DE2137374A1 - Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen Materialien durch Laugung mit Säuren - Google Patents

Description

Patentanwalt» 0 1 3 7 Ί 7 L

S MÜNCHEN ·β fc ι >/ # ν/ # t

American Metal Climax, Inc., 1270 Avenue of the Americas, New York, New York 10020, (V. St. A.)

Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen Materialien durch Laugung

mit Säuren

Die Erfindung betrifft die Gewinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen Materialien, wie nickelhaltigen oxydischen Erzen mit geringem Nickelgehalt, und insbesondere betrifft sie die Behandlung von bei der Säure-Laugung von nickelhaltigen Erzen anfallenden sauren Laugeflüssigkeiten zwecks Abtrennung von Verunreinigungen, wie unter anderem Eisen und Nickel von den Nickel und Kobaltbestandteilen in der Lauge,

Vas den Stand der Technik anbelangt, der die vorliegende Erfindung berührt, so ist bezüglich gewisser Einzelheiten auf die am 9· September 19^9 ausgegebene USA»Paterifechrift 3^66 ikk von Herbert Kay, die auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, zu verweisen, und der Kürze halber soll der aus dieser Patentschrift zu entnehmende Stand dor Technik in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung durch den Hinweis auf diese Patentschrift einbezogen sein, um den technischen Hintergrund aufzuzeigen, dessen Weiterentwicklung schließlich zu der vorliegenden Erfindung führte,^

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Die vorerwähnte Patentschrift betrifft ganz allgemein ein naß-metallurgisches Verfahren, das sich einer Schwefelsäure-Laugung oder einer sulfatisierenden Rüstung mit Wasser-Laugung zur Gewinnung der Nickel-(und Kobalt-) Gehalte aus oxydischen Materialien bedient, die bis zu 12 °fn Magnesiumoxyd enthalten. Das Erz wird einer Schwefelsäure-Drucklaugung bei einer T emperatur von 200°C bis 292 C und unter einem Druck von 31,6 kg/cm (^50 psig) in einem Autoklaven unterworfen, um im wesentlichen das gesamte Nickel und Kobalt in lösliche Form überzuführen» Ein gewisse Menge von Verunreinigungen, wie Eisen und Aluminium, gelangen gleichfalls in die Lösung, die danach entfernt werden müssen, ehe das Nickel und Kobalt aus der angereicherten Lauge gewonnen werden. Die in der Pateifechrift beschriebene Arbeitsmethode besteht darin, zunächst den ρ,,-Wert der an Metall angereicherten Lauge durch Zusatz von Magnesiumoxyd bei einer Temperatur von 50 - 100 C auf den engen p„-Bereich von 3,5 bis h_t5 bei Atmosphärendruck einzustellen, um Eisen, Aluminium und Silizium au·«ufallen.

Der genante ρ -Bereich ist von wichtiger Bedeutung, da ti

ρ -Werte unter 3,5 und über 4,5 die Wirksamkeit der Ab-

trennung verschlechtern. Im Anschluß an die Ausfällung und die Abtennung"der vorerwähnten Verunreinigungen wird der ρ -Wert der angereicherten Flüssigkeit bzw. Laugung·- flüssigkeit durch weiteren Zusatz von Magnesiumoxyd auf wenigstens 7 erhöht, um die Nickel- und Kobalt-FällUOfau bilden, die dann von der Lauge abgetrennt wird*

Wenn auch die nach der oben erwähnten Methode erhaltenen Ergebnisse befriedigend sind, so muß doch eine große Sorgfalt aufgewandt werden, um eine genaue Eineteilung

des engen p„-Bereiches sicherzustellen.

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Es ist nämlich beispielsweise festgestellt worden, daß bei einem ρ -"Wert von 1 box der T emperatur und dem Druck der umgebenden Atmosphäre (z.B. 20°C und 1,02 kg/cm , d.h. 1'*,5 psig) kein Eisen oder Aluminium ausgefällt wird. Bei einem ρ -Wert von 2-3 setzt die Ausfällung des Eisens ein, und bei einem P, -Vert von etwa 5»6, bei dem im Wesentlichen das gesamte Eisen und Aluminium ausgefällt sind, wird eine beträchtliche Menge Nickel mit der Ausfällung mitgefällt. Darüber hinaus ist die erhaltene Ausfällung nicht sehr dicht", sie neigt vielmehr dazu, voluminös zu sein, und es muß daher eine besondere Sorgfalt aufgewendet werden, um die Ausfällung von der Mutterlauge, zu trennen, wenn man sich der Gegenstrom-Dekantierung bedient.

