NO129913B - - Google Patents

Description

ved at nevnte malmer, konsentrater etc. behandles ved metallurgiske, hydrometallurgiske, dampmetallurgiske og elektrokjemiske fremgangsmåter. Slike tidligere kjente fremgangsmåter innbefatter også hvordan man kan frembringe et konsentrat av edelmetaller hvis disse er tilstede i utgangsmaterialet, for derved å lette utvinning-en av disse metaller. Skjønt slike tidligere kjente fremgangsmåter er effektive for utvinning av nikkel, kobber, svovel og edelmetaller fra utgangsmaterialene, så innbefatter slike fremgangsmåter ofte store kapitalutlegg, høye arbeidsomkostninger og en ufullstendig eller ineffektiv utvinning av en eller flere verdifulle forbindelser i utgangsmaterialet. I den kjente pyrometallurgiske behandling av sulfidmalmer eller malmkonsentrater inneholdende nikkel, kobolt, kobber og edelmetaller, inngår det f.eks. en uøkonomisk resirkulasjon av store mengder slagg eller andre smelteprodukter for å sikre en høy utvinning av de inne-værende metaller. I den kjente hydrometallurgiske behandling av slike materialer inngår det således en ikke-selektiv oppløsning av nikkel og kobber, slik at en separasjon og utvinning av disse metaller gjøres vanskelig og kostbar. Skjønt det tidligere har vært gjort en rekke forsøk på å unngå ovennevnte vanskeligheter og ulemper, så har ingen vært særlig anvendt i industriell målestokk.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for behandling av materialer inneholdende nikkel-

og kobbersulfid samt eventuelt koboltsulfider og edle metaller,

for å utvinne elementært nikkel og kobber samt elementært svovel, og eventuelt kobolt og edle metaller, ved oppslemming av metallsulfidet i en vandig svovelsyre-jernsulfat-utlutningsoppløsning, dannelse av en mettet sulfatoppløsning av metallet, frigjøring av elementært svovel, og utvinning av det elementære metall på

i og for seg kjent måte, kjennetegnet ved at det metallsulfidholdige materiale først oppslemmes med en vandig svovelsyre-kobbersulfat-oppløsning i hvilken kobbersulfatet er tilstede i en mengde som er minst støkiometrisk ekvivalent med det i.utgangsmaterialet tilstedeværende nikkel og hvor svovelsyren er tilstede i en mengde som er tilstrekkelig til å opprettholde oppløsningen ved en pH på under ca. 5; at oppslemmingen oppvarmes til en temperatur mellom 100° og 250°C, hvorved nikkel utlutes ved

metathese, for dannelse av en utlutingsoppløsning inneholdende nikkel- og jernsulfat og en utlutingsrest inneholdende i det vesentlig alt kobber i form av elementært kobber og kobbersulfid, at nikkel utvinnes fra utlutingsoppløsningen, hvoretter utlutings-resten oppslemmes med en vandig svovelsyre-jernsulfat-utlutings-oppløsning inneholdende minst . 2 g/l jern og svovelsyre i en mengde som er minst støkiometrisk ekvivalent med kobberet i utlutingsrestenj og at sistnevnte oppslemming tilslutt oppvarmes til en temperatur mellom 80° og 150°C 'under et oksygenpartialtrykk på mellom 2 og 20 atmosfærer for dannelse av en mettet kobbersulfatoppløsning av metallet og en rest som inneholder elementært svovel, og at det elementære kobber utvinnes på i og for seg kjent måte.

