DE2741053A1

DE2741053A1 - Verfahren zum aufarbeiten von eisen und kupfer enthaltenden sulfidischen nickel-feinerzen bzw. -erzkonzentraten

Info

Publication number: DE2741053A1
Application number: DE19772741053
Authority: DE
Inventors: John R Carlberg; Eddie C Chou; John M Laferty; Paul B Queneau
Original assignee: Amax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1977-09-12
Publication date: 1978-03-23
Also published as: CA1094012A; FI772716A; ZA775388B; NO153612B; NO153612C; JPS5337520A; US4100043A; FI68086C; AU513587B2; NO773186L; AU2875377A; FI68086B

Description

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AMAX Inc. Greenwich, Connecticut (V.St.A.)

2 7 A Ί O 5 3

File 5241

Verfahren zum Aufarbeiten von Eisen und Kupfer enthaltenden sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Erzkonzentraten

Dr.Be/Ba

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Auslaugen von Eisen enthaltenden sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Erzkonzentraten und ein Verfahren zur kontinuierlichen Auslaugung von Eisen enthaltenden Nickel-Kupfersulfid-Konzentraten bei der Gewinnung der Metalle hieraus in einem mehrstufigen Verfahren.

Es ist bekannt, Nickel selektiv aus zerkleinerten sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Konzentraten, die Kupfer, etwas Eisen, ggf. etwas Kobalt enthalten und in denen der Schwefelgehalt bezüglich des gesamten Metallgehalts nicht stöchiometrisch ist, auszulaugen. Gemäß einem bevorzugten bekannten Verfahren wird ein erheblicher Teil des Nickels in dem Feinerz bzw. Konzentrat selektiv dadurch gelöst, daß das Feinerz bzw. Konzentrat einer Auslaugung in einem Elektrolyt aus Schwefelsäure unter Atmosphärenbedingung und bei einer Temperatur im Bereich bis zu etwa 1OO°C unter Belüften der Lösung unterworfen wird. Die Belüftung vermindert die Eisenmenge in Lösung, da das Eisen in Form eines Niederschlags aus Eisen-III-Verbindungen ausfällt. Eine Hauptmenge des Kupfers wird ebenfalls hierdurch beseitigt.

Es gibt eine Überfülle von Patentliteratur betreffend zahlreiche hydrometallurgische Verfahren zum selektiven Auslaugen von Nickel aus Nickelsulfid-Feinerzen bzw. -Konzentraten, wie Nickelsulfid- und Nickel-Kupfersulfid-Konzentraten. Beispiele für solche Patentschriften sind die US-PSS 967 072, 1 756 092, 2 223 239, 2 239 626 und 2 753 259. Die letztgenannten drei Patentschriften zeigen, wie wichtig es ist, ein Feinerz bzw. Konzentrat

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einzusetzen, dessen Schwefelgehalt stöchiometrisch niedriger als diejenige Menge ist, die erforderlich ist, mit den gesamten vorhandenen Metallmengen Verbindungen zu bilden.

In dem Aufsatz "Atmospheric Leaching of Matte at the Port Nickel Refinery" in Canadian Mining and Metallurgical Bulletin (Februar 1974) wird eine detaillierte Übersicht über das Auslaugen von zerkleinerten Nickel-Feinerzen bzw. -Konzentraten wiedergegeben. Granuliertes Feinerz bzw. Konzentrat mit einem niedrigen Eisengehalt (etwa 0,2 Gew.-% Fe) wurde verwendet und das Feinerz wurde auf eine Siebkorngröße gemahlen, daß 99 % durch ein Sieb der lichten Maschenweite 0,149 mm und 50 % durch ein Sieb der lichten Maachenweite 0,037 mm (minus 100 mesh bis minus 400 mesh, U.S.Standard) durchgingen. Bei dem Feinerz bzw. Konzentrat mit niedrigem Eisengehalt wurden relativ kurze Auslaugzeiten erhalten.

