DE2057940B2 - Process for the extraction of nickel and cobalt from magnesium-containing laterite ores Sherritt Gordon Mines Ltd, Toronto, Ontario (Canada) - Google Patents
Process for the extraction of nickel and cobalt from magnesium-containing laterite ores Sherritt Gordon Mines Ltd, Toronto, Ontario (Canada)Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kobalt aus magnesiumhaltigen Lateriterzen, in dem das Erz unter reduzierenden Bedingungen geröstet wird, um Nickel und Kobalt in den metallischen Rohzustand überzuführen, daraufhin das Röstprodukt in einer ammoniakalischen Ammoniumkarbonatlösung abgelöscht und in einem ersten Laugungschritt durch die daraus resultierende Aufschlämmung ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas geleitet wird, woraufhin die daraus resultierende Laugungsaufschlämmung eingedickt und die Laugungsiösung im Kreislauf geführt wird, so daß sie mindestens zum Teil als Ablöschlösung dient.The invention relates to a process for the extraction of nickel and cobalt from laterite ores containing magnesium, in which the ore is roasted under reducing conditions to convert nickel and cobalt into the metallic To transfer the raw state, then the roasted product in an ammoniacal ammonium carbonate solution quenched and in a first leaching step a free one through the resulting slurry Oxygen-containing gas is passed, whereupon the resulting leach slurry thickened and the leach solution is circulated so that it serves at least in part as a release solution.
Lateriterz ist ein Erz, das Nickel- und Kobaltwerte lediglich in niedrigen Anteilen enthält. Es tritt in Lagenstätten auf, die sich in einer Anzahl tropischer Länder, beispielsweise Kuba, Guatemala und den Philippinen, finden. Diese Lägerstätten enthalten in der Regel gegeneinander abgesetzte und getrennte Schichten oxydierter Minerale, die als Limonit, Serpentin und Garnierit bekannt sind.Laterite ore is an ore that contains low levels of nickel and cobalt values. It occurs in Locations located in a number of tropical countries such as Cuba, Guatemala and the Philippines, find. These storage facilities usually contain separate layers that are separated from one another oxidized minerals known as limonite, serpentine and garnierite.
Es ist eine Reihe hydrometallurgischer Verfahren entwickelt worden, um Lateriterze zum Zwecke der Gewinnung von Nickel und Kobalt zu behandeln. In einigen dieser Verfahren wird das Roherz so weil behandelt, daß darin enthaltenes Nickel und Kobalt laugungsfähig wird, dann das Erz gelaugt wird um Nickel und Kobalt getrennt in Lösung zu bringen undA number of hydrometallurgical processes have been developed to produce laterite ores for the purpose of Handle mining of nickel and cobalt. In some of these processes the raw ore is so because treated so that the nickel and cobalt contained therein become leachable, then the ore is leached around Bringing nickel and cobalt into solution separately and
"j daß anschließend Nickel und Kobalt in verwendbarer, Form aus der Laugungslösung gewonnen wird."j that then nickel and cobalt in usable, Form is obtained from the leach solution.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung des Anfangsstadiums eines derartigen Verfahrens. Dieses Verfahren ist in der eingeschlägigenThe present invention is concerned with improving the initial stage of such Procedure. This procedure is pertinent
ίο Technik als sogenannter »Nicaro-Prozeß« bekannt. Er wurde von N. H. C a r ο η entwickelt, fand kommerzielle Anwendung in den Nicaro-Hütten in Kuba und ist in zahlreichen Patenten und Veröffentlichungen beschrieben. Das Anfangsstadium des Nicaro-Prozesses sieht inίο Technology known as the so-called »Nicaro process«. He was developed by N. H. C a r ο η, found commercial application in the Nicaro huts in Cuba and is in numerous patents and publications. The initial stage of the Nicaro process sees in
ι r> kurzen Zügen folgendermaßen aus:ι r > short trains like this:
Das Lateriterz wird gemahlen, getrocknet und in einem Mehrfachröstofen reduktionsgeröstet, so daß die enthaltenen oxydischen Nickel- und Kobaltwerte im Erz in einen laugungsfähigen metallischen Rohzustand überführt werden. Das heiße Röstprodukt wird anschließend gekühlt und in einer im Kreislauf geführten ammoniakalischen Ammoniumkarbonat-Laugungslösung abgelöscht. Der Ablöschvorgang wird in der Weis? durchgeführt, daß eine Aufschlämmung mitThe laterite ore is ground, dried and reduction roasted in a multiple roasting oven so that the Oxydic nickel and cobalt values contained in the ore in a leachable metallic raw state be convicted. The hot roasted product is then cooled and in a cycle led ammoniacal ammonium carbonate leach solution. The deletion process is carried out in the wis? performed that a slurry with
2r) einer Temperatur von etwa 46°C entsteht. Dies ist die Temperatur, bei der auch die Laugung selbst durchgeführt wird. Die aus dem Ablöschvorgang resultierende Aufschlämmung wird in einen Laugungstank gepumpt und Luft eingeblasen, um dadurch oxydierende Bedin-2 r ) a temperature of about 46 ° C arises. This is the temperature at which the leaching itself is carried out. The slurry resulting from the quenching process is pumped into a leaching tank and air is blown in to avoid oxidizing conditions.
