DE2809702C2

DE2809702C2 - Verfahren zur Gewinnung von Metall, insbesondere von Kupfer, aus einer Metallionen enthaltenden Lösung durch Zementation in einem Schwingbehälter

Info

Publication number: DE2809702C2
Application number: DE2809702A
Authority: DE
Inventors: Rheinhard Dipl.-Ing. Dr. 5000 Köln Nissen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1978-03-07
Publication date: 1984-06-07
Also published as: AU4462379A; DE2809702A1; US4201573A; CA1107082A

Description

10 Minuten mit einer warmen unterhalb 80⁰C liegenden, vorteilhaft unter Ausnutzung der exothermen Verdünnungs- und Lösungswärme frisch angesetzten Mine-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung 20 ralsäurelösung vermischt und behandelt wird, wobei der von Metall, insbesondere von Kupfer, aus einer Metal- Mineralsäure vor oder nach der Behandlung ein oxidieiioaen enthaltenden Lösung durch Zementation in ei- rend wirkendes Mittel zugesetzt wird, und daß schiießnem teilweise mit stückigen Körpern eines Zementa- Hch aus der abgetrennten Lösung nach an sich bekanntionsmittels gefüllten Schwingbehälter, Schmelzen des ten Methoden Eisen-, Blei-, Kupfer-, Kalzium-, Silizium-, Zementates unter Zusatz von Schlackenbildnern wie 25 Zink- und Aluminium-Verbindungen zwecks weiterer Sand, Kalkstein etc. zu Metall und einer Restgehalte des Aufarbeitung und Verwendung abgeschieden werden. Metalls enthaltenden Schlacke sowie Abschreckung der Als Mineralsäuren werden Salzsäure, Salpetersäure und Schlacke im Wasserbad zur Erzeugung eines Schlacken- Schwefelsäure sowie Gemische aus diesen Säuren ungranulates. tereinander und mit Salpetrigsaure vorgeschlagen (DE-

Die Durchführung von Zementationsprozessen in ei- 30 AS 12 58 102).

nem mindestens teilweise mit Stücken eines Zementa- Ein weiteres Verfahren zur Rückgewinnung von

tionsmittels gefüllt? η Schwingbehälter ist beispielsweise aus der DE-OS 24 57 660 bekannt

In dieser Veröffentlichung wird die Lehre erteilt, zum Ausfällen von Kupferzement aus einermit Eisenstücken als Fällmittel versetzten Kupferlösung diese Eisenstükke in einem Schwingreaktor in Schwingungen mit solcher Frequenz und Amplitude zu rütteln, daß die Eisenstücke ständig gegeneinander schlagen, wodurch das an

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits Verluste an in der Schlacke verbleibenden Restgehalten von Wertmetall, welche vielfach zwischen 3 und 4% betragen, zu vermeiden, und andererseits die bei bekannten Aufarbeitungsverfahren für die Schlacke unvermeidlich anfallenden hohen Kosten bei entsprechend hohem apparativem und verfahrenstechnischem Aufwand für Vorzerkleinerung, Aufmahlung, Laugung

Wertmetallen aus wertmetallhaltiger Schlacke ist aus der US-PS 32 73 997 bekannt. In einer langen Verfahrenskette von nicht weniger als neun unterschiedlichen Verfahrensschritten wird die Schlacke mit den darin enthaltenen Wertmetalien auf naßmetallurgischem Wege durch Behandlung mit Säuren, basischen Laugen, Oxidationsmitteln etc. bei unterschiedlichen Tempera-

_ türen und Arbeitsbedingungen aufgelöst und es werden

dem Zementationsmittel in Form eines Überzugs sich 40 einzelne Wertmetalle nacheinander dai«*us gewonnen, niederschlagende Kupfer ständig von dem Eisen abge- Der hierfür erforderliche Aufwand ist relativ hoch,

scheuert wird. Hierdurch wird erreicht, daß sich bei unverändert großem Spannungspotential zwischen dem Eisen und der Kupferlösung die Zementation ungehindert vollziehen kann.

