DE633019C

DE633019C - Verfahren zum Abroesten von sulfidischen Erzen, vorzugsweise komplexen Zink- und Kupfererzen

Info

Publication number: DE633019C
Application number: DEH135712D
Authority: DE
Original assignee: HUGHES MITCHELL PROCESSES Inc
Current assignee: HUGHES MITCHELL PROCESSES Inc
Priority date: 1933-03-24
Filing date: 1933-03-24
Publication date: 1936-07-17

Description

Verfahren- zum Abrösten von sulfidischen Erzen, vorzugsweise komplexen Zink- und Kupfererzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrösten von sulfidischen Erzen, vorzugsweise komplexen Zink- und Kupfererzen, durch oxydierende Röstung unter Rühren und Einhaltung der bei der sulfatisierenden Röstung üblichen niedrigen Temperaturen.
Es ist bereits bekannt, in gewissen Fällen bei der oxydierenden Röstung von einfachen sulfidischen Erzen geringe Mengen-von Kalk dem Erz zuzumischen, um einen Teil des Schwefelgehaltes des Erzes zu binden. Dabei ist aber nur die Bildung von Calciumsulfid und nicht diejenige von Calciumsulfat beabsichtigt. -Die üblichen Röstverfahren zur Entfernung von Schwefel aus einem Sulfiderz führen in der Regel zu harten, praktisch unporösen, glasigen oder schlackenähnlichen Massen, die sich schwierig mit gasförmigen oder flüssigen chemischen Reagenzien behandeln ° lassen. Außerdem war es nicht möglich, das Metallhaltige als Chlorid zu gewinnen, da die vorhergehende Sulfatisierung des Metalls beim Abrösten dies verhindert. Man erhielt jedenfalls einen Teil des Metalls als Sulfat und demnach keine sulfatfreien Chloride. Auch trat bei der bisherigen Röstung leicht ein Verlust an Metallen ein; z. B. hat Silber die Neigung zur Korn- oder Kugelbildung, ganz gleich, ob es in Metall- oder Oxydfortn vorliegt, um mit den anderen Stoffen der Erze beim Rösten zusammenzuschmelzen. Es ist nicht leicht, aus dem Schmelzprodukt das Metall durch Chlorieren zu gewinnen.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß zur Vermeidung einer Sulfatbildung der zu gewinnenden Metalle dem Erz so viel, mindestens über 5 °4, einer Erdalkaliverbindung zugemischt wird, daß das entstehende Schwefeltrioxyd an die Erdalkaliverbindung gebunden wird.
Auf diese Weise wird ein für die anschließende Chlor- oder Salzsäurebehandlung infolge seiner Porosität gut geeignetes Röstgut erhalten, mit dem eine praktisch sulfatfreie Chloridlauge erzeugt werden kann.
Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden das ursprüngliche Erz und die Erdalkaliverbindung in fein verteiltem Zustande mit Wasser gemischt und dann entweder während oder vor der Röstung getrocknet. Sollte z. B. das Erz vor dem Rösten bereits etwas sulfatisiert sein, so reagiert die verwendete Erdalkaliverbindung, z. B. Erdalkalioxyd, mit dem etwa vorhandenen Zinksulfat unter Bildung von Calciumsulfat und Zinkhydroxyd.
Ferner ist wichtig, daß bei dieser Maßnahme die Wasserlösung und der flüssige Brei des Erdalkalihydroxyds in die Hohlräume der Erzteilchen hineingespült werden und so einen die Erzteilchen überziehenden LUberzug bilden, der sowohl die einzelnen Teile des Haltigen voneinander trennt, als auch das Erdalkali in sehr innige Berührung mit den Erzteilchen b-rfrigt:: " Aüf.'diese Weise wird verhindert, daß sich -unerwünschte Verbindungen, wie Ferrate, Ferrite, Silicate oder Aluminate, des Zinks oder der anderen Metall' bilden. `1'" Außerdem werden durch die ,ntfernuniä -des Hydrat- oder Kristallisationswassers beim Rösten weitere Porenkanäle in den Erzteilchen geöffnet und so die Durchlässigkeit des Erzes für gasförmige oder Auslaugungsmittel erhöht.
Als Erdalkaliverbindungen kann man Calcium-, Barium- und Strontiumverbindungen verwenden. Die nötigen Mengen an diesen Verbindungen werden so bestimmt, daß man Proben des Erzes entnimmt und das Molekularäquivalent der im Erz vorhandenen reaktionsfähigen Metalle feststellt, die als Oxyde in dem gerösteten Erzeugnis auftreten können. Man verwendet zweckmäßig einen Überschuß über diesen Betrag. Das Röstprodukt kann basisch sein. Die Bildung des Erdalkalisulfats ist - notwendig. In jedem Falle sollen die Menge der Erdalkaliverbindung des Erzes und des vorhandenen Sulfatradikals so aufeinander abgestimmt sein, daß sich Erdalkalisulfat in genügender Menge bildet, um das Erzeugnis porös und so für die folgende Auslaugung fertig zu machen.
Die Erdalkaliv erbindungen verwendet man zweckmäßig in Form ihrer Oxyde, Hydroxyde oder Carbonate. In gewissen Fällen kann man auch Magnesiumverbindung @n verwenden. In Betracht kommen zunächst die natürlichen Erdalkalimineralien, z. B. Kalkstein, Dolomit, Witherit und Strontianit, oder Erzeugnisse, die durch geeignete Behandlung dieser Mineralien gewonnen werden. Obgleich das Carbonat infolge der Entwicklung von Kohlendioxyd in der Röstmischung die Porosität erhöht, ist es im allgemeinen erwünscht, die Oxyde oder Hydroxyde zu verwenden, weil diese es ermöglichen, die Reaktion bei einer viel niedrigeren Temperatur als der auszuführen, hei der das Carbonat zersetzt wird. Wenn Schwefel im Erz nicht in genügender Menge vorhanden ist, kann man Schwefelverbindungen zusetzen, die entweder unter Bildung eines Sulfats oxydieren oder das Sulfatradikal direkt zur Verbindung mit dem Erdalkali liefern. Z. B. kann man ein pyritisches Erz oder Eisensulfid zusetzen, das während des Röstens Schwefeltrioxyd bildet, oder man kann Schwefelsäure oder Metallverbindungen verwenden, die das Sulfation enthalten, wie die Sulfate vom Zink, Aluminium, Kupfer, Mangan, Natrium, Kalium und Eisen, insbesondere die Sulfate von Metallen, die in dem Erz vorliegen oder die ihre Sulfatgruppe leicht abgeben und das Verfahren zur Gewinnung des Metallgehaltes der Erze nicht schädlich beeinträchtigen. Das Sulfat vom Blei oder einem anderen Metall, das gern in das Sulfat