Ji) gungen zu erzeugen und daß Laugen der Nickelwerte einzuleiten. Die Laugungsreaktion läuft exotherm ab. Aus diesem Grund steigt die Temperatur der Aufschlämmung leicht an, während das Nickel als Nickelaminkarbonat in Lösung geht. Der Laugungsvor-Ji) cations to produce and that alkalis of the nickel values initiate. The leaching reaction is exothermic. Because of this, the temperature of the slurry rises slightly while the nickel goes into solution as nickel amine carbonate. The leaching
jr> gang wird abgebrochen, bevor ein größerer Anteil des in dem Erz enthaltenen Kobalts in Lösung geht. Diese Maßnahme wird deshalb befolgt, um eine Verunreinigung des Endproduktes durch Kobalt auf ein Minimum herabzusetzen. Anschließend an den Laugungsvorgangj r > gang is terminated before a larger proportion of the cobalt contained in the ore goes into solution. This measure is followed in order to minimize contamination of the end product by cobalt. Subsequent to the leaching process
-to wird die Aufschlämmung in eine Eindickungsvorrichtung gepumpt. Ein Teil des Überlaufes aus dem Eindickungsgefäß, der aus geklärter Laugungslösung besteht, v/ird zum Ablöschvorgang wieder rückgeführt. Dieser rückgeführte Lösungsstrom wird vor der Einleitung in den Ablöschtank gekühlt. Das Ausmaß der Kühlung muß genau gesteuert werden, um zu gewährleisten, daß das heiße Röstprodukt und der rückgeführte Lösungsstrom zusammen genau die geforderte Laugungstemperatur dtr Aufschlämmung aufweisen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß der rückgeführte Lösungsstrom von etwa 46° C, nämlich der Austrittstemperatur aus dem Eindickungsgefäß, auf etwa 31°C abgekühlt werden muß, um die vorgenannte Voraussetzung zu erfüllen.-to is the slurry in a thickener pumped. Part of the overflow from the thickening vessel, that of the clarified leach solution exists, it is returned to the extinguishing process. This recirculated solution stream is before the Cooled introduction into the quenching tank. The amount of cooling must be precisely controlled in order to ensure that the hot roast product and the recycled solution stream together do exactly that have the required leaching temperature dtr slurry. In practice it has been shown that the recycled solution stream of about 46 ° C, namely the Exit temperature from the thickening vessel, must be cooled to about 31 ° C in order to achieve the aforementioned To meet requirement.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich nunmehr mit zwei in dem vorstehend geschilderten Prozeß auftretenden Problemen. Das erste besteht darin, daß während des Laugungsvorganges ein nicht unerheblicher Anteil des im Erz enthaltenen Magnesiums in Lösung geht. Ein Teil dieses gelösten Magnesiums fällt aus der Lösung während der Rückführung der Laugungslösung aus und bildet einen Niederschlag, der sich krustig in den Rohrleitungen absetzt. Dieser Absetzvorgang erfolgt immerhin in einem Ausmaße, daß eine doppelte Anordnung der Rückführrohrleitungen vorgesehen werden muß, um jeweils die Reinigung des einen Rohrleitungssatzes zu ermöglichen, während der andere in Betrieb ist.The present invention now addresses two of the processes outlined above Problems. The first is that during the leaching process a not inconsiderable proportion of the magnesium contained in the ore goes into solution. Some of this dissolved magnesium falls out of the solution during the return of the leaching solution and forms a precipitate, which is crusty in the Pipelines settles. This settling process takes place to an extent that double Arrangement of the return pipelines must be provided in order to clean the one in each case To allow piping set while the other is in operation.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Kühlung des rückgeführten Lösungsstromes außerordentlich unwirtschaftlich ist. Das rührt daher, daß Lateriterze und die diese verarbeitenden Hüttenwerke sich normalerweise in tropischen Gebieten befinden und demzufolge das zur Verfügung stehende Kühlwasser ziemlich warm ist Es weist in der Regel eine Temperatur von etwa 29,40C auf, was bedeutet, daß die erwünschte Temperatur des gekühlten und rückgeführten Lösungsstromes, nämlich 30 —31°C, sehr nahe an der Kühlwassertemperatur liegt. Demzufolge sind sehr große Kühlwassermengen erforderlich, um die geforderte Temperatur sicher zu stellen.Another problem is that the cooling of the recycled solution stream is extremely uneconomical. That stems from the fact that laterite ores and this processing metallurgical plants are normally located in tropical regions and consequently the available to cooling water fairly warm is it generally has a temperature of about 29.4 0 C, which means that the desired temperature of the cooled and recycled solution stream, namely 30-31 ° C, is very close to the cooling water temperature. As a result, very large amounts of cooling water are required to ensure the required temperature.
