DE2050947C

DE2050947C - Verfahren zur selektiven Abtrennung von Nichteisenmetallen aus diese enthaltenden Pyriterzen

Info

Publication number: DE2050947C
Application number: DE19702050947
Authority: DE
Inventors: Eugene S. Los Angeles Calif. Allen (V.StA.); Gavrias, Royce S., Nicosia (Cypern)
Original assignee: Cyprus Mines Corp., Los Angeles, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1969-11-10
Filing date: 1970-10-16
Publication date: 1973-03-29

Description

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Wertvolle Nichteisenmetalle, wie Kupfer. Nickel und Kobalt sowie Cadmium, Blei. Gold. Silber und Zink,treten in der Natur häufig in Form sulfidischer Erze auf. Unglücklicherwise kommen sie selten allein oder in erwünscht hoher Konzentration vor. Vielmehr kommen sie zusammen miteinander oder mit Arseniden oder als Schwefel-Arsen-Mineralien zusammen mit MetallminuKilien, wie Eisensulfiden 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 Verdünnungsmineralien mit sich, sondern auch hinsichtlich der Metallwerte aus den Erzkonzentraten und hinsichtlich der Abtrennung dei einzelnen Werte voneinander.

Bislang haben die wichtigsten technischen Herstellungsverfahren für Kupfer. Nickel, Kobalt und Zink ζ. B^ aus ihren Sulliderzen. viele Stufen umschlossen Gewöhnlicherweise müssen die verwertbaren Sulüdc des Erzes von der Gangart befreit werden und voneinander aufgetrennt werden, was beispielsweise durch Setzverfahren. Flotation u. dgl. geschieht. Daran kann sich ein ν eueres Vermählen anschließen, um die SuI-ndmineralien durch weitere Schäumungsflotationsstufen voneinander aufzutrennen, und oder es könne: darauf pyrometallurgische Prozesse folgen, bei we!- c.ien das Konzentrat zur Entfernung flüchtiger Ow^ und eines Teils des Schwefels geröstet wird. Sodain. wird das geröstete Erz mit Siliziumdioxyd und C'aiciumearbonat versetzt und das Gemisch wird in einem Schmelzofen erhitzt, um einen Stein zu bilden. Diesel Stein wird dann zu dem Metall oxydiert, und zwar beispielsweise in einem Konverter, wodurch ein Roh metall erhalten wird. Dieses wird gewöhnlich zu Anoden gegossen und in einem sauren Elektrolyten d.h. in Schwefelsäure, elektrolytisch aufgelöst. Dk: weitere Abtrennung und Gewinnung der Meta Ikschließt die chemische Reinigung des Elektrolyten und die Entfernung und Weiterbehandlung oder Reim gung der verschiedenen Metalle nach verschiedenen Methoden ein.

Seit langem hat man das Bedürfnis nach einem direkteren Verfahren zur Gewinnung der Nichteisenmetalle aus ihren Erzen und Konzentraten ohne ein Schmelzen 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 Metallsrifide in Wasser oder in anderen technisch verwendeten Lösunggsmitteln nach den herkömmlichen Methoden nicht ohne weiteres auflösbar. Ein weiteres Beispiel ist, daß Sulfidkonzentrate, die wirtschaftliche, aber geringere Anteile an Kupfersulfid mit Eisensulfiden als Verdünnungsmittel enthalten, an bestimmten Orten als Schwefel enthaltendes Nebenprodukt wertvoll se'n können und wegen ihres Schwefelgehalts verkauft werden können. Im letzteren Fall ist es e.wünscht, das ELsnsullidmincral Pyrit zu gewinnen, da dieses zur Herstellung von Scnwefelsäure in den Handel gebracht werden kann.