Metallet fra oppløsningen kan utvinnes ved elektrolytisk teknikk hvorved svovelsyreoppløsningen inneholdende jern regene-reres og kan returneres til utlutningen.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan fordelaktig anvendes sammen med tidligere bearbeidelsesprosesser. En spesielt fordelaktig utførelse av en integrert fremgangsmåte innbefatter en behandling av malmer, malmkonsentrater og metallurgiske råprodukter og mellomprodukter, som inneholder svovel og minst et metall valgt fra gruppen bestående av nikkel og kobber, ved kjent pyrometallurgisk og/eller dampmetallurgisk teknikk, hvorved man får■fremstilt sulfid-mellomprodukter av nikkel og/eller kobber. Slik det vil bli beskrevet i det følgende, kan slike materialer enten av ønske eller av nødvendighet behandles slik at man fjerner jern, hvorved det sulfid som skal behandles ifølge foreliggende oppfinnelse, i alt vesentlig vil være jernfritt, dvs. at sulfidet ikke vil inneholde mer enn ca. 1-1,5 vekt-% jern, fortrinnsvis ikke mer enn ca. 0,5 vekt-% jern. Med begrepet "i alt vesentlig jernfritt sulfid", slik det brukes her, refereres det til et sulfid som inneholder jern i utilstrekkelige mengder til at man får tilveiebragt den ønskede konsentrasjon av jern i den sure vandige oppløsning eller et sulfid som inneholder jern i en slik form at jernet ikke vil bli bragt i oppløsning. Alle prosentsatser og forhold i ,det etterfølgende er angitt på vektbasis hvis intet annet er angitt.

Et eksempel på en slik integrert fremgangsmåte innbefatter at man tilveiebringer et utgangsmateriale i en bråkjølt tilstand og som inneholder kobber og svovel i slike mengder at kobber til svovelforholdet er mellom 3, 5- 1 eller 4:1 og 10:1, nikkel samt regulerte mengder jern. Nevnte utgangsmateriale utlutes med en sur, vandig oppløsning inneholdende kobbersulfat i mengder som i det minste er støkiometrisk ekvivalente til det nikkel,jern og kobolt som forefinnes i utgangsmaterialet, samt tilstrekkelig svovelsyre til å holde pH under ca. 5. Kobbersulfatoppløsningen bør fordelaktig inneholde et støkiometrisk overskudd av kobbersulfat på opp til 20% for å sikre en maksimal oppløsning av nikkel, jern og kobolt som sulfater. Denne utlutningsoperasjon utføres i et vanlig utlutningsapparat, f.eks. en autoklav, ved temperaturer mellom 100 og 250°C under de trykk som utvikles ved disse temperaturer. Det residuum som oppnås ved denne utlutning inneholder i alt vesentlig alt kobber i utgangsmaterialet som kobbersulfid samt sementkobber, og er i alt vesentlig fritt for jern. Etter filtrering kan filtratet behandles for å utvinne nikkel

mens residuet behandles for å utvinne kobber og svovel. Det kobberholdige residuum utlutes med en sur, vandig oppløsning som inneholder minst ca. 2 g/l jern som jernsulfat samt svovelsyre i mengder som minst er støkiometrisk ekvivalent til det kobber som forefinnes i kobberresiduet. (Fortrinnsvis og fordelaktig bør man anvende et støkiometrisk overskudd på opp til 20%), ved en temperatur mellom 80 og 150°C og ved et oksygenpartialtrykk på mellom 2 og 20 atmosfærer, hvorved man i alt vesentlig får opp-løst alt kobber i residuet som kobbersulfat, samtidig som man får frigjort elementært svovel. Kobbersulfatoppløsningen behandles så for å utvinne kobberet. Når utgangsmaterialene inneholder edelmetaller, vil nevnte metaller være forbundet-med det elementære svovel og kan utvinnes fra dette. Den oksydative utlutningsopera-sj on vil bli beskrevet i det følgende sammen med behandlingen av materialene inneholdende nikkel, kobber og svovel for derved å

få utvunnet hvert enkelt av disse elementer.

Ethvert nikkel- og kobberholdig materiale kan behandles ifølge foreliggende fremgangsmåte. Således kan malmer, malmkonsentrater og metallurgiske råprodukter og mellomprodukter som inneholder nikkel, kobber og svovel behandles ved den foréliggende fremgangsmåte. Slike materialer kan også inneholde kobolt og edelmetaller som også kan utvinnes. Med betegnelsene "metallurgiske mellomprodukter" og "metallurgiske råprodukter" forstås materialer såsom matter, metallanodeslam, sulfidanodeslam, karbonylresidiner, sulfidskrap og matteseparasjonsprodukter. Utgangsmaterialene vil vanligvis ha et nikkel til kobber-forhold på mellom 100:1 og 1:25. Materialene med lavere nikkel til kobber-forhold kan behandles

ved hjelp av vanlig kobberutvinningsteknikk.

