NO137209B

NO137209B - CLEAR, STABLE, UNBUILTED, LIQUID DETERGENT

Info

Publication number: NO137209B
Application number: NO71871A
Authority: NO
Inventors: Denise Verdier
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1970-03-09
Filing date: 1971-03-08
Publication date: 1977-10-10
Also published as: DE2110030C2; PH10228A; NL7103150A; IE35679B1; DK140673B; JPS547804B1; NO137209C; FR2082249A5; IE35679L; DK140673C; CA955143A; FR2112766A6; US3755206A; FI53134C; CH551485A; FI53134B; DE2110030A1; BE763311A; GB1339069A; SE399279B

Abstract

Klart, stabilt, ubygget, flytende vaskemiddelClear, stable, unbuilt, liquid detergent

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av metallisk nikkel ved autogen reduksjon Process for the production of metallic nickel by autogenous reduction

av et nikkelsulfidmateriale. of a nickel sulfide material.

Den foreliggende oppfinnelse angår The present invention concerns

en forbedret fremgangsmåte for smelting an improved method of smelting

og raffinering av nikkel- og kopperholdige and refining of nickel and copper containing

sulfidmaterialer, for direkte utvinning av sulphide materials, for direct extraction of

metallisk nikkel eller nikkel-kopperlegeringer av disse. metallic nickel or nickel-copper alloys thereof.

Det er før blitt gjort forsøk på å fremstille nikkel direkte fra nikkelholdig matte. Attempts have previously been made to produce nickel directly from nickel-containing matte.

Termodynamisk og kinetisk tillater reak-sjonene mellom nikkelsulfid, oksygen og Thermodynamically and kinetically, the reactions between nickel sulphide, oxygen and

nikkeloksyd i en konverter fullstendig omdannelse av nikkelmatte til metallisk nikkel. Selv om teoretisk helt gjennomførlig, nickel oxide in a converter complete conversion of nickel mat to metallic nickel. Although theoretically entirely feasible,

er det hittil ikke blitt utviklet noen brukbar fremgangsmåte basert på disse reaksjoner. no usable method based on these reactions has so far been developed.

Borchers var muligens den første som Borchers was possibly the first who

forsøkte å blåse nikkelmatte til metall ved tried to blow nickel mat to metal wood

å anvende en oksygenblest, men på grunn to apply an oxygen blast, but due

av mangel på temperaturkontroll og util-fredsstillende kontakt mellom gass, væske of lack of temperature control and unsatisfactory contact between gas, liquid

og fast stoff hadde han ikke hell med seg. and he had no luck with solid matter.

Patenthaverne kjenner tilLellep's pionerar-beide vedrørende avsvovling av nikkelmatte The patent holders are aware of Lellep's pioneering work regarding the desulphurisation of nickel matte

og nikkel-koppermatte til metallisk nikkel resp. nikkel-kopperlegeringer ved blåsing i en konverter. Lellep studerte over-flateblåsing ved et forsøk på å løse de and nickel-copper mat to metallic nickel or nickel-copper alloys by blowing in a converter. Lellep studied surface blowing in an attempt to solve those

uoverstigelige problemer som han møtte insurmountable problems that he faced

ved bruk av neddykkede blestformer ved when using submerged blister molds at

de høye temperaturer som han forsøkte the high temperatures that he attempted

å anvende. Lellep erkjente imidlertid ikke hverken den absolutte nød-vendighet av å skaffe effektiv kontakt to use. However, Lellep did not recognize either the absolute necessity of obtaining effective contact

mellom gass, faststoff og væske for å oppnå jevn drift og likevekt mellom de for-skjellige reaksjonsdeltakere, eller de frem-herskende fordeler ved å anvende oksygen eller oksygenanriket luft. I stedet neg-lisjerte han de fordeler som fåes ved mekanisk frembrakt turbulens i badet og han tok sin tilflukt til forvarmet luft eller til utenfra tilført varme, skaffet ved hjelp av olje, kull eller elektrisk energi, og endelig anvendte han en standard Bessemer stålkonverter for utførelsen av sin fremgangsmåte. Etter Lellep's feilslagne for-søk utførte Shoffstall og hans medarbei-dere videre arbeider med henblikk på å forbedre bessemerisering av nikkelholdige matter for å avsvovle disse. De forsøkte å oppnå dette ved å tvinge overhetet vann-damp gjennom den smeltede matte, under anvendelse av neddykkede blestformer, men deres fremgangsmåte viste seg ubru-kelig i praksis. Shoffstall et al erkjente heller ikke nødvendigheten av riktig kontakt mellom gass, væske og faststoff og fordelene ved å anvende en gass som er rik på oksygen sammenliknet med luft. between gas, solid and liquid to achieve smooth operation and equilibrium between the various reaction participants, or the prevailing advantages of using oxygen or oxygen-enriched air. Instead, he neglected the benefits of mechanically induced turbulence in the bath and resorted to preheated air or to externally supplied heat, provided by oil, coal or electric power, and finally he used a standard Bessemer steel converter for the execution of its procedure. After Lellep's failed attempts, Shoffstall and his colleagues carried out further work with a view to improving Bessemerisation of nickel-containing mats in order to desulphurise them. They attempted to achieve this by forcing superheated water vapor through the molten mat, using submerged blister molds, but their method proved useless in practice. Shoffstall et al also failed to recognize the necessity of proper contact between gas, liquid and solid and the advantages of using a gas rich in oxygen compared to air.

Bessemerkonverteren anvendes i kop-perindustrien for å omdanne koppersulfid til metallisk kopper. Ved omdannelse av nikkelholdig jernsulfid i smeltet tilstand til nikkelsulfid med lavt jerninnhold anvendes også Bessemerideen, som innbefat-ter det å blåse luft inn i den smeltede matte, under dennes overflate, gjennom blestformer. Men det er umulig å blåse nikkelsulfid til metallisk nikkel på denne måte. For dette formål må luften være sterkt forvarmet eller oksygenanriket, eller brennstoff må tilsettes for å vedlikeholde de nødvendige reaksjonstemperaturer. Men en slik modifisering av Bessemer-prinsippet er upraktisk på grunn av at den medfører altfor høye lokale temperaturstigninger og angrep på den ildfaste foring, utilstrekkelig gass-faststoff-væske-kontakt med derav følgende uensartethet i badet, dannelse av massive, lokale, ansamlinger av nikkeloksyd, og utilstrekkelig kontroll av de variable faktorer i driften. The Bessemer converter is used in the copper industry to convert copper sulphide into metallic copper. When converting nickel-containing iron sulphide in a molten state to nickel sulphide with a low iron content, Bessemeride is also used, which involves blowing air into the molten mat, below its surface, through blister forms. But it is impossible to blow nickel sulphide into metallic nickel in this way. For this purpose, the air must be strongly preheated or oxygenated, or fuel must be added to maintain the required reaction temperatures. But such a modification of the Bessemer principle is impractical because it entails excessively high local temperature rises and attack on the refractory lining, insufficient gas-solid-liquid contact with consequent inhomogeneity in the bath, formation of massive, local, accumulations of nickel oxide, and insufficient control of the variable factors in operation.

Selv om Lellep, Shoffstall og andre gjorde forsøk på å overvinne disse og andre vanskeligheter, var de ikke i stand til å utvikle en økonomisk, teknisk brukbar prosess. Although Lellep, Shoffstall and others made attempts to overcome these and other difficulties, they were unable to develop an economically, technically workable process.

