DE694494C

DE694494C - Process for separating nickel and copper in copper-containing nickel stone

Info

Publication number: DE694494C
Application number: DE1938I0061023
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Hamprecht; Dr Gustav Pauckner
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1938-04-08
Filing date: 1938-04-08
Publication date: 1940-08-03

Description

Verfahren zur Trennung von Nickel und Kupfer in kupferhaltigem Nickelstein Es ist bekannt, zur Gewinnung von Nickel aus Erzen, die außer Nickel auch Kupfer enthalten, zunächst einen sog. Nickel-Kupfer-Stein zu erschmelzen und diesen dann mit Kupferchloridlösung, die durch Einleiten von Chlor in eine Kupferchlorürlösung hergestellt sein kann, zu behandeln. Die auf diese Weise erhaltene Nickelchlorid-Kupferchlorür-Lösung wird dann elektrolytisch auf Nickel und Kupfer verarbeitet und dabei gleichzeitig Kupferchlorid zurückgewonnen, das zur Behandlung weiterer Mengen Nickel-Kupfer-Stein dient. Dieses Verfahren konnte jedoch bisher keinen Eingang in die Technik finden, weil die Elektrolyse der Kupferchlorür-Nickelchlorid-Lösung mit Schwierigkeiten verbunden und das durch Elektrolyse der Chlorürlösung gewonnene Kupfer für viele Zwecke nicht rein genug ist. Es wurde nun gefunden, daß man die ge-nannten Schwierigkeiten vermeiden und in sehr einfacher Weise eine vollständige Trennung des Nickels vom Kupfer erreichen kann, wenn man die nach der Behandlung des Nickel-Kupfer-Steins mit Kupferchloridlösung erhaltene Nickelchlorid-Kupferchlorür-Lösung in einem solchen Verhältnis verteilt, daß der eine Teil nach der Behandlung mit Chlor die für die Behandlung weiterer Mengen Nickel-Kupfer-Stein erforderliche Menge Kupferchlorid enthält, während man den anderen Teil nicht elektrolytisch auf metallisches Kupfer verarbeitet, sondern daraus durch Einwirkung von Nickel-Kupfer-Stein das Kupfer ausfällt. Hierzu wird zweckmäßig ein Stein benutzt, dessen Gehalt an Schwefel höchstens ein Drittel des Kupfergehaltes beträgt. Während - der Einwirkung des Nickel-Kupfer-Steins (Zementation ) geht die dem Kupfer gleichwertige Menge Nickel in Lösung, und man erhält eine praktisch kupferfreie Nickelcbloridlösung, die ohne Schwierigkeit elektrolytisch auf Nickel und Chlor aufgearbeitet werden kann. Die Zementation wird zweckmäßig bei erhöhten Temperaturen, etwa bei 9o bis ioo° oder darüber, gegebenenfalls unter Druck, ausgeführt.Process for separating nickel and copper in copper-containing nickel stone It is known for the extraction of nickel from ores, which in addition to nickel also copper contain to first melt a so-called nickel-copper stone and then this with copper chloride solution, which is obtained by introducing chlorine into a copper chloride solution can be made to handle. The nickel chloride-copper chloride solution obtained in this way is then processed electrolytically on nickel and copper and at the same time Recovered copper chloride, which is used to treat additional quantities of nickel-copper-stone serves. However, this process has not yet found its way into technology, because the electrolysis of the copper chloride-nickel chloride solution with difficulties connected and the copper obtained by electrolysis of the chlorine solution for many Purposes is not pure enough. It has now been found that one can overcome the difficulties mentioned avoid and in a very simple way a complete separation of the nickel from Copper can be achieved after treating the nickel-copper stone nickel chloride-copper chloride solution obtained with copper chloride solution in such a Ratio distributed that the one part after the treatment with chlorine the for the Treatment of further quantities of nickel-copper stone required quantity of copper chloride contains, while the other part is not electrolytically applied to metallic copper processed, but from it through the action of nickel-copper-stone the copper fails. For this purpose, a stone with a maximum sulfur content is used one third of the copper content. During - the action of the nickel-copper stone (Cementation ) the amount of nickel equivalent to copper goes into Solution, and a practically copper-free Nickelcbloridlösung obtained without Difficulty being able to be worked up electrolytically on nickel and chlorine. the Cementation is expedient at elevated temperatures, for example at 90 to 100 ° or over it, possibly under pressure, carried out.