Es ist nun eine Methode aufgefunden worden, welche die vorerwähnten Schwierigkelten überwindet, und es ermöglicht, daß der ρ„-Bereich, in dem die Ausfällung von Verunreinigungen, wie Eisen und Aluminium erfolgt, breiter gehalten werden kann. Die bei dieser Methode angewendete Fällungsreaktion geht schneller vor sich, da höhere Temperaturen angewendet werden, und darüber hinaus wird ein dichterer Niederschlag erhalten, der leichter von der an Metall angereicherten Lauge oder der Laugen-Trübe abgetrennt werden kann, wenn man sich der Gegenstrom-Dekantierung als Trennungsmethode bedient.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe Nickel und bzw. oder Kobalt, die aus nickelhaltlgen Erzen herausgelaugt worden sind, wirksam und wirtschaftlich von der Laugen-Trübe oder der angereicherten Lauge, welche diese Elemente enthält, abgetrennt und in einer von Aluminium und Eisen im wesentlichen freien Form gewonnen werden können.

-U-

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Ein weiterer Gegenstand besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Nickelgewinnung zu entwickeln, das sich einer sauren Laugung bedient, und ein technisch gut brauchbares Nickel produkt in befriedigendem Ausbeuten und befriedigender Reinheit zu liefern vermag.

Diese uml weitere Gegenstände sind aus der folgenden Beschreibung in Gemeinschaft mit den beiliegenden Ansprüchen in allen Einzelheiten zu entnehmen.

In breitem Sinne ist die vorliegende Erfindung auf die Gewinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen oxydischen Materialien, wie geringwertigen Erzen, gerichtet, wobei eine Erztrübe einer Säurelaugung unterworfen wild, um eine angereicherte saure Laugenflüssigkeit zu erzeugen, die einen hohen Gehalt an dem erwähnten Nickel und Kobalt und an Verunreinigungen, wie unter anderem Eisen und Aluminium enthält. Um die Metallgehalte in Lösung zu bringen, wird die Erztrübe vorzugsweise entweder mit einer Schwefelsäure oder Salpetersäurelösung bei einer erhöhten χ »mperatur und einem erhöhten Druck gelaugt.

Die entstandene Laugenlösung kann zur Vorbereitung der Gewinnung des Nickels und bzw./Kobalts von den unlöslichen Bestandteilen getrennt werden, oder nicht· Ist die an Metallen angereicherte Lösung von der ausgelaugten Erztrübe getrennt worden, so werden die Nickel- und Kobalt-Gehalte aus der Lösung in folgender Weise abgetrennt:

(1) Der p„-¥ert der angereichterten Lösung wird bei

einer erhöhten Temperatur von über 130°c und einem

Druck

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von 15,0 bis 70,3 kg/cm² (225 bis 10G0 psig) durch Zusatz eines löslichen Neutralisierungsmittels, wie Magnesiumoxyd eingestellt, und zwar bei einer Laugung mit Schwefelsäure auf einen Wertbereich von 0,5 bis h bzw, bei einer Laugung mit Salpetersäure auf einen Vert von 0,15 bis 2,5, wodurch Eisen und Aluminium in überwiegender Menge ausgefällt werden;

(2*) Die Eisen- und Aluminium-Ausfällung wird dann von der Lauge abgetrennt; und

(3) das Nickel und das Kobalt werden aus der Lauge gewonnen.

Wird jedoch die angereicherte Lauge nicht von der Erztrübe abgetrennt, so wird die gelaugte Trübe in der oben angegebenen Weise neutralisiert und das ausgefällte Eisen und Aluminium wird mitsamt der ausgelaugten Trübe durch Gegenstrom-Dekantieren abgetrennt.

Die Gewinnung des Nickels und Kobalt aus der angereicherten Lauge erfolgt durch weitere Erhöhung des p„«Wertes der Lauge

bis auf einen Wert von über 7t z.B. durch Zugabe von weiteren Magnesiunioxyd, um so die Nickel- und Kobaltgehalte als Hydroxyde auszufällen. Das Nickel wird dann vom Kobalt in der üblichen Weise getrennt.

Die Temperatur, die sich, wie gefunden wurde, zur Erzielung einer guten Abtrennung der Verunreinigungen aus der angereicherten Lauge als vorteilhaft erwiesen hat, liegt zwischen 20ü°C und 280°C, wobei eine Temperatur von ungefähr 2/»0°C (z.B. von 2^0°C +_ 10°C) besonders empfehlenswert ist. Der Druck kann 15_f8 bis 70,3 kg/cm² (225 bis 1000 psig), insbesondere 31,6 bis k2,2 kg/cm² (i*50 bis 600 psig) betragen.