Oppfinnerne har funnet, at nikkelrike sulfidmaterialer, som f. eks. malmer, kon-sentrater og matter, kan — etter en preli-minær tilberedning — hvis det er nød-vendig — med hell bli omdannet autogent og direkte til metallisk nikkel ved å anvende en oksygenrik strøm som ledes mot vedkommende materiale av hvilket iallfall en del befinner seg i smeltet tilstand, mens det sørges for en effektiv gass-væske-faststoff-kontakt gjennom hele badet, f. eks. ved indusert turbulens, og regulering av oksygentilførselen og temperaturen. The inventors have found that nickel-rich sulphide materials, such as ores, concentrates and mats, can — after a preliminary preparation — if necessary — be successfully converted autogenously and directly into metallic nickel by applying an oxygen-rich current that is directed towards the material in question of which at least a part is in a molten state, while an effective gas-liquid-solid contact is ensured throughout the bath, e.g. by induced turbulence, and regulation of the oxygen supply and temperature.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det skaffet en fremgangsmåte til fremstilling av metallisk nikkel ved autogen reduksjon av et nikkelsulfidmateriale, hvor nikkelsulfidmaterialet blåses i smeltet tilstand med oksygenholdige gasser ved forhøyet temperatur, og de oksygenholdige gasser erstattes med varme oksygenfattige gasser når svovelinnholdet i badet er blitt senket til mindre enn ca. 4 pst., og fremgangsmåten karakteriseres ved at det rettes oksygenrike gasser bestående av teknisk oksygen eller oksygenanriket luft mot overflaten av det smeltede bad av nikkelsulfid for autogenet å redusere sulfidet, og at badet under reduksjonen holdes i en turbulent tilstand ved hjelp av ikke-pneumatisk indusert omrøring, idet temperaturen i det smeltede bad heves hurtig for å nå en badtemperatur over 1540° C, og de oksygenrike gasser erstattes med varme oksygenfattige gasser, fortrinsvis nøytrale eller svakt reduserende gasser, når svovelinnholdet i badet er blitt senket til mindre enn ca. 4 pst. og det ensartet fordelte oksygeninnholdet i det turbulente metallbad er større enn det som kreves for å oksydere det resterende svovelinnhold i badet, og etter denne erstatning holdes badtemperaturen over 1650° C. According to the present invention, a method has been provided for the production of metallic nickel by autogenous reduction of a nickel sulphide material, where the nickel sulphide material is blown in a molten state with oxygen-containing gases at an elevated temperature, and the oxygen-containing gases are replaced with hot oxygen-poor gases when the sulfur content in the bath has become lowered to less than approx. 4 per cent, and the method is characterized by the fact that oxygen-rich gases consisting of technical oxygen or oxygen-enriched air are directed towards the surface of the molten bath of nickel sulphide to autogenously reduce the sulphide, and that the bath is kept in a turbulent state during the reduction by means of non-pneumatic induced stirring, as the temperature in the molten bath is raised rapidly to reach a bath temperature above 1540° C, and the oxygen-rich gases are replaced by warm oxygen-poor gases, preferably neutral or slightly reducing gases, when the sulfur content in the bath has been lowered to less than approx. 4 per cent and the uniformly distributed oxygen content in the turbulent metal bath is greater than that required to oxidize the remaining sulfur content in the bath, and after this replacement the bath temperature is kept above 1650° C.

Foreliggende oppfinnelse adskiller seg fra teknikkens stand ved at teknikkens stand ikke angir noen mekanisk omrøring av badet, og anvender heller ikke en badtemperatur på.. mere enn 1535° C, og er-statter heller ikke den oksygenrike gass med oksygenutarmede gasser når svovelinnholdet i badet er senket til mindre enn ca. 4 pst. Det skal bemerkes at mekanisk omrøring av badet for å oppnå hurtig og fullstendig reaksjon mellom svovel og oksygen i badet mens det samtidig unngås oksydasjon av store mengder nikkel, slik at det dannes nikkeloksyd, er et meget kritisk trekk ved foreliggende oppfinnelse. Uten mekanisk omrøring vil en reaksjon mellom nikkelsulfid og oksygen oppløst i badet ikke gå hurtig nok, og som et resultat vil nikkel i badet oksydere hurtig til nikkeloksyd som danner store samlinger av nikkeloksyd på overflaten av badet, med det resultat at videre reaksjon ikke går. Bruk av tilstrekkelig høy temperatur i den endelige svoveleliminering, er et annet kritisk trekk ved foreliggende fremgangsmåte. Med den endelige svoveleliminering når oksygenrike gasser er blitt erstattet med oksygenutarmede gasser, må temperaturen således holdes ved over 650° C for å oppnå hurtig reaksjon mellom svovel og oksygen i badet, hvilket er nødvendig for å eliminere dette svovel og oppnå et rånik-kel av høy kvalitet. Et annet viktig trekk ved foreliggende fremgangsmåte, er erstatning av de oksygenrike gasser når svovelinnholdet i badet er blitt redusert til mindre enn ca. 4 pst. Det er således særlig viktig at ved dette kritiske tidspunkt må tilsetning av videre oksygen til badet stop-pes for å hindre dannelse av eventuelt nikkeloksyd og tillate eliminering av resterende svovel i badet ved reaksjon med oksygen, hvilket er blitt oppløst i badet i den første delen av blåsesyklusen. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en ovn av roterovntype, i hvilken den autogene smelting og avsvovling av nikkelrikt sulfidmateriale til metallisk nikkel i henhold til den foreliggende fremgangsmåte kan utføres. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom den The present invention differs from the state of the art in that the state of the art does not indicate any mechanical stirring of the bath, nor does it use a bath temperature of... more than 1535° C, nor does it replace the oxygen-rich gas with oxygen-depleted gases when the sulfur content in the bath reaches is lowered to less than approx. 4 per cent. It should be noted that mechanical stirring of the bath to achieve rapid and complete reaction between sulfur and oxygen in the bath while at the same time avoiding oxidation of large amounts of nickel, so that nickel oxide is formed, is a very critical feature of the present invention. Without mechanical stirring, a reaction between nickel sulphide and oxygen dissolved in the bath will not proceed quickly enough, and as a result, nickel in the bath will oxidize rapidly to nickel oxide which forms large collections of nickel oxide on the surface of the bath, with the result that further reaction does not take place. Use of a sufficiently high temperature in the final sulfur elimination is another critical feature of the present method. Thus, with the final sulfur elimination when oxygen-rich gases have been replaced by oxygen-depleted gases, the temperature must be kept above 650° C to achieve rapid reaction between sulfur and oxygen in the bath, which is necessary to eliminate this sulfur and obtain a raw nickel of high quality. Another important feature of the present method is the replacement of the oxygen-rich gases when the sulfur content in the bath has been reduced to less than approx. 4 per cent. It is thus particularly important that at this critical point the addition of further oxygen to the bath must be stopped in order to prevent the formation of any nickel oxide and allow the elimination of residual sulfur in the bath by reaction with oxygen, which has been dissolved in the bath in the first part of the blowing cycle. Fig. 1 shows a longitudinal section through a furnace of the rotary furnace type, in which the autogenous melting and desulfurization of nickel-rich sulphide material to metallic nickel according to the present method can be carried out. Fig. 2 shows a cross section through it

samme ovn langs linjen 2—2 i fig. 1. same oven along the line 2-2 in fig. 1.