Es hat sich gezeigt, daß das in dem reduzierten Erz vorhandene Magnesium sich sehr rasch in der ammoniakalischen Ammoniumkarbonatlösung während der ersten Minuten des Laugungsvorganges löst und daß überraschenderweise der größte Anteil des gelösten Magnesiums aus der Lösung wieder ausfällt, wenn der Laugungsvorgang über die Zeitdauer hinaus durchgeführt wird, die für die effektive Gewinnung des Nickels erforderlich ist Überraschenderweise setzt sich nahezu der ganze Magnesiumniederschlag in gebundener Form auf den suspendiendierten Festkörpern der Aufschlämmung ab, wo er in einem den weiteren Verfahrensablauf nicht beeinträchtigenden Zustand verbleibt. Dadurch wird das Absetzen des Magnesiumniederschlags auf den Wandungen des Reaktionsbehälters und der Rohrleitungen weitgehend verhindert.It has been found that the magnesium present in the reduced ore dissolves very rapidly in the ammoniacal ammonium carbonate solution during the first minutes of the leaching process and that, surprisingly, most of the dissolved magnesium precipitates out of the solution, if the leaching process is carried out beyond the length of time necessary for the effective recovery of the Nickel is required Surprisingly, almost all of the magnesium precipitate is bound Form on the suspended solids of the slurry from where it is in one of the other Process flow not impairing condition remains. This will stop the magnesium precipitate from settling largely prevented on the walls of the reaction vessel and the pipelines.
Zur Beseitigung des eingangs geschilderten Problems jo schlägt deshalb die Erfindung eine Verbesserung des Verfahrens der vorstehend geschilderten Gattung vor, die darin besteht, daß die Dauer des ersten Laugungschritts über die zur maximalen Freisetzung des Nickels oder Kobalts erforderliche Zeitdauer hinaus verlängert J5 und dieser erst dann abgebrochen wird, wenn sich der größte Teil des im ersten Stadium des Laugens gelösten Magnesiums aus der Lösung in gebundener Form auf den Festkörpern eier Aufschlämmung abgesetzt hat.To eliminate the problem described above jo the invention therefore proposes an improvement of the method of the type described above, which consists in that the duration of the first leaching step is beyond that for the maximum release of the nickel or cobalt's required length of time is extended beyond J5 and this is only broken off when most of the dissolved in the first stage of leaching Magnesium from the solution has settled in bound form on the solids of a slurry.
Die Beziehung zwischen der Laugungsdauer und der Entfernung des Magnesiums aus der Lösung ist bisher nie beachtet oder irgendwie berücksichtigt worden. Es hat sich gezeigt, daß wenn der Laugungsvorgang genügend lang durchgeführt wird, der größte Anteil des gelösten Magnesiums aus der Lösung ausfällt, während sich das Nickel und der größte Teil des im Erz vorhandenen Kobalts löst. Dadurch wird der Niederschlag von Magnesium in den Prozeßanlagen erheblich herabgesetzt. Der Hauptanteil des ausgefüllten Magnesiums verbindet sich mit dem Laugungsrückstand zu einem das Verfahren nicht beeinträchtigenden Zustand.The relationship between the leach time and the removal of magnesium from the solution is so far never noticed or taken into account in any way. It has been shown that when the leaching process is carried out long enough, the largest proportion of the dissolved magnesium precipitates out of the solution while the nickel and most of the cobalt present in the ore dissolves. This causes the precipitation of magnesium in the process equipment is significantly reduced. Most of the filled in magnesium combines with the leach residue to form a condition that does not impair the process.
