FI57130C - Foerfarande foer utfaellning av kopparsulfid ur nickelhaltiga loesningar - Google Patents

Description

R5FH [B] (11)KUU,LUTUSJULKAISU „ -

MTa l J 1' utläggningsskmft ί> Π oU

C Patentti sycnn. ity 13 CS 1930 ^ ' ^ (51) K».iic.*/i«t.ci.· 0 22 B 15/12 SUOMI—FINLAND (M) Ntwttiy^-piMinM^ 783017 (22) Htk*mi«pilvi — AMMcntapdaf 0U.10.78 (23) Alkupllvl—GIMfhrtadag 09.03.72 (41) Tulkit |ulklMkti — Blivtt off«ncU| OU. 10.78

Patentti- ja rakisterihallitu· NlhUviktlp^on ). kuuMulluia» pm.-

Patent- och ragisterrtyralsan ' ' Amttkan utlagd och utljMcrNkan publlcand 29*02.80 (32)(33)(31) Pyydetty etuollMui—B^Ird prioiltet 18.03.71 USA(US) 125682 (71) Falconbridge Nickel Mines Limited, 7 King Street East, Toronto,

Ontario, Kanada(CA) " (72) Leif Reidar Hougen, Kristiansand, Norja-Norge(NO) (7U) Leitzinger Oy (5U) Menetelmä kuparisulfidin saostamiseksi nikkelipitoisista liuoksista -Förfarande för utfällning av kopparsulfid ur nickelhaltiga lösningar (62) Jakamalla erotettu hakemuksesta 6U0/72 (patentti 55355) -Avdelad fr4n ansökan 6U0/72 (patent 55355) Tämä keksintö koskee kuparisulfidin saostamista nikkelipitoisista liuoksista, joissa on liuennettu kuparia. Erityisesti on kysymys eräistä norjalaisen patentin 131512 mukaisesta vaiheesta.

On selitetty erilaisia menetelmiä liuenneiden metallien erottamiseksi vesipitoisista liuoksista. Erityisesti viitataan liuenneen nikkelin ja kuparin erottamiseen esimerkiksi siten, että on hyvin tunnettua alalla kuparisulfidin saostaminen HjS vaikutuksella.

Toinen kuparimetallin saostaminen tapahtuu metallisella raudalla. Tämän viime mainitun ohjelman vaihtoehto on selitetty menetelmä USA-patentissa 2,180,520, jossa rauta korvataan nikkelillä välttäen siten nikkelirautaliuoksen sekoittumista raudan kanssa. Tämän patentin mukaisen menetelmän mukaan kloridiliKS sisältäen sekä nikkeliä että kuparia järjestetään uuttamalla metallikiveä kuparikloridilla, liuos laimennetaan vedellä, ja sitten se käsitellään nikkeli-kupari-metallikivellä liuenneen kuparin saostamiseksi. On selvää, että kupari saostetaan metallina metallisella nikkelillä metallikivessä, jonka läsnäolo varmistetaan rajoittamalla metallikiven rikkisisältö maksimiin yksi kolmasosa kuparisisällöstä. On otaksuttavaa sen vuoksi, että alkuaan suhteellisen rikas kloridiuutosliuos ensin laimenee, C 22 B 2$/kh C 01 G 3/12 2 571 30 sillä kuparisaostuman vaikutus metallina korkeakloridi-ionin väkevyyden liuoksesta on tunnetusti huono. Myös laimennuksen jälkeen kuitenkin kupari ei tule täysin saostumaan yhdessä vaiheessa. Tämän patentin esimerkkien mukaan riittävästi nikkeliä järjestettiin lisättyyn metallikiveen malmin saostamiseksi enemmän kuin 3100 kg kuparia, vaikka oli olemassa vain 2800 kg kuparia liuoksessa aloitettaessa ja kaikki ei siitä saostunut.

On esitetty kuparin saostamista sulfidien vaikutuksella, erityisesti rautasulfidin, mutta saostaminen on hyvin tehotonta vaatien moninkertaisesti rautasulfidin määrän, mitä vaadittaisiin stökiömetrisesti saostamaan kaiken kuparin, ja on otaksuttu, että massasaostaminen, joka tapahtuu, johtuu metallisen raudan saostusvaikutuksesta, jota on läsnä tavallisesti olevissa rautasulfideissa, mieluummin kuin itse rautasulfidin vaikutuksesta. NiS voi korvata raudan liuoksessa, mutta ei ole tunnettua aikaansaada oleellisesti täyttä liuenneen kuparin saostumista sulfidina; vaihto on vain osittainen. Erään selityksen mukaan kuparihiukkasten saostuminen nikkeliä sisältävistä liuoksista NiS vaikutuksena alaisena, jota muodostuu in situ saostamalla natrium-sulfidin vaikutuksella, on selvää, että hyvin aktiivista sulfidia muodostuu erityisin keinoin ja tämä on ainoastaan käyttökelpoinen saostamalla kuparin'pieniä määriä.

Edelleen on esitetty kuparin saostamifeta sulfidina metallien vaikutuksena alaisena, erityisesti raudan, .alkuainerikin läsnäollessa, termodynaamisesta enemmän tehokkaan menetelmän mukaan kuin sulfidien käyttöä, kuten rautasulfidin tai nikkelisulfidin. Nikkelimetalli voi, kuten rauta, vaikuttaa kuparisulfidin saostamiseen alkuainerikin läsnäollessa, mutta ei ole esitetty, -mikäli hakijalle on tunnettua, kuparisulidin saostamista alkuainerikin läsnäollessa nikkelisulfidillä nikkelin atomisuhteen rikkiin ollessa suurempi kuin yksi, kuten on olemassa joissakin nikkelirautamalmikivissä.

Siten aikaisemmin ei näytä olevan esitetty menetelmiä erottaa kuparia nikkelistä liuoksessa alkuainerikin ja nikkelisulfidin vaikutuksella nikkelin atomisuhteen rikkiin ollessa suurempi kuin yksi.

Siten tämän keksinnön tarkoituksena on välttää aikaisemmin tunnettuja epäkohtia ja aikaansaada menetelmä kuparin erottamiseksi nikkelistä.

A

♦ 3 57130

Jalometallit katsotaan tässä ymmärrettäväksi siten, että niihin kuuluvat metallit valittuna kultaryhmästä ja kuusi platinryhmän metallia, nimittäin platina, palladium, rodium, rutenium, osmium ja iridium.

Edelleen tässä viitataan redoksielektrodeihin ja redoksipotentiaa-leihin, joilla ymmärretään Pt-kyllästettyä kalomeli-elektrodiparia, mikäli muutoin ei mainita.

Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että ' syötetään nikkelisulfidia, jossa nikkelin ja rikin atomisuhde on suurempi kuin yksi, ja muodostetaan siitä hämmennetty liete, annetaan nikkelisulfidin reagoida liuenneen kuparin kanssa liuoksessa alkuaine-rikin läsnäollessa, jolloin saostetaan kuparisulfidi ja liuotetaan nikkeli nikkelirautaliuoksessa, poistetaan kuparisulfidi ja kupari-köynä liuos lietteestä, erotetaan kuparisulfidi kupariköyhästä liuoksesta ja otetaan nikkeli talteen liuoksesta* Tätä keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti menetelmää tämän keksinnön mukaisesti hyväksikäyttämällä suomalaista patenttihakemusta 640/72.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti laitetta kuparisulfidin saostamiseksi nikkelipitoisista liuoksista, joissa on liuennutta kuparia.

Kuvio 3 esittää graafisesti suhdetta redoksipotentiaalin ja liuenneen kupariväkevyyden välillä kloridiuutosliuoksissa osasten, erityisesti nikkeli-kuparimetallikiven osasten kosketuksessa, puolilogaritmise11a asteikolla.

Kuvio 1 kuvaa etityistä tämän keksinnön sovellutusta käytettäessä sitä edullisesti metallimalmien taiteenottamiseksi nikkelirauta-metaliikivistä sisältäen kuparia ja jaloja metalleja. Menetelmä käyttää jatkuvia keksinnön piirteitä edullisen nikkelin klooriuuttamisen muodossa .kuparista ja jaloista metalleista metallikivessä, jonka jälkeen liuennut kupari saostetaan kuparisulfidina nikkelikloridiuutosliuok-sesta.

-M

* 57130

Selektiivinen nikkelin uuttaminen suoritetaan kattilassa 10, joka on varustettu kaasuntuloaukolla 11, kaasnnpoistojohdolla 12, liuoksen ja kiinteiden aineiden tulojondolla 13, lietteen poistojohdolla 14, pyörivällä sekoittajalla 15, ja elektrodien 16 parilla. Toiminnassa kattila sisältää malmikiven osasten lietettä ja vesipitoista kloridi-liuosta sisältäen liuennutta nikkeliä ja kuparia. Kloridi-ioniväke-vyys liuoksessa on riittävän korkea, että kuparia on kuprotilassa (I), paljon anionisina kloridikompleksi-ioneina. Kloori syötetään uutos-kattilaan edullisesti pohjasta ja sekoittajan alapuolelta, jotta aikaansaadaan tehokas kosketus ja dispersiointi siinä. Metallikivien osaset syötetään kattilaan edullisesti sen sivulta ja sopivasti lähellä sekoittajaa, jotta saadaan tehokas hajoittaminen ja osasten suspendoituminen liuokseen. Kloori reagoi nopeasti ja eksotermisesti liuoksen kanssa napettamalla liuenneen kuparin (I) kupariksi (II) ja samanaikaisesti kupari (II) pelkistetään kupariksi (I), myös eksotermisesti, uuttamalla metalliosasista. Kupro- ja kuprikuparin (I ja II) suhde liuoksessa on ölennaisesti riippuvainen redoksipo-tentiaalista, joka kehittyy elektrodien välillä, jotka ovat sopivim-min mutta ei välttämättä platinakyllästettyjä kalomelielektrodeja.

Redoksipotentiaalia valvotaan ja kloorin syötön määrää säädetään suhteessa metallikiviosasten syötön määrään redoksipotentiaalin järjestämiseksi sellaiseksi, jolloin nikkeli uutetaan edullisesti suhteessa kupariin jajaloihin metalleinin. Toisin sanoen nikkelin väkevyyden suhde kupariin tai jaloihin metalleinin uutetuissa osasissa on pienempi kuin vastaava suhde alkuperäisessä syötetyssä metalli-kivessä. Tämä määrittely ei sulje pois jonkinlaista kuparin tai jalojen metallien uuttamista, vaikka oleellisesti käytännössä ei mitään jaloja metalleja uuteta. Kuitenkin kuparia.uutetaan hieman ja suhde lisääntyy redoksipotentiaalin kanssa, kuten selitetään yksityiskontaisemmin norjalaisessa patentissa 131512. Näissä tarkoituksissa on riittävää selittää olosuhteiden erityistä sarjaa tämän keksinnön mukaisen käytännön kuvaamiseksi.

Siten erityisesti nikkelirautametallikivellä on havaittu, että kun metallikiven ja kloorinsyötön suhteellisia määriä säädetään redoksipotentiaalin pitämiseksi noin 315 mv, niin noin 80 % nikkeliä uutetaan metallikivestä ja vain noin 20 % kuparia. Ei ole olemassa mitään Havaittavaa jalojen metallien liukenemista. Kehittyneen lämmön määrä uuttamisella on riittävä siten, että liuos kiehuu ja höyryä

A

5 57130 poistetaan poistokaasujondon 12 kautta. Kloorin reaktio lietteessä on siten tenokas, että klooriväkevyydet poistokaasussa ovat vain muutamia miljoonasosia useimmiten, vaikka uuttaminen tapahtuu maksimimäärällä, joka voidaan saavuttaa paineettomassa kattilassa ja oleellisesti vakiolämpötilalla. Liuoksen kiehumapiste vaihtelee liuenneiden kloridien väkevyyden mukaisesti luonnollisesti, mutta jatkuvassa järjestelmässä, jossa uutosliete poistetaan kattilasta liuoksena ja tuoretta metallikiveä syötetään siihen, uuttaminen tapahtuu melkein tasaisissa olosuhteissa ja lietteen lämpötila siten on oleellisesti vakio.

Kun metällisuflidit metallikivessä uutetaan ja metalli liuotetaan, niin yhdistynyt sulfidirikki siirretään lietteeseen alkuainemuodossa.

" Uutosliete poistettuna kattilasta siten sisältää uutosliuosta edulli sesti rikastettuna nikkelillä, ja uutostähteen osaset sisältävät alku-ainerikkiä. Juuri tämä liete on se, joka käsitellään tämän keksinnön periaatteen tai saostamisen mukaisesti liuenneen kuaprin erottamiseksi sulfidina uutosliuoksesta antamalla liuoksen reagoida alkuaine-rikin läsnäollessa nikkelisulfidin kera, jossa nikkelin atomisunde rikkiin on suurempi kuin yksi,kuten Ni^S2, jota on joissakin nikkeli-rautametallikivissä. Erityinen korkeamman nikkelisulfidin yhdistelmä alkuainerikin kanssa on oleellinen keksinnön tämän periaatteen mukaisessa käytännössä.

Kuparisulfidisaostaminen suoritetaan kattilassa 17, joka on varustettu uutoslietteen tulojohdolla 18, nikkelirautametallikiven tulo-johdolla 19, kuparisaoslietteen poistojohdolla 20, kaasunpoisto-jondolla 21, pyörivällä sekoittajalla 22 ja edullisesti elektrodipa-rilla 23 redoksipotentiaalin mittaamiseksi. Nikkeliuutosliete " sisältäen alkuainerikkiä ja nikkelirautametallikiven osasia sisältäen NI2S2 molemmat syötetään kattilaan niiden vastaavien tulöjohtojen kautta ja liuennut kupari liuoksessa saostetaan sulfidimuodossa.

