DE2433392A1

DE2433392A1 - Verfahren zur gewinnung von nickel aus hochmagnesiumhaltigen laterit- und garnieriterzen

Info

Publication number: DE2433392A1
Application number: DE2433392A
Authority: DE
Inventors: David John Ivor Evans; Verner Blakey Sefton; Donald Robert Weir
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1445059A; BR7405492D0; AU476820B2; FR2236947A1; FR2236947B1; JPS5039214A; CA996756A; PH11242A; CU34093A; ZA743973B; JPS5638660B2; OA04742A; AU7066574A; IN140968B

Description

SHERRITT GORDON MINES LIMITED, Toronto, Ontario, Kanada

Verfahren zur Gewinnung von Nickel aus hoehmagnesiumhaltigen Laterit- und Garnieriterzen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Laterit- und Garnieriterzen mit einem relativ hohen Magnesiumgehalt, welches den herkömmlichen Reduktionsröstvorgang mit dem anschließenden Laugungsvorgang in Ammoniumkarbonat umfaßt.

Ein weithin als Nicaro-Prozeß bekanntes Verfahren, das zur Behandlung von nickel- und kobalthaltigen Laterit- und Garnieriterzen eingesetzt wird, beinhaltet das Rösten des Erzes unter reduzierenden Bedingungen, um selektiv Nickel- und Kobaltoxyde im Ausgangsmaterial in den metallischen Rohzustand zu überführen. Daran schließt sich eine Löschung und Laugung des reduzierten Rohmaterials in,ammoniakalischer Ammoniumkarbonatlösung an. Die Laugung wird unter oxydierenden Bedingungen durchgeführt, um die Nickel- und Kobaltanteile zu extrahieren. Diese

409885/1076

werden dann aus der Laugungsflüssigkeit durch Sieden der Lösung gewonnen, wobei Ammoniak und Kohlendioxyd ausgetrieben wird, so daß sich gelöstes Nickel und Kobalt inform basischer Karbonatverbindungen niederschlagen. Der Niederschlag wird dann erhitzt und dadurch zu einem Nickel/ Kobalt-Mischoxyd umgewandelt.

Seit der Zeit, in der der Nicaro-Prozeß das erste Mal in industriellem Maßstab ausgeführt worden ist, hat er eine Reihe von Verbesserungen erfahren. So werden beispielsweise in den kanadischen Patentschriften 81i 079 und 85*t Il6 Verfahrensweisen beschrieben, durch die das Problem der Vergiftung und Verunreinigung des Nickelendprodukts durch Kobalt und andere Verunreinigungen wie Magnesium, Mangan und Kupfer überwunden wird. In der kanadischen Patentschrift 900 179 wird ein Verfahren beschrieben, in dem weitgehend alles im Lateriterz vorhandene Magnesium während des Laugungsvorganges ausfällt und sodann ohne Schwierigkeit entfernt werden kann. Bisher hat sich jedoch ein großer Anteil der Magnesiumanteile an der Innenseite von Röhren und Reaktionsbehältern der Anlage angelagert, so daß es periodisch erforderlich wurde, die Anlage stillzusetzen, um die Magnesiumanlagerungen zu entfernen.

Handelt es sich bei dem verarbeiteten Erz um einen sogenannten "limonitisehen" Laterit mit relativ niedrigem Magnesiumgehalt, dann ist der durch die vorstehend beschriebenen Verbesserungen des Nicaro-Prozesses erzielbare Nickelanteil sehr hoch. Liegt dagegen der Magnesiumgehalt des

409885/1076

verarbeiteten Erzes relativ hoch, d.h. bei 5 Gew.Prozent oder darüber, dann erweist sich der erzielbare Nickelanteil, der sich durch die genannten Verfahrensverbesserungen ergibt, als beträchtlich niedriger. Niedrigere Nickelgewinnanteile wirken sich naturgemäß nachteilig auf die Gesamtwirtschaftlichkeit der durchgeführten Verfahren aus, wenn diese auf hochmagnesiumhaltige nickelhaltige Laterite und Garnierite angewendet werden.

