DE2353838C3 - Verfahren zur Herstellung eines Nichteisenmetalle enthaltenden Konzentrats aus diese enthaltenden eisenhaltigen Sulfidmineralien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nichteisenmetalle enthaltenden Konzentrats aus diese enthaltenden Sulfidmaterialien.

Die Erfindung betrifft insbesondere die thermische Konzentrierung von Nichteisenmetallen, die in eisenhaltigen Sulfidmineralien enthalten sind.

Die üblichsten nickelenlhaltenden Mineralien in Sulfiderzen sind Pentlandit und Pyrrhotit. Pentlandit entspricht der Formel (Ni. Fe)₁₁S₈ und enthält etwa 34% Nickel.

Dieses Minen-¹ kann ieichl zur Nickelgewinnung herangezogen werden. Pyrrhotit wird nicht eigentlich als Nickelmineral betrachtet, sondern vielmehr als eisenarmes Sulfid, das der Formel Fe₂-Sj- + 1 entspricht, wenn .ν eine ganze Zahl von mehr als 1 ist. In diesem Mineral ist das Eisen durch geringere Mengen von Nickel beliebig ersetzt worden. In den meisten Fällen geht der Nickelgehalt von PyrrhoLt kaum über etwa 2"„ hinaus, so daß große Volumina von Pyrrhotit behandelt werden müssen, um relativ geringe Mengen von Nickel zu gewinnen.

Nach der bergmännischen Gewinnung werden die nickelhaltigen Sulfiderze zerkleinert und sodann angereichert, um die Menge des Erzes zu vermindern, die zur Nickelgewinnung behandelt werden muß. Üblicherweise werden die zerkleinerten Erze dotiert, wodurch ein angereichertes Konzentrat, das den größten Teil des Nickels als Pentlandit und den größten Teil des Kupfers als Chalkopyrit enthält und Rückstände, die Gangart und den größten Teil des Pyrrhoats enthalten, anfallen. Das Massenkonzentrat kann — wenn Kupfer vorhanden ist — selektiv notiert werden, wodurch getrennte Nickel- und Kupfererzkonzentrate erhalten werden, die einzeln behandelt werden können, um Nickel und Kupfer zu gewinnen. Die gröberen Rückstände werden weiter behandelt, wodurch ein Rcinigungskonzentrat erhalten wird, das nach der weiteren Behandlung ein Fisenerzkon/entrnt liefert, das in erster Linie ein nickclenthallender Pyrrhotit mit einem Nickelgehalt von im allgemeinen unterhalb 1,5";, ist.

Das Reinigiings- und/oder Eisenerzkonzentrat kann mit dem Nickelcrzkonzentrat zu einer weiteren Behandlung kombiniert werden, um das Nickel zu gewinnen. Es wird jedoch, wenn möglich, bevorzugt, den Pyrrhotit getrennt zu behandeln, um das Nickel zu gewinnen und Eisenerz herzustellen. Bei der herkömmlichen Schmelzpraxis wird Eisen in Röstofen, Flammofen und Konvertern oxidiert, so daß das oxidierte Eisen entfernt werden kann, indem in dem Flammofen und in den Konvenern eine Verschlackung erfolgt.

^lie diese Maßnahmen ergeben in den meisten Fällen Abgase, die sehr wenig Schwefeldioxid enthalten, was Üe Gewinnung von Schwefeldioxid aus den Abgasen schwierig und zu teuer macht.

Derzeit wird das Reinigungs- und/oder Eisenerzkonzentrat getrennt behandelt, um Nickel, Eisen und Schwefel in verwertbarem Zustand zu gewinnen. Nickelhaitiger Pyrrhotit wird im Fließbett geröstet, wodurch ein Röstgut mit niedrigem Schwefelgehalt und ein Abgas, das genügend an Schwefeldioxid an-Bereichert ist, um daraus die Gewinnung von Schwefelsäure zu gestatten, erhalten wird. Da die Schwefelmenge im Eisenerzkonzentrat im allgemeinen etwa 20mal so groß ist wie die Nickelmenge, werden größere Mengen von Schwefelsäure erzeugt, wenn das Schwefeldioxid gewonnen wird. Die Herstellung von Schwefelsäure kann, obgleich hierdurch Schwefeldioxidemmissionen eliminiert werden können, nicht wirtschaftlich erweitert werden, da derzeit bereits ein Überfluß an Säure vorhanden ist. Die Reduktion von jo Schwefeldioxid zu elementarem Schwefel, der gelagert werden kann, ist ebenfalls eine teure Methode, um Schwefeldioxidemmissionen aus dem Prozeß zu verrinsern. Das heiße Röstgut wird selektiv reduziert. uirTden größten Teil des Nickels und nur kontrollierte Mengen von Eisen zu reduzieren. Nickel und andere Nichteisenmetalle werden aus dem selektiv reduzierten Erz durch Auslaugen mit einer belüfteten ammoniakalischen Ammonkarbonatlösung gewonnen. Die ausgelaugten Feststoffe werden nach einem geeigneten Waschen pelleüsiert und gesintert, wodurch hochwertige Eisenoxidpellets erhalten werden. Die Auslaugungslösung wird zur Nickelgewinnung behandelt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, sind, ob nun das Reinigungs- oder Eisenerzflotationskonzentrat mit dem Nickclerzflotationskonzentrat vereinigt wird oder gesondert behandelt wird, zahllose Verfahrensmaßnahmen notwendig, die hinsichtlich der Rost-, Schmelz- und Konvertierungsvorrichtiingen hohe Kapitalkosten und hohe Betriebskosten mit Einschluß der Kosten für Brennstoffe und andere Reagenzien mit sich bringen, um große Mengen von Pyrrhotit mit hohem Schwefelgehalt zu verarbeiten und relativ geringe Mengen von Nickel zu gewinnen. Obgleich Versuche gemacht worden sind, um die vorstehenden Schwierigkeiten und andere Nachteile zu überwinden, konnte bislang die Durchführung in industriellem Maßstab nicht zufriedenstellen.