On havaittu, että vallitsee suhde lietteessä olevan redoksipotentiaalin ja liuoksessa liuenneen kuparin väkevyyden välillä. Eräs erityinen esimerkki suhteessa on esitetty kuviossa 3, ja se kuvaa liuenneen kuparin väkevyyden huomattavaa herkkyyttä redoksipotentiaaliin. Siten noin 50 mv jännitteellä kupariväkevyys liuoksessa on vain noin 0,02 g/1; kun taas 300 mv jännitteellä se on noin 40,0 g/1, 2000-kertainen lisäys vain noin kuusikertaisella lisäyksellä redoksipo-tentiaalissa. Siten saostuksen määrä on edullisesti säädeltävissä r .'· 6 571 30 tarkkailemalla redoskipotentiaalia säätämällä uutoslietteen ja metallikiven suhteellisia syötön määriä redoksipotentiaalin pitämiseksi sellaisena, jolloin valittu saostuksen aste saadaan, edullisesti käytännössä lähellä 100 %. Potentiaali on edullisesti noin 100 mv. Liuos, vaikka ei välttämättä kiehuvana, on siitä huolimatta kohotetussa lämpötilassa, ja siitä haihtunut vesi poistetaan kaasunpoistojoh-don kautta, kun taas reaktioliete poistetaan kuparisaoslietteen poistojohdon kautta. Kun liuos poistetussa lietteessä on oleellisesti vapaa liuenneesta kuparista, niin tämän keksinnön molempien osien yhdistetyn käytännön nettovaikutus on nikkelin suurimman osan liuottaminen käsitellyssä metallikivessä, samalla kun pidätetään oleellisesti kaikki kupari ja jalometallit kiinteistä aineista.

Kun seurataan tämän keksinnön uusia vaiheita, hiin kuparivapaa nikkelikloridiliuos voidaan erottaa kiinteistä aineita, edullisesti suodattamalla, käsitellään edelleen muiden liuenneiden epäpuhtauksien poistamiseksi, kuten rauta, koboltti, sinkki, lyijy ja vähäiset metalliaineet metallikivessä, jotka voivat olla liuenneet, jolloin saadaan oleellisesti puhdas nikkelikloridiliuos, ja lopuksi elektro-lysoidaan se nikkelin talteenottamiseksi siitä tavalliseen tapaan. Kloori kehitetään anodisesti ja tavallisesti kierrätetään uudelleen uuttamiseen, vaikka nikkelivapaa kloridielektrolyytti voidaan mieluummin uudelleen kierrättää uuttamiseen. Syötetty metallikivi ja liuos uuttokattilaan voidaan siten edullisesti ja mukavasti saattaa ynteen sekoituskattilassa 24, ja syöttää sitten uuttamiseen lietteenä, jolloin prosessipiiri sulkeutuu. Suodatetut kiinteät aineet voidaan puolestaan käsitellä jäljellä olevan nikkelin, kuparin ja jalojen metallien talteenottamiseksi tunnetuin menetelmin.

Menetelmä on selitetty nikkelin, kuparin ja jalojen metallien talteenottamiseksi metallikivestä, jonka mukaan edullisesti järjestetään tämän keksinnön mukaiset molemmat osat nikkelin erottamiseksi kuparista ja jalosta metallista, edullisella nikkelin uuttamisella, jota seuraa liuenneen kuparin saostaminen nikkelirikastetusta uutos-liuoksesta. Vaikka tämä sovellutus kuvaa keksinnön molempien osien yhdistettyä käytäntöä, niin esillä oleva keksintö koskee vain toista vaihetta, jota tarkemmin selostetaan seuraavassa.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti laitetta, jossa tämän keksinnön mukainen osa liuenneen kuparin saostamiseksi nikkeliä sisältävistä liuoksista voidaan suorittaa. Kuvattu laite sisältää suljetun kattilan, 7 57130 varustettuna tulojohdolla 18, alkuainerikin ja nikkeliä sisältävää liuosta varten, joka sisältää liuennuttakuparia, tulojbhdon 19 nikkelisulfidia sisältäviä osasia varten, jossa nikkelin atomisuhde rikkiin sulfidissa on suurempi kuin yksi, poistojohdon 20 kupari-sulfidin ja kuparivapaan liuoksen lietettä varten, kaasunpoistojohdon 21, pyörivän sekoittajan 22 ja edullisesti elektrodiparin 23 redoksi-potentiaalin mittaamiseksi. Kuten kuvion 2 mukaisen liitteen tapauksessa eri selitettyjen laitteiden asemien tässä laitteessa ei'vtarvitse olla kuten on esitetty kuviossa 3. On vain v eittämätöntä, että on järjestetty laitteet nämmennetyn lietteen, liuoksen, nikkelisulfidin ja alkuainerikin saattamiseksi yhteBn, ja laitteet reagoidun lietteen ja vesihöyryn poistamiseksi kattilasta.

Liuos voi olla nikkelirautaliuos sisältäen kuparia, josta kupari voi olla vähintään osittain seostettu aikaisemmin tunnetuilla menetelmillä, kuten edellä on selitetty. Kysymys on ensisijaisesti kloridin ja sulfaattiliuosten käsittelystä, ja erityisesti tällaisen kloridi-ioniväkevyisen kloridiliuoksen käsittelystä, jossa on liuennuttakuparia läsnä kuprotilassa, kuten liuokset saatuna nikkeli-rautametallikivien klooriuuttamisesta. Nikkelisulfidi-nikkSlin atomi-suhteella rikkiin suurempi kuin yksi syötetään edullisesti nikkeli-rautametallikiven muodossa sisältäen Ni^S2, kuten on esitetty menetelmässä kuviossa 1. Alkuainerikki voidaan järjestää jossain sopivassa muodossa. Menetelmässä, joka on esitetty kuviossa 1, esimerkiksi rikki edullisesti järjestetään syöttämällä saostuskattilaan rikkiä sisältävä utoostähde, joka saadaan metallikiven klooriuuttamisesta. Kuitenkin tällaisen rikkiä sisältävän aineen poissa ollessa rikki jossain muussa muodossa voi tulla kysymykseen, kuten esimerkiksi " rikkioksideina.

Liuenneen kuparin saostamiseksi nikkelirautaliuoksesta tämän keksinnön mukaisesti liuos, nikkelisulfidi ja alkuainerikki saatetaan yhteen nämmennettynä lietteenä ja kupari saostetaan kuparisulfidina. Lämpötila ei ole tärkeä, mutta mitä korkeampi se on, niin luonnollisesti sitä nopeammin saostus edistyy. Reagoinut liete poistetaan kattilasta ja suodatetaan, jolloin rikkisulfidisaos ja kuparivapaa nikkelirautaliuos erotetaan. Jokin osa liuenneesta kuparista voidaan saostaa, mutta tämän keksinnön mukaisesti on niin, että oleellisesti kaikki kupari voidaan saostaa liuoksesta. Tämä on erityisen edullista

• M

< - e 57130 kloridiliuosten käsittelyssä, joilla on korkea kloridi-ioniväkevyys, joissa kupari on liuenneena kuprotilassa, ja joista täydellinen kuparin saostaminen metallimuodossa ei ole suoritettavissa.

