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Verfahren zur Gewinnung von Eisen- und Nickelcarbonyl Nickelhaltige,
sulfidische Rohstoffe, wie Nickelerze, enthalten in der Regel beträchtliche Mengen
Eisen. Die Aufarbeitung dieser eisen- und nickelhaltigen . Rohstoffe zwecks Gewinnung
von Nickel geschah seither im allgemeinen in der Weise, daß aus dem Rohstoff zunächst
durch Flotation und sogenanntes kohsteinschmelzen eine Anreicherung des Nickels
unter erheblicher Verschlackung des Eisens erstrebt wurde. Der so gewonnene Nickelrohstein
wurde verblasen, wobei der darin noch enthaltene Rest des Eisens ebenfalls in Schlacke
übergeführt wurde. Auf diese Weise wurde demnach das gesamte in dem Rohstoff enthaltene
Eisen in wertlose Schlacke übergeführt und geht verloren. Um dieses Eisen nutzbar
zu machen, wurde schon vorgeschlagen, aus dem Rohstoff den Schwefel durch Abrösten
zu entfernen, das Röstgut bei niedriger Temperatur zu reduzieren und dann mit Kohlenoxyd
zu behandeln, um auf diese Weise das gesamte Eisen als Eisencarbonyl neben Nickelcarbonyl
zu gewinnen. Da jedoch die Rohstoffe, z. B. die üblichen sulfidischen, Nickel und
Kupfer enthaltenden Erze durchweg sehr viel größere IZengen Eisen als Nickel enthalten
(auf i Teil Nickel kommen in der Regel 2o bis 4o Teile Eisen), fallen hierbei neben
Nickelcarbonyl so große Mengen Eisencarbonyl an, daß deren Verwertung auf Schwierigkeiten
stößt.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht nun in technisch sehr
einfacher Weise, die bei der Nickelcarbonylbildung gleichzeitig entstehende Eisencarbonylmenge
auf ein gewünschtes Maß einzuschränken. Das Verfahren besteht darin, daß die Eisen
und Nickel sowie gegebenenfalls Kupfer enthaltenden, sulfidischen Rohstoffe, wie
Roherze oder Konzentrate, so weit abgerüstet werden, daß der im Röstgut verbleibende
Schwefel zur Bindung des etwa vorhandenen Kupfers als Cuprosulfid und zur Bindung
jenes Teils des Eisens als Eisenmonosulfid ausreicht, der nicht als Eisencarbonyl
verwertet werden kann. Nach diesem Verfahren ist es möglich, die gleichzeitig mit
dem Nickelcarbonyl sich bildende Eisencarbonylmenge so herabzusetzen, wie es den
jeweiligen Anforderungen entspricht. Man braucht lediglich beim Abrüsten des Rohstoffes
darauf zu achten, daß nicht die gesamte Menge, sondern ein bestimmter, 'zu berechnender
Teil des Schwefels abgerüstet wird. Ist in dem Rohstoff Kupfer enthalten, so muß
bei der Berechnung des Schwefelgehaltes des Röstgutes diese Kupfermenge berücksichtigt
werden, und. zwar muß etwa ein Viertel des Kupfergewichts in Form von Schwefel entsprechend
der Verbindung Cuprosulfid zur Verfügung bleiben, Der weiterhin im Röstgut zurückzuhaltende
Schwefel wird errechnet aus der Eisenmenge, die nicht verflüchtigt werden soll,
entsprechend der Verbindung Eisenmonosulfid. Demnach soll auf etwa 1,75 Teile nicht
zu verflüchtigendes Eisen etwa i Teil Schwefel im Röstgut verbleiben.
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Diese Maßnahme der teilweisen Abrüstung ist deshalb besonders vorteilhaft,
weil die anfangs sich verflüchtigenden Schwefelmengen wesentlich leichter als die
letzten Reste des Schwefels abzurüsten sind. Zweckmäßig arbeitet man beim Rösten
bei etwa 8oo'°@, da bei tieferen Temperaturen eine unerwünschte Bildung von Nickel-
oder Eisensulfat eintreten kann. In manchen Fällen ist die Zufuhr von Wärme beim
Rösten, z. B. mittels Gasbrennern, oder auch die Zufuhr von Sauerstoff oder mit
Sauerstoff angereicherter Luft zweckmäßig.
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Da;s Röstgut wird dann in bekannter Weise reduziert und der Behandlung
mit Kohlenoxyd, zweckmäßig unter Druck, unterworfen. Das dabei erhaltene Gemisch
von Nickelcarbonyl und Eisencarbonyl kann als Gemisch zersetzt werden, wobei ein
für Sinterzwecke hervorragend geeignetes Legierungspulver erhalten wird. Es läßt
sich aber auch in einfacher Weise durch fraktionierte Destillation trennen, so daß
durch thermische Zersetzung reines Nickelmetall und reines Eisenmetall gewonnen
werden können. Der nach der Carbonylbildung verbleibende Rückstand enthält meistens
noch so viel Schwefel, daß er weiter abgerüstet und in üblicher Weise weiter verarbeitet
werden kann.
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Der in- sulfidischen" Nickelerzen fast stets vorhandene Kupfergehalt
hat einen günstigen Einfluß auf die Reaktion der Carbonylbildung, insbesondere in
-den Fällen, in denen nur ein geringer Teil des Eisens als Carbonyl mitgewonnen
werden soll. Es ist daher vorteilhaft, sehr kupferarmen Rohstoffen stärker kupferhaltige
Rohstoffe in Form kupferreicher Erze oder auch in Form kupferreicher Rückstände
des Verfahrens selbst beizumischen. Es ist auch möglich, solche Rückstände für sich
abzurüsten und dem gerösteten Gut vor der Reduktion zuzusetzen. Beispiel Durch Flotation
eines armen. kupferhaltigen Nickelerzes wurde ein Konzentrat von folgender Zusammensetzung
hergestellt: 4,3 °/P Nickel, 1,2 %
Kupfer, 30,4% Eisen, 28,T % Schwefel, Rest
vorwiegend Gangart. Das Verhältnis Nickel :'Eisen in diesem Konzentrat war demnach
i : 7, d. h. bei vollständigem Abrüsten des Schwefels und nachfolgender Reduktion
und Kohlenoxydbehandlung würde man neben dem Nickelcarbonyl ein Vielfaches an Eisenembonyl
erhalten. Um nun auf i Teil Carbonylnickel nur 2"5 Teile Carbonyleisen zu gewinnen,
d. h. von dem insgesamt in dem Konzentrat enthaltenen Eisen nur etwa 36 0/m zu verflüchtigen,
wurde das Konzentrat auf einen Schwefelgehalt von 13 % abgerüstet, mit strömendem
Wasserstoff unter Druck reduziert und dann mit Kohlenoxyd unter Zoo Atm. bei 22ä°'
behandelt, bis die Carbonylbildung aufhörte. Man erhielt hierbei ein Nickelcarbonyl-Eisencarbonyl-Gemisch
mit dem Verhältnis Nickel :Eisen wie i : 2,5. Etwa 65 % des angewandten Eisens verblieben
im kückstand, der einen Gehalt von :27,70/0 Eisen, 1,70/0 Kupfer und r6,i % Schwefel
aufwies.