I henhold til foreliggende oppfinnelse blir nikkelholdige sulfidmaterialer, f. eks. nikkelmatte og rå nikkelsulfidutfelninger eksempelvis slike som fåes ved utlutning av malmer, smeltet autogent til en matte i en ovn av roterovntypen. Deretter følger toppblåsing av den således erholdte matte i den samme roterovn, idet man leder teknisk oksygen eller med oksygen anriket luft ned mot overflaten av det smeltede bad, men ikke gjennom badet fra under dettes overflate. Ved riktig regulering av oksygen-tilførselen og badtemperaturen og ved sterk, ad ikke-pneumatisk vei frembrakt omrøring av badet blir det smeltede nikkelsulfid redusert til praktisk talt svovel-fritt nikkelmetall. Blåsingen og den ikke-pneumatiske omrøring av badet styres hver for seg, uavhengig av hverandre. Regule-ringen av oksygentilførselen og av turbulensen er slik, at det opprettholdes tilfreds-stillende badfluiditet og -ensartethet til å oppnå hurtig reaksjon mellom nikkelsulfid og nikkeloksyd og en meget effektiv utnyttelse av oksygenet, samtidig som temperaturen holdes under den ved hvilken den ildfaste foring angripes for sterkt. Når svovelinnholdet er blitt minsket til under ca. 4 pst., på hvilket tidspunkt det normalt er til stede i badet tilstrekkelig meget oksygen til å oksydere dette svovel, blir blesten erstattet med oksygenutarmete gasser. Med oksygenutarmete gasser menes gasser med et fritt oksygeninnhold på mindre enn ca. 3 pst., særlig nøytrale eller svakt reduserende gasser. Det er kritisk viktig at disse gasser har en så høy temperatur at badtemperaturen kan reguleres til 1650—1760° C. Samtidig fortsettes den sterke ikke-pneumatiske omrøring, eller dens intensi-tet økes for å opprettholde en effektiv gass-faststoff-væske kontakt gjennom hele badet. Turbulensen i badet er avgjørende for å sikre både fysisk og kjemisk ensartethet i badet og derved skaffe en hurtig reaksjon i retning mot likevekt, dvs. nikkeloksyd-nikkelsulfid-reaksjonen. Ved denne arbeidsmåte kan svovelet i det smeltede bad fjernes til under ca. 0,05 pst. svovel, f. eks. til 0,01 pst. svovel. Det er klart, at alternativt kan standard avsvovlings-metoder anvendes for å fjerne restsvovel. According to the present invention, nickel-containing sulphide materials, e.g. nickel mat and raw nickel sulphide precipitates, for example those obtained by leaching ores, autogenously melted into a mat in a rotary kiln type furnace. This is followed by top blowing of the mat thus obtained in the same rotary kiln, where technical oxygen or oxygen-enriched air is directed down towards the surface of the molten bath, but not through the bath from below its surface. By correct regulation of the oxygen supply and the bath temperature and by strong, non-pneumatic stirring of the bath, the molten nickel sulphide is reduced to practically sulphur-free nickel metal. The blowing and the non-pneumatic stirring of the bath are controlled separately, independently of each other. The regulation of the oxygen supply and of the turbulence is such that satisfactory bath fluidity and uniformity is maintained to achieve a rapid reaction between nickel sulphide and nickel oxide and a very efficient utilization of the oxygen, while keeping the temperature below that at which the refractory lining is attacked too strong. When the sulfur content has been reduced to below approx. 4 per cent, at which point there is normally enough oxygen present in the bath to oxidize this sulphur, the blast is replaced with oxygen-depleted gases. Oxygen-depleted gases mean gases with a free oxygen content of less than approx. 3 percent, especially neutral or weakly reducing gases. It is critically important that these gases have such a high temperature that the bath temperature can be regulated to 1650-1760° C. At the same time, the strong non-pneumatic stirring is continued, or its intensity is increased to maintain an effective gas-solid-liquid contact through the whole bathroom. The turbulence in the bath is crucial to ensure both physical and chemical uniformity in the bath and thereby obtain a rapid reaction in the direction of equilibrium, i.e. the nickel oxide-nickel sulphide reaction. With this method of working, the sulfur in the molten bath can be removed to less than approx. 0.05 percent sulphur, e.g. to 0.01 percent sulphur. It is clear that, alternatively, standard desulphurisation methods can be used to remove residual sulphur.

Omrøring av badet, for å oppnå tilstrekkelig gass-væske-faststoff kontakt fåes ved å rotere ovnen og ved å blåse den oksygenrike gasstrøm mot det turbulente smeltede bad fra over væskenivået. Oppfinnerne har funnet, at blåseoperasjonen til å begynne med kan utføres ved temperaturer som ikke ligger meget over det nikkelsulfidholdige materiales smeltepunkt, og på dette trinn nyttes, eventuelt reak-sjonens eksoterme varme til å smelte fast materiale som tilføres. Det foretrekkes imidlertid å opphete nikkelsulfidet til minst ca. 1315° C, under unngåelse av dannelse av overflateoksyd, ved svakt eller ikke oksyderende betingelser, før blåsingen med teknisk oksygen. Hvis ingen smelting skal finne sted og man har til disposisjon smeltet matte av høy temperatur, kan passende opphetning oppnåes ved å regulere oksy-gentilførselen. Ettersom avsvovlingen skrider frem, heves temperaturen inntil ved et svovelinnhold i badet på under 4 pst., med fordel mellom ca. 1 pst. og ca. 3 pst., en temperatur mellom ca. 1650 og 1760° C oppnåes og vedlikeholdes, inntil den endelige svoveleliminering er fullført. Det vil forståes, at hvis nikkelet inneholder en ve-sentlig mengde kopper, vil sluttemperatu-rene være betydelig lavere. Agitation of the bath, in order to achieve sufficient gas-liquid-solid contact, is achieved by rotating the furnace and by blowing the oxygen-rich gas stream towards the turbulent molten bath from above the liquid level. The inventors have found that the blowing operation can initially be carried out at temperatures that are not much above the melting point of the nickel sulphide-containing material, and at this stage the exothermic heat of the reaction is used to melt the solid material that is supplied. However, it is preferred to heat the nickel sulphide to at least approx. 1315° C, while avoiding the formation of surface oxide, under weak or non-oxidizing conditions, before blowing with technical oxygen. If no melting is to take place and high temperature molten mat is available, suitable heating can be achieved by regulating the oxygen supply. As desulphurisation progresses, the temperature is raised until a sulfur content in the bath of less than 4 per cent, with an advantage between approx. 1 percent and approx. 3 percent, a temperature between approx. 1650 and 1760° C are reached and maintained, until the final sulfur elimination is complete. It will be understood that if the nickel contains a significant amount of copper, the final temperatures will be significantly lower.

Ved en utførelsesform av oppfinnelsen blir nikkelmatte, som inneholder under 1 pst. jern, den mengde kopper som blir tilbake etter vanlig fraskillelse av kopper ved hjelp av malmoppberedningsmidler, f. eks. 1 del kopper pr. 10 deler nikkel, og noe kobolt og edle metaller, f. eks. 1 del kobolt pr. 25 deler nikkel og 56,6 g edle metaller pr. tonn nikkel behandlet, eventuelt for fjernelse av kopperet, kobolten og de edle metaller på nedenfor beskrevne måte. Matten blir deretter overført til ovnen i hvilken den autogene reduksjon skal foregå, i hvilken matten toppblåses med oksygen til nikkelmetall. In one embodiment of the invention, nickel mat, which contains less than 1 percent iron, becomes the amount of copper that remains after the usual separation of copper by means of ore preparation agents, e.g. 1 part cups per 10 parts nickel, and some cobalt and precious metals, e.g. 1 part cobalt per 25 parts nickel and 56.6 g precious metals per tonnes of nickel treated, possibly to remove the copper, cobalt and the precious metals in the manner described below. The mat is then transferred to the furnace in which the autogenous reduction is to take place, in which the mat is top-blown with oxygen to nickel metal.

