NO116486B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til ekstrahering av bestemte metallforbindelser fra metallholdig materiale.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til ekstrahering av metallforbindelser og metaller fra metallholdig materiale.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende

oppfinnelse for ekstrahering av metaller fra metallholdige material omfatter generelt at det findelt metallholdige materiale, utlutningsvæske for de ønskede metaller som inneholdes i det metallholdige material og en gasstrøm mates under trykk inn i den nedre del av et vertikalt anbrakt reaksjonskar som holdes ved en temperatur og trykk som er over atmosfærisk temperatur og trykk og at blandingen i reaksjonskaret omrøres med gasstrømmen, idet det dannes en oppoverrettet spredning av gassbobler

gjennom reaksjonskaret og at den oppover-rettede strøm av oppløsning, faste stoffer og gass gjennom reaksjonskaret reguleres slik at det oppnås optimum ekstraksjon av metaller og deres forbindelser fra det metallholdige materiale og at uoppløst faste stoffer, gass og utlutningsoppløsning som inneholder oppløst metall tømmes ut fra den øvre del av reaksjonskaret.

Hydrometallurgiske fremgangsmåter for ekstrahering av metaller og deres forbindelser fra metallholdig material ved hjelp av et oppløsningsmiddel eller en utlutningsvæske er vel kjent og meget anvendt. Hittil har med unntagelse av utførelsen av utlutning av metallholdig material ved per-kolasjon, slike fremgangsmåter vanligvis innbefattet dispersjon i mekanisk omrørt reaksjonskar av en grøt av finpulverisert metallholdig material sammen med et oppløsningsmiddel eller utlutningsmiddel for det metall og de forbindelser som det er ønsket å ekstrahere.

Som et resultat av de siste oppdagelser er bruken av hydrometallurgiske fremgangsmåter eller «våt»-prosesser blitt utstrakt til å omfatte behandling av metallholdige materialer som tidligere ble be-handlet ved pyrometallurgiske fremgangsmåter. Disse oppdagelser omfatter utlutning av metallholdige materialer ved for-høyet temperatur og trykk og kan omfatte bruken av gasser under trykk og tar del i reaksjonene ved hjelp av hvilke metall og deres forbindelser ekstraheres fra utgangsmaterialet og oppløses i utlutningsoppløs-ningen. Det er vesentlig utlutningen eller lutningstrinnet av en slik hydrometallur-gisk fremgangsmåte ledes og utføres på så kort tid som mulig med maksimum av ekstraksjon av metallet eller metallene fra det metallholdige materiale med tilstrekkelig absorbsjon av reaksjonsgassene med et minimum av omkostninger.

Det er blitt funnet at vanlige reaksjonskar, slik som autoklaver, som egner seg for operasjon ved temperatur og trykk som ligger over atmosfærisk temperatur og trykk kan anvendes ved utlutningstrinnet,

men resultatene er ikke helt tilfredsstillende. Faktorer som har innvirkning på

hastigheten av ekstrasjonen av metallene

og deres omdannelse til salter som er opp-løselig i utlutningsoppløsningen er for eks. temperatur, trykk, gass-, væske grenseflate

og hastigheten og virkningsgraden av ab-sorbsjonen på overflatene av metallene som inneholder faste stoffer fra reaksjonen. Hastigheten av ekstrasjonen av metallene og deres forbindelser og deres oppløsning i utlutningsoppløsningen er således stort sett avhengig av omrøringen av grøten.

Det finnes ikke noen spesiell vanskelighet ved å oppnå, ved hjelp av mekanisk omrøring i relativt små kar, en forholdsvis jevn dispersjon av faste stoffer i en væske og en tilfredsstillende gass - væske og fast stoff - væske overgang. Effektiviteten av mekanisk omrørte kar avtar imidlertid med karets størrelse ettersom dette økes på grunn av øket vanskelighet ved å oppnå jevn virkningsfull omrøring gjennom hele grøten og øke det ikke omrørte område hvor-av avhenger den hurtige virkningsfulle øko-nomiske ekstraksjon av metallene. Grøten i reaksjonskaret virker ofte slipende og kan være sterkt korrosivt ved den temperatur og det trykk som hersker ved operasjonen og denne egenskap ved grøten frem-kaller vanskeligheter ved operasjonen særlig med hensyn til røreanordninger, røre-lagere, pakningsbokser og mekaniske tet-ninger.

