DE2323130A1 - INTERPRETATION OF SULPHIDE CONCENTRATES - Google Patents
INTERPRETATION OF SULPHIDE CONCENTRATESInfo
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Description
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The International Nickel Company of Canada Ltd.
Copper Cliff / Ont., CanadaThe International Nickel Company of Canada Ltd.
Copper Cliff / Ont., Canada
Auslaugung von SulfidkonzentratenLeaching of sulphide concentrates
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydrometallurgisches
Verfahren und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Nicht-eisenmetallwerten aus
Sulfidmineralien durch Oxidation einer wässrigen Aufschlämmung des Sulfidminerals.The present invention relates to a hydrometallurgical process and, more particularly, to an improved process for the recovery of non-ferrous metal values
Sulphide minerals by oxidation of an aqueous slurry of the sulphide mineral.
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Es gilt als allgemeine Regel, dass die Verwendung hoher Temperaturen die Kinetik der Auslaugungsreaktion erhöht und es werden kommerziell attraktivere Auslaugungsgeschwindigkeiten erhalten. Wenn die Sulfidmineralien jedoch in einer wässrigen Lösung bei Temperaturen oberhalb etwa 112°C, dem Schmelzpunkt des Schwefels, unter Bedingungen bei denen geschmolzener, elementarer Schwefel entsteht, oxidiert werden, so wird durch den in Freiheit gesetzten geschmolzenen elementaren Schwefel die weitere Reaktion dadurch "abgeschnitten", dass die unumgesetzten Sulfide benetzt und überzogen werden. Die mit Schwefel überzogenen unumgesetzten Sulfide reagieren sodann nicht weiter, wenn der Schwefelüberzug nicht auf irgendeine Weise entfernt wird. Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, eine heftige Rührung während der Auslaugung im Hinblick darauf anzuwenden, dass der Schwefelüberzug auf den unumgesetzten Sulfidoberflächen zerstört wird. Um die Nachteile, die mit einem aus geschmolzenem Schwefel bestehenden Überzug zu» sammenhängen, völlig zu vermeiden, ist auch vorgeschlagen worden, die Sulfidmineralien bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes von Schwefel auszulaugen. Dies stellt jedoch keine vollkommen zufriedenstellende Lösung dar, da bei Temperaturen unterhalb etwa 112 C einige Wichtei.» senmineralsulfide sich nur langsam umsetzen und andere überhaupt nicht reagieren. Chalcopyrit stellt ein gutes Beispiel eines Sulfidminerals dar, welches derartig unreaktiv ist, dass es nicht ohne vorhergehende thermische Behandlung mit industriell akzeptablen Geschwindigkeiten unter Verwendung herkömmlicher Laugen bei Temperaturen unterhalb etwa 1120C ausgelaugt werden kann. Es ist beispielsweise versucht worden, Konzentrate, die Chalcopyrit und mehr als etwa 10 % Pyrrotin enthalten, bei TemperaturenAs a general rule, the use of high temperatures will increase the kinetics of the leaching reaction and more commercially attractive leaching rates will be obtained. However, if the sulfide minerals are oxidized in an aqueous solution at temperatures above about 112 ° C, the melting point of sulfur, under conditions in which molten, elemental sulfur is formed, the further reaction is "cut off" by the released molten elemental sulfur "that the unreacted sulfides are wetted and coated. The sulfur-coated unreacted sulfides then stop reacting unless the sulfur coating is removed in some way. For example, it has been suggested to use vigorous agitation during leaching in order to destroy the sulfur coating on the unreacted sulfide surfaces. In order to completely avoid the disadvantages associated with a coating consisting of molten sulfur, it has also been proposed to leach out the sulfide minerals at temperatures below the melting point of sulfur. However, this is not a completely satisfactory solution because at temperatures below about 112 C there are some important things. " Senmineralulfide react only slowly and others do not react at all. Chalcopyrite is a good example of a sulfide mineral which is so unreactive that it cannot be leached at industrially acceptable rates using conventional alkalis at temperatures below about 112 ° C. without prior thermal treatment. For example, attempts have been made to process concentrates containing chalcopyrite and greater than about 10 % pyrrotine at temperatures
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oberhalb 112°C zu behandeln, wobei die oxidative Auflösung der mit dem Chalcopyrit verbundenen Kupferwerte anfangs mit wirtschaftlich günstigen Geschwindigkeiten erfolgt, wenn jedoch elementarer Schwefel erzeugt wird, bildet dieser geschmolzene elementare Schwefel-überzüge aus und "schneidet" die Oxidationsreaktionen ab.to be treated above 112 ° C, with the oxidative dissolution the copper values associated with chalcopyrite are initially carried out at economically favorable speeds, however, when elemental sulfur is generated, it forms molten elemental sulfur coatings and "cuts off" the oxidation reactions.
Es ist nun gefunden worden, dass Sulfidmineralien von llicht-eisenmetallwerten in sauren wässrigen Lösungen bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel unter Minimierung der Überzugswirkung des in Freiheit gesetzten elementaren Schwefels oxidiert werden können.It has now been found that sulphide minerals of light ferrous metal values in acidic aqueous solutions at temperatures above the melting point of sulfur can be oxidized while minimizing the coating effect of the released elemental sulfur.
