FI65811C - Foerfarande foer framstaellning av homogen inmatningsprodukt fraon nickelhaltiga sulfidskaerstenar - Google Patents

Description

«- f l .... KUULUTUSJULKAISU , _ 0 ^ JSTf ™ ^1) utlAggningsskript 6581 1 C /40 Patentti cyönnetty 10 -*7 l.ol Patent oeddelat ^ ^ (SI) Kv.Nl/Im.CI.3 C 22 B 23/00, 1/00 SUOMI—FINLAND (») ^μβμιμμ-μιμιμ^ 752973 (22) Hikamlsptlvt—AiaOknlngtdtf 24.10.75 (23) Allwpllv·—GlkfehMadac 24.10.75 (41) Tullut IuIMmIuI — Whrtt off«««Mg 27.06.76

Htmtti· ja rakittarihallitufl _____. ._„ _

Pfetmt-och ragtaentyralMtt ^ AmMmpJKkM*l 30.03.84 (32)(33)(31) ΡΥΥ*«*Υ «moOww-*|lrt prtortut 26.12.74 USA(US) 536384 (71) AMAX Inc., 1270 Avenue of the Americas, New York, New York 10020, USA(US) (72) Donald 0. Buker, Denver, Colorado, Richard A. Ronzio, Golden,

Colorado, USA(US) (74) Ruska & Co Oy (54) Menetelmä homogeenisen syöttötuotteen valmistamiseksi nikkelipitoisista sulfidimetall(kivistä - Förfarande för framstälIning av homogen inmatningsprodukt frän nickelhaltiga sulfidskärstenar Tämän keksinnön kohteena on menetelmä homogeenisen syöttötuotteen valmistamiseksi erilaatuisista nikkelipitoisista metal 1ikivistä ilmakehän paineessa tapahtuvaa uuttamista varten. Uuttamisella ilmakehän paineessa tarkoitetaan uuttamista kuumassa happoliuoksessa ilmakehän paineessa vastakohtana uuttamiselle korkeassa paineessa.

On ehdotettu menetelmiä nikkelin valikoivaksi uuttamiseksi nikkelipitoisista sulfidi-metal1ikivistä, esimerkiksi nikkelisulfidi- ja nikkeli-kuparisulfidimetalIikivistä.

Esimerkiksi US-patentissa 940 292 (myönnetty 16- marraskuuta 1909) on esitetty menetelmä nikkelin valikoivaksi uuttamiseksi nikkeli-kuparimetal1ikivestä, joka sisältää 40 % nikkeliä, 40 % kuparia ja loput pääasiallisesti rikkiä. Metallikivi jauhennetaan ja sekoitetaan kloorivetyhappoliuoksen kanssa lämpötilassa 83°C. Patentin mukaan merkittävä osa nikkelistä liuotetaan valikoivasti meta11ikivestä, kuparin jäädessä jäännökseen.

US-patentin 967 072 (9. elokuuta 1910) nikke1i-kuparimetä 11ikivi uutetaan kuumalla rikkihapolla nikkelin valikoivaksi liuottamiseksi. Prosessi perustuu H^Sin muodostumiseen in situ estämään kuparin liukeneminen metal 1ikivestä.

US-patentissa 1 756 092 (29. huhtikuuta 1930) on selitetty menetelmä nikkelin valikoivaksi uuttamiseksi nikkeli-kuparisulfidi metal 1ikivestä. Nikkelin happoon 6581 1 liukenemisen nopeuttamiseksi metallikivi sulatetaan ja sitten nopeasti jäähdytetään rakeistamalla veteen. Uuttaminen suoritetaan rikkihapossa ilmakehän paineessa ja lämpötilassa 80 - 100°C.

US-patenteissa 2 223 239 (16. marraskuuta 1940), 2 239 626 (22. huhtikuuta 1941)ja 2 753 259 (2. heinäkuuta 1956) on esitetty nikkelin valikoiva uuttaminen nikkeli-kuparime ta 1Iikivestä hapolla, esimerkiksi HCl:llä tai H^SO^tllä. Patentit korostavat, että on tärkeää käyttää metal 1ikiveä, jonka rikkipitoisuus on stökiömetri-sesti pienempi kuin kaikkien läsnäolevien metallien määrä. Mitä pienempi on yhtyvän rikin määrä, sitä suurempi on uuttamalla talteenotettu nikkelimäärä.