Das bei der Elektrolyse gebildete Chlor wird in die für die Verarbeitung von frischem Stein abgetrennte Lösung eingeleitet, es bildet so die für den Lösungsvorgang erforderliche Kupferchloridmenge zurück.The chlorine formed during electrolysis is used for processing The solution separated from the fresh stone is introduced, thus forming the one for the dissolving process required amount of copper chloride back.

Durch diese Arbeitsweise ist es möglich geworden, die Trennung des Kupfers vom Nickel in einem Kreisverfahren durchzuführen, dessen Ablauf sich unabhängig von der Zusammensetzung des zur Laugung verwendeten Steins glatt vollzieht.This way of working has made it possible to separate the Perform copper from nickel in a circular process, the process of which is independent from the composition of the stone used for leaching.

Entsprechend den Gleichungen: 1. Ni + 2 Cu C12 = 2 Cu Cl + N1, C12, 2. Cu + CU C12 = 2 CU Cl führt man für jede zu gewinnende Tonne Nickel 2,17t Kupfer und für jede zu gewinnende Tonne Kupfer i t Kupfer, also insgesamt 3,17t, ,als Chlorkupfer im Kreislauf. Diese Kupfermenge vermag als Chlorür 1,8 t Chlor zu binden. Die Kreislauflösung enthält nach der Aufnahme des Chlors die 3,17 t Kupfer alz Kupferchlorid; sie kann dann das Nickel und Kupfer von t Stein mit x% Nickel und y% Kupfer vollständig herauslösen. Die dabei erhaltene Nickelchlorid-Kupferchlorür-Lösung wird geteilt, so daß der im Kreislauf zu führendie Teil wieder 3,17 t Kupfer auf je i t zu gewinnenden Nickels und Kupfers enthält, während der andere, weiter zu verarbeitende Teil der Lösung die dem ausgelaugten Stein entsprechende Menge Nickel und Kupfer enthält. Dieser Teil wird dann zur Fällung des Kupfers mit Nickel-Kupfer-Stein von der Zusammensetzung a10/0 Ni, y1% Cu, z% « S behandelt, wobei z vorzugsweise höchstens.gleich: 1/3 y1 ist, und zwar sind entsprechend der Gleichung g. Ni+2 CUCl=NiC12+2 Cu auf i Teil Kupfer in der Lösung Teile dieses Steines anzuwenden.According to the equations: 1. Ni + 2 Cu C12 = 2 Cu Cl + N1, C12, 2. Cu + CU C12 = 2 CU Cl, for every tonne of nickel to be extracted 2.17 t of copper and for every ton of copper to be extracted it Copper, so a total of 3.17 t, as chlorine copper in the circuit. This amount of copper is able to bind 1.8 t of chlorine as chlorine. After taking up the chlorine, the circulating solution contains 3.17 t of copper alz copper chloride; they can then remove the nickel and copper from t Completely dissolve the stone with x% nickel and y% copper. The nickel chloride-copper chloride solution obtained in this way is divided so that the part to be circulated again contains 3.17 t of copper per nickel and copper to be extracted, while the other part of the solution to be processed further contains the part corresponding to the leached stone Contains amount of nickel and copper. To precipitate the copper, this part is then treated with nickel-copper stone with the composition a10 / 0 Ni, y1% Cu, z% «S, where z is preferably at most equal to: 1/3 y1, namely corresponding to Equation g. Ni + 2 CUCl = NiC12 + 2 Cu on i part of copper in the solution To apply parts of this stone.