I norsk patent nr. 80.004 er det beskrevet at en utlutningsoperasjon kan ut-føres i en vanlig patchuka-tank. Det ble imidlertid funnet at mens patchuka-tanken kunne anvendes ved behandling av blan-dinger med lave massetettheter, ville de ikke være praktiske for operasjon i teknisk målestokk hvor det kreves behandling av masse med høy tetthet (høyt forhold mellom masse og oppløsning). De faste partikler hadde tendens til å avsette seg på bunnen av tanken. Løftevirkningen av luften eller gassen som ble ført inn fra bunnen av det sentralt anbrakte rør var ikke tilstrekkelig til å holde partiklene i suspensjon. Det måtte da anvendes vanlige mekanisk om-rørte trykkar.

Det er blitt funnet ved den foreliggende oppfinnelse at de vanskeligheter som oppstår ved utførelsen av utlutningen eller lutningstrinnet i et vanlig mekanisk om-rørt trykkar, stort sett overvinnes ved å utføre dette trinn i et vertikalt anbrakt tårn hvori grøften omrøres og de faste partikler dispergeres ved hjelp av en gass som innføres under trykk ved bunnen på en slik måte at det dannes en kontinuerlig, oppoverrettet turbulent suspensjon av gassbobler, faste metallholdige partikler og utlutningsvæske med ensartet hastighet uten at faste partikler faller tilbake. Spe-sielt innføres findelt metallholdig material og et oppløsningsmiddel eller utlutningsmiddel for metallet og dets forbindelser i et vertikalt anbrakt tårn som holdes ved temperatur og trykk som ligger over atmosfærisk temperatur og trykk. Tårnet fyl-les fullstendig med dispersjon av gassbobler og en grøt sammensatt av findelt metallholdig material og utlutningsoppløs-ning. Omrøringen av grøten fremkalles ved å mate gassen inn i den lavere del av tårnet og ekstraheringen av metall fremkalles ved reaksjon mellom de metallholdige materialers partikler, bestanddeler av gassen og utlutningsoppløsningen. Hastigheten for den oppadrettede gasstrøm og strømmen av grøt gjennom karet reguleres for å oppnå maksimum gass-væskeflate og en grundig omrøring av grøten hvorved det oppnås en hurtig virkningsfull og øko-nomisk ekstraksjon av metallet og deres forbindelser fra det metallholdige materiale. Ettersom metallet ekstraheres fra det metallholdige material blir partiklene lettere og føres oppover av den oppoverret-tede blanding av gass og grøt mens tyngre, mindre utlutede partikler har tendens til å forbli i den lavere del av tårnet slik at det fremkalles hindret bundfeHingsvirk-ning ved hjelp av hvilken ekstraksjonen lett kan reguleres og kontrolleres. Gassen og grøten fjernes fra den øvre del av tårnet, og eventuell gass som er tilstede i grøten skilles ut fra grøten, og grøten som er sammensatt av uoppløste faste stoffer og oppløsning inneholdende oppløst metall kan behandles for gjenvinning av metallet og dets forbindelser.

Oppfinnelsen skal i det følgende for-klares nærmere ved hjelp av tegningen hvor fig. 1 er et oppriss av en tårnreaktor som egner seg for bruk ved utførelsen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse med tilhørende apparatur vist skjematisk. Fig. 2 viser en modifikasjon av oppfinnelsen hvor det anvendes en serie tårn. Fig. 3 viser en videre modifikasjon av oppfinnelsen hvor gass fjernes fra toppen av tårnet og grøt fjernes ved et punkt lavere enn toppen og

fig. 4 viser en videre modifikasjon av oppfinnelsen hvor det er anordnet innret-ninger for å senke en resirkulasjon av grø-ten.

Det er anvendt samme henvisnings-nummer for like deler for alle figurer.