';-dem Verfahren übergeht, kann nicht ver-

- et werden.

@h folgenden ist ein Beispiel zur Ausfüh-

..ig' des Verfahrens nach der Erfindung be-

schrieben. Es handelt sich um ein komplexes Erz, das folgende Analyse hat:

Gesamter Fe Pb Cu Zn Ca o mg 0 Si o,

Schwefel

33,1 30,9 0,8 0,4 15,2 1,0 0,4 2,2

Da in diesem Falle das Metall, welches am wertvollsten ist und die größte Menge bildet, Zink ist, so wird der Bedarf an Erdalkali, z. B. Ca O, als Molekularäquivalent des Zinks berechnet. Dies ergibt eine theoretische Menge von i 3,09 kg CaO auf i 5,z kg Zink. Es wird jedoch im allgemeinen vorgezogen, den Kalk im Überschuß zu verwenden. Eine zufriedenstellende Behandlung des genannten Erzes wird durch Verwendung von 83 "feilen Erz und i7 Teilen Calciumoxyd erreicht.
Das rohe Erz wird zu einer groben Korngröße vermahlen, wie es durch ein Sieb geht, das --o Maschen auf den Linearzoll oder ungefähr 8 Maschen auf das Linearzentimeter enthält. Der nach Probeentnahme des Erzes berechnete Kalkbetrag wird zugegeben und die Mischung dann gemahlen, zweckmäßig in Gegenwart von Wasser, so daß das Gut sehr fein zerkleinert wird. Nach der Zerkleinerung geht es durch ein Sieb, das 150 Maschen auf den Zoll oder 6o Maschen auf das Zentimeter enthält. Darauf wird der Brei in einem geeigneten Apparat getrocknet, jedoch ohne Abscheidung der löslichen Salze aus der Mischung. Das trockene Gut, welches die mit Calciumhydroxyd überzogenen oder innig vereinten Teilchen umfaßt, ist dann für das Rösten fertig. Es muß jedoch zweckmäßig vorher noch auf Erbsengröße-oder feiner zerkleinert werden.
Zum Rösten kann man verschiedene Arten von Apparaten verwenden, z. B. einen Drehrohrofen mit langem Rohr, der in solchem Winkel geneigt ist, daß das Gut allmählich durch das Drehrohr von einem zum anderen Ende gefördert wird, wobei es mittels Mitnahmerippen auf der Innenseite des Rohres gründlich durchgemischt und durchgerührt wird. Um das Rösten in Gang zu bringen und aufrechtzuerhalten, kann dem Rohr Wärme mittels einer regulierbaren Gas- oder Ölflamme zugeführt werden, die in das untere Ende des Drehrohres eingeleitet wird. Die Temperatur wird nach Wunsch eingestellt. Das Erz brennt selbst, die Rösttemperatur liegt zwischen 55o bis 700° C. Es wird genügend überschüssige Luft eingeleitet, um den Schwefel und die Metalle des Erzes zti oxydieren sowie die gewünschten Erzeugnisse sich bilden zu lassen. Das geröstete Gut enthält Calciumsulfat in inniger Mischung mit den gewünschten Metallverbindungen des Erzes, insbesondere Zink-, Eisen- und Kupferoxyden zusammen mit etwas Bleioxyd und Bleisulfat. Das Röstgut wird unn-:ittelbar mit geeigneten Lösungsmitteln behandelt, um die Metallverbindungen der 13rze zu gewinnen, oder auch mit gasförmigen keagenzien, wie Schwefeloxydgasen, Salzsäuregas und Chlor, welche die Metalloxyde in lösliche Verbindungen überführen, die aus dem Erz leicht herausgelöst und von dem unlöslichen Erdalkalisulfat sowie von der Gangart getrennt werden können.