Allgemein gesprochen wird durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von zumindest einem Mineralsulfid in eine? wässrige) Suspension bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel zur Oxidierung zumindest eines Teils des sulfidischen Schwefels zu elementarem Schwefel in Betracht gezogen. Die Verbesserung umfasst die Zugabe eines oberflächenaktiven Stoffes zu der wässrigen Suspension in kleinen^jedoch wirksamen Mengen zur Minimierung der Benetzung und des Überzugs des Sulfidminerals durch geschmolzenen elementaren Schwefel, so dass die Oxidation des Sulfidschwefels fortgeführt werden kann.Generally speaking, the invention provides an improved method of treating at least one mineral sulfide in a? aqueous) suspension at temperatures above the melting point of sulfur for oxidation at least of a part of the sulphidic sulfur is considered to be elemental sulfur. The improvement includes the addition of a surfactant to the aqueous suspension in small but effective amounts to minimize wetting and coating of the sulphide mineral by molten elemental sulfur, see above that the oxidation of the sulphide sulfur can continue.
Sine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in der Behandlung eines Sulfidminerals von zumindest einem llicht-eisenmetallwert, der unter Kobalt, Kupfer, Blei, Nickel und Zink aus Sulfidmineralien ausgewählt ist, mit sauren wässrigen Lösungen unter oxidativen Bedingungen bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel um- elementaren Schwefel in Freiheit zu setzen und die Nicht-eisen-An advantageous embodiment of the invention consists in the treatment of a sulfide mineral of at least one light-ferrous metal value, which is among cobalt, copper, lead, nickel and zinc is selected from sulfide minerals, with acidic aqueous solutions under oxidative conditions at temperatures above the melting point of sulfur in order to set elemental sulfur free and the non-ferrous
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metallwerte aufzulösen. Eine Aufschlämmung eines fein zerteilten Sulfidminerals des Nicht-eisenmetallwertes und eine saure wässrige Lösung, die ein oberflächenaktives Reagens in einer kleinen jedoch wirksamen Menge zur Minimierung der Benetzung und des Überzugs des Sulfidminerals durch geschmolzenen Schwefel enthält, wird auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel zur Oxidation zumindest eines Teils des Sulfidschwefels zu elementarem Schwefel und zur Auflösung des Nichteisenmetallwertes erhitzt.dissolve metal values. A slurry of a finely divided sulfide mineral of non-ferrous metal value and an acidic aqueous solution containing a surface active reagent in a small but effective amount to minimize wetting and coating of the sulphide mineral by molten sulfur to a temperature above the melting point of sulfur for the oxidation of at least part of the sulphide sulfur heated to elemental sulfur and to dissolve the non-ferrous metal value.
Erze, Erzkonzentrate, Auslaugungsrückstände oder andere metallurgische Zwischenprodukte, die zumindest ein Metall enthalten, welches.aus der aus Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Nickel und Zink bestehenden Klasse ausgewählt ist, können durch das erfindungsgemässe Verfahren behandelt werden. Es ist aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, wenn das Erz oder das Erzkonzentrat zumindest einen Nicht-eisenmetallwert enthält, der aus der aus Kobalt, Kupfer, Blei, Nickel oder Zink bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Beispiele dieser Sulfidmineralien schliessen, wenngleich die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, Chalcopyrit, Pentlandit, Chalcocit, Sphalerit, Cubanit, Galenit, Pyrrhotin, Violarit, Covellin, Digenit, Millerit, Bornit, Kobaltglanz, Polydymit und Eisenmonosulfid, das durch Erhitzen von Eisenpyriten in nicht oxidierenden Atmosphären zur Entfernung der instabilen Stoffe erzeugt wurde, ein.Ores, ore concentrates, leachate or other metallurgical intermediates that contain at least one metal which is selected from the class consisting of cobalt, copper, iron, lead, nickel and zinc be treated by the method according to the invention. For economic reasons it is advantageous if that Ore or the ore concentrate contains at least one non-ferrous metal value derived from cobalt, copper, lead, Nickel or zinc existing group is selected. Examples of these sulfide minerals include, albeit the Invention is not limited to chalcopyrite, pentlandite, chalcocite, sphalerite, cubanite, galena, pyrrhotite, Violarite, Covellin, Digenite, Millerite, Bornite, Cobalt luster, Polydymite and iron monosulphide, which is produced by heating iron pyrite generated in non-oxidizing atmospheres to remove the unstable substances.