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Wenn auch gute Ausbeuten mit Schwefelsäure bei ρ -Werten zwischen 0,5 und h erhalten werden, so erzielt man die vorteilhaftesten ErgeTiis.se bei ρ -Werten zwischen 0,6

und 1,5» wobei ein ρ -Wert von ungefähr 1 den optimalen Wert darstellt. In analoger Weise kann der ρ -Wertbereich beim Arbeiten mit Salpetersäure breit zwischen 0,15 und 2,5 schwanken, wobei der bevorzugte Wertbereich zwischen 0,3 und 1 ist. Die vorstehend angeführten Wertbereiche für die Temperatur, den Druck und das p„ können austauschbar angewendet werden, d, h. der ρ -Vertbereich für Schwefelsäure von 0,5 bis h oder von 0,6 bis 1,5 und für Salpetersäure von 0,15 bis 2,5 oder 0,3 bis 1 können zusammen mit Temperaturen von über I30 C oder von 200⁰C bis 280 C und rait Drucken von 15,8 bis 70,3 kg/cm2 (225 bi· 1000 peig) oder 31,6 bis *t2,2 kg/cm² (450 bis 600 paig) angewendet werden·

Vie den Fachmann geläufig, ist, können verschiedene Arten von löslichen Neutralisierungsraitteln verwendet werden _r »_tB, Magnesiumoxyd, Kalziumoxyd, Natriumhydroxyd und dergleichen mehr. Beispielsweise ist auch die Verwendung von Korallen-Schlamm (das ist Kalziumkarbonat) aus. wirtschaftlichen Gründen besonders vorteilhaft.

Wendet nan bei der Behandlung der angereicherten Lauge oder der gelaugten Trübe hohe Temperaturen und hot·/Drucke

und z. B. Magnesiumoxyd an, so kann die Hauptnenge de· Eisens und d#s Aluminiums im Autoklaven ausgefällt werden» wobei entweder nur geringe oder gaijkeine Verluste an Nickel und Kobalt eintreten, weil Jede Ausfällung, die etwas Nickel und Kobalt enthält wieder in die Hochdruck-Säurelaugung zurückgeführt werden kann und so diese Metall-Restmengen wieder gewonnen werden können.

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^BAD

Nachdem Ei.s'm und Aluminium ausgefällt sind, können sie von der angereicherten Lösung oder ausgelaugten Trübe durch Ge£F?rsfcrom-Dekantieren in ahnlicher Weise abgetrennt werden, wie os in der vorerwähnten USA-Patentschrift 3- 466 }hk besehriPb^n ist.

Geht man beispielsweise von einem geringwertigen Latirit-Nickelorz aus, so wird gemäß einer Aus füll rungs form die Erztrübe in einer Scliwefelsäure-Lösung in einem Autoklaven bei einer erhöhten Temperatur und einem erhöhten Druck (ζ."Π. bei 2'+O C und 5^,5 kg/cm , das sind 775 psig, wobei ein Teil des Druckes Stickstoff-Überdruck ist, während der Wasserdampfdruck 33»O kj;/cm , das sind kjO psig, ausmacht), und danach wird Magnesiumoxyd bei der gleichen Temperatur von 2*40 C + 10 in einem Druckbereich von 3^e& bis U2,2 kg/ cm'¹, das sind ^5O bis 600 psig, injiziert. Der Stickstoff-Überdruck ist jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren nicht unbedingt notwendig. Steigt der p„-Vert auf 1, so werden über 85 $ sowohl des Eisens, als auch des Aluminiums ausgefällt. Erreicht das p„ mittlerweile den Wert von 3,9» ao sind 99ρ9 # des Eisens und 97 # dee Aluminiums ausgefällt worden« Im Gegensatz hierzu werden bei Raumtemperaturbadingungen (d.h. bei Atraosphärendruck und -temperatur) und einem p„ von 1 kein Eisen und kein Aluminium ausgefällt« Hat man auf diese Weise im Wesentlichen die Gesamtmenge an Elsen und Aluminium entfernt, so kann die angereicherte Lauge danach leicht mit Magnesiumoxyd oder einem anderen Neutralieierungemittel bei Raumtemperatur und normalem Druck behandelt werden» um das Nickel und Kobalt als Hydroxyde zu entfernen. Die in Lösung gegangenen Nickel- und Kobaltgehalte können bei einem geeigneten p_t-Kert aus der angereicherten Lauge als Sulfide

Ii ·

ausgefällt werden, wobei Schwefelwasserstoff als Fällungsmittel dient, und das Nickel und das Kobalt werden nachfolgend unter Anwendung an sich bekannter Arbeitsmethoden gewonnen«

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Die Schwefelsäure- oder Salpetersäuro-LaujunK des Nickel-1. aterits vor der vorstehend angeführten Behandlung ermöglicht die Extraktion von über 90 γ> des Nickels, von denen das meiste Nickel in der Schltißs tuf e gewonnen wird.

