DE2512558A1 - Verfahren zur raffination von metallen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur raffination von metallen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2512558A1
DE2512558A1 DE19752512558 DE2512558A DE2512558A1 DE 2512558 A1 DE2512558 A1 DE 2512558A1 DE 19752512558 DE19752512558 DE 19752512558 DE 2512558 A DE2512558 A DE 2512558A DE 2512558 A1 DE2512558 A1 DE 2512558A1
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chlorine
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precious metal
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DE19752512558
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George Mcguire
Raymond Edward Oliver
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Matthey Rustenburg Refiners Pty Ltd
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Matthey Rustenburg Refiners Pty Ltd
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C22B1/08—Chloridising roasting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
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Description

M 80 P
Anmelder: MATTHEY RUSTENBÜRG REFINERS (PTY) LTD. P.O. Box 590, Johannesburg 2001 Südafrika
Verfahren zur Raffination von Metallen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft gein Verfahren zum Abtrennen von metallischen Grundstoffen und Silber aus edelmetallhaltigen Stoffen, insbesondere ein Raffinationsverfahren, mit dessen Hilfe aus einem Platinmetalle enthaltenden Konzentrat Silber und weitgehend auch die übrigen natürlicherweise darin vorkommenden Grundmetalle ausgefällt werden sollen.
Gold sowie die Elemente der Platinreihe werden nachfolgend als "Edelmetall" bezeichnet, nämlich Ruthenium (Rt), Rhodium (Rh), Palladium (Pd'), Osmium (Os), Iridium (Ir) und Platin (Pt), während alle anderen Metalle - Silber, Gold und die Platinmetalle ausgenommen - in der nachfolgenden Beschreibung "Grundmetall" genannt werden.
Das einer Raffination zu unterwerfende Ausgangsmaterial kann aus einem Edelmetall, Grundmetall und/oder Silber enthaltenden Gemisch bestehen, in dem die genannten Bestandteile entweder als Metall oder in chemischer Verbindung vorhanden sind.
S09839/078S
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Raffinationsverfahren hoher Wirksamkeit zu schaffen, mit dessen Hilfe Silber und andere in einer Ausgangsmischung enthaltene Grundmetalle von darin ebenfalls vorkommenden Edelmetallbestandteilen so weitgehend abgeschieden werden, daß ein zunehmend höherer Reinheitsgrad des Edelmetalls erzielbar ist.
Ausgehend von einem Verfahren zum Abtrennen von metallischen Grundstoffen und Silber aus in Mineralkonzentraten enthaltenen Edelmetallbestandteilen ist gemäß der britischen Patentanmeldung 12597/7^ bereits vorgeschlagen worden, ein zerkleinertes Peststoff gemisch aus Grundmetallen, Silber und Edelmetallbestandteilen, die jeweils entweder in metallischer oder in chemisch gebundener Form vorhanden sein können, mit einem ein Halogen enthaltenden Gas bei einer so ausreichend hohen Temperatur zusammenzuführen, daß das Grundmetall und die Silberbestandteile mit dem Gas ihre entsprechenden Salze bilden, wobei sich die Halogene aus dem Peststoffgemisch weitgehend verflüchtigen und wobei die flüchtigen Halogene von dem verbleibenden Edelmetallbestandteil abgetrennt werden und vorzugsweise der nach dem vorhergehenden Verfahrensschritt verbleibende edelmetallhaltige Bestandteil im wesentlichen in einer ein Oxydationsmittel enthaltenden Salzsäurelösung gelöst wird.
-. ~Z ■»
509839/078$
Als Oxydationsmittel zur Lösung in Salzsäure bieten sich danach an: Chlorgas, Brom, unterchlorige Säure, Natriumchlorid, bromsaures Natron.
Zur Lösung dieser Aufgabe soll dieses Verfahren nach der Erfindung dadurch verbessert werden, daß durch Reaktion zwischen gasförmigem Wasserstoff und Chlor eine Flamme entsteht, und daß das Mineralkonzentrat in feiner Zerteilung in die Reaktionszone der Flamme eingebracht wird.
