DE2145145B1 - Verfahren zur aufbereitung komplexer, ne-metallhaltiger rohstoffe - Google Patents

Description

• Alle bekannten Verfahren zur Aufbereitung von hüttenmännischen Zwischen-, Neben- und Abfallprodukten, Schrott u. dgl. haben also den Nachteil, daß sie entweder in meist unwirtschaftlicher Weise
• nur die Gewinnung einzelner ausgewählter NE-Metalle ermöglichen und eine Weiterverarbeitung der dabei anfallenden Rückstände aus metallurgischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht zulassen oder nur in durch den Bedarf begrenzten Mengen als Zuschlagstoff zum Einsatz kommen.
• Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches eine wirtschaftliche Aufarbeitung komplexer, NE-metallhaltiger Rohstoffe in der Art hüttenmännischer Zwischen- Neben- und Abfallprodukte, Schrott und anderer metallischer Rückstände, und die optimale Gewinnung oder Ausnutzung der darin enthaltenen Metalle ermöglicht. Insbesondere sollen die NE-Metalle aus der überwiegend aus Eisen bestehenden Grundmasse gewonnen werden und das Verfahren unabhängig von anderen hüttenmännischen Prozessen und Verarbeitungsanlagen nach eigenen wirtschaftlichen Verhältnissen ausführbar sein.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohstoffe auf eine Korngröße kleiner als 0,2 mm granuliert werden, daß die Granalien bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes mit sauerstoffhaltigen Gasen bis zur quantitativen Oxidation des Eisens behandelt werden, dabei die flüchtigen Metalloxide aus dem Abgas ausgewaschen werden und danach das aufoxidierte Zwischenprodukt in an sich bekannter Weise durch Rösten und Extraktion der NE-Metalle weiterbehandelt wird.
• Dieses neuartige Verfahren hat den Vorteil, daß komplexe NE-metallhaltige Rohstoffe, insbesondere in der Art hüttenmännischer Neben-, Zwischen- und Abfallprodukte, auf besonders einfache und wirtschaftliche Art und Weise unter Ausbeutung der NE-Metalle bei möglicher Weiterverwendung der eisenhaltigen Rückstände aufgearbeitet werden können.
• Ein besonderes Anwendungsgebiet für das neuartige Verfahren ist in der Aufarbeitung von »Ofensauen« zu sehen, die bis auf geringfügige Ausnahmen bisher ungenutzt auf Halde liegen. Diese bisher als Abfallprodukt geltenden »Ofensauen« könnte dabei optimal ausgenutzt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das neuartige Verfahren im wesentlichen aus der Kombination von an sich bekannten Verfahrens abschnitten besteht, welche dem Fachmann in der Durchführung geläufig sind. Der erste Verfahrensabschnitt, nämlich die Granulation des Rohstoffes, beispielsweise der »Ofensauen«, erfolgt durch einfaches Schmelzen und Granulieren, wie es beispielsweise bei der Vorbereitung dieses Rohstoffes als Zementationsmittel bei der Kupferzementation vorgeschlagen wurde. Kernpunkt des neuartigen Verfahrens ist nun, diese Rohstoffgranalien bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes mit sauerstoffhaltigen Gasen bis zur quantitativen Oxidation des Eisens zu behandeln. Durch diese Behandlung der Granalien werden die leicht flüchtigen Oxide von Molybdän und Rhenium von dem Abgas mitgerissen und können aus dem Abgas z. B. durch Auswaschung abgeschieden werden. Aus der Waschlauge lassen sich dann die Molybdän- und Rheniumverbindungen auf übliche Art und Weise gewinnen.
• Die oxidierende Behandlung der Granalien wird erfindungsgemäß solange durchgeführt, bis das Eisen vollständig zu Je203 oxidiert ist. Diese praktisch oxidierend totgerösteten Granalien stellen ein Zwischenprodukt dar, welches sich ähnlich wie ein Kiesabbrand bei der Kupfergewinnung durch Rösten, Laugen und Fällen zur Gewinnung der NE-Metalle weiterverarbeiten läßt, wobei als Rückstand Eisenoxid verbleibt, das in der Art sogenannter purpe lores als Eisenerz für die Stahlgewinnung eingesetzt werden kann. Hiermit ist aber eine restlose Ausnutzung der bisher nutzlos liegenden »Ofensauen« gegeben.
• Das neuartige Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die einzelnen Verfahrens abschnitte mit einem relativ geringen Aufwand für Anlagen und Maschinen und Hilfsstoffen ausführbar ist. Zur Abtrennung der flüchtigen Metalloxide von den Granalien wird als sauerstoffhaltiges Gas vorzugsweise ein Luft-Wasserdampf-Gemisch verwendet, bei dem das molare Verhältnis H2O : O2 etwa 1:10 beträgt.
