DE3343541C2

DE3343541C2 - Verfahren zur getrennten Gewinnung von Metallchloriden aus komplexen Kupfer-Erzen

Info

Publication number: DE3343541C2
Application number: DE19833343541
Authority: DE
Inventors: Pavel 8000 München Hurt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1986-08-21
Also published as: GB2150549A; GB2150549B; GB8429902D0; DE3343541A1

Abstract

Gewinnung der Chloride von Metallen und Halbmetallen aus oxidischen und/oder sulfidischen Erzen oder Erzkonzentraten durch Aufschluß mit Salzsäure, Abfiltrieren des nicht gelösten Rückstandes und Erhitzen des Filtrats, um zuerst das Wasser zu verdampfen und dann nacheinander entsprechend ihren Siedepunkten die reinen Chloride durch fraktionierte Destillation oder Sublimation zu gewinnen.

Description

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Der Aufschluß von oxidischen Erzen oder Erzkonzentraten — erhalten nach der Anreicherung durch mechanische Aufbereitung z. B. in Setzmaschinen oder durch Flotation — geschieht je nach Erzart im allgemeinen nach schmelzmetallurgischen oder naßmetallurgischen Verfahren. Sulfidische Erze, insbesondere Kupfererze, werden häufig zuerst geröstet, um den Schwefelgehalt herabzusetzen, der häufig die nachfolgenden Verfahrensmaßnahmen zur Reduktion zu Metall behindert.

Aus der DE-OS 22 40 586 ist die Verhüttung von Manganknollen bekannt. Diese enthalten große Mengen an Mangan und Erzen neben geringen Mengen an Aluminium, Magnesium, Calcium, Natrium und Kalium sowie auch geringe Anteile von Nickel, Kupfer und Kobalt. Zur Aufarbeitung der Manganknollen wird mit Salzsäure aufgeschlossen; das die Chloride von Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan und Eisen enthaltende Filtrat aus der Salzsäure-Laugung wird in einer dreistufigen Lösungsmittelextraktion für Eisen, Kupfer und Kobalt, einer Ionenaustauschbehandlung für Nickel und schließlich einer Fällungsreaktion für Mangan zugeführt. Dieser komplizierte und vielstufige Aufschluß ist erforderlich aufgrund der Tatsache, daß Manganknollen die Wertmetalle in ox'discher Form enthalten, jedoch diese in chemischer Bindung aufweisen, die sich von oxidischen Kupfer-Erzen sehr wesentlich unterscheiden. Dieses bekannte Verfahren wird besonders dadurch erschwert, daß das Verhältnis von Salzsäure beim Aufschluß genau auf die Zusammensetzung der Manganknollen einzustellen ist und zwar derart, daß bei dieser Salzsäurebehandlung bereits eine Vortrennung in kupfer- und nickelhaltiges Filtrat gegenüber den Eisen- und Mangangehalten erreicht wird. Es wird also bei dem bekannten Verfahren eine selektive Laugung mit Salzsäure und dann eine komplizierte Aufarbeitung der erhaltenen Filtrate vorgenommen.

Bei der DE-OS 21 26 175 handelt es sich um ein Verfahren zum trockenen Aufschluß von Manganknollen mit Chlorwasserstoffgas, wodurch in Feststoffreaktion eine Chlorierung der Metalloxide zu Metallchloriden erfolgt, worauf die Metallchloride in Wasser gelöst werden und die Chloridlösung auf einen solchen pH-Wert eingestellt wird, daß Eisenhydroxid ausfällt. Das von Eisen befreite Chloridfiltrat wird durch Ionenaustausch und Lösungsmittelextraktion getrennt und die Chloride in üblicher Weise zu den Metallen elektrolysierL

Bei der Verhüttung verschiedener Erze, insbesondere nach Abtrennung und Gewinnung des Haupt-Metalls, fallen Rückstands-Erze und -Konzentrate an, die noch weitere Wertmetalle enthalten, die dann auf dieser weiter aufgearbeitet werden. Sollte jedoch deren Anteil an Wertmetallen gering sein oder diese in solchen Verbindungen vorliegen, daß die Gewinnungsverfahren unwirtschaftlich wären, so kommen bisher diese Rückstände auf Halde.

Aufgabe der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Gewinnung von Arsen, Antimon, Quecksilber, Eisen, Bismut und Kupfer aus Kupfer-Erzkonzentraten oder zumindest teilweise gerösteten Kupfer-Erzen und Kupfer-Erzkonzentraten, die gegebenenfalls auch Silber enthalten können, in einem einfachen Verfahren, welches keinen apparativen und operativen Aufwand bedarf und im wesentlichen nur in einem Salzsäureaufschluß, dem Abfiltrieren des Laugungsrückstands und einer fraktionierten Destillation der von Wasser befreiten Metallchloride besteht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Im Anspruch 2 ist eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Kupfererzkonzentrat oder zumindest teilweise geröstetes Kupfer-Erz oder Kupfer-Erzkonzentrat mit Salzsäure aufgeschlossen. Für den Aufschluß ist es nicht unbedingt notwendig, konzentrierte Salzsäure anzuwenden. Es läßt sich auch mit relativ verdünnter Salzsäure arbeiten. Die Säurekonzentration ergibt sich aus der jeweils zur Verfügung stehenden Salzsäure, der Aufschließbarkeit der Erze bzw. den Werkstoffen, aus denen die Anlage zum Säureaufschluß besteht.

