DE815108C - Verfahren zur Gesamtaufbereitung von kupferhaltigem Schwefelkies - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gesamtaufbereitung von kupferhaltigem Schwefelkies Wie bekannt, wird bei mehreren bekannten Verfahren zur Behandlung kupferhaltigen Schwefelkieses der Schwefelgehalt des Kieses als elementarer Schwefel und das Kupfer in der Form von Kupfer oder Kupferstein gewonnen. Die Gewinnung elementaren Schwefels erfolgt hierbei unter Anwendung von Reduktionsmitteln, wie Kohle oder gegebenenfalls Kohlenoxyd, zur Reduktion von SO" das durch vollständiges oder teilweises Rösten des Kieses hergestellt wird. Abgesehen davon, daß hierbei eine große Menge von Brennstoff verbraucht wird, wird oft auch der Gehalt des Kieses an Eisen und an anderen Metallen, die in kleineren Mengen neben dem Kupfer vorhanden sein können, nicht ausgenutzt. Hinzu kommt, daß das SO,-Gas bei Rüstung mit Luf. : nicht in reiner Form, sondern mit den Bestandteilen der Luft gemischt erhalten wird, weshalb man oft vor dem Reduktionsvorgang eine Absorption von SO, aus den Röstgasen vornimmt.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch das es gelingt, den Schwefelgehalt des Kieses unter Anwendung von bekannten Reaktionen als elementaren Schwefel zu gewinnen, ohne Koks oder ein anderes Reduktionsmittel für die Hauptreaktion zu benötigen, wobei man den Mineralgehalt des Kieses im wesentlichen vollständig verwerten und außerdem mit reinen schwefelhaltigen Gasen arbeiten kann.
• In der Zeichnung ist ein Übersichtschema für den Verlauf einer zweckmäßigen Ausführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt. Der Schwefelkies wird zunächst in bei i angedeuteten zweckmäßig kontinuierlich beschickten, geschlossenen Öfen auf eine Temperatur erhitzt, bei der das eine Schwefelatom abgetrennt wird. Die Erwärmung kann in Gegenstrom mit einem geeigneten Heizmittel, und zwar entweder mittelbar durch Muffeln o. dgl. oder unmittelbar mit einem indifferenten, zirkulierenden Gas, beispielsweise SO, erfolgen. Hierbei ist aber darauf zu achten; daß der Kies nicht bis auf eine Temperatur von etwa iooo ° C kommt, bei der eine Sinterung beginnt. Zweckmäßig wird mit einer Höchsttemperatur von goo ° C gearbeitet.
• Der entweichende Schwefel kann in üblicher Weise bei 2 durch Abkühlung in Dampfkesseln unter Ausnutzung der Kondensationswärme kondensiert werden.
• Der behandelte Kies, der jetzt im wesentlichen aus Fe S, Sulfiden von Kupfer und gegebenenfalls anderen Metallen sowie Quarz besteht, -hat infolge der Abtreibung des ersten Schwefelatoms ohne Sinterung eine stark poröse, feste Form, die ihn für die Behandlung mit Chemikalien besonders geeignet macht. In dieser Form wird er Behältern 3 zugeführt, in denen er mit Schwefelsäure behandelt wird, die in niedriger Konzentration bis herab zu etwa 5% zur Anwendung kommen kann. Durch diese Behandlung wird der größte Teil des Eisens gelöst, während ein entsprechender Anteil von Schwefel als Schwefelwasserstoff abgetrieben wird. Dieser Vorgang ist bei gewöhnlicher Temperatur durchführbar. Damit er rascher erfolgt, hält man zweckmäßig unter Ausnutzung eines Teiles des Wärmeinhaltes des Kieses aus der ersten Behandlungsstufe eine etwas höhere Temperatur von beispielsweise 9o ° C aufrecht. Es stellt sich heraus, daß der Lösungsvorgang fraktioniert durchgeführt werden kann, daß es also möglich ist, ohne Lösung des Kupfers den größten Teil des Eisens zu lösen, wobei das Kupfer in dem festen Rest verbleibt.
• Aus der gebildeten Eisensulfatlösung wird in elektrolytischen Zellen 4, die mit einem geeigneten Diaphragma versehen sind, das Eisen abgeschieden, gegebenenfalls unter Erwärmung. Hierdurch gelingt es, bei gleichzeitiger Wiedergewinnung der Schwefelsäure ein reines Eisen zu gewinnen, wobei die Schwefelsäure zur Behandlung von weiteren Fe S nach 3 zurückgeführt wird.
• Der an der Anode erhaltene Sauerstoff kann für die weitere Schwefelgewinnung benutzt werden.