• Die Oxidation der Granalien erfolgt bei Temperaturen, die in der Regel bei etwa 900 bis 10000 C liegen.
• Die Oxidation kann erfindungsgemäß chargenweise erfolgen. So besteht die Möglichkeit, die Verflüchtigung der Metalloxide und die quantitative Oxidation der Granalien chargenweise aufeinanderfolgend durchzuführen. Zur Verflüchtigung der Metalloxide können darüber hinaus zwei aufeinanderfolgende Wirbelschichten Verwendung finden. Diese stufenweise Oxidation ist deshalb möglich, weil die Verflüchtigung der Molybdän- und Rheniumoxide bereits bei niedrigen Temperaturen stattfindet. Die weitere Oxidation des bereits im wesentlichen molybdän- und rheniumfreien Granalienproduktes dient in erster Linie dazu, den Eisenanteil quantitativ aufzuoxidieren, so daß dieser anschließend durch Rösten und Laugen weiterbehandelt werden kann.
• Die von den Abgasen mitgerissenen flüchtigen Metalloxide werden vorzugsweise in einer im Kreislauf geführten alkalischen Waschlösung ausgewaschen und der umlaufenden Waschlösung wird ständig eine Teilmenge entnommen, aus der die Metallverbindungen in üblicher Weise gewonnen werden. Das aufoxidierte Zwischenprodukt kann sowohl chlorierend als auch sulfatisierend geröstet werden. Das geröstete Zwischenprodukt wird dann mit Hilfe von Säuren ausgelaugt. Der nach dem Abfiltern der Lauge verbleibende Rückstand besteht überwiegend aus Eisenoxiden und kann als »purpe lore« Eisenhüttenwerken zugeführt werden.
• Die aus dem gerösteten Zwischenprodukt gewonnene Lauge wird dann ähnlich wie bei der Gewinnung von NE-Metallen aus Kiesabbränden weiterbehandelt, wobei Kupfer durch Zementation mit Eisen oder »Ofensau«-Granalien ausgefällt wird und die anderen NE-Metalle wie Kobalt, Nickel, Edelmetall u. dgl.
• durch andere reduzierend oxidierende Mittel abgetrennt werden.
• Das vorstehend beschriebene Verfahren kann kontinuierlich durchgeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das aufoxidierte Granalien-Zwischenprodukt Kupferhütten zuzuführen, die es in ihren üblichen Anlagen zur Gewinnung von NE-Metallen aus Kiesabbränden weiterverarbeiten können. Die Gewinnung von Molybdän und Rhenium aus den Abgasen hingegen ist unmittelbar an den Verfahrensschritt der Oxidation der Granalien mit Luft-Wasser-Gemischen gebunden.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Aufarbeitung komplexer, NE-metallhaltiger Rohstoffe, wie hüttenmännische Zwischen-, Neben- und Abfallprodukte, Schrott und andere metallische Rückstände, die neben Eisen als Hauptbestandteil noch Kupfer, Kobalt, Nickel, Molybdän, Rhenium und andere Metalle enthalten, dadurch gekennzeichn e t, daß die Rohstoffe geschmolzen und auf eine Korngröße kleiner als 0,2 mm granuliert werden, daß die Granalien bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes mit sauerstoffhaltigen Gasen bis zur quantitativen Oxidation des Eisen behandelt werden, wobei die flüchtigen Metalloxide aus dem Abgas abgeschieden werden und wonach das aufoxidierte Zwischenprodukt in an sich bekannter Weise durch Rösten und Extraktion der NE-Metalle weiterbehandelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtrennung der flüchtigen Metalloxide von den Granalien als sauerstoffhaltiges Gas ein Luft-Wasserdampf-Gemisch verwendet wird, bei dem das molare Verhältnis H2O : 0 etwa 1:10 beträgt.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidation der Granalien bei Temperaturen von etwa 900 bis 10000 C erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüchtigung der Metalloxide und die quantitative Oxidation der Granalien chargenweise erfolgt.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüchtigung der Metalloxide in zwei aufeinanderfolgenden Wirbelschichten erfolgt.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Abgasen mitgeführten flüchtigen Metalloxide in einer im Kreislauf geführten alkalischen Waschlösung ausgewaschen werden und der umlaufenden Waschlösung ständig eine Teilmenge entnommen wird, aus der die Metallverbindungen in üblicher Weise gewonnen werden.
7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aufoxidierte Zwischenprodukt chlorierend oder sulfatisierend geröstet wird.

