DE2228193A1

DE2228193A1 - Verfahren zum chlorieren von metallsulfidmaterialien zur erzeugung von metallchloriden

Info

Publication number: DE2228193A1
Application number: DE2228193A
Authority: DE
Inventors: Samuel Mark Polinsky
Original assignee: Kennecott Copper Corp
Current assignee: Kennecott Corp
Priority date: 1971-06-10
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1973-01-04
Also published as: US3988417A; CA964037A

Description

Dipl.-ing. H. MITSCHERUCH 8 MÖNCHEN 22,

r%· ι ι u nikirrukilkui Steinsdorfstra8e 10

D.pl.-Ing. K. GUNSCHMANN _{Telefon: ( J1}} .„_66M

Dr. rer. nat. W. KÖRBER Dipl.-Ing. J. Schmidt-Evers

PATENTANWÄLTE

9. Juni 1972

KEMECOTT COPPER CORPORATIOIi

East 42nd Street

Hew York, N.Y., V.St.A. 999P1Q?

Patentanmeldung

Verfahren zum Chlorieren von Metallaulfidmaterialien zur Erzeugung von MetallChloriden

Die Erfindung bezieht sich auf hydrometallurgische Verfahren zum Chlorieren von Metallsulfiden mit dem Zweck der Erzeugung von Metallchloriden.

Zwar sind "bereits hydrometallurgische Verfahren bekannt, doch werden viele Metalle aus ihren Erzen gewöhnlich mit Hilfe eines Schmelzvorgangs gewonnene Beispielsweise werden Kupfersulfiderze normalerweise Konzentrationsverfahren unterzogen, und die Konzentrate werden dann geschmolzen, um unreines metallisches Kupfer zu erzeugen, das dann bis auf den gewünschten Reinheitsgrad raffiniert wird. Die in den Konzentraten enthaltenen Schwefelverbindungen bilden während der Verarbeitung des Erzes bei dem Schmelzvorgang gasförmige Schwefeloxide.

Diese Erzeugung großer Mengen von Schwefeloxidgasen, die eine Luftverunreinigung bewirken, wenn sie an die Atmosphäre abgegeben werden, bildet einen der Hauptnachteile der genannten Schmelzverfahren. In vielen Staaten widmen die verschiedensten Behörden der Frage der Vermeidung einer Luftverunreinigung eine zunehmende Aufmerksamkeit; dies

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gilt insbesondere für das Einleiten gasförmiger Schwefeloxide in die Atmosphäre, Im Hinblick hierauf wird auf dem Gebiet der Metallurgie die Anwendung hydrometallurgischer Verfahren als vorteilhafte Alternative zum Schmelzen von Erzen betrachtete

Zti den bereits vorgeschlagenen hydrometallurgischen Verfahren gehören solche, bei denen ein Chlorierungsmit— tel benutzt wird, um die Erze zu chlorieren und Chloride der jeweils zu gewinnenden Metalle su erzeugen, woraufhin die Metallchloride einer weiteren Behandlung unterzogen werden, um das betreffende Metall zu gewinnen. Bei der Anwendung von Ghlorierungsverfahren ergeben sich jedoch zwei Hauptprobleme. Erstens benötigt man im VergMch zum stöchiometrischen Bedarf große überschüssige Mengen des Chlorierungsmittels j wenn aus den Mineralien die gewünschten Metalle gewonnen werden .sollen, and Ca die Chlorierungsmittel teuer sind, werden die Kosten solcher Verfahren so hoch, daß sich ihre Anwendung aus wirtschaftlichen Gründen von selbst verbietet_a Zweitens zeigt es sich dann, wenn die zu gewinnenden Metalle in ihre Chloride verwendelt worden sind, daß es äußerst schwierig ist, die Metallchloride von dem elementaren Schwefel zu trennen, der von den Sulfidmineralien abgegeben wird und in dem Reaktionsmedium zusammen mit den Metallchloriden enthalten ist. Versuche zum Entfernen des Schwefele durch eine Verflüchtigung haben gezeigt, daß es erforderlich ist, Temperaturen von über 445 C, dem Siedepunkt von Schwefel, aufrechtzuerhalten, und diese Notwendigkeit führt su einem hohen Kostenaufwand. Bis Jetzt haben diese Probleme dazu geführt, daß das Chlorierungsverfahren als Alternative zu dem bis jetzt gebräuchlichen Verfahren zum Schmelzen von Sulfiderzen nicht ernsthaft in Betracht gezogen wurde»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, auf die Verwendung gro-