Die Verbrennung erfolgt in einem geeigneten Brenner, dem Wasserstoff und Chlor in gasförmigem Zustand, vorzugsweise mit jeweils gleichem Molvolumen, zugeführt werden, wobei das zerteilte Material in jeweils eines der Gase oder in beide Gase im Brenner geleitet wird. Das Material kann dem Brenner auch wahlweise oder zusätzlich in einem Strom eines Verdünnungsgases zugeführt werden. Der Brenner kann so ausgestaltet sein, daß entweder Wasserstoff in Chlor oder Chlor in Wasserstoff verbrennt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einem aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren bestehenden Brenner, bei dem eine im äußeren Ringraum aus Wasserstoff/Chlor gebildete Flamme in das hitzebeständige innere Rohr leitbar ist, wobei eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von mindestens 250O0C im inneren Rohr vorgesehen ist.
509839/Ö78S
Das innere, horizontal angeordnete Rohr besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus Aluminiumtrioxyd oder Aluminiumtrioxyd/Siliziumdioxyd. Dieses Rohr ist auf einer möglichst hohen Temperatur zu halten, um Wärmeverluste zu verhindern und um die Reaktionszeit zu verlängern.
Durch die Verbrennung von Wasserstoff und Chlor wird eine sehr hohe Temperatur, im allgemeinen mindestens 10000C meist jedoch höher, erzeugt, der das feinzerteilte Mineralkonzentrat beim Durchströmen der Flamme ebenfalls ausgesetzt wird. Die Temperatur sollte nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mehr als 9000C, beispielsweise sogar zwischen 1500° - 250O0C betragen.
Niedrigere Temperaturen als die in unverdünnter Flamme erzeugten, können dadurch erzielt werden, daß ein möglichst kaltes, vorzugsweise inertes Verdünnungsgas in das Gasgemisch eingebracht wird, während noch höhere Temperaturen durch Vorwärmung des gasförmigen Wasserstoffs oder des Chlors oder beider Gase vor dem Entzünden erzielbar sind.
Oxydations- oder Reduktionsbedingungen in der Flamme oder in deren Bereich können durch Änderung, Erhöhung bzw. Verringerung, des Volumenverhältnisses zwischen Chlorgas zu Wasserstoffgas hergestellt werden. Die jeweiligen Bedingungen
— CC —
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sind abhängig von der Zusammensetzung des Mineralkonzentrats. Beim Durchströmen des pulverisierten Konzentrats durch die Chlorwasserstoff-Flamme bilden sich vom überwiegenden Teil des vorhandenen Silbers flüchtige Chloride sowie flüchtige wasserlösliche Chloride vom größten Teil der vorhandenen Grundmetalle. Diese können aus dem Gasstrom mit Hilfe eines Trockenscheiders oder durch Trockenwäsche entnommen werden.
Die wasserlöslichen Bestandteile des Reaktionsproduktes können aus diesem durch Lösung in Wasser herausgelöst werden, während das verbleibende edelmetallhaltige unlösliche Konzentrat aus der entstehenden Grundmetallwasserstofflösung auf physikalischem Wege, beispielsweise durch Filtern, abgetrennt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Beispiels beschrieben.
In einem aus zwei konzentrischen Rohren bestehenden Brenner wurde durch Erzeugung einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme zuerst Wasserstoff in Chlor verbrannt, wobei das Chlor in ständig zunehmender Menge dem in den Brenner eingeführten Säuerstoffstrom beigemischt wurde. Gleichzeitig wurde die Sauerstoffmenge allmählich verringert bis man eine rein Chlor-Wasserstoff-Flamme erhielt. Die einströmende Chlor - und Wasserstoffmenge wurde dann auf 15 Liter pro Minute eingestellt. Erst dann wurde das den Ausgangsstoff bildende Metallkonzentrat - aufbereitet in einer ein Sieb mit einer
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Maschengröße von 200 passierenden Körnchengröße - in die Chlor-Wasserstoff-Plamme in dem durch ein Venturirohr fließenden Wasserstoffstrom von 15 Litern pro Minute eingeleitet. Das von dem Chlorwasserstoff-Gasstrom mitgeführte Produkt wurde anschließend in Wasser gewaschen (das dadurch sauer wurde), die Feststoffteilchen ausgefiltert und analysiert.
