DE2204724A1

DE2204724A1 - Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung von Metallen

Info

Publication number: DE2204724A1
Application number: DE19722204724
Authority: DE
Inventors: Paul Rogers Golden CoI. Kruesi (V.StA.)
Original assignee: Cyprus Metallurgical Processes Corp
Current assignee: Cyprus Metallurgical Processes Corp
Priority date: 1971-02-08
Filing date: 1972-02-01
Publication date: 1972-08-24
Also published as: IT949343B; SE374566C; JPS5133483B1; PH10022A; IE36195L; SE374566B; ZA72641B; NL7201463A; FR2124519A1; IE36195B1; NO133903C; CA975712A; ES399486A1; US3673061A; BE779036A; NO133903B; ZM2172A1; LU64751A1; FR2124519B1; GB1345102A

Description

DIPL.-ING. Λ. GRüNECI'ER ™<- "OWMIi' :·ΐ

DR₁-ING. H. KINKELDCY \^xnmvM

DFi.-IiNiG. VV. STOCKMAIR, Ao. E. (o\>jf. inst.'« -π-αιί-ι 00Γ\ί.*7 J f. Tulrginir.nie Monopol/Λ-iiVi PATKNTANWALTC- - T.-I« CKi 58330

"t Feb. 1972

M/Hä

CYHiUS HiI¹ALLUHGICAL

22^C5 'iünct !bridoon Avanue Lq. s Vegaε, ITevada, LJSu

Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung von Metallen

Die Erfindung besieht sich auf Elektrolyse-Verfahren zur Dissoziation von Metallen aus ihren Sulfiden und Sulfidmischungen, mit denen bestimmte Metalle aus ihren Sulfiderzen gewonnen v/erden sollen. ■

Die US-Patentschrift 2 839 461 beschreibt ein Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung von Nickel aus Kickelsulfid, bei dem ein säurehaltiger Sulfat-Chlorid-Elektrolyt benutzt wird und das auf einer elektrisch stark leitenden Mckelsulfid-.anode beruht, wobei der Anodenstrom durch eine Nickelstein-Anode fließt. Es wurde festgestellt, daß die Metalle der Gruppen IB, HB, VA, VIA des Pariodischen Systems der Elemente sowie Kobalt, Nickel und Blei durch Elektrolyse aus ihren Sulfiden in

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Elektrolyten nicht v/i rt schaft lieh gewonnen v/erden können. der einen wesentlichen Anteil an Su] fationen enthält odor bt-i dom größere Mengen von Sulfatlonen erzeugt werden. Außerdem ist das aus der vorstehend genannten Patentschrift "bokannte Verfahren wegen der relativ kleinen elektrischen Leitfähigkeit der Sulfide nicht wirtschaftlich. Der spezifische Widerstand herkömmlicher Sulfidenneralien liegt in dir Größenordnung von 2 χ 10^Q ~~~ für Bleiglanz oder Galenit, bis

O ·*■ 111

9 χ 10 \4_ -=~- für Kupferglanz oder Chalkosin, während
der für Nickelkies oder Millerit, also einem Nickelsulfid,
wie sa in der genannten US-Patentschrift benutzt wird, bei
5 χ 10 "-* £) ~~ liegt. Tatsächlich wird bei dem aus der genannten US-Patentschrift bekannten Verfahren zu dem Chalkosin Schwefel hinzugefügt, um dieses in Covellit bzw.
Kupferindigo umzuwandeln, das einen um den Faktor 100 kleineren Widerstand hat, so daß dieses für das Verfahren sehr viel geeigneter wird. Dieses bekannte Verfahren kann jedoch nicht in Verbindung mit den Grundmetallsuifiden wegen deren hohen spezifischen Widerstand benutzt werden.

In der US-Patentschrift 2 761 829 ist die eilektrolytische Gewinnung von Kupfer aus Sulfiderzen beschrieben, die Eisensulfide enthalten, wobei säurehaltige Stoffe als Elektrolyt verwendet werden, bei dem als anwendbar bezeichneten Stromdichten für an Ort und Stelle gewonnene Erze jedoch so klein sind, daß sich dieses Verfahren in Verbindung mit unmittelbar abgebauten und konzentrierten Erzen aus ökonomischen Gründen verbietet.

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BAD ORIGINAL

.X-

Bei einem aus der US-Patentschrift 5 4-64 904- bekannten Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung von Kupfer und Zink aus i lire η Sulfiderzen wird ein Salzsäure-Elektrolyt mit einer Konzentration von 5:-Λ0% benutzt. Beim Fehlen von Alkali- oder Erdalkalimetall lchloriden ist diese Säurekonzentration so hoch, daß eine wirtschaftliche Gewinnung diese:. Metalle ebenfalls ausgeschlossen ist, wie dieses anhand eines Beispieles später noch erläutert wird«

Nach herkömmlichen Verfahren werden die Metalle aus ihren Sulfiderzen durch pyrometallurgische Verfahren gewonnen, bei denen der in den Erzen oder ihren Konzentraten enthaltene Schwefel zu Schwefeldioxyd oxydiert wird, dessen größter Teil an die Atmosphäre abgegeben wird, wodurch eine erhebliche Luftverschmutzung stattfindet und der Schwefel verloren geht. Bestimmungen über die Umweltverschmutzung verbieten jedoch die bisher benutzten pyrometallurgischen Verfahren. Ein Elektrolyse-Verfahren, das nur wirtschaftlich vertretbare Leistungsmengen erfordert und bei denen annähernd der gesamte in den vorstehend genannten Metallsulfiden enthaltene Schwefel in elementaren Schwefel umgewandelt wird, würde eine wirkungsvolle Lösung des genannten Umweltverschmutzungsprobiems darstellen.

Die für ein wirtschaftliches pyroaietallurgisches Verfahren erforderlichen hohen Konzentrationen ergeben den Verlust wertvoller Webenprodukte, die nicht ohne weiteres gewonnen werden können. Das Vorhandensein von Nebenproduk-

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ten in dem Hauptmetallprodukt ergibt oftmals eine Erschwerung in wirtschaftlicher Hinsicht gegenüber den festgesetzten Konzentraten. Niedrige Konzentrate, die sich nicht für eine physikalische Trennung eignen, werden dpher meist als wertlos angesehen, da sie mit den herkömmlichen pyrometallurp.ischen Verfahren nicht wirtschaftlich aufbereitet werden können,

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus ihren Sulfiden zu schaffen, das bei relativ geringem Energieverbrauch die wirtschaftliche Gewinnung der Metalle ermöglicht, ohne daß dabei die Gefahr einer Umweltverschmutzung besteht, und wobei gleichzeitig in den Sulfiden vorhandene Stoffe'in wertvolle Nebenprodukte umgewandelt v/erden können.

