DE584844C

DE584844C - Verfahren zur Gewinnung von Platin und seinen Beimetallen sowie von Gold aus Gekraetzen, Konzentraten, Erzen und aehnlichen Ausgangsstoffen

Info

Publication number: DE584844C
Application number: DEH120006D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Bauer
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1929-01-25
Filing date: 1929-01-25
Publication date: 1933-09-25

Description

Verfahren zur Gewinnung von Platin und seinen Beimetallen sowie von Gold aus Gekrätzen, Konzentraten, Erzen und ähnlichen Ausgangsstoffen Als Sammler für Edelmetalle (Silber, Gold und Platin) benutzen die Hüttenwerke neben Blei noch Kupfer. Bekannt ist ferner die Gewinnung des Platins und seiner Beimetalle aus den Rückständen der Nickelgewinnung (S u d b u r y). Auch metallisches Eisen ist als Sammelmetall für Gold vorgeschlagen worden, aber bisher wohl kaum in größerem Maßstab zur Anwendung gelangt.
Das unmittelbare Verschmelzen edelmetallhaltiger Geschicke, wie Erze, Konzentrate, Gekrätze u. dgl., mit einem der obengena,nnten Metalle zwecks Überführung der Edelmetalle in das Sammelmetall würde bei der Verschiedenartigkeit der, in den Ausgangsmaterialien meist vorhandenen Schwermetalle sowie Metalloide ein derart stark verunreinigtes Sammelmetall liefern, daß dessen Weiterverarbeitung mit großen Schwierigkeiten, erheblichen Kosten und beträchtlichen Edelmetallverlusten verbunden wäre.
Bis zu einem gewissen Grade macht das Blei wegen seiner relativ leichten Reduzier-und Schmelzbarkeit hiervon eine Ausnahme. Doch können bei der Bleiarbeit durch gewisse im Ausgangsmaterial enthaltene Verunreinigungen, wie z. B. Cu, Ni, S, As, Sb, Te, recht erhebliche Schwierigkeiten entstehen. Dies ist besonders der Fall, wenn es sich um die Gewinnung .des Platins und seiner Beimetalle handelt, da diese gerade die unangenehmen Zwischenprodukte der Bleiarbeit, wie z. B. Saiger-Rückstände, Schlicker, Speisen aus Gründen der chemischen Verwandtschaft mit den Bestandteilen dieser Zwischenprodukte bevorzugen.
Bei den übrigen als Sammler in Frage kommenden Metallen liegen die Verhältnisse in mancher Hinsicht noch ungünstiger. Man arbeitet daher, abgesehen vom Fe, von vornherein auf ein Zwischenprodukt, den sogenannten Stein, der in der Hauptsache aus den Sulfiden des Cu, Fe und Ni besteht und die vorhandenen Edelmetalle restlos aufnimmt.
Die Gewinnung der Edelmetalle geht bei diesen Schmelzprozessen zunächst mit der Gewinnung der betreffenden Metalle (Cu, Ni) aus diesen Steinen Hand in Hand. Man unterwirft in der Regel die Steine einem Röstreaktionsverfahren im Flammofen oder Konverter, wobei man durch kräftige Oxydationswirkung den S des Steines zu SO, und das Fe zu Fe O oxydiert und letzteres durch Si 02 verschlackt. Aus den Endprodukten Rohkupfer bzw. Nickelfeinstein werden dann nach bekannten Verfahren die betreffenden MefalIe (Kupfer und Nickel) in reiner Form gewonnen und die Edelmetalle in Anodenschlämmen oder Rückständen ausgebracht.
Auf den Vorschlag des sogenannten Eintränkens des Steines in flüssiges Blei sei der Vollständigkeit halber ebenfalls hingewiesen. Auch direkte Löseverfahren des Steines sind in Vorschlag gebracht worden. Diese bisher bekanntgewordenen Verfahren zur Gewinnung der Edelmetalle haben aber alle mehr oder weniger große Nachteile.
So führt die bisweilen lang andauernde kräftige Oxydation bei den Röst- und Reaktionsprozessen zu erheblichen Verlusten durch Verflüchtigung (Os, Ru) und Verschlackung, insbesondere der Platinbeimetalle. Außerdem erfordert die Gewinnung der Edelmetalle verhältnismäßig lange Zeit, da die verschiedenen Prozesse nicht selten zur Verzettelung der Edelmetalle in schwer zu verarbeitenden Zwischenprodukten führen.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem einem Spurstein die Edelmetalle zusammen mit den Verunreinigungen durch Verkupfern entzogen werden, indem man ein Röstschmelzen des Steines im Flammofen ausführt, bei dem die Oxydationsperiode nur kurz ist. Bei der nachfolgenden Reaktionsperiode scheidet sich ein Kupfer ab, das die Verunreinigungen und den Edelmetallgehalt des Steines enthält. Der Ofeninhalt wird nach dem Abschlacken in Sandbetten abgestochen. AmBoden der ersten Mulden sammelt sich das Kupfer an und kann leicht von dem reinen Stein getrennt und weiterverarbeitet werden.
