NO130026B

NO130026B -

Info

Publication number: NO130026B
Application number: NO302270A
Authority: NO
Inventors: B Burgess; G Thorp
Original assignee: Imp Metal Ind Kynoch Ltd
Priority date: 1969-08-12
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1974-06-24
Also published as: DE2040135C3; DE2040134B2; DE2040135B2; FR2058223A1; DE2040134C3; DE2040134A1; SE375954B; FR2058224B1; FR2058223B1; CH514781A; CH516738A; JPS5012839B1; DE2040135A1; FR2058224A1

Description

Fremgangsmåte til ekstrahering av ikke-jernholdige metaller fra metallholdig materiale. Process for extracting non-ferrous metals from metal-containing material.

Foreliggende oppfinnelse angår ekstraksjon av ikke-jernholdige metallforbindelser fra metallholdig materiale. Opp-finnelsen går særlig ut på å skaffe en fremgangsmåte for ekstraksjon av ikke-jernholdige metaller som inneholdes i metallholdige materialer og som er i stand til å danne vannoppløselige sulfater ved at slikt metallholdig materiale reageres med en vandig sur utlutningsoppløsning i nærvær av en gass som inneholder fritt surstoff under betingelser som gir en hurtig reaksjon med høy ekstraksjonsgrad. The present invention relates to the extraction of non-ferrous metal compounds from metal-containing material. The invention is particularly concerned with providing a method for the extraction of non-ferrous metals which are contained in metal-containing materials and which are capable of forming water-soluble sulphates by reacting such metal-containing material with an aqueous acidic leaching solution in the presence of a gas which contains free oxygen under conditions that provide a rapid reaction with a high degree of extraction.

Fremgangsmåten til ekstrahering av ikke-jernholdige metallforbindelser fra The process of extracting non-ferrous metal compounds from

jernholdig og ikke-jernholdig metallholdig materiale idet svovelinnholdet i det materialet som skal ekstraheres reguleres slik at det etter oksydasjon gir et oksydert svovelinnhold, innenfor området fra den stø-kiometriske mengde til 100 pst. i overskudd av det som kreves for å kombinere seg med de ikke jernholdige metallforbindelser som inneholdes i det metallholdige materialet som sulfater, hvoretter mate-ialet som skal ekstraheres findeles og ringes til å reagere i en vandig svovel-yreoppløsning med en gass som inneholder .'ritt surstoff ved en temperatur innenfor området fra 90—180° C og under et posi-ivt partialtrykk for surstoff idet oksyda-ionen fortsettes for å ekstrahere ikke-rnholdige metallforbindelser fra det me-llholdige materialet og oppløsningen som .i" teholder oppløste ikke-jernholdige metallforbindelser separeres fra den dannede ferrous and non-ferrous metallic material, the sulfur content of the material to be extracted being regulated so that after oxidation it gives an oxidized sulfur content, within the range from the stoichiometric amount to 100 per cent in excess of what is required to combine with the non-ferrous metal compounds contained in the metal-containing material as sulfates, after which the material to be extracted is ground and called to react in an aqueous sulfur-urea solution with a gas containing pure oxygen at a temperature within the range of 90-180° C and under a positive partial pressure of oxygen as the oxidation is continued to extract non-ferrous metal compounds from the flour-containing material and the solution containing dissolved non-ferrous metal compounds is separated from the formed

reaksjonsblanding. er karakterisert ved at det som materiale som skal ekstraheres anvendes en matte som er fremkommet ved smelting av det metallholdige materiale, idet matten etter at svovelinnholdet er regulert bringes til størkning og males til en partikkelstørrelse som ligger innenfor området fra 0,417 mm til 0,043 mm før den videre behandling i den svovelsyrevandige oppløsning. reaction mixture. is characterized by the fact that the material to be extracted is a mat produced by melting the metal-containing material, the mat being brought to solidification after the sulfur content has been regulated and ground to a particle size that lies within the range from 0.417 mm to 0.043 mm before it further treatment in the aqueous sulfuric acid solution.

Det er kjent hydrometallurgiske fremgangsmåter for ekstrahering fra metallforbindelser fra metallholdig materiale, og disse er i teknisk bruk. Nylig er det blitt utviklet fremgangsmåter som omfatter utlutning av metallholdig materiale med en sur eller en basisk utlutningsoppløsning ved forhøyet temperatur og trykk i nærvær av en gass som inneholder fritt surstoff. Uopp-løst residuum skilles fra den dannede oppslemning og den klarede utlutnings-oppløsning behandles deretter for utvinning av oppløste metallforbindelser. Hydrometallurgical methods for extracting metal compounds from metal-containing material are known, and these are in technical use. Recently, methods have been developed which comprise the leaching of metal-containing material with an acidic or a basic leaching solution at elevated temperature and pressure in the presence of a gas containing free oxygen. Undissolved residue is separated from the formed slurry and the clarified leaching solution is then treated to extract dissolved metal compounds.