In einer weiteren erfinderischen Ausgestaltung des Verfahrens wird ebenfalls von dem bekannten Verfahrensschritt ausgegangen, das Lateriterz zu röiten, um ein Röstprodukt mit einer Temperatur von etwa 7040C zu erhalten. Nunmehr wird jedoch erfindungsgemäß der heiße Abbrand teilweise in einem Erzkühler gekühlt und anschließend durch eine im Rückfluß geführte ammoniakalische Ammoniumkarbonat-Laugungsendlösung abgelöscht, so daß eine Ablösch-Aufschlämmung mit t>o einer vergleichsweise hohen Temperatur von z. B. 55,60C entsteht. Diese Ablösch-Aufschlämmung wird anschließend erfindungsgemäß vor und/oder während des Laugens gekühlt, um zu gewährleisten, daß die Temperatur der Aufschlämmung während des Laugungsvorganges unterhalb etwa 46,1°C bleibt. Anschließend an den Laugungsvorgang wird die Aufschlämmung wieder eingedickt. Mindestens ein Teil der Lösung wird unmittelbar für den Ablöschvorgang ohne Zwischenkühlung rückgeführt.In a further inventive embodiment of the method is also expected from the known method step of röiten the laterite ore, to obtain a roasted product at a temperature of about 704 0 C. Now, however, according to the invention, the hot burn-off is partially cooled in an ore cooler and then extinguished by a refluxing ammoniacal ammonium carbonate leaching solution, so that a extinguishing slurry with t> o a comparatively high temperature of z. B. 55.6 0 C arises. According to the invention, this quenching slurry is then cooled before and / or during the leaching in order to ensure that the temperature of the slurry remains below about 46.1 ° C. during the leaching process. Subsequent to the leaching process, the slurry is thickened again. At least part of the solution is immediately returned for the quenching process without intermediate cooling.
Aufgrund dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kühlvorgang des rückgeführten Lösungsstromes zwischen dem Eindickungsgefäß und dem Ablöschtank unnötig. Das bedeutet, daß in diesem Lösungsstrom keine Änderungen der Löslichkeit des Magnesiums auftreten. Als Ergebnis davon wird weiterhin die Neigung des Magnesiums, sich in den Rohrleitungen niederzuschlagen, beseitigt.Due to this embodiment of the method according to the invention, a cooling process of the recirculated Solution flow between the thickening vessel and the quenching tank unnecessary. This means that in no changes in the solubility of the magnesium occur in this solution stream. As a result of this will furthermore the tendency of the magnesium to precipitate in the pipelines is eliminated.
Da die Temperatur des rückgeführten Lösungsstromes beim Eintritt in den Ablöschbehälter immer noch etwa 46,1 °C beträgt, liegt auch die Temperatur der den Ablöschbehälter verlassenden Aufschlämmung relativ hoch. Die Kühlung vollzieht sich nunmehr an dieser relativ heißen, aus dem Ablöschbehälter austretenden Aufschlämmung, die eine Temperatur von etwa 46°C aufweist und lediglich auf etwa 43,3°C für den Laugungsvorgang abgekühlt zu werden braucht. Daraus ergibt sich, daß sich mit dem Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 29,4°C eine wirkungsvolle Kühlung erzielen läßt. Tatsächlich läßt sich die Aufschlämmungstemperatur sogar ohne Schwierigkeiten auf einen Wert von 40,6 — 43,3° C unter Verwendung des vorhandenen Kühlwassers einstellen. Als Ergebnis davon läßt sich der Laugungsschritt bei geringfügig niedrigeren Temperaturen als bisher durchführen. Dies hat zur Folge, daß die Ammoniak- und Kohlendioxidverluste aus der Laugungslösung herabgesetzt werden.Since the temperature of the recycled solution stream when entering the extinguishing tank is still around 46.1 ° C, the temperature of the is also there Quenching tank leaving slurry is relatively high. The cooling now takes place on this relatively hot slurry emerging from the extinguishing tank, which has a temperature of about 46 ° C and only needs to be cooled to about 43.3 ° C for the leaching process. From it it turns out that the cooling water with a temperature of about 29.4 ° C is an effective one Can achieve cooling. In fact, the slurry temperature can even be adjusted without difficulty Set to a value of 40.6 - 43.3 ° C using the available cooling water. As a result of this, the leaching step can be carried out at slightly lower temperatures than before. this has the consequence that the ammonia and carbon dioxide losses from the leaching solution are reduced.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ablösch-Aufschlämmung mit dem den freien Sauerstoff enthaltenden Gas, beispielsweise Luft, im Aufschlämmungskühler in Kontakt gebracht. Die Gegenwart von Sauerstoff im Aufschlämmungskühler leitet den Laugungsvorgang ein. Da die Laugungsreaktion exotherm ist, bleibt in diesem Falle die Temperatur der Aufschlämmung etwas höher als dies der Fall wäre, wenn die Aufschlämmung ohne Sauerstoffzufuhr durch den Kühler geführt würde. Als Ergebnis davon wird die Temperaturdifferenz zwischen der Aufschlämmung und dem Kühlmittel relativ hoch gehalten. In einem Aufschlämmungskühler gegebener Größe kann daher eine größere Wärmemenge als bisher entzogen werden. Daraus folgt wiederum, daß ein kleinerer Kühler in der Laugungsanlage verwendet werden kann, wenn bereits ein Teil der Reaktionswärme im Aufschlämmungskühler entzogen wird.According to a further embodiment of the method according to the invention, the quenching slurry with the gas containing the free oxygen, e.g. air, in the slurry cooler in Brought in contact. The presence of oxygen in the slurry cooler directs the leach process a. In this case, since the leaching reaction is exothermic, the temperature of the slurry remains somewhat higher than would be the case if the slurry were passed through the condenser without the addition of oxygen. As a result of this, the temperature difference between the slurry and the coolant becomes kept relatively high. In a given size slurry cooler, therefore, a greater amount of heat can be used will be withdrawn than before. This in turn means that there is a smaller cooler in the leaching plant can be used when some of the heat of reaction has already been removed in the slurry cooler will.
Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 ein Flußdiagramm eines Röst-Laugungs-Prozesses gemäß dem Stand der Technik,1 shows a flow diagram of a roasting-leaching process according to the prior art,
Fig. 2 ein vereinfachtes Flußdiagramm, das die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, wobei in der Praxis die Verfahrensschritte gemäß Fig. 2 diejenigen in dem Verfahren gemäß Fig. 1 ersetzen, die dort dick umrandet sind, undFig. 2 is a simplified flow chart showing the successive method steps of the invention Method shows, wherein in practice the method steps according to FIG. 2 those in the Replace the method according to FIG. 1, which are outlined thickly there, and
Fig.3 eine Kurvendarstellung, die die Veränderung des Magnesiumgehaltes in der Lösung über der Laugungsdauer wiedergibt.3 shows a graph showing the change the magnesium content in the solution over the leaching time.
In dem bekannten Röst-Laugungs-Verfahren gemäß Fig. 1 erfolgt ein Reduktionsrösten, ein Kühlen des Erzes, ein Ablöschen, ein zweistufiger Laugungsvorgang und ein Eindicken, an welches sich die Rückgewinnung und Wiedereinführung in den Kreislauf des Ammoniaks und des Kohlendioxids anschließt. DieIn the known roasting-leaching process according to FIG. 1, there is a reduction roasting, a cooling of the Ore, a quenching, a two-stage leaching process and a thickening process, to which the recovery takes place and recycling of ammonia and carbon dioxide. the
Laugungslösung aus den Eindickungsbehällern wird dabei in den Ablöschvorgang rückgeführt. Die rückgeführten Lösungsströme aus den Eindickungsbehältern werden so weitgehend gekühlt, daß die den Ablöschbehälter verlassende Aufschlämmung eine Temperatur r> von 46,10C oder darunter aufweist. Um darüber hinaus die Lösung merklicher Mengen von Kobalt zu verhindern, wird außerdem die Zeitdauer des ersten Laugungsschrittes beschränkt.Leaching solution from the thickening containers is returned to the extinguishing process. The recirculated solution flows from the Eindickungsbehältern largely be cooled so that the leaving Ablöschbehälter the slurry has a temperature r> 46.1 0 C or below. In addition, in order to prevent the dissolution of significant amounts of cobalt, the duration of the first leaching step is also limited.
In dem modifizierten Verfahrensschema gemäß Fig.2 wird das Erz ebenfalls geröstet und in Übereinstimmung mit dem üblichen Verfahrensschritten gekühlt. Gewöhnlich verläßt das Röstprodukt den Röstofen mit einer Temperatur von etwa 7040C. Es wird in einem Erzkühler auf eine Temperatur von etwa π 2100C abgekühlt und dann in der im Kreislauf geführten Lösung abgelöscht. Dabei wird jedoch die im Kreislauf geführte Laugungslösung, die zum Ablöschen dient, unmittelbar aus den Eindickungsbehältern entnommen, wo sie eine Temperatur von etwa 46,10C aufweist. Das Stoffgleichgewicht erfordert das Ablöschen von etwa 0,24-0,36 kg Erz je Liter im Rückfluß geführter Laugungslösung. Unter diesen Voraussetzungen erhält die Ablösch-Aufschlämmung eine Temperatur von z. B. 55,6°C, die erheblich höher als bei den bekannten 2 > Verfahren dieser Art liegt. Anschließend an den Ablöschvorgang wird die Aufschlämmung z. B. in einem wassergekühlten Wärmetauscher gekühlt, um ihre Temperatur auf einen Wert von etwa 40,6 —43,3°C zu senken. Anschließend wird vorzugsweise ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas, z. B. Luft, in den Kühler eingeblasen, um den Laugungsvorgang in Gang zu setzen. Etwa bis zu 30% der gesamten, für den Laugungsvorgang benötigten Luftmenge kann vorteilhafterweise bereits in die im Kühler befindliche r> Aufschlämmung eingeführt werden. Nach dem Verlassen des Kühlers ist die Aufschlämmung bereit für den ersten Laugungsschritt.In the modified process scheme according to FIG. 2, the ore is also roasted and cooled in accordance with the usual process steps. Usually, the roasted product leaving the roasting furnace at a temperature of about 704 0 C. It is cooled in a Erzkühler to a temperature of about π 210 0 C and then quenched in the recirculating solution. However, it is taken directly from the Eindickungsbehältern circulated leaching solution that is used for quenching, where it has a temperature of about 46.1 0 C. The equilibrium of matter requires the quenching of about 0.24-0.36 kg of ore per liter of refluxed leach solution. Under these conditions, the quenching slurry receives a temperature of e.g. B. 55.6 ° C, which is significantly higher than the known 2> method of this type. Subsequent to the quenching process, the slurry is z. B. cooled in a water-cooled heat exchanger to lower their temperature to a value of about 40.6-43.3 ° C. Subsequently, a gas containing free oxygen, e.g. B. air, blown into the cooler to set the leaching process in motion. Up to 30% of the total amount of air required for the leaching process can advantageously already be introduced into the slurry in the cooler. After exiting the cooler, the slurry is ready for the first leach step.