Auch bei diesem bekannten Verfahren treten die vorstehend beschriebenen Nachteile auf.
Die Verarbeitung des Steines durch unmittelbare Löseprozesse erfordert große Apparatur und große Säuremengen, und sie liefert außer lästigen Ablaugen und giftigen Gasen (H. S) die Edelmetalle lediglich wiederum in stark verunreinigten Zwischenprodukten; die erst wieder durch andere, ebenfalls verlustbringende Prozesse -,veiterverarbeitet werden müssen.
Läßt man dagegen die Steine vorzugsweise bei reduzierender Flamme im Schmelzfluß auf metallisches Kupfer einwirken, so wird sich mit der Zeit zwischen Metall und Stein ein Gleichgewicht einstellen, das außer von der Temperatur in der Hauptsache noch von den reagierenden Massen und dem Verwandtschaftsgrad der reagierenden Stoffe zueinander bestimmt wird.
Will man hierbei eine zu große Verunreinigung des Bodenmetalls vermeiden, so kann man dies dadurch erreichen, daß man entweder die Menge des Metalls entsprechend hoch bemißt oder den Stein so wählt, daß die Metallsulfide der fremden Metalle im Stein ein gewisses Maß nicht überschreiten. Die Edelmetalle des Steines werden bei diesem Prozeß, ähnlich wie beim Eintränken in Blei, rein mechanisch in das spez. leichtere Bodenmetall übergehen oder aber auch mit letzterem in Reaktion treten, soweit sie als hierfür geeignete Verbindungen vorliegen.
Wegen der größeren Verwandtschaft der Platinmetalle zum Kupfer, ihrer höheren Schmelztemperatur und ihrer größeren Verwandtschaft zum S, verläuft der Prozeß des Edelmetallüberganges in diese Boden- oder Sammelmetalle viel besser als beispielsweise beim Blei. So werden nach (wobei A- die Platinmetalle, ia die Menge des Bodenmetalls B bedeuten) bei entsprechender Temperatur und richtiger Wahl der Mengenverhältnisse nach dein Massenwirkungsgesetz die Sulfide der Platinmetalle durch das Bodenmetall zerlegt und die Edelmetalle von diesem aufgenommen. Ähnlich verhält es sich mit dem sonst so widerstandsfähigen Sperrylith PtAs, und den neuerdings in Südafrika entdeckten Sulfarseniden bzw. Antimoniden der Pt-Metalle.
Hinzu kommt, daß die Verwendung genügender Mengen eines -geeigneten Sammelmetalls, wie z. B. Cu, Ni, Fe, gleichzeitig ein ausgezeichnetes Schutzmittel gegen Verflüchtigung und Verschlackung der Edelmetalle bietet. Man kann sich das so vorstellen, daß die Pt-Metalle bzw. deren Verbindungen nach dem Untersinken im Bodenmetall infolge ihrer Schwere das Bestreben zeigen, sich nach Möglichkeit an der tiefsten Stelle des Bades, also am Boden zu konzentrieren.
Die Zusammensetzung des Steines spielt für die Wahl des Sammelmetalls eine «richtige Rolle, wenn man zu starke Verunreinigungen des letzteren mit Rücksicht auf seine Weiterverarbeitung vermeiden muß.
Bei Verwendung von Kupfer als Sammelinetall empfiehlt es sich, Steine von 6o °1o Cu und mehr zu verwenden. Außerdem soll der Stein nur soviel Ni enthalten, daß nach Aufnahme des Ni das Sammelmetall hiervon etwa nur zo °% enthält.
Bei der Herstellung geeigneter Steine für das Verfahren muß man im Auge behalten, daß die erforderliche Konzentration des Hauptmetalls, also das Cu im vorliegenden Falle, im Stein in einer einzigen Schmelzoperation erfolgen muß, da gesonderte Konzentrationsarbeiten zur Erzeugung hochprozentiger Kupfersteine aus bekannten Gründen ausgeschaltet sein sollen. Dies erreicht man dadurch, daß man auf das im Ausgangsmaterial, wie z. B. Cu-Ni-armen Rohstein bzw. Kupferkies, Magnetkies u. dgl., enthaltene überschüssige FeS bzw. Fe sauerstoffliefernde Oxyde, wie z. B. Fe, O" nach Fe S + 3 Fee 03 - 7 Fe O ;- S O. einwirken läßt, so daß beide in Fe0 verwandelt werden, welches zu verschlacken ist. Einwandfrei gelingt dieser Umwandlungsprozeß jedoch nur in reduzierender Atmosphäre, obwohl er sich auch in neutraler oder auch schwach oxydierender Atmosphäre durchführen läßt.