Kuparisaoksen määrää voidaan tehokkaasti säätää liuoksen redoksipo-tentiaalia säätämällä. On navaittu, että liuoksen redoksipotentiaali kosketuksessa kiinteiden sulfidien kanssa on mitta, ei ainoastaan kupri/kuprosuhteelle, vaan myöskin liuenneen kuparin absoluuttisen väkevyyden mitta. Mitä alempi redoksipotentiaali, sitä alempi kupri/ kuprosuhde ja sitä alempi liuenneen kuparin kokonaisväkevyys. Siten, jos liubksen syötön määrä kattilaan lisääntyy suhteessa nikkelisulfi-diin ja alkuainerikkiin, niin kupariväkevyys liuoksessa kohoaa ja siten myös redoksipotentiaali. Sitä vastoin, jos nikkelisulfidin ja alkuainerikin määrien syöttö lisääntyy suhteessa liuoksen syöttöön, niin kupariväkevyys liuoksessa laskee ja siten myös redoksipotentiaali.

Tarkkailemalla todellista redoksipotentiaalia ja säätämällä liuoksen, nikkelisulfidin ja alkuainerikin syötön määriä tässä suhteessa pidetään edeltä valittu potentiaali, ja kuparisaoksen määrää ja saadun liuoksen kupariväkevyyttä säädetään haluttaessa. Nikkelikloridiliuok-sen käsittelyssä, joka sisältää noin 40 g/1 liuennutta kuparia esimerkiksi havaittiin, että kun nikkelirautametallikivi sisältäen Ni^S2 syötettiin saostamista varten ja suhteellisia syötönmääriä säädettiin pitäen redoksipotentiaali noin 100 mv, niin jäännöskupari-väkevyys liuoksessa oli maksimi noin 0,2 g/1 ja joissakin tapauksissa se oli alempi kuin noin 0,020 g/1, jolloin osoitettiin saostumaa ainakin noin 99,5 % kuparia. Kun metallikiven syötön määrää kuitenkin laskettiin, niin että redoksipotentiaali kohosi noin 250 mv, niin jäännösliuoksen kupariväkevyys oli noin 10 g/1, jolloin osoitettiin saostumaa vain noin 75 % kuparia. Sitä vastoin, jos metallikivien syötön määrä lisääntyi aikaansaaden redoksilukeman noin 50 mv, niin kupari ei ole oleellisesti täysin saostunut jäännöskupariväkevyydeksi liuoksessa melkein noin 0,050 g/1 ja oli niin alhainen kuin noin 0,010 g/1. Tämä suhde redoksipotentiaalin ja liuenneen kuparin väkevyyden välillä on selvemmin kuvattu taulukossa 9 ja kuviossa 5.

Redoksin säätö on erityisen edullinen käytettäessä keksintöä siten, että oleellisesti kupari täysin saostetaan, sillä silloin vältetään reagoivien aineiden ylisyöttö. Jos enemmän nikkelisulfidia syötetään liuokseen kuin on tarpeellista liuenneen kuparin saostamiseksi va- f* 9 571 30 littuun jäännöskupariväkevyyteen, niin esimerkiksi redoksilukema laskee ja nikkelisulfidin syöttö automaattisesti katkaistaan samoilla säätömenetelmillä kuin on selitetty edellä kuvion 2 yhteydessä. Siten nikkelisulfidin minimimäärää käytetään ja siten jäännösnikkelin minimimäärä pysyy kuparisulfidisaoksessa.

SAostamisen mekanismi ei ole täysin tunnettu, mutta koska kuparin saostus nikkelisulfidilla nikkelin atomisuhteen rikkiin ollessa suurempi kuin yksi, ei saada aikaan alkuainerikin poissaollessa, niin reaktiomekanismi kuprosulfidin saostamiseksi korkeakloridi-" liuoksesta Ni3S2:lla ja alkuainerikillä on luultavasti seuraava:

Ni3S2 + S * "-> 2NiS + Ni2+ + S2” .........1) S2" + 2Cu+ *=+ Cu2S .........2) 2- Tämän mekanismin mukaisesti saostaminen tapahtuu jatkuvalla S -ionien kehityksellä ja kulutuksella, jolloin loppuvaikutus on seuraava:

Ni3S2 + 2Cu+ + S > 2NiS + Ni2+ + CuS ..........3)

Samanlainen reaktio voidaan kirjoittaa kuprikuparisaokselle CuS:na sulfaattiliuoksista tai alemmista kloridiliuoksista, jotka eivät voi sisältää kuprokloridianionisia komplekseja. Myöskin, jos tämä mekanismi on oikea, niin se käisttää ainoastaan yhden kolmasosan - nikkelistä Ni3S2:ssa, kun taas on tunnettua, että nikkelin kulutus Ni3S2:na konoaa joissakin tapauksissa suuremmaksi kuin 50 %. Sen vuoksi on odotettavissa, että jotakin kuparin saostumista tapahtuu _ vaihdolla NiS:n kanssa tuloksena reaktiosta 1) seuraavan reaktion mukaisesti

NiS + 2Cu+fcz^Cu2S + Ni2+ ...........4)

Alkuainerikin poissaollessa kuparin saostuminen Ni3S2:lla tapahtuu luultavasti saman reaktion mukaisesti seuraavasti:

Ni3S2 + 2Cu+ * ^ 2N1S + Ni2+ + 2Cu ..........5) . * * v · 10 571 30

On kuitenkin huomattava, että mitään selvää kuparin saostumista ei tapahdu ^^2:11a ilman rikkiä ja näyttää sen vuoksi siltä, että kuparimetallin väkevyyden tasapaino reaktiossa 5) on vähäpätöinen. Lisäksi termodynaaminen käyttö kuparisulfidin muodostamiseksi alku-ainerikin läsnäollessa, kuten reaktiossa 3), on selvästi tarpeellinen kuparin saoksen aikaansaamiseksi 141^32:113.

Käytettäessä nikkelirautametallikiveä, joka sisältää ^^2 kuparin saostamisaineena tämän keksinnön mukaisesti on havaittu, että hieman kuparia saostuu alkuainerikin poissaolllessa, mutta tämä saostuminen on huomattavaa metallisen nikkelin vaikutuksella sen ollessa läsnä metallikivessä mieluummin kuin Ni.jS2 tämän keksinnön mukaisesti, kuten kohdassa 5) edellä.