• Die Gewinnung elementaren Schwefels aus dem durch diese Säurebehandlung gebildeten Schwefelwasserstoffgas kann z. B. im Clauss-Prozeß geschehen (katalytische Verbrennung H, S + O -- H20 -1- S). Vorzugsweise verbrennt man aber bei 5 einen kleineren Teil des Schwefelwasserstoffgases zur Bildung von SO" wie oben angedeutet, zweckmäßig mit bei der Elektrolyse gewonnenem Sauerstoff.
• Wird die Verbrennung mit Luft vorgenommen, so kann das Schwefeldioxyd in bekannter Weise in einem geeigneten Absorptionsmittel absorbiert und wieder iooprozentig abgetrieben werden, worauf das übrige Schwefelwasserstoffgas mit dem Schwefeldioxyd im Volumenverhältnis 2.- i gemischt und (bei 6) über einen geeigneten Katalysator geführt wird, wodurch man bei passender Temperatur die Reaktion 2 H2 S S02 - 2 H20 -f- 3 S erhält. Für diesen Vorgang kann man z. B. in bekannter Weise poröse, aluminiumoxydhaltige Katalysator-masse verwenden. Da man bei diesem Vorgang den Schwefel in flüssiger Form und H20 in Dampfform erhalten kann, kann der Schwefel ohne weiteres für sich gesondert gesammelt werden.
• Da der Vorgang gegebenenfalls unter Verkleinerung des Gasvolumens erfolgen kann, kann er durch Druckanwendung beschleunigt werden. Hierdurch erhält man außerdem das gebildete H20 in Form von Druckdampf, der beispielsweise für den Antrieb von Druckpumpen für das eingeführte Gas ausgenutzt werden kann.
• In dem aus der Säurebehandlung erhaltenen Rest bleibt das Kupfer mit der Kieselsäure und etwas Eisen und Schwefel nebst einem Gehalt des Kieses an wertvollen Metallen wie Gold, Silber und Kobalt zurück.
• Dieser reiche Kupferschlamm kann zur Gewinnung des Kupfers und anderer wertvoller Bestandteile nach bekannten Verfahren aufbereitet werden, beispielsweise durch unmittelbares Schmelzen und Verblasen im Konverter bzw. Rösten und Auslangen gegebenenfalls in Verbindung mit einer Flotation. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, in der diese Aufbereitung bei 7 angedeutet ist, kann man zum Rösten auch reinen Sauerstoff von der Elektrolyse verwenden und den Rest des Schwefels durch Vermischung des beim Rösten gebildeten Schwefeldioxydes mit dem von der Verbrennung von H, S herrührenden Gase gewinnen, das dem Katalysevorgang zugeführt wird. Die Bemessung von Sauerstoff und Schwefelwasserstoff für die verschiedenen Vorgänge des Verfahrens ist dabei durch Gasometer in solcher Weise vorzunehmen, daß man das richtige Mischungsverhältnis 2 : i für die Katalyse erhält.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufbereitung kupferhaltigen Schwefelkieses, dadurch gekennzeichnet, daß der Kies auf eine unter Sinterungstemperatur liegende Temperatur erhitzt wird bei der das eine Schwefelatom abgetrennt wird, und in der dadurch erhaltenen porösen Form mit Schwefelsäure zur Bildung von Eisensulfat weiterbehandelt wird, aus dem einerseits unter Wiedergewinnung von Schwefelsäure elektrolytisch das Eisen und andererseits Schwefelwasserstoff sowie ein Schlamm gewonnen wird, der außer der Kieselsäure des Kieses und kleineren Mengen von Eisen und Schwefel den wesentlichen Gehalt des Schwefelkieses an Kupfer und anderen Nichteisenmetallen enthält und der zur Gewinnung seiner wertvollen Bestandteile aufbereitet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur teilweisen Verbrennung des bei der Säurebehandlung gebildeten Schwefelwasserstoffes und gegebenenfalls zum Rösten des Schlammes Sauerstoff aus der Elektrolyse benutzt wird, um eine Gasmischung von 2 H2 S - E- SO, zu bilden, aus der auf katalytischem Wege flüssiger Schwefel und Wasserdampf hergestellt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Säurebehandlung gebildete Schwefelwasserstoff nur in einer Menge auf % oder weniger katalytisch in Schwefeldioxyd umgewandelt wird und gegebenenfalls das für die Reaktion 2 H,S + S02 - > 2 H20 -f- 3 S benötigte weitere Schwefeldioxyd aus der Röstung des aus der Säurebehandlung erhaltenen Schlammes zugeführt wird.