Bei einem Elektrolyse-Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Elektrolyt eine wässrig-säurehaltige Lösung mindestens eines Chloridsalzes eines Alkali- oder Erdalkalimetalls benutzt wird, die eine Konzentration von 1-normal bis zur Sättigung hat, daß ein festes Sulfid des zu dissoziierenden Metalls mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,250 mm lichte Maschenweite (60 Maschen nach US-Norm) mit dem Elektrolyten gemischt wird, daß die Temperatur des so gebildeten Stoffes zwischen etwa 60° und 105°C gehalten wird, daß der Hi-Vert des Stoffes unter 3,9 gehalten wird, daß der elektrische Strom in der Zelle eine Anoden-

Stromdichte von über etwa 12,9 mA/cm erzeugt und daß vorzugsweise mindestens 70% des ursprünglich in, dem Sulfid enthaltenen Schwefels als elementarer Schwefel gewonnen wird.

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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein weiteres Elektrolyse-Verfahren für die Dissoziation von Sulfiden und Sulfidmischungen der Metalle der Gruppen IB, HB, VA, VIA sowie Nickel, Kobalt, und Blei angegeben, boi dem die Sulfide mit· einem Elektrolyten gemischt werden und bei dem der Elektrolyt einen Säuregehalt-Überschuß von 5% beim Vorhandensein eines Chloridsalzes aufweist, das aus der Gruppe von Alkali- und Erdalkalimetallchloriden ausgewählt ist und im wesentlichen keine Sulfat.ionen aufweist. ' ' ■

In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen sind die sich auf das periodische System der Elemente beziehenden Angaben entsprechend dem Buch "The Chemical Subber Company's Handbook of Chemistry and Physics, 52. Ausgabe (1971-72). herausgegeben."^;von Weast, USA, gewählt.

Erfindungsgemäße Elektrolyse-Verfahren zur Gewinnung bestimmter Metalle aus ihren Sulfiderzen werden nun anhand von Beispielen näher erläutert, wobei die Beispiele· die Wirkung verschiedener Verfahrensparameter verständlich machen.

Bei den untersuchten Verfahren können Metalle der Gruppen IB, HB, VA und VIA des periodischen Systems der Elemente sowie Nickel, Kobalt und Blei aus ihren Sulfiden und Sulfidmischungen durch elektrolytische Dissoziation in einem säurehaltigen, wässrigen Stoff gewonnen werden, wobei die Sulfiderze in elementaren Schwefel und Metall-

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ionen dissoziiert und anschließend die Metallionen aus den Lösungen des Elektrolytstoffes mit Hilfe herkömmlicher Ver-· fahren gewonnen v/erden. Da dieses letzte Verfahren ohne Umweltverschmutzung auszuführen ist und auch der elektrolytische Teil des Gesamtverfahrens umweltverschmutzungsfrei ausgeführt werden kann, findet auch bei Durchführung des Gesamtverfahrens keine Umweltverschmutzung statt. Die in Betracht gezogenen und untersuchten Verfahren benutzen erstens einen Alkalimetall- und/oder Erdalkalimeta.llchlorid-Elektrolyten, zweitens ein zugeführtes Sulfid, dessen Teilchengröße kleiner als 0,2^0 lichte Maschenweite (60 Maschen nach US-Norm), drittens einen PH-Wertfbereich von etwa 0,01 bis 3,9j viertens einen Temperaturbereich für den Elektrolyten von etwa 60S bis 105 ⁰G und fünftens eine Anoden-

2 Stromdichte von etwa 12,9 mA/cm .

Die wirtschaftlichen Bedingungen des Verfahrens hängen von dem erforderlichen Strom ab, um eine vorbestimmte Menge Metall zu erzeugen, was durch die zur Gewinnung eines Kilogramms Metall erforderliche Amperestundenzahl ausgedrückt werden kann. Die jeweils erforderliche Leistung ist für jedes Metall verschieden, so daß der wirtschaftliche Wert von den Kosten abhängt, mit denen ein Kilogramm des Metalls durch andere Verfahren, wie z.B. das bekannte pyrometallurgische Verfahren, gewonnen werden kann. Der Zwang zur Erfüllung der Bestimmungen zur Umweltverschmutzung kann jedoch die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit des pyrometallurgischen Verfahrensvollständig beseitigen oder zumindest drastisch einschränken.

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Bei alkalischen Stoffen ist die Grenze des Wirkungsgrades der elektrolytischen Auflösung von Metallionen durch den erforderlichen elektrischen Strom zur Oxydation des Schwefels aus den Sulfidionen (-2) zu den Sulphationen (+6) gegeben. Der zu-r- Ionisation einer vorgegebenen Menge eines bestimmten Elementes erforderliche elektrische Strom kann leicht- berechnet werden. Beispielsweise betragen die für die elektrolytische Auflösung in einem alkalischen Stoff für die Mineralien Argentit, Galenit, Chalkosin, Sphalerit, Gowellit und Chalcopyrit erforderliche'n Amperestunden pro Kilo ionisierten Metalles von etwa 995 Amperestunden/kg für Argentit bis zu 714-0 Amperestunden/kg für Chalcopyrit„ Im Gegensatz dazu betragen die erforderlichen Amperestunden /kg gewonnenen Metalls der gleichen Mineralien in einem säurehaltigen Stoff, in dem elementarer Schwefel vorhanden ist. von etwa 250 Amperestunden für Argentit bis zu etwa 2100 Amperestunden für Chalcopyrit.

Die Verfahrensparameter, die zur Steuerung der erforderlichen Ströme ermittelt wurden, sind die Elektrolytzusamiaensetzung, die zugeführte Teilchengröße, der Bereich des benutzten PH-Wertes, die Arbeitstemperatur und die Anoden-Stromdichte. Wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, beeinflussen sich diese Faktoren gegenseitig und hängen dabei von ihrem Einfluß auf den jeweils erforderlichen Strom ab.

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-8-

Es wurde festgestellt, daß sich die Sulfiderze von' Metallen der Gruppen IB, HB, VA, VIA des Periodischen Systems der Elemente soivie Nickel, Kobalt und Blei durch bestimmte gleiche Eigenschaften gekennzeichnet sind, die sich auf ihre elektrolyitsche Dissoziation zu elementarem Schwefel und Metallionen beziehen und iäie andere Metallsulfide, die unter die gleiche Klasse fallen wurden, nicht aufweisen. So haben beispielsweise diese Sulfide alle einen relativ hohen spezifischen Widerstand, mit Ausnahme der Sulfide von Nickel und Kobalt, der von e£wa 2x1O²_fL ~- fiüo Galenit als höchstem bis 9x10"¹/L j~- f(j_r Chalkosin reicht. Mit Ausnahme der Sulfide von Nickel und Kobalt ~ wird ein spezifischer Widerstand von mindestens" 1x10" J\_ ™— bevorzugt. Zusätzlich werden die Metallionen am besten durch Elektrolyse in einem wässrigen Alkalimetall- und/oder Erdalkali-Metallchlorid-Elektrolyten und in einem PH-Wert-Bereich von etwEr-0,01 bis 3»9 unter Benutzung von Strom-

o dichten von etwa 12,9 mA/cm bei Temperaturen zwischen

etwa 60° bis 105°C und einer Teilchengröße des zugeführten Sulfids von weniger alß 0,250 lichte Maschenweite entsprechend 60 Maschen nach US-Norm erzeugt. Die folgenden Beispiele geben an, daß die zur Gewinnung der genannten Metalle aus ihren Sulfiden erforderliche Leistung sich durchaus in den Grenzen wirtschaftlicher Bedingungen hält.