Es wurde nun gefunden, daß die Nichteisenmetalle, die in eisenhaltigen Sulfidmineralien enthalten sind, konzentriert werden können, indem man das eisenhaltige Sulfidmineral mit speziellen Reagenzien bei kontrollierten Temperaturen und unter einer speziell kontrollierten Atmosphäre behandelt, um metallisches Eisen zu bilden, in welchem die Nichteisenmetalle konzentriert sind, wobei dann die Nichteisenmetalle gewonnen werden können, indem man das metallische Eisen von der Masse des eisenhaltigen Sulfidmincrals abtrennt.

Gegenstand der Erfindun;» ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Nichteisenmetalle enthaltenden Konzentrats aus diese enthaltenden eisenhaltigen Sulfidmineralien, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein inniges Gemisch aus einem teilchenförmigen eisenhaltigen Sulfidmineral, welches Nichteisenmetalle enthält, teilchenförmigen! Eisenoxid oder metallischem Eisen und wenn Eisenoxid vorhanden ist, einem teilchenförmigen Reduktionsmittel bildet, das Gei.äsch genügend lang in einer gegenüber dem metallischen Eisen nichtoxidierenden Atmosphäre auf 800 bis 1000 C erhitzt, daß Eisenoxid zu metallischem Eisen reduziert wird und ein vorwiegender Teil der Nichteisenmetalle in das Eisen hinein konzentriert worden ist, das Gemisch in einer nichtoxidierenden Atmosphäre abkühlt, die abgekühlten Agglomerate erforderlichenfalls zerkleinert und daß man das metallische Eisen aus dem eisenhaltigen Sulfidmineral abtrennt, um ein Nichteisenmetall-Konzentrat herzustellen.

Bei diesem Verfahren erfolgt allgemein eine Konzentrierung des Nickeis, das in eisenhaltigen Sulfidmineralien enthalten ist, in einer Weise, die die Bildung von Schwefeldioxid in großem Umfang eliminiert und die ein metallisches Eisenkonzentrat liefert, das leicht von dem eisenhaltigen Sulfidmineral abgetrennt wird. Gewöhnlich bleibt der größte Teil des Schwefels in dem Sulfidtiiaterial als Sulfid durch das Verfahren hindurch zurück und stellt am Ende des Verfahrens ein verwerf bares Produkt mit einem geringen Gehalt an Nichteisenmetallen dar.

Bei einer Aubführungsform der Erfindung wird ein inniges Gemisch von feinverteilten Nichteisenmetalle enthaltenden eisenhaltigen Sulrklmineralien, Eisenoxid und einem geeigneten Reduktionsmittel agglomeriert. Die Agglomerate werden auf eine Temperatur von 800 bis 1000⁰C in einer Atmosphäre erhitzt und darauf gehalten, die gegenüber dem metallischen Eisen nichtoxidierend ist, so daß das Eisenoxid zu metallischem Eisen reduziert wird und die Nichteisenmetalle in das metallische Eisen von den Sulfidmineralien hinein konzentriert werden. Das metallische Eisen mit den darin konzentrierten Nichteisenmetallen wird von den eisenhaltigen Sulfidmineralien nach dem Abkühlen und Zerkleinern der Agglomerate abgetrennt.

Insbesondere kann das Nickel, das in eisenhaltigen Sulfidmineralien enthalten ist, konzentriert werden. Ein inniges Gemisch aus feinverteilten nickelhaltigen eisenhaltigen Sulfidmineralien und einem Eisenoxid mit einem geeigneten Reduktionsmittel wird agglomeriert und erhitzt, wobei das Eisenoxid zu metallischem Eisen reduziert wird und das Nickel in das metallische Eisen von den Sulfidmineralien hineindiffundiert.