Det er flere viktige problemer knyttet til ekstraksjonen ved forhøyet temperatur og trykk, av ikke-jernholdige metallforbindelser fra metallholdig materiale ved utlutning av materialet med en sur ut-lutningsoppløsning i nærvær av en gass som inneholder fritt surstoff. Reaksjonen må utføres under moderat temperatur og trykk ved en reaksjonshastighet som er økonomisk praktisk for utførelse i tek-tnisk målestokk. Utgangsmaterialet må inneholde oksyderbart svovel for å forbinde seg med ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser som sulfater. Partik-lene av det ikke-jernholdige metallholdige materiale må være i findelt tilstand for å utsette maksimum overflateareal for oksydasjon. There are several important problems associated with the extraction at elevated temperature and pressure of non-ferrous metal compounds from metal-containing material by leaching the material with an acidic leaching solution in the presence of a gas containing free oxygen. The reaction must be carried out under moderate temperature and pressure at a reaction rate that is economically practical for carrying out on a technical scale. The starting material must contain oxidizable sulfur to combine with desired non-ferrous metal compounds such as sulfates. The particles of the non-ferrous metallic material must be in a finely divided state in order to expose the maximum surface area to oxidation.

Det er funnet, når man behandler metallholdig materiale som inneholder oksyderbart svovel som sådant, i tillegg til det som kreves etter oksydasjon for å kombinere med ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser, som sulfater, f. eks. pyrrhotitt, FeS, eller en jernsulfid-forbindelse mellom pyrritt, FeS2, og pyrrhotitt, FeS, eller som inneholder mindre sulfidsvovel enn pyrrhotitt, eller som er forbundet med ikke-jernholdige metallforbindelser, slik som chalco-pyritt og pentlanditt, ved temperaturer innen området fra 90—180° C, har minst en del av sulfidsvovelet en ten-dens til å oksydere til elementært svovel, som, ved temperaturer mellom smeltetem-peratur for svovel, 113° C, og 180° C, dan-ner flytende svovelkuler som har en affi-nitet for uoksyderte ikke-jernholdige metallholdige partikler i en slik grad at slike partikler blir okkludert i eller festet til de flytende svovelkuler. Når oppslemningen avkjøles, størkner svovelkulene til pellets som krever separat behandling for gjen-vinning av de ledsagede eller okkluderte ikke-jernholdige metallpartikler. Ekstrak-sjonsgraden for den sure oksydasjonsbe-handling reduseres i en slik grad at uoksyderte partikler okkluderes i eller festes til svovelpelletene og totalomkostningene for ekstraksjonen av de ønskede metallforbindelser økes vesentlig. Utlutningsreak-sjonen kan utføres ved temperaturer mellom 90 og 113° C, men det dannes elementært svovel som findelte partikler og oksydasjonsreaksjonen går langsomt. Den utstrekning i hvilken elementært svovel dannes i reaksjonen er blitt funnet å stå i forhold til det oksyderbare svovel som er til stede i utgangsmaterialet i overskudd av det som kreves for å kombinere med de ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser som sulfater. It has been found, when treating metal-containing material containing oxidizable sulfur as such, in addition to that required after oxidation to combine with desired non-ferrous metal compounds, such as sulfates, e.g. pyrrhotite, FeS, or an iron sulfide compound between pyrite, FeS2, and pyrrhotite, FeS, or containing less sulfide sulfur than pyrrhotite, or associated with nonferrous metal compounds, such as chalcopyrite and pentlandite, at temperatures ranging from 90-180° C, at least part of the sulphide sulfur has a tendency to oxidize to elemental sulphur, which, at temperatures between the melting temperature for sulphur, 113° C, and 180° C, forms liquid sulfur globules which have an affinity for unoxidized non-ferrous metallic particles to such an extent that such particles are occluded in or attached to the liquid sulfur globules. As the slurry cools, the sulfur balls solidify into pellets that require separate treatment for recovery of the accompanied or occluded non-ferrous metal particles. The degree of extraction for the acidic oxidation treatment is reduced to such an extent that unoxidised particles are occluded in or attached to the sulfur pellets and the total costs for the extraction of the desired metal compounds are increased significantly. The leaching reaction can be carried out at temperatures between 90 and 113° C, but elemental sulfur is formed as finely divided particles and the oxidation reaction is slow. The extent to which elemental sulfur is formed in the reaction has been found to be proportional to the oxidizable sulfur present in the starting material in excess of that required to combine with the desired nonferrous metal compounds such as sulfates.