Vaikka Ni3S2 on selvästi vaikuttava kuparin saostuksessa sulfidina vain alkuainerikin läsnäollessa, niin ylivoimaisesti edullinen on Ni-jS2 silloin, kun sitä käytetään olleellisestLkaiken liuenneen kuparin saostukseen, kun taas vain osittainen seostaminen voidaan aikaansaada vaihtamalla NiS:n kanssa tai saostamalla metallisen nikkelin kanssa. Ni^Sj on erityisen edullinen korkeakloridiliuosten käsittelyssä, joissa liuennutta kuparia on läsnä kuprotilassa, sillä tällaisissa liuoksissa metallinen nikkeli voi pelkistää kuparia liuoksessa vain noin 2 g/1. Vielä jos liuos laimennetaan kuparikompleksien hajottamiseksi ja kupri-ioneiksi, niin metallinen nikkeli ei ole niin vaikuttava kuparimetallin saostuksessa kuin 141^32 yhdessä alkuainerikin kanssa kuparisulfidin saostuksessa.

Siten menetelmä ja sen mahdollinen mekanismi on selitetty kuparin saostamiseksi sulfidina nikkeliä sisältävistä liuoksista alkuainerikin ja nikkelisulfidin yhteisvaikutuksella nikkelin atomisuhteen rikkiin ollessa suurempi kuin yksi. Tällainen nikkelisulfidi on edullisesti mahdollinen nikkelirautametallikivessä, jossa nikkeliä on läsnä Ni.jS2:na. Menetelmän huomattava etu on sen sopivuus oleellisesti kuparin täydelliseksi saostamiseksi kloridi- ja sulfaattiliuoksista ja erityisesti kloridiliuoksista, joissa on korkea kloridi-ioniväkevyys, joissa liuennutpa kuparia on läsnä kuprotilassa, kuten liuokset saatuna nikkelirautametallikivien klooriuuttamisesta.

M

11 57130

On ymmärrettävää, että vaikka tämän keksinnön molempia osia voidaan yhdistää edullisesti menetelmän käytännössä, kuten on selitetty kuvion 1 mukaisefcti, niin molempia osia voidaan myös käyttää erikseen. Siten klooriuuttamisosa voi olla käytössä esim. kuparin erottamiseksi jaloista metalleista sulfidi- tai metalliaineissa, jotka sisältävät väliän tai ei lainkaan nikkeliä, ja joihin tämän keksinnön mukainen saostusosa siten ei kuulu. Kuparisulfidi-saostamisosaa voidaan käyttää esimerkiksi kuparin saostamiseksi nikkelirautasulfaat-tiliuoksista, jotka selvästi eivät johdu tämän keksinnön mukaisen klooriuuttamisen käytöstä. Seuraavat esimerkit kuvaavat tämän keksinnön molempien osien ominaisia käyttötarpoja erikseen ja molemmat osat yhdistettynä.

Esimerkki 1 Tämän keksinnön mukaisen kuparin saostamisosan erillinen käyttö on kuvattu käyttämällä sitä liuenneen kuparin erottamiseksi nikkelistä sulfaattiliuoksissa. Liuos, joka sisälsi 105 g/1 Ni ja 40 g/1 Cu, käsiteltiin kokeiden kolmean parina käyttäen 150 tai 100 g karkeampaa tai hienompaa metallikiveä sisältäen Ni^S2 ja metallista nikkeliä omaten kbkojakautuman:

Tyler-seula .. -30 -325

Aine (0,175 nm) "80 *325 (0,043 nm)

Karkea 30 % 40 % 30 %

Hieno - 10 % 90 %

Yksi koe kussakin parissa suoritettiin ilman alkuainerikkiä ja toinen 30 g rikkikukan kanssa. Kussakin kokeessa kiinteät aineet lisättiin yhteen litraan liuosta ja hämmennettiin 100°C:ssa 2 tuntia. Toiminnan yksityiskohdat ovat kootut seuraavaan taulukkoon yhteen . kuparin analyysien ja saostuneen kuparin painojen kanssa.

tA

12 571 30

Taulukko 1

Reagoivien aineiden painot ja lluosanalyysit

Koe Metalliklvi Rikki Kupari liuoksessa/ q/l

n * O

Laatu g g Lähtö Lopullinen Saostunut 1 Karkea 150 O 39,5 34,8 4,7 2 150 30 39,5 0,006 39,5 3 Karkea 100 0 40,0 37,0 3,0 4 100 30 40,0 12,5 27,5 5 Hieno 100 0 40,0 36,5 3,5 6 100 30 40,0 13,5 26,5

On selvää, että paljon enemmän kuparia saostettiin alkuainerikin läsnäollessa kuin ilman sitä.

Metallikivet omasivat seuraavät koostumukset, paino-%;

Metallikiven laatu Ni Cu S

Karkea 43,7 31,6 21,9

Hieno 50,0 23,1 23,3

Loput metallikivistä sisälsivät rautaa, kobolttia, happea ja sivu- kiviaineksia, kuten piidioksidi, alumiinioksidi ja kalkki. On hyvin tunnettua, että kupari ja nikkeli tällaisissa alhaisen raudan, korkean rikin metallikivissä on läsnä Cu S, Ni_S0 ja Ni-Cu seoksena 2 3 2 sisältäen noin 80 % Ni. Nikkelin jakautuminen metallikivessä Ni-jS2 ja seosfaasin välillä voidaan edullisesti määritellä periaatteella, että kaikki kupari on läsnä Cu2S, rikin loppuosa on läsnä ^^2 ja Ni:n loppu on läsnä seoksena. Kuitenkin,'koska jokin osa Cu on läsnä seoksena, ja jokin osa raudasta ja koboltista on läsnä sulfi-dina, niin luonnollisesti perusta laskelmalle ei ole täysin oikea, mutta seoksen väkevyys on suhteellisen pieni, kuparin, raudan, koboltin ja rikin määrät arvat myös pienet ja nikkelin jakautuma sulfidin ja seosmuodon välillä, kuten on esitetty tällä määrittelyllä, on siten suhteellisen paikkansa pitävä.

» ft νίΛ 57130 13

Siten nikkelin määrät, joita oli läsnä metalikivessä sulfidii— ja metallimuodossa, kussakin kokessa laskettiin edellä olevalla periaatteella ja on koottu seuraavaan taulukkoon 6 yhdessä saostuneen kuparin ja vastaavasti nikkelin määrien kanssa.