Zur Steigerung der Nickelgewinnung in solchen Fällen schlägt daher die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem in bekannter Weise das raagnesiumhaltige Erz zur Umwandlung der enthaltenen Nickelanteile zur Metallform einer reduzierenden Behandlung unterzogen, das reduzierte Erz in einer wässrigen ammoniakalischen Ammoniumkarbonatlösung gelöscht und dann in Gegenwart von freiem Sauerstoff in einer gleichen Lösung gelaugt wird und dadurch die Nickelanteile extrahiert und in der Laugungslösung aufgelöst werden, wobei die Verbesserung darin besteht, daß die gelöschten Erzteilchen einem SchleifVorgang unterzogen werden, um ihre Außenschicht abzutragen und die unter der Außenschicht liegende Oberfläche für das Eindringen der Löschlösung freizulegen.

Es hat sich gezeigt, daß die Nickelextraktion aus Laterit- und Garnieriterzen, die 5 Gew. Prozent oder darüber Magnesium enthalten, durch Laugung erheblich, verbessert werden kann, wenn das Erz einem Schleif- oder Reibvorgang nach dem Rösten und Löschen und vor dem letzten Laugungsvorgang unterzogen wird. Wenn außerdem die Erzteilchen längere Zeit in einer ammoniakalischen Ammoniumkarbonat-

409885/1076

lösung belassen werden, um "ziehen" zu können, bevor oder nachdem sie dem Schleif- oder Reibvorgang unterzogen werden, läßt sich die Ausbeute bei der Nickelextraktion noch verbessern. Man erhält daher eine erheblich höhere Nickelausbeute als sie durch den Nicaro—Prozeß und die vorstehend erwähnten Verbesserungen dieses Verfahrens möglich wäre.

Es wird angenommen, daß das Schleifen und Ziehenlassen ein Aufbrechen komplexer Magnesiumkarbonate zur Folge hat, die offenbar den Laugungsvorgang stören. Diese Magnesiumkomplexe, die möglicherweise inform von χ Mg(OH)₂.y MgCo„ (basisches Magnesiumkarbonat) oder inform von MgCo„.(NH.)„CO-.4HoO vorliegen, stammen aus Magnesiumanteilen in einem Teil des Erzes, das während des Röstvorganges aktives Magnesiumoxyd erzeugt. Wenn das aktive Oxyd mit der ammoniakalischen Ammoniumkarbonat—Löschlösung in Berührung kommt, wandelt es sich zu den erwähnten Komplex -Verbindungen, die vorstehend aufgeführt sind um. Diese Komplexe überziehen offenbar die Außenseite und die Hohlräume der Erzteilchen. Diese Beschichtung wirkt als Diffusionsschranke und verhindert das Eindringen der Laugungslösung und des Sauerstoffes in die Erzteilchen sowie die Diffusion der Nickelanteile aus diesen heraus.. Als Ergebnis davon werden die Erzteilchen nur unvollkommen gelaugt und es verbleibt ein beträchtlicher Anteil der Nickelwerte darin, ohne in Kontakt mit der Laugungslösung gekommen zu sein'.

Es wird weiterhin angenommen, daß das Schleifen oder Mahlen ein Abreiben oder Abschaben der aus dem Magnesiumkar-

bonatkomplex bestehenden Beschichtung der Teilchen bewirkt und die Oberflächen des reduzierten Erzes unter der Schicht freilegt. Die Laugungslösung kann somit in diese Oberflächen eindringen, so daß merklich mehr Nickel aus dem Erz extrahierbar ist als in dem Fall, in dem das Erz einem Reib- oder SchleifVorgang nicht unterzogen wird.

Vermutlich legt der Schleif- oder Reibvorgang außerdem frisches basisches Magnesiumkarbonat für den Angriff der Laugungslösung frei. Ein Teil dieses frischen Karbonats löst sich in der Lösung und kristallisiert später inform diskreter Teilchen von Magnesium-Ammoniumkarbonat, die frei von Nickel sind, aus. In dieser Form beeinträchtigt das Magnesium die Laugung der nickelhal— tigen Erzteilchen nicht.

Das Einweichen oder Ziehenlassen der Erzteilchen intensiviert die Nickelextraktion deshalb, weil offenbar dadurch der Schleif- oder Reibvorgang zum Zwecke der Entfernung der Karbonatschicht effektiver gemacht wird. Außerdem wird angenommen, daß hierdurch neben der zusätzlichen Zeit, die für das freigelegte frische basische Magnesiumkarbonat zur Auflösung in der Lösung zur Verfugung steht, ein Teil der komplexen Magnesiumkarbonate zu kristalliner Form umgewandelt wird, in der sie sehr spröde sind und daher durch das anschließende Schleifen leichter abgerieben oder abgeschabt werden können, als dies in der vor dem Einweichen vorliegenden komplexen Karbonatform möglich wäre. Vermutlich wird

409885/1076

durch das Einweichen auch zusätzliche Zeit geschaffen, in der gelaugte Nickelanteile der Erzteilchen durch die Karbonatschicht hindurch diffundieren und aus dieser entzogen werden können.

