FI56553C - Foerfarande foer utfaellning av ickejaernmetaller fraon en vattenhaltig sur mineralloesning - Google Patents

Description

- .1--.1 ,., .... KUULUTUSJULKAISU

B (11) UTLÄGGNINGSSKIIIPT 565S3 C (45) Patentti myönnetty II C2 2930 Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.lk.'/Int.CI.1 0 22 B 3/00 SUOMI FINLAND (21) PKenttihtkeimi· — PatenanaBlfilng 2U69/72 (22) Hakamltptivi — Ansöknlngsdag 07-09-72 (Fl) (23) Alkupilvt—Giltlghetsdig 07 · 09 · 72 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentlig 10.03 · 73

Patentti· ja rekisterihallitus (44) Nlhavlkslpanon ja kuuLJulkalsun pvm. — ln

Patent- och registerstyrelsen An»ök»n utlagd och utUkriften publlcered 31-10-79 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorttet 09-09-71

Englanti-England(GB) ^2021/71 (71) Falcohbridge Nickel Mines Limited, P.0. Box U0, Commerce Court West,

Toronto, Ontario, Kanada(CA) (72) Simon Otto Fekete, Falconbridge, Ontario, Quentin Reginald Chapman,

Toronto, Ontario, Lynn Shapley Price, Weston, Ontario, Kanada(CA) (7*0 Leitzinger Oy (5h) Menetelmä ei-rautametallien saostamiseksi vesipitoisesta, happamesta mineraaliliuoksesta - Förfarande för utfälling av icke-järnmetaller fr&n en vattenhaltig sur minerallösning

Keksinnön kohteena on menetelmä saostaa ei-rautametalleja, jotka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat nikkeli, koboltti ja lyijy sulfi-deina, vesipitoisesta happamesta mineraaliliuoksesta rikkivedyn vaikutuksen alaisena.

Menetelmässä käytettävä hapan mineraaliliuos voidaan muodostaa jäl-jempän kuvattavassa selektiivisessä uuttoprosessissa, jossa esim. nikkeliä ja rautaa sisältävää sulfidimateriaalia käsitellään mine-raalihapolla, mieluimmin suolahapolla siten, että selektiivisesti uutetaan rauta nikkelin suhteen, jolloin muodostuu uuttoliete, joka käsittää happamen uuttoliuoksen, joka sisältää pääosaltaan rautaa ja pienemmän osan nikkeliä, joita on ollut sulfidimateriaalissa.

Rautaa sisältävien sulfidien suolahappouutto tunnetaan alalla. Esimerkiksi amerikkalaisessa patentissa 1 897 921 kuvataan menetelmää, jossa rautasulfidia käsitellään hieman suuremmalla määrällä suolahappoa kuin teoreettisesti tarvittaisiin raudan liuottamiseen, jolloin muodostuu olennaisesti rauta-2-kloridiliuos, joka sisältää epäpuhtautena ei-rautametallien klorideja, ja haihduttamalla muodostuu melko epäpuhdasta rautaoksidia.

C 22 B 23/00 2 56553

Kanadalaisessa patentissa 844 536 käytetään samalla tavoin suolahappoa liuentamaan olennaisesti kaikki rauta rautasulfidistä, joka sisältää pienen määrän ei-rautametalleja; tässä tapauksessa lopullisen uuttoliuoksen happamuutta säädetään kuitenkin pH-arvoon välille 1,5 ja 4, eivätkä ei-rautametallit liukene, mutta vaikkakin jälkimmäistä uuttomenetelmää voidaan käyttää liuentamaan rauta rautasulfi-dimateriaaleista, jotka sisältävät pieniä määriä ei-rautametalleja, ei ole havaittu mahdolliseksi soveltaa sitä menestyksellisesti rautaa sisältäviin sulfidimateriaaleihin, jotka sisältävät huomattavia määriä ei-rautametalleja, kuten ensisulatteisiin, joita syntyy sulattamalla, koska ei ainoastaan uutto ole liian hidas käytetyssä alhaisessa happamuudessa, vaan on myös mahdotonta saada aikaan olennaisesti täydellinen raudan erottaminen ja estää ei-rautametallia liukenemasta.

Alalla on kuvattu myös lukuisia menetelmiä ei-rautametallien erottamista varten, jotka ovat liuenneet vesiliuoksiin, joita saattaisi syntyä uuttamalla rautaa ja nikkeliä sisältävää sulfidimateriaalia käsillä olevan keksinnön mukaisella uuttoprosessilla; niillä kaikilla on kuitenkin eräitä haittoja. Esimerkiksi metallinen nikkeli voi saostua vesiliuoksista käytettäessä rautaromua, mutta tuote ei ole yleensä saostunut ainoastaan raudalla vaan myös muilla romussa olevilla epäpuhtauksilla ja metallisen raudan puhtaampien tai aktiivisempien muotojen käyttäminen ei ole yleensä taloudellisesti puoleensavetävää.