Als Lösung wurden bereits selektive Flotationsabtrennungen der Nichteisenmetall-Sulfide von den Eisensulfiden vorgebracht. Diese Trennungen sind jedoch von einem Vermählen des Materials abhängig. Es ist häufig der Fall, daß die Nichteisenmetall-Sulfide und die Eisensulfidmineralien so innig miteinander verbunden und so feindispergiert sind, daß es unwirtschaftlich ist. das Material auf einen Feinheitsgrad zu vermählen, der erforderlich wäre, um die Sulfidmineralien 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 Sulfiderze. Erzkonzentrate direkt auszulaugen, um bestimmte der Nichteisen-Sulfidmineralien aufzulösen. Ein zur Abtrennunu

«on kupier aus Lisenstilliden vorgesehenes Verfahren erfordert eine Oxuiaiionssiufe. welche unter Druck Und hei erhöhten femperaiuren die Zufuhr \on Sauer-Iti'M 'Hler Lull benötigt. So ist beispielsweise ein Verehren /ur Auslaugung eines Kupfersullid enthalten- > den !\riterzes in einer wäßrigen Säurelösung bekannt. »eiche eine /ur Bindung mit dem vorhandenen Kupfer '.'einigende Menge Schwefelsäure enthält. Das Verfahren wird bei erhöhten Temperaluren in Gegenwart von Ireiem Sauerstoff durchgeführt, um die kupfersull·:.· in lösliehe Kupferverbindungen und in elementare r Schwefel bei geringer Umwandlung des Pyrits umzuwandeln. Diese Auslaugungsmethode ist in riii ! litcher Weise von Nachteil.

; .urd nämlich die Zugabe von Schwefelsäure zu ^ls del Auslauglösung benötigt.

": der Sulfidsehwefel des Kupfersutfids wird in elementaren Schwefel umgewandelt, der den Pyrit verunreinigt, und

~> für jedes Mol Kupfersuliid, das in ;ine lösliche Kupferverbindung übergeführt wird, wird ein Mol Schwefelsäure gebildet, wodurch der Schwefel- -.iuregehalt der Auslauglösung erhöht wird.

! iierdurch wird wiederum die Löslichkeit des Pyrits Hi J der anderen Eisensalze gesteigert, wodurch die K .:pfer enthaltende Auslauglösung weiter verunreir.i.·' wird. Bei der Behu--dlung eines Metallsulfidk.-;i/enirats. Erzes, dient die sich ergebende Bildung \o;i löslichen Eisensalzen und von überschüssiger ^₀ S'. i''-vefelsäure nach dem Erreichen von bestimmten opt !malen Konzentrationen an Eisensulfaten und überschüssiger Schwefelsäure in der Auslauglösung keinem mu/lichen Zweck mehr, überschüssige Konzentrationen von lösliehen Eisensalzen und von Schwefelsäure in der Auslaugflüssigkeit verdünnen und verunreinigen nicht nur die die löslichen Nichteisenmetalle enthaltende Lösung, sondern steigern auch den Verbrauch an Druckluft oder Sauerstoff während ihrer Bildung. Die Vorgänge des Umpumpens und Unterdrucksetzens der Luft oder des Sauerstoffs sind teuere Betriebsstufen, welche in nachteiliger Weise die Produktionskosten der gewünschten Metalle erhöhen. Bei der Gewinnung von Kupfer aus der Auslauglösung durch Ausfällung, wobei metallisches Eisen als Ausfällungsmittel benutz wird, erhöhen gleichfalls überschüssige Mengen an löslichen Eisensalzen und an Schwefelsäure den Verbrauch an dem als Ausfällungsmittel benutzten metallischen Eisen, wodurch die Herstellungskosten für das metallische Kupfer weiter er- so höht werden. F-, sind auch weitere Säureauslaugungsmeihoden bekannt, die bei erhöhten Temperaturen in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt werden und bei welchen der Pyrit in Eisenoxyd, der sulfidische Schwefel in elementaren Schwefel und ein Teil der Nichteisen-Suliide in lösliche Nichteisenmetall-Verbindungen übergeführt werden. Diese Verfahren sind gleichfalls in mehrfacher Weise unvorteilhaft.