Kuitenkin nikkelipitoisen metallikiven ilmakehän paineessa uuttamisessa ongelmana on se, että metallikiven uuttamisominaisuudet pyrkivät vaihtelemaan seoksesta seokseen olipa kysymyksessä valettu tai tavanomaisesti rakeistettu tila. Tällaiset ominaisuudet kuvastuvat tavallisesti pitkissä uuttamisajoissa, jotka vaikuttavat epäedullisesti prosessin taloudellisuuteen. Olisi tarvetta aikaansaada metallikiven aikaisemmista vaiheista riippumaton esikäsittelymenetelmä yhdenmukaisen tuotteen takaamiseksi, jolla on oleellisesti yhtenäiset uutto-ominaisuudet, erityisesti mitä tulee lyhyempi in uuttamisaikoihin ja suurempiin uuttotehokkuuksiin.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada nikkelipitoinen sulfidimetal1ikivi sellaiseen muotoon, josta pääosa nikkeliä on taloudellisesti valikoivasti uutettavissa kuumassa hapossa ilmakehän paineessa. Toisena tarkoituksena on aikaansaada menetelmä nikkelipitoisen metallikiven tuottamiseksi, jolla on parannetut uutto-ominai-suudet, jolloin useita a 1kuperältään eriIaisia metallikiviä sekoitetaan yhteen lisäten tai jättäen lisäämättä metalliromua, kuten nikkeliä, kobolttia tai kuparia sisältävää metalliromua ja näitä metalleja sisältäviä metalliseoksia.

Keksinnön mukaan on aikaansaatu menetelmä sulfidimeta11ikivi en valmi stamiseksi ilmakehän paineessa suoritettavaa hapolla uuttamista varten, esimerkiksi nikkelipitoisten sulfidimeta11ikivien valmistamiseksi. Menetelmässä sekoitetaan yhteen useita erilaatuisia nikkelipitoisia sulfidi metal 1ikiviä siten, että saadaan koostumus, jossa on 30 - 75 paino-fc nikkeliä (esim. 40 - 70 paino-%), jopa 50 % kuparia (esim.

2 - 40 %), jopa 10 % Co, k - 25 % rikkiä (esim. 5 ” 20 %) ja jopa 5 % rautaa, jolloin nikkelin, kuparin ja rikin määrä on yhteensä ainakin 90 % metallikiven painosta, jolloin metallikiven sisältämä rikin määrä on pienempi kuin mitä tarvitaan stökiö-metrisesti yhtymään siinä olevien metallien kanssa,mutta ei ylitä sitä määrää, joka tarvitaan yhtymään nikkelin kanssa N i ^^2-ks i, muodostetaan sulatekylpy edellä mainitut ominaisuudet omaavasta sulasta metal 1 ikivestä, lämpötilassa, joka on ainakin 100°C korkeampi kuin koostumuksen juoksevuus-jähmeyslämpöti la, alennetaan lämpö- 3 65811 tila rake is tuslämpötilaan, joka on alueella 50°C yläpuolella - 100°C alapuolella mainitun juoksevuus-jähmeyslämpötiIän, rakeistetaan mainittu metallikivi, jäähdytetään se jäähdytysnesteen läsnäollessa mainitusta rakeistuslämpöti lasta mainitulla lämpötila-alueella ja jauhetaan sen jälkeen hienoksi mainittu rakeistettu metallikivi siten, että ainakin 50 & läpäisee seulan, jonka vapaa silmukkakoko on 0,053 mm.

Kokeet ovat osoittaneet, edellä mainitulla tavalla esikäsite 1 IyI Ia ja valmistetulla metal I iki veilä erinomaiset ominaisuudet verrattuna saman koostumuksen omaaviin me-tallikiviin joko valetussa tilassa tai tavanomaisesti valmistetussa rakeistetussa tilassa. Metal Iikivien valmistaminen valetussa tilassa käsittää tavallisesti nikkelipitoisen sulfidin suuren sulan massan hitaan jäähdyttämisen, mikä tavallisesti antaa tulokseksi segregaattisen rakenteen. Tällaiset metallikivet hienoksi jauhetussa tilassa eivät käyttäydy yhtenäisesti ilmakehän paineessa uuttamisen aikana, koska tällaisilla metaI1ikivi1lä on tavallisesti erilaiset sulatus- ja jäähdytys-vaiheet. Tavanomaisesti rakeistetut metallikivet ovat niitä meta11ikiviä.jotka on rakeistettu valamalla mainittu metallikivi lämpötilassa, joka on olennaisesti mainitun metal li kiven juoksevuus-jähmeyslämpöti1 an yläpuolella, toisin sanoen yli 100°C mainitun juoksevuus-jähmeys 1ämpötilan yläpuolella.