Enthält das zu verschmelzende Material von vornherein überschüssige Oxyde (z. B. Fez03), so kann man C-haltige Substanzen zusetzen und hierdurch die reduzierende Wirkung des Fe S zum Teil ersetzen, d. h. man kann bei Verwendung C-haltiger Substanzen mit weniger Rohstein, Kupferkies usw. auskommen, was besonders bei reiner Gekrätzarbeit wertvoll ist.
Die Menge des als Sammelmetall in Frage kommenden Zusatzmetalls richtet sich nach dem Edelmetallgehalt bzw. dem im Sammelmetall etwa zu erwartenden Gehalt an Verunreinigungen. Ersterer soll möglichst nicht über I °%, letzterer im allgemeinen nicht über etwa 15 0/0_ betragen.
Als Zusatzmetall kommen in Frage: Alt-oder Abfallkupfer oder sonstiges kupferhaltiges Material, wie z. B. Zementkupfer.
Um zu Beginn -der Schmelzoperation bzw. nach erfolgtem Abstich Festbacken der ersten Charge am Boden zu verhindern,, wird man immer einen Teil des Sammelmetalls vor Aufgabe der ersten Charge einschmelzen.
Die Ausführung des Verfahrens kann in der Weise erfolgen, daß man den Stein nach der Überführung des Edelmetalls ins Sammelmetall von diesem entfernt, das Sammelmetall zur Ausgewinnung der Edelmetalle für sich weiterverarbeitet und den Stein bei nachfolgenden Schmelzoperationen wieder mitbenutzt, solange es sein Schwefelungsv ermögen erlaubt.
Ist das Schwefelungsvermögen des Steines erschöpft, so wird er aus dem Betrieb gezogen und in bekannter Weise, z. B. durch den Röstreaktionsprozeß oder direkten Prozeß oder Konverterprozeß oder auf nassem Wege, weiterverarbeitet, wobei die noch im Stein vorhandenen geringen Edelmetallmengen entweder aus dem Anodenschlamm der Kupferelektrolyse oder aus den Rückständen der Löseprozesse gewonnen werden können.
Bei Vorhandensein hinreichender Mengen, z. B. von Kupferkies, läßt sich ohne weiteres mit der Edelmetallgewinnung auch eine Kupfergewinnung verbinden, indem man den für jede Schmelzbeschickung benötigten Stein von gewünschter Menge und Konzentration in Form von Kupferkies der Charge hinzufügt und den erschmolzenen edelmetallarmen Stein in einer der oben angedeuteten Weise weiterverarbeitet.
Die Rohmetalle werden nötigenfalls einer Feuerraffination unterworfen und dann mit Hilfe der Elektrolyse bzw. mit einem Löse-oder sonstigen Verfahren weiterverarbeitet. Die Edelmetalle werden in Anodenschlämmen oder Rückständen ausgebracht und nach bekannten chemischen oder hüttenmännischen Verfahren gewonnen.
Reiche Schlacken, z. B. Raffinierschlacken; gelangen in den Betrieb zurück oder werden für sich auf absetzbare Schlacke und Rohstein verschmolzen, der in den - Prozeß zurückkehrt. Die Schlacken vom Steinschmelzen sind zumeist absetzbar. Zusammensetzung der Schlacke: 35 bis 45 0/0 S102, 25 bis 35 0/0 Fe0, 1o bis 2o 0/0 Ca 0.
Als Öfen kommen für den Prozeß solche in Betracht,, die nach den Grundsätzen des Flammofens zu arbeiten gestatten, also Flammöfen selbst und Elelctroöfen.
Zahlenbeispiel für Gekrätzarbeitnä,chdemKupferverfahren Verschmolzen: 3 59o kg Gekrätz und afrikanische Konzentrate (einschl. Zuschläge). Edelmetallgehalt der gesamten Partie: 2 628 g Silber, I 78o g Platin, 899 g Gold, 277 g Palladium, 409 g Rh Ir RuOs.
Zuschläge: edelmetallhaltiges Eisenoxyd, edelmetallhaltiger Kalk, edelmetallhaltiger Stein aus vorhergehenden Schmelzen mit 65,1 0I0 Cu, Holzkohlenpulver.
Kupfereinsatz: 59o kg Abfallkupfer. Schmelzofen: ein kleiner Flammofen mit Wassergasfeuerung und einer Leistung von 750 kg in 24 Stunden.
Die erschmolzene Schlacke (2 68o kg) enthielt: 6,6 g Au - o,ooo25 0/0, 23,o g Pt = o,ooo86 0/0, kein Pd, kein Rh Ir 0s Ru. Kupfergehalt der Schlacke 0,2 bis 1 0/0, Nikkelgehalt der Schlacke o,2 bis o,5 0/0, Schlakkenzusammensetzung 4o bis 45 0/0 Si 02, 40 0/0 Fe O, 16 0/0 Ca O.
Der ausgebrachte Stein (48f kg) enthielt 71,4 0I0 Cu.