Når man skiller nikkel fra kobber, slik dette er nevnt ovenfor, kan kobber til svovelforholdet i utgangsmaterialet justeres pyrometallurgisk til mellom 4:1 og 10:1. Man vil således i de fleste tilfeller finne at etter den pyrometallurgiske behandling vil svovelinnholdet i badet være utilstrekkelig til å danne større mengder nikkelsulfid ved størkningen. Dette er et fordelaktig trekk ved foreliggende oppfinnelse ettersom en utskillelse av nikkel fra kobber lettes i meget vesentlig grad hvis nikkelet er tilstede i form av elementært nikkel istedenfor i form av nikkelsulfid. Det smeltede nikke-kobberbad med et regulert svovelinnhold blir imidlertid fordelaktig bråkjølt for å oppnå full fordel av det regulerte svovelinnhold. Den øyeblikkelige stivning som oppnås ved bråkjøling sikrer en i alt vesentlig homogen fordeling av svovelet i det størknede materiale. En slik ensartet svovelfordeling letter en rask og høyt selektiv separasjon av nikkelet fra kobberet ved både hydrometallurgisk og dampmetallurgisk teknikk.

Den sure, vandige oppløsning inneholder fordelaktig kobbersulfat i et overskudd på opp til 20%, f.eks. ca. 10%, av den støkiometriske mengde som er nødvendig for å reagere med det nikkel, det jern og det eventuelle kobolt som måtte være tilstede i det faste materiale, samt svovelsyre i tilstrekkelige mengder til å holde oppløsningens pH mellom ca. 1 og 2, slik at i alt vesentlig alt kobber i oppløsningen sementeres ut eller utfelles som kobbersulfid, samtidig som alt nikkel, jern og kobolt bringes i oppløsning. Det skal bemerkes at denne utlutning utføres uten et oppbygget partialtrykk av oksygen, bortsett fra det oksygen som måtte være tilstede i den luft som befinner seg i utlugnings-apparatet, f/eks. en autoklav. Utlutningsbetingelsene er slik at man i nevnte fravær av et kunstig skapt oksygenpartialtrykk, vil et eventuelt tilstedeværende jern ha en tendens til å gå i oppløsning sammen med nikkelet. Slikt jern er uønsket av to grunner. For det første må den nikkelholdige oppløsning være frigjort for oppløst jern for å kunne oppnå et renset nikkel-produkt, og for det andre, jo mer jern som går i oppløsning, jo større mengder kjemikalier og tilsvarende utstyr med større kapasitet vil være nødvendig. Av de foran nevnte grunner er det viktig å behandle utgangsmaterialet slik at man senker jerninnholdet til mindre "enn ca. 2%.

Skjønt utgangsmaterialer med nikkel til kobber-forhold

på opp til 100:1 kan, etter jern og svoveljustering og bråkjøling, behandles ved utlutning hvorved man får tilveiebragt en nikkel-oppløsning i alt vesentlig fri for kobber, så er det fordelaktig å behandle det bråkjølte materiale ved en dampmetallurgisk teknikk når nikkel til kobber-forholdet overstiger ca. 1:2, fordelaktig nikkel til kobberTorhold på ca. 1:1 eller endog høyere. Den dampmetallurgiske behandling innbefatter karbonylering av det bråkjølte materiale med karbonmonoksyd-partialtrykk på minst 5 atmosfærer, men mindre enn 100 atmosfærer, og ved en temperatur mellom ca. 50 og 200°C, hvorved man får fremstilt et i alt vesentlig rent nikkelkarbonyl. Fordelaktig bør karbonmonoksyd-partialtrykket være mellom 10 og 60 atmosfærer for å sikre en rask og fullstendig karbonylering, samtidig som man unngår en anvendelse- av tungt apparatur.