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ßer überschüssiger Mengen von Chlorierungsmitteln beim Chlorieren der in Sulfiderzen enthaltenen Metalle zu verzichten. Ferner ist gemäß der Erfindung ein Verfahren geschaffen worden, das es auf einfache und "bequeme Weise ermöglicht, in dem Reaktionsmedium die Metallchloride und den elementaren Schwefel voneinander zu trennen, ohne daß es erforderlich ist, mit hohen Temperaturen zu arbeiten, um den Schwefel zu verflüchtigen.

Gemäß der Erfindung werden die in einem Sulfiderz enthaltenen Metalle chloriert, um Metallchloride au erzeugen; zu diesem Zweck wird das Erz mit einer ausreichenden Menge einer ein Chlorierungsmittel enthaltenden lösung in Berührung gebracht. Dies geschieht "bei einer Temperatur, die unter dem Siedepunkt der Lösung des Reaktionsmittels liegt. Während der Chlorierungsreaktion wird elementarer Schwefel erzeugt, der in dem Reaktionsmedium in Lösung gebracht wird. Die in der Reaktionsmittellösung nicht löslichen Metallchloride werden auf bekannte Weise aus der Lösung gewonnen, z. B. durch eine Filtration, auf die eine Auülaugung mit Wasser folgt, die dazu dient, die wasserlöslichen Metallchloride von den unlöslichen Stoffen zu trennen, zu denen auch das Ganggestein des Sulfiderzes gehört. Der elementare Schwefel bleibt in der Reaktionsmittellösung gelöst.

Die Lösung des Chlorierungsmittels enthält mindestens zwei Beatandteile, und zwar erstens ein Chlorierungsmittel mit einem labilen Chloratom, das die Fähigkeit hat, mit den in dem Sulfidmaterial enthaltenen Metallen zu reagieren, so daß Metallchloride entstehen, und zweitens mindestens ein flüssiges Kohlenwasserstofflösungsmittel, das in Wasser unlöslich ist, die Fähigkeit jedoch hat, sowohl den aus den Sulfidmaterialien stammenden Schwefel als auch das Chlorierungsmittel in Lösung zu bringen. Wenn die gesamte in dem

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Sulfiderz enthaltene Metallmenge in Metallchloride verwandelt werden soll, ist es erforderlich, daß die Reaktionsmittellösung das Chlorierungsmittel mindestens in einer Menge enthält, die dem stöchimetrischen Bedarf entspricht, damit die gesamte Metallmenge mit dem Chlorierungsmittel reagieren kann. Die Reaktion spielt sich während einer Zeitspanne ab, die ausreicht, um im wesentlichen alle vorhandenen Metalle zu chlorieren und den in den Sulfiden enthaltenen Schwefel als elementsparen Schwefel freizusetzen.

Zu den geeigneten Chlorierungsmitteln, die ein labiles Chloratom aufweisen, gehören Schwefelchlorür, Schwefeldichlorid, sowie weitere Chlorierungsmittel, von denen bekannt ist, daß sie geeignet sind, Metalle zu chlorieren. Das flüssige Kohlenwasserstofflösungsmittel wirkt als Träger für das Chlorierungsmittel, und es muß die Fähigkeit besitzen, das Chlorierungsmittel ohne Rücksicht darauf, ob es flüssig oder fest ist, in Lösung zu bringen, und es muß geeignet sein, den während der Reä&ion entstehenden elementaren Schwefel zu löseni zu den bevorzugt verwendeten Kohlenwasserstofflösungsmitteln gehören chlorhaltige aliphatisch^ und aromatische Kohlenwasserstoffe, da diese im Vergleich zu den nicht substituierten flüssigen Kohlenwasserstoffen in einem größeren Ausmaß die Fähigkeit.haben, Schwefel zu lösen.