Vaikka tavanomaisesti rakeistetuilla metal I ikivi1lä hienoksi jauhetussa tilassa on paremmat uuttamisominaisuudet kuin valetuilla metal 1ikivi1lä, tällaiset metallikivet vaihtelevat ominaisuuksiltaan erästä erään tai koostumuksesta koostumukseen, eivätkä aina aikaansaa tasaisia uuttotuloksia.

Aika on tärkeä taloudellinen tekijä ilmakehän paineessa uuttamisessa. Niinpä lyhentämällä uuttoaikaa nikkelin valikoivassa liuotuksessa metal 1ikivestä, jäljelle jäävä jäännös voidaan siten käsitellä paljon nopeammin korkeassa paineessa uuttamalla jäljellä olevien arvokkaiden metallien, kuten nikkelin ja kuparin ta 1teenottamiseksi.

Keksinnön mukaan on todettu, että voidaan saada tasaiset ja huomattavasti parantuneet uuttamistulokset säätämällä rakeis tuslämpötilaa alueella, joka ei ole yli 50°C metaI1ikivikoostumuksen juoksevuus-jähmeyslämpöt?lan yläpuolella ja joka ulottuu I00°C mainitun juoksevuus-jähmeyslämpötilan alapuolelle niin kauan kuin lämpötila on valittu alueella, jossa sula metallikivi on helposti valettavissa ja rakeistettavissa jäähdytysväliaineessa, esim. vedessä, vesisuihkussa, jäähdytyskaasussa jne.

Tietyn metaI1ikivikoostumuksen termiset ominaisuudet määrätään kuumentamalla metallikivi yIikuumennettuun lämpötilaan sen jähmeys-juoksevuuslämpöti lan yläpuolelle ja antamalla sen sitten jäähtyä hitaasti jähmeys-juoksevuuslämpötila-alueen 11 0581 1 kautta käyttäen uppolämpöparia yhden tai useamman termisen esteen ilmaisemiseksi, joka osoitaa metallikiven tilan lyhytaikaisen muutoksen jäähdyttämisen aikana.

Kun on määrätty juoksevuus-jähmeyslämpötilan terminen este tiettyä metaI1ikivikoostumusta varten, tätä lämpötilaa käytetään sitten hyväksi jäljempänä määritellyn oikean rakeistus1ämpöti1 an määräämiseksi.

Kuten edellä on esitetty, eri aikaisempien vaiheiden metal 1ikivi laadut voidaan käsitellä hienoksi jauhetun metallikiven aikaansaamiseksi, jolla on haluttu liuke-nemisnopeus kuumaan rikkihappoon. Läsnäoleväs ta kokonaisnikke1istä, joka on saatavissa uuttamista varten oleva nikkelin määrä riippuu metallikiven koostumuksesta. Esimerkiksi mitä pienempi on rikin määrä metallikivessä, sitä suurempi on saatavissa olevan uutettavan nikkelin määrä (tavallisesti hienoksi dispergoidun metallisen nikkelin muodossa) ja yhdiste jossa nikkeli on yhtynyt NiS:nä, ei liukene helposti happoon kysymyksessä olevan ajanjakson aikana.

Edellä esitetyn havainnollistamiseksi erilaatuisten metallikivien analyyseja on esitetty sekä valetussa tilassa että rakeistetussa tilassa (keksintö) seuraavassa taulukossa.