Es betrug ferner der Edelmetallgehalt im:

Zugesetzten Zunahme

Ausgebrachten Sein Stein im ausge-

486 kg brachten

I99 kg Stein

Ag 0,312'/o;= 15=6,o g 1404,09 112,09

Au o,o=7% - 82,6 g 12o,6 g -

Pt 9,0==% = 53,59 41,6 g 1i,9 g

Edelmetallausbringen im Rohkupfer:

Ag 2628,o g -112,o g - 2516,o g = 95,74°/0

Au 899,o g - 6,6g=: 89:2,49= 99,2704

Pt =789,o g- 34,9 g = I745,1 g = 9804%

Pd 2,77,1 9 = 277,I9=100,000/0

Ir Rh Ru Os 409,09= 409,09=-100,001/,

Das tatsächlicheAg-Au-Pt-Ausbringen liegt höher, und zwar im laufenden Betrieb etwa bei- 99 °/o.- Denn in vorstehender Zusammenstellung ist das Edelmetallausbringen bei Aufarbeitung des von Zeit zu Zeit aus dem Betrieb herausgezogenen Steines nicht inbegriffen. Ferner setzt -sich der .Edelmetallgehalt der Schlacke in der Hauptsache aus mitgerissenen und schlecht abgesetzten Steinperlchen zusammen, so daß bei Verwendung geeigneter größerer Schmelzöfen sogar mit dem Erschmelzen absetzbarer Schlacken zu rechnen ist.

Die Vorteile des vorstehend geschilderten Verfahrens bestehen also in einem raschen Ausbringen der Edelmetalle bei geringsten Verlusten und niedrigsten Kosten, die je nach Wahl des Prozesses und dem Wert des Sammelmetalls vollkommen bzw. größtenteils aus der Wertsteigerung durch das Umarbeiten der Abfallmetalle zu Elektrolytmetallen bestritten werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Platin und seinen Beimetallen sowie von Gold aus Gekrätzen, Konzentraten, Erzen und ähnlichen Ausgangsstoffen auf dem Schmelzweg unter Benutzung von Kupfer als Sammelmetall, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe mit dem Kupfer und einem Kupferstein von etwa 6o °/fl Kupfer in einem flamm- oder Elektroofen unter Aufrechterhaltung von reduzierenden Bedingungen zum mindesten während der Hauptreaktionsperiode geschmolzen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stein mit dem erforderlichen Kupfergehalt in einem einzigen Schmelzvorgang aus sulfidhaltigen Zuschlägen, wie z. B. Kupferkies, Schwefelkies, Rohstein u. dgl., herstellt, indem man zur Oxydation der in den sulfidhaltigen Zuschlägen enthaltenen überschüssigen Sulfide, wie z. B. FeS, sauerstoffliefernde Oxyde, wie z. B. Eisenoxyd, zusetzt und das hierbei entstehende Fe 0 mit Si 02 verschlackt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein zu großer Mengen von Eisenoxyden im Schmelzmaterial die reduzierende Wirkung des Fe S auf die Oxyde durch Zugabe von kohlenstoffhaltigen Substanzen ergänzt bzw. ersetzt wird.