Et videre problem oppstår ved utlutning av metaller og legeringer. Ønskede ikke-jernholdige metaller kan ekstraheres fra metaller og legeringer og oppløses i en sur utlutningsoppløsning. Utlutningshastigheten kan imidlertid være meget lang-som. Omvendt, hvis utlutningshastigheten i sterk sur oppløsning er hurtig, kan den være ikke-selektiv, dvs. ønskede og uønskede metaller kan oppløses i oppløsningen når det er ønskelig å oppløse bare de ønskede ikke-jernholdige metaller og etter-late uønskede metaller uoppløst i residuet. Likeledes kan hurtig ekstrahering av ikke-jernholdige metaller fra metaller og legeringer ved utlutning være ledsaget av utvikling av store volum vannstoff, som, når det er til stede i reaksjonskaret sam-men med en gass som inneholder fritt surstoff, byr på alvorlig eksplosjonsfare. En videre vanskelighet er at partikler av metaller og legeringer kan være av uregel-messig form som er vanskelig å behandle i pumper, rør, ledninger og ved mekanisk omrøring av reaksjonskarene. A further problem arises when metals and alloys are leached. Desired non-ferrous metals can be extracted from metals and alloys and dissolved in an acidic leach solution. However, the leaching rate can be very slow. Conversely, if the leaching rate in strong acid solution is rapid, it may be non-selective, i.e. desired and unwanted metals may be dissolved in the solution when it is desired to dissolve only the desired non-ferrous metals and leave unwanted metals undissolved in the residue . Likewise, rapid extraction of non-ferrous metals from metals and alloys by leaching can be accompanied by the evolution of large volumes of hydrogen, which, when present in the reaction vessel together with a gas containing free oxygen, presents a serious explosion hazard. A further difficulty is that particles of metals and alloys can be of irregular shape which is difficult to process in pumps, pipes, lines and by mechanical stirring of the reaction vessels.

Disse vanskeligheter kan overvinnes, i det minste delvis, ved å redusere partik-lene av metallet eller legeringen til ekstremt liten størrelse, ved hvilken de kan utlutes hurtig og effektivt under kontrol-lerte betingelser for forhøyet temperatur i lukket reaksjonskar. These difficulties can be overcome, at least in part, by reducing the particles of the metal or alloy to an extremely small size, whereby they can be rapidly and efficiently leached under controlled conditions of elevated temperature in a closed reaction vessel.

Det er blitt funnet at de ovenfor nevnte problemer ved utlutning av ikke-jernholdig, metallholdig materiale med vandig svovel-syreoppløsning ved forhøyet temperatur og trykk i nærvær av en gass som inneholder fritt surstoff, kan overvinnes ved å under-kaste det metallholdige materiale en forutgående smeltning, hvor det omdannes til formen av en matte. Innholdet av det oksyderbare sulfidsvovel i utgangsmaterialet reguleres slik at det i det materiale som underkastes behandling skaffes et totalt svovelinnhold som er mindre enn 100 pst. overskudd av det som kreves for å forbinde med ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser som sulfater. It has been found that the above-mentioned problems in leaching non-ferrous metal-containing material with aqueous sulfuric acid solution at elevated temperature and pressure in the presence of a gas containing free oxygen can be overcome by subjecting the metal-containing material to a prior melting, where it is transformed into the shape of a mat. The content of the oxidizable sulphide sulfur in the starting material is regulated so that in the material which is subjected to treatment a total sulfur content is obtained which is less than 100 percent excess of what is required to connect with desired non-ferrous metal compounds such as sulphates.

Den forutgående smeltning er blitt funnet å ha et antall viktige fordeler. Det oksyderbare svovelinnhold i utgangsmaterialet i utlutningen kan kontrolleres nøy-aktig for å hindre, hvis ikke fullstendig eliminere, dannelsen av elementært svovel i oksydasjonsreaksjonen. Det kan fremstilles en matte som er lett å male opp til ekstremt findelte partikler fra metallholdige materialer slik som metaller og legeringer som ellers bare kan oppdeles med stor vanskelighet og ved vesentlige omkostninger. Det dannes et produkt som reagerer hurtig med høy ekstraksjonsgrad, hvilket gjør bruken av kostbar høy temperatur og høytrykksutstyr unødvendig. Det kan fremstilles matte fra malmer eller konsentrater ved hjelp av vanlige pyro-metallurgiske fremgangsmåter eller ved å smelte metall eller metallegeringer med svovelholdig materiale. The preliminary melting has been found to have a number of important advantages. The oxidizable sulfur content of the starting material in the leach can be precisely controlled to prevent, if not completely eliminate, the formation of elemental sulfur in the oxidation reaction. A mat can be produced which is easy to grind up into extremely finely divided particles from metal-containing materials such as metals and alloys which can otherwise only be divided with great difficulty and at considerable expense. A product is formed that reacts quickly with a high degree of extraction, which makes the use of expensive high temperature and high pressure equipment unnecessary. Matte can be produced from ores or concentrates using normal pyro-metallurgical methods or by melting metal or metal alloys with sulphurous material.

