr gute Ergebnisse gebracht hat. Da die Luft Inerte Gase, wie Stickstoff, enthält, müssen die Abgase mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit abgelassen werden, um die Verarmung der Autoklaven-Atmosphäre an Sauerstoff zu verhindern.

Es können auch etwas niedrigere Sauerstoffgehalte aufrechterhalten werden, doch wird dann die behandlungszelt entsprechend verlängert. Obgleich bei niedrigeren Sauerstoffgehalten In der Atmosphäre des Autoklaven eine ent- sprechende Zunahme der Verwertungswirksamkeit des Sauerstoffs erfolgt, werden hierdurch erfolgende Einsparungen durch die notwendige Vergrößerung der Einrichtungen und dergleichen wieder aufgezehrt.

Höhere oauerstoffpartlaldrücke können erhalten werden, wenn man erhöhte Luftmengen verwendet und die damit verbundene Zunahme der Energie- und Installationskasten in Kauf nimmt. Diese höKeren Sauerstoffpartlaldrücke können auch dadurch erhalten werden, daß man die AblaBgeschwindlgkelt erhöht, wobei Jedoch ein Abfallen der Wirksamkeit der Sauerstoffverwertung erfolgt.

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Obgleich höhere SciuerstoffpartialdrUcke die Retentions ze it der chemischen Reaktionen vermindern würden, würde Jedoch der dadurch bedingte gesteigerte Eisenverbrauch und die Erhöhung der Schwefelsäurebildung und der Eisen (Ill)sulfat-Bildung zu höheren Ausfallungskosten, zu einer größeren Verunreinigung des Schlammes oder der Auslauglösung und zu einem überschüssigen Verbrauch an Pyrit führen. Höhere Drucke würden auch teuerere Autoklaven benötigen, damit dem erhöhten Druck und den stärker korrodierenden Lösungen widerstanden werden kann.

Pas oxydative Auslaugen wird eine genügende Zeitlang durchgeführt, um das Im wesentlichen vollständige Auslaugen der Nichteisenmetall-Werte zu gestatten, wobei das Auslaugen vorzugsweise so lange fortgeführt wird, bis mindestens 90% der Nichteisenmetall-Werte In lösliche Werte umgewandelt sind. Im allgemeinen wird das oxydative Auslaugen über einen Zeitraum von mindestens zwei Stunden, vorzugsweise von mindestens drei Stunden, vorgenommen. Der AuslaugprozeS erfordert nur selten Zelträume von mehr als zehn Stunden.

Gegebenenfalls kann, bedingt durch variierende Gehalte der Ausgangsmaterlallen,elne Abweichung von den obengenannten Betriebsbedingungen notwendig sein, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Das Ziel der Erfindung Hegt darin, die In dem Ausgangsmaterlal enthaltenen Nlchtelsenmetall-Werte, Insbesondere Kupfer, auf die wirtschaftlichste Welse zu extrahieren und abzutrennen. Dies erfordert allgemein gesprochen,die Betriebsbedingungen so einzustellen, daS die Bildung von löslichen Elsensalzen, wie von Elsen(ll)und Elsen(lll)sulfat, sowie von überschüssiger Schwefelsäure begrenzt wird.

Obgleich leicht erhöhte Abtrennungen der Nichteisenmetalle erhalten werden, wenn In der Lösung hohe Konzentrationen an Elsen(lll)sulfat und an Schwefelsäure vorliegen, verbrauchen aber Überschüssige Mengen von Elsen(lll)sulfat und von Schwefelsäure das Pyrit, um lösliche Elsensalze und elementaren Schwefel zu bilden, wodurch die Menge des verkäuflichen Pyrits vermindert wird. Elsen(lll)sulfat und Schwefelsäure verbrauchen auch größere Mengen der Ausfällungsmittel (z.B. von Elsenschrott), während der Gewinnung der Nichteisenmetalle aus der Auslauglösung, wodurch die Kosten für die Gewinnung der Nichteisenmetalle erhöht werden.

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Am Ende der erforderlichen Verweilzeit wird der Schlamm abgekühlt filtriert. Der feste Rückstand wird mit Wasser gewaschen. Die Feststoffe, die den gröS-ten Teil der Elsenwerte enthalten, werden aus dem System nach dem Waschen entfernt, Wie bereits oben zum Ausdruck gebracht, verbleibt nach einem geeigneten selektiven Auslaugen ein großer Teil des Eisens als Eisensulfid in dem unlöslichen Rückstand. Der Schwefel gehalt kann zu einem verkäuflichen, Schwefel enthaltenden Nebenprodukt durch ein beliebiges, nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörendes Hilfsverfahren erhöht werden.