Operasjonen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er i det følgende beskrevet ved behandling av mineralske sulfidkonsentrater som inneholder forbindelser av metaller slik som kobber, nikkel og kobolt. Som omrøringsmedium anvendes en surstoffholdig oksyderende gass slik som luft, surstoffanriket luft eller surstoff med eller uten en inert gass og surstoffinnhol-det tjener til å tilføre i det minste delvis oksydasj onsmiddel. Utlutningsoppløsnin-gen er angitt som konsentrert ammoniakk-oppløsning i en størrelsesorden på ca. 1 del 28 pst. NH3 til ca. 1,5 deler vann. Det tilsettes tilstrekkelig vann til å skaffe en grøt som inneholder fra 15 pst. eller lavere til 60 pst. eller høyere faste stoffer, idet massetettheten eller forholdet mellom faste stoffer og oppløsning er avhengig av de metaller som skal ekstraheres. En høy konsentrasjon av metaller krever vanligvis lavere forhold av faste stoffer til oppløsning og en lav konsentrasjon av metall tillater et høyere forhold. Det skal naturligvis forstås at fremgangsmåten kan anvendes ved behandling av andre mineraltyper og konsentrater, sekundære metaller, metallurgiske residier og andre metallholdige materialer. Utlutningsoppløsningen kan være av hvilken som helst type lut, organisk eller anorganisk, som egner seg som oppløs-ningsmiddel for de metallforbindelser eller metaller som har interesse, og gassen kan være hvilken som helst type som egner seg for omrøring av grøten og hvis nødvendig til å ta del i reaksjonen ved hjelp av hvilken metallene ekstraheres fra utgangsmaterialet og oppløses i utlutningsoppløsnin-gen.

Idet det vises til den modifikasjon av oppfinnelsen som er vist i fig. 1, viser 10 et langstrakt vertikalt anbrakt tårn som har en omvendt konisk fot 11. Tårnet er fremstilt av eller foret med materiale som egner seg til å motstå korrosjon og erosive virkninger fra gassen og grøten og er kon-struert til å motstå de vekter og trykk som den utsettes for. F. eks. er et tårn som er fremstilt av eller foret med bløtt stål tilfredsstillende for behandling ved moderat temperatur og trykk og av alkaliske masse-blandinger i nærvær av en surstoffholdig oksyderende gass. Syremasser kan kreve et tårn som er fremstilt av eller foret med rustfritt stål eller med titan eller andre vanlige eller usedvanlige syremotstands-dyktige materialer.

Det innføres gass i åpningen i den traktformede bunn i tårnet. Utlutnings-væsken kan innføres i tårnet med gassen som vist, eller høyere opp. Finpulverisert metallholdig materiale fortrinnsvis i form av en grøt kan også innføres ved bunnen av tårnet eller ved et punkt som ligger høyere oppe som vist.

Gass absorberes hurtig ved en tidlig kontakt med metallholdige partikler og deretter langsommere uavhengig av kon-sentrasjonen av de reaktive bestanddeler ettersom utlutningen skrider frem. Det foretrekkes derfor å ha gassen og grøten sammen i medstrøm og bringe partiklene i kontakt med gassen hvori de reaktive bestanddeler befinner seg i maksimum reaksjon, dvs. i den lavere del av tårnet. Grøt kan innføres i den øvre del av tårnet og gass i den nedre del og gassene og grøt-strømmen i motstrøm gjennom tårnet. De beste utlutningsresultater får imidlertid når grøten og gassen strømmer i med-strøm fra bunnen til toppen av tårnet.

De metallholdige partikler har en tendens til å sette seg i den konisk formede bunn 11 og tjener til å bryte opp gass-strømmen til en masse bobler og fordele disse gjennom hele tverrsnittet i tårnet i en slik utstrekning at blandingen i tårnet i virkeligheten blir en masse av bobler ad-skilt av tynne seksjoner av grøt. Det indre av tårnet synes å bli en turbulerende blanding av noen få store (5 cm og derover) og mange små (5 cm til 1 mm) gassbobler. De store gassbobler synes å skaffe omrø-ring eller turbulens og de små gassbobler føres inn i strømningene som fremkalles av de større bobler.

Hvis det i større tårn ikke oppnås tilstrekkelig dispersjon av de metallholdige partikler som setter seg i den traktformede bunn, kan det innføres dispersjonsanord-ninger slik som vist i fig. 4 og som beskri-ves i det følgende i den koniskformede bunn. Hvis ønskes kan også ekstra luft og/ eller utlutningsvæske og/eller metallholdig material innføres i grøten over den nederste del av tårnet.

Blandingen av gassbobler og grøt går oppover gjennom tårnet med en hastighet som er avhengig av den hastigheten ved hvilken metallholdig materiale, gass og utlutningsvæske innmates. Den relative oppovergående hastighet for faste stoffer, oppløsning og gass er naturligvis regulert og kontrolleres for å fremkalle maksimum-ekstraksjon av metall og deres forbindelser under passasjen gjennom tårnet. Ettersom metallene ekstraheres fra partiklene av det metallholdige material, blir partiklene lettere og stiger oppover i kolonnen. Tyngre partikler stiger langsommere opp og har således en lengere oppholds-periode i kolonnen for ekstraksjon fra metallene. Ikke-jernholdige metaller slik som sink, kobber, kobolt og nikkel ekstraheres hurtig fra et metallholdig materiale og oppløser seg i utlutningsoppløsningen. Jern og dets forbindelser omdannes til uopp-løselige ferrihydrat og forblir i det uopp-løste residium.