Die Metalle, die aus ihren Sulfiderzen und Sulfidmischung: erzen durch die untersuchten Verfahren gewonnen werden können, sind die der Gruppen IB, HB, VA, VIA des Periodischen Systems der Elemente sowie Nickel, Kobalt und Blei. Obwohl Antimon, Wismuth, Cadmium und Selen beim später beschriebenen Beispiel 7 als Spurenmetalle gewonnen werden können, arbeitet auch dieses Verfahren unabhängig von den in den Erzen oder Mineralien jeweils vorhandenen Stoffmengen. Die Mineralien, auf die die genannten Verfahren anwendbar sind, enthalten die Metalle oft in Form komplexer od-er gemischter Sulfide.

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Der als Elektrolyt für das Verfahren benutzte Stoff muß säurehaltig sein, da ein alkalischer Elektrolyt sich aur Gewinnung der vorstehend genannten Metalle als unbrauchbar erwiesen hat. Elementarer Schwefel ist in einem alkalischen Stoff nicht stabil, da eine Oxydation des Schwefels über Thiosulphat, Hydrosulpb.it und Sulphit zu Sulphat sehr schnell in einem solchen Stoff stattfindet. Die Anwesenheit von Sulphationen ist unerwünscht, da bei hohen Sulphatkonzentrationen sich an der Anode schnell Sauerstoff, entwickelt, wodurch der Strom-Wirkungsgrad-vermindert wirdo Außerdem wurde festgestellt, daß bei hohen Stromdichten und der Anwesenheit von Sulphat Graphitanoden stark angegriffen werden.

Der bevorzugte Stoff für den Elektrolyten ist eine wässrige, säurehaltige Lösung eines Alkalimetallchlorids oder Erdalkalimetallchlorids oder einer Mischung aus diesen. Die Chloride von Natrium, Kalium, Barium und Kalzium oder Mischungen aus diesen haben sich als geeignet erwiesen. Konzentrationen in der Größenordnung von 0,5-4-Normal oder bis zur Sättigung können benutzt werden. Die Spannung über der Elektrolytzelle ist niedriger bei hohen Salzkonzentrationen, so daß die letzterei bevorzugt werden, ausgenommen, wenn nur kleine Mengen an Sulfiden zugeführt werden und daher die Salzverluste bemerkenswert würden.

Es ist sehr wichtig, daß ein hoher Prozentsatz des in dem Metallsulfid enthaltenen Schwefels als elementarer Schwefel gewonnen v/erden kann, da damit sowohl die Umweltverschmutzung gesteuert als auch der elektrische Wir-

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kungsgrad des Verfahrens beeinflußt werden kann» Wird Schwefel zu Sulphat umgewandelt, so kann dessen Ableitung Probleme hinsichtlich der Umweltverschmutzung bedingen. Jedes Mol Schwefel, das über seinen elementaren Status hinaus oxydiert wird, erfordert 6 Faraday, die etwa 5000 Amperestunden/kg Schwefel entsprechen. Da Chalcopyrit z.B. annähernd 1 kg Schwefel pro kg Kupfer .enthalt, bewirkt jede Oxydation des Schwefels zu Sulphat einen bemerkenswerten Wirkungsgradverlust. Wie in den später beschriebenen Beispielen gezeigt, wird über 70% und durchschnittlich mindestens 90% des in den Sulfiden enthaltenen Schwefels durch die angewendeten Verfahren in elementaren Schwefel umgewandelt. Der elementare Schwefel bewirkt keinerlei Polarisationsprobleme bei der Reaktionstemperatur des Elektrolyten. Die angewendeten Verfahren erzeugen daher annähernd'kein Sulphat.

Die Teilchengröße des zugeführten Materials ist kritisch, da sie unmittelbar die Umwandlung au elementarem Schwefel beeinflußt. Der erzeugte elementare Schwefel ist extrem fein. Der Anodenstrom greift das Metallsulfid unter Bevorzugung des Schwefels an, so daß das Sulfid in der Nähe der Anode eine ausreichende Aktivität hat. Die Aktivität des Sulfids ist eine Sanktion seiner Konzentration und seiner freien Oberflächenbereiche. Eine hohe Konzentration feinen Sulfids nahe der Anode verhindert eine kontinuierliche Oxydation des Schwefels und bedingt einen höheren Wirkungsgrad und damit einen geringen Stromverbrauch. Die durchschnittliche Korn- oder Teilchengröße

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für das zügeführte Sulfid ist kleiner als etwa O₅250 lichte Maschenweite oder 60 Maschen nach US-Nora, wobei diese Größe gegenüber anderen kritischen Parametern kompatibel ist.

Ein PH-Wert-Bereich für den als Elektrolyten gewählten Stoff zwischen etwa 0,01 und 3»9 wird bevorzugt. Bei PH-Werten oberhalb 3,9-wird der Strom-Wirkungsgrad vermindert, ebenfalls bei sehr großen Säuregehalten, d.h. kleinen PH-Werten, in Abwesenheit von größeren Konzentrationen von Alkali- oder Erdalkalimetallchloride^ Der bevorzugte PH-Wertbereich für Blei-, Silber-, und Zinksulfide liegt etwa zwischen 2,0 und 3>0 und der meist bevorzugte PH-Wert ist etwa 2,5· Der bevorzugte Bereich für Kupfersulfid liegt zwischen 0,5 bis 1,5» wobei 1,0 am meisten bevorzugt wird.

Die Reaktionstemperatur des Elektrolyten ist kritisch und bei niedrigen Temperaturen kann kein hoher Wirkungsg3?ad erzielt werden. So wird beispielsweise im Falle des Chalcopyrits ·der bevorzugte Angriff auf das Sulfid über elementaren Schwefel bei hohen Temperaturen erreicht. Bei niedrigeren Temperaturen wird mehr Sulphat erzeugt. Ein Temperaturbereich von etwa 60 bis 105 C ist der Betriebsbereich in Verbindung mit den anderen kritischen Faktoren. Eine Temperatur von 80° C wird am meisten bevorzugt.