Muut prosessit, jotka on kehitetty, riippuvat saostamisesta nikkeli-sulfidiliuoksesta. Esimerkiksi amerikkalaisessa patentissa 2 722 480 liuennutta nikkeliä ja kobolttia sisältävän vesiliuoksen pH säädetään alle arvon 3 jotta estettäisiin hydroksidin muodostuminen, ja rikkivedyn osapaine nostetaan yli atmosfäärisen paineen nikkelin ja koboltin saostamiseksi sulfideina. Samalla tavoin kor-keapainemenetelmässä sulfidin saostamista varten, jota on kuvattu amerikkalaisessa patentissa 2 662 003, eräät ei-rautametallit saos-tetaan vaiheittain sulfideina vesiliuoksesta korkeissa lämpötiloissa, noin 232°C, lisäämällä rautasulfidia sellainen määrä, että se juuri riittää siinä olevaa rautaa varten, kyseessä olevan ei-rauta-metallin korvaamiseksi liuoksessa, joka halutaan saostaa. Tällaisilla menetelmillä on kuitenkin luontaisia haittoja, jotka johtuvat niiden korkeista toir.intalänpctiloista ja puineista.

56553

Keksinnön tarkoitus on saada aikaan menetelmä, jolla olennaisesti täysin saostetaan nikkeli- ja muita ei-rautametalleja rautaa sisältävästä happamesta uuttoliuoksesta turvautumatta korkeisiin lämpötiloihin ja paineisiin.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön kohteena olevalla menetelmällä siten, että johdetaan liuokseen hiukkasmaista rautaa sisältävää ainetta, jossa rauta on muodossa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat oksidit, hydroksidit ja niiden yhdistelmät.

Seuraavassa keksinnön mukaisen menetelmän suorittamista selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti käsillä olevan keksinnön erästä suositeltua suoritusmuotoa ja siinä on esitetty uutto- ja saos-tusvaiheet.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti keksinnön erästä erityistä suoritusmuotoa, jossa puhdistettua uuttoliuosta, olennaisesti rauta-kloridia, käsitellään suolahapon talteenottamiseksi uuttoa varten ja rautaoksidin talteenottamiseksi sulfidin seostamista varten.

Kuvio 1 esittää suositeltua käsillä olevan keksinnön suoritusmuotoa, jolla voidaan suorittaa olennaisesti täydellinen raudan ja - nikkelin erottaminen, jotka ovat rautaa ja nikkeliä sisältävässä sulfidimateriaalissa. Lyhyesti sanoen sulfidimateriaali uutetaan ensin suolahapolla jotta rauta uutettaisiin selektiivisesti ja muodostuisi olennaisesti raudattomia uutettuja kiintoaineita ja rautakloridiuuttoliuos, joka sisältää ainoastaan pienen määrän nikkeliä. Uuttoliuos käsitellään sen jälkeen rikkivedyllä rautaa sisältävän aineen läsnäollessa, jossa rautaa on mukana muodossa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat oksidit ja hydroksidit ja niiden yhdistelmät, jotta nikkelisulfidi saostuisi ja syntyisi olennaisesti nikkelitön rautakloridiliuos.

It 56553

On ymmärrettävää, että vaikkakin tämä tarkastelu kuvaa suolahapon käyttämistä suositeltuna happona, voidaan käyttää myös muita mine-raalihappoja.

Uuttovaihe voidaan suorittaa millä tahansa suositellulla tai sopivalla tavalla; suurten ainemäärien käsittelyyn jatkuva uuttomenetelmä on kuitenkinsopivin. Sopiva menetelmä on monivaiheinen samaan suuntaan tapahtuva uutto. Tässä menetelmässä viedään sulfidimateriaalia ja suolahappoa jatkuvasti uuttojärjestelmään, joka käsittää! joukon keskenään yhdistettyjä säiliöitä. Liete kulkee säiliöstä säiliöön, kunnes muodostuu lopullinen uuttoliete, joka vedetään järjestelmästä! ja erotetaan happarneksi vesipitoiseksi uuttoliuokseksi ja uutetuiksi kiintoaineiksi.

Riippumatta siitä, mitä erityistä uuttojärjestelmää käytetään, on havaittu mahdolliseksi säätää raudan uuton selektiivisyyttä nikkelin suhteen muuttamalla hapon kulutusta per yksikkömassamateriaalia ja uuttojärjestelmässä syntyneen lopullisen uuttolietteen happamuutta. Niinpä jos hapon kulutus pidetään vakiona, selektiivisyttä voidaan lisätä pienentämällä lopullisen uuttolietteen happamuutta ja kääntäen pienentää selektiivisyyttä nostamalla happamuutta.

