DE2433392A1 - Verfahren zur gewinnung von nickel aus hochmagnesiumhaltigen laterit- und garnieriterzen - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von nickel aus hochmagnesiumhaltigen laterit- und garnieriterzenInfo
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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
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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
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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-
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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
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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
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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-
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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
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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
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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.
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—
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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;
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-
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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 | 200Λ" | 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
-NL
(5) 9.8
(6) 10.5
(7) 13.8
(37) 9.3
(37) 9.3
(3) 10.1
(6) 8.4
(5) 7.4
(4) 8.5
BL
-NL
-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 (6)
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
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