Das erf indungsgeinäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen Flußdiagramme zweier Verfahrensabläufe, die den Erfindungsgedanken beinhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll in das bekannte hydrometallurgische Verfahren zur Verarbeitung von Laterit- und Garnieriterzen eingebaut werden. Bezüglich der Durchführung dieses Verfahrens sei auf den Stand der Technik dazu, beispielsweise die kanadischen Patentschriften 811 078 und 811 079 verwiesen.

Als für das erfindungsgemäße Verfahren verarbeitbar infragekommende Erze gelten in erster Linie die Laterit- und Garnieriterze, die mehr als 5 Gew. % Magnesium zusammen mit wirtschaftlich gewinnbaren Mengen an Nickel und beliebig Kobalt enthalten. Die Erze können sogenannte serpentinische oder garnieritische Erze sein, die normalerweise etwa zwischen 20 und 38 % MgO enthalten, oder es können Mischungen aus Serpentin- oder Garnieriterzen mit sogenannten "limonitischen" Lateriterzen sein. Die Mischungen enthalten ebenfalls mehr als 5 % Magnesium. Da Limonit normalerweise nicht mehr als etwa 0,6 Gew. $ Magnesium enthält, werden die Mischungen weitgehend aus Serpentin oder Garnierit bestehen, die einen höheren Magnesiumgehalt aufweisen. Erze dieser Art treten in großen

409885/1Q76

Lagerstätten in Kuba, Venezuela, Neukaledonien und den Philinpinen auf.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird das Erz nach bekannten Verfahren bei 10 getrocknet, um seinen Feuchtigkeitsgehalt auf unter etwa 5 % zu senken. Anschließend wird es auf eine Feinheit von praktisch zu 100 % unter 0,147 mm Partikelgröße (100 mesh Standard-Tyler-Siebmaß) gemahlen. Das Erz gelangt dann zu einem Röstvorgang 12, wo es unter kontrollierten Bedingungen in Kontakt mit reduzierenden Mitteln, vorzugsweise Wasserstoff oder Kohlenmonoxyd oder Mischungen daraus, erhitzt wird. Das Erz kann in einem Mehretagenofen, einem Drehofen oder in einem Wirbelschicht-Röstofen erhitzt werden, was im allgemeinen bis auf eine Temperatur im Bereich zwischen 552 und etwa 87O⁰C, vorzugsweise zwischen 677 und etwa 76O°C geschieht. Das Erz wird auf dieser Temperatur so lange gehalten, bis die Nickel- und Kobaltoxyde im Erz zum metallischen Zustand reduziert sind, wobei auf eine minimale gleichzeitige Reduktion des Eisenoxyds zu metallischem Eisen und dreiwertigem Eisen (Wustit-Phase) geachtet wird. Ein bevorzugtes Verfahren für die Röstung ist im Einzelnen in der kanadischen Patentschrift 938 110 erläutert.

Bei Ik wird das aus dem Röstofen entnommene reduzierte Erz auf vorzugsweise 150⁰C abgekühlt und gelangt anschließend zu einem Löschvorgang 16, in dem es in ammoniakali~ scher Ammoniumkarbonatlösung abgeschreckt wird, die aus einem ersten Absetzbehälter 26 ins Verfahren wieder einge-

40988S/1Ö76

führt wird. Anschließend an das Löschen wird das Erz bei 18 in der ammoniakalischen Ammoniumkarbonat-Löschlösung aufgeweicht. Die Lösung unterscheidet sich von der Lösung, in der das darauffolgende Laugen durchgeführt wird, dadurch, daß sie weitgehend ruhig ist und auf nicht oxydierenden Bedingungen gehalten wird. Ansonsten gleicht sie jedoch der Laugungslösung. Das Einweichen kann in einem Autoklaven oder einem sonstigen geschlossenen Behälter durchgeführt werden und dauert mindestens 3 Stunden, vorzugsweise 12 Stunden und darüber.