Nachfolgende Arbeiten betreffend das Auslaugen von nickelhaltigen Feinerzen bzw. Konzentraten mit relativ hohem Eisengehalt bei Atmosphärenbedingung zeigten, daß die Gegenwart des hohen Eisengehaltes, d.h. Eisengehalte in Feinerz bzw. Konzentrat von bis zu etwa 20 Gew.-%, die Retentionszeit zur Erzielung von Nickellösungen mit geringem Eisen- und Kupfergehalt erhöhte, d.h. von Lösungen, die weniger als 10 ppm dieser Bestandteile enthielten, (vgl. US-PS 3 962 051). In der Patentschrift wird erwähnt, daß das Konzentrat bzw. Feinerz mit hohem Eisengehalt aus einer Temperatur von

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wenigstens 10° oberhalb der Liquidus-Solidus-Temperatur durch Abschrecken in Wasser granuliert wird, damit das Konzentrat nach dem Zerkleinern leichter auslaugbar ist. Gemäß der Patentschrift wird das zerkleinerte Konzentrat in einer ersten Stufe unter Atmosphärenbedingung ausgelaugt, um selektiv Nickel herauszulösen unter Verwendung einer verbrauchten Elektrolytlösung aus der Kupferelektrolyse, die ausreichend Schwefelsäure enthält, um einen pH-Wert im Bereich bis zu etwa 2 zu schaffen, während die Lösung belüftet wird, bis der pH-Wert der Lösung während des Auslaugens einen Stand von etwa 3>5 bis 4,5 erreicht. Nach der ersten Auslaugungsstufe wird in einer zweiten Stufe eine Auslaugung bei Atmosphärenbedingung in dem verbrauchten Kupferelektrolyt dadurch durchgeführt, daß anstelle der Belüftung eine Oxydation mit einer angemessenen Menge eines stärkeren Oxydationsmittels, wie Sauerstoff, MnO."" und SpO₈" durchgeführt wird, um die Auslaugung bei Atmosphärenbedingung weiter zu vervollständigen, was sich durch einen Anstieg des pH-Wertes auf über etwa 5 anzeigt, wodurch eins Nickellösung gebildet wird, die einen niedrigen Gehalt sowohl von Kupfer als von Eisen hat. Die zweite Oxydationsstufe mit dem stärkeren Oxydationsmittel kürzt die Verweilzeit erheblich ab, die für die Vervollständigung des Auslaugens des Feinerzes bzw. Konzentrats bei Atmosphärenbedingung erforderlich ist.

Das Eisen wird leichter ausgeschieden als das Kupfer, weshalb zur Sicherstellung der Ausfällung von Kupfer auf den gewünschten niedrigen Stand die Verweilzeit ausreichen sollte, um eine praktisch vollständige Kupferentfernung sicherzustellen.

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Die Verwendung starker Oxydationsmittel trägt jedoch zu den Verfahrenskosten bei. Außerdem gab es bei dem bekannten Verfahren eine Neigung, daß das Kupfer in der Lösung oxydierte und erneut in Lösung ging, insbesondere dann, wenn eine übermäßige Menge des stärkeren Oxydationsmittels zugefügt wurde. Somit waren diejenigen Bedingungen, die für eine schnelle Eisenausfällung ideal waren, nicht immer für die schnelle Kupferausfällung ideal. Die Erhöhung der Verweilzeit bis zur vollständigen Kupferausscheidung trug ebenfalls zu den Kosten bei, da sie eine nachteilige Wirkung auf den Wirkungsgrad bezüglich des Volumendurchsatzes hatte.