Den autogene reduksjonsoperasjon kan utføres i den i fig. 1 og 2 viste ovn, hvor fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom ovnen og fig. 2 et tverrsnitt etter injen 2—2 i fig. 1. Det smeltede nikkelsulfidholdige materiale 10 behandles i den roterbare ovn 11 som er foret med et meget ildfast materiale 12. Ved hjelp av en tippemeka-nisme 20 kan ovnen tippes etter ønske for tapping. Ovnen har drivhjulkranser 13 som er festet rundt ovnen og hviler på bære- eller drivhjul 14. Oksygen eller med oksygen anriket luft tilføres gjennom et vannkjølt rør 15, som gjennom en pakning 21 og en åpning 16 rager inn i ovnen. Eks-haustgasser strømmer ut gjennom åpningen 17 ved ovnens annen ende og går inn i en skorsten 18, som kan være vannkjølt, og som kan svinges bort fra åpningen i ovnen, så nytt sulfid, flussmidler og andre materialer kan chargeres gjennom åpningen 17. Faste materialer kan eventuelt innføres gjennom åpningen 16, etter at røret 15 og pakningen 21 er blitt fjernet. En pakning 22 skaffer en gasstett kontakt mellom ovnen og skorstenen 18. Slagg kan fjernes ved at man tipper ovnen og tap-per slagg fra toppen av det smeltede bad. Etter at blåsingen er fullført tappes smeltet metallisk nikkel ved å tippe ovnen til den med 23 antydede stilling i fig. 1, eller kan eventuelt tas ut gjennom et tappe-hull 19. The autogenous reduction operation can be performed in the one in fig. 1 and 2 showed oven, where fig. 1 shows a longitudinal section through the oven and fig. 2 a cross-section according to line 2-2 in fig. 1. The molten nickel sulphide-containing material 10 is processed in the rotatable furnace 11 which is lined with a highly refractory material 12. By means of a tipping mechanism 20, the furnace can be tipped as desired for tapping. The oven has drive wheel rims 13 which are fixed around the oven and rest on carrier or drive wheels 14. Oxygen or oxygen-enriched air is supplied through a water-cooled pipe 15, which through a gasket 21 and an opening 16 projects into the oven. Exhaust gases flow out through the opening 17 at the other end of the furnace and enter a chimney 18, which can be water-cooled, and which can be swung away from the opening in the furnace, so new sulphide, fluxes and other materials can be charged through the opening 17. Fixed materials can optionally be introduced through the opening 16, after the pipe 15 and the gasket 21 have been removed. A gasket 22 provides a gas-tight contact between the furnace and the chimney 18. Slag can be removed by tipping the furnace and dropping slag from the top of the molten bath. After the blowing is completed, molten metallic nickel is drained by tipping the furnace to the position indicated by 23 in fig. 1, or can possibly be taken out through a tapping hole 19.

Reduseringsoperasjonen behøver ikke å bli utført i det spesielle apparat som er vist i fig. 1 og beskrevet foran, hvis bare det anvendte apparat oppfyller de drifts-krav som er angitt i denne beskrivelse, dvs. reduseringsoperasjonen kan utføres i en toppblåst konverter, f. eks. Kaldo-ovnen. The reduction operation need not be carried out in the special apparatus shown in fig. 1 and described above, if only the device used fulfills the operational requirements stated in this description, i.e. the reduction operation can be carried out in a top-blown converter, e.g. The Kaldo oven.

Basert på forsøk i stor målestokk, som oppfinnerne har utført, antar de at en eneste ovn av den ovenfor angitte kon-struksjon, som har en effektiv innvendig diameter på ca. 5,1 m, kan produsere ca. 500 tonn handelsnikkel pr. dag. Based on experiments on a large scale, which the inventors have carried out, they assume that a single furnace of the above construction, which has an effective internal diameter of approx. 5.1 m, can produce approx. 500 tonnes of commercial nickel per day.

Nikkelmatte som er praktisk talt fri for jern kan blåses direkte til metallisk nikkel etter fjernelse av kopper, om nød-vendig, fra smeltet materiale, på nedenfor beskreven måte. Edle metaller kan fjernes som det beskrives nedenfor, før blåsingen direkte til nikkel finner sted. Nickel mat which is practically free of iron can be blown directly to metallic nickel after removing copper, if necessary, from molten material, in the manner described below. Precious metals can be removed as described below, before the blasting directly to nickel takes place.

Sulfidmaterialet, som er blitt charget i ovnen, behandles ved at man bringer oksygen eller med oksygen anriket luft i direkte kontakt med materialets overflate. Denne gass, som med fordel fra begyn-nelsen av er teknisk oksygen, blåses inn i ovnen ovenfor det smeltede materiales overflate. Nødvendig turbulens i badet opprettholdes ved kontinuerlig rotering av ovnen med en betydelig hastighet. I det første trinn av blåsingen holdes badets temperatur høy nok til å holde de reage-rende materialer i en tilstrekkelig fluid tilstand til at det kan foregå hurtig reaksjon, men allikevel under den temperatur ved hvilken den ildfaste foring tæres for sterkt. For forholdsvis ren nikkelmatte, som smelter ved ca. 790° C, kan blåsingen i ovnen startes ved en så lav temperatur som 845° C. Men i de fleste tilfelle foretrekkes det å starte blåsingen med teknisk oksygen ved meget høyere temperatur enn 845° C, f. eks. 1370° C, for å unn-gå dannelse av nikkeloksydslagg og ansamlinger. For sulfider som inneholder vesentlige mengder jern ved siden av nikkel, f. eks. pentlanditt-konsentrat, og som krever betydelig avslagging av jern, må temperaturen være høy nok til å holde slaggen i fluid tilstand. The sulphide material, which has been charged in the furnace, is treated by bringing oxygen or oxygen-enriched air into direct contact with the material's surface. This gas, which is advantageously technical oxygen from the start, is blown into the furnace above the surface of the molten material. Necessary turbulence in the bath is maintained by continuous rotation of the furnace at a considerable speed. In the first stage of the blowing, the temperature of the bath is kept high enough to keep the reacting materials in a sufficiently fluid state so that a rapid reaction can take place, but still below the temperature at which the refractory lining corrodes too strongly. For relatively pure nickel mat, which melts at approx. 790° C, the blasting in the furnace can be started at a temperature as low as 845° C. But in most cases it is preferred to start the blasting with technical oxygen at a much higher temperature than 845° C, e.g. 1370° C, to avoid the formation of nickel oxide slag and accumulations. For sulphides that contain significant amounts of iron alongside nickel, e.g. pentlandite concentrate, and which requires significant removal of iron, the temperature must be high enough to keep the slag in a fluid state.

Det er viktig at praktisk talt alt jern elimineres og at eventuell slagg fjernes fra ovnen før man begynner å blåse for å fjerne svovel så det dannes metallisk nikkel. Det er blitt funnet, at enhver dannelse av slagg under reduksjonen av nik-kelmatten til metallisk nikkel bevirker en alvorlig minskning av gass-væske kontak-ten og senker oksygenets virkningsgrad. Det er derfor bare ved å holde det smeltede bads overflate rimelig fri for slagg, at økonomisk avsvovling i den autogene reduksjonsovn er mulig. It is important that practically all iron is eliminated and that any slag is removed from the furnace before blasting begins to remove sulfur to form metallic nickel. It has been found that any formation of slag during the reduction of the nickel matte to metallic nickel causes a serious reduction in the gas-liquid contact and lowers the efficiency of the oxygen. It is therefore only by keeping the surface of the molten bath reasonably free of slag that economical desulphurisation in the autogenous reduction furnace is possible.

Etter som fjernelsen av svovel fra badet ved topp-blåsing med oksygen eller med oksygenanriket luft skrider frem heves badets temperatur hurtig, inntil badets sul-fidinnhold er blitt senket til fortrinnsvis mellom ca. 1 pst. og ca. 3 pst. og en badtemperatur over ca. 1535° C er nådd. Det ble funnet at reduksjonsoperasjonens temperatur, ja faktisk operasjonen gene-relt, reguleres ved å variere oksygentil-førselen, ved å studere ekshaustgassens sammensetning og temperatur og ved å variere turbulensen. As the removal of sulfur from the bath by top-blowing with oxygen or with oxygen-enriched air progresses, the temperature of the bath is raised rapidly, until the sulphide content of the bath has been lowered to preferably between approx. 1 percent and approx. 3 percent and a bath temperature above approx. 1535° C is reached. It was found that the temperature of the reduction operation, indeed the operation in general, is regulated by varying the oxygen supply, by studying the composition and temperature of the exhaust gas and by varying the turbulence.