Die Aufschlämmung, die die abgeschreckten und beliebig eingeweichten reduzierten Erzteilchen enthält, kommt dann zu einem Schleif- oder Mahlvorgang 20. Zweck dieses Verfahrensschrittes ist es, die äußere Schicht aus komplexen Magnesiumkarbonaten von den Erzpartikeln abzureiben oder abzuschaben und dadurch die unter dieser Schicht,liegende Oberfläche freizulegen. Das Schleifen oder Mahlen kann in einer Kugelmühle, einer Stabmühle, einer Trommelmühle oder in einem Behälter ausgeführt werden, injdein ein fortwährendes Aufrühren der Erzteilchen stattfindet. Während des Mahlens kann die Aufschlämmung einem sauerstoffhaltigen Gas ausgesetzt sein. Zu diesem Zeitpunkt resultiert das Aussetzen an Sauerstoff in einem gewissen Laugen der Erzpartikel, so daß dadurch die notwendige Laugungszeit in dem anschließenden Laugungsvorgang abgekürzt wird, bis eine optimale Extraktion der Nickelanteile erfolgt ist.

Unabhängig davon, welche Einrichtung für den Mahl- oder Schleifvorgang verwendet wird, sollte man deren Geschwindigkeit so steuern, daß die Erzteilchen in gegenseitigem Reibkontakt oder in Kontakt mit den Mahlkugeln oder -walzen bleiben. Die Hartzerkleinerungseinrichtung braucht nicht so schnell betrieben zu werden, daß sie die Erzteilchen mahlt oder zu einem hochfeinen Produkt aufbricht. Auf Grund des Reibkontaktes der Erzteilchen in dem Mahlvorgang wird kontinuierlich Material von den Außenschleifen der Erzteilchen abgetragen. Im Idealfall sind nach Abschluß des Mahlvorganges die äußeren Flächen der Erzteilchen vollständig frei von den komplexen Magnesiumkarbonaten. Wird der Mahlvorgang in einer Kugelmühle durchgeführt, so ist es zweckmäßig, 2 bis 30 Minuten dafür aufzuwenden. Erfolgt er dagegen in einem Rührbehälter, sollte er im allgemeinen etwa 2 Stunden lang andauern. Ist hingegen der Mag— nesiumgehalt des Erzes sehr hoch und infolgedessen die äußere Schicht an komplexen Magnesiumkarbonaten relativ dick, so kann sich eine längere Mahldauer als notwendig erweisen.

Bei Bedarf werden anschließend an den Mahlvorgang 20 die Erzpartikel erneut bei 22 eingeweicht. Der Einweichvorgang wird in gleicher Weise wie der mit Bezugszeichen 18 durchgeführt. Das Einweichen ist ein bedarfsweiser, jedoch bevorzugter Verfahrensschritt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung. Es kann vor oder anschließend an den Mahlvorgang oder auch sowohl vorher wie nachher stattfinden.

Anschließend an die zweite Einweichstufe 22 wird die Aufschlämmung aus Erzteilchen und aramoniakalischer Ammonium—

A D 9 8 β S / 1 β 7 8

karbonatlösung zu einer ersten Laugungsstufe 2h geleitet, wo sie mit einem sauerstoffhaltigen Gas in Kontakt gebracht wird, um die Nickelanteile aus den Erzteilchen zu entziehen und sie in der Lösung aufzulösen. Die Laugung erfolgt gemäß bekannten Verfahrensweisen, wie sie beispielsweise in der kanadischen Patentschrift 900 beschrieben sind. Anschließend an die Laugung gelangt die Aufschlämmung zu einem Absetzbehälter 26 einer ersten Eindickungsstufe. Ein Teil der aus dem Absetzbehälter überlaufenden Lösung kommt in den Löschtank 16 wieder zurück, während der Rest, der die gelösten Nickel— anteile enthält, zum Zweck der Nickelgewinnung nach dem in der kanadischen Patentschrift 811 079 oder anderen bekannten Verfahren behandelt wird.