1. Sie erfordern nämlich den Zusatz von Schwefel- <« säure zu der Auslauglösung.

2. sie wandeln den Pyrit in Eisenoxyd um. das nicht für die Sehwefusäureherstellung verkauft werden kann.und

3. sie wandeln den Sulfidschwefel in elementaren 6s Schwefel um. der einige der Nichteisenmineral-Sulfide okkludiert und der das Lisensulfid verunreinigt.

Die Herstellung von Eisenoxyd oder von elementarem Schwefel dient bei der Umwandlung vor. unlöslichem Kupfersuliid in lösliche Kupferverbindungen keinem nützlichen Zweck. Elementarer Schwefel hat die Neigung. Kügelchen zu bilden, die die festen Kupfersulfide okkulieren. wodurch die Umwandlung der Kupfersulfide verhindert wird. Die Bildung von LU-iioxyd aus Pyrit erfordert einen großen Aufwand an Drucksauerstoff, wodurch die Produktionskosten für die löslichen Kupferwerte erhöht werden.

Durch die vorliegende Erfindung werden viele Nachteile der bekannten Auslaugverfahren überwunden Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Abtrennung von mehr als 90% der wasserunlöslichen Nichteisenmetalle in Pyriterzen zur Verfügung, bei welchem nur 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 Sä ,en. wie von Schwefelsäure, zu dem Auslaugbad oder zu der Auslauglösung nicht erforderlich.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur selektion Abtrennung von Nichteisenmetallen aus Schwefel enuialtenden Pyriterzen dar. bei welchem aus Was.-er und feinverteiltem. Schwefel enthaltendem Pyriterz, das wasserunlösliche Nichteisenmetall-Sulfide enthält, ein wäßriger Schlamm hergestellt wird, bei weichem der erhaltene Schlamm erhitzt wird und bei welchem durch den Schlamm bei überbrücken ein Sauerstoffenthaltendes Gas geleitet wird, um die Nichteisenmetall-Sulfide in wasserlösliche Nichteisenmetall-Sulfate überzuführen und etwas Schwefelsäure und Eisend!I!-sulfat herzustellen.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein selektives Auslaugverfahren für Schwe fei enthaltende Pyriterze, die Nichleisemetall-Sulfide enthalten, zur Verfugung zu stellen, das

1. die Abtrennung von mehr als 90% der Nichteisenmetalle gestattet.

2. bei welchem keine Ansäuerung oder Zugabe \or_: Schwefelsäure zu der AuslaugTösung erforderlich ist.

3. bei welchem die Umwandlung des P\rits in lösliche Eisensalze auf einen Minimalwert zurückgeführt ist.

4. bei welchem die Bildung von elementarem Schwe fei auf einen Minimalwert zurückgeführt wird und

Ϋ bei welchem die Bildung von Schwefelsäure und von Eisend!I!-sulfat auf einen Minimalwert zurückgeführt wird, deren Konzentration in dei Auslauglösung kontrolliert wird.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen naher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßer, Verfahrens und

F i g. 2 ei» Diagramm, welches die Abhängiukei; der Kupferextraktior. von der Temperatur der Au-.-laugung angibt.

Obgleich das Verfahren der Erfindung mit dem Roherz durc'.igefüh^rt werden kann, ist doch ein der artiges Verfahren hinsichtlich der Kapazität der Vorrichtungen verschwenderisch und wäre daher unwirtschaftlich Das auszulaugende Ausgangsmaterial is! daher ein sehr hoch angereichertes Konzentrat odei ein Zwischen-Kon/entrat mit relativ hohem Schwefel gehalt, das Nichteisenmetalle enthält, die wirtschaftlich gewonnen werden können. Das Z\vischen-Produk^;

kann ein Nebenprodukt sein, das bei einer Schwerkraftsabscheidung. einer Klassierungsoperation oder bei einer Flotation anfällt. Ein derartiges Nebenprodukt, das bei dem Verfahren der Erfindung mit Erfolg als Beschickungsmaterial verwendet worden ist. besteht aus Schlamm-Erzabfällen mit einer Korngröße von im wesentlichen insgesamt - 0.044 mm. die etwa 0,60 bis etwa 1,2% Kupfer und etwa 35% Schwefel. z. B. als Sulfidschwefel oder als Sulfatschwefel enthalten. In derartigen Schlamm-Erzabfällen liegt das Kupfer hauptsächlich in mineralischer Form als Chalcocit, d. h. Kupfer(I)-sulfid vor. Es ist gleichfalls in dem Pyrit enthalten.