En blanding av gass, utlutningsvæske og utlutet eller delvis utlutet metallholdige partikler fjernes fra den øvre del av tårnet fra toppen som vist i fig. 1 og 2, eller fra et punkt under toppen som vist i fig. 3. Hvis utlutningstrinnet er fullstendig i et enkelt tårn, behandles blandingen for adskillelse av gass, og grøten sendes til ekstra apparatur for utskilling av uopp-løst rest og gjenvinning av metaller og deres forbindelser. Hvis utlutningstrinnet ikke er fullstendig i et enkelt tårn, sendes blandingen til bunnen av et annet tårn og operasjonen gjentas i dette tårn eller i en rekke tårn som vist i fig. 2, inntil metallene og deres forbindelser er ekstrahert til den økende grad. 12 antyder kjøle eller hetekveiler eller kapper som kan kreves for å holde temperaturen av grøten i tårnet innenfor det område hvori det fås de mest tilfredsstillende hastighet og virkningsgrad av ekstraksjonen. Ekstraksjonen av metall og deres forbindelser fra mineralske sulfider er vanligvis en eksoterm reaksjon i det minste i det tidlige trinn av reaksjonen og det kan være nødvendig å avkjøle i det minste det første tårn som vist i fig. 1 eller det første og annet tårn som vist i fig. 2 og 3 for å holde temperaturen innen de ønskede grenser og tårnene blir derfor av-kjølet f. eks. ved hjelp av kjølekveiler. Hvis det anvendes en serie tårn kan det være nødvendig å avkjøle tårnet hvor det finner sted sterk eksotermisk reaksjoner og opphete følgende tårn og det finner sted mindre eksoterme reaksjoner. Ekstraksjon av metall og deres forbindelser fra oksyderte malmer og konsentrater, metallurgiske re-siduer, sekundære metaller og liknende, er endoterme og det kan være nødvendig å opphete tårnet f. eks. ved hjelp av hetekveiler eller kapper. Tårnets dimensjoner kan bestemmes lett idet det tas hensyn til naturen og det karakteristiske ved materialet som skal ekstraheres, mengden av det metallholdige materiale som skal behandles i en bestemt periode, graden av omrøringen som ønskes og maksimum spredning av gassbobler gjennom blandingen fra bunnen av tårnet til toppen. Det foretrekkes naturligvis et sylindrisk tårn da dette gir de mest tilfredsstillende resultater. Forholdet mellom høyde og diameter i tårnet er funksjoner av de forskjellige egenskaper for det ma terial som skal behandles og reaksjonen som skal utføres og reaksjonshastigheten. Ettersom høyden på tårnet økes for å be-handle større volum av tilført material, kreves det større gasstrykk for å overvinne det statiske trykk av grøten i tårnet. Ettersom diameteren i tårnet økes kan det opp-stå vanskeligheter med å opprettholde tilstrekkelig dispersjon av gassbobler. Idet det tas hensyn til disse faktorer, er det blitt funnet at det kan fås meget tilfredsstillende resultater med tårn som har et forhold mellom diameter og høyde som ligger innenfor området av ca. 1 til 200 til 1 til 10 med en maksimums diameter på ca. 3 meter og maksimumshøyde på ca. 50 meter.

Det fjernes en blanding av gass og grøt fra den øvre del av tårnet gjennom lednin-gen 16 og blandingen sendes til gassvæske-separeringsapparatet slik som syklonene 17—18. En blanding av luft og ammoniakk frigjøres og fjernes fra syklonene og kan returneres til den nedre del av tårnet 11 for gjentatt bruk eller ammoniakken kan skilles fra gassen ved kjente anordninger og returneres for gjentatt bruk og luft hvis surstoff er oppbrukt og er vesentlig fri for ammoniakk, kan slippes ut i atmosfæren.

Grøt som i det vesentlige er fri for gass kan sendes til en tank 19 for lagring før behandling for gjenvinning av metaller og deres forbindelser hvorfra grøten kan fjernes og uoppløste faste stoffer kan sepa-reres fra oppløsningen som f. eks. ved filt-rering i filter 20. Oppløsningen fra filteret 20 er ferdig for behandling for gjenvinning av oppløste metaller og deres forbindelser. Filterkaken eller residuet etter vasking med vann for å fjerne medrevet oppløs-ning, kan kastes eller den kan behandles for gjenvinning av uoppløste resterende metaller.