Ein ähnliches Verfahren ist mit der DE-PS 26 02 849
bekanntgeworden, wobei sowohl der Laugungsprozeß
als auch der Fällungsprozeß gleichzeitig in ein und demselben Reaktionsgefäß vorgenommen werden. _ _ _

Darin heißt es, daß bei dem Verfahren als Schwing- 50 und Trennung der einzelnen Komponenten eTheblich zu körper beispielsweise Roheisengranalien, Stanzabfälle vermindern.

und andere Körper wie Gußbruch. Masseln oder auch Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren

Luppen (Rohprodukte des /?£7V-Verfahrens) hervorra- zur Gewinnung von Metall, insbesondere von Kupfer, gend geeignet sind und optimale Resultate erbringen. aus einer Metallionen enthaltenden Lösung durch Ze-

Bei den bekannten Zementationsverfahren wurde 55 mentation in einem teilweise mit stückigen Körpern eibisher, beispielsweise mit dem bekannten GLPF-Ver- nes Zementationsmittels gefüllten Schwingbehälter,

Schmelzen des Zementats unter Zusatz von Schlackenbildnern zu Metall und einer Restgehalte des Metalls enthaltenden Schlacke, sowie Erzeugung eines Schlakweise einem pyrometallurgischen Schmelzprozeß un- 60 kengranulats dadurch, daß Teile des Schlackengranulats terzogen. dem Metallösung und Zementationsmittel enthaltenden

Dabei wurde das Zementat vorzugsweise unter redu- Schwingbehälter zugesetzt werden.

zierenden Bedingungen eingeschmolzen, während das Die Zugabe von Schlackengranulat in den teilweise

Zementationsmittel wie zum Beispiel Fe und Zn unter mit stückigen Körpern eines Zementationsmittels geZusatz von Schlackenbildnern wie beispielsweise Sand, 65 füllten Schwingbehälter bei der Zementation von Metall Kalkstein etc. in eine Schlackenphase überführt wurde. aus einer Metallionen enthaltenden Lösung ergibt mit Solche Schlacken enthalten jedoch in den meisten Vorteil eine mechanische Zerkleinerung der zugesetz-Fällen noch Restgehalte an Wertmetall zum Beispiel ten granulierten Schlacken durch die Wirkung des Ei-

fahren (Grinding, Leaching Precipitating, Flotating; Mahlen, Laugen, Fällen, Flotieren) das nach dem Flotieren gewonnene relativ reine Zementatmetall üblicher-

senschrotts im Schwingbehälter, und zugleich eine Freisetzung des in den Schlacken enthaltenen metallischen Wertstoffes unter gleichzeitig erzeugtem Zementatmetall.

Eine gleichzeitig stattfindende Neutralisation des zum Beispiel bei Grubenabwässern häufig auftretenden überschüssigen Säureinhaltes bedingt mit Vorteil zugleich eine Verringerung des Verbrauchs an Zementationsmittel, beispielsweise bei Kupferzementation an Eisenschrott. Und schließlich ergibt der hohe Siiikatanteil der Schlacke eine zusätzliche Aktivierung metallischer Zementationsmittel, indem durch intensive Scheuerwirkung PassivschichSen oxidischer Art beziehungsweise Lack- und/oder Rostschichten entfernt werden und dadurch das elektrochemische Potential bei der Zementation stets in voller Wirksamkeit erhalten bleibt.

Auch werden unlösliche Silikate zum Teil im Kreislauf geführt so daß für den pyrometallurgischen Prozeß geringere Zugabemengen an Zuschlagstoffen benötigt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung kann bei allen Prozessen angewendet werden, bei welchen zunächst bei einer Zementation gelöste Metalle im Schw':agreaktor unter Zugabe eines Zementationsmittels Zementatmetalle wie beispielsweise Cu, Ni, Cd etc. gewonnen und nachfolgend einem Schmelzverfahren unterzogen werden. Für die dabei als Granulat eingesetzten Schlacken entfällt unter anderem der Aufwand für Zerkleinerung und insbesondere Aufmahlung. Die im Schwingreaktor verwendeten stückigen Zementationsmittel upterliegen außerdem im Zusammenwirken mit Schlackengranulat einer verstärkten Abrieb- und Zerkleinerungswirkung. Dadurch werden in der Folge sowohl die elektrochemischen Vorgänge als auch die mechanische Zerkleinerung der Schlacken begünstigt und somit sowohl eine Freisetzung von Wertmetallanteilen aus der Schlacke als auch eine Verbesserung der Zementation als solche unter wirtschaftlich vorteilhaften Bedingungen erreicht.