Ikke-jernholdig metallholdig matte som er fremstilt ved den forutgående smeltning males til en partikkelstørrelse innenfor området fra 0,417 mm til 0,043 mm. En viktig fordel ved foreliggende oppfinnelse er at matten er lett målbar og kan males til ekstremt fine partikkelstørrelser uten vanskelighet og med lave omkostninger. The non-ferrous metal-containing mat produced by the preceding melting is ground to a particle size within the range of 0.417 mm to 0.043 mm. An important advantage of the present invention is that the mat is easily measurable and can be ground to extremely fine particle sizes without difficulty and at low cost.

Findelte partikler fra matten, hvilke inneholder ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser og oksyderbare svovelfor-bindelser, dispergeres i et vandig medium slik at det dannes en oppslemning. Det vandige medium kan være vann, men ut-lutningsreaksjonen påbegynnes ved nærvær av en bestemt mengde svovelsyre. Så-ledes er oppløsningsmiddelinnholdet i oppslemningen som underkastes oksydasjon i form av en vandig svovelsyreoppløsning. Oppslemningen holdes ved en temperatur innen området fra 90 til 180° C, under et positivt partialtrykk for surstoff som opp-rettholdes ved hjelp av innmatning av en gass som inneholder fritt surstoff, slik som surstoff, luft eller surstoffanriket luft, til oppslemningen under reaksjonen. Oksydasjonen kan være eksoterm og i dette tilfelle genereres den varme som er nødvendig for å opprettholde reaksjonen autogent enten fullstendig eller delvis. Tilleggsvarme kan skaffes fra en utvendig kilde ifølge vanlig praksis, hvis dette er nødvendig. Oksydasjonen fortsettes inntil ekstraksjon og oppløsning av ikke-jernholdige metallforbindelser er vesentlig fullstendig. Oppslemningen tømmes deretter ut fra reaksjonskaret. Det uoppløste residuum skilles fra oppløsningen, f. eks. ved filtrering. Den klarede oppløsning kan deretter behandles for utvinning av ønskede metallforbindelser. Finely divided particles from the mat, which contain desired non-ferrous metal compounds and oxidizable sulfur compounds, are dispersed in an aqueous medium so that a slurry is formed. The aqueous medium may be water, but the leaching reaction is initiated in the presence of a certain amount of sulfuric acid. Thus, the solvent content of the slurry which is subjected to oxidation is in the form of an aqueous sulfuric acid solution. The slurry is maintained at a temperature within the range of 90 to 180°C, under a positive partial pressure of oxygen which is maintained by feeding a gas containing free oxygen, such as oxygen, air or oxygen-enriched air, to the slurry during the reaction. The oxidation can be exothermic and in this case the heat necessary to maintain the reaction is generated autogenically either completely or partially. Additional heat can be obtained from an external source according to normal practice, if this is necessary. The oxidation is continued until the extraction and dissolution of non-ferrous metal compounds is substantially complete. The slurry is then discharged from the reaction vessel. The undissolved residue is separated from the solution, e.g. by filtering. The clarified solution can then be treated to extract the desired metal compounds.

Faktorer som påvirker hastighet og effekten av den sure oksydasjonsreaksjon er konstitusjonen av det metallholdige materiale, størrelsen av de metallholdige partikler, og den temperatur og det partialtrykk for surstoff ved hvilke reaksjonen ut-føres. Factors that affect the speed and effect of the acidic oxidation reaction are the constitution of the metal-containing material, the size of the metal-containing particles, and the temperature and partial pressure of oxygen at which the reaction is carried out.

Størrelsen for de metallholdige partikler skal befinne seg innenfor området fra 0,417 mm til 0,043 mm. Innen dette område går oksydasjonen av ikke-jernholdige metallforbindelser hurtig og det uopp-løste residuum fra den sure oksydasjonsreaksjon kan skilles fra oppløsningen uten noen vanskelighet, f. eks. ved filtrering. En viktig faktor ved hastigheten for oksydasjonen er overflatearealet for de partikler som utsettes for utlutningsoppløsningen og den oksyderende gass. Hastigheten for oksydasjonen øker ettersom partikkelstør-relsen reduseres. Finhetsgraden for partik-lene er begrenset, ved deres avsetnings- og filtreringsegenskaper ved den flytende fast stoff-fraskilling som følger den sure oksydasjon. The size of the metal-containing particles must be within the range from 0.417 mm to 0.043 mm. Within this range, the oxidation of non-ferrous metal compounds proceeds rapidly and the undissolved residue from the acidic oxidation reaction can be separated from the solution without any difficulty, e.g. by filtering. An important factor in the rate of oxidation is the surface area of the particles that are exposed to the leaching solution and the oxidizing gas. The rate of oxidation increases as the particle size decreases. The degree of fineness of the particles is limited by their deposition and filtration properties during the liquid solid separation that follows the acid oxidation.