Während der nachfolgenden oxydierenden Laugung muß eine solche Menge von Sulfatschwefel als Eisen(III)-sulfat vorhanden sein, die der Menge der Nichteisenmetalle stöchiometrisch äquivalent ist, um aus den Nichteisenmetallverbindungen Sulfate zu bilden. Es ist gleichfalls notwendig, daß eine genügende Menge von Sulfidschwefel als Pyrit vorhanden ist, um eine angemessene Konzentration vop Eisen(IlI)-sulfat aufrechtzuerhalten, um die Nichteisenmetall-Sulfide zu oxydieren. Es muß auch eine genügende Menge von Schwefelsäure vorhanden sein, um das Eisen(II)-sulfat in Eisen(III)-sulfat zu oxydieren und um die Nichteisenmetalle aufzulösen. Eine hohe Konzentration der Schwefelsäure in der Auslauglösung sollte aber vermieden werden, da hierdurch die Löslichkeit der löslichen Nichteisenmetall-Sultate in der Ausiaugiösung verringert wird und die Löslichkeit 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 Schwefelsäurekonzentration von mehr als 50 g pro Liter nach der Oxydation vermieden werden. In gleicher Weise sind Mengen von Eisen(III)-sulfat über 50 g pro Liter unerwünscht.

Es ist festgestellt worden, daß zur Einleitung der gewünschten chemischen Reaktionen der Gehalt an Schwefel, ausgedrückt in % Schwefel des Ausgangsmaterials, mindestens 6 Gewichtsprozent, vorzugsweise mehr als 7%, betragen sollte.

Wenn der Gehalt an Schwefel des Beschickungsmaterials nicht ausreichend ist, um die gewünschten Konzentrationen in der Auslauglösung zu bilden, dann kann zusätzlicher Schwefel in Form von elementarem Schwefel, Pyrit-Sulfidschwefel, verdünnter Schwefelsäure oder von zurückgeführten Lösungen, die relativ hohe Konzentrationen an wasserlöslichen Sulfaten, wie Eisen(II)-sulfaten. enthalten, eingeführt werden. Das Ausgangsmaterial, d. h. das Schwefel enthaltende Pyriterz, wird in einer herkömmlichen Naßmühle bei einem Feststoffgehalt von etwa 25 bis etwa 50%. vorzugsweise etwa 25 bis etwa 30%. verarbeitet und sodann in kautschukausgekleidete Vorerhitzungstanks übergeführt, wo es bei Atmosphärendruck auf Temperaturen von 65.6 bis 93.3° C. vorzugsweise bis etwa 82,2³C, 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 Schlammdichten 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 (Saucrstolfparlialdruck: 1,58 kg cm²) arbeiten, um die oxydierende Laugung durchzuführen.

Die Auslaugung wird bei Temperaturen zwischen etwa 79.4 und 121.Γ C durchgeführt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich wird, beginnt die Extraktion bei etwa 79,4 C einen Spitzenwert einzunehmen und bei etwa 121,TC abzunehmen. Bei etwa 82.2 C liegt die optimale Temperatur vor. weil bei dieser Temperatur das Chalcocit [Kupfer(I)-sultid-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 oxydierenden Laugung der vorliegenden Art ist Luft das am zweckmäßigsten verwendete Oxydationsmittel. Die Luft kann der:. Schlamm am wirksamsten durch unter der Oberfläche erfolgende Einführung unter mechanischer Verteilung der Gase in dem Schlamm zugeführt werden.