Das Kohlenwasserstofflösungsmittel bildet ein kompatibles Medium für die Reaktion zwischen dem Chlorierungsmittel und dem Metallsulfid, so daß es nicht erforderlich ist, große überschüssige Mengen des Chlorierungsmittels zu verwen-*· den. Außerdem läßt sich der gelöste elementare Schwefel leicht von den unlöslichen Metallchloriden in dem Reaktionsmedium trennen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Die Zeichnung veranschauliolrfc in Form, eines Fließ— bildes ein Verfahren, wie es "bei einem Kupfersulfidkonzentrat angewendet wird, und "bei dem eine Reaktionsmittellösung verwendet wird, die als Chlorierungsmittel Schwefelchlorür enthält, das mit einem Dichloräthankohlenstoff-Lösungsmittel gemischt ist.

Gemäß der Zeichnung wird die gewünschte Menge eines im Wege der Flotation gewonnenen Kupfersulfidkonzentrat in einer Chlorierungsvorrichtung in Berührung mit einer Reaktionsmittellösung gebracht, "bei der es sich um ein binäres Gemisch aus Schwefelchlorür als Chlorierungsmittel und Dichloräthan als Kohlenwasserstofflösungsmittel handelt; diese Reaktionsmittellösung bewirkt, daß Kupfer- und Eisenchloride gebildet werden, die in der Reaktionsmittellösung unlöslich sind, und daß elementarer Schwefel freigesetzt wird, der in der Reaktionsmittellösung löslich ist. Die Reaktion wird in der Chlorierungsvorrichtung während einer ausreichenden Zeitspanne durchgeführt, die gewöhnlich etwa 30 min beträgt, wobei gewöhnlich eine Temperatur von etwa 75° C aufrechterhalten wird.

Das Reaktionsgemisch, welches die unlöslichen Kupfer- und Eisenchloride, das Ganggestein und den gelösten Schwefel enthält, wird filtiiert, um die unlöslichen Stoffe von der Reaktionsmittellösung zu trennen. Die Kupfer- und Eisenchloride werden dann in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 300° C kalziniert, und zwar in einer Stickstoffatmosphäre oder einer anderen chemisch neutralen Atmosphäre, um die flüchtigen Eisenchloride auszutreiben. Man kann die verflüchtigten Eisenchloride mit Sauerstoff reagieren lassen, um Eisenoxide zu erzeugen, wobei freies Chlorgas entsteht, das verwendet werden kann, um die Reaktionsmittellösung zu regenerieren, die als Chlorierungsmittel Schwefelchlorür enthält,

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— D —

Nach dem Kalzinieren werden die zurückgebliebenen wasserlöslichen Kupferchloride mit Wasser ausgelaugt und einem Zement!erungsverfahren unterzogen, "bei dem feinkörniges gebrochenes Kupfer als Ausfällungsmittel verwendet wird. Die ausgefällten Kupferchloride werden filtriert und einer Elektrolyse unterzogen, um metallisches Kupfer zu gewinnen, wobei freies Chlorgas entsteht. Alternativ kann man das wasserlösliche Kupferchlorid einer Elektrolyse derart unterziehen, daß metallisches Kupfer entsteht und sich an der Anode gasförmiges Chlor und Wasserstoff bilden.

Das Verfahren läßt sich zyklisch durchführen; hierbei wird das Schwefelchlorür dadurch regeneriert, daß man das gasförmige Chlor, das bei der Reaktion von Eisenoxiden mit Sauerstoff und bei der Elektrolyse des Kupferoxids entsteht, mit dem elementaren Schwefel reagieren läßt, der aus der Reaktionsmittellösung gewonnen wird. Das Dichloräthan kann dadurch zurückgewonnen werden, daß periodisch bestimmte Mengen der Reaktionsmittellösung abgezogen werden, die gelösten elemen-faren Schwefel enthält, und daß die Reaktionsmittellösung bei etwa 125° C destilliert wird, so daß man elementares Schwefel und gereinigten Dichloräthan erhält. Wird das Schwefelchlorür in dem gereinigten Dichloräthanlösungsmittel gelöst, erhält man eine regenerierte, das Chlorierungsmittel enthaltende Reaktionsmittellösung, die der Chlorierungsvorrichtung erneut zugeführt werden kann.