Die Nichteisenmetalle, die gewonnen werden können, schließen, obgleich die Erfindung darauf nicht begrenzt ist, Nickel und Kobalt ein. Beispiele von Nichteisenmetalle enthaltenden eisenhaltigen Sulfidmineralien sind Pyrrhotit und Pendlandit, obgleich die Erfindung darauf nicht begrenzt sein soll.

Obgleich das erfindungügemäße Verfahren dazu verwendet werden kann, um Nichteisenmetalle zu konzentrieren, die in den vorgenannten eisenhaltigen Sulfidmineralicn enthalten sind, bezieht sich die nachfolgende Beschreibung nur auf die Konzentration des Nickels, das im Pyrrhotit enthalten ist, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen. Für den Fachmann wird aber ohne weiteres ersichtlich, daß in ähnlicher Weise auch andere Nichteisenmetalle konzentriert werden können.

Pentlanditerze können nach den bekannten Maßnahmen wirksam behandelt werden. Das nickelhaltige Sulfiderz wird zerkleinert und vermählen, um die Sulfidmineralien aus dem Gestein freizusetzen, so daß Pentlandit durch Flotation getrennt gewonnen werden

kann. In den meisten Fällen wird da:> Mineral auf mindestens 75% mit —0,23 mm vorteilhafterweise auf mehr als 85% mit —0,23 mm vermählen. Nach dem Mahlen wird das zerkleinerte Erz einer Flotationsbehandlung unterworfen, um ein Konzentiat zu gewinnen, das im wesentlichen den gesamten Pentlandit und irgendwelchen Cnalkopyrit enthält, wobei die Abgänge nicht nur das Gestein, sondern auch den weniger flotierbaren Pyrrhotit enthalten. Die gröberen Rückstände werden einer zweiten Floiaüonsbehandlung unterworfen, um ein Reinigungskonzentrat zu gewinnen, das im wesentlichen den gesamten Pyrrhotit enthält. Dieses Reinigungskonzentrat wird auf eine Teilchengröße von mindestens 80% mit —0,074 mm, am häufigsten von 90% mit —0,074 mm erneut vermählen und sodann einer Behandlung unterworfen, um weiteres Kupfer und Nickel zu entfernen.

Obgleich der Nickel enthaltende Pyrrhotit mit metallischem Eisen vermischt werden kann, um das Nickel zu konzentrieren, ist es vorteilhaft, einen Teil des Pyrrhotitkonzentrats zu rösten, um ein Röstgut mit einem Schwefelgehalt von weniger als 5% zu erhalten und sodann ein Gemisch des restlichen Pyrrhotitkonzentrats und des Röstguts zusammen mit einem Reduktionsmittel zu bilden, um metallisches Eisen in situ zu bilden, wenn das Gemisch aus Pyrrhotit, Röstgut und Reduktionsmittel auf 800 bis 97O^CC erhitzt wird. Vorteilhafterweise werden genügende Mengen von Pyrrhotit geröstet, um ein Verhältnis Röstgut zu Pyrrhotit von 0,15 : 1 bis 5: 1 zu ergeben. Einer der Vorteile, der sich aus der Verwendung von geröstetem Pyrrhotit ergibt, ist der, daß das Nickel, das mit den geiösteten Pyrrhotit vergesellschaftet ist, gleichfalls in dem Konzentrat gewonnen wird. Naturgemäß kann, wenn ein geeignetes Eisenoxidmaterial verfügbar ist, dieses in der agglomerierten Charge an Stelle des gerösteten Pyrrhotits verwendet werden.

Ebenfalls kann, wenn ein geeignetes metallisches Eisenpulver verfügbar ist, es an Stelle des Eisenoxids plus dem Reduktionsmittel verwendet werden. In ähnlicher Weise kann die erforderliche metallische Phase in situ erzeugt werden, indem ein Moll-Äquivalent von Alkali- oder Erdalkalioxid an Stelle des Eisenoxids verwendet wird. Vorteilhafterweise wird dieses Oxid in Form von Calciumoxid zugesetzt.

Wenn ein Gemisch von Pyrrhotit und geröstetem Pyrrhotit verwendet wird, um metallisches Eisen in situ zu bilden, dann wird vorteilhafterweise ein festes Reduktionsmittel in das Gemisch eingearbeitet, um hohe Reduktionspotentiale zu ergeben, wodurch verbesserte kinetische Verhältnisse der Reduktion erhalten werden. Wenn ein festes Reduktionsmittel zu dem Gemisch gegeben wird, dann wird es vorteilhafterweise in teilchenförmiger Form mit einer Teilchengröße von mindestens 80% mit—0,23 mm und vorzugsweise von 80% mit —0,149 mm zugesetzt. Beispiele für teilchenförmige Reduktionsmittel sind gemahlener Koks, Holzkohle urd Kohle. Ungeachtet der Form des Reduktionsmittels wird dieses im allgemeinen in Mengen von 20 bis 70% des Röstguts in dem Röstgut zu dem Pyrrhotitgemis"h, besser in Mengen von 25 bis 50%, zugesetzt. Die vorstehend angegebenen Mengen der Reduktionsmittel gewährleisten eine vollständige Reduktion des gerösteten Pyrrhotits, wobei Verluste des Reduktionsmittels nach dem Abkühlen und Abtrennen des metallischen Eisenkonzentrats verringert werden.