Die AuslaugflUsslgkelt und das Waschwgsser, die die Nichteisenmetalle als gelöste Sulfate enthalten, werden in ein geeignetes Abtrennungssystem überführt.

Die Erfindung wird In den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Proben mit den nachstehend angegebenen physikalischen Eigenschaften und Kupfer- und Schwefel gehalten wurden folgendermaßen behandelt:

Beschreibung der Probe

Dichte, % Analyse

Feststoffe % Cu % S

Nr. 1 Auslaugungsklasslflkator-Überfluß Naßabfall-Anlagenklasslflkator-Überfluß

Vereinigte Probe

26,8

26,6

26,7

2,47

1,52

1,97

28,02

36,75

32,36

Die Teile der vereinigten Proben waren wäßrige Schlämme. Der zusammengesetzte Schlamm wurde In einen gerührten Autoklaven überführt, auf 121,1⁰C erhitzt und mit Luft einem Druck von 6,33 atü bei ungefähr 4,81 m³/min pro 28,3 m Schlamm unterworfen. Diese Bedingungen wurden drei Stunden beibehalten. Nach Beendigung der Auslaugungsperlode wurde der Schlamm abgekühlt, filtriert und mit Leitungswasser gewaschen. Das Flltrat, welches das eingeschlossene Waschwasser enthielt, und der Feststoffrückstarid wurden analysiert. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

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% Cu	Ί estrückstands	•	Kupfer in Lösung	Rückstand
*ar (~*			Schwefel Im
Analyse des			Beispiel 2
/Il OU	Auslauglösung
% S
Analyse der
Cu g/l
H₂SO₄ g/1
Fe" g/l
Fe"⁺ g/l
Abtrennung

Analyse der Testbeschickung Beispiel 1

' 1,97

32,36

0,21 35,35

5,02 12,50 10,30

92,2% 85,0%

Es wurde eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfällen von ver~ schledener Herkunft hergestellt, welche folgende Zusammensetzung aufwies:

Probe R-548

(Jesamtkupfer 1,53%

V/asserlösllches Kupfer 0,32%

vjesamtschwefel 36,84%

3esamteisen 35,05%

Wassergehalt 11,17%

Diese Probe wurde mit Laboratoriums-Leitungswasser aufgeschlammt, wodurch ein Schlamm erhalten wurde, der 27% Feststoffe enthielt. Der Schlamm wurde in einen Laboratoriums-Autoklaven überführt und bei den folgenden tsedingungen ausgelaugt:

Temperatur 76,7⁰U

Oruck 6,33 atü

Verweilzeit 3 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 4,81 m³ pro 28,3 m³ Schlamm

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-' 12 -

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten*

Analyse der Testbeschickung Beispiel 2

% Cu 1,53

%S . · ."■ ' 36,84

Analyse des Testrückstands

% Cu · 0,12

% S 38,21 ·

Analyse der Auslauglösung

Cu g/1 2,88

H₂SO₄ g/l 3,30

Fe" g/l 5,05

Fe^II+ g/l 1,76 '

Abtrennung

Kupfer In Lösung 93,0%

Schwefel im Rückstand 88,5%

Beispiel 3

Eine Greifprobe der MUhlenabfälle (Abfalle bei der Kupferflötatlon) enthielt 0,43% Kupfer und 43,47% Schwefel. Das Material wurde bei folgenden Bedingungen unter Druck ausgelaugt}

Dichte der Pulpe 30% Feststoffe

Druck · 6,33 atü

Temperatur 110,O⁰G

Verwell zelt 5 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 4,81 m pro 28,3 m³ Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten: ■

Analyse der Testbeschlekung Beispiel 3

% Ou 0,43

% S .. 43,47

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Analyse des Testruckstands % Cu

Analyse der Auslauglösung Cu g/l H₂SO₄ g/l Fe" g/l Fe»⁺g/| -

Abtrennung Kupfer in Lösung

Beispiel 3	09
o,	38
40,	44
0,	65
2,	25
4,	45
2,

77,7%

Beispiel 4

Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfällen, die 1,15% Gesamtkupfer und 0,35% wasserlösliches Kupfer enthielt, wurde mit wasser vermischt, wodurch ein Schlamm mit einem Feststoff gehalt von 26,3% erhalten wurde. Der Schlamm wurde In den Laboratoriums-Autoklaven überführt und bei den folgenden Bedingungen ausgelaugt:

Temperatur Druck Verwell zeit Abgasgeschwindigkeit

75,0 bis 80,0°C 8,79 atü 3 Stunden

4,25 m pro2ü,3m Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Analyse der Testbeschickung % Cu . %S

Analyse des TestrUckstands % Cu

Analyse der Auslauglösung Cu g/ I Fe⁺² g/l Fe⁺³ g/l

Beispiel 4

1,15% >6,0%

0,17%

3,79
13,3
0,5

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Abtrennung Beispiel 4

Kupfer in Lösung 80,0%

Beispiel 5

Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfällen mit. einem (aesamtkupfergehalt von 1,02% und einem Gehalt an wasserlöslichem Kupfer von 0,34% wurde mit einer wäßrigen Lösung aufgeschlammt, die pro I 19 g Eisen (Il)sulfat enthielt. Auf diese Welse wurde ein Schlamm erhalten, der 26,8% · Feststoffe und, bezogen auf % Schwefel, Schwefelwerte über 7 Gew»-% enthielt. Der Schlamm wurde in einen Laboratoriums-Autoklaven überführt und bei den folgenden Bedingungen ausgelaugt:

Temperatur 110,0 bis 115,0°C·

Druck 6,33 atü .

Verweil zeit 3 Stunden

3 3

Abgasgeschwindigkeit S,66 m pro 28,3 m Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten! .

Analyse der Testbeschickung ■ Beispiel 5

% Cu 1,15%

Analyse des Testrückstands

%Gu " 0,14%

Analyse der Auslauglösung

Cu g/l 3,93

Fe⁺² g/l ; 18,0

Fe⁺³ g/l 5,7

Abtrennung

Kupfer In Lösung 89,0%

belsplel 6

Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfällen, die Schwefelwerte, bezogen als % Schwefel, von mehr als 30 Gew.-% enthielt und die 1,06% Gesamtkupfer und 0,32% wasserlösliches Kupfer enthielt, wurde mit Wasser

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aufgeschlammt, wodurch ein Schlamm mit einem Feststoffgehalt von 28,2% erhalten wurde* Der Schlamm wurde fn einen Laboratoriums-Autoklaven überführt und bei den folgenden Bedingungen au^-jelaugti

Temperatur

Druck

Verweil zeit

Abgasgeschwindigkeit

111,1 bis 120,0 C 6,33 atü

3 Stunden

5,66 m pro 28,3 m Schlamm

Dabei wurden folgende trgebnlsse erhalten:

Analyse der Testbeschickung % Cu

Analyse des Testrückstands %

% Cu

Analyse der Auslauglösung

Cug/I

g/l

₂₄ Fe⁺² g/l Fe⁺³ g/l

Abtrennung Kupfer In Lösung

Beispiel 6 1,06%

0,075%

4,82 11,5 17,0

3,3

94,0%

Beispiel 7

Zusammengesetzte Proben aus Schlamm-Erzabfällen, die Schwefel werte, bezogen als % Schwefel, im Überschuß über 30 Gew.-% enthielten, wurden mit wasser auf geschlämmt, wodurch Schlämme mit einem Feststoff gehalt von 27% erhalten wurden. Die Schlämme wurden in Laboratoriums-Autoklaven überführt und bei den folgenden bedingungen ausgelaugt:

Temperatur

Druck

Retentionszeit Abgasgeschwindigkeit (m pro 28,3 m Schlamm)

-1t-

Probe A	Probe B
117,8°C	76,7°C
6,33 atü	6,33 atü
3 Stunden	3 Stunden

5,66

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Dabei wurden folgende fc.rgebnlsse erhalten:

Analyse der Testbeschickung	Probe A	Probe B
% Cu	1,15	1 ,06
% wasserlösliches Cu	0,10	0,095
Analyse des Testrückstands
% Cu	0,63	0,20
Analyse der Aus laug lösung
Cu g/l ' -■'■.■	1 ,88	3,34
H SO g/l Fe⁺² g/1	9,7.4'	1.7. 6,44
Fe⁺³ g/l ■ . ; ,	< 0,6	0,5
Abtrennung
Kupfer In Lösung %	51,0	84,0

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß Prozeßtemperaturen in der Gegend von 121,1°C die Wirkung haben, daß sie die
metallen_f wie von Kupfer, verringern.