Taulukko 1 |Metal 1 ikiven tyyppi Alkuaine-*_ Saatava nikkeli-* metallikiven I Ni Cu S Fe kokonaisnikkelistäx IA (valuna) AO, 0 39»6 l6,A 0,23 6l |2A (rakeistettu) AO,8: 38,8 16,6 0,A3 ! 61 i ; » '(keksintö) \ ' i HB (valuna) · 68,0 3» A » 21,0 I 3,^* 50 » |2B(rakel stettu) ! 68,0 6,8 | 18,6 * 2,88 50 ((keksintö) : 1C (rakeistettu) j 51,6 j 38, A ; 5,0 j 1,8A 92xx | (alhainen S) ' ' > j j 2C (rakeistettu) ! 52,0 | 38,8 j 5, A 1, 28 95 j (alhainen S) j j

(keksintö) _j___J

5 65811 x - Arvioitu Ni-Cu-S-kolmiodiagrammasta xx - Saatu rakeistettuna Outokummulta Suomesta

Taulukossa metallikivet IA ja IB ovat valetussa tilassa, kun taas metallikivi 1C on tavanomaisesti rakeistetussa tilassa.

Sitten edellä mainitut metallikivet muutettiin keksinnön mukaisiksi rakeistetuiksi metallikiviksi, nimittäin 2A, 2B ja 2C.

Metallikiven IA tapauksessa panos valmistettiin sekoittamalla vastaanotetun metal-likiven kanssa sellaisia aineita, kuten nikkelipulveria, kuparirakeita ja alkuaine-rikkiä prosenttimäärissä, jotka vastaavat metallikiven IA alkuperäistä koostumusta. Panos sulatettiin 15 KW:n induktiouunissa ja sulate kohotettiin lämpötilaan 1371°C. Uppolämpöpari upotettiin sulaan kylpyyn ja lämmitys lopetettiin. Saatiin jäähdytys-käyrä, joka antoi lepokohdan juoksevuus-jähmeyslämpöti lassa 960°C.

Käyttäen lepokohtalämpötilaa ohjeena edellä oleva panos kuumennettiin uudelleen oleellisesti juoksevuus-jähmeyslämpötilan 1371°C yläpuolelle ja laskettiin sitten esikuumennettuun savi-grafi1ttiupokkaaseen (esikuumennettu 1093°C:een) ja panoksen annettin jäähtyä haluttuun rakeistuslämpötilaan 982°C ennenkuin se kaadettiin esi-kuumennettuun vaiualtaaseen, jonka pohjassa on noin 0,6 mm:n läpimittainen aukko tai nei kä, joi loi n allas oli sijoitettu rakeistus laitteeseen, jossa on pyörivä levy, johon on kiinnitetty säteittäisesti hiilisiivet. Rei'itetty kuparirengas on sijoitettu laitteeseen, joka ympäröi valuallasta, jonka renkaan läpi vettä suihkutetaan, kun sulan metallikiven virta syötetään omalla painollaan 982°C:ssa törmäämään pyörivän levyn pintaa vastaan suunnasta poikkeuttamista varten hiilisiipien vaikutuksesta. Metal li kiven lämpötila valuvaiheen aikana on pääasiallisesti sama kuin juoksevuus-jähmeyslämpötila tai vähän, esimerkiksi 20-5(Pc sen yläpuolella. Kun näin sula metallikivi viskautuu keskipakovoiman vaikutuksesta laitteen sivuja vasten hienojakoisina rakeina, se jäähdytetään välittömästi jähmettyneiden rakeiden muodostamiseksi, jotka putoavat rakeistuslaitteen pohjalle, jolta ne kootaan.

Rakeistamisen jälkeen tuote jauhetaan, niin että 50¾ siitä jää 64 nm seulalle ja 75 % hienoksi jauhetusta tuotteesta kulkee 94 gm seulan läpi.

Metallikivi 2B valmistettiin rakeistamalla metallikivi IB ja metallikivi 2C valmistettiin rakeistamalla metallikivi 1C, minkä jälkeen rakeistetut metallikivet jauhettiin edellä esitetyllä tavalla.

Keksinnön mukaisten hienoksi jauhettujen metal 1ikivien valmistuksen jälkeen jokainen metallikivi saatettiin uuutto-ohjelman alaiseksi käyttäen uuttoliuosta, joka sisälsi 22g litraa kohti (g/1) CuXX ioneja ja 46g/l H^SO^. Kupari-ionien läsnäolo 6 65811 liuoksessa vastaa käytetyn elektrolyytin kierrätystä kuparielektrolyyttikennoista, kuten jäljempänä selitetään. Jokainen koestuserä johdettiin 450ml:an liuosta, johon kuplitettiln tehokkasti ilmaa määrässä 520m1/min ja liuosta sekoitettiin nopeudella 420 kierrosta/min samalla kun lämpötila pidettiin 75°C:ssa. Edellä mainittua happoa sisältävän liuoksen hapon alku-pH alle 0,5 ja yleensä pH on suunnilleen 0,3.