Vaikkakin on mahdollista hapon kulutusta ja lopullisen uuttolietteen happamuutta säätämällä saada aikaan suuri alue uuton selektiivisyyk-siä ja raudan liuekenemisia, uuttovaiheen suositeltu päämäärä on liuentaa olennaisesti kaikki rauta sulfidimateriaalista ja ainoastaan pieni määrä nikkelistä. Olisi erittäin toivottavaa, jos rautaa ja nikkeliä sisältävä sulfidimateriaali voitaisiin uuttaa suolahapolla siten, että kaikki rauta liukenisi mutta ei lainkaan nikkeliä; käytännössä on kuitenkin havaittu, että ei ole ainoastaan mahdotonta liuentaa kaikkia rautaa, vaan myös jonkin verran nikkeliä liukenee väistämättä. Esimerkiksi jotta pidettäisiin raudan liukeneminen korkeana, suuruusluokaltaan 96 %, ja vakiona ja jotta samaan aikaan nostettaisiin uuton selektiivisyyttä pienentämällä liuenneen nikkelin osuutta, nikkelin kulutusta ja lopullisen uuttolietteen happamuutta täytyy pienentää samanaikaisesti. Uuttoparametrien säätäminen tällä tavoin on käytännössä rajoitettua, koska uuttolietteen happamuuden pienentyessä kasvaa aika, joka tarvitaan haluttujen uuttotulosten aikaansaamiseen, ja lopulta menetelmä tulee epäkäytännölliseksi, Täten on välttämätöntä tehdä kompromissi happamuuden ja 5 S6SS3 uuton selektiivisyyden välillä ja yleisesti sanoen on havaittu, että järjestelmästä poistetun uuttolietteen happamuus tulisi pitää yli pH-arvon 1.

Hapon kulutuksen ja lopullisen uuttolietteen happamuuden säätö suoritetaan tavallisesti säätämällä hapon, kiintoaineiden ja veden suhteellisia virtausnopeuksia uuttojärjestelmään. Voidaan käyttää kuitenkin vaihtoehtoisia menetelmiä vaikkakin nämä eivät yleensä ole niin mukavia, ja nämä menetelmät tavallisesti liittyvät uutto-järjestelmän suunnitteluun ja esimerkiksi niihin voi liittyä reak-tioaineiden monisäiliöisen syötön käyttö tai sellaisten mekaanisten piirteiden käyttö, kuten ohitusvirtaukset tai säiliön tilavuuden raj oituslaitteet.

Vaikkain käsillä olevan uuttovaiheen suositeltu päämäärä on uuttaa olennaisesti kaikki rauta sulfidimateriaalista on ymmärrettävä, että liuotettavan raudan täsmällistä määrää voidaan vapaasti säätää seuraavien prosessien vaatimusten suhteen, joilla menetelmillä käsitellään jäljelle jääneitä ja uutettuja nikkelisulfidia sisältäviä kiintoaineita.

Hapon kulutuksen ja happamuuden yhdistelmä, jota täytyy käyttää, jotta saataisiin tietty uuttotulos, liittyy läheisesti uutettavan sulfidimateriaalin tyypistä. On havaittu, että rautaa ja nikkeliä sisältävät sulfidimateriaalit, jotka parhaiten sopivat uuttokäsit-telyyn, ovat niitä, jotka ovat jollain muotoa aktivoitu, kuten sulattamalla, ja aina 99 %:iin asti tapahtuva raudan liukeneminen voidaan saavuttaa uuttamalla tällaisia ensisulatteita. Sulfidimalmien, jotka ovat esimerkiksi flotaatiokonsentraattien muodossa, selektiivistä uuttamista voidaan suorittaa, mutta on yleensä havaittu, että suureen raudan liukenemiseen liittyy suhteellisen korkea nikkelin liukenevuus ja että aikaansaadaan suhteellisen alhaisia uuton selek-tiivisyyksiä.

Nopeus, jolla uutto etenee, liittyy sulfidimateriaalin hiukkaskokoon ja uuttolietteen sekoittamisen tehokkuutteen uuton aikana. Hieno hiukkaskoko lisää uuttonopeutta, mutta useimmissa tapauksissa suositeltu koko voidaan määrittää ainoastaan ottamalla huomioon materiaalin jauhettavuus ja reaktiivisuus. Yleensä materiaalin keskimääräisen hiukkaskoon tulisi olla kuitenkin alueella noin 37μ - noin 6 66553 250μ (<+00 - 60 Tyler Hesh). Sekoituksen tulisi taas olla vähintään riittävä, jotta säilytettäisiin homogeeninen liete ja estettäisiin laskeutuminen, joka aiheuttaa epätäydellisen ja tehottoman uuton.