Es war somit wünschenswert, ein Verfahren zu schaffen, das zur Herstellung relativ reiner Nickellauglösungen mit niedrigem Eisen- und Kupfergehalt ausreichend flexibel war, ohne daß es erforderlich war, sowohl Eisen wie Kupfer gleichzeitig auf die gleichen geringen Gehalte während des Laugens zu bringen, während die Isolierung von Nickel maximiert wurde, sofern die Hauptmenge Kupfer entfernt wurde.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch erfüllt werden kann, daß die Laugung bei Atmosphärenbedingungen zur Entfernung des Eisens auf den gewünschten niedrigen Gehalt und anschließend die vollständige Entfernung des Kupfers aus der Nickellösung in einer weiteren Stufe durchgeführt wird, wobei ein Bett eines Ionen-Austauscher-Harzes verwendet wird, das hinsichtlich der Absorption von Kupfer selektiv ist, nicht jedoch gegenüber Nickel und/oder Kobalt.

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Es ist somit Ziel der Erfindung, ein Verfahren für das Auslaugen von sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Konzentraten bei Atmosphärenbedingung, die einen relativ hohen Eisengehalt haben, zu schaffen, wobei selektiv und wirtschaftlich ein erheblicher Teil des darin enthaltenen Nickels mit geringem Eisen- und Kupfergehalt extrahiert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Auslaugverfahrens zur selektiven Extraktion von Nickel aus Nickel-Feinerzen bzw. -Konzentraten, wobei die Gegenwart von Eisen und Kupfer entweder im Konzentrat und/oder der Lauglösung und deren nachteilige Wirkung auf die Auslaugung durch Verwendung einer neuen Kombination von Verfahrensstufen kompensiert werden kann, um die Entfernung praktisch der gesamten Eisenmenge in einer Belüftungsstufe zu bewirken und die Entfernung von Restkupfer in einer weiteren Stufe durchzuführen.

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform des Verfahrens anhand eines Fließschemas,

Fig. 2 eine Gruppe von Kurven, die jeweils die Kupferkonzentration von wasserlöslichen Kupfersaizen in der Lauge als Funktion der Laugzeit und des Oxydationsgrades darstellen sowie

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Fig. 3 eine Gruppe von Belastungskurven, die die Kupferentfernung bei drei unterschiedlichen Ionen-Austauscher-Harzen erläutern.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auslaugen von zerkleinerten sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Konzentraten, die etwa 20 bis 75 Gew.-% Nickel, etwa 5 bis 50 Gew.-% Kupfer, über 0,5 bis 20 Gew.-% Eisen, ggf. kleine Mengen Kobalt und nicht stöchiometrische Mengen Schwefel in einem Bereich von über 4 Gew.-% bis 24 Gew*-% enthalten, wobei die Summe der Gehalte an Nickel, Kupfer und Schwefel wenigstens etwa 80 Gew.-% beträgt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das zerkleinerte Feinerz bzw. Konzentrat einer Laugung an der Atmosphäre mit einer verbrauchten Elektrolytlösung aus Kupfersulfat-Schwefelsäure mit einem pH-Wert unter 2 unterworfen, während die Lösung heftig belüftet wird, wodurch selektiv Nickel aus dem Feinerz bzw. Konzentrat ausgelaugt wird und eine an Nickel angereicherte Lösung hervorgebracht wird, die weniger als etwa 10 ppm Eisen enthält und mehr als etwa 5 ppm bzw. 10 ppm bzw. 20 ppm oder mehr Kupfer enthält, wobei ein Kupfer und Nickel enthaltender Sulfidrückstand zurückbleibt, und wonach die angereicherte Nickellösung vom Rückstand abgetrennt wird, durch ein Bett eines Ionen-Austauschers geführt wird, das hinsichtlich der Absorption von Kupfer selektiv ist, wobei das Kupfer aus der Lösung auf einem Gehalt von unter 5 ppm entfernt wird, und anschließend die Nickellösung zur Nickelisolierung aufgearbeitet wird.