Zwar veranschaulicht die Zeichnung die Anwendung des Verfahrens zum Chlorieren von Kupfersulfid enthaltenden Stoffen, doch läßt sich das Verfahren auch bei jedem anderen Metallsulfide enthaltenden Material anwenden, bei dem ein Metallchlorid entsteht, wenn man es der Einwirkung eines geeigneten Chlorierungsmittels aussetzt. Beispielsweise kann man Zink-, Silber-, Blei-, Nickel-, Kobalt- und Mangansulfide unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung behandeln,

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um das betreffende Metall aus dem Mineral zu gewinnen, wobei im Gegensatz zu den gebräuchlichen Schmelzverfahren das Entstehen erwünschter Schwefeloxide vermieden wird. Ferner können andere Metalle, z. B. Aluminium, das in Tonen oder Aluniten in Form eines Sulfats oder Sulfids enthalten ist, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden, so daß das Aluminium in Form von Chloriden gewonnen wird. Im allgemeinen läßt sich jedes Metall, das ein Chlorid bildet, wenn es mit einem Chlorierungsmittel in Berührung gebracht wird, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiten.

Die das Chlorierungsmittel enthaltende Reaktionsmittellösung kann auch eine größere Zahl von Bestandteilen enthalten, z. B. mehrere flüssige Kohlenwasserstofflösungsmittel und/oder mehrere Chlorierungsmittel. Als typisches binäres System sei eine Reaktionsmittellösung genannt, bei der Chwefelchlorür in Dichloräthan gelöst ist.

Als typisches ternäres System sei ein Gemisch genannt, das sich aus Benzol, Dichlorbenzol als Lösungsmittel und Schwefelchlorür als Chlorierungsmittel zusammensetzt. Ein Vorteil eines solchen ternären Systems besteht darin, daß es möglich ist, die Fähigkeit des flüssigen Kohlenwasserctofflösungsmittels, Schwefel zu lösen, dadurch zu variieren, daß man das Verhältnis zwischen den Mengen der beiden in der Reaktionsmittellösung enthaltenen Kohlenwasserstofflösungsmittel variiert. Bei einem Lösungsmittelgemisch, das Benzol und Dichlorbenzol enthält, läßt sich die Fähigkeit, Schwefel zu lösen, je nach dem Verhältnis zwischen den Mengen der beiden Lösungsmittel in dem Gemisch um 60 Prozent bis 300 Prozent steigern. Ein weiterer Vorteil dieses ternären Systems besteht darin, daß sich die beiden Kohlenwasserstofflösungsmittel unterhalb einer Temperatur von 105 C voneinander trennen und zwei Schichten bilden. Oberhalb von 105 C lassen sich

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die "beiden Lösungsmittel vollständig mischen. Unterhalb von 105° C verwandelt sich jedoch das Gemisch aus Benzol und Dichlorbenzol in zwei Schichten, von denen die untere durch das Dichlorbenzol gebildet wird. Der Dichlorbenzolanteil kann bei der Chlorierungsreaktion bei einer Temperatur über 105 C mit Schwefel gesättigt und dann bei einer Temperatur unter 105° C abgezogen werden, um den größten Teil des elementaren Schwefels aus der Reaktionsmittellösung zu entfernen.

Allgemein gesprochen kann sich die Chlorierungsreaktion bei jeder beliebigen Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, jedoch unterhalb des Siedepunktes der gewählten Reaktionsmittellösung, die das Chlorierungsmittel enthält, abspielen. Bei den meisten Kohlenwasserstofflösungsmitteln und Chlorierungsmitteln sind keine Reaktionstemperaturen über etv/a 115° C erforderlich, doch kann gegebenenfalls auch mit höheren Temperaturen gearbeitet werden.