Keksinnön mukaan rakeistettu metallikivi on verrattavissa vastaavaan vastaanotettuun metal 1 ikiveen, joka on saatu uuttamalla vastaavia metallikiviä edellä mainituissa olosuhteissa siksi, kunnes painava liuos saavuttaa pH:n 5,3, jolloin mainittu pH on otettu ilmaisemaan liukenemisen täydellisyyttä käytännöllisiä tarkoituksia varten. Aikaa, jonka saavuttamisen jälkeen pH on 5,3 käytetään verrattaessa eri me-tallikivien ominaisuuksia.

Tulokset, jotka on saatu uutettaessa l64g kumpaakin metallikiveä IA ja 2A 450mm:ssä liuosta (noin 271 paino-fc kiinteää ainetta), on esitetty seuraavassa taulukossa.

Taulukko 2

Metal 1ikiven tyyppi Sul.p.°C Rakeistus °C Aika min. että CuXX g/J % Ni uutos pH on 5,3 IA Valuna 83 0,001 18,1 2A 1371 982 65 0,001 26j I64g:n uuttamisen jälkeen liuos saavutti pH:n 5,3 paljon nopeammin rakeistetulla metal 1 iki veilä kuin valetulla metal 1ikivellä ja saatiin paljon suuremmat määrät liukoista nikkeliä. Kummassakin koestuksessa kupari sementoitui liuoksesta vapaan metal likivessä olevan vapaan nikkelin vaikutuksesta hyvin alhaiselle tasolle 0,001g/l, 1 miljoonasosa.

Kuitenkin kun 91g:a pienempi määrä samoja metal 1 ikivinäytteitä uutettiin samassa määrässä liuotinta (ts. alemmassa pienemmässä tiheydessä), uutettiin noin 80¾ saatavissa olevasta nikkelistä, jolloin rakeistettu metallikivi 2A tuli uutetuksi 25 minuuttia nopeammin kuin valettu metalikivi IA. Pääasiallisesti kaikki kupari sementoitui uuttoliuoksesta vapaan nikkelin vaikutuksesta kummassakin metal 1ikivessä, kuten on esitetty taulukossa 3·

Taulukko 3

Metal 1 ikiven tyyppi Sul.p°C Rakeistus °C Aika min.että Cuxxg/1 % Ni uutos pH on 5,3 IA Valuna 145 0,002 47,6 2A 1371 982 120 0,002 47,3 6581 1

Samanlaiset koestukset suoritettiin metal 1ikivi1lä IB ja 2B. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa.

Taulukko **

Metallikiven tyyppi Sul.p.°C Rakeistus °C Aika min.että CuXX g/1 ? Ni uutos pH on 5,3 IB Valuna >250 7,20 25,9 2B 1371 982 110 0,001 **1,1

Rakeistetun metallikiven 2B uuttamista täydennettiin 110 minuutin jälkeen. Noin *♦1? oli uutettu, mikä vastaa noin 80% saatavissa olevasta 1iukoisesta nikkelistä. Pääasiallisesti kaikki kupari hylättiin liuoksesta. Toisaalta valettu metal 1ikivi oli uutettu hyvin niukasti, jolloin 250 minuutin jälkeen ainoastaan 25,9¾ oli liuennut. Liuos IB sisälsi vielä verraten suuren määrän kuparia (7,2 g/1).

Kokeet ovat osoittaneet, että rakeiden lämpötilalla on vaikutusta aineen uuttoaktii-visuuteen. Esimerkiksi metal 1ikivi 2A, joka oli rakeistettu lämpötilassa 1260°C-1371°C, pyrki olemaan vähemmän reaktiivinen kuin metal 1ikivi, joka oli rakeistettu suunnilleen lämpötilassa 982°C.