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Durch Verwendung des genannten Verfahrens wird eine
übermäßige Verweilzeit während des Laugens bei Atmosphärenbedingung vermieden, sofern praktisch der
gesamte Eisengehalt auf unter 10 ppm gedrückt wird.
Eine besondere Vorbehandlung des Feinerzes bzw. Konzentrats ist nicht erforderlich und es ist nicht wichtig, wie das Feinerz bzw. Konzentrat aus dem geschmolzenen Zustand granuliert wird. Starke Oxydationsmittel brauchen nicht verwendet zu werden, sofern die Belüftung eine ausreichende Zeit durchgeführt wird, daß praktisch der gesamte Eisengehalt aus der Lösung entfernt wird, selbst wenn bis zu etwa 300 oder 500 oder sogar 750 ppm Kupfer in der Lösung zurückbleiben.

Nach der Ausscheidung des Eisens als Niederschlag aus dreiwertigem Eisen (z.B. als Eisen-III-hydroxid und/oder einem hydratisierten Eisen-III-oxid) wird die angereicherte Nickellösung, die Restkupfer enthält (z.B. mehr als 5 ppm), filtriert und anschließend durch ein geeignetes Bett eines Ionen-Austauschers geführt, der hinsichtlich der Kupferentfernung selektiv ist, wonach aus der Lösung praktisch der gesamte Kupfergehalt entfernt wird.

Durch Vermeiden ausgedehnter Laugzeiten zur Entfernung des gesamten Kupfers in der Lauglösung erlaubt die anschließende Entfernung des Kupfers durch Ionen-Austauscher die Verwendung von etwa 100 % der gesamten Kreislaufkapazität zur Eisenoxydation. In diesem Zusammenhang kann eine Reihe von belüfteten Laugtanks zur Durchführung der Laugung des zerkleinerten Feinerzes bzw. Konzentrats bei Atmosphärenbedingung verwendet werden, wodurch das Eisen zusammen mit der Hauptmenge Kupfer entfernt wird.

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Die Verwendung von Ionen-Austauschern als solche ist eine an sich bekannte Verfahrensweise zur selektiven Entfernung von Ionen aus Lösungen. Zum Beispiel regt die US-PS 2 831 763 an, dieses Verfahren zur Vorbehandlung von relativ verdünnten wäßrigen Lösungen von Metallen anzuwenden, um den Metallgehalt in Lösung für die anschließende Reduktion im Autoklaven zu konzentrieren. In dieser Patentschrift ist jedoch das Metall, das aus einem Erz ausgelaugt wird, das primäre gesuchte Rohmaterial und nicht ein Nebenprodukt oder eine Verunreinigung. Außerdem macht das vorgeschlagene Isolierungsverfahren von einer Reduktion mittels eines Autoklaven bei erhöhten Temperaturen und überatmosphärischen Drücken Gebrauch, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich sind.

Bei der Durchführung der Laugungsstufen bei Atmosphärenbedingung wird vorzugsweise eine rückgeführte verbrauchte Elektrolytlösung aus der Kupferelektrolyse als Lauglösung verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird kontinuierlich das granulierte und gemahlene hoch-eisenhaltige Feinerz oder Konzentrat zusammen mit dem gebrauchten Elektrolyten in den ersten einer Reihe von gerührten Behältern eingefüllt. In der Aufschlämmung wird vorzugsweise ein Feststoffgehalt von 10 bis 20 Gew.-% aufrechterhalten und die Aufschlämmung wird stark belüftet, vorzugsweise dadurch, daß die Luft mittels einer einzelnen Radialturbine verteilt wird, die nahe dem Boden des Behälters rotiert. Das System wird unter Atmosphärenbedingungen betrieben und stellt somit ein offenes System dar, weist aber eine ausreichende Tiefe der Tanks auf, z.B. 4,5 bis 6 m (15 bis 20 feet),

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damit ein ausreichender Partialdruck von Sauerstoff um die Turbine herum aufrechterhalten wird, damit eine schnelle Oxydation des Eisens erfolgen kann.