Die so erhaltene Nickelchloridlösung liefert dann bei der Elektrolyse die für die Kreislaufführung benötigte Menge von i,8 t Chlor zurück: Beispiel i io,4t Nickel-Kupfer-Stein mit 5o% Nickel, 270/0 Kupfer und 220/0 Schwefel werden mit einer Lösung, die 14,1 t Kupfer als Kupferchlorid und 26,1 t Nickel als Nickelchlorid enthält, behandelt. Dabei gehen aus dem Nickel-Kupfer-Stein 5,2 t Nickel und 2,8 t Kupfer in Lösung, während der Schwefel ungelöst zurückbleibt. Sollte noch nicht alles Kupfer und Nickel aus dem. Stein herausgelöst sein, so wird zweckmäßig der Rückstand nochmals einer kurzen Behandlung mit frischer Lösung unterworfen. Die erhaltene Lösung enthält nun das gesamte Kupfer (i6,9 t) als Chlorür und 343t Nickel als Chlorid. Die Lösung wird in zwei Teile ,geteilt, so daß der eine Teil wieder 14,1 t Kupfer enthält und nach der Behandlung mit Chlor zwecks Überführung des Chlorü,rs in Chlorid wieder 10,4 t Nickel-Kupfer-Stein auszulaugen vermag. Der .andere Teil, der dem neu eingebrachten Nickel und Kupfer ,entspricht, wird mit Wasser verdünnt und dann mit 3 t eines Nickel-Kupfer-Steines mit 43 % Nickel, 47% Kupfer und 8% Schwefel behandelt. Dabei gehen die in dem Stein enthaltenen 1,3 t Nickel bis auf wenige Prozente in Lösung, während die in der Lösung enthaltenen 2,8 t Kupfer weitgehend ausgefällt werden.During the electrolysis, the nickel chloride solution obtained in this way returns the amount of 1.8 tons of chlorine required for circulation: Example 10, 4 tons of nickel-copper stone with 50% nickel, 270/0 copper and 220/0 sulfur are mixed with a Solution containing 14.1 t of copper as copper chloride and 26.1 t of nickel as nickel chloride is treated. In the process, 5.2 tons of nickel and 2.8 tons of copper dissolve from the nickel-copper stone, while the sulfur remains undissolved. Shouldn't have all the copper and nickel out of the. If stone has been dissolved out, the residue is expediently subjected again to a brief treatment with fresh solution. The solution obtained now contains all of the copper (16.9 tons) as chlorine and 343 tons of nickel as chloride. The solution is divided into two parts, so that one part again contains 14.1 t of copper and, after treatment with chlorine for the purpose of converting the chlorine to chloride, can leach out 10.4 t of nickel-copper stone again. The other part, which corresponds to the newly introduced nickel and copper, is diluted with water and then treated with 3 tons of a nickel-copper stone with 43% nickel, 47% copper and 8% sulfur. The 1.3 tons of nickel contained in the stone go into solution up to a few percent, while the 2.8 tons of copper contained in the solution are largely precipitated.

Die so erhaltene Nickelchloridlösung wird in bekannter Weise von dem Rest Kupfer und, Spuren Schwefel befreit und dann elektrolysiert. Hierbei wird das Nideel abgeschieden und gleichzeitig Chlor in einer Menge von 7,9 t in Freiheit gesetzt, Dieses Chlor wird auf den einen Lösungsanteil der 14,1 t Kupfer als Chlorür enthält, zur Einwirkung gebracht und so das - Chlorür in Chlorid übergeführt. Beispiel 2 7,86 t eines Nickel-Kupfer-Steines mit 42% Nickel und 470;o Kupfer werden mit einer Lösung, die 10,84 t Kupfer und 9,68 t Nickel enthält, gelaugt. Dabei gehen 3,3 t Nickel und 3,69 t Kupfer in Lösung. Einen Teil der erhaltenen Lösung, der entsprechend einem Gehalt von 1084 t Kupfer bemessen wird, behandelt man mit Chlor, um das Chlorür wieder in Chlorid überzuführen, und benutzt ihn dann zur Verarbeitung weiterer 7,86t Nickel-Kupfer-Stein. Der andere Teil wird mit einem Nickel-Kupfer-Stein behandelt, der schon zum Niederschlagen von Kupfer aus einer Lösung verwendet worden ist, aber noch Nickel enthält. Diese restliche Nickelmenge wird nun bei dieser Behandlung praktisch vollständig herausgelöst, während die Lösung nur teilweise entkupfert wird. Nach Abtrennung des Rückstandes behandelt man, die Lösung mit 405 t frischem Stein der eingangs erwähnten Zusammensetzung, so daß jetzt das Nickel im Stein gegenüber dem Kupfer in der Lösung im Überschuß vorhanden ist. Durch diese Nachbehandlung wird die Lösung vollständig entkupfert. Der Rückstand, der noch Nickel enthält, wird dann wieder zur teilweisen Entkupferung frischer Lösung verwendet. Die erhaltene Nickeichloridlösung ist praktisch vollkommen frei vön Kupfer.The nickel chloride solution thus obtained is in a known manner of the Remaining copper and traces of sulfur freed and then electrolyzed. Here is the Nideel deposited and at the same time chlorine in an amount of 7.9 t in freedom set, this chlorine is added to the one portion of the solution of 14.1 t of copper as chlorine contains, brought to action and so the - Chlorur converted into chloride. example 2 7.86 t of a nickel-copper stone with 42% nickel and 470; o copper are with a solution containing 10.84 tons of copper and 9.68 tons of nickel. Go there 3.3 tons of nickel and 3.69 tons of copper in solution. Part of the solution obtained, the is measured according to a content of 1084 t of copper, it is treated with chlorine, to convert the chlorine back into chloride, and then use it for processing another 7.86t nickel-copper stone. The other part is made with a nickel-copper stone which has already been used to deposit copper from a solution but still contains nickel. This remaining amount of nickel is now used in this treatment practically completely dissolved, while the solution only partially decoppered will. After the residue has been separated off, the solution is treated with 405 t of fresh Stone of the composition mentioned at the beginning, so that now the nickel in the stone is opposite the copper is in excess in the solution. Through this post-treatment will the solution is completely decoppered. The residue, which still contains nickel, is then used again to partially decopper fresh solution. The received Nickel chloride solution is practically completely free of copper.