Obgleich die Gemische aus Pyrrhotit, Röstgut und Reduktionsmittel als Gemisch von feinverteilten Bestandteilen auf die Reaktionstemperaturen erhitzt werden können, ist es vorteilhaft, die Gemische zu agglomerieren, um ein Verkleben in den Öfen zu verringern und um zu gewährleisten, daß zwischen dem metallischen oder dem reduzierten Röstgut und dem Pyrrhotit ein guter Feststoff-Feststoffkontakt aufrechterhalten wird. Das Gemisch kann nach den bekannten Maßnahmen, z. B. durch Pelletisierung oder

ίο Brikettierung, agglomeriert werden.

Das Nickel in dem Pyrrhotit wird in dem metallischen Eisen konzentriert, und zwar ungeachtet, ob das metallische Eisen als solches zugesetzt oder ob in situ gebildet wird, indem das Gemisch auf eine Temperatur von 800 bis lOOO'C vorteilhafterweise auf eine Temperatur von 850 bis 925⁰C, erhitzt wird. Wenn das Gemisch Pyrrhotit, Röstgut und Reduktionsmittel enthält, dann diffundiert durch dieses Erhitzen nicht nur das Nickel in das metallische Eisen hinein, sondern

ίο es fördert auch die Reduktion des Röstguts.

Da bei höheren Temperaturen das Pyrrhotit-Oxid-Gemisch an die Anfangs-Sinter-Temperatur herankommt, muß darauf geachtet werden, daß eine Verklebung vermieden wird. Bei niedrigeren Tempera-

»5 türen als innerhalb der vorstehend genannten Bereiche ist die Geschwindigkeit der Reduktion und der Diffusion so niedrig, daß das Verfahren bald unwirtschaftlich wird.
Das Erhitzen des Gemisches aus Röstgut, Pyrrhotit und Reduktionsmittel wird in einer Atmosphäre vorgenommen, die neutral oder geringfügig reduzierend ist, damit eine Oxidation des reduzierten metallischen Eisens vermieden wird. Das oxidierte Eisen zeigt nur eine begrenzte Lösungsfähigkeit, für das Nickel. In den meisten Fällen wird das Gemisch auf die vorstehenden Temperaturen in einer Atmosphäre erhitzt und darauf gehalten, die ein Reduktionspotential besitzt, welches einem CO ; CO₂-Verhältnis von 1: 2 bis 2:1, vorzugsweise 1:1,5 bis 1,5:1, äquivalent ist.

Wenn das Gemisch aus Röstgut und Pyrrhotit innerhalb der vorgenannten Größenbereiche gebildet wird und das Gemisch bei einer Temperatur von 800 bis 1000⁰C gehalten wird, dann konzentriert sich ein vorwiegender Teil des Nickels, das mit dem Pyrrhotit vergesellschaftet ist, in dem metallischen Eisen in 10 bis 120 Minuten. Erhitzungszeiten innerhalb des vorstehenden Bereiches gewährleisten, daß im wesentlichen das gesamte Nickel, z. B. mindestens 70%, das mit dem Pyrrhotit vergesellschaftet ist, in das metallische Eisen hineindiffundiert wird. Wenn im wesentlichen das gesamte mit dem Pyrrhotit vergesellschaftete Nickel in das metallische Eisen hineindiffundiert ist, dann wird das Gemisch abgekühlt, ohne daß das metallische Eisenkonzentrat oxidiert wird. In den meisten Fällen haben Abkühlungsgeschwindigkeiten von weniger als TOO⁰C pro Minute einen geringer! Effekt auf die Nickelgewinnung, die durch magnetische Abtrennung erreicht wird.

Um die metallische Legierung von der behandelten Charge physikalisch abzutrennen, erfordert das abgekühlte Gemisch im allgemeinen eine Zerkleinerung, um die Legierung freizusetzen. Da die Wärmebehandlung bei Temperaturen unterhalb dos beginnenden Sinterpunkts des Pyrrhotits und des metallischen Eisens durchgeführt wird, und da die Wärmebehandlung über relativ kurze Zeiträume vorgenommen wird, wird das abgekühlte Gemisch rasch auf eine Trennungsfeinheit durch herkömmliche Vermahlungs-

lechniken verkleinert. Beste Ergebnisse werden erhalten, wenn man das abgekühlte Gemisch auf eine Teilchengröße von mindestens 80% mit —0,074 mm, vorzugsweise 95 % mit —0,074 mm. zerkleinert.