Taulukko 2

Kuparin saostuminen Ni^S^lla ja metallinikkelillä Koe Nikkeli metallikivessä, g Cu saostunut, g il · 0 ! — -

Ni-jS :na Seoksena Cu Stökiömetrinen 2 Ni vastaavasti 1 57,7 7,8 4,7 4,3 2 57,7 7,8 39,5 36,5 3 38,5 5,2 3,0 2,8 4 38,5 4,2 27,5 25,4 5 48,1 1,9 3,5 3,2 6 48,1 1,9 26,5 24,5

Koska nikkelimäärä stökiömetrisesti vastaten saostunutta kuparia vielä lukuisissa kokeissa alkuainerikin kanssa huomattavasti ylitti mahdollisen nikkelin määrän metallimuodossa, niin on selvää, että suuri osa kuparia oli saostunut Ni3S2:lla ja alkuainerikillä kupari-sulfidina, jolloin se tukee edellä mainittua tämän keksinnön mukaista teoreettista perustaa. Jos edellytetään, että kokeissa 2, 4 ja 6 " kaikki läsnäoleva nikkeli metallimuodossa liueni liuenneen kuparin saostusosassa, niin sitten läsnäolevan nikkelin suhde metallikivessä Ni3S2:na, joka vastasi saostuneen kuparin määrää kussakin tapauksessa, on esitetty seuraavassa taulukossa 3.

•H

14 571 30

Taulukko 3

Mahdollisen Ni:n suhde Ni^S^na Cu-saostusta ja siten liuennutta ainetta varten_

Koe Cu saostunut _ -- Ni. *

Cu Stökiömetrinen metalli * i?1 ’ · / Ni g Ni vastaavasti kulutettu vaadittu läsnä Ni,S3:na g Ni3S2:na Ni^sna kulutettu g y % 2 39,5 26,5 7,8 28,7 57,7 49,7 4 27,5 25,4 5,2 20,2 38,5 52,5 6 26,5 24,5 1,9 22,6 48,1 47,0

Siten on selvää, että nöin puolet nikkelistä Ni^S^ssa käytettiin liuenneen kuparin saostukseen. Laskelmat osoittavat, että täydellinen saostus saadaan jos nikkeliä Ni^S^na on noin 75 % yli vastaavan kuprikuparin liuoksessa.

Esimerkki 2 Tämän keksinnön molempien osien yhdistetty käyttö voi olla edullista käytettäessä nikkelin klooriuuttamiseen metallikivistä, sulfidikon-sentraateista ja seoksista sisältäen kuparia ja/tai jaloja metalleja, jota seuraa liuenneen kuparin erottmainen ja nikkelin erottaminen kuparin saostuksella sulfidina. Nikkelirautametallikivi sisältäen sekä kuparia että jaloja metalleja, joka käsiteltiin tämän keksinnön mukaisesti, omasi seuraavan analyysin, paino-%:

Ni Cu Co Fe S Jalometallit 43. 30. 0,9 1,5 22. /—0,002

Metallikivi jauhettiin ja syötettiin järjestelmään samoinkuin on selitetty aikaisemmin kuvion 1 yhteydessä. Metallikivisyötön osas-kokojakautuma on esitetty seuraavassa, paino-%: « - *-- 3 AC Λ , Ό k is 57130 (Tyler-jako mm:ä 80 = 0,175, 325 = 0,043, 150 = 0,104, 35 = 0,417) -35 -80 -150 ±15-±80-+1SO +325-^325 (Tyler_jako) 5,1 24,5 21,8 31,8 16,8 Käybetty nikkelikloridielektrolyytti sisältäen 39,4 g/1 Ni ja 0,020 g/1 Cu käytettiin liuoksena järjestelmän valmistamiseksi.

Tämä liuos ja metallikivi sekoitettiin yhteen sekoitussäiliössä syöttölietteen muodostamiseksi, joka syötettiin uutoslietteeseen uutossäiliössä määrällä vastaten 159 1/t liuosta ja 65 kg/t metalli-kiveä. Uutettu liete siirrettiin säiliöstä syöttämällä liete pitäen oleellisesti vakio tilavuus noin 400 1 uutoslietettä siinä. Kloori syötettiin uutoslietteeseen säiliön pohjan kautta määrällä säädettynä jatkuvasti automaattisesti pitäen redoksipotentiaalin liuoksessa „ 350 mv. Lietteen hämmentäminen järjestettiin sekä potkurilla että liuoksen kiehumisvaikutuksella, ja lietteen lämpötila pidettiin oleellisesti vakiona kiehumiskondassa noin 112°C. Höyry poistettiin säiliön päältä ja koottiin aika ajoin Cl2 analyysiä varten. Uutos-lietteen siirto vastasi 143 1/t nikkeli-rikasteliuosta ja 32 kg/t uutostähdettä. Uutetun lietteen näytteet suodatettiin ja liuos ja tähde analysoitiin seuraavin tuloksin:

Uutettu liete Ni Cu Co Fe S S°

Ni-rikasteliuos, g/1 208 50 3,1 4,0

Uutostähde, paino-% 13,0 35,6 0,76 1,2 46,7 18,8

Nikkelin ja kuparin painojen laskelmat, jotka syötettiin uutokseen metallikivessä verrattiin vastaaviin painoihin, jotka jättivät uutoksen tähteessä, ja ne osoittivat, että 85 % nikkelistä oli uutettu mutta vain 41,5 % kuparista. Koboltti ja rauta oli myös uutettu muttajalot metallit pysyivät liukenemattomina. Höyryn kloori-väkevyydeksi saatiin ominaisesti vain noin 10 miljoonasosaa, ja yleensä kloorin syöttömäärä oli helposti laskettavissa liuoksen analyysitä sen ollessa noin 34,5 kg/t. 350 mv kohdalla vain noin 1 % liuenneesta kuparista tai vähemmän kuin 0,5 g/1 oli läsnä kupri-tilassa ja siten melkein 50 g/1 kuprokuparia oli jatkuvasti käytettävissä kloorin tehokkaaksi absorptioksi.

& 'i 16 5 71 30

Sitten uutettu liete saatettiin yksinkertaiseen mutta edulliseen edelleenkäsittelyprosessiin, joka on selitetty kuvion 1 yhteydessä. Mieluummin kuin syötettynä suoraan kuparisaostussäiliöön se tämän sijasta kuljetettiin välisäilytyssäiliön kautta, jossa sitä kernaasti hämennettiin. Viipyraisaika oli samanlainen kuin klooriuutostoiminnassa, ts. noin 2 1/2 tuntia. Koska mitään klooria ei syötetty lietteeseen varastoimissäiliössä, niin lämpötila oli alempi, noin 106°C, kuLnklooriuutoksen aikana. Redoksipotentiaali oli myös alempi, noin 320 mv, edellyttäen, kuten todettiin analyysillä,,että kupari-väkevyys liuoksessa oli laskenut. Samalla ajalla oli vastaava lisäys liuenneessa nikkelissä, kuten esitetään analyysillä seuraavassa taulukossa liuoksesta ja kiinteistä aineifeita "vaihtuneesta" lietteestä, joka jätti varastosäiliön, verrattuna siihen, joka on esitetty taulukossa uutettua lietettä varten:

Vaindettu liete Ni Cu Co Fe S S°

Liuos, g/1 213 41 3,2 4,6

Kiinteitä aineita, paino-% 10,6 39,2 0,71 1,1 45,7 17,6

Siten noin 9 g/1 kuparia oli saostettu, samalla kun noin 5 g/1 nikkeliä oli liuennut, jolloin saatiin lisää nikkeliuutosta ilman mitään lisäkloorin kulutusta ja samanaikaisesti aikaansaatiin kuparin osittainen saostuminen. Kuparin ja nikkelin vaihtuneet määrät varastosäiliössä edellyttävät» että liukenematon NiS uutostähteessä reagoi liuenneen kuprokuparin kanssa reaktion kohdan 4) mukaisesti edellä. Oliko tämä reaktio tapahtunut tai ei, niin kuitenkin on siten, että 2,5 % lisää nikkeliä metallikivessä syötettynä kloori-uutokseen oli liuennut varastosäiliössä, jolloin nikkelin liukeneminen kohosi^kaikkiaan arvoon noin 87,5 %.