Die zugeführte Sauerstoffmenge ist relativ kritisch. um den für den Betrieb erforderlichen Oxydationsgrad zu kontrollieren. Die Luft wird daher in den erhitzten und unter Druck gesetzten Schlamm mit einer Geschwindigkeit von mehr als etwa 2.83 m³ min je 28,3 m³ des Schlammes dosiert eingeführt, wobei eine Geschwindigkeit von etwa 4.81 rn'min sehr gute Ergebnisse gebracht hat. Da die Luft inerte Gase, wie Stickstoff, enthalt, müssen die Abgase mit Ungefähr der gleichen Geschwindigkeit abgelassen werden, um die Verarmung der Autoklav-Atmosphäre an Sauerstoff zu verhindern.

Es können auch etwas niedrigere Sauerstoffgehaitc aufrechterhalten werden, doch wird dann die Behandlungszeit entsprechend verlängert. Obgleich bei nicd rigeren Sauerstoffgehalten in der Atmosphäre des Autoklaven eine entsprechende Zunahme der Verwcr tungswirksamkeit des Sauerstoffs erfolgt, werden hier durch erfolgende Einsparungen durch die notwendige Vergrößerung der Einrichtungen u. dgl. wieder aufgezehrt.

Höhere Sauerstoffpartialdrücke können erhaltei werden, wenn man erhöhte Luftmengen verwendet tint die damit verbundene Zunahme der Energie- unc Installationskosten in Kauf nimmt. Diese höherer Sauerstoffpartialdrücke können auch dadurch ;rhal ten werden, daß man die Ablaßgeschwindigkeit er höht, wobei jedoch ein Abfallen der Wirksamkeit de Sauerstoffverwertung erfolgt.

Obgleich höhere Sauerstoffpartialdrücke die Reten tionszeit der chemischen Reaktionen vermindern wür den. würde jedoch der dadurch bedingte gesteigert Eisenverbrauch und die Erhöhung der Schwefelsäure bildung und der Eisen(III)-sulfat-Bildung zu höherci Ausfällungskosten. zu einer gröberen Verunreiniguη des Schlamms oder der Ausfauglösung und zu einer überschüssigen Verbrauch an Pyrit führen. Höher Drücke würden auch teuerere Autoklaven benötiget damit dem erhöhten Druck und den stärker korn dierenden Lösungen widerstanden werden kann.

Das oxydierende Auslaugen wird eine genügend Zeit lang durchgeführt, um das im wesentlichen vol standige Auslaugen der Nichteisenmetal'e zu gestnttei wobei das Auslaugen vorzugsweise so lange fortgs führt wird, bis mindestens 90% der Nichteisenmetall in lösliche Verbindungen umgewandelt sind. Im alle« meinen wird das oxydierende Auslaugen über eine Zeitraum von mindestens 2 Stundend vorzugswci>

Beschreibung der Probe

Natürliches Schlammprodukt von Minenerzen

Produkt einer Aufbearbeitungsanlagc ...

Vereinigte Probe

Dichte %
Feststoffe

Analyse
% Cu "·'„ s

26.8

26.6
26,7

2.47

L52
1,97

28.02

36.75
32.36

von mindestens 3 Stunden, vorgenommen. Der Aus-Imigprozeß erfordert nur selten Zeiträume von mehr als 10 Stunder.

Gegebenenfalls kann, bedingt durch variierende Gehalte '¹ZT Ausgangsmatcrialicn. eine Abweichung von den obengenannten Betriebsbedingungen notwendig sein, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Das Ziel der Erfindung liegt darin, die in dem Ausgangsmaterial enthaltenen Nichteisenmetalle, insbesondere Kupfer, auf die wirtschaftlichste Weise zu extrahieren und abzutrennen. Dies erfordert, allgemein gesprochen, die Betriebsbedingungen so einzustellen, daß die Bildung von löslichen Eisensalzen, wie von EiSCn(II)- und Eisen(III)-sulfat sowie von überschüssiger Schwefelsaure begrenzt wird.