Die Stromdichte ist ebenfalls kritisch und wird zusammen mit den anderen kritischen Parametern in einem be-

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vorzugten Bereich oberhalb von etwa 12,9 mA/cm" gewählt.. Es wurde festgestellt, daß in Gegenwart von Eisensul.fiden eine hoher Xupferaissoziation bei ßtromdichten bis zu etwa 64-5 jaA/cm'" erreicht werden kann« Für eine Mischung aus Chalcopyr.it und Eisensulf id, wobei Chalcopyrit das vorherrschende Mineral ist, liegt die bevorzugte Stromdichte

2
zwischen etwa 215 und 515 mA/cm', wobei der am meisten be-

vorzugte Wert etwa bei 323 mA/cm^" liegt. Herrscht Eisensulfid vor, so werden Stromdichten, zwischen etwa 53>7 his 129 mA/cm bevorzugt. Bei Sulfiden von Blei, Silber und Zink sowie Kupfersulfiden, wie Chalccsin und Covellit, werden Stromdichten zwischen etwa 43 bis 386 mA/cm bevorzugt. Bei starken Konzentrationen werden Stromdichten

2
zwischen 129 bis $86 mA/cm am meisten bevorzugt, während

2 ein Bereich zwischen etwa 5317 bis 129 mA/cm bei niedrigen Konzentrationen von zugefüiirten Sulfiden am meisten bevorzugt wird.

Die folgenden Beispiele und ihre Ergebnisse sollen lediglich zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verfahren dienen, so daß die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Zur Durchführung der Beispiele werden zwei Vorrichtungstypen benutzt, die beide bekannt sind. Bei der ersten Vorrichtung, die nicht mit einer Scheidewand ausgerüstet ist, wird eine Anode aus einem geeigneten korrosionsbeständigen Material, wie Graphit, gegenüber einer Kathode aus einem geeigneten Material, wie Edelstahl, angeordnet. Ein Rührwerk wird in einem korrosionsbeständigen Behälter in der Weise angeordnet,

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daß das anzugreifende Mineral in einer aktiven Suspension in einer säurehaltigen, wässrigen Salzlösung gehalten wird und das Mineral kontinuierlich gegen die Anode gezwungen wird. Eine geeignete Vorrichtung zur Zuführung von Wärme wird zusätzlich au der durch die Elektrolyse erzeugten Wärme vorgesehen. Dieser "Vorrichtungstyp kann natürlich durch Einsatz einer Vielzahl von Anoden und Kathoden modifiziert vier den.

Ein zweiter und wirksamerer Vorrichtungstyp ist die mit einer Scheidewand versehene Zelle. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Anoden, die aus Graphit oder einem anderen geeigneten, korrosionsbeständigen Material hergestellt sind und jeweils auf einer Seite einer aus Edelstahl bestehenden Kathode angeordnet sind. Die Anoden sind gegen über der Kathode mit Abstand angeordnet und durch ein Tuch von dieser getrennt,.z.B. durch ein Filtertuch aus einem geeigneten Kunststoff, die damit einen Kathoden- und einen Anodenraum bilden. Das zugeführte Mineral und die Anodenflüssigkeit wird mit Hilfe einer Pumpe an den Anoden vorbeibewegt. In ähnlicher Weise bewegt eine Pumpe die Kathodenflüssigkeit an der Kathode vorbei. Außerdem sind Ventile zur Förderung der Kathodenflüßsigkeit zur Anodenflüssigkeit und umgekehrt vorgesehen, nachdem diese zur Entfernung des zugeführtett Minerals gefiltert wurden. Eine zusätzliche Erwärmung der umlaufenden Anodenflüssigkeit ist ebenfalls vorgesehen. Auch dieser Vorrichtungstyp kann mit mehreren Anoden und Kathoden ausgerüstet werden.

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Die Beispiele 2 "bis 9, 11,12 bis IS und 19 bis 25 werden unter Benutzung einer mit Scheidewand ausgerüsteten Zelle durchgeführt, während Vorrichtungen, mit keiner Scheidewand bei den übrigen Beispielen benützt werden.

Wenn nicht anders angegeben, wird die Teilchenoder Korngröße durch die jeweilige lichte Maschenweite in mm eines Siebs angegeben, durch das die entsprechenden Teilchen bei gleichzeitiger Angabe eines Minuszeichens hindurchtreten und bei gleichseitiger Angabe eines Pluszeichens in dsm Sieb liegenbleiben. Die Stromdichte wird in mA/cm und der erforderliche Strom in Amperestunden/kg dissoziierten Metalls angegeben. Der gewonnene Schwefel wird in g dissoziierten elementaren Schwefels pro g von dissoziierten Mcht-Eisenmetallen angegeben..

Bei den Beispielen 1,2,5»8»10,12 und 13 war das zugeführte Material ein herkömmliehes Chalcopyrit mit den experimentell festgestellten Gehalten an 26,6% Kupfer, 1,63 % Zink, 0,24% Blei, 0,048% Antimon, 0,11% Selen und mit einer durch eine Mineraluntersuchung festgestellten Zusammensetzung von etwa 90% Chalcopyrit und 6% Pyrit und etwa 4% anderer Metalle· Bei allen Beispielen wurde Salzsäure zur Steuerung des PH-Wertes benutzt.

B e. i spiel 1

Es wurde eine Versuchsreihe -durchgeführt, um den Einfluß der Elektrolytenmischunp; auf den Wirkungsgrad bei der Auflösung von Kupfer aus Chalkor^Tit zu zeigen. Jedesmal wurde eine AuT Rchwemirrunp: von I^Opt z\i geführt en SuI !.'idr in -180OmI Elektrolyten hergestellt und einer ßtrommenge von..60 Amperestunden ausgesetzt.

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ORlGSNAL IhSSFECTED

BEISPIEL

Stoffe

BaCl.

KCl

NaOl-GaCl,

KCl-CaCl₂

Kons entr ation.

IO	pH-Wert	3,0
O co	Temperatur (⁰C)	80
OO u>	Korngröße ■idOixell—	-0,074
cn	Stromdichte	386,0
ο	erforderlicher
»α cn	Strom	5100
OD

2N ZS O.5N

3.O 3.O

70 80

-0,053 -0,053

253,0 516,0

5980 4300 '

0.04IT

-0,053

516,0

2.0

80

-O_;O53

258,0

I75OO

220A724

Es ist festzustellen, daß Alkalichloride und Erdalkalimetallchloride als Elektrolyte sehr wirkungsvoll sind. Natriiimchlorid-Natriumsulphat-Eloktrolyt hat sich als nicht befriedigend erwiesen, wobei eine bemerkenswerte Abgabe von Sauerstoff an der Anode festzustellen war. Der Wirkungsgrad dieses Elektrolyten war etwa um einen Faktor 4 schlechter als bei den "Versuchen, bei denen die Sulphatkonzentration niedrig war.