Hinzu kommt noch eine nicht unbeträchtliche Einsparung an Zementationsmitteln wie Eisenschrott als positive Nebenwirkung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispieles, welches gleichzeitig in Form eines Verfahrensstammbaumes in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Wie hieraus zu erkennen ist, fallen in einem Grubenbetrieb 50Q0 m³/d an Grubenwasser an. Dieses enthält durchschnittlich l/g/l Kupfer in Lösung sowie 4 g/l Eisen²+ und 1,5 g/l Eisen³+. Der Säuregrad beträgt pH = 3.

Dieses Grubenwasser wird einem Schwingbehälter aufgegeben, in welchem sich gleichzeitig eine Agitationskörperfüllung von ca. 70% des Reaktorvolumens an Eisenschrott befindet.

Die Gesamtmenge des Schrottverbrauches beträgt 7500 kg/d. Der Schwingbehälter trägt ein Kupferzementat aus, welches über 90% metallisches Kupfer enthält, im Durchschnitt annähernd 95%. Die pro Tag gefällte Kupfermenge beträgt 5530 kg. Das Kupferzement wird mit der ablaufenden Trübe einem Eindicker aufgegeben, welcher den Flüssigkeitsgehalt des Schlammes auf annähernd 70% eindickt. Der eingedickte Schlamm wird einem Filter zur weiteren Entwässerung aufgegeben. Dieses trägt einerseits einen Filterkuchen und andererseits eine entkupferte Flüssigkeit aus. h5

Die entkupferte Flüssigkeit enthält 5 mg/1 Kupfer und insgesamt in Lösung befindliche Eisenionen 6,6 g/l. Der Kupferkuchen wird anschließend brikettiert und einem Schmeh'.aggregat aufgegeben, worin unter vorzugsweise reduzierenden Bedingungen einerseits Kupfer und andererseits Schlacken erschmolzen werden. Das schmelzflüssige Kupfer wird anschließend zu Rohkupferbarren vergossen, während die Schlacke durch Einleiten in ein Wasserbad granuliert wird.

Der Anfall an Schlacke beträgt 730 kg/d, der Gehalt an metallischem Kupfer dieser Schlacke liegt zwischen 3% und 4%.

Granulierte Schlacke wird zum Teil mittels einer Transporteinrichtung dem Schwingbehälter aufgegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Metall, insbesondere von Kupfer, aus einer Metallionen enthaltenden Lösung durch Zementation in einem teilweise mit stückigen Körpern eines Zementationsmittels gefüllten Schwingbehälter, Schmelzen des Zementats unter Zusatz von Schlackenbildnern zu Metall und einer Restgehalte des Metalls enthaltenden Schlacke, sowie Erzeugung eines Schlaekengranulates, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Schlackengranulates dem Metallösung und Zementationsmittel enthaltenden Schwingbehäiter zugesetzt werden.

vom ZementaL Diese Schlacken wurden bisher überwiegend verhaldet, oder nach kostenträchtiger Zerkleinerung und Aufmahlung aufbereitet, teils auf naßmetallurgischem Wege, teils durch pyrometallurgische Prozessierung. Dabei mußten im Falle der Verhaldung erhebliche Verluste an Restmetall oder im Falle der Aufarbeitung beträchtliche zusätzliche Kosten als Nachteil in Kauf genommen werden.

Ein bekanntes Verfahren zum Aufbereiten beim Verschmelzen von Kupferkies enthaltenden Erzen im Flammofen angefallener Schlacke sieht vor, daß die Schlacke zunächst vermählen und anschließend durch Behandeln mit einer 3,0 bis 4,5-Lösung von mindestens einer Mineralsäure und anschließender Abtrennung der Lösung vom Ungelösten behandelt wird, mit der Maßga-oe, daß die vermahlene Schlacke während 7 bis