Die Legierung mit dem darin konzentrierten Nickel wird von dem vermahlenen Gemisch aus Eisensulfid und der metallischen Legierung d jrch eine magnetische Abtrennung abgetrennt. Die Legierung ist magnetisch, während das restliche EisensulSd nicht magnetisch ist, so daß das Konzentrat durch herkömmliche magnetische Trennungstechniken gewonnen werden kann.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht würde, ist es vorteilhaft, das Gemisch von Pyrrhotit und Röstgut oder metallischem Eiesen zu agglomerieren, um ein Verkleben zu vermeiden, wenn das Gemisch auf Temperaturen in den oben beschriebenen Bereichen erhitzt wird. Es wurde gefunden, daß das Verfahren gewöhnlich in einem Drehofen ohne schwerwiegende Verklebung durchgeführt werden kann, wenn man die Temperatur unterhalb 900⁰C hält. Bei Verwendung eines Dreh-Herd-Oiens oder eines Band-Ofens, in welchem sich die agglomerierte Beschickung nicht gegenüber dem Ofen relativ bewegt, wird die Anwendung von höheren Temperaturen praktizierbar. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sodann in einer Anzahl von unterschiedlichen Arten von öfen, die derzeit in Gebrauch sind, durchgeführt werden, wenn die vorgenannten Temperaturbeschränkungea eingehalten werden.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel I

Drei Teiie nickelhaltiger Pyrrhotit mit etwa 1,25% Nickel, gemahlen zu einer Teilchengröße von 90% mit —0,074 mm wurden mit einem Teil Röstgut (d. h. des gleichen Pyrrhotits, der bei 85O°C bis zu einem Schwefclgehalt von 0,2 % geröstet wurde) und 0,7 Teilen feingemahlener Bitumenkohle vermischt. Das Gemisch würde zu kissenförmigen Briketts mit den ungefähren Abmessungen 3 χ 2 χ 1 cm verpreßt und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,5% Kohlendioxid, 5% Wasserdampf. 9,5% Kohlenmonoxid, 9,5 % Wasserstoff und 66,5 % Stickstoff) bei einer Temperatur von 870^C IVi Stunden lang erhitzt. Nach dieser thermischen Behandlung wurde die Charge in einer nicht oxidierenden Atmosphäre abgekühlt, in einer nassen Kieselmühle auf 95% mit —0,044 mm vermählen und bei 2όϋϋ Gauss einer nassen magnetischen Trennung unterworfen. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle I zusammengestellt. Wie aus Tabelle I ersichtlich wird, ergeben 89 % des mit dem PyrrhotH vergesellschafteten Nickels und das in der magnetischen Fraktion angegebene Röstgut ein magnetisches Konzentrat, das 8,3% Nickel enthielt. Wie in Tabelle! gleichfalls gezeigt wird, hatte die nichtmagnetische Fraktion, die 87,3% des Gemisches ausmachte, einen Nickelgehalt von nur 0,15 %. Somit ist die Menge des Materials, die behandelt werden muß, um letztlich das in dem ursprünglichen Pyrrhotit enthaltene Nickel zu gewinnen, nur ein Achtel der ursprünglichen Masse. Wie aus Tabelle I ebenfalls ersichtlich wird, tnthielt die nichtmagnetische Rückstandsfraktion, die 96% des in dem brikettierten Gemisch vorhandenen Schwefels enthielt und die magnetische Fraktion, die das durch ihre weitere Verarbeitung zu gewinnende Nickel enthielt, weniger als 4% Schwefel.

Tabelle I

Fraktion

Magnetisch

Nichtmagnetisch ...

Verteilung

der Elemente

in jeder

Phase, %

Ni I S

89,0 11,0

Beispiel II

Drei Teile eines nickeihaltigen Pyrrhotits, der etwa 0,82 % Nickel enthielt und zu einer Teilchengröße von 90 % mit —0,074 mm vermählen worden war, wurden mit einem Teil Röstgut (d. h. des gleichen Pyrrhotits, der bei 850° C bis zu einem Schwefelgehalt von 0,2%

ao geröstet worden war) und 0,7 Teilen feinvermahlener Bitumenkohle vermischt.

Das Gemisch wurde zu kissenförmigen Briketts mit den ungefähren Abmessungen 3 χ 2 χ 1 cm verpreßt und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,5 %

»5 Kohlendioxid, 5,0% Wasserdampf, 9,5% Kohlenmonoxid, 9,5 % Wasserstoff und 66,5 % Stickstoff) bei einer Temperatur von 870⁰C Vs Stunde lang erhitzt. Nach der thermischen Behandlung wurde die Charge in einer nichtoxidierenden Atmosphäre abgekühlt, in einer Naß-Kieselmühle auf 95 % mit —0,044 mm abgekühlt und bei 2800 Gauss einer nassen magnetischen Trennung unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle Il zusammengestellt. Wie aus den Ergebnissen der Tabelle II ersichtlich wird, ergeben 85,5 % des Nickels, das mit dem Pyrrhotit in dem Röstgut vergesellschaftet war, in der magnetischen Fraktion ein magnetisches Konzentrat, das 5,23% Nickel enthielt. Wie aus Tabelle II gleichfalls ersichtlich wird, hatte die nichtmagnetische Fraktion, die 87,2% des Gemisches ausmachte, einen Nickelgehalt von nur 0,13%. Somit ist die Menge des Materials, die zur letztlichen Gewinnung des Nickels des ursprünglichen Pyrrhotits behandelt werden muß, nur ein Achtel dei usprüngiichen Masse.