Pienen rikkipitoisuuden omaavan metallikiven 1C panosta sulatettiin 1371°C:ssa ja sitten rakeistettiin vastaavasti 1150°C:ssa ja 1260°C:ssa. Jäähdytyskäyrä osoitti, että tämän metallikiven juoksevyys-jähmeys-lämpötila oli noin 1180°C. Näin toinen rakeistuslämpötila 1150°C oli 30°C juoksevuus-jähmeys-lämpötilan alapuolella, kun taas 1260°C oli 85°C tämän lämpötilan yläpuolella.

Uutto-ohjelmassa, joka käsitti 88g kaksi eri tavalla **50 ml:ssa (16¾ paino-? kiinteää ainetta) edellä mainittua liuosta rakeistettua metal 1ikiveä, saatiin seuraa-vat tulokset.

Taulukko 5

Sul.p.°C Rakeistus °C Aika min.että CuXX g/1 Uutettu Ni-? pH on 5,3 1371 1260 185 0,001 38,3 1371 11*»9 165 0,001 37,*♦

Kuten huomataan, vaikka pääasiallisesti sama määrä nikkeliä liukeni, 1150°C:ssa rakeistettu meteliikivi oli aktiivisempi siinä, että liuos saavutti pH:n 5,3 20 minuuttia nopeammin. Toisin sanoen, ilmakehän paineessa suoritettu uuttaminen tapahtuu nopeammin keksinnön mukaan rakeistetulla metal 1ikivellä.

Kun **9g samaa metal 1ikiveä uutettiin samalla tavalla samassa määrässä liuosta kuin taulukossa 5, saatiin seuraavat tulokset.

8 6581 1

Taulukko 6 O O )Οζ

Sul.p. C Rakeistus C Kokonais- Lopullinen pH Cu g/l Uutettu Ni-¾ uuttoaika 1371 1260 460 4,5 4,0 49,2 1371 1149 380 4,5 1,7 51,8

Paljon nopeampi uuttaminen aikaansaatiin 1150°C:ssa rakeistetulla aineella verrattuna rakeistuslämpötilaan 1260°C. Kuten huomataan, 1150°C:ssa jäähdytetty metallikivi tuli uutetuksi 80 minuuttia nopeammin ja lisäksi hyljättiin enemmän kuparia liuoksesta.

Uuttaminen ilmakehän paineessa suoritetaan aikana, jolloin pH kasvaa pääasiallisesti yli 4, esim. arvoon 4,5 ja ylikin, sopivasti ainakin arvoon 5.

Huomataan, että keksinnön mukaan rakeistetut nikkelipitoiset metal 1 ikivet tuottavat hyvin hienorakeisen rakenteen, joka on melkein tasa-aineinen optisesti tutkittaessa. Sitävastoin valettu metallikivi sisältää paljon suurempia rakeita erotusvaihei1 la. Valetussa metal 1 ikivessä kosketusalue eri vaiheissa on suuresti pienentynyt ja seurauksena on, että gal vaan is-tyyppi sten reaktioiden nopeus, johtuen vapaan nikkelin läsnäolosta uuttamisen aikana, on myös pienentynyt.

Rakeistuslämpötilal la on edullinen vaikutus uuttoaikaan. Kuten edellä on esitetty, lämpötila voi olla 50°C:esta jähmeys-juoksevuus-lämpötilan yläpuolella 100°C:seen tämän lämpötilan alapuolella, rakeistuslämpötilan ollessa sopivasti juoksevuus-jähmeys-lämpötilan alapuolella, esimerkiksi 15_75°C tämän lämpötilan alapuolella.

Yleisesti puhuen, metal 1 ikivissä, joilla on sama Ni:Cu painosuhde, juoksevuus-jähmeys-lämpötila nousee rikkipitoisuuden pienetessä. Esimerkiksi pienen rikkipitoisuuden omaavan metallikiven 1C tapauksessa (51,6¾ Ni, 38,4¾ Cu, 5¾ S ja 1,84 ¾ Fe) juoksevuus-jähmeys-lämpötila on 1200°C määrättynä Ni-Cu-S diagrammasta. Kokeellinen jäähdytyskäyrä antoi lämpötilan noin 1203°C. Edellä mainittu metallikivi vastaa taulukoissa 5 ja 8 esitettyjä metal 1ikiviä.