Under dette første trinn av svovelfjernelsen ned til mellom ca. 1 pst. og ca 3 pst. svovel er det å foretrekke å innjisere så meget oksygen som mulig uten å be-virke uheldig dannelse av nikkeloksydslagg eller for sterk sprutdannelse ved ovnens munning. Bruk av teknisk oksygen mulig-gjør hurtigere nikkelreduksjon og dannelse av gass som er rik på svoveldioksyd, f. eks. inneholder 75 pst. svoveldioksyd, men det frembringes derved også varmeoverskudd. En del av denne varme nyttes til å opphete chargen til den temperatur som ønskes for den endelige svovelfjernelse dvs. mellom ca. 1650 og 1760° C. Det kan være ønskelig å kjøle ved å lede luft inn i ovnen. Tilføring av luft kan naturligvis være uheldig derved at den senker svoveldioksydinnholdet i ekshaust-gassen og øker den krevende gassmengde pr. enhetsvolum av innledet oksygen. Kjø-ling kan utføres på annen måte eller kan suppleres ved tilsetning av vann i stedet for luft til gasstrømmen, eller ved å til-føre fast chargemateriale til ovnen, eller ved en kombinasjon av disse metoder. During this first stage of sulfur removal down to between approx. 1 per cent and approx. 3 per cent sulphur, it is preferable to inject as much oxygen as possible without causing adverse formation of nickel oxide slag or too strong spatter formation at the mouth of the furnace. The use of technical oxygen enables faster nickel reduction and the formation of gas rich in sulfur dioxide, e.g. contains 75 per cent sulfur dioxide, but this also produces excess heat. Part of this heat is used to heat the charge to the temperature desired for the final sulfur removal, i.e. between approx. 1650 and 1760° C. It may be desirable to cool by introducing air into the furnace. The supply of air can naturally be unfortunate in that it lowers the sulfur dioxide content in the exhaust gas and increases the required amount of gas per unit volume of introduced oxygen. Cooling can be carried out in another way or can be supplemented by adding water instead of air to the gas stream, or by adding solid charge material to the furnace, or by a combination of these methods.

Når avsvovlingen er skredet frem til fortrinnsvis mellom ca. 1 pst. og ca. 3 pst. svovel, f. eks. 2 pst. svovel, skal som før nevnt de oksyderende gasser erstattes med praktisk talt svovelfri, nøytrale eller noe reduserende gasser, mens man oppheter badet til eller holder det på en temperatur mellom ca. 1650 og ca. 1760° C. For å opprettholde denne temperatur i badet må den nøytrale eller reduserende gass ha høy temperatur, og dette oppnås best ved å tilsette et lett brennbart brennstoff, f. eks. naturgass eller propan, sammen med oksygenet. Brennstoffet forbruker et eventuelt overskudd av oksygen og gir en flamme av høy temperatur, hvorved uheldig dannelse av nikkeloksyd hindres. De antreffende gasser kan således med fordel og gradvis gis avtakende oksygeninnhold fra teknisk oksygens, til oksygenanriket luft, til luft, til oksygenfattiggjort, til ikke-oksyderende eller inert og tilslutt til noe reduserende. Det vil forstås, at når det først er tilstrekkelig meget oksygen tilstede i badet, er de antreffende gassers oppgave den å tilføre varme og å sikre en atmosfære med et lavt svoveldioksyd-partialtrykk. Det eksakte oksygeninnhold i gassen er en vari-abel som bestemmes av og ligger innenfor kontroll av den som leder ovnsdriften. Det er blitt funnet, at under denne endelige avsvovlingsperiode fås de beste resultater ved å øke badets turbulens, særlig hvis badet av en eller annen grunn er blitt over-oksydert. When desulphurisation has progressed to preferably between approx. 1 percent and approx. 3 percent sulphur, e.g. 2 per cent sulphur, as previously mentioned the oxidising gases must be replaced with practically sulphur-free, neutral or somewhat reducing gases, while the bath is heated to or kept at a temperature between approx. 1650 and approx. 1760° C. To maintain this temperature in the bath, the neutral or reducing gas must have a high temperature, and this is best achieved by adding an easily flammable fuel, e.g. natural gas or propane, together with the oxygen. The fuel consumes any excess oxygen and produces a flame of high temperature, whereby the undesirable formation of nickel oxide is prevented. The gases encountered can thus advantageously and gradually be given decreasing oxygen content from technical oxygen, to oxygen-enriched air, to air, to oxygen-depleted, to non-oxidizing or inert and finally to something reducing. It will be understood that once there is a sufficient amount of oxygen present in the bath, the task of the gases encountered is to add heat and to ensure an atmosphere with a low sulfur dioxide partial pressure. The exact oxygen content of the gas is a variable that is determined by and is within the control of the person who manages the furnace operation. It has been found that during this final desulphurisation period, the best results are obtained by increasing the bath's turbulence, particularly if the bath has for some reason been over-oxidised.

Ved den ovenfor beskrevne nye fremgangsmåte får det smeltede nikkel et svovelinnhold på under 0,05 pst., f. eks. 0,01 pst. Blåsing av smeltet nikkelsulfid ned til slike lave svovelinnhold kan i teknisk målestokk utføres på under 8 timer. In the new method described above, the molten nickel has a sulfur content of less than 0.05 per cent, e.g. 0.01 per cent Blowing molten nickel sulphide down to such low sulfur contents can, on a technical scale, be carried out in less than 8 hours.

Den avsluttende avsvovling, som ut-føres i en nøytral eller noe reduserende atmosfære, oppnås hovedsakelig ved reaksjon mellom restsvovel og oksygen i det smeltede metall. I metallbadet foregår det en overraskende stor absorpsjon av oksygen før det opptrer noen synlig oksydfilm på badets overflate. Således ble det i et tilfelle oppnådd et tilsynelatende oppløst oksygeninnhold av 9,5 pst. mens metallet hadde en temperatur av 1700° C, hvilket er et meget høyere innhold enn man kunne vente ut fra studium av nikkel-oksy-genlikevektsdiagrammet. Oppfinnerne antar at en betydelig del av dette oksygen var til stede i form av en overordentlig fin-delt, jevnt dispergert, fast nikkeloksydfase. Et høyt oksygeninnhold i det svovelholdige bad er et nøkkeltrekk ved den foreliggende avsvovlingsprosess i turbulent omrørt metall, da det gjør det mulig å eliminere den oksyderende ovnsatmosfære ved et meget høyere svovelinnhold i metallbadet enn det var mulig i tidligere forsøkte frem-gangsmåter. Det oksygeninnhold i badet, som kreves for effektiv endelig avsvovling, behøver naturligvis ikke å være så høyt som det ovenfor angitte. Svovelet blir fortrinnsvis fjernet uten dannelse av synlig oksyd flytende på badets overflate, dvs. at temperaturen og oksygentilførselen reguleres slik, at badet bibeholder en blank overflate. Hurtig raffinering bevirker at badet får et høyere oksygeninnhold uten dannelse av overflateoksyd, f. eks. uten at badoverflaten blir noe særlig uklar. The final desulphurisation, which is carried out in a neutral or somewhat reducing atmosphere, is mainly achieved by reaction between residual sulfur and oxygen in the molten metal. In the metal bath, a surprisingly large absorption of oxygen takes place before any visible oxide film appears on the surface of the bath. Thus, in one case, an apparent dissolved oxygen content of 9.5% was achieved while the metal had a temperature of 1700° C, which is a much higher content than one would expect from a study of the nickel-oxygen equilibrium diagram. The inventors assume that a significant part of this oxygen was present in the form of an extremely finely divided, evenly dispersed, solid nickel oxide phase. A high oxygen content in the sulfur-containing bath is a key feature of the present desulphurization process in turbulently stirred metal, as it makes it possible to eliminate the oxidizing furnace atmosphere at a much higher sulfur content in the metal bath than was possible in previously attempted methods. The oxygen content in the bath, which is required for effective final desulphurisation, naturally does not need to be as high as that stated above. The sulfur is preferably removed without the formation of visible oxide floating on the surface of the bath, i.e. the temperature and the oxygen supply are regulated so that the bath maintains a glossy surface. Rapid refining causes the bath to have a higher oxygen content without the formation of surface oxide, e.g. without the bath surface becoming particularly cloudy.