Sulfidimateriaali voidaan viedä uuttojärjestelmään joko kuivana tai vesilietteenä ja suolahapon vahvuus voi olla mikä tahansa sopiva. Käytännössä on kuitenkin suositeltavaa rajoittaa uuttojärjestelmän laimeutta siten, että pienennetään kokonaisuuttotilavuutta, ja mikä vieläkin tärkeämpää muodostetaan väkevämpi kloridiuuttoliuos, joka sopii käsittelyä varten, suolahapon regeneroimiseksi sen uu-delleenkierrättämistä varten uuttovaiheeseen esimerkiksi tavalla, joka on kuvattu amerikkalaisessa patentissa 3 642 441. Täten käsittely 8 n kloridiuuttoliuoksella, joka sisältää noin 224 g/litra liuennutta rautaa, on paljon suositeltavampaa kuin käsittely 2 n kloridiliuoksella, joka sisältää ainoastaan noin 56 g/litra liuennutta rautaa. Yleisesti sanoen uuttoprosessi suoritetaan sen vuoksi siten, että syntyy uuttoliuos, joka sisältää vähintään 100 g/ litra liuennutta rautaa. Käsillä olevan keksinnön eräs erityinen etu on se, että uuttoprosessi suoritetaan ympäröivässä lämpötilassa ja lämpötiloissa, jotka ovat alle uutelietteen kiehumispisteen. Suolahappo ja sulfidimateriaali reagoivat eksotermisesti ja eräissä tapauksissa vaadittu lämpötila voidaan säilyttää pelkästään käyttämällä vesieristystä. Kun kemiallisten reaktioiden kehittämä lämpö ei riitä säilyttämäään haluttua lämpötilaa, lämpöä voidaan sopivasti syöttää esimerkiksi höyrykierukoilla, jotka ovat säiliön sisällä ja suorassa kosketuksessa uuttolietteen kanssa. Yleisesti sanoen on havaittu, että uutto]änpötilat, jotka ovat ympäröivän ja liuosten kiehumispisteen välillä, ovat riittäviä.

Sulfidimateriaalin uuttoon liittyy rikkivedyn, ja mahdollisesti, riippuen metalliaineiden läsnäolosta, pienen vetymäärän muodostuminen. Rikkivety voidaan kierrättää takaisin haluttaessa uuttojärjestelmään, erityisesti uuttosäiliöihin, jotka toimivat alhaisessa happamuudessa, nikkelin liukenemisen pienentämiseksi, ja tämä on myös edullista käsillä olevan keksinnön seuraavassa puhdistusvaiheessa, johon liittyy sulfidin seostaminen, kuten täydellisemmin kuvataan jäljempänä. Rikkivety voidaan luonnollisesti käsitellä myös rikin talteenottoa varten vakiintuneilla menetelmillä.

Sulfidimateriaalista raudan kanssa liuenneen nikkelin määrä riippuu 7 S65S3 kyseessä olevista uutto-oloista, ja käsillä olevan keksinnon toisen vaiheen eräs päämäärä on tuoda esiin tapa sen talteenottardsta varten.

On havaittu, että liuennut nikkeli voidaan saostaa laimeista happamista vesiliuoksista, kuten liuoksista, jotka ovat syntyneet käsillä olevan keksinnön uuttovaiheessa, nikkelisulfidina käsittelemällä rikkivedyllä, kun mukana on rautaa sisältävää ainetta, jossa rauta on muodossa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat oksidit ja hydroksidit ja niiden yhdistelmät.

Kun sulfideja seostetaan vesiliuoksista rikkivedyn vaikutuksen alaisena, muodostuu happoa. Esimerkiksi siinä tapauksessa, että nikkeliä saostetaan kloridiliuoksesta, reaktio voidaan ilmaista seuraavasti :

NiCl2 + H2S = MiS + HC1

Hapon muodostumisella on taipumus ehkäistä saostumista ja jos sitä syntyy riittävä määrä, se voi pysäyttää reaktion, ellei sitä kuluteta jollain tapaa sitä mukaa kuin sitä syntyy. Se tosiseikka, että rautaa sisältävillä aineilla, joissa rauta on muodossa, joka on valittu ryhmästä, j.ohon kuuluvat oksidit ja hydroksidit tai niiden yhdistelmät, on kyky kuluttaa syntynyt happo ja että ne sen vuoksi mahdollistavat saostusreaktion etenemisen, on hyvin hämmästyttävä tulos, koska näiden aineiden yleensä katsotaan olevan olennaisesti inerttejä laimeassa hapossa. Tapahtuvat reaktiomekanismit ovat epävarmoja, mutta menetelmä on erittäin onnistunut ja olennaisesti kaikki nikkeli voidaan saostaa uuttoliuoksesta niinkin alhaisiin määriin kuin 0,1 g/litra.

Menetelmän eräs erityinen etu on yllättävän taloudellinen rautaa sisältävien aineiden käyttö. Esimerkiksi on havaittu, että ei tarvita olennaisesti lainkaan enempää rautaa kuin tarvitaan stökiömet-risesti reagoimaan sulfidin saostumisesta kehittyneen hapon kanssa ja, riippuen vesiliuoksen alkuhappamuudesta, uuttoliuoksessa olevan vapaan hapon kanssa. Tämän seurauksena käsillä olevan menestelmän eräs huomattava etu on edelleen se, että haluttaessa voidaan ottaa talteen sulfidisakka, joka sisältää vain pienen määrän rautaa, esimerkiksi vähemmän kuin 2 %. Lisäksi koska rauta on korvannut hapon, liuokset, jotka jo sisältävät rautaa, kuten käsillä olevan keksinnön 56553 8 uuttovaiheessa syntyneet uuttoliuokset, eivät saastu, mitä tapahtuisi, jos käytettäisiin muita neutraloivia aineita, kuten emäksiä.