Den sure oksydasjon utføres ved en temperatur innen området fra 90° C til 180° C, fortrinsvis fra ca. 120° C til 150° C. Ved temperaturer under 90° C går reaksjonen for langsomt for teknisk operasjon. Ved temperaturer over 150° C, blir problemet i forbindelse med korrosjon av bløtt stål og rustfritt stål i utstyret alvorlig og kan overvinnes ved bruk av korrosjonsbe-standig materiale i utlutningskaret. Ved temperaturer mellom 90° C og 150° C går imidlertid oksydasjonen hurtig uten at det er nødvendig med bruk av høy temperatur og høytrykks-korrosjonsbestandig utstyr. The acidic oxidation is carried out at a temperature within the range from 90° C to 180° C, preferably from approx. 120° C to 150° C. At temperatures below 90° C, the reaction proceeds too slowly for technical operation. At temperatures above 150° C, the problem in connection with corrosion of mild steel and stainless steel in the equipment becomes serious and can be overcome by using corrosion-resistant material in the leaching vessel. At temperatures between 90° C and 150° C, however, the oxidation proceeds rapidly without the need for the use of high temperature and high pressure corrosion-resistant equipment.

Partialtrykket for surstoff kontrolleres for å skaffe en forholdsvis hurtig oksyda-sjonsgrad uten å gjøre bruk av høytrykks - utstyr. Surstoff kan skaffes som sådant eller i luft eller i surstoffanriket luft. Fortrinsvis tilføres det til reaksjonskaret kon-tinuerlig under reaksjonen. Det fåes meget tilfredsstillend resultater ved bruk av et surstoffpartialtrykk som ligger innenfor området fra 0,60 til 7 atmosfærer. Hvis det anvendes luft som oksydasjonsmiddel, utfø-res reaksjonen ved et totaltrykk på fra 5 til 9 atmosfærer, når det anvendes en temperatur innen området fra 120 til 150° C og et partialtrykk for surstoff på 0,6 atmosfærer tilført som en luftstrøm. The partial pressure of oxygen is controlled to obtain a relatively rapid degree of oxidation without making use of high-pressure equipment. Oxygen can be obtained as such or in air or in oxygen-enriched air. Preferably, it is added to the reaction vessel continuously during the reaction. Very satisfactory results are obtained using an oxygen partial pressure that lies within the range from 0.60 to 7 atmospheres. If air is used as oxidizing agent, the reaction is carried out at a total pressure of from 5 to 9 atmospheres, when a temperature in the range from 120 to 150° C and a partial pressure for oxygen of 0.6 atmospheres supplied as an air stream is used.

Mens det kan anvendes vann som vanlig medium for å danne oppslemningen med de ikke-jernholdige metallholdige partikler, skal det imidlertid være tilstede minst en liten mengde syre i oppslemningen for å påbegynne oksydasjonen. Det er blitt f un-nt at når oppslemningen inneholder så lite som 0,5 vekts-pst. svovelsyre, beregnet av oppløsningen, påbegynnes reaksjonen umiddelbart og hurtig. Hvis innmatnings-materialet inneholder tilgjengelig svovel i overskudd over det som kreves for å kombinere med de ønskede ikke-jernholdige metaller som sulfater, er det ikke nødvendig å tilføre syre bortsett fra det som tilføres for å begynne reaksjonen i det første øye-blikk. Hvis imidlertid mengden av tilgjengelig svovel er mindre enn det som kreves for å kombinere med ønskede ikke-jernholdige metaller som sulfater, kan svovel-underskuddet utlignes ved tilsetning av svovelsyre til oppslemningen enten før eller under reaksjonen. While water may be used as the usual medium to form the slurry with the non-ferrous metallic particles, however, at least a small amount of acid must be present in the slurry to initiate oxidation. It has been found that when the slurry contains as little as 0.5% by weight. sulfuric acid, calculated from the solution, the reaction begins immediately and rapidly. If the feedstock contains available sulfur in excess of that required to combine with the desired nonferrous metals such as sulfates, it is not necessary to add acid other than that added to initiate the initial reaction. If, however, the amount of available sulfur is less than that required to combine with desired non-ferrous metals such as sulfates, the sulfur deficit can be compensated for by adding sulfuric acid to the slurry either before or during the reaction.