BEISPIEL 2

Es wurde eine Versuchsserie durchgeführt, um die Wirkung des Säuregehaltes (PH-Wertes) auf den Wirkungsgrad der Auflösung von Kupfer aus einem Chälcopyritkonzentrat zu zeigen. Bei Jedem Versuch wurde eine Aufschwemmung von 200 -g zugeführten Sulfids in 1800 ml des Elektrolyten benutzt und einer Strommenge von 80 Amperestunden ausgesetzt.

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Es ist zu bemerken, daß die Verwendung eines so starken Säuregehaltes, wie einer Salzsäure, bei Fehlen eines Chloridsalzes im Elektrolyten einen niedrigen Wirkungsgrad bedingt. Bei einem Elektrolyten mit 5?oiger Salzsäure und fehlendem Natriumchlorid wird der Wirkungsgrad um etwa 2/3 herabgesetzt und die Umwandlung des Sulfid-Schwefels in elementaren Schwefel bemerkentwert verringert. Die Gegenwart von 4-noralem Natriumchlorid wirkt diesem verminderten Wirkungsgrad entgegen.

BEISPIEL3

Zur Darstellung der Wirkung des Säuregehaltes auf den Wirkungsgrad der Auflösung von Zink aus Zinksulfid wurde eine Versuchsserie gemacht, bei der ein herkömmliches Zinksulfidkonzentrat benutzt wurde, das 48,7Si Zink und 5,0% Blei enthält. Bei jedem Versuch wurden 300 g dee Konzentrats in 2 Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 60 Amperestunden ausgesetzt.

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% HCl

pH-Wert 4.5 3-9 2.0 I.5 (pH 0.01) ■ 10% HCl

Temperatur (⁰C) 80 80 80 80 80 80

κ, Korngröße -0,053 -0,053 -0,053 -0,053 -0,053 -0,053

to Anoden-Strom-

00 dichte 129,2 129,2 258,4 129,2 129,2 129,2

^ Stoff 4NNaCl 4KNaCl 4NNaCl 4NNaCl 4NNaCl -3NNaCl

2 ?i=Äro_m iüink 853 564 ^₅ ₅₅O «7 36* cn

S(e/g Zn) .61 .65 . .72 .64 .65 -40

Trie Ergebnisse oberhalb eines PH-Wertes von Λ _t9 sind eindeutig unterlegen.

B ETSP I E L 4

Zur Darstellung der Wirkung des .Säuregehaltes auf den
Wirkungsgrad bei der Auflösung von Blei aus Galenit
wurde eine Versuchsreihe gemacht, bei der ein herkömmliches Bleisulfidkonzentrat benutzt wurde, das 63,4%
Blei und 0,51% Silber enthält. Bei jedem Versuch wurden 100g des zugeführten Sulfids in zwei Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 30 Anipererstunden ausgesetzt.

pH-Wert	0.5	80	2.0	4.5
Temperatur (⁰G)	80	-0,053	80	80
Korngröße	-0,053	129,2	-0,053	~o,O53
Anoden-Strom dichte	129,2	4N NaCl	129,2	129,2
Stoff	4N NaCl	503	4N NaCl	4N NaCl
erforderlicher Strom Amp.Std.	467		5,27	844
kg Blei		93
% gewonnenes Ag	95	77	49

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Der bemerkensv/erte Wirkungsgradvorlusfc beim pH-Wert von 4,5 ist klar zu erkennen.

B E I S P I E L

Un die Wirkung der Temperatur auf den Wirkungsgrad bei der Auflösung von Kupfer aus einem Chalcopyritkonzentra-t darzustellen, wurde eine Versuchsreihe gemacht. Bei jedem Versuch wurde eine Aufschwemmung von 200 g des zugeführten Sulfids in 1800 Millilitern des Elektrolyten benutzt und einer Strommenge von 30 Amp.3td. ausgesetzt.

Temperatur (⁰G) Stoff pH-Wert Korngröße Anoden-Stromdichte erforderlicher Strom gewonnener Schwefel

Der bemerkenswerte Abfall des Wirkungsgrades beim Temperaturabfall von 80⁰G bis 30⁰G ist überzeugend.

.30	80
4-N NaGl	417 NaGl
3.0	3.0
-0,053	-0,053
129,0	129,0
3385	19^5
.7	.89

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BEI ö PIEL 6

UnterVerwendung eines handelsüblichen Zinkculfidkonzentrabs mit 48,7/'' Zink und 3₅Οίΰ Blei wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, um die Wirkung der Temperatur auf den Wirkungsgrad bei der Auflösung von Zink aus Zinksulfid darzustellen. Bei jedem Versuch wurden JOOg des zugeführten Sulfids in 2 Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer" fJ menge von 60 Amp.Std. ausgesetzt.

Temperatur (⁰C)	30	50	80	105
Korngröße	-0,053	-0,053	-0,053	-0,053
Anoden-Stromdichte	129,2	129,2	129,2	129,2
Stoff	4N WaCl	4N NaCl	4N NaCl	4N KaCl
pH-Wert	1.5	1.5	1.5	1.5
erforderlicher
Strom Amp_.-StcL.	2032	1459	1168	1190
kg zink
S (Gm/gmZn)	.48	.44	.64	.53

Die bemerkenswerte Wirkungsgradverbesserung bei höheren Temperaturen ist festzustellen.

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BEISPIEL

Unter Benutzung eines-handelsüblichen Bleisulfidkonzentrats mit 63,4% Blei und 0,51% Silber wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, um die Wirkung der Temperatm? auf den Wirkungsgrad bei der Auflösung von. Blei aus Galenit zu zeigen. Bei jedem Versuch wurden 100 g des zugeführten Sulfids in 2 Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 30 Amp.Std. ausgesetzt.

Temp e r atur(⁰C)

Korngröße

Anoden-Stromdichte Stoff

pH-Wert

erforderlicher Amp.Std.

Strom KgT Blei %A. gewonnenes Ag % gewonnenes Pb

80

-0,053	-0,053
129,2	129,2
4N NaCl	4-N NaCl
1.5	1.5
793	547
76	93
59,6	94

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BEISPIEL 8

Es wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, um die Wirkung der Anoden-Stromdichte auf den Wirkungsgrad bei der Auflösung von Kupfer aus einem Chalcopyrit-Konzentrat zu
zeigen. Bei jedem Versuch wurde eine Aufschwemmung von
200 g zugeführten Sulfids in 1800 ml

des Elektrolyten benutzt und einer Strommenge von 30 Amp,, Std. ausgesetzt.

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	Anoden- Stromdichte	12,9	.88	25,8	51,6	129,0	258,0	516,0	645,0	I ru
	Stoff	4N NaCl ■		4N UaCl	4N ITaCl	4N NaCl	4N NaCl	4N NaCl	4N NaCl	VJl I
	pH-iert	5.0	5,0	5,0	0,5	0,5	0,5	0,5
	Temperatur ( C)	80	80	80	80	80	80	80
»ο	Korngröße	-0,055	-0,055	-0,055	-0,055	-0,055	-0,055	-P,O55
ο CD OO	erforderlicher Strom	1640	• 2020	1800	1550	1470	2000	1123
CO	gewonnener Schwe-·						>■
i/0756	fei	.77	.89	.91	.92	.80 "	.85

Wie festzustellen ist, ist der Wirkungsgrad durch, die Verwendung hoher Stromdichten nicht begrenzt.