Der Edelmetallgehalt der Feststoffteilchen war, wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht, wesentlich höher als beim Ausgangsprodukt.
Ausgleich
Ausgangsprodukt weniger Endprodukt
Gewichtsanteil in % Gewichtsanteil in %
28.3 38.0
16.0 weniger 21.5
1.1 1.5
10.0 13.4
3.8 5.1
0.3 0.4 .
1.7 2.3
1.3 0.1
6.3 0.8
2.7 0.3
3-9 0.4
2.1 0.3
0.3 als 0.1
3.1 1.0
3-3 0.2
1.4 als 0.1
14.4 14.7
509839/0785
Der Posten "Ausgleich" in der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials besteht zum größten Teil aus Nichtmetallen, mit denen einige oder alle der Metallbestandteile des Ausgangsmaterials verbunden sind, sowie aus mindestens einem schwerschmelzbaren Oxyd, wie Siliziumdioxyd, Aluminiumtrioxyd, Titandioxyd, und Zinnasche. Dasselbe gilt für den Posten "Ausgleich" bei der Zusammensetzung des Endproduktes, außer daß hier der Anteil an schwerschmelzbaren Oxyden, die gegen Chlorwasserstoff widerstandsfähig sind, größer ist.
Wenn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der feinzerteilte Peststoff bei hoher Temperatur in die Wasserstoff und Chlorflamme eingebracht wird, werden praktisch das gesamte Silber und ebenso fast alle Grundmetalle, wie Antimon (Sb), Zinn (Sn), Blei (Pb), Zink (Zn), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Eisen (Pe) und Arsen (As), jedoch nicht das gesamte Selen (Se) und Tellur (Te), in ihr Chlorid umgesetzt. Die Edelmetallchloride bilden jedoch bei Anwendung der verfahrensgemäßen Temperaturen keine beständigen Verbindungen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also erreicht, daß durch Behandlung des Rohmaterialkonzentrats mit zusammen reagierendem H2 und CIp bei hoher Temperatur der edelmetallhaltige Rückstand in einer oxydierenden Salzsäurelösung lösbar wird.
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Claims (11)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Abtrennen von metallischen Grundstoffen und Silber aus in Mineralkonzentraten enthaltenen Edelmetallbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß durch Reaktion zwischen gasförmigem Wasserstoff und Chlor eine Flamme entsteht, und daß das Mineralkonzentrat in feiner Zerteilung in die Reaktionszone der Flamme eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molvolumen von Wasserstoff und Chlor gleich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoff in Chlor verbrennt.
1J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Chlor in Wasserstoff, verbrennt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der an der Reaktion beteiligten Gase ein Verdünnungsgas enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Reaktionszone der Flamme 9000C beträgt
509839/6785
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Reaktionszone der Flamme zwischen 1500° - 250O0C beträgt.
8. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Chloride der Grundmetalle durch Lösung in Wasser aus dem sich entwickelnden Stoff herausgelöst werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das verbleibende edelmetallhaltige Konzentrat in ein Oxydationsmittel enthaltender Salzsäure gelöst wird.
10. Vorrichtung zur Raffination von Edelmetall nach den Verfahren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren bestehender Brenner vorgesehen ist, bei dem eine im äußeren Ringraum aus Wasserstoff/Chlor gebildete Flamme in das hitzebeständige innere Rohr leitbar ist, und daß eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von mindestens 25OO°C im inneren Rohr vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr aus Aluminiumtrioxyd oder Aluminiumtrioxyd/Siliziumdioxyd besteht.
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DE19752512558 1974-03-21 1975-03-21 Verfahren zur raffination von metallen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens Pending DE2512558A1 (de)

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