Das Verfahren nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem gemäß Fig. 1 darin, daß die gelöschten Erzteilchen zuerst einer Vorlaugung unterzogen werden, bevor sie zum Mahlen kommen. Diese Vorlaugung hat den Vorteil, daß metallisches Nickel in den abgeschreckten Erzteilchen zu einer Form umgewandelt wird, in der es bereitwilliger durch die Schicht aus komplexen Magiiesiumkarbonaten diffundiert und in die Lösung eintritt. Dieses vor dem Mahlen stattfindende Laugen führt im allgemeinen zu einer verbesserten Nickelextraktion und ist demzufolge als bevorzugte Verfahrensweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu betrachten. In dem Flußdiagramm gemäß Fig. 2 ist außerdem ein Verfahrensschritt aufgezeigt, in welchem mit den Erzteilchen vor dem Reduktionsrösten eine schwefelhaltige Verbindung zusammengebracht wird. Während des Röstens behindert diese Verbindung offenbar

die Bildung von hitzebeständigen nickelhaltigen Magnesiumverbindungen, die die Nickelausbeute im darauffolgenden Laugungsvorgang verringern würden. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, wird der schwefelhaltige Zusatz dem Erz anschließend an den Trocknungsvorgang 30, bei 31, zugegeben. Vorzugsweise wird so viel zugegeben, daß man eine Mischung mit einem Gesamtschwefelgehalt zwischen etwa 0,2 und 5 Gew. % erhält. Im allgemeinen erweist es sich nämlich, daß bei einer Zugabe von weniger als etwa 0,2 % Schwefel zum Erz die Zugabe keine erkennbare Wirkung auf die Menge an extrahiertem Nickel ergibt, während bei Zugabemengen von über 5 % Gesamtschwefel die Nickelextraktion wieder eine abnehmende Tendenz zeigt. Geeignete Zusätze sind Pyrrhotit, Pyrit, schwefelhaltige Feinstoffe, Magnesiumsulfat, Schwefelsäure, Wasserstoffsulfid, elementarer Schwefel oder Schwefeldioxyd. Der Zusatz sollte verständlicherweise keine Stoffe enthalten, die den nachfolgenden Laugungsvorgang beeinträchtigen oder die das Nickelendprodukt vergiften. Als besonders geeignet erweist sich für das erfindungsgemäße Verfahren Pyrit, weil er leicht zu speichern ist, einen hohen Schwefelgehalt je Gewichtseinheit aufweist und gewöhnlich relativ billig zu haben ist.

Anschließend an die Zugabe der schwefelhaltigen Verbindung wird die Erzmischung einem Zerkleinerungsvorgang 32 zugeführt, der in gleicher Weise wie bei dem Verfahren nach Fig. 1 ausgeführt wird. Dieser Vorgang dient zugleich zur Vergleichmäßigung des Klassierzustandes der Mischung und zur innigen Vermischung der Erzteilchen mit dem Zusatz. Anschließend an den Zerkleinerungsvorgang 32 wird

A09885/107 6

das Erz bei 34 auf gleiche Weise wie bei dem Verfahren nach Fig. 1 geröstet. Das geröstete Erz wird abgekühlt und bei 36 abgelöscht; anschließend gelangt es in eine erste Laugungsstufe 38* Die Laugungsbedingungen sind die gleichen wie diejenigen in der ersten Laugungsstufe 24 gemäß Fig. 1, jedoch mit der Ausnahme, daß die Laugung merklich vor dem Zeitpunkt abgeschlossen wird, an dem man eine vollständige Extraktion der Nickelanteile erhalten würde. Anschließend an den Laugungsvorgang 38 \vird die Laugungsau fs chläinmung dann einem Absetzbehälter hO zugeführt. Die als Unterlauf austretende Aufschlämmung aus dem Absetzbehälter 40 gelangt zu einem Mahlvorgang 42, während ein Teil des Überlaufes zum Löschvorgang 36 wieder zurückgeführt wird. Der Fest wird zur Nickelgewinnung nach bekannten Verfahren behandelt.

Bei Bedarf wird vor dem MahlVorgang h2 der Unterlauf aus dem Absetzbehälter 40 bei 44 ausreichend lang in einer ruhigen sauerstoffreien Ammoniumkarbonatlösung eingewicht. Auch anschließend an den Mahlvorgang können die Festkörper bei 46 eingeweicht werden. Dieses Einweichen vor oder nach dem Mahlen resultiert in einer Umwandlung der komplexen Magnesiumkarbonate zu einer Form, in der sie die zweite Laugungsstufe nicht beeinträchtigen. Außerdem schafft das Einweichen Zeit und Gelegenheit dafür, daß das Nickel durch die Karbonatschicht diffundiert und in die Lösung eintritt.