Zur Erläuterung der Erfindung werden die nachstehenden Beispiele angeführt:

Beispiel 1

Ein Laterit-Nickelerz, das 1,28 ^ Nickel, 0,16 ^ Kobalt, h3,k # ISisen, 3,38?iAluminium, 3,0 $ Chrom, 1,0 % Mangan, 0,56 $ Magnesium, 0,2 fo Kalzium, 5,8 ^ ^si02» ^und °»3 ^SOü » neben anderen Bestandteilen enthält, wird in die Form einer Schlanmitrübe rait einem Feststoff gehalt von etwa 33 Ϋ° gebracht, wobei der Schlamm etwa I30 g Magnesium-Sulfat pro Liter enthält, und die in den Schlamm injizierte Schwefelsäure so dosiert,wird, daß 0,26 Gewichtsteile Säure auf ein Gewichtsteil Erz kommen, auf Trockengewicht bezogen. Die Trübe wird in einem Autoklaven bei einer Temperatur von ungefähr 2^0 C +, 5° und einem Gesamtdruck von 5^t5 kg/cm (775 psig), von denen 33,0 kg/cm (U70 psig) Wasserdampfdruck sind, in ·1η·η

Autoklaven aufgeeohloeeen.

Nach einer zweckentsprechenden Laugungszeit im Anschluß an das Injizieren der Schwefelsäure in den Autoklaven wird eine Probe der angereicherten Lauge oder Laugentrübe gezogen und analysiert, um den ^-Gehalt der Elemente Nickel, „Kobalt, Eisen und Aluminium, die aus dem Erz extrahiert worden sind, zu bestimmen. Nach einer gegebenen Zeit im Anschluß an das Injizieren der Säure wird zu der LaugenfIUssigkeit Magneeiutnoxyd gegeben, um das p. auf einen Wert über 0,5 zu bringen und Eisen und Aluminium auszufällen (bei 2^0 C +^ 5 und einen

2
Druck von 31,6 bis ^2,2 kg/cm , das and ^5° bis 6OO psig,

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und es wird abermals eine Probe der angereicherten Lauge gezogen und auf* die gleichen Bestfind teile analysiert, um deren Extraktionsprozente zu bciiminon. Durch Vergleich der letztgenannten Analysenwerte mit den früher ermittelten Werten, können die prozentualen Eisen- und Aluminiummengen, die aus der angereicherten Lauge bei dem bestimmten p_T ausgefällt worden sind, ermittelt werden. Die nachstehend« Tabelle 1 enthält eine Zusammenstellung der Zahlenwerte, die bei Anwendung der vorerwähnten Prozeduren erhalten worden sind, wobei diese Werte dan Einfluß des ρ (bestimmt nach jeweils weiterer Zugabe von Magnesiumoxyd) auf die Ausfälvon Eisen und Aluminium veranschaulichen.

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	JlO	1	« * ·	Zeit	PH	•	Lauge-	)	Co	Fe	Al	•	Co	F·	der	an, die in Lösung bleibt,	die in dem	Al	97
	Tabelle		nach	der		Extrakt ions-		9O	0.68	23		0	0	Elementmenge,	Beschickung zugeführten Roherz vorhanden war.	0
		2137374	dem	Lau		Prozente +\		89	0.19	8		O	74-
			erst	ge				91	0.13	6		0	81		76
	Hochtemperatur-Neutralisation mit Magnesiumoxyd	mali					90	D.09	3		0	87		87
	Zeit	gen	0.40				94	0.74	29		0	0		0
	nach	Inji	0.65		94	0.12	6	aus der Lösung	O	84	- 11 -	79
	dem	zie	0.72		93	0.05	2	ausgefällte	1.1	95		92
	Inji	ren	1.02		89	0.001 I	1	Metalle %	5.3	99.S
	zie	von	0.42	Ni						Laugen-Extraktionsprozente geben zu einer gegebenen
	ren	MgO	0.88	94						t die Menge des Elementes
	der	in	1.22	94		zwar als Prozentwert
	Säu	Min.	3.88	94
	re	-	93
	in	15	95
	Min.	47	94	Ni
		77	92	0
		-	04	0
	46	15	0
	. 63	50	1.1
	95	90 I	0
	125		1.1
	46		3.2
	63		10.5
	99
ι Ver	138
such
Nr.
IA
IB
1C
ID
2A
2B
2C
2D
+/ Die
Zei
und
als

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Aus Versuch TA kann entnommen werden, daß etwa U6 Minuten nach dem Einführender Säure die prozentuale Extraktion aus dem Erz sich auf °Λ # Nickel, 90 56 Kobalt, 0,63> Eisen und 23 «L Aluminium beläuft. Versuch 1B veranschaulicht, daß 63 Minuten nach dem Säurezusatz und 15 Minuten nach dem ersten Zusatz von Magnesiumoxyd der ρ..-Kert auf 0,65 anstieg. Die Folge hiervon war eine Abnahme der Eisen-Extraktion von 0,68 $ auf 0,19 ?4 oder eine Entfernung von 7't ⁰Io durch Ausfällung und eine Abnahme der Aluminium-Extraktion von 23 56 auf 8 #, d. h, eine Entfernung von f>k *$> durch Ausfällung. In den Fällen der Versuche 1(5 und 1D bei denen weitere Mengen Magneeiuinöxyd zugegeben wurden, um den ρ -Wert zu erhöhen, ist die Auefällung von Eisen

H *

und Aluminium noch sehr hoch bei p„-Werten vosa 0,72 bsw.