Tabelle II

Fraktion

Magnetisch

Nichtmagnetisch ...

Gewichts
prozent

12,8
87,2

Analyse, % Ni j S

5,23 0,13

6,8 28,0

Verteilung

der Elemente

in jeder

Phase, %

Ni I S

85,5 14,5

Beispiel III

Sechs Teile eines nickeihaltigen Pyrrhotitkonzei trats, mit etwa 1,25% Nickel, vermählen auf eir Teilchengröße von 90 % mit —0,074 mm wurden m 1,1 Teilen Kalk (CaO) und 1,1 Teilen feingemahteni Bitumenkohle vermischt.

Das Gemisch wurde zu kissenförmigen Briketts m den ungefähren Abmessungen 3 χ 2 χ 1 cm verpreßt ui in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,7% Ko lendioxid, 7,1 % Wasserdampf, 9,6 % Kohler.monoxi 6,3 % Wasserstoff und 67,3 % Stickstoff) ¹J₂ Stunde a

eine Temperatur von 900⁰C erhitzt. Nach dieser thermischen Behandlung wurde die Charge in einer nichtoxidierenden Atmosphäre abgekühlt und in einer Naß-Kieselmühle auf 95";, mit —0,044 mm gemahlen und einer nassen magnetischen Trennung bei 2800 Gauss unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse, die in der Tabelle HI zusammengestellt sind, zeigen, daß 79,9% des mit dem Pyrrhotit vergesellschafteten Nickels in der magnetischen Fraktion, die 5,8% Nickel enthielt, enthalten waren. Die nichtmagnetische Fraktion, die 84.4% des Gemisches ausmachte, hatte einen Nickelgehalt von nur 0,27 %.

Somit beträgt die Menge des Materials, die behandelt werden muß, um letztlich das in dem ursprünglichen Pyrrhotit enthaltene Nickel zu gewinnen, nur ein Sechstel der ursprünglichen Masse.

Tabelle 111

Fraktion

Magnetisch .
Nichtmagnetisch

Gewichtspiozent

15,6
84,4

Analyse, °', Ni

5,80 0,27

Nickel- \crteilung,

79,9 20,1 90% mit —0,074 mm vermählen war, wurden mit einem Teil eines Röstguts (0,K2% Nickelpyrrhotit, geröstet bei 850"C, zu einem Schwefelgehalt von 0,2%) und 0,6 Teilen fcinvermahlcncr Bitumenkohle vermischt. Das Gemisch wurde zu kissenförmigen Briketts mit ungefähren Abmessungen 3x2x1 cm verpreßt und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,7% Kohlendioxid, 7,1 % Wasserdampf, 9,6% Kohlenmonoxid, 6,3 % Wasserstoff und 67,3% Stickstoff) ίο bei einer Temperatur von 815"C 1 Stunde lang erhitzt. Nach dieser Behandlung wurde die Charge in einer nichtoxidierenden Atmosphäre abgekühlt, in einer Naß-Kieselmühle auf 95%, mit —0,074 mm vermählen und bei 2800 Gauss einer nassen magnetischen TreniS nung unterworfen.

Die in Tabelle V angegebenen Versuchsergebnisse zeigen, daß 82,4% des in der ursprünglichen Beschickung enthaltenen Nickels in der magnetischen Fraktion auftauchten, die 29,6% Nickel enthielt. Die :>o nichtmagnetische Fraktion machte 81,6% des Gemisches aus und hatte einen Nickelgehalt von 1,42%. Diese Fraktion könnte nach einem der Prozesse gemäß Beispiel I, Il oder 111 behandelt werden, um im wesentlichen den gesamten Nickelgchalt zu gewinnen. »5