Es ist nicht erforderlich, dass das Erz, das Erzkonzentrat oder das metallurgische Zwischenprodukt in irgeneiner Weise ausser einer vorbereitenden Zerkleinerung oder Zermahlung zur Erhöhung des Oberflächengebiets des Materials zur Erleichterung der Auslaugungsreaktion vorbehandelt wird. InIt is not necessary that the ore, the ore concentrate or the metallurgical intermediate in any way other than preliminary crushing or grinding is pretreated to increase the surface area of the material to facilitate the leaching reaction. In
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den meisten Fällen ist eine Vermahlung auf 100 % kleiner als 149 Mikron (100 % minus 100 mesh Tyler Screen Size 1~TSSJ7) zum Erhalt wirtschaftlich günstiger Auslaugungsgeschwindigkeiten vorteilhaft. Noch günstiger ist es, das Erz, Erzkonzentrat oder andere metallurgische Zwischenprodukte auf zumindest 90 % kleiner als 44 Mikron (minus 325 mesh TSS) zum Erhalt kommerziell günstiger Reaktionsgeschwindigkeiten und zur Minimierung der Materialhandhabungsschwierigkeiten zu vermählen. Die besten Ergebnisse bezüglich der Nicht-eisenmetallwertauflösung, der Sulfidschwefelumwandlung, der Reaktionsgeschwindigkeiten und der Anwendung der Vorrichtung werden erzielt, wenn das Erz oder Erzkonzentrat auf eine Teilchengrösse von etwa 100 % kleiner als 44 Mikron vermählen werden.In most cases, milling to 100 % less than 149 microns (100 % minus 100 mesh Tyler Screen Size 1 ~ TSSJ7) is beneficial in obtaining economically favorable leach rates. It is even more beneficial to mill the ore, ore concentrate, or other metallurgical intermediates to at least 90 % less than 44 microns (minus 325 mesh TSS) to obtain commercially favorable reaction rates and minimize material handling difficulties. The best results in terms of non-ferrous metal value dissolution, sulfide-sulfur conversion, reaction rates, and apparatus application are obtained when the ore or ore concentrate is milled to a particle size of about 100 % less than 44 microns.
Nach der Zerkleinerung oder Zermahlung, sofern erforderlich, wird das Erz, Erzkonzentrat oder andere metallurgische Zwischenprodukt mit Wasser oder einer sauren wässrigen Laugenlösung vermischt. Ein weiter Bereich von Breidichten, z.B. von etwa 2 Gew.# Peststoffe bis etwa 50 Gew.% Feststoffe kann angewandt werden. Es ist jedoch bevorzugt Breidichten (pulp densities) zwischen etwa 5 Gew.% und j50 Gew.# Feststoffen zur Minimierung der Materialhandhabungssohwierigkeiten und zur wirksamen Ausnutzung der Verfahr rensvorrichtung und zur Erzeugung von an Nicht-eisenmetallwerten konzentrierteren Lösungen anzuwenden.After crushing or grinding, if necessary, the ore, ore concentrate or other metallurgical intermediate product is mixed with water or an acidic aqueous alkali solution. A wide range of pulp densities, for example from about 2 wt % solids to about 50 wt% solids, can be used. However, it is preferred to employ pulp densities between about 5 wt % and 50 wt% solids to minimize material handling inconveniences and to make effective use of the process equipment and to produce more concentrated solutions of nonferrous metals.
Es kann jegliches Laugungsverfahren angewandt werden, welches den Sulfidschwefel, welcher in den Nioht-eisenmetallwertsulfidmineralien vorkommt, zu elementarem Schwefel oxidiert und den Nicht-eisenmetallwert auflöst. Beispielsweise können Lösungen von zumindest einem Eisen(III)Salz, welches aus der aus Sulfat, Chlorid und Nitrat bestehenden Gruppe ausgewähltAny leaching process can be used which removes the sulfide sulfur found in the non-ferrous metal sulfide minerals occurs, oxidizes to elemental sulfur and dissolves the non-ferrous metal value. For example, can Solutions of at least one iron (III) salt, which from the selected from the group consisting of sulfate, chloride and nitrate
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ist, zur Oxidierung des Sulfidschwefels von Ficht-eisenmetallsulfidmineralien zu elementarem Schwefel unter Auflösung des -Ticht-eisenmetallwertes angewandt werden, wobei die verbrauchten Laugenlösungen durch bekannte chemische oder elektrolytische Verfahren wieder regeneriert werden. Natürlich können auch andere polyvalente Metallsalze, wie z.B. Chrom- und Mangansalze ebenfalls angewandt werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Sulfidmineral zur Auflösung des Metallwertes und zur Oxidation des SuIfidr schwefels zu elementarem Schwefel dadurch oxidiert werden, dass man gasförmiges Chlor durch eine wässrige Aufschlämmung des Sulfidminerals leitet. Besonders vorteilhaft wird die Laugung dadurch durchgeführt, dass man eine wässrige Aufschlämmung des Sulfidminerals mit einem freien Sauerstoff - enthaltenden Gas oxidiert.is to oxidize the sulphide sulfur of spruce-iron metal sulphide minerals to elemental sulfur with dissolution of the non-ferrous metal value, whereby the used lye solutions are regenerated by known chemical or electrolytic processes. Of course, other polyvalent metal salts such as chromium and manganese salts can also be used. In In another embodiment, the sulfide mineral can be used to dissolve the metal value and to oxidize the sulfide Sulfur can be oxidized to elemental sulfur by passing gaseous chlorine through an aqueous slurry of the sulfide mineral conducts. The leaching is particularly advantageously carried out by an aqueous Slurry of the sulfide mineral is oxidized with a free oxygen-containing gas.