220472«

BEISPIEL

Unter Verwendung eines handelsüblichen Zinksulfidkonz-enticats mit 48,7% Zink und 3»O% Blei wurde eine Versuchsreihe durchgeführt, um au zeigen, daß das Verfahren auch bei hohen Anoden-Stroindichten durchführbar ist „ Bei jedem Versuch vurden 300 g des Konzentrats'in 2 Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 60 Amp.Std. ausgesetzt.

Anoden-	32,3	64,6	•	.60	129,2	382,4	516,5
Stromdichte	1,5	1.5		1.5	1.5	1.5
pH-Wert	80	80	80	80	80
Temperatur (⁰C)	-0,053	-0,053	-0,053	-0,053	-0,053
Korngröße	4N NaCl	4N NaCl	4N NaCl	4N NaCl	4N KaCl
Stoff
erforderlicher	1371	1157	1168	1283	1353
Strom Amp.Std.
kg Zink	.59	.64	.60	—
S (gm/gm Zn)

Es ist zu erkennen, daß das Verfahren auch bei hohen Stromdichten mit einem hohen Wirkungsgrad arbeitet.

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BEISPIEL 10

Um den Einfluß der Korngröße des augeführten Sulfids auf den Wirkungsgrad der Auflösung von Kupfer aus Chalcopyritkonzentrat zu zeigen, wurde eine Versuchsreihe durchgeführt. Bei jedem Versuch würde eine Aufschwemmung von 50 g Konzentrats in 1800-ml benutzt und einer Strommenge von 30 Amp.Std. ausgesetzt.

Korngröße	+ 0,177	- 0,25	- 0,053
Stoff	2N HaCl	2N NaCl	2N NaCl
pH-Wert	2.3	2.4	3.0
Temperatur (⁰C)	70	70	70
Anoden-Strom dichte	258,0.	258,0	258,0
erforderlicher Strom	9670	7480	4780

Die äußerst starke Verbesserung bei Benutzung einer kleinen Korngröße ist sofort erkennbar.

BEISPIEL 11

Unter Benutzung eines handelsüblichen Zinksulfidkonzentrats mit 48,7%'Zink und 3% Blei wurde eine Versuchsserie durchgeführt, um zu zeigen, daß Kalziumchlorid ein geeigneter

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Stoff für den Elektrolyten ist. Bei jedem Yersvah viuvden 300 g des Konzontrags in 2 Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Str ommerigo von-60 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff 8M" CaCl₀ 8N CaCl₀ 4N CaCl,.

C. CL C-

Anoden-Stroin-

dichte 587,4 258,4 129,2

ph-wert 0,1 0.1 1.4 ·

Temperatur (⁰C) 80 ?0 ⁴ 70

Korngröße -0,053 ~O,O53 ~O,O53

erforderliche!¹

Strom 1157 1168 -1012

S°(gm/gm Zn) .52 -53 .46

Die Eignung von Kalziumchlorid als Elektrolytstoff ist klar erkennbar.

BEISPIEL 12

Dieses Beispiel veranschaulicht die Durchführbarkeit des Verfahrens bei einer Chloridsalzkonsentration des Elektrolyten, die bei einer 1-normalen Lösung liegt. Als zugeführtes Mineral wurden 200 g des vorstehend benutzten Chalcopyritkonzentrats verwendet und in 2' Litern des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 30 Amp.Std. ausgesetzt.

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Stoff	IN NaCl
pH-Wert	0.5
Temperatur (⁰C)	80
Korngröße	~O,O53
erforderl. Strom	1420
Anoden-Stromdichte	129,0
gewonnener Schwefel	0.94

BEISPIEL 13

Es wurde ein Versuch durchgeführt, um zu zeigen, daß zusammen mit dem Kupfer Spurerimetalle gewonnen werden können·. Zugeführt wurden 2 kg des Chaloopyritkonzentrats, das in 27 Litern eines Elektrolyten dispergiert wurde und einer Strommenge von 400 Amp.Std* ausgesetzt- wurde.

Stoff - 5ϋϊ KCl

pH-Wert · 2.0

Temperatur (⁰C) 60

Korngröße , -0.053

Anoden-Stromdichte 516,0

erforderlicher Strom 3780

gewonnenes % Cu V 22.8

¹¹ % Zink 55.0

" % Blei . 71.0

" % Antimon 59.0

" % Selen 42.0

" % Cadmium 11.0

¹¹ % Wismuth 8.0

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Der verbleibende Eest enthielt 3 »7% elementaren Schwefels oder 0,46 g Schwefel pro g aufgelösten Kupfers. Die Spurenelemente befinden sich in der Lösung und können daher durch herkömmliche Verf ahreri ais der Lösung gewonnen werden.

BEIß P I E I, 14

Um die Wirksamkeit des Verfahrens auch bei Zuführung von nur einem kleinen Prozentsatz Kupfer enthaltenden Mineralien zu zeigen, wurde ein Versuch mit einem kupferhaltigen Pyritkonzentrat durchgeführt, das 3»9^ Kupfer in Form der Mineralien Covellit, Chalcocin und Chailcopyrit enthält.Eine zugeführte Menge von 150 g wurde in 2400 ml

des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 5 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff 4N NaCl

pH-Wert 3.0

Temperatur (⁰C) 80

Korngröße . -0,053 Anoden-Stromdichte 64,5 erforderlicher Strom 1540

Es ist festzustellen, daß eine Anoden-Stromdichte in der Größe-

von 64,5 mA/cm vollständig ausreichend ist, wobei nur etwa 1540 Amp.Std. pro kg Kupfer erforderlich sind»

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BEISFIEL

Unter Verwendung verschiedener kupferhaltiger Pyritkonzentrate, die 2% Kupfer enthalten, wurde ein Versuch durchgeführt. Eine augeführte Menge von 200 g wurden in 2400 ml des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 5 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff	4IT WaGl
pH-Wert	3-0
Temperatur (°0)	80
Korngröße	-0,053
Anoden-Str omdi ente	58.0
erforderl. Strom .	2040

Die Beispiele 14 und 15 zeigen, daß große Anoden-Stromdichten für Kupfersulfide enthaltende Pyrite wirkungsvoll sind.

BEISPIEL 16

Um die Wirksamkeit des Verfahrens auf Galenit zu zeigen, wurde ein Versuch mit einem handelsüblichen Bleikonzentrat durchgeführt, das 63»4% Blei enthält. Eine zugeführte Menge

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von 25b wurde in 1500 ml des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Stromnenge von 10 Anrp.Std. ausgesetzt.