Die an Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff können anstelle von Luft verwendet werden, was jedoch aus v/irtschaftlichen Gründen nicht empfohlen wird. Der Hauptzweck der Erfindung ist die Vermeidung des Aufwands starker Oxydationsmittel, wobei jedoch vernünftige Retetionszeiten der atmosphärischen Laugung aufrechterhalten werden. Die Erfindung erreicht schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten ohne Verwendung von Autoklaven. Außerdem besteht keine Notwendigkeit, während des Granulierens des Feinerzes oder Konzentrats eine genaue Temperaturregelung durchzuführen noch eine saure Vorlaugung zur Entfernung von Eisen durchzuführen, wie dies in der U3-P3 3 962 beschrieben ist.

Je wirksamer der verbrauchte Elektrolyt belüftet wird, desto schneller wird das Eisen ausgefällt. Durch Erhöhung des Sauerstoff-Partialdrucks durch Verwendung von Sauerstoff wird die Geschwindigkeit der Eisenausscheidung weiter erhöht. Dies ergibt sich deutlich aus der folgenden Tabelle:

Gasinjektion, Gasart Op-Partialdruck Ausscheidungsml/min Atm. zeit für Eisen,

100 Luft 0,17 40,0

1600 Luft 0,17 8,0

580 O₉ 0,82 2,5

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Die genannten Versuche wurden in einem offenen Kolben von 1 Liter Inhalt bei 75°C mit einem Feststoffgehalt von 21 Gew.-% unter Verwendung eines nicht granulierten Konzentrats mit Analysenwerten 4,3 % Fe, 39,6 % Ni, 28,4 % Cu und 22,8 % S. Der verbrauchte Elektrolyt ergab folgende Werte: 22 g/l Cu, 31 g/l Ni und 46 g/l

Das Verhalten einer wäßrigen Kupferlösung ist komplizierter als dasjenige einer Eisenlösung. Bis zu einem bestimmten Sauerstoffpartialdruck ist eine starke Belüftung günstig. Oberhalb dieses Partialdrucks fällt zunächst Kupfer aus, löst sich aber dann erneut. Fig. erläutert diese Wirkung bei der Behandlung des genannten Konzentrats unter den beschriebenen Bedingungen.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert.

BEISPIEL

Ein Konzentrat enthaltend 4,3 % Fe, 39,6 % Ni, 28,4 % Cu und 22,8 % S, das derart zerkleinert wurde, daß es durch ein Sieb der lichten Maschenweite 0,074 mm (200 mesh U.S. Standard) durchging, wobei wenigstens 50 % durch die Maschenweite 0,053 mm (270 mesh U.S. Standard) durchging und das mit Verfahrenswasser zu einer Aufschlämmung mit 40 Gew.-96 Feststoffgehalt aufgeschlämmt war, wurde mit verbrauchter Elektrolytlösung behandelt, die 31 g/l Cu, 70 g/l Ni und 64 g/l H₂SO₄ enthielt, wonach die Lösung weiter gemäß dem Fließschema von Fig. 1 behandelt wurde. Somit wurde der verbrauchte Elektrolyt

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und die Aufschlämmung des Konzentrats in den ersten Tank einer Reihe von Auslaugtanks (z.B. 5 Tanks von jeweils 56.800 1 (15.000 gallons)) derart zugefügt, daß der prozentuale Feststoffgehalt im ersten Tank
etwa 15 Gew.-% betrug. Die Temperatur der Auslaugkette wurde bei etwa 70 bis 75°C gehalten und jeder Tank wurde vom Boden des Tanks her belüftet. Somit entsprach der Luftdruck am Ausgangspunkt des Gaseinleitungsrohres bei einer Aufschlämmungstiefe von
4,5 m (15 feet) einem Sauerstoffpartial-

druck von etwa 0,3 atm.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Konzentrat unter Atmosphärenbedingungen bei 10 etwa 6 Stunden lang
ausgelaugt, während welcher Zeit das Nickel selektiv gelöst wird und Eisen auf einen Gehalt von unter 5 ppm vermindert wird und die Kupfermenge etwa 40 ppm beträgt. Die angereicherte Nickellösung enthielt etwa 65 g/l Ni und hat einen pH-Wert von etwa 5 bis 5,5.