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein wässriger Schlamm des fein zerteilten Sulfidminerals in einem Autoklaven eingebracht, der aus einem geeigneten, säureresistenten Material gefertigt und mit Rührvorrichtungen für dieAufschlämmung ausgerüstet i&. Die Aufschlämmung wird auf eine Temperatur oberhalb etwa 112°C unter einem Sauerstoffpartialdruck von zumindest etwa 3 Atmosphären zur Oxidation des SuQfidschwef eis zu elementarem Schwefel und zur Auflösung des Metallwertes erhitzt. Vorteilhafterweise wird die Aufschlämmung auf eine Temperatur zwischen etwa 1200C und 250°C unter einem Sauerstoffpartialdruck zwischen etwa 10 Atmosphären und 30 Atmosphären erhitzt. Bei Temperaturen zwischen etwa 1200C und 1700C und unter Sauerstoffpartialdrucken zwischen etwa 10 Atmosphären und 30 Atmosphären erfolgt die Oxidationsreaktion mit industriell wünschenswerten Geschwindigkeiten, ohne dass eine nicht erwünschte, schwere Ausrüstung erforderlich ist. Bei Temperaturen, die erheblich über L90°C liegen, wirdIn an advantageous embodiment of the process, an aqueous slurry of the finely divided sulfide mineral is introduced into an autoclave made of a suitable acid-resistant material and equipped with agitators for the slurry . The slurry is heated to a temperature above about 112 ° C. under a partial pressure of oxygen of at least about 3 atmospheres to oxidize the sulfide sulfur to elemental sulfur and dissolve the metal value. Advantageously, the slurry to a temperature between about 120 0 C and 250 ° C is heated under an oxygen partial pressure between about 10 atmospheres and 30 atmospheres. At temperatures between about 120 ° C. and 170 ° C. and under partial pressures of oxygen between about 10 atmospheres and 30 atmospheres, the oxidation reaction takes place at industrially desirable rates without the need for undesired heavy equipment. At temperatures that are considerably above L90 ° C
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elementarer Schwefel nicht erzeugt, wobei der Sulfidschwefel zu Sulfatschwefel oxidiert wird, welcher bei Wiedergewinnung der aufgelösten Metallwerte aus der Lösung neutralisiert werden muss.elemental sulfur is not produced, the sulphide sulfur is oxidized to sulphate sulfur, which when recovered the dissolved metal values must be neutralized from the solution.
Der in Freiheit gesetzte elementare Schwefel wird bei Temperaturen oberhalb 1120C geschmolzen und neigt dazu, die Sulfidmineralien zu benetzen und zu überziehen. Wenn mehr und mehr elementarer Schwefel in Freiheit gesetzt wird, konkurrieren die Benetzungs- und Überzugswirkung des geschmolzenen Schwefels und die Oxidationsreaktion. Wenn erst ausreichend geschmolzener elementarer Schwefel zur Benetzung und zum Überzug der Sulfidmineralien in Freiheit gesetzt worden ist, werden die Oxidationsreaktionen gestoppt. Um die Beendigung der Oxidationsreaktionen zu vermeiden, wird der wässrigen Aufschlämmung ein oberflächenaktives Reagens in einer kleinen jedodi wirksamen IVten£p zur Mimmjerung der Benetzungs- und Überzugsreaktion der Sulfidmineralien durch geschmolzenen elementaren Schwefel hinzugefügt. Obwohl die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, wird angenommen, dass die oberflächenaktiven Reagentien derart wirken, dass sie die Benetzung der unumgesetzten SulfidmineraLien durch den geschmolzenen Schwefel verzögern. In wünschenswerter Weise stellen die oberflächenaktiven Reagentien mit Wasser mischbare organische Verbindungen dar, die bei den Laugungstemperaturen flüssig sind. Eine beispielshafte Aufzählung der oberflächenaktiven Reagentien, die angewandt werden können, schliesst, wenngleich die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, Gemische wässerlöslicher aliphatischer Amine, Polyalkylenglycolester, Polyoxyäthylenlauryläther und sulfonierte aromatische Stoffe ein.The elemental sulfur released is melted at temperatures above 112 ° C. and tends to wet and coat the sulfide minerals. As more and more elemental sulfur is released, the wetting and coating effects of the molten sulfur and the oxidation reaction compete. When sufficient molten elemental sulfur has been released to wet and coat the sulphide minerals, the oxidation reactions are stopped. In order to avoid the termination of the oxidation reactions, a surfactant reagent in a small but effective amount is added to the aqueous slurry to moderate the wetting and coating reaction of the sulphide minerals by molten elemental sulfur. Although the invention is not limited thereto, it is believed that the surfactant reagents act to retard the wetting of the unreacted sulfide minerals by the molten sulfur. Desirably, the surfactants are water-miscible organic compounds that are liquid at the leach temperatures. An exemplary list of the surface-active reagents which can be used includes, although the invention is not limited thereto, mixtures of water-soluble aliphatic amines, polyalkylene glycol esters, polyoxyethylene lauryl ethers and sulfonated aromatic substances.