Som foran nevnt bør det smeltede bads overflate holdes fri for slagg eller skum. For dette formål blir de oksyderende gasser i ovnen fortrinnsvis erstattet med ikke oksyderende gasser før svovelfjernelsen er skredet frem til under ca. 4 pst. svovel, f. eks. 2 pst. svovel. Desoksydering av det smeltede bad etter svovelfjernelsen kan lett utføres ved å tilsette kullstoff til ovnen. Grafitt har vist seg å være et ut-merket desoksydasjonsmiddel, men også andre desoksyderingsmidler som silisium eller aluminium kan anvendes. Et stort restoksygeninnhold i badet bør naturligvis unngås, da det ellers kreves store mengder av kostbare desoksydasjonsmidler, og det eventuelt kan inntre heftige reaksjoner. As previously mentioned, the surface of the molten bath should be kept free of slag or foam. For this purpose, the oxidizing gases in the furnace are preferably replaced with non-oxidizing gases before the sulfur removal has progressed to below approx. 4 percent sulphur, e.g. 2 percent sulphur. Deoxidation of the molten bath after sulfur removal can be easily carried out by adding charcoal to the furnace. Graphite has proven to be an excellent deoxidizing agent, but other deoxidizing agents such as silicon or aluminum can also be used. A large residual oxygen content in the bath should of course be avoided, as otherwise large quantities of expensive deoxidising agents are required, and violent reactions can possibly occur.

I en modifisert utførelsesform for re-duseringen av nikkelsulfid til metallisk nikkel ved den nye fremgangsmåte foregår den avsluttende avsvovling fra under 4 pst. i en særskilt ovn, på samme måte som beskrevet ovenfor. Denne modifiserte utførelsesform kan være fordelaktig frem-for å foreta den komplette operasjon i én ovn. Sluttraffineringen kan således fore-tas i en ovn hvis vegger ikke er impregnert med sulfid, som forsinker senkningen av svovelinnholdet i badet og som dessuten medfører risiko for re-absorpsjon hvis desoksydering utføres inne i ovnen før tap-pingen. En videre fordel ved å anvende en annen ovn er den at foringen som ikke er impregnert med sulfid gir større ildfast-het hos foringen ved de høye temperaturer som er nødvendig ved sluttavsvov-lingen. Videre bevirker anvendelsen av to ovner at det kan oppnås stø drift i en ovn som bare anvender oksygen og således fås en jevn produksjon av gass som har et høyt svoveldioksydinnhold, mens den annen ovn, som arbeider med gass som er fattiggjort på oksygen, dvs. som inneholder lite eller intet oksygen, kan drives med større rotasjonshastighet. Dessuten kan oksyd, som måtte bli dannet i den første ovn, bibeholdes i denne så det senere kan reagere med frisk charge slik at sluttblå-singen i den annen ovn kan utføres uten risiko for slaggdannelse. In a modified embodiment for the reduction of nickel sulphide to metallic nickel in the new method, the final desulphurisation from less than 4 per cent takes place in a special furnace, in the same way as described above. This modified embodiment may be advantageous over carrying out the complete operation in one furnace. The final refining can thus be carried out in a furnace whose walls are not impregnated with sulphide, which delays the lowering of the sulfur content in the bath and which also entails a risk of re-absorption if deoxidation is carried out inside the furnace before bottling. A further advantage of using a different furnace is that the liner, which is not impregnated with sulphide, provides greater refractoriness of the liner at the high temperatures which are necessary for the final desulphurisation. Furthermore, the use of two furnaces means that stable operation can be achieved in a furnace that uses only oxygen and thus a steady production of gas that has a high sulfur dioxide content is obtained, while the other furnace, which works with gas that is depleted of oxygen, i.e. which contain little or no oxygen, can be operated at a higher rotational speed. Moreover, oxide, which had to be formed in the first furnace, can be retained in this so that it can later react with fresh charge so that the final blasting in the second furnace can be carried out without the risk of slag formation.

Det er å bemerke, at den her beskrevne nye fremgangsmåte for reduksjon av nikkelsulfid til metallisk nikkel kan utføres med bare meget små nikkeltap på grunn av slagging i form av oksyd eller av dannelse av støv som går bort i ekshaustgas-sene; utbyttet av nikkel blir derfor over 99 pst. Oppfinnerne har med denne fremgangsmåte fremstilt nikkel som inneholder bare 0,009 pst. svovel, 0,02 pst. silisium, 0,0017 pst. bly, 0,0001 pst. sink, 0,0004 pst. vismut og 0,0014 pst. antimon. It should be noted that the new process described here for reducing nickel sulphide to metallic nickel can be carried out with only very small nickel losses due to slagging in the form of oxide or the formation of dust which is lost in the exhaust gases; the yield of nickel is therefore over 99 per cent. With this method, the inventors have produced nickel which contains only 0.009 per cent sulphur, 0.02 per cent silicon, 0.0017 per cent lead, 0.0001 per cent zinc, 0.0004 per cent bismuth and 0.0014 percent antimony.

Den overordentlige viktighet og nød-vendighet av å anvende sterk turbulens i ovnsbadet bevises ved at man ikke opp-når de ønskede resultater ved å blåse i en stillestående ovn, slik som beskrevet i det nedenstående eksempel IV, i hvilket nik-kelreduksjonsreaksjonen opphørte ved et svovelinnhold på 2 pst. i badet, på grunn av altfor stor lokal oksydasjon med derav følgende dannelse av et ovenpå flytende, ugjennomtrengelig, hårdt lag av nikkeloksyd. Et liknende resultat fås hvis man forsøker å nedsette badets svovelinnhold til under ca. 1 pst. svovel før oksygenet erstattes med meget hete, svakt oksyderende, ikke-oksyderende, nøytral og/eller reduserende gasser, som her er blitt kalt på oksygen fattiggjorte gasser. I tilfelle hvor jernholdig nikkelmatte først blåses i den autogene reduksjonsovn for fjernelse av jern, blir den herved dannede slagg behandlet for gjenvinning av dens nikkelinnhold. Med fordel blir slagg som dannes i det første trinn av fjernelsen av jern, og som har lavt nikkelinnhold, tatt ut og behandlet for gjenvinning av dens nikkelinnhold, hvis det ønskes, mens den slagg som dannes i det siste trinn av fjernelsen av jern får forbli i ovnen, slik at dens nikkelinnhold gjenvinnes ved ytterligere tilsetning av konsentrat eller matte. Etter at en komplett charge av smeltet matte er blitt bygget opp i autogenovnen, blir slagg som er dannet ved sluttfjernelsen av jernet tatt ut og kan behandles med friskt sulfid i en parallell autogen-reduksjonsovn. The extreme importance and necessity of using strong turbulence in the furnace bath is proven by the fact that the desired results are not achieved by blowing in a stationary furnace, as described in Example IV below, in which the nickel reduction reaction ceased at a sulfur content of 2 per cent in the bath, due to excessive local oxidation with the consequent formation of a floating, impermeable, hard layer of nickel oxide on top. A similar result is obtained if one tries to reduce the sulfur content of the bath to below approx. 1 percent sulfur before the oxygen is replaced with very hot, weakly oxidizing, non-oxidizing, neutral and/or reducing gases, which have here been called oxygen-depleted gases. In the case where ferrous nickel mat is first blown in the autogenous reduction furnace to remove iron, the slag thus formed is treated to recover its nickel content. Advantageously, slag formed in the first stage of iron removal, which has a low nickel content, is taken out and treated to recover its nickel content, if desired, while the slag formed in the last stage of iron removal is allowed to remain. in the furnace, so that its nickel content is recovered by further addition of concentrate or mat. After a complete charge of molten mat has been built up in the autogenous furnace, slag formed by the final removal of the iron is taken out and can be treated with fresh sulphide in a parallel autogenous reduction furnace.