121,1°C die Wirkung haben, daß sie die Ausbeute von lös! ichen Nichteisen-

Belspiel 8

Zusammengesetzte Proben von Nichteisenmetallen, die Pyrit-Schi amm-Erzabfälle enthielten, wurden mit Wasser aufgeschlämmt, daß Schlämme mit einem Feststoffgehalt van 27% erhalten wurden. Die Schlämme wurden in Laboratoriums-Autoklaven UberfUhrt und bei den folgenden Bedingungen Unterführen ausgelaugt*

Probe C Probe D Probe E

Temperatur . 70,0-77,8°C 70,0-78,9°C 70,0-78,9°C

Druck ; 6,33 atü 6,33 atü 6,33 atü

Retentions ze ft 3 Stunden 6 Stunden 5,5 Stunden

Abgasgßschwlndlgkelt (m pro

28,3m Schlamm) ' 5,66 5,66 ' 5,66

Dabei wurden folgende Vergleichsergebnisse erhalten:

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Analyse der Testbeschickung

% Cu

% wasserlösliches Gu

Analyse des Testrückstands %"Uu

Analyse der Auslauglösung Cu g/l H_?SO g/l·

= ⁺²■ /ι Fe g/l

er +3 /ι

He g/l

Abtrennung

% Kupfer in Lösung

Probe C . Probe D

1,06
0,095

0,20

1,17
0,13

0,11

Probe E 1,17 0,22

0,13

3,34	3,97	3,41
1,7	-	-
6,44	6,50	5,66
0,5	1,0	1,2

84,0

91,0

89,0

Die obigen Versuchsergebnisse zeigen, daß ein Auslaugen bei Zeiträumen über 3 Stunden hinaus bei den obigen Betriebsbedingungen gegenüber einer Auslaugung von 3 Stunden keine technischen oder wirtschaftlichen Vorteile mit sich bringt, wenn man die Energiekosten für die Luftzufuhr und das Erwärmen in Betracht zieht.

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Claims

Patentansprüche

1 α Verfahren zur selektiven Abtrennung von löslichen Nichteisenmetall-

Sulfaten von Schwefel enthaltenden Pyriterzen, dadurch g e k e η η ζ e I c h ■ net, daß man durch Vermischen von Wasser und des feinverteilten, Schwefel enthaltenden Pyriterzes,das Nichteisenmetall-Sulfide enthält, einen wäßrigen Schlamm herstellt, der eine genügende Menge von Schwefel werten enthält, um Sulfate der Nichteisenmetalle zu bilden, den Schlamm erhitzt und hierdurch bei Überdrucken e.ine genügende Zeitlang ein Sauerstoff enthaltendes Gas leitet, daß die unlöslichen Nichteisenmetall-SuIfide in wasserlösl iehe Sulfate überführt werden und daß Schwefelsäure und £isen(lll)sulfdt gebildet wird und daß man die Menge des durch den Schlamm geleiteten, Sauerstoff enthaltenden Gases so regelt, daß sowohl die Schwefelsaurekonzentratlon als auch die Eisen(lll)sulfat-Konzentration des Schlamms unterhalb 50 g/l gehalten wird.

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeich ne t ,

daß der Gehalt an Schwefel werten, bezogen als % Schwefel, der Feststoffe des Schlammes mindestens 6 Gew.-% beträgt.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ich-

n e t , daß der Feststoffgehalt des Schlammes etwa 25 bis etwa 30% beträgt.

4, Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur während der Stufe der oxydativen Auslaugung zwischen etwa 79,4 und 121,1°C gehalten wird.

5, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauerstoff enthaltende Gas Luft ist.

6, Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch den Schlamm während der Stufe der oxydativen Auslaugung mit einem Druck von etwa 6,33 kg/cm geleitet wird.

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;£■*;sji

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, da3 die Luft in den Schlamm unterhalb dessen überfläche mit einer

3 3

Geschwindigkeit von etwa 4,81 m /min je 28,3 m des Schlammes eingeleitet

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennze lehnet ,

da3 die Abgase aus dem Schlamm mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,81 m /

3 _

min je 28,3 m des ochlammes abgelassen werden.,

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in der Auslaugungsstufe etwa drei Stunden beträgt,,

10c Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daö man nach der Stufe der oxydatfven Auslaugung den Schlamm abkühlt und filtriert, den erhaltenen gefilterten festen Rückstand mit Wasser wäscht und da3 man die erhaltenen Waschwasser zu dem Schlqmrnflltrat zugibt»

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ORIGINAL INSPECTED