   Die Erfindung betrifft die Aufbereitung komplexer, NE-metallhaltiger Rohstoffe wie hüttenmännische Zwischen-, Neben- und Abfallprodukte, Schrott und andere metallische Rückstände, die neben Eisen als Hauptbestandteil noch Kupfer, Kobalt, Nickel, Molybdän, Rhenium und andere Metalle enthalten, und hat ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung der in solchen Produkten enthaltenen NE-Metalle zum Gegenstand.

   Hüttenmännische Zwischen-, Neben- und Abfallprodukte sowie Schrott und andere metallische Rückstände, die neben Eisen als Hauptbestandteil noch Kupfer, Kobalt, Nickel, Molybdän, Rhenium und andere Metalle enthalten, fallen in großen Mengen an. Neben Schrott, Drehspänen und Schleifstaub entsprechender Metalle gehören hierzu vor allem auch die sogenannten »Ofensauen«, die bei der pyrometallurgischen Verhüttung von Kupfer als Neben- oder Abfallprodukt entstehen. Die nach der Abkühlung gesprengten, großbrockigen » Ofens auen« sind sehr inhomogen und enthalten neben etwa 80 ovo Eisen in kleineren Mengen Kupfer, Molybdän, Nikkel, Kobalt, Arsen, Edelmetalle u. dgl.

   Für die Aufarbeitung von Schrott, Drehspänen, Zwischen-, Neben- und Abfallprodukten mit einem Gehalt an NE-Metallen sind verschiedene Verfahren bekannt. Das erneute Einschmelzen ist nur bei relativ reinen Abfällen oder Rückständen möglich. Der komplexe Gehalt an NE-Metallen in hüttenmännischen Zwischen-, Neben- und Abfallprodukten, insbesondere in »Ofensauen«, ließ jedoch deren Aufarbeitung auf wirtschaftliche Art und Weise bisher nicht zu. Die unwirtschaftliche Aufarbeitung von »Ofensauen« durch Schmelzaufschluß von Alkalisulfat und Auslaugung zur Gewinnung von dem seltenen Molybdän fand deshalb auch nur aus kriegstechnischen Gründen Anwendung.

   Andererseits ist bereits vorgeschlagen worden, solche Abfälle einschließlich »Ofensauen« als Reduktionsmittel bei der Fällung bzw. Zementation von Kupfer aus den bei der Kupfergewinnung aus Kiesabbränden hergestellten Laugen zu verwenden. Hierfür müssen die Abfallprodukte durch Aufschmelzen und Abkühlen in Wasser granuliert werden. Eine solche Verwendung der metallischen Abfälle ermöglicht auch die Gewinnung der Nichteisenmetalle wie Kupfer, Kobalt, Nickel, bei der üblichen Verarbeitung der Restlauge. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß man im Durchsatz beschränkt ist auf die Menge an naßmetallurgisch gewonnenem Kupfer und die Verarbeitungsmenge nicht nach dem Gesichtspunkt wirtschaftlicher Größenordnung einrichten kann.

   Weiterhin ist bei diesem Verfahren die Gewinnung der wertvollen Metalle Rhenium und Molybdän nicht möglich. Nun ist zwar zur Verarbeitung MoCohaltiger Katalysatorrückstände empfohlen worden, diese mit sauerstoffhaltigen, chlorfreien Gasen, vorzugsweise Luft-Wasserdampf-Gemischen, bei über 9000 C zu behandeln, das mit dem Gasstrom mitgerissene MoO3 aufzufangen und das Kobalt durch Weiterverarbeitung des Rückstandes zu gewinnen.

   Die Anwendung dieses Verfahrens auf die erfindungsgemäßen metallischen Zwischenprodukte ist zwar grundsätzlich möglich; ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens jedoch ist, daß die metallische Grundmasse in Form von Eisen stark oxidiert wird und deshalb als Reduktionsmittel nicht mehr verwendbar ist. Das oxidierte Eisen geht unter Säureverlust in Lösung und muß in unwirtschaftlicher Weise bei der späteren Laugenaufbereitung quantitativ wieder aus der Lauge entfernt werden.

   Schließlich ist noch die Gewinnung von Rhenium aus Flugstäuben bekannt, die beispielsweise beim Aufschmelzen von Kupferschiefer anfallen. Die Flugstäube werden ausgelaugt und der Rheniumgehalt durch Eindampfen erhöht. Nach der Zementation fremder NE-Metalle wird dann Kaliumperrhenat aus der Lauge ausgefällt.