Kuten edellä on esitetty, keksinnön mukainen rakeistuskäsittely on tärkeä syöttö-tuotteen aikaansaamiseksi, jolla on lisääntyneet uuttonopeudet. Tämä on tärkeää, koska se pystyy aikaansaamaan yksikkötoiminnan, jossa useita prosesseja voidaan rinnastaa yhteen muun muassa sellaisten arvokkaiden metallien nikkelin, koboltin ja kuparin ta 1teenottamiseksi.

Rakeistuskäsittely voi muodostaa prosessin ensimmäisen vaiheen. Rakeistamisen jälkeen metallikivi jauhetaan hienoksi hienojakoisen syöttötuotteen aikaansaamiseksi, josta ainakin 50¾ kulkee 94 um seulan läpi· Metallikivi voi olla seos tavallisesti valmistetuista metal 1ikivikoostumuksista, joihin voi 3 65811 olla valinnaisesti lisätty romumetallia (esim. Ni, Co, Cu, jne.) yhdessä täyden-nysrikin kanssa.

Eräällä tyypillisellä rakeistetulla metal 1 iki veilä on seuraava koostumus: 50,5¾ Ni, 28,U Cu, 0,6¾ Co, 2% Fe ja 18,8¾ S.

Lyhyesti sanottuna, tyypillinen yksikkÖtoiminta käsittää rakeistetun metallikiven saattamisen hienoksi jauhettuun tilaan uuttamiseksi hapolla lämpötilassa 65"85°C, samalla kun uuttoliuos on voimakkaasti kaasutettu. Yleisesti puhuen, massan tiheys voi olla 10-40¾ kiinteitä aineita. Hapan uuttoliuos on sopivasti käytettyä elektrolyyttiä, joka on kierrätetty kuparin elektrolyyttiprosessista, mikä kierrätys suoritetaan myöhemmin prosessissa. Esimerkkinä mainittakoon käytetty elektrolyytti, joka sisältää 55g/l Ni, 20g/l Cu, 0,85g/l Co, 122g/l SO^ ioneja ja A3g/1 Η2$0^.

Laajasti puhuen, käytetty elektrolyytti voi sisältää jopa 75g/l nikkeliä,joka on yhtynyt sulfaattina, 5~30g/l kuparia Jd<a on yhtynyt sulfaattina ja vapaata rikkihappoa 20-100g/1.

Kupari poistetaan liuoksesta hydrolyysin avulla ja/tai sementoimalla ilmakehän paineessa suoritetun uuttamisen aikana ja saatu nikkelirikas liuos käsitellään raudan poistamiseksi ja lähetetään sitten nikkelin ja koboltin taiteenottamiseksi. Menetelmät nikkelin ja koboltin taiteenottamiseksi ovat yleisesti tunnettuja eikä niitä selitetä tässä selityksessä.

Ilmakehän paineessa suoritetun uuttamisen jälkeen jäännös suodatetaan, pestään ja lie-tetään happo 1 luokseen raudan siitä suurimmaksi osaksi poistamiseksi. Tässä vaiheessa jäännös voi sisältää 28¾ Ni, ^8¾ Cu, 0,8¾ Co, 2,k% Fe ja 22¾ S. Pesun jälkeen jäännös lietetään (esim. 20-50¾ kiinteitä aineita) ja suoritetaan korkeapaineuutto happoliuoksessa n.2,6 - 3,0 bar ylipaineessa lämpötilassa 177 - 20k°C.Tämä antaa tulokseksi painavan liemen, joka suodattamisen jälkeen tulee syöttöliuokseksi kuparin erottamiseksi elektrolyysin avulla ja joka hapottamisen ja laimentamisen jälkeen sisältää l»0-50g/l Ni, 40-50g/l Cu ja 100g/l vapaata rikkihappoa.

Edellä mainittu liuos lähetetään kuparin elektrolyysiin, käytetty liuos kierrätetään ilmakehän paineessa suoritettavaan uuttamiseen ja se sisältää 55g/l Ni, 20g/l Cu, 0,85g/l Co, 122g/l S0^-ioneja sekä *»3g/l HjSO^.