Stoff	2N KCl
pH-Wert	2,0
Temperatur (⁰C)	70
Korngröße	-0.053 .
Anoden-Stronidichte	129,0
erforderl. Strom	804 ■

Der verbleibende Rest enthielt 28,9% elementaren Schwefele oder 0,154 S Schwefel für jedes g aufgelösten Bleis, was der stoichiometrischen Menge von Schwefel in dem Mineral Galenit entspricht.

BEISPIEL 17

Um die Wirkung des Verfahrens auf Zinksulfid zu zeigen, wurde ein Versuch mit handelsüblichem Zinkkonzentrat durchgeführt, das 48,7% Zink und 3% Blei enthält. Eine zugeführte Menge von 50g wurde in 1900 ml des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 30 Amp.Std. ausgesetzt.

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Stoff	2Ή KCl
pH-Wert	2.0
Temperatur (⁰C)	⁷⁰ er
Korngröße
Anoden-Stromdichte	129,0
erforderl. Strom	1290

Der verbleibende Rest enthielt 43*7% elementaren Schwefels oder 0,41 g pro g aufgelösten Zinks»

BEISPIEL i8

Mit einem gemischten Zink-Blei-Silber-Konzentrat wurde ein Versuch durchgeführt. Die Analyse des zugeführten Konzentrats ergab 35,4% Zink, 22,0% Blei und 0,021% Silber. Eine zugeführte Menge von 100 g wurde in 1700 ml des Elektrolyten
aufgeschwemmt und einer Strommenge von 60 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff	2N KCl 0.04N CaCl₂
pH-Wert	2.5
Temperatur (⁰C)	70
Korngröße	-0,053
Anoden-Stromdichte	258,0
erforderl. Strom	1115
gewonnenes Zink	85%
¹¹ Blei	100%
" Silber	81 %

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-54-

Der verbliebene Rest enthielt; 40,5 % elementaren Schwefels oder 0,268 g pro g aufgelösten Z'ink-Bleis.

Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit des Verfahrens auf· gemischte Blei-, Zink- und Silbererze. Das Beispielzeigt weiter die Äquivalenz dieser Metalle, und ihrer Sulfide in dem Verfahren.

BEISPIEL1c,

Ein Konzentrat mit niedrigem Zink-Kupfer-Gehalt wurde untersucht, das im wesentlichen Pyrit-Verunreinigungen enthält. Das Konzentrat enthält 5,9% Kupfer, 25,4% Zink und 20,2% Eisen. Das Kupfer lag hauptsätzlich in Form von "Chalcopyrit vor. Eine zugeführte Menge von 200 g wurde in 5800 ml des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge von 50 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff	4N RaCl
pH-Wert	2.'5
Temperatur (⁰C)	80
Korngröße	-0,055
Anoden-Stromdichte	129,0
erforderl. Strom	1558
gewonnenes % Kupfer	51,5
¹¹ % Zink	56,2 '

Die Beispiele 18 und 19 zeigen die Wirksamkeit des Verfahrens für Sulfidmischungen der Metalle, bei denen das Verfahren wirksam ist. Zusammen mit anderen Beispielen zeigen auch sie die

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V/irksamkeit den Verfahrens für diese Metalle«

BEISPIEL· 20

Eine zugeführte Menge von 2CO g eines einen geringen Bestandteil an Gold enthaltenden Erzes, das 0,014 g pro kg Gold und 2,7% Arsen enthält, wurde in 1600 ml des Elektrolyten aufgeschwemmt und einer Strommenge ■von 15 Amp.Std. ausgesetzt.

Stoff	28 NaCl
Temperatur ( C)	70
Korngröße
Anoden-Stromdichte	64,5
"erforder. Leistung	36 KWh/gramm Gold
gewonnenes Gold	50%
gewonnenes Arsen	32%

Die Ergebnisse zeigen, daß das Verfahren auch zur Gewinnung von Gold oder Arsen benutzbar ist.

BEISPIEL 21

400 g herkömmlichen Nickelsulfid-Konzentrats, das 8,33% Nickel, 0,3% Kobalt, 5,16% Kupfer und 37,8% Eisen ent-

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hält, wurde in 2 Litern aufgeschwemmt und in einer mit einer Scheidewand versehenen Zelle einer Strcmmenge von 6Ö Amp.Std. ausgesetzt. Die Ko:ungiO$e betrug "0,053·

1 2 . ' 'Ί 4"

Stoff	4N NaCl	4N	ITaCl	'4N NaCl	I33s/c Na2o04 61.7s/c NaCl
pH-Wert	0.5	0.5		0.5	0.5
Temperatur (⁰C)	80	30		50	• 80
Anoden-Strom dichte	129,2	129	,2	129,2·	129,2
In Lösung
gm JTe	69,5	21,	0	27,7	72,6
gm Ni	6.5	2.	8	3.1	3.8
gm Cu	6.4	3.	3	3.9	2„2
gm 3	42,2	. 7,	8	11.4	27.2
% theoretisch	89.5	4-5«	7	58.0	57.0

Die ausgezeichnete Extraktion des Nickels innerhalb der angegebenen kritischen Grenzen ist aus dem Versuch 1 zu erkennen. Die ungünstige Wirkung einer Betriebstemperatur, die kleiner ist als die angegebene, ist den Versuchen 2 und 3 zu entnehmen. Es zeigt sich, daß die beim Versuch 4 angegebene Salzmischung bei dem hier angegebenen Konzentrat unterlegen ist.

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>7-

BEISPI E L

400 g eines Nickel-Kupfersulfid-Konzentrats, das 8,3% Nickel, 5,16% Kupfer und 37,8% Eisen enthielt, wurde in 2 Litern ' einer mit einer Scheidewand versehenen Zelle aufgeschwemmt und einer Strommenge von 60 Amp.Std. ausgesetzt= Die Korngröße betrug -0,053.

Ver- . Versuch 1 such

Säuregehalt

oder pH-Wert 5% HCl 0.5

Stoff 4-N NaCl 4N NaCl

Temperatur (⁰C) 80 80

Anoden-Stromdichte 129,2 129,2

gm Pe 71,8 69,5

gm Ni . . 5·6 6;5 gm Cu 3.5 6.4

gm S 52.8 4-2.2

Ver- Versuch]) such 4-

1.5 2.0

4-N. NaCl 4N NaCl 80
129,2

51.3 3.2
5.4·

36.3

80

•129,2

37.8 1.2 1.1

28.6

Versuch

4-.O

4-N NaCl

80

129,2

9.8

0.6

22.2

Die besseren Ergebnisse bei höheren Säuregehalten sind klar zu erkennen. Eine Arbeitsweise bei einem PH-Wert von 4-,O ist un-

befriedigend.