On olemassa useita rautaoksidi- ja hydroksidimateriaaleja, joita voidaan käyttää käsillä olevassa menetelmässä, ja näiden alue ulottuu olennaisesti puhtaisiin rautamateriaaleihin asti, joissa oksidia ja hydroksidia on ainoastaan aineosina. Täten käsillä olevassa menetelmässä on käytetty menestyksellisesti olennaisesti puhtaita rautaoksideja, esimerkiksi oksideja, joita on tuotettu hydrolysoimalla rautakloridiliuoksid, tai prikettejä, jotka ovat muodostuneet rautakloridikiteistä; on käytetty myös rauta-III-hydroksidia ja rauta-II-hyeroksidia ja oksidia, joka on valmistettu pasuttamalla rauta-sulfidia, kuten myös ainetta, joka on valmistettu pasuttamalla rau-ta-kupari-nikkeli-sulfidi-flotaatiokonsentraatteja, jotka sisältävät esimerkiksi vain noin 40 % rautaa verrattuna siihen 70 %:iin, jonka rauta-III-oksidi, Fe2C>2, sisältää.

Käsillä olevan menetelmän eräs etu on edelleen se, että voidaan olennaisesti täysin saostaa muita ei-rautametalleja nikkelin lisäksi. Esimerkiksi uutettaessa suolahapolla rautaa ja nikkeliä sisältäviä sulfidimateriaaleja kuten edellä on kuvattu, uuttoliuos, joka on erotettu uuttojärjestelmästä poistetusta lopullisesta uuttoliettees-tä, sisältää usein pieniä määriä kobolttia ja lyijyä, jotka molemmat tulisi mielellään ottaa talteen. On havaittu, että käsillä olevalla menetelmällä ei saostu ainoastaan olennaisesti kaikki nikkeli vaan myös koboltti ja lyijy, ja tämä johtaa melkein puhtaan rauta-II-kloridiliuoksen muodostumiseen, joka sopii suolahapon regeneroimi-seen ja erittäin puhtaan rautaoksidin valmistamiseen hyvin vakiintuneella tavalla, kuten on esitetty amerikkalaisessa patentissa 3 642 441. Kuten aikaisemmin on kuvattu regeneroitua happoa voidaan käyttää uuttovaiheessa ja syntynyttä rautaoksidia uuttoliuoksen puh-distusvaiheessa. Täten uuttovaiheen, uuttoliuoksen puhdistusvaiheen ja suolahapon talteenottovaiheen yhdistämisestä syntyy erittäin edullinen hydrometallurginen menetelmä nikkelin erottamiseen ja talteenottoon ja tällainen menetelmä on hahmoteltu kaaviollisesti kuviossa 2.

Käsillä olevan menetelmän eräs erityisessä, suositellussa suoritusmuodossa käytetty rauta sisältävä materiaali on rauta-II-hydroksidi, jota muodostetaan uuttoliuoksessa ennen rikkivedyllä käsittelyä anta- 9 56553 "s, maila siihen liuenneen raudan reagoida amrnoniumhydroksidin kanssa. Koska rauta-II-hydroksidi on juuri saostunutta, se on erittäin aktiivinen ja kuluttaa seuraavan sulfidin saostamisen aikana syntyneen hapon nopeasti ja saostumisreaktiot etenevät nopeasti loppuun.,

Samoin kuin asianlaita on uuttovaiheessa, puhdistusvaihe voidaan sopivasti suorittaa missä tahansa sopivassa reaktioastiassa, ympäröivissä paineissa ja lämpötiloissa, jotka ovat alle uuttoliuoksen kiehumispisteen. Korkea lämpötila edistää sulfidin saostumisnopeutta ja suositellusta tulisi käyttää, vaikkakaan ei välttämättä, lämpötiloja yli noin 50°C. Saostumisnopeus kasvaa myös kun rautaa sisältävän materiaalin hiukkaskoko tulee pienemmäksi ja sitä edistää tehokas sekoitus. Yleisesti sanoen aineen keskimääräisen hiukkaskoon tulisi olla alueella noin 37y - noin 250y, mutta paras koko voidaan määrittää ainoastaan ottamalla huomioon sellaiset seikat kuten reaktiivisuus ja tarpeen vaatiessa jauhettavuus.