Eräänä tärkeänä etuna valmistettaessa haluttu syöttömetal1ikivi sekoittamalla yhteen eri laatuisia ja vaiheisia metallikiviä käyttäen mukana romumetallia (Ni, Co,

Cu, niiden seoksia, jne) tai ilman niitä, on se, että syöttötuote aikaansaadaan rakeis· tuksen jälkeen, joka on riippumaton sekoitettujen aineiden aikaisemmasta vaiheesta. Esimerkkeinä sekoitetuista seoksista,joi ta käytetään keksinnön mukaisen rakeistetun syöttöaineen valmistamiseksi, mainittakoon seuraavat.

6581 1 10

Taulukko 7

Aine Seos _Koostumus__ Muut, X

paino % Ni % Cu I S % Fe IA 45 40 39,6 16,4 0,23 3,8 1B 45 68 3,4 21,0 3,40 3,2

Cu-romu 10 - 100,0 “

Seos- I

koostumus 100 48,6 29,5 16,9 1,6 3,4

Taulukko 8

Aine ISeos _Koostumus_ Muut, % paino % Ni % Cu | IS % Fe IB 30 68,0 3,4 j 21,0 3,4 4,2 1C 40 51,6 38,4 5,0 1,8 3,2 ----!---

Mone1 - i romu 13 67,0 30,0 - 1,5 1,5 Mn

Cu-romu 10 100,0

Rikki 7 - - 100,0

Seos- koostumus 100 49,8 30,3 15,3 1,9 2,7

Kuten on ilmeistä, mikä tahansa haluttu seos voidaan valmistaa, mikäli lopullinen seos sulatetaan ja rakeistetaan keksinnön mukaan. Vaikka kobolttia ei ole mainittu taulukoissa 7 ja 8, on selvää, että sitä on läsnä pieniä määriä useimmissa nikkelipitoisissa sulfidimetal1ikivissä. Luonnollisesti kobolttiromua matel Iina tai seoksina voidaan käyttää valmistettaessa sekoitettuja koostumuksia, joissa koboltin määrä voi olla 10% tai suurempi.

Claims (2)

1. Menetelmä homogeenisen syöttötuotteen valmistamiseksi eri laatuisista nikkelipitoisista sulfidimetälIikivistä, joille laaduille on ominaista ei-homogeeniset uutto-ominaisuudet, kun niille suoritetaan uutto ilmakehän paineessa kuumassa liuoksessa, joka sisältää vapaata rikkihappoa, tunnettu siitä, että sekoitetaan yhteen useita eri laatuisia nikkelipitoisia sulf idimetal1ikivia, jotka laadut on valittu siten, että saadaan keskimääräinen koostumus, jossa on 30 - 75 paino-?; nikkeliä, 50 paino-$:iin asti kuparia, 10 paino-%:iin asti kobolttia, A - 25 paino-% rikkiä ja 5 paino-$:iin asti rautaa, jolloin nikkelin, koboltin , kuparin ja rikin pitoisuudet yhteensä ovat ainakin 90 paino-% sekoitetusta koostumuksesta, ja jolloin rikin määrä sekoitetussa koostumuksessa on pienempi kuin se määrä, joka tarvitaan stökiometrisesti yhtymään läsnä olevan meta11 iaineen kanssa, mutta ei ylitä olennaisesti sitä määrää, joka tarvitaan yhtymään nikkelin kanssa Ni^S^^a; muodostetaan sulatekylpy näin sekoitetusta metal 1ikivikoostumuksesta lämpötilassa, joka on ainakin 100°C korkeampi kuin sekoitetun meta11ikivikoostumuksen juoksevuus-jähmeyslämpöti1 a; alennetaan sulatetun metallikiven lämpötila rakeistuslämpötilaan alueelle 50°C:eesta yli l00°C:eeseen alle juoksevuus-jähmeyslämpötilan; rakeistetaan metallikivi ja jäähdytetään se jäähdytysnesteen läsnäollessa rakeistus-lämpötilasta rakeistuslämpötila-alueella; ja sen jälkeen hienonnetaan rakeistettu metallikivi siten, että ainakin 50 % läpäisee seulan, jonka vapaa silmukkakoko on 0,053 toti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eri laatuisista metal 1 i ki vi stä saatu sekoitettu koostumus sisältää **0 - 70 % nikkeliä,

1 I 6581 1 Patentti vaat imukset

2. AO % kuparia ja 5 " 20 % rikkiä, ja että rakeistus1ämpöti1 a on alueella 15 - 75°C alle juoksevuus-jähmeys 1ämpötilan.