Vaihdettu liete syötettiin sitten kuparinsaostussäiliöön. Saman koostumuksen nikkelirautametallikivi kuin edellä on esitetty, syötettiin saostuslietteeseen määrällä säädettynä niin, että pidettiin redoksipotentiaali lOO mv, joka vastasi 13,0 kg/t. Lietteen lämpötila oli 104°C ja viipymisaika oli jälleen noin 2,5 tuntia. Saostunut liete siirrettiin säiliöstä määrllä 143 1/t liuosta ja 50,6 kg/t kiinteitä aineita seuraavalla koostumuksella: $ 17 571 30

Seostettu liete Ni Cu Cu Fe S S°

Liuos, g/1 233 0,02 3,6 4,7

Kiinteitä aineita, paino-% 12,9 45,1 0,66 1,1 34,0 3,2

Siten oleellisesti kaikki liuennut kupari saostettiin, vain 20 mg/1 tai noin 0,05 % pysyi liuoksessa. Jos edellytetään, että kaikki metallinen nikkeli metallikivessä oli kulutettu saostustoiminnassa, niin silloin laskelma esittää, että noin 45 % nikkeliä läsnä Ni3S2:na metallikivessä oli myös kulutettu yhdessä alkuainerikin kanssa.

Kun jonkin verran nikkeliä lisättynä metallikivessä pysyi liukene-mattomana, niin koko määrä liuennutta nikkeliä laskettiin olevan juuri yli 80 %, mutta sitä oli läsnä oleellisesti neutraalikloridi-liuoksessa korkealla väkevyydellä (yli 230 g/1 Ni), joka oli oleellisesti vapaa liuenneesta kuparista. Edelleen liuoksen puhdistuksen jälkeen jääneiden epäpuntauksien poistamiseksi liuos syötettiin elektrolyysimenetelmään katodinikkelin talteenottamiseksi. Kehitetty kloori anodilla ja käytetty elektrolyytti molemmat palautettiin uuttamistoimintaan, jolloin prosessin piiri sulkeutui.

Esimerkki 3

Samanlaisen kokoomuksen omaava metallikivi kuin esimerkissä 6 uu-„ tettiin samassa laitteessa samoilla kiinteillä aineilla ja liuos- virtausmäärillä mutta erilaisilla redoksipotentiaaleilla. Joka tapauksessa oleellisesti kaikki liuennut kupari perättäisesti saostettiin lisämetallikiven vaikutuksen alaisena, joka sisälsi Ni^Sg alkuainerikin läsnäollessa, jota kehittyi uuttamisen aikana.

Koska kaikki kupari metallikivessä ilmoitettiin lopullisissa kiinteissä aineissa, niin kupari oli sopiva tiitteri eli mitta liuenneen nikkelin kokonaissuhteen laskemiseksi, kuten on esitetty seuraavassa taulukossa: 1 rh>.

t 18 571 30

Taulukko 4

Klooriuuttamisen redoksipotentiaali vastaten koko liuennutta Ni-liuosta ___

Cl- uuton Ni/Cu-suhde Metalli- Ni/Cu-suhde, paino-%_ redoksi C^2 uutto“ kivi li- Metalliki- Kiinteitä Kaik- nofpnfisa- liuoksessa sätty Cu- vi ennen aineita kiaan f? saokseen uutosta saostuksen 1% Ni 11' mv kg jälkeen tus liuen- _______nut 290 7,5 6,7 1,74 0,38 1,35 78,1 310 7,1 8,9 1,58 0,33 1,25 79,1 330 4,9 10,7 1,46 0,33 1,13 77,4 350 4,1 13,9 1,48 0,29 1,19 80,4 370 2,6 24,3 1,48 0,29 1,19 80,4

Lisääntyvän redoksipotentiaalin vaikutuksen laskiessa uuttamisen valinnaisuutta nikkelillä kuparin suhteen esiintyy vakiosti laskemalla Ni/Cu-suhteita uutosliuoksessa kohoavalla redoksilla. Samoin lisääntyvä kuparin liukeneminen lisääntyvällä redoksilla esiintyy vaaditun metallikiven lisääntyvällä määrällä kuparin saostamiseksi lisääntyvällä uutoksen redoksipotentiaalilla. On huomattava, että koko määrä nikkeliä liuenneena pysyy suhteellisen vakiona lähellä noin 80 % huolimatta uutoksen redoksista. Siten uutetun nikkelin lisääntynyt määrä alkuaan lisääntyvällä redoksilla ei ollut olemassa liukenemattoman nikkelin lisääntyneellä määrällä metallikiven suuremmissa määrissä, mitä olisi edellytetty lisääntyneiden liuenneiden kuparimäärien saostamiseksi korkeammilla redoksipotentiaaleilla.

Tästä huolimatta on totta se, että noin 80 % nikkeliä nikkeli-kupari-metallikivessä liuoettiin tämän keksinnön mukaisesti oleellisesti kuparivapaassa neutraalikloridiliuoksessa väkevyydellä noin 250 g/1 Ni, joka jatkuvasti käsiteltiin nikkelin talteenottamiseksi elektrolyysillä ilman hapon neutralointia, joka vaaditaan useimmissa nykyisissä uutosprosesseissa.

Esimerkki 4

Vaikka kuparin saostaminen edullisesti suoritettiin noin 100 mv kohdalla jäännöskuparin varmistamiseksi liuoksessa, joka oli alle noin 200 pg/1, niin redoksin vaikutus jäännöskuparissa todettiin •.is· 19 571 30 kokeiden tuloksilla, joissa redoksi pidettiin erilaisissa arvoissa välillä noin 30 ja 300 mv. Työskentelyarvot klooriuutoksessa ja vaihtotoiminnassa ennen kuparisaostamista on ilmoitettu erikseen välttäen sekaannusta. Koska näiden toimintojen olosuhteet vaihtelevat huomattavasti, niin vaihtelu jäännöskuparissa saostuksen ominaisella arvolla redoksi ei olisi voinut olla edellä määrätysti jossain määrätyssä tilassa.