Vaikkakin käsillä olevan keksinnön puhdistusvaihetta voidaan edullisesti käyttää sellaisten uuttoliuosten käsittelyyn, jotka suolahappo tai muu mineraalihappo on muodostanut rautaa ja nikkeliä sisältävien sulfidimateriaalien uutossa, sitä voidaan samalla tavoin soveltaa sellaisten happamien vesiliuosten puhdistamiseen, jotka sisältävät ei-rautametalleja, muista liuoksista mukaanlukien esimerkiksi sul-faattiliuokset.

Ei-rautametallien saostamisen aikana happamen vesiliuoksen tulisi suositellusti olla kyllästetty rikkivedyllä ja tätä tarkoitusta varten puhdistukseen tulisi johtaa riittävä määrä kaasua. Rikki-vety voidaan ottaa mistä tahansa sopivasta lähteestä-, yhdistetyssä uutto- ja puhdistusmenetelmässä sitä voidaan kuitenkin saada hyvin helposti sulfidin uuttoreaktioiden tuotteena.

Käsillä olevan keksintö ymmärretään helpommin viitaten seuraaviin esimerkkeihin. On kuitenkin ymmärrettävä, että nämä esimerkit ainoastaan kuvaavat käsillä olevaa keksintöä eikä niitä tule pitää millään tavoin rajoittavina.

Esimerkki 1

Esisulate, jossa analyysin mukaan oli 13,5 % nikkeliä, 47,3 % rautaa 10 &6SS3 s ja 9,07 % kuparia ja jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli noin 44μ, lietettiin veteen suhteessa 50 g esisulatetta ja 61 ml vettä ja syötettiin yhdessä 8,3N suolahappoliuoksen kanssa kolme säiliötä sisältävän samansuuntaisen uuttojärjestelmän ensimmäisen säiliöön. Jokaisen säiliön työtilavuus oli 11 litraa. Lietteen syöttönoeputta, suurinpiirtein 50 g esisulatetta per minuutti, ja happoliuoksen syöt-tönopeutta, suurinpiirtein 101 ml per minuutti, säädettiin hapon kulutuksen kontrolloimiseksi per yksikkömassa esisulatetta ja säädettiin kolmannessa uuttosäiliössä olevan ja siitä poistetun lopullisen uuttolietteen happamuutta. Jokaiseen säiliöön oli' sovitettu sekoitus-laite ja uuttolämpötila pidettiin lämpötilassa 70°C. Kahden uutto-kokeen tulokset on annettu taulukossa 1.

Taulukko 1

Lopullisen selektiivisyys liuoksen analyysi Liukeneminen, % liuennut Fe, % g/1 Ni g/1 Fe g/1 HC1 Fe Ni liuennut Hi, %

Koe 1 4,3 130 6,6 89 ,1 11,0 8,1

Koe 2 1,7 134 4,4 91,6 4,7 21,8 ’Jämä molemmat kokeet osoittavat, että lopullisen uuttolietteen happamuuden aientaminen, kun hapon kulutus on olennaisesti vakio (jota suurinpiirtein esittää liuoksen rauta- ja nikkelikonsentraatioiden summa), lisää uuton selektiivisyyttä. Kokeet osoittavat myös, että jonkin verran nikkeliä liukenee happamuuden ollessa alhainen, vaikkakin huomattava määrä rautaa jää uutettuun materiaaliin.

Esimerkki 2

Suoritettiin kaksi uuttokoetta käyttäen esisulatetta, jossa analyysin mukaan oli 18,6 % nikkeliä, 36,9 % rautaa ja 15,3 % kuparia ja jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli noin 44μ. Kokeessa 1 esisulate lietettiin veden kanssa suhteessa 50 g ainetta 61 ml:aan vettä ja syötettiin yhdessä 8,2-normaalisen suolahappoliuoksen kanssa yhteen ainoaan uuttoliuokseen. Esisulatteen syöttönopeus oli 50 g per minuutti ja happoliuoksen 80 ml per minuutti. Syöttöä jatkettiin 75 minuuttia ja sen jälkeen 135 minuutin kuluttua poistettiin liete-näyte analyysiä varten. Kokeessa 2 esisulate lietettiin veden kanssa 11 56553 suhteessa 44 g esisulatetta "61 ml:aan vettä ja syötettiin yhdessä 6,15 normaalisen suolahappoliuoksen kanssa yhteen ainoaan uuttosäi-liöön. Esisulatteen syöttönopeus oli 44 g per minuutti ja happo-liuoksen 75 ml per minuutti. Syöttöä jatkettiin 67 minuuttia ja sen jälkeen 143 minuutin kuluttua poistettiin lietenäyte analyysiä varten. Jokainen koe suoritettiin lämpötilassa 70°C ja lietettä sekoitettiin tehokkaasti. Kokeiden tulokset on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2

Lopullisen liuoksen Selektiivisyys analyysi__Liukeneminen, % liuennut Fe, % g/1 Ni g/1 Fe g/1 HC1 Fe Ni liuennut Ni, %

Koe 1 5,5 418 7,9 90,6 8,3 10,9

Koe 2 9,1 112 7,7 94,7 15,3 6,2

Kokeet osoittavat, että kun happamuus on olennaisesti vakio, hapon kulutuksen (jota esittää suurinpiirtein liuoksen rauta- ja nikkeli-konsentraatioiden summa) nostaminen pienentää uuton selektiivisyyttä, vaikkakin saavutetaan suurempi raudan liukeneminen.