BEISPIEL

800 g eines Kobalt-Kupfersulfid-Konzentrats, das 8% Kupfer, 2,32% Kobalt und 33% Eisen enthält, wurde in 2 Litern einer

2 π Q A

mit einer Scheidewand versehenen Zelle aufgeschwemmt und einer Stroimnenge von 120 Amp.Std. ausgesetzt« Die Korngröße "betrug -0,053·

Stoff	4N Na-Cl
pH-Wert	0.5
Temp eratur ("C)	80
Anoden-Stromdichte	258,4
In Lösung
gm Fe	84.4
gm Cu	27^7
gm Co	1.2
gm Elementarer S	35-0

Dieses Beispiel zeigt, daß das Verfahren auch bei Kobalt anwendbar ist.

Der in den Beispielen angegebene Leistungsverbrauch befindet sich durchaus in den Grenzen handelsüblicher Bedingungen, unter denen große Mengen von Metallen aus
ihren Sulfiderzen und gemischten Sulfiderzen gewonnen
werden. Die Kosten zur Gewinnung der Metalle aus den
Elektrolyten nach der Elektrolyse durch herkömmliche
Verfahren sind vergleichsweise klein. Das Verfahren erlaubt die Gewinnung bemerkenswerter Ausbauten auch solcher Metalle, die lediglich als Spurenmetalle vorhanden

&** tfo ¹T^ ΐ*· Ρ**¹ if* ,■ ί'5

i ο a β j b / y

sind. Der hohe Prozentsatz gewonnenen Schwel'eis aus den Sulfiden als el eine η "Gar er Schwefel vermindert in erheblichem Maße die Er ob leine der Umweltverschmutzung, die in Verbindung mit anderen Verfahren nuftreten. Die erfindunjrsgemäßen Verfahren ermöglichen die Gewinnung von Metallen aus ihren Sulfiderzen und gemischten Sulfiderzen in einer solchen Weise, die komcieraiell durchführbar und ohne Verschmutzung der Umwelt ausführbar ist.

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Claims

Patent an s prü ehe

1. Elektrolyse-Verfahren zur Dissoziation von Metalle« aus ihren Sulfiden und SuIfidmischungen, dadurch g e -' kennzeichnet, daß als Elektrolyt eine vrär-trige, säurehaltige Lösung mindestens eines Gbloridsalses eines Alkali- oder Erdalkalimetalls benutzt wird, die
eine Konzentration von 1-normal bis zur Sättigung hat, daß ein festes Sulfid des zu dissoziierenden Metalls
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße-von weniger als 0,250 mm lichter Masebenweite (60 Maschen US--Norm) mit dem Elektrolyten gemischt wird, daß die Temperatur· des so gebildeten Stoffes zwischen etwa 60° und 105°C
gehalten wird, daß der PH-Wert des Stoffes unter 3,9
gehalten wird und daß der elektrische Strom in der
Zelle eine Anoden-rStromdichte von über etwa '12,9 mA/cm erzeugt.

2. Verfahrjen zur Gewinnung von in den Gruppen IB, IXB, VA und VEA des Periodischen Systems der Elemente enthaltenen Metallen sowie Kobalt, Nickel und Blei aus ihren Sulfiden oder Sulfidmxschungen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Elektrolyt in Form einer
wässrigen, säurehaltigen Lösung mindestens eines Chlorid-

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salze« aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalimetall-Chloriden hergestellt wird, wobei die Lösung eine Konzentration zwischen 1-normal und Sättigung aufweist, daß mit dem Elektrolyten eine feste Beimengung mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,250 mm' lichter Maschenweite (60 Maschen nach US-lTorm) gemischt wird, die ein Sulfid oder ein Bulfidgemisch mindestens eines der zu gewinnenden Metalle enthält, daß die Tempe-.ratur des Elektrolyten zwischen etwa 60 und 150. C und der PH-Wert unter 3?9 gehalten wird und daß durch den Elektrolyten ein elektrischer Strom gaschickt wird, xler eine Anoden-Stromdichte von mehr als etwa 12,9 mA/cm erzeugt, um damit die Metallsulfide oder -sulfidmischlingen in Metallionen und elementaren Schwefel zu dissoziieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß aus der genannten Gruppe von Metallen, Antimon, Arsen, Wismuth, Kadmium, Kobalt, Kupfer, Gold, Blei, Nickel, Selen, Silber, und Zink ausgewählt werden. ·

4-, Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Metalle aus der Gruppe von Antimon, Arsen, Wismuth, Kadmium, Kupfer', Gold, Blei, Selen, Silber und Zink, ausgewählt v/erden, in der die Sulfide oder Sulfidmischungen einan spezifischen Widerstand von mindestens 1 χ 10~.yi_~- (1 χ 10""-⁷ 0hm . cm) haben. . .·

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5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i c huOi e t , daß die Metalle aus ihren Sulfiden oder Sulfidinischungen in Gegenwart von Eisensulfiden gewonnen warden.

δ."Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 "bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß als Alkalimetallchloride Chlornatrium und Chlorkalium und als Erdalkalimetallchloride Kalzium- und Bariumchloride verwendet werden.

7»Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß -als Metall Kupfer und ein PH-Wertvon zwisehen etwa 0,5 und 3>O verwendet werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Metall aus der Gruppe von Zink, Blei und Silber gewählt und ein PH-Wert.von zwischen etwa 0,5 und 3jO verwendet werden.

9.Elektrolyse-Verfahren zur Dissoziation von Sulfiden und Sulfidmischungen von Metallen der Gruppen IB, HB, VA, VIA sowie Nickel, Kobalt und Blei, dadurch gekennzeichnet , daß die Sulfide mit einem Elektrolyten gemischt werden, wobei der Elektrolyt einen Säuregehalt von mehr als 5% in Gegenwart eines Chloridsalzes hat, das aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalimetallchloride gewählt wird, und im wesentlichen keine Sulphationen aufweist.

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10«, Verfahr en. nach mindestens einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , ' daß die "bei der Dissoziation erzeugten Metallionen und der elementare Schwefel'getrennt in einem weiteren Verfahrensschritt gewonnen werden,

11. Verfahren zur Gewinnung von Metallen der Gruppen IB, HB, VA, VIA des Periodischen Systems der Elemente sowie Nickel, Kobalt und Blei aus ihren Sulfiden und SuIfidmischungen sowie Mischungen aus diesen, dadurch gekennzeichnet , daß eine elektrolytische Dissoziation unter Bildung von elementarem Schwefel nach einem der in der Beschreibung angegebenen Beispiele durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem äer vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn.zeichnet , daß mindestens 70 % des ursprunglich in SuIfidforra vorliegenden Schwefels als elementarer Schwefel gewonnen wird.

13. Schwefel, sofern er nach einem durch einen der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichneten Verfahren gewonnen wird. ·

14-. Metalle und Ketallionen, sofern sie nach einem durch einen der Ansprüche -1 bis 12 gekennzeichneten Verfahren gewonnen werden.

C 209835/07S6

ORIGINAL¹ INSPECTED