En regulering av svovel og jerninnholdet samt den brå-kjøling av et smeltebad med nevnte regulerte sammensetning, er meget viktig når man anvender karbonyleringen for å skille nikkelet fra kobberet. En regulering av svovelinnholdet og en bråkjøling gir en jevn svovelfordeling i produktet, noe som gir et meget godt utgangsmateriale for karbonyleringen. Hvis det bråkjølte materiale inneholder over ca. 2%, vil innvinningen av nikkel som nikkelkarbonyl-meget raskt falle til et punkt hvor karbonyleringsbehandlingen gjøres uøkonomisk. Utgangsmaterialet som har blitt bråkjølt og som har nikkel til kobber-forhold på mer enn ca. 1:1, kobber til svovel-forholdmellom 4:1 og 10:1

og mindre enn ca. 2 55 jern, kan behandles ved de foran nevnte karbonyleringsbetingelser slik at man får en nikkelutvinning i form av i alt vesentlig rent nikkelkarbonyl på mer enn ca. 80%, dvs. en nikkelutvinning på mellom 90 og 9&%- Residuet fra kar-

bonyleringsbehandlingen som inneholder i alt vesentlig alt kobberet, kobolt og svovel fra det bråkjølte materiale, behandles så i første trinns utlutning under de betingelser som er angitt tidligere.

, Residuet fra første trinns utlutning underkastes en oksydativ utlutningsbehandling for å løse i alt vesentlig alt kobber som kobbersulfat samt for å frigjøre elementært svovel, som er en foretrukket kommersiell form for .svovel. Den oksydative utlutning bør utføres men en lut som inneholder minst ca.

2 g/l jern som jernsulfat, og svovelsyre i mengder som minst er

støkiometrisk ekvivalente til kobberinnholdet i residuet, ut-føres fortrinnsvis i en autoklav ved temperaturer mellom 100 og 125°C og med oksygenpartialtrykk på mellom 5 og 15 atmosfærer.. Svovelsyren bør fortrinnsvis og fordelaktig anvendes i et støkiometrisk overskudd på opp til 2055., f.eks. 1055 . Det er foretrukket å begrense jernkonsentrasjonen til under ca. 10 g/l, for derved å unngå vanskeligheter som oppstår ved et nærvær av jern i kobbersulfatoppløsningen når man skal utvinne kobber fra . denne, enten dette skjer ved elektrolytisk teknikk, ved hydroksyd eller karbonatutfelling eller utfelling ved hydrogenreduksjon, men en jernkonsentrasjon på minst ca. 2 g/l (hvor jernet enten kan være i toverdig eller treverdig tilstand) bør foreligge, ettersom man under den. oksydative utlutning vil få oksydert toverdig jern til treverdig jern, for-å sikre frigjøringen av det elementære svovel. Jerninnholdet i den sure, vandige opp-løsning bør fortrinnsvis være regulert slik at man får jern-konsentrasjoner mellom 4 og 10 g/l. Ved lavere jernkonsentra-sjoner vil reaksjonshastigheten være for lav, idet reaksjonen skjer raskere når jernkonsentrasjonen øker.

Foreliggende fremgangsmåte må ikke forveksles med tidligere kjente prosesser som benytter oksydativ utlutning, fordi slike tidligere kjente prosesser ikke omhandlet nødvendigheten av til-veiebringelse av en minimum konsentrasjon jern i oppløsning sammen med regulerte mengder svovelsyre for frembringelse av elementært svovel fra vesentlig jernfritt nikkel og/eller kobbersulfider. I f.eks. US-patent nr. 981.451 beskrives en fremgangsmåte hvor det benyttes oksydativ utlutning ved behandling av nikkel- og/eller kobberholdige sulfidmaterialer, men det angis intet om nødvendigheten av å benytte både en jernholdig og svovelsyreholdig utlutningsoppløsning. I US-patenter nr. 2.568.963, 2.898.196, 2.89a.197 og 3.034.864 beskrives metoder hvor det anvendes oksydative utlutningsteknikker for behandling av både jern- og ikke-jernmaterialer. Her har man heller ikke innsett nødvendigheten av å tilveiebringe både jern i oppløsning og svovelsyre i regulerte mengder når man behandler vesentlig jernfrie sulfider av kobber og nikkel for frembringelse av elementært svovel.

De første trinn av den oksydative utlutning. bør fordelaktig utføres ved temperaturer på ca. 110°C ettersom man ved høyere temperaturer får nedsmeltet det frigjorte elementære svovel, og dette kan igjen fukte eller dekke kobberresiduet og hindre utlutningen. Når utgangsmaterialet inneholder edelmetaller, f.eks. gull, sølv og platinagruppemetaller, vil disse edelmetaller følge nevnte kobberresidua opp til den oksydative utlutning, hvor edelmetallene til sist vil være tilstede i residuet inneholdene elementært svovel.