Um eine vollständige Chlorierung der in den Sulfidmaterialien enthaltenen Metalle zu gewährleisten, ist es erforderlich, daß in der Reaktionsmittellösung eine Menge des Chlorierungsmittels enthalten ist, die mindestens dem stöchiometrischen Bedarf bezogen auf die Konzentration der chlorierbaren Metalle in den Sulfidmineralien entspricht. Die Menge der das Chlorierungsmittel enthaltenden Reaktionsmittellösung, die benötigt wird, um eine bestimmte Menge des Sulfidmaterials zu behandeln, und eine vollständige Chlorierung der vorhandenen Metalle zu bewirken, richtet .sich nach der Konzentration des Chlorierungsmittels in der Reaktionsmittellösung. Das Verhältnis zwischen dem Chlorierungsmittel und dem flüssigen Kohlenwasserstofflösungsmittel in der Reakti'onsmittellösung kann entsprechend der Menge des in lösung zu bringenden und zu gewinnenden Schwefels variieren. Bei vielen Lösungsmitteln hat es sich gezeigt, daß

es "bei einem Mengenverhältnis von 1:1 möglich ist, die gesamte Metallmenge zu chlorieren und die gesamte Schwefelmenge in Lösung zu bringen; jedoch kann auch mit anderen Mengenverhältnissen gearbeitet werden. Wenn alle' wertvollen Metalle aus dem Sulfidmaterial gewonnen werden sollen, muß die verwendete Menge der Reaktionsmittellösung das ChIo-"rierungsmittel mindestens in einer dem stöchiometrischen Bedarf entsprechenden Menge enthalten, damit die gesamte vorhandene Metallmenge chloriert wird. Hierbei ist es nicht erforderlich, große überschüssige Mengen des Chlorierungsmittels zu verwenden.

Das als Bestandteil der das Chlorierungsmittel enthaltenden Reaktionsmittellösung verwendete flüssige Kohlenwasserstofflösungsmittel wird unter Berücksichtigung der Fähigkeit des betreffenden Kohlenwasserstoffs gewählt, Schwefel zu lösen und zusammen mit dem gewählten Chlorierungsmittel eine Lösung zu bilden. Es ist erwünscht, jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß das Chlorierungsmittel und das Kohlenwasserstofflösungsmittel nahezu bei der gleichen Temperatur zum Sieden kommen.

Bekanntlich veiJäuft die Löslichkeitskurve für Schwefel bei organischen Lösungsmitteln völlig anders als bei wässerigen Lösungsmitteln. Die Löslichkeitskurve für Schwefel in gesättigten Kohlenwasserstoffen steigt mit zunehmendem spezifischem Gewicht des betreffenden Kohlenwasserstoffs steiler an. Eine ausgeprägte Steigerung der Lösbarkeit von Schwefel bei 60° C ist für gesättigte Kohlenwasserstoffe kennzeichnend, und diese Steigerung steht nicht in einer direkten Beziehung zur Anzahl der Kohlenstoffatome in den Molekülen der betreffenden Verbindung. Bestimmte Kohlenwasserstoffe, wie Paraffine, Olefine, Diolefine, Naphtene und aromatische Kohlenwasserstoffe lösen größere Mengen von Schwefel bei steigender Temperatur und zunehmendem spezifischen Gewicht des

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Kohlenwasserstoffs. Bei den aromatischen Kohlenwasserstoffen geht die Fähigkeit, Schwefel zu lösen, zurück, wenn eine Methylgruppe eingeführt wird, während sich diese Fähigkeit vergrößert, wenn in den Ring ein Chloratom eingeführt wird. Somit führen Homologe von gesättigten Kohlenwasserstoffen oder chlorierten Kohlenwasserstoffen sowie Kohlenwasserstoffe vom Benzoltyp zu einer Steigerung der Fähigkeit, Schwefel zu lösen, und dies ist auf das höhere spezifische Gewicht und/oder darauf zurückzuführen, daß in das Kohlenwasserstoffgefüge ein Halogen eingebaut ist«