Die Aufschlämmung aus den Vorgängen 42 oder 46 wird einer zweiten Laugungsstufe 48 zugeleitet, aus der entnommene

409885/1Ö76

Aufschlämmung zu einem Absetzbehälter 50 gelangt. Die aus dem Absetzbehälter 50 überlaufende Lösung wird teilweise zum Löschvorgang 36 wieder zurückgeschleust, während der Rest entnommen und zur Nickelgewinnung weitergeleitet wird. Die als Unterlauf aus dem Absetzbehälter 50 austretende Aufschlämmung \vird mit frischer Ammoniumkarbonatlösung in einem WaschVorgang 52 gewaschen und die Waschlösung dann in die zweite Laugungsstufe ^8 eingeleitet.

Es sei darauf hingewiesen, daß die durch die Zugabe einer schwefelhaltigen Verbindung entstehenden Vorteile nicht nur dann eintreten, wenn das Ausgangserz nach dem Verfahren gemäß Fig. 2 behandelt wird, sondern daß dies auch bei einer Verfahrensweise gemäß Fig. 1 der Fall ist. In beiden Verfahrensabläufen wird der Zusatz vorzugsweise mit dem Erz schon vor dem Zerkleinerungsvorgang zugegeben.

Beispiel 1

Zwei Proben Garnieriterz aus Neukaledonien, jede zu 80 "io mit einer Teilchengröße von unter 0,07^ Bim (200 mesh Standard-Tyler-Siebraaß), wurden als Ausgangsmaterial in diesem Versuch verwendet. Die erste Probe hatte eine Analyse von 1,95 % Nickel, 13,1 % Eisen und 19,8 <fo Magnesium; die zweite Probe 1,9 % Nickel, 9,9 % Eisen und 20 $ Magnesium.

Die erste Probe wurde in einer Kugelmühle gemahlen, so daß sie auf eine Feinheit von zu 100 % unter ^iOO mesh

kam. Anschließend wurde das Material unter reduzierenden Bedingungen bei einer Temperatur von 76O C 1 l/2 Stunden lang in einem Ofen geröstet, aus dem Ofen entnommen, auf 2O4°C abgekühlt und dann gelöscht und in ammoniakalischer Ammoniumkarbonatlösung gelaugt. Durch das Laugen wurden 6l,6 % der Nickelanteile extrahiert.

Die zweite Probe wurde bei einer Temperatur von 704 C unter reduzierender Atmosphäre 1 l/2 Stunden lang in einem Ofen geröstet, auf 149 C abgekühlt und dann in ammoniakalischer Ammoniumkarbonatlösung gelöscht. Das gelöschte Material wurde dann in einer Kugelmühle gemahlen, so daß seine Partikelfeinheit zu 100 % auf weniger als 400 mesh verringert wurde. Anschließend wurde es unter den gleichen Bedingungen wie die erste Probe gelaugt. Dabei wurden 76 % der Nickelanteile extrahiert.

Aus dem Vergleich der Nickelextraktionsraten der beiden Proben kann geschlossen werden, daß das vorliegende Verfahren nicht lediglich ein Verfahren zur Vergrößerung des Nickelextraktionsanteiles aus den Erzteilchen insoweit ist, als die Teilchen durch Mahlen in ihrer Größe verringert werden. Wäre dies der Fall, dann müßten die Extraktionsraten aus beiden Proben weitgehend gleich sein. Stattdessen liegt aber die Extraktionsausbeute der zweiten Probe, die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt wurde, um mehr lals 15 % über derjenigen der ersten Probe, die. nicht so behandelt wurde. Daraus folgt, daß es nicht das Mahlen an sich ist, das die verbesserte^Nickelausbeute bewirkt. Denn um sich die Vorteile des Mahlens al—

409185/1076

lein zu Nutze zu machen, müßte dieses anschließend und nicht vor dem Rösten stattfinden.