Modifikasjonen av oppfinnelsen som er vist i fig. 2, viser operasjonen av utlutningstrinnet i et antall ublokerte tårn. Utlutningsvæske, gass og finpulverisert metallholdige partikler mates inn i den lavere del av det første tårn 21, en blanding av grøt og gass fjernes fra toppen av det første tårn og sendes til bunnen av et annet tårn 22, fjernes fra toppen av det annet tårn og sendes til foten av det tredje tårn 23. Blandingen av gass, utlutningsvæske og utlutede faste stoffer fjernes fra toppen av det tredje tårn, sendes til syklonene 24— 25 og den resulterende grøt sendes til lag-ringstank 26 og deretter gjennom filteret

27 og filtratet til tank 28 på den måte som

er beskrevet ovenfor. Utlutningstrinnet er illustrert som uført i tre tårn, men det

kan anvendes flere eller ferre tårn i over-ensstemmelse med utlutningskarakteren for det material som skal behandles. Denne modifikasjon har den videre fordel at det kan anvendes et antall relativt korte tårn istedenfor et enkelt høyt tårn.

Modifikasjonen av oppfinnelsen som er vist i fig. 3 er særlig egnet for behandling av metallholdig material hvori det fore-kommer en selektiv flotasjonsvirkning i tårnet. Metallholdige materialpartikler som har selektiv flotasjonskarakteristikk har en tendens til å føres oppover i tårnet hurtigere enn andre partikler som fø-res oppover normalt i tårnet ettersom metallene og deres forbindelser ekstraheres. Det er funnet ved behandling av slike materialer at grøten i toppen av tårnet kan inneholde partikler hvorfra metallet og deres forbindelser er blitt ekstrahert i for-skjellig grad ved at en del partikler i virkeligheten har passert utlutningstrinnet og fremdeles inneholder en relativ høy prosentsats av ekstraherbart metall og andre partikler som er blitt utlutet normalt. Det er blitt funnet at grøt som fjernes fra tårnet ved et punkt under nivået for denne heterogene blanding inneholder faste partikler som har relativt ensartet konsistens med hensyn til ikke-ekstrahert metall og deres forbindelser. Det foretrekkes således å fjerne grøten fra et punkt som ligger under nivået for de passerte partikler og re-gulere hastigheten for fjernelsen slik at nivået opprettholdes over det punkt og bare gass fjernes fra toppen av tårnet. Denne fremgangsmåte skaffer i den øvre del av tårnet tilstrekkelig tid for ekstraheringen av metallet fra partikler som har passert i samme utstrekning som det er blitt ekstrahert fra normalt utlutede partikler. Gassen som fjernes fra toppen av tårnet kan innføres i grøten som er fjernet fra et punkt lavere i tårnet og enten sendes til grøtbehandlingstrinnet som er beskrevet ovenfor eller sendes til bunnen av det neste tårn i serie som vist i fig. 3, inntil metallene og deres forbindelser er blitt ekstrahert fra det metallholdige materiale i den ønskede grad og blandingen av gass og grøt fjernes fra den øvre del av det siste tårn og sendes til grøtbehandlingstrinn.

Modifikasjon av oppfinnelsen som er vist i fig. 4 egner seg særlig for operasjon av fremgangsmåten i høye tårn og for behandling av metallholdig materiale som har selektiv flotasjonskarakteristikk, eller ved utførelsen av en reaksjon hvori det er ønsket å utfelle produktene ettersom reaksjonene kom frem.

Tårnet 40 er av samme art som tårnet

10 vist i fig. 1 med den forskjell at det i

tårnet er anbrakt en serie koniske skille-vegger 41 og 42 i like avstander idet den koniske skillevegg 41 er anbrakt i en avstand av omtrent en tredjedel av avstanden fra bunnen av tårnet og skilleveggen 42 er anbrakt i en avstand av omtrent to

tredjedeler av avstanden fra bunnen. Hver konisk skillevegg er festet langs sin peri-feri til den indre vegg av tårnet. Det er anbrakt en åpning 43—44 i toppen av hver konisk skillevegg, idet hver åpning har samme eller omtrent samme diameter som inntaksåpningen 45 i den koniske bunn 46 ved den nederste del av tårnet.