I tilfelle av at nikkelsulfidmaterialer, som skal behandles ved den foreliggende prosess, inneholder kopper- eller kobolt-mengder som ikke kan godtas i nikkelme-tallet, f. eks. over ca. 0,10 pst. kopper og/ eller over ca. 0,75 pst. kobolt i metallet, må sulfidmaterialet behandles for fjernelse av kopper og/eller kobolt. In the event that nickel sulphide materials, which are to be treated by the present process, contain copper or cobalt amounts which cannot be accepted in the nickel metal number, e.g. over approx. 0.10 percent cups and/or over approx. 0.75 percent cobalt in the metal, the sulphide material must be treated to remove copper and/or cobalt.

Kopperet bør fjernes før avsvovlings-behandlingen i den toppblåste reduksjonsovn. Det har vist seg særlig fordelaktig å fjerne kopperet ved hjelp av en ny ekstra - heringsmetode med et oppløsningsmiddel, nemlig ved en væske-væske-ekstrahering som foregår ved høy temperatur. Denne nye fremgangsmåte er beskrevet i patent nr. 104 322. The copper should be removed before the desulphurisation treatment in the top-blown reduction furnace. It has proven particularly advantageous to remove the copper by means of a new extraction method with a solvent, namely by a liquid-liquid extraction which takes place at a high temperature. This new method is described in patent no. 104 322.

Som foran nevnt kan den smeltede As mentioned above, it can be melted

nikkelmatte, fra hvilken kopperet med fordel er blitt ekstrahert ned til under ca. 0,10 pst. kopper, overføres tii autogen-reduksjonsovnen, fortrinnsvis etter at eventuelt resterende natriumsalter som er til stede etter kopperfjernelsen er blitt fjernet ved en kortvarig blåsing med luft ved forholdsvis lav temperatur i en særskilt be-holder og blitt dekantert fra for å anvendes om igjen. Men i tilfelle hvor nikkelsulfidmaterialet inneholder edle metaller kan disse fjernes ved hjelp av kjente metoder, f. eks. ved blåsing så det fås et underskudd av svovel, kjøling, størkning, maling og fjernelse av de i metallproduktet konsen-trerte edle metaller. Nikkelsulfidet kan deretter lutes ut med vann for å fjerne natriumsalter, tørkes og så føres direkte inn i autogen-reduksjonsovnen. nickel mat, from which the copper has been advantageously extracted down to below approx. 0.10 per cent copper, is transferred to the autogenous reduction furnace, preferably after any remaining sodium salts present after the copper removal have been removed by a short blast of air at a relatively low temperature in a separate container and decanted from in order to be used again. But in cases where the nickel sulphide material contains noble metals, these can be removed using known methods, e.g. by blowing, there is a deficit of sulphur, cooling, solidification, grinding and removal of the noble metals concentrated in the metal product. The nickel sulphide can then be leached out with water to remove sodium salts, dried and then fed directly into the autogen reduction furnace.

Under spesielle forhold kan kobolt fjernes, under omdannelsen av sulfidmaterialet til metall, ved å blåse det smeltede materiale med en på oksygen rik gass, ved et svovelinnhold på over ca. 3 pst., slik at kobolt oksyderes selektivt i nærvær av et flussmiddel som f. eks. kiselsyre. Koboltet blir deretter skummet bort i form av slagg. Den smeltede chargés svovelinnhold vedlikeholdes på over ca. 3 pst. ved kontinuerlig tilsetning av friskt sulfidmateriale til autogen-reduksjonsovnen, mens man blåser for å fjerne svovel og kobolt. Når ovnen har fått full charge og tilstrekkelig kobolt er blitt fjernet, fullføres toppblå-singen av den smeltede charge på foran beskreven måte for dannelse av metallisk nikkel. Den koboltrike slagg kan hensikts-messig behandles på i og for seg kjent måte for gjenvinning av kobolt. Det vil imidlertid forstås, at dannelse av denne slagg kan ha uheldig innvirkning på den foreliggende nye fremgangsmåte, som er beskrevet foran, slik at fjernelse av kobolt på denne måte ikke alltid kan utføres. Under special conditions, cobalt can be removed, during the conversion of the sulphide material to metal, by blowing the molten material with an oxygen-rich gas, at a sulfur content of over approx. 3 per cent, so that cobalt is selectively oxidized in the presence of a flux such as e.g. silicic acid. The cobalt is then skimmed away in the form of slag. The sulfur content of the molten chargé is maintained at over approx. 3 percent by continuously adding fresh sulphide material to the autogen reduction furnace, while blowing to remove sulfur and cobalt. When the furnace has been fully charged and sufficient cobalt has been removed, the top blasting of the molten charge is completed in the manner described above to form metallic nickel. The cobalt-rich slag can be appropriately treated in a manner known per se for the recovery of cobalt. It will be understood, however, that the formation of this slag can have an adverse effect on the present new method, which is described above, so that the removal of cobalt in this way cannot always be carried out.

Det følgende eksempel belyser de gode resultater som kan oppnås ved å anvende oppfinnernes metode for fjernelse av kobolt fra nikkelsulfid. The following example illustrates the good results that can be achieved by using the inventors' method for removing cobalt from nickel sulphide.

Eksempel 1 Example 1

Smeltet nikkelmatte, som inneholdt 2,7 pst. kobolt og resten praktisk talt bare nikkel og svovel, ble partielt redusert til 10 pst. svovel ved toppblåsing med oksygen ved 1370° C. Deretter ble det tilsatt kiselsyreflussmiddel, og blåsingen med oksygen ble fortsatt i 15 minutter så kobolt ble selektivt oksydert, og deretter fjernet som slagg. Den endelige matte med lavt svovelinnhold inneholdt 0,6 pst. kobolt, 90,3 pst. nikkel og resten hovedsakelig svovel. Forholdet mellom nikkel og kobolt ble ved denne behandling øket fra 25 : 1 til 150 : 1. Molten nickel matte, containing 2.7 per cent cobalt and the remainder practically only nickel and sulphur, was partially reduced to 10 per cent sulfur by top blowing with oxygen at 1370° C. Silicic acid flux was then added, and blowing with oxygen continued for 15 minutes so cobalt was selectively oxidized, and then removed as slag. The final low sulfur matte contained 0.6 percent cobalt, 90.3 percent nickel, and the remainder primarily sulfur. The ratio between nickel and cobalt was increased by this treatment from 25:1 to 150:1.

For å gi en tydelig belysning av oppfinnelsen anføres de følgende illustrerende eksempler: In order to provide a clear explanation of the invention, the following illustrative examples are given:

Eksempel 2 Example 2

En sulfidmalm som inneholdt nikkel, kopper, kobolt, jern og gangarter ble ved vanlige metoder behandlet slik at man fikk et konsentrat som inneholdt 12,0 pst. nikkel, 1,6 pst. kopper, 0,4 pst. kobolt, 40,0 pst. jern, 31,0 pst. svovel og 7 pst. kiselsyre. Dette konsentrat ble smeltet autogent med oksygen, så man fikk en matte som inneholdt 48,2 pst. nikkel, 8,6 pst. kopper, 1,6 pst. kobolt, 28 pst. svovel og resten hovedsakelig jern. Slaggen fra denne operasjon, som inneholdt 1,5 pst. nikkel, ble fjernet for senere å behandles for utvinning av dens verdifulle metaller. Deretter ble matten blåst med oksygen, så man fikk en praktisk talt jernfri matte, som ble tappet, så det i ovnen ble tilbake en slagg med høyt nikkelinnhold, for senere reduksjon med frisk charge. Denne matte ble deretter behandlet for fjernelse av kopper. Den resulterende praktisk talt jern- og kopper-fri matte ble behandlet for fjernelse av kobolt, på den i eks. 1 beskrevne måte. Den således behandlede matte ble toppblåst med oksygen, ved en temperatur som steg til 1565° C, hvorved mattens svovelinnhold ble 3 pst. Den således blåste matte kan behandles som foran beskrevet for den avsluttende fjernelse av svovel. A sulphide ore containing nickel, copper, cobalt, iron and gangues was treated by usual methods so that a concentrate containing 12.0 per cent nickel, 1.6 per cent copper, 0.4 per cent cobalt, 40.0 per cent iron, 31.0 per cent sulfur and 7 per cent silicic acid. This concentrate was smelted autogenously with oxygen to give a matte containing 48.2% nickel, 8.6% copper, 1.6% cobalt, 28% sulfur and the remainder mainly iron. The slag from this operation, which contained 1.5 percent nickel, was removed to later be processed to extract its valuable metals. The mat was then blown with oxygen, so you got a practically iron-free mat, which was drained, leaving a slag with a high nickel content in the furnace, for later reduction with fresh charge. This mat was then treated for cup removal. The resulting virtually iron- and copper-free mat was treated to remove cobalt, on which in Ex. 1 described way. The thus treated mat was top blown with oxygen, at a temperature which rose to 1565° C, whereby the sulfur content of the mat became 3 per cent. The thus blown mat can be treated as described above for the final removal of sulphur.