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Das oberflächenaktive Reagens wird dem wässrigen Schlamm des Sulfidminerals in einer kleinen jedoch wirksamen Menge hinzugefügt, um sicherzustellen, dass die Auslaugungsflüssigkeit den geschmolzenen Schwefel auf der Mineralsulfidoberfläche ersetzen wird. Wenngleich das Sulfidmineral selbst, das Erz oder das Erzkonzentrat und das Ausmass der Vermahlung die Menge des verwendeten oberflächenaktiven Reagenzes beeinfluss en,wird der oberflächenaktive Stoff im allgemeinen der Aufschlämmung in Mengen zwischen etwa 0.23 kg/t "(0.5 lb/t) der Sulfidmineralauf schlämmung und 4.54 kg/t des Sulfidminerals hinzugefügt. Vorteilhafterweise wird der oberflächenaktive Stoff in Mengen zwischen etwa 0.45 kg/t (1 lb/t) Feststoffe in dem Schlamm und 2.27 kg/t (5 lbs/t) Peststoffe in dem Schlamm zur Maximierung der Wirkungen des oberflächenaktiven Stoffes unter Minimierung seines Verbrauches angewandt.The surfactant reagent is added to the aqueous slurry of the sulfide mineral in a small but effective amount added to ensure that the leaching liquid removes the molten sulfur on the mineral sulfide surface will replace. Although the sulfide mineral itself, the ore or the ore concentrate and the extent the grinding affect the amount of surface-active reagent used, the surface-active reagent Stock generally of the slurry in amounts between about 0.23 kg / t "(0.5 lb / t) of the sulfide mineral slurry and 4.54 kg / t of the sulphide mineral added. Advantageously The surfactant will be present in amounts between about 0.45 kg / t (1 lb / t) solids in the sludge and 2.27 kg / t (5 lbs / t) of pesticides in the sludge Maximize the effects of the surfactant while minimizing its consumption.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden ein sulfidisches Erz oder Erzkonzentrat, welches Pyrrhotin und zumindest ein Sulfidmineral eines Nühteisenmetallwertes,. welches aus der aus Nickel oder Kupfer bestehenden Klasse ausgewählt ist, enthalten, durch wässrige Oxidation bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel zur Gewinnung des elementaren Schwefels, leicht abtrennbaren Eisenoxides und einer Mutterlösung, worin ein überwiegender Teil des Nicht-eisenmetallwertes gelöst ist, behandelt. Die Sulfidmineralien des Nickels schliessen Pentlandit, Violarit, und Mi11erit ein, während die Kupfermineräien Chalcocit, Covellin, Digenit, Chalcopyrit* Cubanit und Bornit umfassen, die alle mit Pyrrhotin vorkommen. Das Erz oder Erzkonzentrat wird mit Wasser versetzt, um vorteilhafterweise einen Brei bzw. Schlamm zu erzeugen, der zwischen etwa 5 Gew. % und 30 Gew.% Feststoffen enthält,In an advantageous embodiment of the invention, a sulfidic ore or ore concentrate, which pyrrhotite and at least one sulfide mineral of a low-grade iron metal value, are used. which is selected from the class consisting of nickel or copper, contained, treated by aqueous oxidation at temperatures above the melting point of sulfur to obtain the elemental sulfur, easily separable iron oxide and a mother liquor in which a predominant part of the non-ferrous metal value is dissolved. The sulphide minerals of nickel include pentlandite, violarite, and mi11erite, while the copper minerals chalcocite, covelline, digigenite, chalcopyrite * cubanite and bornite, all of which occur with pyrrhotite. The ore or ore concentrate is mixed with water to produce advantageously a slurry or sludge containing between about 5 wt.% And 30 wt.% Solids,
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wobei ein oberflächenaktives Reagens in einer kleinen jedoch wirksamen Menge zur Minimierung der Benetzung und des Überzugs des Pyrrhotin und des Nioht-öisenmetallnulfidwertes durch geschmolzenen elementaren Schwefel dem Brei hinzugefügt wird. Der oberflächenaktive Stoff stellt vorzugsweise zumindest ein Element dar, das aus der aus Gemischen von wasserlöslichen aliphatischen Aminen, Polyalkylenglycolester, Polyoxyäthylenlauryläthern und sulfonierten aromatischen Stoffen bestehenden Klasse ausgewählt ist und dem Brei - vorteilhafterweise in Mengen zwischen etwa 0.45 kg/t (1 lb/t) Sulfidminaal und 2.27 kg/t (5 lbs/t) Sulfidmineral hinzugefügt wird. Der Brei wird in einen Autoklaven eingegeben und auf eine Temperatur zwischen etwa 12p C und l60°C unter einem Sauerstoffpartialdruck von zumindest etwa j5 Atmosphären, vorteilhafterweise zwischen etwa 10 Atmosphären und 30 Atmoshphären zur Oxidation zumindest eines Teils des sulfidischen Schwefels zu elementarem Schwefel und zur Auflösung des Nicht-eisenmetallwertes erhitzt. Während der Oxidationsbehandlung wird der Brei zur Förderung der Oxidationsreaktionen und um sicherzustellen, dass die frisch ausgesetzten Sulfidoberflächen mit dem oberflächenaktiven A.gens in Berührung gebracht werden, heftig gerührt. Wenn die