Die halogenisierten Kohlenwasserstoffe lassen sich mit den meisten organischen lösungsmitteln mischen und "bilden gute Lösungsmittel für Schwefel. Außerdem läßt sich ihre geringe Entflammbarkeit ausnutzen, um den Flammpunkt von in hohen Maße flüchtigen Lösungsmitteln zu erhöhen. Im allgemeinen kann man in der das Chlorierungsmittel enthaltenden Reaktionsmittellösung Lösungsmittel sowohl vom aliphatischen als auch vom aromatischen Typ verwenden, die entweder gerade oder verzweigte Ketten Mlden, wenn das Lösungsmittel in einem hinreichenden Ausmaß die Fähigkeit hat, Schwefel und das Chlorierungsmittel zu lösen. Zu den "bevorzugt verwendeten Kohlenwasserstofflösungsmitteln gehören die chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffe mit geraden oder sich verzweigenden Atomketten, z. B. Methylendichlorid, Dichloräthan und Dichlorpentan sowie Homologe derjenigen chlorhaltigen Kohlenwasserstoffen, die flüsäg und in Wasser im wesentlichen unlöslich sind. Ferner kann man aromatische Lösungsmittel verwenden, z. B. Benzol, Toluol, Xylol und andere aromatische Lösungsmittel. Die Lösungsmittel können eine ■beliebige substituierte Alkülgruppe enthalten, wie es z. B. bei Cyclohexylchlorid, BenzylChlorid oder N-Octylchlorid der Fall ist; diese Lösungsmittel sind flüssig und in V/asser nicht löslich. Somit kann man sowohl aliphatische als auch aromatische flüssige Kohlenwasserstofflösungsmittel verwenden, wobei die chlorierten Kohlenwasserstoffe in den

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-meisten Fällen zu einer Verbesserung der Fähigkeit, Schwefel zu lösen, führen. Vorzugsweise wird ein Kohlenwasserstofflösungsmittel verwendet, das in jedem Molekül nicht mehr als 25 Kohlenstoffatome enthält, denn die genannten Substituenten tragen erhehlich zum Molekulargewicht und zu den Kosten "bei, ohne daß sie die Brauchbarkeit des Lösungsmittels verbessern.

Zu den typischen Kohlenwasserstofflösungsmitteln, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind, gehören die nachstehend genannten:

Dichlormethan

Äthylchlorid

Dichloräthan

Beta-Trichloräthan

Trichloräthylen

Tri chloräthan

1,1,2,2-Tetrachloräthan

Tetrachloräthylen

Pentachiοrätnan

Isopropylchlorid

Allylchlorid (3-Chlorpropen-l)

Propylendichlorid (l,2-Dichlorpropan)

Tri chlorprop an

N-Butylchlorid

n-Amylchlorid (l-Chlorpentan)

Di chi ο rp e nt an

n-Hexylchlorid

Mono chlorbenzol

O-Dichlorbenzol

Trichlor"benzol

0,-P-Chlortoluol

Monochlortoluol

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Im Rahmen der Erfindung lassen sich weitere Verbindungen verwenden. Es ist nicht schwierig, die Wirksamkeit des "betreffenden Lösungsmittels festzustellen, da es nur erforderlich ist, das Ausmaß der löslichkeit von Schwefel in dem Lösungsmittel oder dem Lösungsmittelgemisch zu untersuchen.

Zu den Chlorierungsmitteln, die als Bestandteile der Reaktionsmittellösung verwendet werden können, gehören diejenigen Stoffe, die ein labiles Chloratom enthalten, das zum Chlorieren der Metallsulfide zur Verfügung steht. Außer dem schon genannten Schwefelchloriir lassen sich die nachstehend genannten Chlorierungsmittel verwenden:

Anorganische Chloride:

S₂Ci₂	* Schwefelchloriir
SCl₂	= Schwefeldichlorid
sci₄	= Schwefeltetrachlorid
	= Pyrosulfurylchlorid
S₂O₃Cl₄	= Schwefeloxytetrachlorid
SOCl₂	= Thionylchlorid
SO₂Ci₂	= Sulfurylchlorid
HCl	= wasserfreie Salzsäure
	= Phosphorpentachlorid
PCl₃	= Phosphortrichlorid
PSCl₃	= Phosphorsulfochlorid
POCl₃	= Phosphoroxychlorid

Organische Chloride:

Benzylchlorid

Ο-,ρ-Xyloldichlorid

T-Butylhypochlorit

Trichlormethansulfonylchlorid

n-Chloramide

n-Chlorsulfonamide

Jodbenzoldichlorid.