De følgende eksempler illustrerer til-beredningen av en matte fra en metallege-ring som egner seg for behandling ifølge fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved dannelsen av en matte i en elektrisk ovn forekommer det meget lite svoveltap. Mengden av svovel som ønskes i matten kan derfor meget nøyaktig be-stemmes og skaffes i innmatningsmateri-alet til ovnen. The following examples illustrate the preparation of a mat from a metal alloy suitable for treatment according to the method according to the present invention. During the formation of a mat in an electric furnace, very little sulfur loss occurs. The amount of sulfur desired in the mat can therefore be very precisely determined and obtained in the feed material for the furnace.

Eksempel 1. Example 1.

En ferro-nikkel-legering inneholdt 62,9 pst. jern, 36,1 pst. nikkel og 0,8 pts. kobolt. Det ble funnet at hvis denne legering kunne males til en tilstrekkelig finhetsgrad på en størrelsesorden av 70 pst. mindre enn 0,074 mm, kunne de ønskede nikkel-og koboltforbindelser ekstraheres hurtig og oppløses enten i en ammoniakalsk ammo-niumsulfat- eller en sur utlutningsoppløs-ning. Imidlertid bød problemet og omkost-ningene for oppmaling av legeringen til en partikkelstørrelse som egnet seg for teknisk operasjon på alvorlige vanskeligheter. Dnne vanskelighet ble overvunnet ved å smelte legeringen i en kullstoffbueovn med kalsiumsulfat og kullstoff, slik at det ble dannet en matte som hadde følgende sam-mensetning: A ferro-nickel alloy contained 62.9 percent iron, 36.1 percent nickel and 0.8 percent nickel. cobalt. It was found that if this alloy could be ground to a sufficient fineness on the order of 70% less than 0.074 mm, the desired nickel and cobalt compounds could be rapidly extracted and dissolved in either an ammoniacal ammonium sulfate or an acid leach solution. . However, the problem and expense of grinding the alloy to a particle size suitable for technical operation presented serious difficulties. This difficulty was overcome by melting the alloy in a carbon arc furnace with calcium sulphate and carbon, so that a mat was formed which had the following composition:

Nikkel 25 pst. — 30 pst. Nickel 25 per cent — 30 per cent

Kobolt 0,6 pst. — 0,7 pst. Cobalt 0.6 per cent — 0.7 per cent

Jern 58 pst. —- 63 pst. Iron 58 percent —- 63 percent

Svovel 5 pst. — 7 pst. Sulfur 5 per cent — 7 per cent.

Teoretisk mengde svovel som kreves for å forbinde med nikkel- og koboltforbindelsene som sulfater i utlutningstrinnet er fra 14 pst. til 16,7 vekts-pst. The theoretical amount of sulfur required to associate with the nickel and cobalt compounds as sulfates in the leaching step is from 14% to 16.7% by weight.

Eksempel 2. Example 2.

En ferro-nikkel-kobolt-legering inneholdt 13,7 pst. nikkel, 15,3 pst. kobolt og 69,9 pst. jern. Denne legering ble smeltet i en elektrisk bueovn med nikkelsulfid-kon-sentrat. Den dannede matte inneholdt: A ferro-nickel-cobalt alloy contained 13.7 percent nickel, 15.3 percent cobalt, and 69.9 percent iron. This alloy was melted in an electric arc furnace with nickel sulphide concentrate. The mat formed contained:

Nikkel 8 pst. — 15 pst. Nickel 8 per cent — 15 per cent

Kobolt 8 pst. — 15 pst. Cobalt 8 per cent — 15 per cent.

Jern 70 pts. — 55 pst. Iron 70 pts. — 55 percent

Svovel 10 pst. — 15 pst. Sulfur 10 per cent — 15 per cent

Den teoretiske mengde svovel som ble krevet for å forbinde seg med nikkel- og koboltforbindelser som sulfater i utlutningstrinnet var fra 8,8—16,4 vektspst. The theoretical amount of sulfur required to associate with nickel and cobalt compounds as sulfates in the leaching step was from 8.8-16.4 wt.

Eksempel 3. Example 3.

En ferro-nikkel-kobolt-legering inneholdt 69,9 pst. jern, 13,7 pst. nikkel og 15,3 pst. kobolt. Denne legering ble smeltet i en elektrisk bueovn med pyritt slik at det ble dannet en matte som inneholdt: A ferro-nickel-cobalt alloy contained 69.9 percent iron, 13.7 percent nickel and 15.3 percent cobalt. This alloy was melted in an electric arc furnace with pyrite to form a mat containing:

Den teoretiske svovelmengde som ble krevet for å forbinde seg med nikkel- og koboltforbindelsene som sulfater var 10,6 vektspst. The theoretical amount of sulfur required to associate with the nickel and cobalt compounds as sulfates was 10.6 wt.