1 ,02. Bei dem letztgenannten Versuch wurde mas· eine gering· Menge Nickel von der Ausfällung sitgeriseen und die FMllungβanalyse ergibt eine Entfernung von etwa 85 # Eisen uad87 # Aluainiua aus der angereicherten Laug··

Aus den Versuchen 2A - 211, ist zu. entnehmen, daß das p„ der angereicherten Lauge alt den nachfolgenden weiteren Zusätzen von Magneeiumoxyd sich dem Wert 3,88 nähert. Auf diese Weise erreicht die Ausfällung des Eisens und des Aluminiums, bezogen auf die Menge der angereicherten Lauge vor der Ausfällung, Werte von weit über 90 % (im Versuch 21) 99»9 + Eisen und 97 96 Aluminium bei einem P von 3,88), wobei etwas Nickel und etwas Kobalt von der Ausfällung mitgerissen wurden. Wenn die in der Ausfällung vorhandenen Nickel- und Kobaltmengen es geboten erscheinen lassen, können die Ausfällungen zur Säure-Laugung»stufe zurückgeführt werden, um weitere Mengen der genannten Metalle zu gewinnen.

Beispiel 2

^{1 K} - 12 -

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£s wurde ein analoger Versuch mit dem Erz der gleichen analytischen Zusammensetzung durchgeführt, bei dem eine Schlammtrübe, die 35 H, Feststoffe enthielt (ihr spezifisches Gewicht belief sich auf 1,5)» unter Verwendung von 0,216 Gewichtsteilen Schwefelsäure auf 1 Gewichtsteil Erz, auf Trockengewicht bezogen, ausgelaugt wurde, und die Menge an Magnesiumsulfat sich auf etwa 115 S pro Liter belief. Magnesiumsulfat braucht jedoch, was die Erfindung anbelangt, nicht anwesend zu sein. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Aus der Tabelle 2 kann entnommen werden, daß bei Erreichen eines ρ -Wertes

von ^J},52 (Versuch 3^) im Zuge der nacheinander erfolgenden Magnesiumoxyd-Zusätze (bei 2^o 0+^5° und 31,6 bis *42,2 kg/cm", d.h. kjO bis 6θΟ psig) eine beträchtliche Menge Nickels und Kobalts zusammen mit dem Eisen und Aluminium ausgefällt wird. Wie entnommen werden kann, enthält die Lösung geringe Mengen von Chrom, welches Element nicht in einem nennenswerten Ausmaß mit dem Eisen und Aluminium ausgefällt wird. Dieses Element ist jedoch in nachfolgenden Behandlungsstufen leicht von Nickel und Kobalt zu trennen. Der Versuch $C veranschaulicht eine gute Abtrennung des Eisons und Aluminiums bei einem ρ -Kert von 3»93· ^JJa die Ausfällung jedoch etwas Nickel und Kobalt enhält, kann sie zur Säurelaugung zurückgeführt werden.

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Tabelle 2

	Zeit nach	al MgO- Sohle mn	g MfO	PH der Lauge	! ~	-	Ni	Co	Fe	Al	Cr	ava der Lösung ausgefällte Metalle in %	Co	Pe	Al	Cr
Ver such U1-	. der ersten Probe nahme (Min.)					96	95	0.54	36	6.4	Ni	0	0	0	0
	0	0	0	0.40	Lauge- + Extraktions-^ )	95	95	0.1 5	14	5.9	0 *	0.1	72	62	7.8
3A	19	66	17.7	1.08	87	85	0.004	4	5.9	1.0	10.4	99	90	7.8
3B	35	102	27.4 S	3.93	80	72	0.00	0.3	4.6	9.4	24.4	100	99	28.'
3C	53	127	34.Ο	4.52			17.2
3 D

Die Laugen-Extraktionsprozente geben zu einer gegebenen Zeit die Menge des Elements an, die in Lösung bleibt, und zwar als %-Wert der Elementmenge, die in dem als Beschickung zugeführten Roherz vorhanden war.

Wie obenangegeben soll der pu-Wert der Schwefelsäurelaugungsflüssigkeit während der Behandlung mit Magnesiumoxyd 4 nicht überschreiten. Dieses sieht man aus der Tabelle 2, Versuch 3D, wo ein PH von 4»52 sich bei dem Abscheiden von 17,2 #
Nickel und 24,4 $ Kobalt aus der angereicherten Flüssigkeit ergibt. Versuche haben gezeigt, daß die Magnesiumoxydbehandlung in einem pH-Bereich von 5,6 bis 8,8 das Niederschlagen von 88,4 %> des Nickels und 83,7 $ des Kobalts ergibt, und wenn Mangan und Chrom anwesend waren, auch 57,8 </o Mangan und 30,6 $> Chrom. Der pjj-Bereich von 0,5 bis 4 ist also wichtig bei selektivem Niederschlagen von Eisen und Aluminium aus der Schwefelsäurelaugenflüssigkeit, um die erfindungsgemäßen Ergebnisse zu erreichen, insbesondere der pn-Bereich von 0,6 bis 1,5·