Oxidationsreaktionen im wesentlichen beendet sind, wird der Brei unter geregelter Rührung zur Erzeugung von verfestigten Schwefelpelfets abgekühlt. Die Schwefelpellets und das Eisenoxid können aus der Mutterlösung und voneinander abgetrennt werden, während die aufgelösten Nickel- und Kupferwerte aus der Mutterlösung gewonnen werden können.taking a surface active reagent in a small however, an amount effective to minimize wetting and coating of the pyrrhotite and non-ferrous metal sulfide value is added to the pulp by molten elemental sulfur. The surfactant preferably represents at least one element selected from mixtures of water-soluble aliphatic amines, Polyalkylene glycol esters, polyoxyethylene lauryl ethers and sulfonated aromatic substances and the pulp - advantageously in amounts between about 0.45 kg / t (1 lb / t) sulphide mineral and 2.27 kg / t (5 lbs / t) sulphide mineral is added. The slurry is placed in an autoclave and transferred to a Temperature between about 12p C and 160 ° C under an oxygen partial pressure of at least about j5 atmospheres, advantageously between about 10 atmospheres and 30 atmospheres Atmospheres for the oxidation of at least part of the sulphidic sulfur to elemental sulfur and to Dissolution of the non-ferrous metal value heated. While The oxidation treatment is used to promote the oxidation reactions and to ensure that the pulp is used freshly exposed sulfide surfaces are brought into contact with the surface-active agent, stirred vigorously. if the oxidation reactions have essentially ended, the slurry is subjected to controlled agitation to produce solidified Chilled sulfur pelettos. The sulfur pellets and the iron oxide can come from the mother liquor and from each other separated, while the dissolved nickel and copper values can be obtained from the mother liquor.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung bei Behandlung eines Erzes oder Erzkonzentrates, welches Pyrrhotin, Pentlandit urüAn advantageous embodiment of the invention in treatment an ore or ore concentrate, which pyrrhotite, pentlandite urü
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Chalcopyrit enthält, besteht darin, dass man die wässrige Oxidation zur Oxidation von im wesentlichen des gesamten Sulfidschwefels, der mit dem Pyrrhotin und dem Pentlandit vorkommt und lediglich geringfügiger Mengen des Sulfidschwefels, der mit dem Chabopyrit vorkommt, unter Erzeugung eines. Schlamms von elementarem Schwefel, Eisenoxid und unumgesetzten Chalcopyri.t in einer Nickel enthaltenden Mutterlösung durchführt. Nach der Flüssigkeits- Peststoffabtrennung, können der elementare Schwefel und der Chalcopyrit von dem Eisenoxid und sodann voneinander abgetrennt werden, so dass der Chalcopyri zur Gewinnung des Kupfers behandelt werden kann. Die nickelhaltige Mutterlösung kann zur selektiven Ausfällung jeglichen aufgelösten Kupfers und sodann zur Gewinnung von Nickel behandelt werden. Bei Durchführung dieser Ausführungsform in der Praxis werden ein Erz oder ein Erzkonzentrat, welches Pyrrhotin, Pentlandit und Chalcopyrit enthält, undjvorteilhafterweise auf eine Teilchengrösse von zumindest etwa 100 % kleiner als 44 Mikron (100 % minus 325 mesh TSS) vermählen ist, mit Wasser vermischt, um z.B. eine Aufschlämmung zu erzeugen-, die zwischen etwa 5 Gew.$ und 30 Gew.% Peststoffen enthält. Der Aufschlämmung wird ein oberflächenaktives Reagens in kleinen jedoch wirksamen Mengen zur Minimierung der Benetzung und des Überzugs des Pyrrhotins und des Pentlandits durch geschmolzenen elementaren Schwefel, um sicherzustellen, dass im wesentl-ichen der gesamt Sulfidschwefel des Pyrrhotins und des Pentlandits oxidiert werden, hinzugefügt. Beispielsweise wird zumindest ein oberflächenaktives Agens, welches aus der aus Gemischen von wasserlöslichen aliphatischen Aminen, Polyalkylenglycolestern, Polyoxyäthylenlauryläther und sulfoniertenChalcopyrite contains, is that the aqueous oxidation to oxidize substantially all of the sulfide sulfur that occurs with the pyrrhotite and pentlandite and only minor amounts of the sulfide sulfur that occurs with the chabopyrite to produce a. Performs sludge of elemental sulfur, iron oxide and unreacted Chalcopyri.t in a mother liquor containing nickel. After the liquid-pesticide separation, the elemental sulfur and chalcopyrite can be separated from the iron oxide and then from each other so that the chalcopyri can be treated to recover the copper. The mother liquor containing nickel can be treated to selectively precipitate any dissolved copper and then to recover nickel. In practicing this embodiment, an ore or ore concentrate which contains pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite and is advantageously ground to a particle size of at least about 100 % less than 44 microns (100 % minus 325 mesh TSS) is mixed with water, For example, to produce a slurry containing between about 5 wt.% and 30 wt. % pesticides. A surfactant reagent is added to the slurry in small but effective amounts to minimize wetting and coating of the pyrrhotite and pentlandite by molten elemental sulfur to ensure that substantially all of the sulfide sulfur of the pyrrhotite and pentlandite is oxidized. For example, at least one surface-active agent consisting of mixtures of water-soluble aliphatic amines, polyalkylene glycol esters, polyoxyethylene lauryl ether and sulfonated