Et annet eksempel på en anvendelse av foreliggende fremgangsmåte sammen med tidligere kjent teknikk er behandlingen av en kobberrik fraksjon oppnådd ved en langsom avkjøling av en nikkel-kobbermatte. Skjønt en separasjon av nikkel fra kobber ved matteseparasjonsprosessen er meget selektiv, spesielt når det gjelder nikkelrike fraksjoner, så vil den kobberrike fraksjon meget ofte inneholde opp til 10% nikkel. Den kobberrike fraksjon kan fordelaktig behandles med en kobbersulfatoppløsning slik det er beskrevet tidligere, hvorved man får fremstilt et kobber-sulf idresiduum og en nikkelsulfatoppløsning fra hvilken nikkelet utvinnes. Kobbersulfidresiduet oppslemmes deretter med en vandig, sur oppløsning inneholdende jern som jernsulfat i en mengde på minst ca. 2 g/l og svovelsyre i en mengde som minst støkiometrisk er ekvivalent til kobberet i kobbersulfidresiduet. Oppslemmingen oppvarmes til en temperatur på mellom 80 og 125°C under et oksygenpartialtrykk på minst 2 atmosfærer, f.eks. ved ca. 5 atmosfærer eller høyere, hvorved man får fremstilt elementært svovel og en anriket eller mettet kobbersulfatoppløsning som kan behandles for utvinning av kobber. En del av nevnte kobbersulfat-oppløsning kan fordelaktig resirkuleres til det første trinns utlutning i slike mengder at kobberet i nevnte oppløsning minst støkiometrisk er ekvivalent til nikkelinnholdet i den kobberrike fraksjon, mens den gjenværende del av kobbersulfatoppløsningen behandles for kobberutvinning før den resirkuleres til annet trinns utlutning.

Den mettede kobbersulfatoppløsning fra den oksydative utlutning behandles for utvinning av kobber. En del av nevnte kobbersulfatoppløsning kan med fordel resirkuleres til første trinns utlutning i slike mengder at kobbersulfatbehovet i første trinns utlutning blir oppfylt, mens resten av oppløsningen behandles for utvinning av kobber. Kobber kan utvinnes fra oppløsningen ved sementering eller ved alkaliutfelling, men en slik teknikk innbefatter videre bearbeiding for utvinning av kobberet i kommersiell form. Det er mulig å utvinne kobberet fra oppløsningen ved elektrolyse eller ved hydrogen-reduksjons-teknikk. Kobberet kan med fordel innvinnes ved elektrolyse. Elektrolysen av kobberet fra oppløsningen utføres slik at fra

ca. 40 til ca. 80%, fortrinnsvis fra ca. 60 til 70% av kobberet utvinnes som elektrolytisk kobber. Den brukte elektrolytt bør fordelaktig inneholde fra 30 til 40 g/l kobber som kobbersulfat, ca. 4 til 10 g/l jern som jernsulfat og ca. 150 g/l fri svovelsyre. Den brukte elektrolytt resirkuleres til annet trinns utlutning, dvs. den oksydative utlutning. Hvis jernkonsentrasjonen i den forbrukte elektrolytt er for utilstrekkelig til å tilveiebringe en toverdig jernion-konsentrasjon i annet trinns . utlutning, kan ytterligere jern tilsettes autoklaven. Resirkula-sjonen av elektrolytten til den oksydative utlutning gir en i alt vesentlig lukket, krets som eliminerer nødvendigheten av å tilsette ny lut, hvorved man senker vannbehovet og unngår problemer med vannforurensning.