Der Unterschied zwischen den Nickelausbeuten der ersten und zweiten Probe kann auch nicht der unterschiedlichen Art der Erzproben und den Rösttemperaturen zugeschrieben werden. Im allgemeinen ergibt sich, daß die Nickelausbeute umso niedriger ist, je niedriger der Eisengehalt und je niedriger die Rösttemperatur unter 76O°C ist. Dementsprechend müßte die Nickelausbeute der zweiten Probe, die einen niedrigeren Eisengehalt aufwies und bei einer niedrigeren Temperatur als die Probe 1 geröstet wurde, unter derjenigen der Probe 1 liegen. Tatsächlich lag sie aber darüber, woraus sich eindeutig der Einfluß des Mahlvorganges auf die Nickelextraktion herleiten läßt;

Beispiel 2

Aus einem Serpentin-Lateriterz aus Venezuela wurden Proben hergestellt. Die Analyse des Erzes ergab (gewichtsmäüig gemittelt) 1,52 % Nickel, 0,049 V° Kobalt, 18,8 % Eisen, \k,2 % Magnesium. Eine kleine Menge an Pyrit wurde vor dem Rösten mit einigen der Proben kombiniert. Die Proben wurden unter verschiedenen Bedingungen geröstet, gekühlt und dann gelöscht. Die gelöschten Proben wurden in k Gruppen aufgeteilt und folgendermaßen behandelt:

Gruppe 1: halbstündiges Mahlen in einer Kugelmühle; 3-stündiges Laugen, 18 - 24-stündiges Ein-

409884/1076

weichen und 1-stiindiges erneutes Laugen, (in der nachfolgenden Tabelle wird diese Schrittreihenfolge mit BLSL abgekürzt.)

Gruppe 2: 3-stündiges Laugen, halbstündiges Mahlen, 18 - 24-stündiges Einweichen, 1-stündiges Laugen (in der Tabelle abgekürzt rait LBSL).

Gruppe 3: halbstündiges Mahlen, 3-stündiges Laugen (in der Tabelle abgekürzt mit BL).

Gruppe k: 3-stündiges Laugen (in der Tabelle abgekürzt mit NL).

Die durch Laugen erzielten Prozentsätze an Nickelausbeute aus den Proben der vier Gruppen ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.

Zusammenstellung der Nickelausbeuten (Serpentinerz aus Venezuela)

	Röstbedingungen	Zuführ-	Verweil
% FeS₀	Max.Erz-	menge	zeit
	Temp. ⁰F.	Pfund/hr	min. ....
		100	90
0.3-0.8	1300
0		100	90
I.24	1290	100	90
2.4	1250	100	90
2.4	1290	100	90
2.4	1300	1.00	90
.2.4	1300	100	90"
2.4	1350	100'	60
2.4	1400	200	90
2.4	1290	200^Λ"	90
2.4	• 13.10	200	60
I 2.4	1305	100	90
2,4	1315	1.00	90
2.4"	1310	100	60
. 2,4	1310	100	60
2.4	1300	100	60
2.4	1300	100	. 60
2.4	1300	100	90 -
4.8	1305	. 100	90
-4.8	1300	100	90
'.4.8	1300	200	90
4.8	1290

( ) Anzahl durchgefühlter L.uugungsversuche

	■	I	BLSL .	75.6	Ni Extraction	-	84.2	BL	(3)	82.5	NL	75.6	N	•
		I		86.6	LBSL		85.8	(5)	72.9	(3)	65.8	-P t
t			(5)	87.0		87.4			(50	76.1	\. C
			(6)	87.5		84.4	(7)	82.1	(6)	73.2	C
			(7)		(13)				(7)	78.2	C
			(37)	87.0	(3)	7 9	(10)	82.8	(37) .	76.1
				(3)	83.5			(10)	76.9
	(3)		(6)		(3)	84.2	(3)	78 .4
				83.6			(3)'	77.8
			(D	83.9	(2)	80.9	(6)	78.2
		85.0	(D		(4)	81.2	(2)	78.8
				74.5		•	(4)	76.6
	(6)		(D	87.1	(2)	83.2	(6)	79.4
			(D		(2)	84.5	(2)	78.6
					(4)	81.7	(2)	77.6
		(3)		(2)	75.5	(4)	72.6
		(D				(3)	76.2	>
				(3)	83.4	(D	79.8
	85.2		87.4	(2)	82.4.	(3)	76.1	J
						(2)	77.8
(5)			(2)	85.3	(5)	80.3
			(H)	84.8	(2)	81.2
	85.1	(4)			(11)
						76.6
(4)