Beispiel 3 30 cbm einer 6o° warmen wässerigen Lösung, die je Liter ioog Kochsalz, 292g Kupferchlorid und 386g Nickelchlorid enthält, werden in einem Rührkessel mit 3 t fein gebrochenem oder gemahlenem Nickel-Kupfer-Stein mit 42% Nickel, 47% Kupfer, ö,6% Eisen, io% Schwefel zusammengebracht. Die Lösung erwärmt sich von selbst sehr rasch bis ,auf ioo°. Sie kann nach kurzer Zeit von, dem Rückstand, der in der Hauptsache aus reinem Schwefel besteht, abfiltriert werden.EXAMPLE 3 30 cbm of a 60 ° warm aqueous solution which contains per liter of 10 og common salt, 292 g of copper chloride and 386 g of nickel chloride are mixed with 3 t of finely broken or ground nickel-copper stone with 42% nickel, 47% copper, oil in a stirred tank , 6% iron, 10% sulfur combined. The solution heats up very quickly by itself to 100 °. After a short time it can be filtered off from the residue, which mainly consists of pure sulfur.

Die Lösung wird nun mit i o cbm Wasser versetzt und dann geteilt, 30 cbm der Lösung werden, chloriert und nach Zugabe von 75okg Kochsalz und 367 kg Nickel als Chlorid wieder auf 3 t frischen Nickel-Kupfer-Stein zur Einwirkung gebracht.The solution is then mixed with 10 cbm of water and then divided, 30 cbm of the solution are chlorinated and, after the addition of 75 kg of table salt and 367 kg of nickel as chloride, again applied to 3 tons of fresh nickel-copper stone.

Der Rest von io cbm wird durch Einleiten von Dampf auf 9o bis ioo° erwärmt und .mit i8ookg Nickel-Kupfer-Stein der obigen Zusammensetzung behandelt, wodurch das Kupfer innerhalb von 4 Stunden ausfällt.The rest of 10 cbm is raised to 90 to 100 ° by introducing steam heated and treated with i8ookg nickel-copper stone of the above composition, whereby the copper precipitates within 4 hours.

Der etwa noch in Lösung hefindliche Rest Kupfer wird mit Bariumsulfid gefällt. Dabei wird gleichzeitig .etwa in Lösung befindliches Sulfat niedergeschlagen. Noch nicht abgeschiedenes Eisen kann durch Einwirkung von Alkalien, wie' Soda, oder Nickelhydroxyd ;entfernt werden. Die erhaltene reine Nickelchloridlöstmg wird durch Elektrolyse weiterverarbeitet. Das dabei entbundene Chlor kann zum Chlorieren der Kupferchlorürlösung dienen.Any residual copper that is still in solution is treated with barium sulfide pleases. At the same time, sulfate in solution is precipitated. Iron that has not yet been deposited can be caused by the action of alkalis, such as soda, or Nickel hydroxide; can be removed. The pure nickel chloride solution obtained is through Electrolysis processed further. The released chlorine can be used to chlorinate the Serve copper chloride solution.

Claims

PATENT CLAIM: i. Process for separating nickel and copper in copper-containing nickel stone by the action of copper chloride solution with formation of nickel chloride and copper chlorine, conversion of copper chlorine with chlorine into Copper chloride and re-use of the solution to treat additional quantities of nickel-copper-stone, characterized in that the nickel chloride'-cupric chloride solution obtained divides and in one part by chlorination for the treatment of further quantities Nickel-copper-stone reforms the required amount of copper chloride while one the other part for the precipitation of the copper contained in it directly, on nickel-copper stone can act.

2. The method according to claim i, characterized in that, ß one to Precipitation of the copper uses a nickel-copper stone, its content of sulfur is no more than a third of the copper content.