Ved operasjon innføres gass i inntaksåpningen 45 ved bunnen av tårnet og utlutningsvæske og metallholdig material fø-res inn slik som i tårn 10. Blandingen av grøt og gass går oppover gjennom det før-ste rom mot åpningen i toppen av den koniske del 41 og går gjennom åpningen 43 med omtrent samme hastighet som mate-rialene innføres i tårnet. Blandingen av gass og grøt går opp gjennom rom 48 til og gjennom åpningen 44 i toppen av den koniske del 42, idet det passerer gjennom åpningen 44 inn i rommet 29. Blandingen av gass og grøt går opp gjennom rommet 49 til utløpsledningen 50 hvorigjennom blandingen passerer for etterfølgende behandling.

Den høye gasshastighet gjennom åp-ningene 43 og 44 hindrer tilbakestrømning av grøt fra rommet 49 og rommet 48 og fra rom 48 til rom 47. Det oppnås således en trinnvirkning og bevegelseshastigheten for gass og grøt gjennom tårnet kan reguleres nøyaktig for å oppnå maksimum ekstraksjon av metall og deres forbindelser og maksimum gassutnyttelse. Denne modifikasjon av oppfinnelsen har en videre viktig fordel i at metallholdig material som har selektiv operasjonskarakteristikk har en tendens til å holdes tilbake i rommet under periferien for den koniske skillevegg 41 og 42 hvor det i en lengere tids-periode utsettes for reaksjonsbetingelsene.

Operasjonen av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er illustrert ved følgende eksempler. Tre tårn blir anvendt i serie som vist i fig. 2. Hvert tårn var ca. 25,4 cm i diameter og ca. 9,84 meter høye. Luft ved et trykk på fra ca. 7,5 til ca. 9,0 atmosfærer ble matet inn ved bunnen av det første tårn. Dette resulterte i et trykk ved toppen av det første tårn på ca. 7,0 atmosfærer og et trykk på ca. 5,5 atmosfærer ved toppen av det tredje tårn. Som omrøringsmedium ble anvendt luft og denne tilførte det surstoff som var nød-vendig for utlutningsreaksjonen. Luftbob-lene hadde en oppoverrettet hastighet på fra ca. 25 til ca. 45 cm pr. sekund i toppen av den koniske skillevegg og fra ca. 5 til 25 cm, et gjennomsnitt på ca. 11 cm per sekund i tårnets fulle diameter. Tårnet ble ved operasjonen fylt med en vandig, sterkt ammoniakalsk oppløsning. Ammoniakk ble satt til grøten i et vesentlig overskudd i forhold til det som kreves for reaksjonen ved de metaller og forbindelser som skal ekstraheres fra det metallholdige material. Vann ble tilsatt til grøten i en lengde som var tilstrekkelig til å danne en grøt som inneholdt fra ca. 14 pst. til ca. 17 pst. faste stoffer. Chargematerialet var ca. 60 pst. mindre enn 0,74 mm. Tårnet ble fylt fra ca. 30 pst. til ca. 60 pst. og fortrinnsvis fra ca. 40 pst. — 45 pst. av dets kapasitet med luftbobler.

Eksempel 1: Koppersulfidkonsentrater som inneholdt ca. 22,91 pst. kopper, 37,7 pst. svovel, 31,03 pst. jern og 1,22 pst. uoppløst stoff ble ladet kontinuerlig med den nedre del av det første tårn med en hastighet av fra ca. 11 til ca. 14 kg per time. Ammoniakk ble innført kontinuerlig med en hastighet fra ca. 16 til ca. 19 kg per time. Det ble innført tilstrekkelig vann til at det ga en oppløsning som inneholdt fra ca. 15 pst. til ca. 18 pst. faste stoffer. Luft ble ført inn ved den nedre del av tårnet under et trykk på ca. 7,5 atmosfærer med en hastighet på av ca. 94 til 97 standard m<3> pr. time. Temperaturen i hvert tårn ble holdt innenfor området av ca. 72° C til ca. 82° C og fortrinnsvis ca. 80° C. Bevegelse av grøten ble regulert for å skaffe en oppholdstid på ca. 10 timer. Det ble funnet at fra 81,4 pst. til 95,5 pst. kopper og fra 73,3 pst. til 78,2 pst. svovel var blitt ekstrahert fra utgangsmaterialet og oppløst i oppløsningen. Jern og dets forbindelser ble omdannet til uoppløselig ferrihydrat og funnet i det uoppløste residue. Det oppløstes ikke vesentlige mengder jern i utlutningsoppløs-ningen.

Eksempel IA.