- IS -

Δ % Ni Extraction

BLSL
-NL

(5) 9.8

(6) 10.5

(7) 13.8
(37) 9.3

(3) 10.1

(6) 8.4

(5) 7.4

(4) 8.5

BL
-NL

6.9

7.1

(7) 8.9 (10) 6.7 (6) 5.8

(2)

(4)

2.7 2.4

3.8 5.9 4.1 1.8

3.6 6.3

(2) 5.0 (11) 3.6

Bereich

BLSL

84.6-88 83.9-89.0 83.6-89.7 85.4-88

83.6-85.8

83.1-86.5

83.5-86.3 86.7-88.2 83.4-85.7

409885/1076

Die Vorteile des Mahlvorganges und des Einweichens sind offensichtlich. Die kleinste Verbesserung bezüglich der Nickelausbeute, die aus dem Verfahrensablauf BLSL gegenüber dem Verfahrensablauf NL resultiert, liegt bei 7,k %; die höchste bei 13,8 %. Das gewichtsmäßige Mittel der Steigerung an Nickelausbeute des Verfahrensablaiifes BL gegenüber dem Verfahrensablauf NL liegt bei 5,4 %.

Zusammengefaßt ergibt sich für das erfindungsgemäße Verfahren somit folgendes:

Es wird eine Verbesserung des Ansprechens hochmagnesiumhaltiger nickelträchtiger Laterit- und Garnieriterze beim bekannten Reduktionsröst-Ammoniumkarbonat-Laugungsprozeß erzielt. Erfindungsgemäß werden anschließend an das Reduktionsrösten und das Löschen der Erzteilchen diese einem Mahlvorgang unterworfen, um ihre Außenschicht abzureiben und die darunter liegenden Oberflächen freizulegen, um sie für die Löschlösung durchdringbar zu machen. Hierdurch wird die Nickelausbeute im nachfolgenden Laugungsvorgang erheblich erhöht. Bei Bedarf können vor oder nach dem Mahlvorgang die Erzteilchen in einer ruhenden nicht oxydierenden animoniakalischen Ammoniumkarbonatlösung eingeweicht werden. Vor dem Reduktionsrösten kann dem Erz außerdem ein schwefelhaltiger Zusatz zugegeben werden.

4 0 § Ö 8 S / 1 Ö ^ 6

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Laterit- und Garnieriterzen, bei dem das in Teilchenform vorliegende, mehr als etwa 5 Gew. % Magnesium enthaltende Erz zur Umwandlung der enthaltenen Nickelanteile zur Metallform einer reduzierenden Behandlung unterzogen, das reduzierte Erz in einer wässrigen arnmoniakalischen Amiaoniumkarbonatlösung gelöscht und dann in Gegenwart von freiem Sauerstoff in einer gleichen Lösung gelaugt wird und dadurch die Nickelanteile extrahiert und in der Laugungslösung aufgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die gelöschten Erzteilchen einem Schleifvorgang unterzogen werden, um ihre Außenschicht abzutragen und die unter der Außenschicht liegende Oberfläche für das Eindringen der Löschlösung

freizulegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laterit- und Garnierxterztexlchen vor dem Reduktionsvorgang mit einem schwefelhaltigen Zusatz

' in ausreichender Menge vermischt werden, um in der Mischung einen Schwefelgehalt zwischen etwa 0,2 und 5 Gew. % zu erzielen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz Pyrit verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gelöschten Erzteilchen vor

A0988S/T076

dem Schleifen oder Mahlen in einer wässrigen amitioniakalischen Ainmoniumkarbonatlösung in Abwesenheit eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases 3 Stunden oder darüber eingeweicht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die gelöschten Erzteilchen an-

. schließend an den Mahl Vorgang in einer wässrigen ammoiiiakalischen Ainmoniumkarbonatlösung in Abwesenheit eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases 3 Stunden oder darüber eingeweicht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Laugung in einer ersten und einer zweiten Laugungsstufe vollzogen wird, der Laugungsrückstand aus der ersten Laugungsstufe aus der Lösung abgetrennt und der zweiten Laugungsstufe zugeführt wird, in welcher mit der gleichen Lösung in Gegenwart von freiem Sauerstoff gelaugt und aus welcher ein Teil der resultierenden Laugungslösung vom Rückstand getrennt und dem Laugungsvorgang wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Laugungsrückstand aus der ersten Laugungsstufe dem Mahl- oder SchleifVorgang unterzogen wird.

409885/1076