Obgleich leicht erhöhte Abtrennungen der Nichteisenmetalle erhalten werden, wenn in der Lösung hohe Konzentrationen an Eisen(III)-sulfat und an Schwefelsäure vorliegen, verbrauchen aber überschüssige Mengen von Eisend 11 !-sulfat und von Schwefelsäure den P) rit, um lösliche Eisensalze und elementaren Schwefel zu bilden, wodurch die Menge des verkäuflichen Pyrits vermindert wird. Eisen(III)-sulfat und Schwefelsäure verbrauchen auch größere Mengen der Ausfällungsmittel (z. B. von Eisenschrottl. während der Gewinr jng der Nichteisenmetalle aus der Auslauglösung, wodurch die Kosten für die Gewinnung der Nichteisenmetalle erhöht werden.

Am Ende der erforderlichen Verweilzeit wird der Schlamm abgekühlt und filtriert. Der feste Rückstand wird mit Wasser gewaschen. Die Feststoffe, die den größten Teil der Eisenwerte 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 Schwefelgehalt kann zu einem verkäuflichen. Schwefel enthaltenden Nebenprodukt durch ein beliebiges, nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörenden Hilfsverfahren erhöht werden.

Die Auslaugfiüssigkeit und das Waschwasser, die die Nichteisenmetalle als gelöste Sulfate enthalten, werden in ein geeignetes Abtrennungssystem übergeführt.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

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

ungefähr 4.Sl ηΓ min pro 2S..1 in' Schlamm unterworfen. Diese Bedingungen wurden 3 Stunden beibehalten. Nach Beendigung der Auslaugungsperiodc wurde der Schlamm abgekühlt, filtriert und mit Leitungswasser gewaschen. Das Filtrat, welche^ das eingeschlossenc Waschwasser enthielt, und der Feststoffrückstand wurden analyskrt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

ίο Analyse der Testbeschickung

Analyse des Testrückstands

% Cu .

1,97 32.36

0.21 35.35

Die Teile der vereinigten Proben waren wäßrige Schlämme. Der zusammengesetzte Schlamm wurde in einen gerührten Autoklav übergeführt, auf 121,1° C erhitzt und mit Luft einem Druck von 6,33 atü bei Analyse der Auslauglösiing

Cu. g/l 5,02

' H₂SC),. g/l |2,50

Fe⁺². g/l 10,30

Fe⁺³. g/l 8.38

Abtrennung
25

Kupfer in Lösung 92,2%

Schwefel im Rückstand 85.0%

Beispiel 2

jO Es wurde eine Zusammengesetze Probe von Schlamin-Erzabfällen von verschiedener Herkunft hergestellt, welche folgende Zusammensetzung aufwies:

Probe R-548

^3:1 Gesamtkupfer 1,53%

Wasserlösliches Kupfer O,32^r ₀

Gesamtschwefel 36.84%

Gesamteisen 35.05%

Wassergehalt 11.17%

Diese Probe wurde mit Leitungswasser aufgeschlämmt, wodurch ein Schlamm erhalten wurde, der 27% Feststoffe enthielt. Der Schlamm wurde in einen Laboratoriums-Autoklav übergeführt und bei der folgenden Bedingungen ausgelaugt:

Temperatur 76,7°C

Druck 6,33 atü

Verweilzeit 3 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 4,81 p.v³ pro 28,3 m³

Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten: Analyse der TeFtbeschickung

%Cu 1.53

% S 36.84

Analyse des Testrückstands

%Cu 0.12

% S 38.21

Analyse der Auslauglösung

Cu. g/I 2,88

H₂SO,. g/l 3,30

Fe⁺². g/l 5.05

Fe^T\ g/i 1,76

Abtrennung

Kupfer in Lösung 93,0%

Schwefel itc Rückstand 88,5%

989 613/42

ίο

Beispiel 3

Eine Probe von Abfallen der Kupferflotation enthielt 0,43% Kupfer und 43,47% Schwefel. Das Material wurde bei folgenc^n Bedingungen unter Druck ausgelaugt:

Dichte der Pulpe 30% Feststoffe

Druck 6,33 atü

Temperatur 110,0⁰C

Verweilzeit 5 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 4,81 m³ pro 28,3 m³

Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Analyse der Testbeschickung

% Cu 0.43

% S 43,47

Analyse des Testrückstands

% Cu 0,09

% S 40,38

Analyse der Auslauglösung

Cu, g/l 0,44

H₂SO₄, g/l 2,65

Fe⁺². g/l 4,25

Fe⁺ⁱ, g/l 2,45

Abtrennung

Kupfer in Lösung 77,7%

15 26,8% Feststoffe und. bezogen auf % Schwefel. Schwefelwerte über 7 Gewichtsprozent enthielt. Der Schlamm wurde in einen Laboratoriums-Autoklav übergeführt und bei den folgenden Bedingungen ausgelaugt:

Temperatur 110,0 bis 115.0 C

Druck 6.33 atü

Verweilzeit 3 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 5,66 m³ pro 28,3 m³

Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten: Analyse der Testbeschickung

%Cu 1.15

Analyse des Testrückstands

%Cu 0.14

Analyse der Auslauglösung

Cu. g/l 3.93

Fe⁺². g.'l 18.0

Fe"¹

Β.Ί

5.7

3° Abtrennung

Kupfer in Lösung 89.0%

Beispiel 6 Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erz-

„Lr^ii j:~ cj r„i....,..»., ι . ..ι., o/ c~u...~r.,i

τΐυιαιινΊΐ. uiv. ov.ii v*v.iv.m> v.i tv.. i'v./.v/jiv.ii tu? /ü ov.li v» v.1%.-von mehr als 30 Gewichtsprozent enthielt und du 1.06% Gesamtkupfer und 0.32% wasserlösliches Kup fer enthielt, wurde mit Wasser aufgeschlämmt, wo durch ein Schlamm mit einem Feststoffgehalt voi 28,2% erhalten wurde. Der Schlamm wurde in einei

Beispiel 4

Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfallen, die 1,15% Gesamtkupfer und 0,35% wasserlösliches Kupfer enthielt, wurde mit Wasser vermischt. 35 Laboratoriums-Autoklav übergeführt und bei dci wodurch ein Schlamm mit einem Feststoffgehalt von folgenden Bedingungen ausgelaugt: 26.3% erhalten wurde. Der Schlamm wurde in den

¹ ' ' Temperatur 111.1 bis 120.0 C

Druck 6.33 atü

Verweilzeit 3 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 5.66 in³ pro 28.3 m³

40

45

Laboratoriums-Autoklav übergeführt und bei den folgenden Bedingungen ausgelaugt:

Temperatur 75,0 bis 80,0⁰C

Druck 8,79 atü

Verweilzeit 3 Stunden

Abgasgeschwindigkeit 4,25 m³ pro 28,3 m³

Schlamm

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Analyse der Testbeschickung

%Cu 1.15

%S >6.0

Analyse des Testrückstands

%Cu 0.17

Analyse der Auslauglösung

Cu, g/l 3.79

Fe⁺², g/l 13.3

Fe⁺³, fe/1 "... 0.5

Abtrennung

Kupfer in Lösung 86,0%

Beispiel 5

Eine zusammengesetzte Probe von Schlamm-Erzabfällcn mit einem Gesamtkupfergehalt von 1,02% und einem Gehalt an wasserlöslichem Kupfer von 0,34% wurde mit einer wäßrigen Lösung aufgeschlämmt, die pro Liter 19 g Eisen(II)-sulfat enthielt. Auf diese Weise wurde ein Schlamm erhalten, der

55 Schlamm Dabt,i wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Analyse der Testbeschickung

% Cu 1.06

Analjse des Testrückstands

% Cu 0.075

Analyse der Auslauglösung

Cu. e. 1 4.82

H₁SO₄. a I 11.5

Fe"⁺\ g/l 17.0

Fe⁺³. g'l 3.3

Abtrennung

Kupfer in Lösung 94.0%

Beispiel 7

Zusammengesetzte Proben aus SchU.mm-Erza fällen, die Schwefelwerte, bezogen als % Schwefi im Überschuß über 30 Gewichtsprozent enthielte wurden mit Wasser aufge^chlämmi, wodurch Schläi me mit einem Feststoffgehalt von 27% erhalten wi den. Die Schlämme wurden in Laboratoriums-Aut