Für die Laugung wird die Aufschlämmung in einen Laugungstank überführt. Auch hier wird wieder ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas, 7.. B. Luft, während der ganzen Laugung durch den Tank geblasen. Die Zeitdauer des Laugungsvorganges wird ausreichend über die Zeitdauer hinaus verlängert, die zur weitgehend vollständigen Gewinnung des Nickels erforderlich 4r> ist, um das Ausfällen des größten Teiles des in Lösung befindlichen Magnesiums auf die in der Aufschlämmung suspendierten Festkörper zu ermöglichen und zusätzlich den Großteil der im Erz enthaltenen Kobaltwerte in lösungsfähigen Zustand überzuführen. Der Laugungs- w> Vorgang wird abgebrochen, wenn die Ausfällung von Magnesium weitgehend aufhört. Während der Laugung steigt die Temperatur der Aufschlämmung aufgrund der exothermen Reaktion langsam an. Es hat sich gezeigt, daß die Laugung in der Regel abgeschlossen ist, bevor die Temperatur der Aufschlämmung einen Wert von 46,1 °C erreicht. Es kann jedoch eine Kühlung durch in Kühlschlangen des Laugungstanks geführtes Kühlwasser erforderlich werden. Jedenfalls soll die Laugungstemperatur auf einem Wert von unterhalb 46,1°C wi gehalten werden, da anderenfalls die Ammoniak- und Kohlendioxid-Verluste zu hoch werden.For leaching, the slurry is transferred to a leaching tank. Also here is again a free oxygen-containing gas, 7 .. as air, throughout the leaching blown through the tank. The duration of the leaching process is sufficiently extended beyond the period of time which is necessary for the largely complete recovery of the nickel 4 r > in order to enable the precipitation of most of the magnesium in solution on the solid bodies suspended in the slurry and, in addition, the majority of the to convert cobalt values contained in the ore into a soluble state. The leaching w> is canceled when the precipitation of magnesium largely ceases. During the leaching, the temperature of the slurry rises slowly due to the exothermic reaction. It has been found that the leaching is usually complete before the temperature of the slurry reaches 46.1 ° C. However, it may be necessary to use cooling water in cooling coils in the leaching tank. In any case, the leaching temperature should be kept below 46.1 ° C wi, otherwise the ammonia and carbon dioxide losses will be too high.
Der Kühlvorgang kann sowohl als eigener Schritt zwischen dem Ablösch- und dem Laugungsvorgang durchgeführt werden. Darüber hinaus kann jedoch auch hr> während des Laugungsschrittes, nämlich durch Kühlung mittels der erwähnten Kühlschlangen im Laugungsinnk, oder während beider Vorgange, nämlich während des Ablösch- und des Laugungsvorganges, gekühlt wcrder Alle drei Möglichkeiten liegen innerhalb des hie erläuterten Erfindungsgedankens.The cooling process can be carried out as a separate step between the quenching and the leaching process. Furthermore, however, can also be h r> during the leach step, namely by cooling by means of said cooling coils in Laugungsinnk, or during both precedent, namely during the leaching operation and Ablösch- cooled wcrder All three possibilities are within the here described inventive concept.