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aromatischen Stoffen bestehenden Klasse ausgewählt ist, der Aufschlämmung in Mengen zwischen etwa 0.45 kg/t Erz und 2.27 kg/t Erz hinzugefügt. Die Aufschlämmung wird in einen Autoklaven eingeführt, auf eine Temperatur zwischen etwa 1200C und l60°C unter einem Sauerstoffpartialdruck von zumindest etwa 3 Atmosphären, vorteilhafterweise zwischen etwa 10 Atmosphären und 30 Atmosphären, erhitzt und heftig zur Oxidation von im wesentlichen dem gesamten Sulfidschwefel des Pyrrhotins und Pentlandits zu elementarem Schwefel und Sulfatschwefel gerührt. Wenn im wesentlichen der gesamte Pyrrhotin und Pentlandit oxidiert worden sind, werden die Oxidationsreaktionen beendigt, bevor wesentliche Mengen des Chalcopyrits oxidiert werden. Diese Oxidationsbehandlung ergibt eine Aufschlämmung aus elementarem Schwefel, Eisenoxid, Gangart und unumgesetzten Chalcopyrit in einer Nickel enthaltenden Sulfatmutterlösung. Der Chalcopyrit kann nach Abtrennung von dem elementaren Schwefel, Eisenoxid und der Mutterlauge zur Gewinnung des Kupfers behandelt werden, während das Nickel aus der Mutterlauge gewinnbar ist.existing class of aromatic substances is selected, added to the slurry in amounts between approximately 0.45 kg / t ore and 2.27 kg / t ore. The slurry is introduced into an autoclave, to a temperature between about 120 0 C and l60 ° C under an oxygen partial pressure of at least about 3 atmospheres, advantageously between about 10 atmospheres and 30 atmospheres, heated and violently for the oxidation of substantially all of the sulphide sulfur of the Pyrrhotite and pentlandite stirred to form elemental sulfur and sulphate sulfur. When substantially all of the pyrrhotite and pentlandite have been oxidized, the oxidation reactions are terminated before substantial amounts of the chalcopyrite are oxidized. This oxidation treatment results in a slurry of elemental sulfur, iron oxide, gangue and unreacted chalcopyrite in a sulphate mother solution containing nickel. After separation from the elemental sulfur, iron oxide and the mother liquor, the chalcopyrite can be treated to obtain the copper, while the nickel can be obtained from the mother liquor.
Die Erfindung wird nachstehend in Beispielen erläutert:The invention is illustrated below in examples:
Proben eines Pyrrhotinflotationskonzentrates, welches 0.5 $ Kupfer, 1.3 % Nickel, 53 % Eisen, 33 % Gesamtschwefel und als Rückstand im wesentlichen Gangart enthielt, wurde auf 30 Gew.$ Peststoffe mit einer Rückführungslauge und einem oberflächenaktiven Reagens aufgeschlämmt. Das oberflächenaktive Reagens stellte ein Gemisch von wasserlöslichen aliphatischen, primären, sekundären und tertiären'AminenSamples slurried a Pyrrhotinflotationskonzentrates which 0.5 $ copper, 1.3% nickel, 53% iron, 33% of total sulfur, and contained as a residue essentially gait was applied to 30 wt. $ Peststoffe with recirculation water and a surface active reagent. The surfactant reagent was a mixture of water soluble aliphatic, primary, secondary and tertiary amines
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dar, die annähernd 85 % primäre Amine mit einem mittleren Molekulargewicht von 265 enthielten, und wurden in unterschiedlichen Mengen allen Aufschiämmungen mit Ausnahme der Aufschiämmungen der Versuche 1 bis 5 und 9 hinzugefügt, da letztere zu Vergleichszwecken durchgeführt wurden. Die Aufschiämmungen wurden in einen Titanautoklaven eingegeben, der mit einem betriebenen Propeller zur heftigen Durchmischung des Breis und Kühlschlangen zur Regelung der Aufschiämmungstemperatur ausgerüstet war. Die Aufschlämmungen wurden auf HO0C erhitzt und Sauerstoff wurde in den Autoklaven eingeführt, um den Druck bis auf 21.1 Atü (300 psig) d.h. einen Sauerstoffpartialdruck von etwa 20 Atmosphären zu bringen. Bei Einsetzen der exothermen Oxidationsreaktionen wurden die Temperaturen der Aufschiämmungen auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigen gelassen und sodann auf jener Temperatur durch Abführung der Hitze durch Kühlschlangen gehalten. Die Menge des den Aufschiämmungen hinzugefügten Oberflächenagens, die Reaktionstemperaturen und -zeiten und die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle I wiedergegeben. Ein Vergleich des Versuchs 4 mit Versuch j5 und der Versuche 10 bis I3 mit Versuch 9 bestätigt, dass die Verwendung eines oberflächenaktiven Agens die Auflösung von Nickel bei allen Temperaturen erhöht und dass bei 16O°C die Umwandlung des Sulfidschwefels in elementaren Schwefel und Sulfatschwefel vollständiger ist, sogar in Versuch Ij5, welcher lediglich während 0.5 Stunden durchgeführt wurde, wenn ein oberflächenaktives Agens angewandt wird. Bei Vergleich von Versuch 12 mit Versuch 2 zeigt sich, dass die Anwendung höherer Temperaturen, welche autogen erzeugt werden, eine verbesserte Nickelauflösung in der halben Zeit ergibt.which contained approximately 85 % primary amines with an average molecular weight of 265 and were added in varying amounts to all slurries with the exception of the slurries of runs 1 to 5 and 9, since the latter were run for comparison purposes. The slurries were placed in a titanium autoclave equipped with a powered propeller to vigorously mix the slurry and cooling coils to control the slurry temperature. The slurries were heated to HO 0 C and oxygen was introduced into the autoclave to bring the pressure up to 21.1 atmospheres (300 psig) that is, an oxygen partial pressure of about 20 atmospheres. At the onset of the exothermic oxidation reactions, the temperatures of the slurries were allowed to rise to a predetermined temperature and then maintained at that temperature by dissipating the heat through cooling coils. The amount of surface agent added to the slurries, the reaction temperatures and times, and the results of the experiments are shown in Table I. A comparison of experiment 4 with experiment j5 and experiments 10 to 13 with experiment 9 confirms that the use of a surface-active agent increases the dissolution of nickel at all temperatures and that at 160 ° C. the conversion of sulphide sulfur into elemental sulfur and sulphate sulfur is more complete , even in experiment Ij5, which was only carried out for 0.5 hours when a surface-active agent is used. A comparison of test 12 with test 2 shows that the use of higher temperatures, which are generated autogenously, results in improved nickel dissolution in half the time.
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Dieses Beispiel bestätigt, dass Nickelsulfidflotationskonzentrate durch das erfindungsgemässe Verfahren behan-This example confirms that nickel sulfide flotation concentrates treated by the method according to the invention
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delt werden können. Die Versuche dieses Beispiels wurden in zu Beispiel I ähnlicher Weise durchgeführt, mit der Ausnahme jedoch, dass Wasser zur Bildung des Schlammes und w echselnde Zugabevermahlungsgrössen angewandt wurden. Die Versuche 14, 15 und 23 wurden nach bekannten Verfahren zu Vergleichszwecken durchgeführt. Die Eingabeproben, Vermahlungen, Oxidationstemperaturen und -zeiten, die Oberflächenagenszugabe (das gleiche,wie erin Beispiel I angewandt wurde) und die Ergebnisse'sind in Tabelle II zusammengefasst. Ein Vergleich von Versuch 16 mit Versuch 14 und Verscuh 17 mit Versuch 15 bestätigt, dass die Verwendung eines oberflächenaktiven Stoffes die Anwendung höherer Oxidationstemperaturen gestattet, welche höhere Niekelauflösungen in gleichen Zeiten ergeben. In gleicher Weise zeigen die Versuche 24 bis 28 bei Vergleich mit den Versuchen 23 und 24 dass die Verwendung eines oberflächenaktiven Agens wirklich eine höhere Nickelgewinnung gegenüber der erlaubt,, bei der kein oberflächenaktives Agens bei der gleichen Temperatur verwendet wird. Die Versuche 21, 22 und 29 bis 31 bestätigen, dass die Niekelauflösung von der Vermahlungsgrösse der Zugabe stark abhängig ist.can be delt. The attempts of this example were carried out in a manner similar to Example I, with the exception, however, that water to form the sludge and Alternating addition grind sizes were used. Experiments 14, 15 and 23 were carried out according to known procedures Carried out for comparison purposes. The input samples, grinding, oxidation temperatures and times, the addition of surface agents (same as used in Example I) and the results are summarized in Table II. A comparison of experiment 16 with experiment 14 and experiment 17 test 15 confirms that the use of a surfactant implies the use of higher oxidation temperatures which higher Niekel resolutions in same times. Experiments 24 to 28 show in the same way when compared with experiments 23 and 24 that the use of a surface-active agent really allows higher nickel recovery than that, at which no surfactant is used at the same temperature. Experiments 21, 22 and 29 to 31 confirm that the resolution of the grind depends on the size of the grind is heavily dependent on the addition.
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