Operasjonen i eksempel 1 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble redusert til ca. 54 standard m<:H> pr. time. Den reduserte luftstrøm forbedret ekstraksjonen av kopper og svovel til fra 93,5 pst. til 95,3 pst. og fra 85,6 pst. til 87,7 pst. med en oppholdstid på ca. 10 timer.

Den ekstraksjon av opp til 95,5 pst. av

kopper og opp til 87,7 pst. svovel i 10 timer er omtrent den samme som ekstraksjonen som ble oppnådd i en oppholdstid på ca. 16 timer når mineralsulfider ble utlutet i mekanisk omrørte autoklaver.

Eksempel 2:

Et koppersulfidkonsentrat som inneholdt ca. 29,7 pst. kopper, ca. 1,25 pst. nikkel, ca. 30 pst. svovel og ca. 30 pst. jern ble utlutet ved ca. 80° C med vandig ammoniakk i en mengde som var tilstrekkelig til å skaffe ca. 100 g per liter fri ammoniakk, tilstrekkelig vann ble tilsatt slik at det ble dannet en masseblanding som inneholdt ca. 18 pst. faste stoffer. Det ble innført luft med en hastighet på ca. 1900 standard m<3> pr. m<2> tverrsnitt per time ved et trykk på ca. 7,5 atmosfærer. Med en oppholdstid på ca. 10 timer ble omtrent 97 pst. kopper, 85 pst. nikkel og 92,6 pst. av det totale svovel ekstrahert fra utgangsmaterialet og oppløst i oppløsningen.

Eksempel 2A.

Betingelsene for eksempel 2 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble redusert til ca. 1170 standard m<3> per m-tverrsnitt per time. Det ble funnet at ca. 94,3 pst. kopper, 89 pst. nikkel og 94,5 pst. svovel ble ekstrahert fra utgangsmaterialet i ca. 12 timer og oppløst i utlutningsopp-løsningen.

Eksempel 3:

Et nikkelsulfidkonsentrat som inneholdt ca. 11,8 pst. nikkel, 2 pst. kopper, 0,3 pst. kobolt, 32 pst. svovel og 31 pst. jern ble lutet , ut ved ca. 80° C med ammoniakk i en mengde som var tilstrekkelig til å skaffe ca. 100 g per liter fri ammoniakk. Det ble tilsatt vann i en mengde tilstrekkelig til å gi en masse grøt som inneholdt ca. 18 pst. fast stoffer. Luft ble ført inn i det første tårn med en hastighet av ca. 1070 standard ms per m- tverrsnitt per time under et trykk på ca. 7,5 atmosfærer. Ved slutten av 20 timers utlutning var ca. 94 pst. nikkel, 95,3 pst. kopper, ca. 74 pst. kobolt og ca. 88,1 pst. svovel ekstrahert fra utgangsmaterialet og oppløst i utlutningsoppløs-ningen.

Eksempel 3A.

Betingelsene for eksempel 3 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble øket fra ca. 1200 standard m<3> per m<2> tverr-

snitt per time. Følgende resultater ble oppnådd i de antydede utlutningsperioder.

Eksempel 3B.

Betingelsene for eksempel 3 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble

øket til 1330 standard m<3> per m<2> tverrsnitt per time. Følgende resultater ble oppnådd i de antydede utlutningsperioder.

Eksempel 3C.

Betingelsene for eksempel 3 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble

øket til 1620 standard m<3> pr. minutt pr. m<2 >pr. time. Følgende resultater ble oppnådd ved de antydede utlutningsperioder.

Eksempel 3D.

Betingelsene fra eksempel 3 ble gjentatt med den forskjell at luftstrømmen ble

øket til 1620 standard m» pr. minutt pr. m'-' tverrsnitt pr. time. Følgende resultater ble oppnådd i de antydede avslutningsperioder.

Det ble funnet ved en høyere luft-hastighet i dette eksempel at maksimum ekstraksjon av nikkel og kopper og deres forbindelser ble oppnådd i ca. 8 timer. Det oppløste nikkel og kopper og deres forbin-

delser hadde en tendens til å hydrolysere og danne uoppløselige forbindelser med ferrioksydpartikler ettersom utlutningsti-

den ble utstrakt til å øke ekstraksjonen av svovel.

Fremgangsmåten er naturligvis meget

elastisk og kan modifiseres for behandling av forskjellige typer metallholdig materiale.