Nach einer für das jeweilige Aufschlußmaterial leicht zu bestimmenden Einwirkungszeit der Salzsäure, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur unter Rühren, wird die salzsaure Lösung der Metallchloride von dem unlöslichen, im wesentlichen silicatischen Laugungsrückstand abfiltriert. War das Ausgangsmaterial silberhaltig, so findet sich der Silbergehalt als unlösliches Silberchlorid im abfiltrierten Rückstand, aus welchem es in üblicher Weise gewonnen werden kann, z. B. durch Herauslösen mit einem Komplexbildner für Silber wie mit einer Lösung von Ammoniak, Thiosulfat oder Alkalicyanid.

Enthielt das Ausgangsmaterial noch Schwefel, z. B. wenn es sich um ein nicht oder nur teilweise abgeröstetes sulfidisches Erz oder Erzkonzentrat handelte, so b'ldet sich bei dem Säureaufschluß aus den Metallsulfiden Schwefelwasserstoff, so daß in einer geschlossenen Aufschlußanlage unter Einhaltung der Sicherheitsbedingungen, wie sie wegen der Giftigkeit für Schwefelwasserstoff vergeschrieben sind, gearbeitet werden muß. Der Schwefelwasserstoff kann dann in üblicher Weise aus der Abluft ausgeschieden werden, z. B. durch Oxidieren zu SO2 oder durch Gaswäsche mit Eisensalzlösungen od. dgl.

Das die Chloride der Metalle und Halbmetalle enthaltende Filtrat gelangt dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in eine Fraktionieranlage, in welcher die Chloridlösung erhitzt wird, um zuerst den Wassergehalt abzudampfen und dann aus der Schmelze der Metall-

chloride durch fraktionierte Destillation oder Sublimation die einzelnen Chloride zu gewinnen. Durch entsprechend scharfe oder wiederholte Fraktionierung erhält man das gewünschte Chlorid in hoher Reinheit Dieses kann als solches verwendet oder in üblicher Weise auf das jeweilige Metall bzw. Halbmetall aufgearbeitet werden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen, daß es mit diesem in einfacher Weise gelingt, auch magere Erze oder so komplexe Erze aufzuarbeiten, die man bisher nicht wirtschaftlich aufarbeiten konnte oder bei denen wegen der Bildung von giftigen Dämpfen od. dgl. besondere Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten waren. Darüber hinaus erhält man die einzelnen Chloride in der gewünschten Reinheit, ohne is daß dafür komplizierte Anlagen benötig,, wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des folgenden Beispiels weiter erläutert.

Beispiel

Es wurde ein pulverisiertes Erzkonzentrat als Ausgangsmaterial verwendet, dessen Analyse nachfolgende Gehalte ergab: 24% Cu, 15% Sb, 25% Fe, 23% S, 0,9% Hg₁ 1 % As, 0,3% Ag, 2 ppm Au. Der Rest bestand aus Silicaten sowie Erdalkalimetall- oder Erdmetalloxiden.

1000 kg obigen Erzkonzentrats wurden in einem geschlossenen mit Blei ausgekleideten Gefäß unter Rühren bei einer Temperatur von 70° C mit 500 1 10%iger Salzsäure in rund 2 h aufgeschlossen. Nach beendetem Aufschluß wurde die Aufschlußmasse filtriert und das Filtrat in eine Fraktionierkolonne aus Titan geleitet, in welcher die stufenweise Abdestillation stattfand. Nach Abdampfen des Wassers gehen nacheinander Arsenchlorid bei ca. 13O⁰C, Antimonchlorid bei ca. 223⁰C, Quecksilberchlorid bei ca. 302°C , Eisenchlorid bei ca. 316°C und schließlich Bismutchlorid bei ca. 447⁰C über. Bei etwa 500⁰C bricht man die fraktionierte Destillation ab und erhält als Fraktionierrückstand das reine Kupferchlorid.

Sollte die Reinheit der einen oder anderen Fraktion durch Mitschleppen eines flüchtigen, höher siedenden Chlorids noch nicht voll entsprechen, kann in üblicher Weise dieser Teil der Fraktionierung entsprechend oft wiederholt werden.

Aus den so rein gewonnenen Chloriden kann man — wenn diese nicht bereits einer direkten Verwendung zugeführt werden sollen — die Metalle bzw. Halbmetalle in an sich bekannter Weise leicht gewinnen.

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Claims

Palentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Arsen, Antimon, Quecksilber, Eisen, Bismut und Kupfer und gegebenenfalls Silber aus Kupfererzkonzentraten oder zumindest teilweise gerösteten Kupfer-Erzen und Kupfer-Erzkonzentraten, dadurch gekennzeichnet, daß man das durch Aufschluß mit Salzsäure und Abfiltrieren des Laugungsrückstandes erhaltene Filtrat der Chloride erhitzt, um zuerst das Wasser zu entfernen, und dann die Chloride fraktioniert destilliert oder sublimiert, die Chloride getrennt auffängt, Kupferchlorid aus dem Rückstand gewinnt und die Chloride in an sich bekannter Weise zu den Metallen bzw. Halbmetallen reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Falle von silberhaltigem Ausgangsmaterial aus dem Rückstand des Säureaufschlusses das darin enthaltene Silberchlorid mittels einer Lösung eines Komplexbildners für Silber herauslöst und aus der Lösung das Silber in an sich bekannter Weise gewinnt.

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