Die mit Nickel angereicherte Lösung und der Sulfidrückstand werden zu der Trennungsstufe 11 von festen und flüssigen Stoffen geschickt, wobei die Feststoffe in den Autoklaven 12 überführt werden, wo sie unter Druck mit Wasser und verbrauchtem Kupferelektrolyt
oxydiert werden, während die Nickellösung mit niedrigem Eisengehalt in das Ionen-Austauscherbett in der Säule 13 geführt wird, wobei der Gehalt von 40 ppm Kupfer in der Lösung selektiv durch das Ionen-Austauscher-Harz 13 absorbiert wird und das Kupfer in der Lösung auf unter 5 ppm reduziert wird. Die Nickellösung oder Lauge 14, die auch etwas Kobalt enthält und aus dem
Ionen-Austauscherbett 13 austritt, wird zur Isolierung von Nickel und Kobalt weitergeleitet.

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Das Kupfer in dem Harzbett wird durch eine rückgeführte Lösung 15A aus dem Tank 16 abgestreift, in welchem Kupferelektrodenbleche hergestellt werden, wobei die Lösung 15 aus dem Ionen-Austauscherbett 13 in den Tank 16 zur Herstellung der Elektroden eingeleitet wird, die Titan als Kathode verwenden, wovon das abgeschiedene Starter-Blech abstreifbar ist und worin sich eine unlösliche Anode aus Blei befindet. Die Starter-Blech-Elektroden aus Kupfer 16a werden später in den Tank 17 für die Kupferelektrolyse überführt und werden verwendet, um einen Teil der Starterkathoden zu bilden, die gebraucht werden, um Kupfer aus der Hochdruck-Lauglösung zu isolieren, die nach dem Drucklaugen des Sulfidrückstandes im Autoklaven 12 anfällt, wobei der Rückstand mit verbrauchter ElektroIyteinspeisung bei 12a mit einer Feststoffdichte von etwa 20 Gew.-% Feststoffen vermischt wird und die Drucklaugung in Gegenwart von Luft bei einem Gesamtdruck von etwa 42,2 y Überdruck und einer Temperatur von etwa 180⁰C über einen Zeitraum von etwa 1/2 Stunde

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durchgeführt wird unter Zufügungausreichenden Menge Schwefelsäure, um den pH-Wert von etwa 2 beim Austragen aus dem Autoklaven aufrechtzuerhalten.

Nach der Drucklaugung wird der Ansatz zur Trennung der flüssigen Teile von den Feststoffen bei 18 geschickt undrRuckstand wird bei 19 verworfen, während die abgetrennte flüssige Lösung zur elektrolytischen Gewinnung von Kupfer bei 17 zur Kupferisolierung geschickt wird. Die Analyse der Lösung ergibt etwa 70 g/l Ni, 60 g/l Cu bei einem pH-Wert von etwa 2.

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Während das Kupfer sich auf die Starter-Bleche niederschlägt, wird verbrauchter Kupferelektrolyt 17a gebildet, welcher zu der Laugung 10 unter AtmoSphärenbedingungen und zur Oxydations-Drucklaugung 12 zurückgeführt wird.

Wie oben erwähnt, int der verwendete Ionen-Austauscher selektiv hinsichtlich der Absorption von Kupfer. Nachdem der Ionenaustauscher-Kreislauf konstante Arbeitsbedingungen erreicht hat, wird die bei 16 regenerierte Säure als verbrauchte Säure 15A in das Ionenaustauscher-Bett 13 zurückgeführt, um das absorbierte Kupfer abzustreifen und das Harz zu regenerieren.