F. eks. kan fremgangsmåten lett modifise-

res til ekstrahering av metaller og deres forbindelser fra metallholdig materiale i to trinns operasjon og friskt metallholdig ma-

teriale blandes med utlutningsoppløsning inneholdende oppløste metaller og deres forbindelser fra en foregående utlutriing og lades i tårnet av en type som beskrevet ovenfor. Grøten som er fjernet fra dette tårn filtreres etter separering av gassen. Filtratet eller klaret utlutningsoppløsning behandles for separering og utvinning av oppløst metall og deres forbindelser. Filter-

kaken lades inn i et annet tårn hvoretter den utlutes med frisk utlutningsoppløsning for ekstrahering av resterende metall og deres forbindelser. Grøten fra det annet tårn etter separering av gassen, filtreres. Filtratet som inneholder oppløst metall

sendes til det første tårn og filterkaken kan fjernes.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse har meget viktige fordeler like-

overfor utlutningsfremgangsmåter som ut-

;føres i mekanisk omrørte reaksjonskar. Omkostningene ved utlutningstårn kom-penseres med omkostningene med konven-

sjonelle trykkar som egner seg for behand-

ling av forholdsvis store volum grøt. Man får også en vesentlig besparelse i kapital-omkostninger ved at det ikke er nødvendig å anskaffe omrøringsanordninger. Det unn-

gås også vanskeligheter ved operasjon ved avbrytelse og omkostningene ved å operere slike mekniske omrøringsanordninger som utsettes for korrosjon og erosive masser i lukkede reaksjonskar ved forhøyet tempe-

ratur og trykk, og konstruksjonen og ved-

likehold av nødvendige lagre, pakningsbok-

ser og lukninger som er tilbehør til slike anordninger. I tillegg utføres utlutnings-operasjonen i langt kortere perioder og med langt høyere gjenvinningsresultater enn det som er mulig å oppnå i vanlige meknisk omrørte reaksjonskar.

Det skal naturligvis forstås at mens

behandlingen av mineralske sulfider med ammoniakalsk utlutningsoppløsning av en surstoffoksyderende gass er blitt anvendt for å illustrere operasjonen av fremgangs-

måten, kan fremgangsmåten anvendes på

andre typer metallholdige materialer med andre egnede sure basisk eller nøytrale oppløsningsmidler eller utlutningsoppløs-

ninger for de metaller som skal ekstraheres og andre egnede gasser som inneholder bestanddeler som tar del i eller er inert over-

for utlutningsreaksjonen kan anvendes som omrøringsmedium.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til ekstrahering av bestemte metallforbindelser fra metallhol-

dig materiale og oppløsning av disse i en utlutningsvæske, hvor en grøt av findelte, faste, metallholdige partikler og en utlutningsvæske for bestemte metallforbindelser som inneholdes i denne og en gasstrøm under trykk kontinuerlig mates inn i den nedre del av en vertikalt anbrakt reaksjons-søyle, idet søylen holdes ved en temperatur og et trykk som ligger over atmosfærisk temperatur og trykk, karakterisert ved at grøt og gass mates inn på en slik måte at det dannes en kontinuerlig oppovergående turbulent suspensjon av gassbobler, faste metallholdige partikler og utlutningsvæske med vesentlig ensartet hastighet, uten at faste partikler faller tilbake, idet uoppløste, faste partikler og utlutningsvæske som inneholder oppløste metallforbindelser og gass tømmes ut fra den øvre del av reak-sjonssøylen.

2. Fremgangsmåten til ekstrahering av metaller og deres forbindelser fra metallholdig materiale ifølge påstand 1, karakterisert ved at det anvendes en serie av vertikalt anbrakte reaksjonskar, idet en strøm av gass, metallholdig materiale og en utlutningsoppløsning for de ønskede metaller og deres forbindelser lades inn i det første reaksjonskar i serien og at gass og en blanding av uoppløste faste stoffer tas ut fra den øvre del av hvert reaksjonskar i serien og sendes til det neste reaksjonskar og at en blanding av uoppløste faste stoffer, gasser og utlutningsoppløsning fjernes fra det siste reaksjonskar i serien og gass, uoppløste faste stoffer og utlutningsopp-løsning separares og gjenvinnes hver for seg fra den fjernede blanding.

3. Fremgangsmåte til ekstrahering av metaller og deres forbindelser fra metallholdig materiale ifølge påstand 1, karakterisert ved at reaksjonskaret er oppdelt i en serie vertikalt anbrakte rom, idet hvert rom er i forbindelse med det nest foregående og nest etterfølgende rom.