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Beeou'lers vorteilhafte Ergehnisse wurden mit S&lpQt9rsU.%iTG-Laugunselösungen bei Anwendung eines SKur β-zu«ErSB· Verhältnisses (auf Erz-Trockengewicht bezogen) vosi O₈37 (dels, 37 #) und von Behandlungszeiten bis zu etwa i4o Minuten bei ZkQ⁰Q £ 1o°C mit einem unter der Bezeichnung "Mara-Coruposite" bekannten Erz erhalten, daa 1,02 ;« Nickel, 0,105 ^r,i Kobalt, *»7,0 % Eisen, 1,9 °h Aluminium, 1,13 ?« säureläsliches Chrom, 3,1 # Uesaratchrotn, 0,69 < Mangan, 0,^2 "ji Magnesium, h _%d >> Siiiziumdioxyd und 0,002 ^r'n Kalzium enthält. Es wurde mit Magnesitimoxyd neutralisiert.

Zur Voratischaiilichung· dei· Wirksamkeit von Salpetersäure ale vuiffsflUssigkeit werden die folgenden Beispiele angeführt:

Beispiel 3

Ein Ansatz des vorerwähnten, als "Hara-Composit®" bezeichneten Erzes wird mit Salpeiorsäurelösung derart vermischt, daß 0,37 Gpwichtsteilt? Säure auf ein Gwichtstöil trockenes Erz komnen, und die erhaltene Trübe wird dann in dexi Autoklaven eingespeist, wo sie bei einer Teaiperatur von 2^0 C + 10 C und einem Ge sam tdruclc von 3k ,5 kg (775 psig) 60 Minuten digeriert wird. Die Hochtemperatur-Vorneutralipation von 1200 Hili-Liter der Beschickungslauge vird in einem Autoklaven bei 2^o C vermittelte Injektion von Mngnesiumoxydschlamm in den Autoklaven durchgeführt. Bei einen· Hochtemperatur-Vorneutrslisierungsversuch vurde festgestellt, daß 99,9 <& dos Sisena und 98_?8 $ des Aluminium* durch Neutralisieren mit dom Magnesiumoxyds chi amxn bis zu einen p_t-Wert, von 0,72 bei 2'JO C hydrolLsiert werden konntea_e In dee Hydrolyseprodukt wurden nur O₈10 $ der G««amt-Nickeli»«ng· gefunden. Die Ergobfis^e, die in Bozujr auf die Entfsrnung d·· Eisens und Aluminiums erhellten wurden, sind in Tabelle 3 *^usainmengestellt.

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Es wurden ungefähr 50 ^r/o bis annähernd 56 ^r/o des in der Laugungsflüssigkeit vorhandenen Chroms mit .dem Eisen und Aluminium entfernt.

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Tabelle

σ co co

ί ■ Versuch Nr.	Zeit nach Be ginn der Neu trali sation (Min, h)	unge fähre MgO- M η ge in g	Acidität der Laugungs- Flüssigkeit	g HNO pro J Liter	Lösungs- Konzentration in g pro Liter	Co	Fe	Al	prozentuale Änderung der Lö s un gs zusammen- setzung (2)	_	Co	Fe	Al
Be schickungs- lauge		-	PH	76.1	Ni	0.64	4.0	9.4	Ni	-	-	-	-
4a	31(3)	41.7	-	—	6.2		_		-	-0.0	_	_
5A	70^3)	49.2	0.1	-	—	-		-	-0. 1	-	-	-
6a	97	55.6	0.1	15.8	-	Ο.52	0.01i	1.04	-0.11	3 0.00	-99.6	-86.2
7A	131	66.3	0.21	3.4		Ο.52	0.002	0.09		-0.24	-99.9	-98.6
Versuchs-	140	66.3	Ο.72	6.9	^.82	0.48	O.OO:	0.22	■0.21	-99.9	-96.e
•■■endo			0.54

■<! CO

(1) D©r Magnesiumoxydschlamm wurde mit Stickstoffüberdruck injiziert, nachdem die Temperatur der Laugenf lüs sigkeit sich bei 240°C +_ 5°C stabilisiert hatte.

(2) "-« (Minuszeichen) bedeutet die Entfernung des Elementes aus der Lösung.