Anschließend an den ersten Laugungsvorgang wirt die Aufschlämmung einem Eindickungsbehälter züge führt. Ein Teil der aus dem Eindickungsbehältei überfließenden Lösung wird, die vorstehend schor erläutert, rückgeführt und verbindet sich mit den Lösungsstrom aus dem Eindickungsbehälter nach der zweiten Laugungsvorgang. Die zusammengefaßte Lösungsströme werden in den Ablöschtank eingeleite Die erzeugten flüssigkeilshaltigen gelösten Nickel- un Kobaltwerte können anschließend in Übereinstimmun mit bekannten Verfahrensabläufen zur Gewinnung de Nickels und Kobalts weiterbehandelt werden.Subsequent to the first leaching process, the slurry is poured into a thickening tank leads. A part of the solution overflowing from the thickening container becomes that sheared above explained, recycled and combines with the stream of solution from the thickening tank after the second leaching process. The combined solution streams are introduced into the quenching tank The generated dissolved nickel and cobalt values containing liquid wedge can then be in agreement further treated with known processes for the extraction of nickel and cobalt.
Das folgende Beispiel zeigt die Änderung des i Lösung befindlichen Magnesiumgehaltes während de verlängerten Laugungsvorganges. Die dabei für di Röstung angewendeten Verfahrensschritte, Verfahren? techniken und dazu erforderlichen Anlagen sind in dci einschlägigen Technik bekannt und nicht Gegenstan der vorliegenden Erfindung. Aus Gründen der Klarhe werden jedoch die speziellen, bei der Herstellung de reduzierten Abbrandproben verwendeten Bedingungci kurz angegeben:The following example shows the change in the magnesium content in the solution during the extended leaching process. The process steps used for the roasting process? techniques and the necessary systems are known in the relevant technology and are not the subject matter of the present invention. For the sake of clarity, however, the special, de The conditions used for reduced charring samples are briefly stated:
Proben reduzierten Erzes wurden aus Limonit Serpentin und Mischungen von Limonit- und Serpentin erzen im Verhältnis von 70:30 hergestellt. Da: Limoniterz enthielt (in Gewichtsprozenten) 1,3°/( Nickel, 0,12% Kobalt, 47% Eisen und 2,0% Magnesium Das Serpentinerz enthielt 1,4% Nickel, 0,04% Kobalt 15% Eisen und 16% Magnesium. Proben dieser Erz wurden nach vorhergehender Trocknung auf einer freien Feuchtigkeitsgehalt von unter 5 Gewichtsprozen und einem Mahlvorgang, in dem zu 90% eini Partikelgröße von -200 mesh (Tyler-Siebmaß) erzie wurde, in einem 12-Kammer-Röstofen geröstet. Di oberen vier Kammern des Ofens wurden durcl vollständige direkte Verbrennung von C-Bunkerö beheizt. Die Erztemperatur wurde beim Durchgan durch diese oberen Kammern auf einen Wert vo 343-37TC angehoben. Die Reduktion erfolgte in de unteren acht Kammern, wobei zur Beheizung di Verbrennungsprodukte aus teilweise verbrannte C-Bunkeröl angereichert mit Wasserstoff verwende wurden. Die Temperatur in den unteren Kammer wurde auf etwa 7040C gehalten. Die Atmosphär innerhalb des Röstofens wurde auf folgenden Werte gehalten:Reduced ore samples were prepared from limonite serpentine and mixtures of limonite and serpentine ores in a ratio of 70:30. Since: Limonite ore contained (in percent by weight) 1.3% (nickel, 0.12% cobalt, 47% iron and 2.0% magnesium) The serpentine ore contained 1.4% nickel, 0.04% cobalt, 15% iron and 16% % Magnesium Samples of this ore were roasted in a 12-chamber roasting oven after previous drying to a free moisture content of less than 5 percent by weight and a grinding process in which a particle size of -200 mesh (Tyler sieve) was achieved to 90%. The upper four chambers of the furnace were heated by complete direct combustion of C-bunker. The ore temperature was raised to a value of 343-37 TC on passage through these upper chambers. The reduction took place in the lower eight chambers, with the combustion products being used for heating partially burned C bunker oil enriched with hydrogen were used. The temperature in the lower chamber was kept at about 704 ° C. The atmosphere inside the roasting furnace was kept at the following values:
0,156 Norm Kubikmeter Reduziermittel0.156 standard cubic meters of reducing agent
je Kilogramm Erz;per kilogram of ore;
ein Kohlenmonoxid/Kohlendioxidverhältnisa carbon monoxide / carbon dioxide ratio
von 1:1;from 1: 1;
ein Wasserstoff/Wasserdampfverhältnisa hydrogen / water vapor ratio
von 2 : 1.from 2: 1.