Esimerkki 3

Esisulate, jossa analyysin mukaan oli 17,2 % nikkeliä, 39,3 % rautaa ja 14,5 % kuparia ja jonka hiukkaskoko oli 100 % vähemmän kuin 149μ, lietettiin veteen suhteessa 50 g esisulatetta 46 ml:aan vettä ja syötettiin jatkuvatoimisesti uuttosäiliöön nopeudella 50 g esisulatetta per minuutti yhdessä 9,9N suolahappoliuoksen kanssa, jonka syöttönopeus oli 71 ml per minuutti, 100 minuutin ajan. Säiliön sisältöä sekoitettiin koko ajan lämpötilassa 70°C ja 500 minuutin kuluttua otettiin näyte analyysiä varten. Suolahappokonsentraatiossa 7,5 g/ litra, oli liuennut 98,3 % rautaa ja 4,9 % nikkeliä, mikä tarkoittaa että uuton selektiivisyys oli suurinpiirtein 20 ja uutetut kiintoaineet sisälsivät 1,6 % rautaa. Tämä esimerkki esittää havainnollisesti, että raudan liukeneminen on olennaisesti täydellinen ja että uuton selektiivisyys on korkea.

Esimerkki 4

Mikkeliä sisältävää sulfidikonsentraattia kuumennettiin vetyvirrassa 12 565S3 lämpötilassa noin 670°C. 521 g näin aktivoitua ainetta, joka ana lyysin mukaan sisälsi 9,1 % nikkeliä, 4-1,1 i rautaa ja 8,9 'i kuparia ja jonka keskimääräinen hiukkaskoko oli noin 44μ, liotettiin veteen ja lisättiin yhdessä 12,2N suolahappoliuoksen kanssa 1 litran astiaan. Astian sisältöä sekoitettiin koko ajan lämpötilassa 70Τ ja 10 tunnin kuluttua poistettiin näyte analyysiä varten. 93 v raudasta ja 9,1 % nikkelistä oli liuennut, mikä tarkoittaa uuton selek-tiivisyyttä noin 10,2. Tämä esimerkki havainnollistaa, että Ikisillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan uuttaa selektiivisesti myös muita sulfidimateriaaleja kuin esisulattaita.

Esimerkki 5 770 g pasutetta, joka saatiin rautaa, nikkeliä ja kuparia sisältävien sulfidikonsentraattien hapettavasta pasutuksesta ja joka analyysin mukaan sisälsi 9,5 % nikkeliä, 41 % rautaa, 6,7 % kuparia ja 0,5 % kobolttia ja jonka hiukkaskoko oli 100 % alle 149μ, lietet-tiin 11 litraan vesipitoista kloridiliuosta, joka oli valmistettu esimerkin 1 mukaisella menetelmällä ja jonka analyysi oli 102 g/ 1 Fe++, 23,5 g/1 Ni++ ja 0,65 g/1 Co++. Rikkivetyä johdettiin lietteen läpi, jota pidettiin sekoitettuna lämpötilassa 90°C, 5 tuntia ja sen jälkeen lietenäyte poistettiin analyysiä varten. Havaittiin, että liuos sisälsi 205 g/litra Fe++, 20 ppm Ni++ ja 30 ppm Co++, mikä tarkoittaa, että nikkelistä oli saostunut 99,9 % ja koboltista 95,4 %.

Tämä koe osoittaa, että rikkivedyn läsnäollessa saavutetaan olennaisesti täydellinen nikkelin ja koboltin saostuminen ja näiden metallien korvaantuminen liuoksessa raudalla, joka on liuennut rautaoksi-dipasutteesta.

Esimerkki 6

Suoritettiin kolme koetta; jokaisessa kokeessa 1000 ml kloridiuutto-liuosta, joka oli valmistettiin esimerkin 1 menetelmällä ja jonka analyysi oli 168 g/1 Fe++, 37,5 g/1 Ni++, 1,21 g/1 Co++ ja 7,1 g/1 HC1 sekoitettiin yhdessä 62 g:n kanssa rautaoksidia lietteen muodostamiseksi. Rikkivetyä johdettiin 4 tuntia lietteen läpi, jota sekoitettiin ja pidettiin lämpötilassa 90°C« 13 S6S53 Käytettiin kolmea erilaista rautaoksidituotetta.