Nikkelsulfatoppløsningen fra første trinns utlutning behandles for å utvinne nikkel og kobolt i kommersielt akseptable former. Nikkelsulfatoppløsningen som inneholder jern oppløst fra utgangsmatérialet og fra jern i den mettede oppløsning fra annet trinns utlutrfing, behandles først for å eliminere jern. Jernet kan utvinnes eller fjernes fra oppløsningen som toverdig hydroksyd ved å tilsette en base såsom kalsiumhydroksyd samtidig som man oksyderer oppløsningen med luft. Jern kan naturligvis også fjernes på andre kjente måter. Kobber som er tilstede i nikkelsulfatoppløsningen, noe som primært skyldes bruken av et støkiometrisk overskudd av kobbersulfat i første trinns utlutning, kan fjernes fra oppløsningen etter jernfjerningen på elektrolytisk måte, hydrogensulfidutfelling, utfelling ved selektiv hydrogenreduksjon eller ved ioneutbytningsteknikk, blant annet væske/ væske-ekstraksjon. Hvis nikkelsulfatoppløsningen inneholder kobolt, så kan dette utvinnes ved oksydasjon og utfelling med en base, såsom natriumhydroksyd eller ved ioneutbytningsteknikk. Kobolt kan med fordel først fjernes som kobolthydroksyd, som etter å ha blitt gjenoppløst i saltsyre behandles ved en ioneutbytningsprosess for utvinning av rent kobolt. Den således rensede nikkelsulfat-oppløsning kan så behandles for utvinning av nikkel. Por \ eksempel kan natriumkarbonat tilsettes denne oppløsning -for utfelling av nikkelkarbonat, og dette kan brukes som sådant eller kan kalsineres til nikkeloksyd.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksempel I

En nikkel-kobbermatte med et nikkel til kobber-forhold

på 1:5,1 ble blåst til et kobber til svovel-forhold på 3,7=1 og ble bråkjølt ved granulering til et delvis metallisert materiale. Dette ble malt, slik at det gikk gjennom en 200 mesh sikt

(Tyler Series). Nikkel., kobolt og jern ble selektivt lutet ut fra det metalliserte materiale ved hjelp av metathese som en oppslemming bestående av 40 vekt-% faste stoffer med en sur, vandig oppløsning av kobbersulfat i en glassforet, rustfri stålautoklav som var utstyrt med en rører for å øke kontakten mellom væske og fast stoff, i 2 timer ved 200°C. Den sure, vandige oppløsning inneholdet et støkiometrisk overskudd av kobbersulfat på mer enn 10% og tilstrekkelig svovelsyre til å holde oppløsningen på

en pH under 5. Resultatet av metathesen er angitt i tabell I, og det skal bemerkes at det resulterende residuum inneholdt bare 0,17$ jern og i alt vesentlig alt kobber både fra kobbersulfat-oppløsningen og fra den granulerte matte og hadde foruten dette et kobber til svovel-forhold på ca. 4,4:1.

Etter filtrering ble residuet oppslemmet med en ny, sur, vandig oppløsning inneholdende ca. 10 vekt-? faste stoffer. Den sure, vandige oppløsning inneholdet 150,2 g/l svovelsyre og 5,9 g/l jern som jernsulfat og var en brukt elektrolytt fra en tidligere elektrolyse av kobbersulfat fra en oksydativ utlutningsoppløsning. Svovelsyren var i mer enn 10% overskudd i forhold til den støkio-metriske mengde som var nødvendig for å reagere med kobberet i residuet. Oppslemmingen ble oppvarmet til 105°C under et oksygenpartialtrykk på 10 atmosfærer i 1,5 time i en glassforet, rustfri stålautoklav som var utstyrt med en rører. Resultatene av denne oksydative utlutning er angitt i tabell I. Det skal bemerkes at 92% av svovelet i den avkjølte matte ble utvunnet som elementært svovel.

Eksempel II

700 kg av et materiale inneholdende kobber, nikkel og svovel ble toppblåst i en roterende oksygenovn til et svovelinnhold på 4,9% og ble deretter granulert. Det bråkjølte produkt inneholdt 19,6% kobber, 70,5% nikkel, 1,96% jern, 0,86% kobolt og 4,12% svovel, dvs. et kobber til svovel-forhold på

ca. 4,75:1. Det bråkjølte produkt ble karbonylert under et partialtrykk av karbonmonoksyd på 10',atmosfærer for å ekstrahere 96,9$ av nikkelet som i alt vesentlig rent nikkelkarbonyl, samtidig som man fikk et karbonyleringsresiduum som inneholdt det i alt vesentlige av det tilstedeværende kobber, kobolt,

