DE888929C

DE888929C - Verfahren zur Verhuettung komplexer sulfidischer Erze auf nassem Wege

Info

Publication number: DE888929C
Application number: DEP6684A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr-Ing Pawlek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-12-05
Filing date: 1951-12-05
Publication date: 1953-09-07

Description

Verfahren zur Verhüttung komplexer sulfidischer Erze auf nassem Wege Die Verhüttung komplexer sulfidischer Erze, die mehrere Schwermetallsulfide enthalten, ist oft mit großenSchwieribgkeitenverbunden. Entweder liegen die Schwermetallsulfide als chemisch sehr beständige Verbindungen vor, wie z. B. im Kupferkies mit der Formel Ch2 S - Fee S3, oder die Verwachsung der einzelnen Schwermetallsulfide ist so innig, daß es auch mit den modernen Methoden der Flotation nicht möglich ist, diese Erze vollständig in ihre Komponenten zu zerlegen.
Als Beispiel eines komplexen Erzes sei das Blei-Zink-Erz von Rammelsberg bei Goslar angeführt. Es enthält io,i% Blei, I,250/0 Kupfer und 19,5% Zink. Durch Flotation erhält man ein bleireiches Konzentrat mit 34,41/o. Blei, 3,71/o Kupfer, 21,30/0 Zink und ein zinkreiches Konzentrat mit 6,6% Blei, i,o % Kupfer und 42,50/0 Zink. Der Verhüttungsprozeß ist auch nach der Auftrennung des Erzes durch Flotation recht kompliziert und geht über viele Zwischenprodukte; ,das Ausbringen an Metallen läßt zu wünschen übrig.
Man hat nun vielfach versucht, die Erze auf nassem Wege in eine für die Verhüttung und Metallgewinnung günstige Bindungsform überzuführen.
Das Laugen mit Ferrisulfat führt nur bei einfachem Kupfersulfid zum Ziel, komplexe Erze widerstehen aber diesem Lösungmittel.
Erfolgversprechen.d sah zunächst die vorsichtige Abröstung der Sulfide zu Sulfaten aus, da letztere meistens leicht im Wasser löslich sind. Die sulfatisierende Röstung verläuft aber sehr langsam und unvollkommen, so daß mit erheblichen Verlusten beim Laugen gerechnet werden muß. Man hat .versucht, die sufatisierende Röstung durch Erhöhung des Druckes der Luft von i auf 5 Abis 7 at bei 500° zu beschleunigen und dabei im Laboratoriumsversuch gute Erfolge erzielt, eine Übertragung in den technischen Maßstab ist aber unteribl ieben.
Bei Anwesenheit von Wasser und verhältnismäßig sehr hohen Drücken und Temperaturen gelang es, die meisten Schwermetallsulfide in Sulfate überzuführen. Der Autoklav wurde dabei mit Sauerstoff gefüllt, das darin enthaltene Erz in Wasser suspendiert. Bei Drücken von i5o .bis 22o at und Temperaturen von 26o bis 300° wurden die Sulfide in lösliche Sulfate übergeführt, dabeiwurde ,der eingeführteSauerstoff zumgrößten Teil verbraucht.
Gemäß vorliegender Erfindung wird während der ganzen Einwirkungsdauer des Sauerstoffs dessenPartialdruck konstant @gehalten. DerArbeitsvorgang wird so durchgeführt, daß die Erze oder Konzentrate in Wasser aufgeschlämmt werden und der Sauerstoff mittels einer Umlaufpumpe durch die Suspension geleitet wird. Zwischen Hochdruckbehälter und Saugseite der Umlaufpumpe wind ein Hochdruckrückflußkühler eingeschaltet, welcher das verdampfte Wasser kondensiert und der' Suspension wieder zurückführt. Der während des Prozesses verbrauchte Sauerstoff wird ständig ergänzt, so daß der Sauerstoffpartialdruck aufrechterhalten bleibt.
Durch die Aufrechterhaltung des Sauerstoffdruckes während der ganzen Behandlungsdauer werden zwei Vorteile erreicht. Zunächst werden keine so hohen Drücke und Temperaturen zur vollständigen Sulfatisierung benötigt; bei io at Sauerstoffdruck und 25o° ist innerhalb 1/z Stunde eine vollständige Sulfatisierung erzielt worden.