Tabelle V Beispiel IV

Drei Teile eines sulfidischen Nickelkoiizentrats, das 8,4% Nickel enthielt und zu einer Teilchengröße "von 90% mit —0,074mm vermählen worden war. wurden mit 0,7 Teilen feinem Eisenpulver und 0,15 Teilen feinvermahlener Bitumenkohle vermischt. Das Gemisch wurde zu kissenförmigen Briketts mit ungefahren Abmessungen 3x2x1 cm verpreßl und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,5% Kohlendioxid, 5,0% Wasserdampf, 9,5% Kohlenmonoxid, 9,5% Wasserstoff und 66,5% Stickstoff) 1 Stunde bei einer Temperatur von 815™ C erhitzt. Nach dieser Be- *o handlung wurde die Charge in einer nichtoxidierenden Atmosphäre abgekühlt und in einer Naß-Kicsclmühle auf 95 % mit —0,044 mm vermählen. Das Ganze wurde bei 2800 Gauss einer nassen magnetischen Trennung ausgesetzt. Die in Tabelle IV zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß 90,4% des Nickels der Beschickung in der magnetischen Fraktion auftraten, wodurch ein Konzentrat erhalten wurde, das 23,5% Nickel enthielt. Die nichtmagnetische Fraktion, die 74,2% des Gemisches ausmachte, hatte nur einen Nickeigehalt von 0,87%. Diese Fraktion könnte nach einem beliebigen der Verfahren der Beispiele I, II oder III behandelt werden, um im wesentlichen den gesamten Nickelgehalt zu gewinnen.

Fraktion

Magnetisch ..
Nichtmagnetisch

Gewichtsprozent

18,4
81,6

Analyse, %

Ni

29,6

1,42

Nickelverteilung,

82,4 17,6

Beispiel V!

IV

Fraktion

Magnetisch ..
Nichtmagnetisch

Gewichtsprozent

25,8
74,2

Analyse, ⁰A

Ni

23,5 0.87

Nickelvcrtcilung.

90,4 9,6

Beispiel V

Drei Teile sulfidisches Nickelkon<.entrat, das etwa 8,4 % Nickel enthielt und zu einer Teilchengröße von Ein Teil des nickclhalügen Pyrrhotits, der etwa 1,25% Nickel enthielt und zu einer Teilchengröße von 90% mit —0,074 mm vermählen worden war, wurde mit 0,6% der Rückstände eines Auslaugungsprozesses (mit einem Gehalt von 39,5% Eisen, hauptsächlich vorhanden als FeO(OH), 0,18% Nickel, 4,3% Sulfationen und zum Rest aus Gestein) und 0,3 Teilen feinvermahlener Bitumenkohle vermischt.

Das Gemisch wurde zu kissenförmigen Briketts in ungefähren Abmessungen 3x2x1 cm verpreßt und in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,7 % Kohlendioxid, 7,1 V₀ Wasserdampf., 9,6% Kohlenmonoxid, 6,3% Wasserstoff, 67,3 Stickstoff) V₁ Stunde auf einei Temperatur von 900°C erhitzt. Nach dieser therimischen Behandlung wurde die Charge in einer nicht oxidierenden Atmosphäre abgekühlt, in einer Naß Kieselmühle auf 95 % mit -0,074 mm vermählen um bei 2800 Gauss einer nassen magnetischen Trennunj unterworfen. Die in Tabelle VI angegebenen Ver suchsergebnisse zeigen, daß 83,3% des Nickels, da mit dem Pyrrhotit vergesellschaftet v/ar und der Rück stände in der magnetischen Fraktion auftauchten, dt 4,55 % Nickel enthielt. Die nichtmagnetische Fraktior cue 85Λ% des Gemisches ausmachte, hatte eine Nickelgehalt von nur 0,16%. Somit ist die Materia menge, die behandelt werden muß, um letztlich di Nickel des Pyrrhotits und der Rückstände zu gewii «en nur ein Siebentel der ursprünglichen Masse.

	Tabelle	VI	Nickel- vertcilung, %
Fraktion	Gewichts prozent	Analyse, "Z0 N>	83,3 16,7
Magnetisch... Nicht magnetisch	14,9 85,1	4,55 0,16

Beispiel VII

Drei Teile eines Pyrrhotits mit 1,25% Nickel wurden auf 80% mit —0,074 mm vermählen und mit einem Teil calciniertem Pyrrhotyt (Pyrrhotyt in Luft bei 85O°C auf einen Schwefelgehalt von weniger als 0,2% geröstet) und 0,6 bis 0,7 Teilen feingemahlener Bitumenkohle vermischt. Acht solche Gemische wurden zu kissenförmigen Briketts mit ungefähren Abmessungen 3x2x1 cm verdichtet und einzeln in einer leicht reduzierenden Atmosphäre (9,7 % Kohlendioxid, 7,1 % Wasserdampf, 9,6 % Kohlenmonoxid, 6,3 % Wasserstoff und 67,3% Stickstoff) bei verschiedenen Ofentemperaturen im Bereich von 814 bis 1036° C behandelt. Die Behandlungszeitdauer betrug im allgemeinen 20 Minuten. Die Behandlungsprodukte bei jeder Temperatur wurden in einer Naß-Kiesel-Mühle auf 95% mit —0,044 mm vermählen und bei 2800 Gauss einer nassen magnetischen Trennung unterworfen. Die in Tabelle VII zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß das Nickel, das ursprünglich in dem Pyrrhotit und dem Röstgut vorhanden war, in der magnetischen Fraktion bis zu einem Ausmaß konzentriert wird, das von der Behandlungstemperatur abhängt. So er-

»o schienen z. B. bei 870 bis 900⁰C und 925°C ungefähr 87% des Nickels in dem magnetischen Legierungskonzentrat, während bei 814, 953 und 1036⁰C 79,0, 75,7 und 69,3 % des gesamten Nickels in dem magnetischen Legierungskonzentrat erschienen. Bei 87O⁰C

»5 stellt das magnetische Legiemngskonzentrat 13,3 Gewichtsprozent der behandelten Charge mit einer magnetischen Fraktion, die 8,3 % Nickel enthält und einer nichtmagnetischen Fraktion, die 0,19 % Nickel enthält, dar.