De matter som ble fremstilt ifølge eks-emplene 1, 2 og 3 var sprø og var lette å knuse og male ved hjelp av vanlige fremgangsmåter og apparatur til en partikkel-størrelse som befant seg innenfor området fra 0,417 til 0,043 mm. The mats prepared according to Examples 1, 2 and 3 were brittle and were easily crushed and ground by conventional methods and apparatus to a particle size ranging from 0.417 to 0.043 mm.

De følgende eksempler illustrerer de resultater som ble oppnådd ved utlutning av matter som ble dannet på den måte som er beskrevet og som har varierende svovelinnhold, og under varierende tempera-turbetingelser. The following examples illustrate the results obtained by leaching mats which were formed in the manner described and which have varying sulfur content, and under varying temperature conditions.

Eksempel 4. Example 4.

Virkningen av svovelinnholdet 1 en matte på dens utlutningskarakteristikk er vist i tabell 1 som følger: The effect of the sulfur content of a mat on its leaching characteristics is shown in Table 1 as follows:

De følgende resultater ble oppnådd når 920 g av disse matter ble utlutet med 4 liter av oppløsning ved 120° C, under et partialtrykk for surstoff på 1,5 atmosfærer og totaltrykk på 2,5 atmosfærer, slik at det ga en utlutningsoppløsning som inneholdt 50 g nikkel plus kobolt pr. liter. The following results were obtained when 920 g of these mats were leached with 4 liters of solution at 120° C., under a partial pressure of oxygen of 1.5 atmospheres and a total pressure of 2.5 atmospheres, so that a leaching solution containing 50 g nickel plus cobalt per litres.

Det følgende eksempel 5 illustrerer de resultater som ble oppnådd ved behandling av et materiale som- inneholdt et overskudd av svovel. The following example 5 illustrates the results obtained by treating a material which contained an excess of sulphur.

Eksempel 5. Example 5.

Et nikkel-kopper-kobolt-sulfid-konsen-trat som inneholdt sulfidkonsentrat som inneholdt, i vekt, 11 pst. nikkel, 1 pst. kopper, 0,25 pst. kobolt, 31 pst. svovel og 35 pst. jern ble røstet i en oksyderende atmosfære og smeltet ifølge vanlig praksis, slik at det ga en matte. Matten inneholdt, i vekt, 61,1 pst. nikkel, 5,2 pst. kopper, 0,48 pst. kobolt, 8,3 pst. jern og 22,3 pst. svovel. Da det ble krevet 36,3 pst. svovel for å kombineres A nickel-copper-cobalt-sulfide concentrate containing sulfide concentrate containing, by weight, 11 percent nickel, 1 percent copper, 0.25 percent cobalt, 31 percent sulfur, and 35 percent iron was roasted in an oxidizing atmosphere and melted according to common practice, so that it gave a mat. The mat contained, by weight, 61.1 percent nickel, 5.2 percent copper, 0.48 percent cobalt, 8.3 percent iron and 22.3 percent sulfur. When 36.3 percent sulfur was required to combine

med nikkel-, kopper- og koboltforbindelser som sulfater, fantes det et underskudd på with nickel, copper and cobalt compounds such as sulphates, there was a deficit of

13,5 vektspst. svovel. Dette underskudd ble 13.5 wt. sulphur. This deficit was

utlignet ved å skaffe varierende mengder svovelsyre til utlutningstrinnet. compensated by supplying varying amounts of sulfuric acid to the leaching step.

400 g av denne matte ble chargert med 4 liter av utlutningsoppløsning i et reaksjonskar slik at det ble dannet en oppslemning. Oppslemningen ble brakt til å reagere i 8 timer ved 120° C under et partialtrykk for surstoff på 1,5 atmosfærer og et totaltrykk på 2,5 atmosfærer som ble opp-rettholdt ved å mate inn en gass som inneholdt fritt surstoff til reaksjonskaret under reaksjonen. De erholdte resultater er an-gitt i tabell 3. 400 g of this mat was charged with 4 liters of leaching solution in a reaction vessel so that a slurry was formed. The slurry was reacted for 8 hours at 120°C under an oxygen partial pressure of 1.5 atmospheres and a total pressure of 2.5 atmospheres which was maintained by feeding a gas containing free oxygen to the reaction vessel during the reaction . The results obtained are shown in table 3.