Diejenigen Ionenaustauscher-Harze, die für das Verfahren brauchbar befunden wurden, sind die folgenden:

Harz (Handelsbezeich- Funktionale Beladung Kapazität nung) Gruppen mg/cm* Harz (lbs C

Amberlite XE-318 RN(CH₂COOH)₂ 7,2 (0.45)

Mitsubishi CR-20 RNH(C₂H₄NH)_nH 13,12 (0.82) Duolite CS-346 RC(NH₂)NOH 32,2 (2.0)

Die Reste R stellen polymere Harzstrukturen dar und η ist eine Ganzzahl von 1 oder darüber. Die bevorzugten polymeren Harze umfassen Polymere und Copolymere von vinylaromatischen Verbindungen. Beispiele solcher Harze sind Polystyrol und ein Copolymerisat von Polystyrol und Divinylbenzol.

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Die Beladungskurven für die genannten Ionenaustauscher-Harze sind in Fig. 3 dargestellt. Das Harz C3-346 ist besonders deshalb brauchbar, weil es die höchste Beladungskapazität hat, da die Beladungskurve am weitesten nach rechts gerückt ist. Die Werte basieren auf den Retentionszeiten von etwa 14 Minuten bei etwa 23°C. Die Menge der behandelten Lösung ist in Mehrfachen von Bettvolumina wiedergegeben, z.B. 200, 400, 600 usw.

Eine 2n-H₂SO^-Losung streift leicht das Kupfer von den Harzen ab. Andere Ionenaustauscher-Harze, die gegenüber Kupfer selektiv sind, können verwendet werden. Ganz allgemein kann die Konzentration der Schwefelsäurelösung, die zum Abstreifen des Kupfers von dem Ionenaustauscher-Harz verwendet wird, in einem Bereich von etwa 0,5n bis 1On liegen.

Bei der Durchführung der Hochdrucklaugung bei dem Kupfer-Nickel-Sulfidrückstand kann die Dichte der eingespeisten Aufschlämmung im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% liegen, wobei die zugesetzte Schwefelsäuremenge ausreicht, den pH-Wert der ausgetragenen Aufschlämmung auf etwa 2 zu halten. Die Aufschlämmung wird bei erhöhter Temperatur von etwa 150 bis 25O°C, vorzugsweise 175°C bis 200°C, und einem erhöhtem Druck von etwa 14,1 bis 63,3 kg/cm Überdruck (200 psig 900 psig) etwa 1/4 bis 3 Stunden lang der Oxydationslaugung unterworfen, wobei eine angereicherte Lösung erhalten wird, die Kupfer und Nickel enthält, welche dann in den Tank für die elektrolytische Abscheidung von Kupfer eingespeist wird.

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Die angereicherte Lösung aus der Hochdrucklaugung des Sulfidrückstands, der aus der Laugung unter Atmosphärenbedingungen zurückbleibt, enthält allgemein etwa 60 bis 90 g/l Nickel und etwa 40 bis 70 g/l Kupfer.

Nach der elektrolytischen Kupferabscheidung kann der verbrauchte Elektrolyt etwa 60 bis 90 g/l Nickel, etwa 20 bis 40 g/l Kupfer und etwa 10 bis 90 g/l Schwefelsäure enthalten.

Die elektrolytische Kupfergewinnung ist an sich bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden.

Zwar wurde die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, jedoch können Modifikationen und Abweichungen durchgeführt werden, ohne daß vom Erfindungsgedanken der Erfindung abgewichen wird, wie dem Fachmann ersichtlich ist. Diese Abweichungen und Änderungen werden als innerhalb des Erfindungsbereichs liegend angesehen.