λο Bei 1036⁰C stellt das magnetische Legierungskonzentrat 23,6 Gewichtsprozent der behandelten Charge mit einer magnetischen Fraktion, die 4,0 % Nickel enthält und einer nichtmagnetischen Fraktion, die 0,55% Nickel enthält, dar.

»5 Optimale Ergebnisse wurden im Temperaturbereich von 870 bis 925 ⁰C erhalten.

Tabelle VII

Bchandlungs- temperatur,	Behandlungszeit,	Fraktion	Gewichts prozent	Analyse,	Nickel verteilung,
0C	Minuten			% Nickel	%
814	60	magnetisch nichtmagnetisch	8,1 90,9	11,7 0,26	79,0 21,0
870	30	magnetisch nichtmagnetisch	13,3 86,7	8,26 0,19	87,0 13,0
900	20	magnetisch nichtmagnetisch	13,9 86,1	7,70 0,20	86,7 13,3
925	20	magnetisch nichtmagnetisch	14,3 85,7	7,55 0,20	86,8 13,2
938	20	magnetisch nichtmagnetisch	16,8 83,2	7,09 0,28	83,6 16,4
953	20	magnetisch nichtmagnetisch	17,5 82,5	6,27 0,39	75,7 24,3
970	16	magnetisch nichtmagnetisch	16,7 83,3	5,18 0,44	70,2 29,8
1036	20	magnetisch nichtmagnetisch	23,6 76,4	4,02 0,55	69,3 30,7

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Nichteisenmetalle enthaltenden Kondensats aus diese enthaltenden eisenhaltigen Sulfidmineralien, dadurch gekennzeichnet, daß man ein inniges Gemisch eines teilchenförmigen eisenhaltigen Sulfidminerais, das Nichteisenmetalle enthält, mit teilchenförmigen! metallischem Eisen oder Eisenoxid und wenn Eisenoxid vorhanden ist, einem teilchenförmigen Reduktionsmittel bildet, das Gemisch erhitzt und bei einer Temperatur von 800 bis 1000⁰C in einer gegenüber metallischem Eisen nichtoxidierenden Atmosphäre genügend lang hält, so daß Eisenoxid zu metallischem Eisen teduziert wird und daß ein vorwiegender Teil der Nichteisenmetalle in dem Eisen konzentriert wird, #.iß man sodann das Gemisch in einer nicluoxiciietenden Atmosphäre abkühlt, das abgekühlte Ge- ^o misch erforderlichenfalls zerkleinert und das metallische Eisen von dem eisenhaltigen Sulfidmaterial magnetisch abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß man zur Konzentrierung von Nickel Ills Sulfidminc-al ein nickel- und eisenhaltiges Sulfidmineral verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als nickel- und eisenhaltiges Sulfidmineral Pyrrhotit verwendet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als feinverteiltes Eisenoxid ein Restgut von Pyrrhotit verwendet. Welches bis zu einem Schwefelgehalt von weniger »ls 5",, geröstet worden isi

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennteichnet, daß das Gemisch ein Verhältnis von Röstgut zu Pyrrhotit von 0,15 : 1 bis 5 : 1 aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsfnittel ein festes Reduktionsmittel verwendet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß man das Reduktionsmittel zu dem Gemisch in Mengen von 20 bis TO Gewichtsprozent des Röstguts gibt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Reduktionsmittel mit finer Teilchengröße-Verteilung von mindestens $0% mit —0,23 mm verwendet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet. daß man das metallische Eisen in situ t>ildet, indem rnan ein inniges agglomeriertes Ge-Inisch eines teilchenförmigen eisenhaltigen Sulfidminerals mit mindestens einem Alkali-Metalloxid ♦der einem Erdalkali-Metalloxid auf 800 bis 1000⁰C erhitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdalkaliinetalloxid Calciumoxid verwendet,

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis <»o

10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch auf eine Temperatur von 850 bis 925³C erhitzt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch abkühlt, auf eine Teilchengröße-Verteilung von 6,5 mindestens 30% mit —0,074 mm zerkleinert.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren in einem Dreli-Herd-Ofen durchführt, in welchem sich das Gemisch relativ zu dem Herd nicht bewegt

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man agglomeriertes Gemisch verwendet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch _ockeni-r.eiehnet, daß man die Agglomerate durch Brikettierung bildet.