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Beispiel

Ein Kupfersulfidkonzentrat, das CuFeS₂ als Hauptbestandteil enthielt, wurde in der nachstehend beschriebenen Weise in rückgewinnbares Kupfer und Eisenchlorid verwandelt:

Eine 250 cm fassende Flasche mit rundem Boden wurde mit einem Rückflußkondensator und einem Thermometer ausgerüstet. In die Flasche wurden 100 g des Konzentrats (CuFeS₂), 75 g "bzw. 0,6 Mol S₂Cl₂ und 75 g "bzw. 0,8 Mol Dichloräthan eingeführt. Das Gemisch würde 30 min lang "bei 80° C in leichter Bewegung gehalten, um die Reaktion ablaufen zu lassen. Die unlöslichen Reaktionsprodukte wurden von dem Reaktionsgemisch durch Filtrieren getrennt und mit Wasser ausgelaugt. Analysen der Auslaugungslösung und des Rückstandes zeigten, daß das in dem Konzentrat enthaltene Kupfer und das Eisen vollständig in wasserlösliche Chloride verwandelt worden waren.

Um die Eisen- und Kupferchloride zu trennen, kann man vor oder nach dem Auslaugen mit Wasser "bekannte Verfahren anwenden. Der in dem Reaktionsmedium enthaltene Schwefel kann als elementarer Schwefel gewonnen werden; alternativ ist es möglich, den Schwefel in Schwefelchlorür oder Schwefeldichlorid zu verwandeln und die betreffende "Verbindung erneut mit dem Reaktionsmedium zu vereinigen.

Patentansprüche;

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

[JJ Verfahren zum Chlorieren von Metallsulfidmaterialien zum Zweck der Erzeugung von Metallchloriden, dadurch gekennzeichnet , daß ein Metallsulfidmaterial, das chlorierbare Metalle enthält, mit einer ausreichenden Menge einer Chlorierungsmittel-Reaktionsmittellösung bei einer Temperatur unter dem Siedepunkt der Reaktionsmittellösung während einer Zeitspanne in Berührung gebracht wird, die zum Chlorieren der Metalle ausreicht, um wasserlösliche Metallchloride, die in der Reaktionsmittellösung unlöslich sind, und elementaren Schwefel zu erzeugen, daß die Chlorierungsmittel- und Reaktionsmittellösung ein ChIrierungsmittel enthält, das ein labiles Chloratom aufweist, welches befähigt ist, mit den Metallen zu reagieren, um Metallchloride zu bilden, sowie mindestens ein flüssiges Kohlenwasserstoff lösungsmittel, das die Fähigkeit hat, Schwefel und das Chlorierungsmittel zu lösen, daß das Chlorierungsmittel in der Reaktionsmittellösung in einer Menge vorhanden ist, die mindestens dem stöchiometrischen Bedarf der in dem Metallsulfidmaterial enthaltenden Metalle entspricht, und daß das gebildete Metallchlorid aus dem Reaktionsgemisch gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierungsmittel- und Reaktionsmittellösung ein binäres System ist, das ein Chlorierungsmittel und ein Kohlenwasserstofflösungsmittel enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierungsmittel- bzw. Reaktionsmittellösung ein ternäres System ist, das ein Chlorierungsmittel und zwei Kohlenwasserstofflösungsmittel enthält.

2Ü9H8 1 /06Λ1
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 3» dadurch gekennzeichnet ,. daß das flüssige Kohlenwasser stoff lösungsmittel einen chlorhaltigen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff enthält*
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e y kennzeichnet , daß das flüssige Kohlenwasserstoff lösungsmittel ein chlorhaltiger Kohlenwasserstoff ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Chlorierungsmittel aus der Schwefelchloride umfassenden Gruppe gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Chlorierungsmittel Schwefelchlorür verwendet wird·
8· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Mengenverhältnis zwischen dem Chlorierungsmittel und dem flüssigen Kohlenwasserstoff lösungsmittel etwa 1:1 beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 8, dadurch gekennzeichnet , daß während der Reaktion eine Temperatur unter etwa 115° C aufrechterhalten wird.
10. Verfahren nach einem derAnsprüche 1 Ms 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallchloride aus dem Reaktionsgemisch durch eine Filtration gewonnen werden, und daß die Metallchloride danach mit Wasser ausgelaugt werden, um sie von den unlöslichen Stoffen zu trennen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsulfid ein Kupfersulfidkonzentrat ist.

Patentanwalt:

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