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Claims

PATENT ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Auslau^aa von zerkleinerten sulfidischen Nickel-Feinerzen bzw. -Erzkonzentraten, die etwa 20 bis 75 Gew.-% Nickel, etwa 5 bis 50 Gew.-?o Kupfer, über 0,5 Gev/.-% bis 20 Gew.-% Eisen, ggf. kleine Mengen Kobalt und nicht-stöchiometrische Schwefelmengcn von über 4 Gew.-% bis etwa 24 Gew.-% enthalten, wobei die Summe der Gehalte an Nickel, Kupfer und Schwefel wenigstens etwa 80 Gew.-Sb beträgt, durch Auslaugen mit Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man die zerkleinerten Feinerze bzw. Erzkonzentrate an der Atmosphäre mit einer verbrauchten Schwefelsäurelösung aus der elektrolytischen Kupfergewinnung mit einem pH-Wert unter 2 unter heftiger Belüftung auslaugt, die an Nickel selektiv angereicherte Lösung, die weniger als 10 ppm Eisen und mehr als 5 ppm Kupfer enthält, von dem Kupfer und Nickel enthaltenden Sulfidrückstand abtrennt, die angereicherte Lösung zur Absorption von Kupfer durch ein Ionen-Austauscher-Bett führt, um den Kupfergehalt aus der Lösung auf unter 5 ppm zu senken und die erhaltene Lösung der Nickelaufarbeitung zuführt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß man eine Schwefelsäure zum Auslaugen verwendet, die freie Schwefelsäure enthält, daß man das Auslaugen bis zu einem Kupfergehalt von etwa 750 ppm in der mit Nickel angereicherten Lösung durchführt, daß man das Kupfer aus dem Ionen-Austauscher-Harz durch Überleiten einer Schwefelsäurelösung mit einem pH-Wert unter 2 eluiert und die erhaltene Kupfersulfat enthaltende Schwefelsäurelösung als Elektrolyt für die Herstellung von Elektrodenblechen zur Verwendung als Kathoden bei der elektrolytischen Kupfergewinnung mittels Kupfersulfat-Schwefelsäure-Lauglösungen einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kupfer und Nickel enthaltenden Sulfidrückstand mit einer verbrauchten Kupfersulfat enthaltenden Schwefelsäure-Elektrolytlösung bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck auslaugt, den erhaltenen Kupfer enthaltenden Elektrolyten in die elektrolyt!sehe Kupfergewinnung unter Gewinnung von Kathodenkupfer überführt und die gebildete verbrauch te Kupfersulfat enthaltende Schwefelsäure-Elektrolyt lösung wieder in die erste Stufe des Laugens an der Atmosphäre einsetzt.

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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß man den verbrauchten Elektrolyten, von welchem die als Ausgangselektroden dienenden Kupferbleche hergestellt werden, zur Elution von Kupfer aus dem mit Kupfer beladenen Ionen-Austauscher-Harzbett verwendet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß man ein Ionen-Austauscher-Harz verwendet, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus RN (CH₂COOH)₂, RInIH (C₂H₄NH)_nH und RC (IiH₂) NOH, wobei R der Rest eines polymeren Harzes ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

daß manVKupfer und Nickel enthaltenden Sulfidrückstand aus der Laugung bei Atmosphärendruck einer oxidierenden Hockdrucklaugung mit einer Schwefelsäure enthaltenden Lösung bei einer Temperatur von etwa 150 bis 750⁰C und einem Überdruck von etwa 14,1 bis 63,3^kg/f&0 bis 900 psig) unterwirft und die erhaltene Kupfersulfat enthaltende Elektrolytlösung nach Entfernung des Laugerückstandes der elektrolytischen Kupfergewinnung zuführt und die hieraus gewonnene verbrauchte Elektrolytlösung, die regenerierte Schwefelsäure enthält, in die erste Laugungsstufe an der Atmosphäre und/oder die Hochdrucklaugungsstufe zurückführt.

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