De ovenstående eksempler illustrerer at det må være minst en liten mengde svovel i overskudd av den støkiometriske mengde som kreves for kombinering med de ønskede ikke-jernholdige metallforbindelser som sulfater til stede i utlutnings-oppløsningen under oksydasjonen. Den nøyaktige mengde av overskudd av svovel som kreves avhenger av de betingelser under hvilke reaksjonen utføres. Imidlertid har utstrakte undersøkelser vist at det kan fåes tilfredsstillende resultater ved å ha et overskudd på svovel til stede innenfor området fra 10—100 vektspst. av den støkio-metriske mengde som kreves for å kombinere seg med de ikke-jernholdige metallforbindelser som sulfater. The above examples illustrate that there must be at least a small amount of sulfur in excess of the stoichiometric amount required to combine with the desired non-ferrous metal compounds such as sulfates present in the leach solution during the oxidation. The exact amount of excess sulfur required depends on the conditions under which the reaction is carried out. However, extensive investigations have shown that satisfactory results can be obtained by having an excess of sulfur present within the range of 10-100% by weight. of the stoichiometric amount required to combine with the non-ferrous metal compounds such as sulfates.

Følgende eksempel illustrerer de resul- The following example illustrates the resul-

tater som oppnås ved å variere tempera-turen under hvilken oksydasjonen utføres. taters which are obtained by varying the temperature under which the oxidation is carried out.

Eksempel 6. Example 6.

400 g av en matte som inneholdt 61,1 pst. nikkel, 0,48 pst. kobolt, 5,2 pst. kopper, 8,3 pst. jern og 22,8 pst. svovel ble disper-gert, i adskilte prøver, i en fortynnet svo-velsyreoppløsning som inneholdt 80 g svovelsyre pr. liter. I hvert tilfelle ble den dannede oppslemning brakt til å reagere under et partialtrykk for surstoff på 1,5 atmosfærer i 8 timer. Oksydasjonen ble utført ved temperaturer på 107° C, 120° C, 135° C og 154° C. De oppnådde resultater er an-ført i tabell 4. 400 g of a mat containing 61.1% nickel, 0.48% cobalt, 5.2% copper, 8.3% iron and 22.8% sulfur was dispersed, in separate samples, in a dilute sulfuric acid solution containing 80 g of sulfuric acid per litres. In each case, the resulting slurry was reacted under an oxygen partial pressure of 1.5 atmospheres for 8 hours. The oxidation was carried out at temperatures of 107° C, 120° C, 135° C and 154° C. The results obtained are listed in table 4.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende The method according to the present

oppfinnelse for ekstrahering av ønskede invention for extracting desired

ikke-jernholdige metallforbindelser og opp-løsning av disse i en utlutningsoppløsning non-ferrous metal compounds and dissolving them in a leaching solution

har et antall betydningsfulle fordeler. Den has a number of significant advantages. It

matte som dannes av det metallholdige materiale kan fremstilles forholdsvis lett. Det mat formed by the metal-containing material can be produced relatively easily. The

oksyderbare svovelinnhold i matten kan lett oxidizable sulfur content in the mat can easily

reguleres til det fra hvilket optimumsresul-tatene fåes ved utlutningstrinnet. For-urensiinger som er ledsaget i det metallholdige materiale, slik som det kan telle is adjusted to that from which the optimum results are obtained in the leaching step. Contaminants that are accompanied in the metal-containing material, such as may count

ved behandling av sekundære eller skrap-metaller, metallholdige residuer og liknen-de kan elimineres eller i det minste stort by processing secondary or scrap metals, metal-containing residues and the like can be eliminated or at least largely

sett reduseres under smeltetrinnet. Den set is reduced during the melting step. It

dannede matte kan granuleres og er lett formed mats can be granulated and are light

målbar til en partikkelstørrelse som letter measurable to a particle size that eases

utlutningen. the leaching.

Claims

Process for extracting non-ferrous metal compounds from

ferrous and non-ferrous metallic material, the sulfur content of the material to be extracted being regulated so that after oxidation it gives an oxidized sulfur content within the range from the stoichiometric amount to 100 per cent in excess of what is required to combine with the non-ferrous metal compounds contained in the metal-containing material as sulphates, after which the material to be extracted is crushed and reacted in an aqueous sulfuric acid solution with a gas containing free oxygen at a temperature within the range of 90-180°C, and below a positive partial pressure for oxygen, as the oxidation is continued to extract non-ferrous metal compounds from the metal-containing material and the solution containing dissolved non-ferrous metal compounds is separated from the reaction mixture formed, characterized in that the material to be extracted is a mat which is 'obtained by melting the me number-containing material, the mat being brought to solidification after the sulfur content has been regulated and ground to a particle size that lies within the range from 0.417 mm to 0.043 mm before further treatment in the sulfuric acid aqueous solution.