Diese Röstmethode ist besonders zur Aufarbeitung eines sulfidischen Erzes für die Chlorierung geeignet. Zum Beispiel kann ein Erz, das Zink- und Eisensulfide enthält, mit Calciumoxyd unter geeigneten Oxydationsbedingungen zur Bildung von Zinkoxyd, Ferrioxyd und Calciumsulfat geröstet werden. Das geröstete Gut kann dann mit Salzsäuregas behandelt werden, um das Zinkoxyd in Zinkchlorid umzuwandeln. Chlor kann man zusammen mit Salzsäuregas oder in einer folgenden Behandlungsstufe in Anwendung bringen, um die schwieriger zu chlorierenden Bestandteile des Erzes umzusetzen. Das Eisen kann, in dem chlorierten Gut als unlösliche Verbindung durch Erhitzen des Erzes auf eine Temperatur zurückgehalten werden, bei welcher Eisenchlorid nicht stabil ist und bei welcher man genügend Sauerstoff zuleitet, um Ferrioxyd zu erzeugen. Das Zinkchlorid kann dann leicht aus dem Erz ausgelöst und von dem unlöslichen Ferrioxyd, dem Caiciumsulfat und der Gangart abgetrennt werden. Das geröstete Erz kann direkt mit geeigneten Chemikalien, wie verdünnter Salzsäure oder Schwefelsäure, oder Lösungsmitteln, wie einer Lösung von ammoniakälischen# Arnmoniumcarbonat oder -sulfat, ..ausgelaugt werden. Zum Beispiel geht Zink, wenn das Erz unter geeigneten Temperaturbedingungen mit in Ammoniumhydroxyd gelöstem Ammoniumcarbonat digeriert wird, als Komplexsalz in Lösung, das man als Tetraaminozinkcarbonat ansprechen kann. Das Kupfer scheidet sich als unlösliche Sauerstoffverbindung ab und geht in den Rückstand. Nach dein Filtrieren kann man die Zinklösung erhitzen, um das Ammoniak abzutreiben. Es fällt dann Zinkcarbonat aus. Dies wird geröstet oder calciniert, um Zinkoxyd zu bilden, oder es wird in anderer geeigneter Weise behandelt. Wenn Kupfer in Lösung bleibt, so kann die Lösung verdampft werden, um das Kupfer zu fällen. plan kann auch nach anderen geeigneten Verfahren arbeiten.

Claims

PATEI'TTANSPRÜC1iE i. Verfahren zum Abrösten von sulfidischen Erzen, vorzugsweise komplexen Zink- und Kupfererzen, durch o-tydierende Röstung unter Rühren und Einhaltung der bei der sulfatisierenden Röstung üblichen niedrigen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Sulfatbildung der zu gewinnenden 1vIetalle dem Erz so viel, mindestens aber 5 °f, einer Erdalkaliverbindung zugemischt wird, daß das entstehende Schwefeltrioxvd an die Erdalkaliverbindung gebunden wird. . z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das urspriingliche Erz und die Erdalkaliverbindung in fein verteiltem Zustande mit Wasser gem_scht und dann entweder während oder vor der Röstung getrocknet werden.