Anschließend an das Rösten wurden Proben de Abbrandes, der mit einer Temperatur von 649°C anfic auf etwa 6O0C in einem Erzkühlcr gekühlt und in Wassc abgelöscht. (In der Praxis würde der gekühlte Abbran durch Einkippen in eine im Rückfluß geführt Laugungslösung gekühlt werden.) Die Lösungsanalys ergab folgende Werte:Following the roasting samples were de erosion, operating at a temperature of 649 ° C to about 6O 0 C anfic in a Erzkühlcr cooled and quenched in Wassc. (In practice, the cooled pellet would be cooled by pouring it into a refluxing leaching solution.) The solution analysis resulted in the following values:
Nickel 10 g/l, Kobalt 0,2 g/l, Magnesium 0,6 g/ Ammoniak 80 g/l, Kohlendioxid 45 g/l.Nickel 10 g / l, cobalt 0.2 g / l, magnesium 0.6 g / ammonia 80 g / l, carbon dioxide 45 g / l.
Die abgelöschten Abbrandproben wurden gclrcnt voneinander im Labor in einer wäßrigen timmoniakalThe extinguished combustion samples were separated from one another in the laboratory in an aqueous ammonia
sehen Ammoniumkarbonatlösung mit 20% Festkörpern gelaugt. Die Laugungslösung enthielt Ammoniak und Kohlendioxid mit den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Anteilen. In zwei Fällen enthielt darüber hinaus die Lösung auch etwas Nickel.see ammonium carbonate solution with 20% solids leached. The leach solution contained ammonia and carbon dioxide with those in Table I below specified proportions. In two cases contained about it In addition, the solution also contains some nickel.
Jede Aufschlämmung wurde drei Stunden lang auf einer Temperatur von 43,3°C gehalten, umgerührt und es wurde dabei gasförmiger Sauerstoff mit einem Durchsatz von 2 l/min in die Aufschlämmung eingeblasen. In regelmäßigen Zeitabständen wurden während des ganzen Vorganges Proben der Laugungslösung abgezogen. Diese Proben wurden bezüglich ihres Magnesiumgehaltes analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und in F i g. 3 wiedergegeben.Each slurry was held at a temperature of 43.3 ° C for three hours, stirred and gaseous oxygen was blown into the slurry at a rate of 2 l / min. Samples of the leaching solution were taken at regular intervals throughout the process deducted. These samples were analyzed for their magnesium content. The results are in Table 1 and in F i g. 3 reproduced.
Es zeigt sich, daß der Magnesiumgehalt seinen Maximalwert nach etwa 5 bis 10 Minuten erreichte, anschließend aber auf einen konstanten Wert nach etwa 30 Minuten abfiel, wobei fortgesetztes Laugen keinen weiteren positiven Effekt im Sinne einer zusätzlichen Absenkung des Magnesiumgehaltes in der Lösung bewirkte. Daraus ergibt sich, daß man eine maximale Nickel- und Koballfreisetzung bei gleichzeitiger Entfernung der Magnesiumverunreinigung bei minimaler Verweilzeit in dem Laugungsvorgang dann erhält, wenn man die Laugung für eine Zeitdauer in der Größenordnung von 30 Minuten verlängert und abbricht, sobald die Ausfällung von gelöstem Magnesium im wesentlichen aufhört. Dies bedeutet, daß der Magnesiumgehalt in der Lösung einen von da ab einen etwa gleichbleibenden niedrigen Wert von ungefähr 0,05 g/l annimmt.It can be seen that the magnesium content reached its maximum value after about 5 to 10 minutes, but then dropped to a constant value after about 30 minutes, with continued leaching none further positive effect in the sense of an additional lowering of the magnesium content in the solution caused. It follows that there is a maximum release of nickel and coball with simultaneous removal the magnesium contamination with minimal residence time in the leaching process if the leaching is extended for a period of the order of 30 minutes and stopped as soon as the Precipitation of dissolved magnesium essentially ceases. This means that the magnesium content in the Solution assumes an approximately constant low value of about 0.05 g / l from then on.
Tabelle 1
Laugungsbedingungen:Table 1
Leaching Conditions:
Temperatur: 430C
Zufuhr von O2: 2 l/min
Laugungsdauer: 3 Stunden
Festkörpergehalt: 20 Gew.-%Temperature: 43 0 C
Supply of O2: 2 l / min
Leach time: 3 hours
Solids content: 20% by weight
Art des gerösteten Erzes % Mg im nicht Zusammensetzung der reduzierten Laugungslösung beiType of roasted ore% Mg in not the composition of the reduced leach solution
Erz Laugungsbeginn [g/l]Ore leaching start [g / l]
Mg-Anteil [g/l] in der Lösung nachMg content [g / l] in the solution
5 min 30 min 60 min 180 min5 min 30 min 60 min 180 min
NiNi
NH]NH]
CO2CO2
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