(3) Die PRoben 4A und 5A wurden nach Messung des ρ -Wertes wieder in den Autoklaven eingedrück

(4) Die Analyse des in dem Autoklaven nach Abkühlung vorhandenen Materials,

/f

Beispiel h

Das gleiche Erz, von dem in Beispiel 3 ausgegangen worden war, wurde in dem Autoklaven in analoger Weise mit Salpetersäure behandelt (O,37 g Säure pro g Erz), um eine Laugentrübung für die Ingangsetzung der Laugangsoperation zu erhalten, eine Trübe, die 35 'fa Feststoffe enthielt. Das Volumen der Trübe von ungefähr 1120 Milli-Liter wurde nach

einer 60 Minuten andauernden Lauguifsperiode 15 Minuten bei 2i*0°C ± 10°C mit '+7,8 ^ Magnesiumoxyd neutralisiert, was eine Entfernung von 98,1 % des ^isens und eine Entfernung von 7'*»8 ^r,'o des Aluminiums bei einem ρ von' o,45 zur *"olge hatte. Die prozentuale Änderung der Nickel- und Aluminium-Konzentration war goring und betrug nur + 0,8 56 bzw.+ 1,7 #· 30 Minuten nach der Neutralisation mit *t7|8 g Magnesiumoxyd waren 98»1 °fo Eisen und 7^,2 fo Aluminium entfernt und die Änderung der Nickel- und Kobalt-Konzentration war gleichfalls recht gering, und betrug + 0,8 bzw. + 0,9 jd·

Beispiel 5
Der Einfluß des p„-Vertes über einen breiten Bareich hinweg

auf die Ent'fezking des Eisens und Aluminiums geht aus Tabelle '+ hervor. Die Versuche wurden durchgeführt unter Verwendung simulierten synthetischen Rückführungs-Laugenlösung von Salpetersäure. Die Zusammensetzung der Lösung vor dem Versuch betrug in g/Liter 20 Nickel, 0,4 Kobalt, 6,O Elsen, 6,6 Aluminium/0,33 Chrom, 2,8 Mangan, 2 Magnesium und 96 HNO,,. In der Lösung war keine Trübe vorhanden. Die Neutrallsationsversuche wurden in einem p„-Bereich (bis su h_tj und 5,75) durchgeführt, bis fast 100 # des Nickels auegefällt worden waren. Aus Tabelle h ist zu entnehmen, daß eine im Wesentlichen vollständige Entfernung dee Eisens und Aluminiums in einem ρ -Bereich von etwa 0,2*t bis unter 2,82

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erzielt wird. Bei einem ρ -Wert von etwa 2,82 beginnt die Ausfällung beträchtlicher Mengen von Nickel und Kobalt· Bei einem ρ -Vert von 1,56 wurden 9Si^ $ des Chroms und 18,2 in des Mangans entfernt. Daher sollte bei einer SAlpetersüurG-Laugung der p„-I3ereich einen Vert von 2.5 nicht über-

M
steigen und einpfehlenswerterweise zwischen 0,15 und 2,5

liegen, am besten zwischen 0,3 und 1.

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	Zeit nach Beginn der Neutra lisa t ior	I	g MgO	Acidität der Lange	II	g UNO pro Liter	.8	Tabelle	4	.2	0	Co	Fe	Al	108	• Entfernung der Lösung	Co	aus in #	Al
	(Minu ten)	51.6	P	-	39	.3			.2	0	.30	0.046	0.	24	Ni	0.20	Fe	98.0
	24	65.5	-	.24	11	.3			.2	0	.30	0.005	0.	06	0.02	0.26	99.0	95.5
Ver such ι Nr.	54	68.9	0	.72	3	.3	3		.8	0	.30	0.002	0.	03	0.06	0.2i*	99.9	98.8
9A	77	75.5	0	.56	0	γ——			.8	0	.28	0.001	0.	007	0.05	5.7	100.0	99.4
! 1OA	101	81.3	1 i	.82					44	0	.20	0.001	0.	STiI	34.5	31.3	100.0	99.8
j 11A	113.5	86.9	I 2	.75	-			Lösungs-Konzentra tion g pro Liter	14	3.	.03	0.001	srii	73.8	89.4	100.0	100.0
j 12A	135	86.9	5	.30			Ni		016	0.001		96.9	94.4	100.0	100.0
13A	142		4			16		99-9		100.0
i4a					16
ΐίίΑ BNde ier Versuche In 'i			15
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K) CO GO

Vie oben bereits erwähnt, ist die Erfindung sowohl auf eine filtrierte, angereicherte Lauge, als auch auf eine Laugenflüssigkeit in Form einer Trübe anwendbar. Der Auedruck "Laugenflüssigkeit", der in den nachfolgenden Ansprüchen benutat wird, soll sowohl die im Wesentlichen klare, angereicherte Lauge, als auch die Lauge in Form einer Trübe umfassen.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zur Gewinnung der Nickel- und Kobalt-Gehalte aus oxydischen, nickelhaltigen Erzen, z.B. Laterit-Erzen vom Liinonit-Typ geeignet. Die Erze enthalten im Durchschnitt 0,5 <ß> bis 2 $ Nickel, bis zu 0,5 ?* Kobalt, bis zu 50 ^c/<3 oder mehr Eisen, bis zu 10 ']<> Silizium (als Siliziumdioxyd) und bis zu 5 % Aluminium . Sie können auch bis zu h fi Chrom, bis zu O,1"oKupfer, bis zu 0,1 °fo Blei, bis zu 2 °p Mangan, und bis zu 8 $ oder 12 $ Maijnesiumoxyd enthalten.

- Patenansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen Materialien durch Säurolaugung des Materials mit einer Lösung, die aus Schwefelsäure oder Salpetersäure besteht, zwecks Erzeugung einer LaugungsflüseLgkeit, welche die genannten Metalle Nickel und Kobalt in hoher Ausbeute und daneben Verunreinigungen, wie Eisen und Aluminium enthält, und nachfolgende Abtrennung des Eisens und Aluminiums vom Nickel und Kobalt, dadurch gekennzeichnet,, daß die genannte Laugungsflüssigkeit, die auf einer erhöhten Temperatur von über 130 C bei einem Druck von 15,8 bis 70,3 kg/cm² (225 bis tOOC psig) gehalten wird, durch Zusatz eines löslichen Neutralisierungsmittels auf einen p„-¥ert von etwa 0,5 bis k eingestellt wird, sofern die Laugungalösung aus Schwefelsäure besteht, und auf einen p„-Vert von 0,15 bis 2,5 eingestellt wird, sofern die Laugungelösung aus Salpetersäure besteht, um die genannten Eisen- und Aluminium-Verunreinigungen in überwiegender Menge auszufällen, die Eisen- und Aluminiumfällungen dann von der behandelten Lauge abgetrennt und das Nickel und das Kobalt aus der genannten Lauge gewonnen werden«

   2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der sauren Laugungsflüssigkeit 200 bis 28O°C beträgt.

   '3· Verfahren gemäß Ansprüche 1 oder 2_t dadurch gekennzeichnet, daß die Laugungslösung aus einer Schwefelsäure-Lösung besteht, die auf einem p„-Wert von 0,6 bis

   1,5 eingestellt ist und unter einem Druck von 31»6 bis »»2,2 kg/cm² ('*50 bis 60ß)besteht.

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   « • «β

   Verfahren g®m&Q den Ansprüchen 1 - 3_β dadurch zeichnet, daß dieT©njp_eratur ungefähr 2^0°C beträft·

   5. Verfahren gemäß ^nepruch J₉ dadurch gekennzeichnet, daß der ρ -Wert ungefähr 1 beträgt.

   6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß die Laugungslösung aus' einer Salpeter sHure-Lö sung besteht, die auf einen p„-Vert vop

   0,3 bis 1 eingestellt ist, und unter einem Druck von 31,6 bis i»2,2 kg/cm² ('«50 bis 6θΟ psig) steht.

   Verfahren zur ^eAvinnung von Nickel und Kobalt aus nickelhaltigen, oxydischen Erzen, durch Säurelaugung des Erzes, zwecks Erzeugung einer Laugungsflüssigkeit, welche die genannten Metalle Nickel und Kobalt in hoher Ausbeute und daneben Verunreinigungen, wie Elisen und Aluminium enthält ₃ nachfolgende Abtrennung des Eisens und Aluminiums vom Nickel und Kobalt, dadurch gekenn ze i c h η e t, daß die genannte saure Laugungsflüssigkeit, die auf einer erhöhten Temperatur von über 130 C bei einem Druck von 15,3 bis 70,3 kg/cm" (225 bis 1000 psig) gehalten wird, durch Zusatz von Magnesiumoxyd auf einen ρ -Wert von 0,5 bis h eingestellt wird, sofern die Laugungslösung aus Schwefelsäure bestoht,und euf einen von 0,15 bis 2,5 eingestellt wird, sofern die

   Laugungslösuns aus Salpetersäure besteht, um so die genannten ^Eisen- und Aluminium-Verunreinigungen in überwiegender Menge auszufällen, die Eisen- und Aluminium-Fällungen von der behandelten Lauge abgetrennt und das Nickel und das Kobalt aus der genannten !,auge gewonnen werden.

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   8, Verfahren gemäß Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Laugungsflüssigkeit 200°C bis 280°C beträgt.

   9· Verfahren genäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laugungslösung aus einer Schwefelsäurelösung besteht, die auf einen p„-Wert von 0.6 bis

   1,5 eingestellt ist, und unter einem Druck von 31,6 bis 42,2 kg/cm (i»5o bis 6θΟ psig) steht.

   10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur ungefähr 2^0 C beträgt*

   11. Verfahren gemäß Anspruch 10,, dadurch"gekennzeichnet, daß der ρ -Wert ungefähr 1 beträgt.

   12. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laugungslösung aus einer Salpetersäurelösung besteht, die auf einen ρ -Wert von etwa 0,3 bis 1 eingestellt ist und unter einem Druck von etwa 31 $^i bis '+2,2 kg/cm² (k^O bis 600 psig) steht.

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