jern og svovel. Nikkel, jern og kobolt ble selektivt utlutet ved metathese med en sur, vandig oppløsning som en grøt inneholdende 25% faste stoffer ved en temperatur på 180°C i 2 timer. Den sure, vandige oppløsning inneholdt kobbersulfat i et støkio-metrisk overskudd på 8% i forhold til det som var nødvendig for å reagere med alt nikkel, kobolt og jern i karbonyleringsresiduet og tilstrekkelig svovelsyre til at pH holdes under 5. Residuet fra utlutningen som inneholdt kobber og svovel i forhold på 5,5'-1 ble underkastet en oksydativ utlutning hvorved man fikk en konsentrert kobbersulfatoppløsning og elementært svovel. Den oksydative utlutning ble utført med en oppslemming inneholdende 10% faste stoffer i en sur, vandig oppløsning og véd en temperatur på 105°C og under et oksygenpartialtrykk på 10 atmosfærer og i et tidsrom på 1,5 time. Den sure, vandige oppløsning inneholdt 5 g/liter jern som jernsulfat og tilstrekkelig svovelsyre til å reagere med alt kobberet i utlutningsresiduet. Resultatene er angitt i tabell II.

Eksempel III

En nikkel-kobbermatté ble langsomt avkjølt og den kobberrike fraksjon som inneholdt 5*88% nikkel ble utvunnet ved selektiv fIotasjon. Den kobberrike fraksjon hadde et kobber til svovel-forhold på ca. 3,56:1. Nikkelet ble selektivt utlutet som en oppslemming inneholdende 50 % faste stoffer med en sur, vandig oppløsning ved 200°C i 2 timer. Den sure, vandige oppløsning inneholdt kobbersulfat i et overskudd i forhold til den støkio-metriske mengde som var nødvendig for å reagere méd alt det tilstedeværende nikkel, kobolt og jern i den kobberrike fraksjon, og den inneholdt dessuten tilstrekkelig svovelsyre til at pH holdes under 5- Utlutningen ga en nikkelsulfatoppløsning samt et residuum inneholdende i alt vesentlig at det tilstedeværende kobber, både fra den kobberrike fraksjon og fra den sure, vandige oppløsning. Utlutningsresiduet ble oppslemmet i en ny, sur, vandig oppløsning i et forhold på 10% faste stoffer. Den sure, vandige oppløsning inneholdt 5,9 g/l jern som jernsulfat og svovelsyre i et støkiometrisk overskudd i forhold til det som var nødvendig for å reagere med alt det tilstedeværende kobber. Oppslemmingen ble oppvarmet til 105°C under et oksygenpartialtrykk på 10 atmosfærer hvorved man fikk-en kobbersulfatoppløsning og elementært svovel. Det skal bemerkes at 90% av svovelet ble utvunnet som elementært svovel. Resultatene er angitt i tabell

III.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å utvinne nikkel, kobber og svovel fra materialer inneholdende disse elementer ved å anvende en to-trinns utlutnings-prosess. Nevnte første utlutningsoperasjon oppnås ved hjelp av metatese med en kobbersulfatoppløsning for å gi en utlutnings-oppløsning inneholdende nikkel og et i alt vesentlig jernfritt utlutningsresiduum inneholdende vesentlig alt kobber fra utgangsmaterialet. Annet trinns utlutning er en oksydativ utlutning som gir en kobbersulfatoppløsning fra hvilken kobberet kan utvinnes foruten at man utvinner elementært svovel. Nikkel utvinnes fra den nikkelholdige utlutningsoppløsning. Når man frem-stiller oppslemmingen for metateseutlutningen, så er mengden av faste stoffer i oppslemmingen bare begrenset av kapasiteten for de apparater som anvendes. Vanligvis vil metateseutlutnings-oppslemmingen inneholde fra 25 til 50 vekt-% faste stoffer. Oppslemmingen dannet for den oksydative utlutning vil vanligvis inneholde fra 5 til 25 vekt-% faste stoffer.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen må ikke forveksles