11

und bei gelaugt:

M. JL

klaven übergeführt und bei den folgenden Bedingun- und bei den folgenden Bedingungen unter Rühren ausgen ausgelaugt: oplmiet:

^r ι

Probr B

Temperatur

Druck

Retentionszeit

Abgasgeschwindigkeit (m³ pio ?.8,3 m³
Schlamm)

Probe A

117,8° C 6.33 atü 3 Stunden

5,66

76.7 C 6.33 atü 3 Stunden

5.66 Temperatur ..
Druck

Retentionszeit...

Abgasgeschwindigkeit (m³ pro
28,3 m³
Schlamm)

Probe C

70,0

-77,8⁰C
6,33 atü
3Std.

5,66

F robe D

70,0 -78,9° C

6,33 atü 6Std.

Probe E

70,0

-73,9° C 6,33 atü 5,5 Std.

5,66 , 5,66

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Probe B

Analyse der Testbeschickung

% Cu

% wasserlösliches Cu Analyse des Testrückstands

% Cu

Analyse der Auslauglösui.g

Cu. g/l

H₂SCX₁, g/l

Fe⁺², g/l

Fe⁺³, g/l

Abtrennung
Kupfer in Lösung. % ...

Dabei wurden folgende Vergleichsergebnisse erhalten:

!,15 0.10

0.63 1,88

9.74 <0.6

51.0

1,06 0.095

0.20

3.34 1.7 0.44 0.5

84.0

Die obigen Ergebnisse zeigen, daß Prozeßtemperatüren in der Gegend von 121,1°C die Wirkung haben, daß sie die Ausbeute von löslichen Nichteisenmetallen, wie von Kupfer, verringern.

Beispiele 4c

Zusammengesetzte Proben von Nichteisenmetallen, die Pyrit-Schlamm-Erzabfälle enthielten, wurden mit Wasser aufgeschlämmt, daß Schlämme mit einem Analyse der Testbeschickung

% Cu

% wasserlösliches
Cu

Analyse des Testrückstands
% Cu

Analyse der Auslauglösung

Cu, g/l

H₂SO₄, g/l

Fe⁺², g/l

Fe⁺³, g/l

Abtrennung

% Kupfer in Lösung

Probe C

1,06 0,095

0,20

Probe D

1,17 0,13

0,11

Probe E

3,34	3,97
1,7	—
6.44	6.50
0,5	1,0
84,0	91,0

1.17 0,22

0,13

3.41

5.66 1.2

89.0

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selektiven Abtrennung von Nichteisenmetallen aus diese enthaltenden pyritisehen Erzen durch Behandlung einer wässerigen Aufschlämmung dieser Erze mil einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas bei jrhohtem Druck und erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Sauerstoff enthaltenden Gases so geregelt wird, daß sowohl die Konzentration der gebildeten Schwefelsäure und des Eisen(lII)-sulfates in der wäßrigen Aufschlämmung unterhalb 50 g/I gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt der Feststoffe des Schlamms mindestens 6 Gewichtsprozent betrügt.

3. Verfahre·; nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt des Schlamms etwa 25 bis etwa 30% beträgt.

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

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

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch den Schlamm während der Stufe der oxydierenden Au: 'augung mit einem Druck von etwa 6.33 kg/cn² geleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in den Schlamm unterhalb dessen Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,81 m³/min je 28.3 m³ des Schlammes eingeleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase aus dem Schlamm mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,81 m³, min je 28,3 m³ des Schlammes abgelassen werden.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in der Auslaugungsstufe etwa 3 Stunden beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Stufe der oxydierenden Auslaugung den Schlamm abkühlt unJ filtriert, den erhaltenen gefilterten festen Rückstand mit Wasser wäscht, und daß man die erhaltenen Waschwässer zu dem Schlarnmfiltrat zugibt.