1. Syklonipöly, jonka hiukkaskoko oli 100 % alle 53μ ja joka oli peräisin rautakloridiliuoksen leijukerroshydrolyysistä.

2. Rautakloridiliuoksen spray-pasutuksesta saatu tuote, jonka hiukkaskoko oli 84 % alle 44μ.

3. Hienojakoinen tuote, joka saatiin rautakloridikiteiden, FeCl2 -2H2<0, prikettien kuilu-uunihydrolyysistä.

Rautaoksidin sisältämää rautaa oli olennaisesti yhtä paljon kuin uuttoliuoksessa olevien nikkelin, koboltin ja vapaan hapon stökiö-metrinen ekvivalenttimäärä. Jokaisen kokeen jälkeen otettiin näyte analyysiä varten ja tulokset on annettu taulukossa 4.

Taulukko 4

Rautaoksi- Lopullisen liuoksen Sakan ana- din lähde analyysi__lyysi__Saostunut, %_ __ppm Ni_ppm Co__% Fe__Ni__Co_

Leijukerros 12 10 2,2 99,9 99,2

Spray-pasutus 30 23 2,0 99,9 99,0

Kuilu-uuni 50 30 1,8 99,9 98,8

Voidaan havaita, että nikkelin ja koboltin saostuminen liuoksesta on olennaisesti täydellistä, ja että muodostuu sakka, jonka rauta-pitoisuus on alhainen.

Esimerkki 7

Seuraava koe esittää havainnollisesti käsillä olevan keksinnön mukaisen puhdistusmenetelmän soveltamista sulfaattiliuoksiin.

1000 ml sulfettiliuosta, jonka analyysi oli 59,6 g/1 Fe++, 29,4 g/1 Ni ja 0,78 g/1 Co lietettiin yhdessä 46,5 g:n kanssa rautaoksidia, joka oli saatu rautakloridiliuoksen spray-pasutuksesta ja jonka seula-analyysi oli 84 % alle 44μ. Rautaoksidissa olevan raudan määrä oli olennaisesti yhtä suuri kuin uuttoliuoksessa olevan nikkelin ja koboltin stökiömetrinen ekvivalenttimäärä. Rikkivetyä johdettiin 4 tuntia lietteen läpi, jota sekoitettiin ja joka pidettiin lämpötilassa 90°C, ja sen jälkeen näyte poistettiin analyysiä varten.

- iu- 56SS3

Liuos sisälsi ainoastaan 17 ppm nikkeliä ja 1 ppm kobolttia, mikä tarkoittaa että 99,9 % nikkelistä ja 99,9 % koboltista oli saostunut.

Esimerkki 8 * · « ♦ » «f» + 1000 ml kloridiliuosta, jonka analyysi oli 130 g/1 Fe , 1,82 g/1 Ni++, 0,9 g/1 Co++, 0,19 g/1 Pb++ ja 4 g/1 HC1, sekoitettiin lämpötilassa 50°C ja käsiteltiin 21 ml :11a NH^OH (ominaispaino 0,9) jotta muodostuisi valkoinen rauta-II-hydroksidisakka. Sen jälkeen johdettiin rikkivetyä 10 minuutin ajan liuoksen läpi ja poistettiin näyte analyysiä varten; tulokset on annettu taulukossa 5.

Taulukko 5

Lopullisen liuoksen analyysi Saostunut, %_ ppm Ni ppm Co ppm Pb Ni ύο Pb ' 10 22 5 99 97 98

Edellä oleva koe osoittaa havainnollisesti sulfidisaostumisen suurta nopeutta ja tehokkuutta tällä menetelmällä.

Claims (8)

15 56553

1. Menetelmä saostaa ei-rautametalleja, jotka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat nikkeli koboltti ja lyijy sulfideina, vesipitoisesta happamesta mineraaliliuoksesta rikkivedyn vaikutuksen alaisena, tunnettu siitä, että johdetaan liuokseen hiukkasmaista rautaa sisältävää ainetta, jossa rauta on muodossa, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluvat oksidit, hydroksidit ja niiden yhdistelmät.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa on rautaa sisältävässä aineessa ainakin riittävästi reagoimaan olennaisesti kaiken vesiliuoksessa olevan vapaan hapon kanssa ja sen hapon kanssa, jota syntyy ei-rautametallien siitä saosta-misen aikana.

3. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapan vesiliuos on kloridiliuos, joka sisältää vähintään 100 g/ litra liuennutta rautaa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa sisältävä aine on tuotettu rautakloridin hydrolyysillä.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa sisältävä aine on pasute, joka on valmistettu hapettavas-ti pasuttamalla rautaa sisältävää sulfidimateriaalia.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa sisältävä aine on rauta-II-hydroksidi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapan vesiliuos sisältää enemmän liuennutta rautaa kuin saostet-tavien ei-rautametallien yhteismäärien ekvivalenttimäärä, ja rauta-II-hydroksidia tuotetaan vesiliuoksen sisällä siihen liuenneesta raudasta käsittelemällä ammoniumhydroksidilla.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostaminen suoritetaan lämpötilassa välillä 50°C ja liuoksen kiehumispiste.