Taulukko 5

Redoksipotentiaalin vaikutus kuparin saostukseen

Cl2-uuttamisen redoksipotentiaali 325 - 330 mv

Metallikiven syöttömäärä Cl2~uutokseen 74,5 - 107,5 kg/t ^ Liuoksen syötön määrä Cl2-uutokseen 160 - 260 1/t

Cl2~uutoksen lämpötila 107,5 - 112,5°C

Ni-Cu-vaihdon redoksipotentiaali 285 - 310 mv

Ni-Cu-vaihdon lämpötila 98 - 109°C

Saoksen redoksi Metallikivi Seoksen Jäännös Cu-liuok- mv saokseen lämpötila sessa __liSZt__fc__a/l__ 30 21,9 73 0,016 50 25,6 73 0,038 70 19,0 73 0,053 70 18,2 73 0,013 - 90 18,7 72 0,063 110 15,7 70 0,2 130 17,5 70 0,16 150 17,5 69 0,56 170 14,3 70 1,9 '190 11,3 70 3,7 210 13,1 71 12,7 240 2,9 70 19,1 290 0,0 68 25,7

Merkinnät taulukossa 9 esitetään graafisessa muodossa kuviossa 5 ja vaikka siinä selvästi on hajotusta kupariväkevyysarvoissa määrätyllä redoksilla, niin selvästi on olemassa pyrkimys alempiin kupari- r; 20 571 30 arvoihin alemmalla redoksilla. Siten vaikka maksimiredoksi 290 mv on vähemmän kuin 10 kertaa minimiarvo 30 mv, niin maksimijäännös-kupariväkevyys 25,7 g/1 on melkein 2000 kertaa suurempi kuin minimiarvo 0,013 g/1. Tällaisella herkkyydellä redoksiin vaihtelujäännös kuparissa määrätyllä redoksilla esitettynä ei ole yllättävää. Selvästi kuparin saostumisen määrää voidaan säätää tämän keksinnön mukaisesti kernaasti pitämällä redoksipotentiaali arvossa vastaten valittua jäännöskupariVäkevyyttä liuoksessa. Tämä saavutetaan säätämällä metallikiven syötön määrää suhteessa liuoksen ja rikin syötön määrään. Kuten esitetään edellä olevassa taulukossa, redoksi lisääntyi pienemmästä kuin 50 mv suurempaan kuin 260 mv laskemalla metallikiven syötön määrää suuremmasta kuin 20 kg/t nollaan ja siten lisääntyi jäännöskupariväkevyys liuoksessa vähemmästä kuin 0,02 g/1 enempään kuin 20 g/1.

Esimerkki 5

Suoritettiin kokeet erilaisten karkean metallikiven (kuten esimerkissä 5) ja alkuainerikin määrien vaikutuksen kuvaamiseksi liuenneen kuparin saostamisessa kloridiliuoksessa saatuna nikkelirautametalli-kiven klooriut tennises ta. Liuos sisälsi 235 g/1 nikkeliä ja 38,3 g/1 kuparia. Erilaiset metallikiven ja rikin määrät lisättiin yhteen litran määriin liuosta ja lietteet hämmennettiin kaksi tuntia kie-humapisteessä noin 110°C. Käyttö- ja analyyttiset arvot ovat kootut seuraavasti:

Taulukko 6

Kuparin saostaminen kloridiliuoksesta

Koe Karkea metalli- Rikki Kupari liuoksessa, n:o kivi g/1 g g —“-- Saostunut Lähtö Loppu 11 70 O 38,3 33,5 4,8 12 47,6 25 38,3 12 26,3 13 80 25 37,0 1,0 36,0 * 2i 57130

Kuten esimerkin 5 yhteydessä sulfaattiliuosten kera on esitetty, niin on jälleen selvää, että paljon enemmän kuparia saostettiin alkuainerikin läsnäollessa kuin ilman sitä.

Käytetyn nikkelin painot metallikivessä Ni^SjSna ja seoksena on koottu seuraavassa yhteen saostuneen kuparin ja vastaavan nikkelin painojen kanssa.

Taulukko 7

Koe Nikkeli metallikivessä, g__Cu saostunut, g_

ΓΧ * O

Ni^S^na Seoksena Cu Ni vastaavasti 11 27,0 3,6 4,8 2,2 12 18,3 2,5 26,3 12,3 13 30,8 4,2 36,0 16,7

Kuten esimerkissä 1 vedetty johtopäätös arvoista on se, että ilman rikkiä pienempi määrä saostunutta kuparia oli mahdollisesti saostunut metallisella nikkelillä metallikivessä, kun taas metallisen nikkelin määrä oli nyt melkein riittävä vastaamaan kaikkea saostunutta kuparia rikin läsnäollessa. Edellyttäen kaiken metallisen nikkelin kulutetuksi kokeissa 12 ja 13, läsnäolevan nikkelin määrä Ni2S2:na, joka täytyi olla kulutettu saostettaessa kuparia, laskettiin seuraavasti:

Taulukko 8 i "" " —^—

Koe Cu saostunut, g Ni-metal- .’. Ni vaa- Ni läs- .’. Ni n:o Cu Ni vastaavasti li, kulu- dittu nä Ni3S2:na tettu N^3S2:na Ni3S2:na kulutettu g g g % 12 26,3 12,3 2,5 9,8 18,3 53,5 13 36,0 16,7 4,2 12,5 30,8 40,6 Nämä vaikutukset ovat samanlaisia kuin esimerkissä 5 sulfaattiliuok-sille ja ne tukevat sitä olettamusta, että saostaminen tapahtuu sekä reaktioiden kohdan 3) ja kohdan 4) edellä olevan mukaisesti. Tapantuuko saostaminen todella näiden reaktioiden mukaisesti vai ei, niin yllättävää on se, että kupari saostuu Ni3S2:n vaikutuksen alaisena alkuainerikin läsnäollessa, edullisesti Ni3S2:n läsnäollessa nik-kelirautfa!metallikivessä.

Claims (4)

22 57130

1. Menetelmä kuparisulfidin saostamiseksi nikkelirautaliuoksesta sisältäen liuennutta kuparia, tunnettu siitä, että syötetään nikkelisulfidia, jossa nikkelin ja rikin atomisuride on suurempi kuin yksi, liuokseen ja muodostetaan siitä hämmennetty liete, annetaan nikkelisulfidin reagoida liuenneen kuparin kanssa liuoksessa alkuainerikin läsnäollessa, jolloin seostetaan kuparisulfidi ja liuotetaan nikkeli nikkelirautaliuoksessa, poistetaan kuparisulfidi ja kupariköynä liuos lietteestä, erotetaan kuparisulfidi kupari-köyhästä liuoksesta ja otetaan nikkeli talteen liuoksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuainerikkinä käytetään rikkipitoisia osasia, jotka on saatu metallisulfidien klooriuuttamisesta.

3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nikkelisulfidina on nikkelipitoisessa rautametalli- kivessä.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädetään nikkelisulfidin syötön määrää lietteeseen valitun redoksipotentiaalin järjestämiseksi ja siten valitun jäännöskupariväkevyyden saamiseksi liuoksessa. i #