Daneben macht sich aber noch die Neigung mancher Sulfate zur Hydrolyse in so starkem Maße bemerkbar, daß dies zur Trennung von Metallen benutzt werden kann. Insbesondere werden die Sulfate von Eisen, Zinn, Antimon und Wismut fast quantitativ in unlösliche basische Sulfate übergeführt. Wegen seiner Sch- erlöslichkeit bleibt Bleisulfat von vornherein ebenfalls unlöslich. Aber auch die Sulfate von Kupfer und Zink neigen zur Bildung schwerlöslicher basischer Sulfate und behindern dadurch den Sulfatisierungsprozeß. Wird an Stelle von reinem Wasser eine schwache Schwefelsäure verwendet, so wird dadurch die Neigung zur Bildung basischer unlöslicher Sulfate bei Kupfer und Zink unterbunden, und diese Metalle werden in die Lösung übergeführt.
Werden komplexe sulfidische Erze mit Sauerstoff unter Druck und erhöhter Temperatur unter Aufrechterhaltung .des Sauerstoffpartialdruckes behandelt, wobei die Erze in einer 1/z- bis i0/aigen Schwefelsäure aufgeschlämmt sind, so gehen die Metalle Kupfer, Zink, Cadmium, Nickel, Kobalt als Sulfate in Lösung, während die Metalle Eisen, Zinn, Wismut, Antimon und Blei ;als unlösliche basische Sulfate zurückbleiben. Daraus ergeben sich ganz neue Trennungsmöglichkeiten für komplexe Erze.
Am Beispiel des Erzes vom Rammelsberg sei dies kurz ausgeführt. Das Roherz mit io,i 0/a Blei, I,25 % Kupfer und 19,5 %, Zink wurde in einer 1/zo/oigen Schwefelsäure suspendiert und bei 25o° mit durch die Lösung strömendem Sauerstoff behandelt. Der Gesamtdruck betrug 5o at, nach Abzug des V4'asserdampfpartialdruckes verbleibt ein Sauerstoffpartialdruck von f i at. Nach 1/z Stunde Versuchsdauer gingen Kupfer und Zink zu mehr als 991/o in Lösung, während Blei und 9511o des vorhandenen Eisens als unlösliche Verbindungen zurückblieben. Die wässerige Lösung kann ,durch Elektrolyse zunächst entkupfert und nach Entfernung des restlichen Eisens auch vom Zink befreit werden. Die unlöslichen Produkte können nach einer Stückigmachung durch Brikettierung oder Sinterung im Schachtofen auf Blei erschmolzen werden. Wird der Sauerstoffpartialdruck auf 5o at erhöht, so sinkt die Löslichkeit des Eisens unter 2 0/0. Es ist eine Frage der Wirtschaftlickkeit, wie weit man durch Steigerung des Sauerstoffdruckes den Anteil des in Lösung gegangenen Eisens herabsetzt.
Ähnlich verhalten sich peruanische Kupfererze mit 2,i % Kupfer, _i,oo/o Blei und 3,5 % Zink, auch hier läßt sich der Anteil an Kupfer und Zink vollkommen in Lösung bringen.
Bei bolivianischen Zinnerzen läßt sich dieses Verfahren ebenfalls zur Überführung von Kupfer, Zink und, falls vorhanden, von Arsen in lösliche Sulfate anwenden, während die Metalle Eisen, Zinn, Antimon und Blei ungelöst bleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verhüttung komplexer sulfidischer Erze auf nassem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß die in schwach sauremWasser aufgeschlämmten feingepulverten Erze bei Temperaturen von 2oo° und darüber mit Sauerstoff und einem Partialdruck von io at und darüber behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß zum Ansäuern des Wassers Schwefelsäure in einer Konzentration von 0,5 bis 5 0/0 verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffstrom im Umlauf durch die Erzsuspension geleitet wird und der Sauerstoffpartialdruck während .der Behandlungsdauer aufrechterhalten wird.