med tidligere kjente fremgangsmåter hvor man anvender oksydativ utlutning, ettersom man i slike tidligere kjente fremgangsmåter ikke har anvendt en minimumskonsentrasjon av jern i oppløsningen sammen med regulerte mengder av svovelsyre for å få fremstilt elementært svovel fra i alt vesentlig jernfrie nikkel- og/eller kobbersulfider. Man har f.eks. tidligere anvendt oksydativ utlutningsteknikk ved behandling av nikkel- og/eller kobberholdige sulfidmaterialer, men har tidligere ikke angitt nødvendig-heten av å anvende både en jernholdig og en svovelsyreholdig utlutningsoppløsning. Senere har man anvendt oksydativ utlutningsteknikk for behandling av både jernholdige og ikke-jernholdige materialer. Man synes imidlertid ikke å ha observert nødvendig-heten og fordelen ved å tilveiebringe både jern i oppløsningen samt svovelsyre i regulerte mengder når man behandler i alt vesentlig jernfrie sulfider av kobber og nikkel for fremstilling av elementært svovel.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for behandling av materialer inneholdende nikkel- og kobbersulfid samt eventuelt koboltsulfider og edle metaller, for å utvinne elementært nikkel og kobber samt elementært

svovel, og eventuelt kobolt og edle metaller, ved oppslemming av metallsulfidet i en vandig svovelsyre-jernsulfat-utlutningsopp-løsning, dannelse av en mettet sulfatoppløsning av metallet, fri-gjøring av elementært svovel, og utvinning av det elementære metall på i og for seg kjent måte, karakterisert ved at det metallsulfidholdige materiale først oppslemmes med en vandig svovelsyre-kobbersulfatoppløsning i hvilken kobbersulfatet er tilstede i en mengde som er minst støkiometrisk ekvivalent med det i utgangsmaterialet tilstedeværende nikkel, og hvor svovelsyren er tilstede i en mengde som er tilstrekkelig til å opprettholde oppløsningen ved en pH på under ca. 5j at oppslemmingen oppvarmes til en temperatur mellom 100° og 250°C,hvorved nikkel utlutes ved metathese, for dannelse av en utlutnings-oppløsning inneholdende nikkel- og jernsulfat og en utlutningsrest inneholdende i det vesentlige alt kobber i form av elementært kobber og kobbersulfid, at nikkel utvinnes fra utlutningsopp-løsningen, hvoretter utlutningsresten oppslemmes med en vandig svovelsyre-jernsulfat-utlutningsoppløsning inneholdende minst 2 g/l jern og svovelsyre i en mengde som er minst støkiometrisk ekvivalent med kobberet i utlutningsresten, og at sistnevnte oppslemming tilslutt oppvarmes til en temperatur mellom ;80° og 150°C under et oksygenpartialtrykk på mellom 2 og 20 atmosfærer for dannelse av en mettet kobbersulfatoppløsning av metallet og en rest som inneholder elementært svovel, og at det elementære kobber utvinnes på i og for seg kjent måte.

2.. Fremgangsmåte ifølge krav 1, ved hvilken materialet som behandles befinner seg i en sterk bråkjølt tilstand og her et nikkel til kobber-forhold som er større enn ca. 1:2 og et kobber til svovel-forhold som er større enn 4:1, karakterisert ved at materialet før den vandige syre-jernsulfat-utlutning først behandles med karbonmonoksyd ved et partialtrykk mellom 5 og 100 atmosfærer ved en temperatur mellom 50° og 200°C for dannelse av vesentlig rent nikkelkarbonyl og for til-veiebringelse av en karbonyleringsrest.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den vandige svovelsyre-jernsulfat-utlutnings-oppløsningen inneholder en svovelsyremengde som er et 20% overskudd i forhold til den støkiometriske mengde samt mellom 4 g/l og 10 g/l jern.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1- 3, karakterisert ved at en del av den mettede kobber-sulfatoppløsning anvendes for dannelse av den kobbersulfatholdige oppslemming som anvendes ved første utlutning, og for i det minste delvis å tilfredsstille de støkiometrisk nødvendige mengder kobbersulfat.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-4, hvor materialet som behandles også inneholder kobolt og edle metaller, karakterisert ved at kobolt utvinnes fra den nikkelholdige oppløsning mens de edle metaller utvinnes fra den rest som inneholder elementært svovel.