Det skal bemerkes at den samme sulfidmalm som behandlet i dette eksempel, kan behandles på lignende måte, slik at det dannes en nikkel-kopperlegering med den eneste forskjell at koppereliminering utelates. I et slikt tilfelle blåses nikkel-koppermatte som inneholder 48,2 pst. nikkel, 8,6 pst. kopper, 1,6 pst. kobolt, 28 pst. svovel og resten hovedsakelig jern med oksygen for å fjerne jernet og danne en nikkelkoppermatte som er i det vesentlige fri for jern. Denne nikkel-koppermatte blåses for å fjerne kobolt ved hjelp av den fremgangsmåte som er beskrevet i eksempel 1 og toppblåses deretter med oksygen for å danne en metallisk nikkel-kopperlegering med et kopperinnhold på ca. 15 pst. It should be noted that the same sulphide ore treated in this example can be treated in a similar manner to form a nickel-copper alloy with the only difference being that copper elimination is omitted. In such a case, nickel-copper mat containing 48.2% nickel, 8.6% copper, 1.6% cobalt, 28% sulfur, and the remainder mainly iron is blown with oxygen to remove the iron and form a nickel-copper mat which is essentially free of iron. This nickel-copper mat is blasted to remove cobalt by the method described in Example 1 and then topblasted with oxygen to form a metallic nickel-copper alloy with a copper content of about 15 percent

Eksempel 3 Example 3

4,4 tonn smeltet nikkelmatte, som inneholdt 70,9 pst. nikkel, 4,8 pst. kopper, 1,0 pst. jern og 23,3 pst. svovel, ble topp- 4.4 tonnes of molten nickel matte, containing 70.9 per cent nickel, 4.8 per cent copper, 1.0 per cent iron and 23.3 per cent sulphur, was top-

blåst med oksygen i en ovn i likhet med den i fig. 1 og 2 viste, som roterte med 20 omdreininger pr. min., ved en temperatur på 1650° C. Kjøling ble foretatt ved å blåse inn luft sammen med oksygen. Det smeltede materiale ble blåst ned til 1,4 pst. svovel, og på dette punkt ble propan blåst inn sammen med oksygenet og ovnens ra-tasjonshastighet ble øket til 30 omdreininger pr. minutt. Badets temperatur steg til og ble holdt på ca. 1700° C, og det smeltede bad ble blåst ned til et svovelinnhold på 0,02 pst. Ved slutten av blåsingen hadde badet et oksygeninnhold av 1,9 pst. som ble fjernet ved å sette grafitt til badet i ovnen. Den samlede blåsetid inntil den endelige avsvovling var 7 timer og 50 minutter. blown with oxygen in a furnace similar to that in fig. 1 and 2 showed, which rotated at 20 revolutions per min., at a temperature of 1650° C. Cooling was carried out by blowing in air together with oxygen. The molten material was blown down to 1.4 percent sulphur, at which point propane was blown in with the oxygen and the furnace's rotation speed was increased to 30 revolutions per minute. minute. The bath's temperature rose to and was maintained at approx. 1700° C, and the molten bath was blown down to a sulfur content of 0.02 per cent. At the end of the blowing, the bath had an oxygen content of 1.9 per cent, which was removed by adding graphite to the bath in the furnace. The total blowing time until the final desulphurisation was 7 hours and 50 minutes.

Eksempel 4 Example 4

For å belyse den overordentlige viktighet av sterk mekanisk frembrakt om-røring av det smeltede bad under blåsingen, ble 4,3 tonn av den samme matte som i eks. 3 blåst med oksygen på liknende måte som i dette eksempel, med den forskjell at ovnen ble holdt i ro. Etter 8 timer og 40 minutters blåsing var badets svovelinnhold bare blitt nedsatt til 2 pst., videre reaksjon opphørte, og blåsingen måtte avsuttes på grunn av at nikkeloksyd samlet seg og dannet et tungt, ugjennomtrengelig lag, som fløt ovenpå metallet. In order to highlight the extreme importance of strong mechanical agitation of the molten bath during blowing, 4.3 tonnes of the same mat as in ex. 3 was blown with oxygen in a similar way as in this example, with the difference that the furnace was kept still. After 8 hours and 40 minutes of blowing, the sulfur content of the bath had only been reduced to 2 per cent, further reaction ceased, and the blowing had to be stopped because nickel oxide collected and formed a heavy, impermeable layer, which floated on top of the metal.

Det er å merke, at ved hjelp av den foran beskrevne oppfinnelsen kan metallisk nikkel fremstilles direkte fra nikkelkonsentrater som er fått ved flotasjon av nik-kelsulfidmalmer etter at kopper er blitt fjernet av den fremgangsmåte som er beskrevet i patent nr. 104 322. Det er kjent at pentlandittkonsentrat kan oksygen-flash-smeltes til en nikkelflate, som beskrevet i U.S. patent nr. 2 668 107 av en av den foreliggende fremgangsmåtes opp-finnere. Den foreliggende nye fremgangsmåte danner en forbedring av den i det nevnte patent beskrevne metode, derved at man ved foreliggende fremgangsmåte får som produkt metallisk nikkel, i stedet for nikkelmatte som har et stort innhold av forurensninger. Som en sammenfatning av oppfinnernes nye metode for behandling av nikkelkonsentrater for direkte fremstilling av metallisk nikkel kan det sies at man fører tørt nikkelkonsentrat, f. eks. pentlandittkonsentrat, inn i smeltet materiale i en ovn for autogen reduksjon, som beskrevet foran, og blåser for å fjerne jern, som kan slagges av ved tilsetning av kiselsyreflussmiddel. Den slagg som dan- It is to be noted that by means of the invention described above, metallic nickel can be produced directly from nickel concentrates obtained by flotation of nickel sulphide ores after copper has been removed by the method described in patent no. 104 322. It is known that pentlandite concentrate can be oxygen flash melted to a nickel surface, as described in U.S. Pat. patent no. 2 668 107 by one of the inventors of the present method. The present new method forms an improvement on the method described in the aforementioned patent, in that the present method produces metallic nickel as a product, instead of nickel mat which has a large content of impurities. As a summary of the inventors' new method for treating nickel concentrates for the direct production of metallic nickel, it can be said that dry nickel concentrate, e.g. pentlandite concentrate, into molten material in an autogenous reduction furnace, as described above, and blowing to remove iron, which can be slaged off by the addition of silicic acid flux. The slag that dan-

nes i det første jernfjernelsestrinn og som nes in the first iron removal step and which

har lavt nikkelinnhold, fjernes fra ovnen, has a low nickel content, is removed from the oven,

og den slagg som dannes i det avsluttende and the slag that forms in the final stage

jernfjernelsestrinn får forbli i ovnen, for iron removal step may remain in the furnace, for

at dens nikkelinnhold kan ekstraheres ved that its nickel content can be extracted by

ytterligere tilsetning av konsentrat. Etter further addition of concentrate. After

at jernfjernelsen er fullført, kan det smeltede materiale bli behandlet for fjernelse that iron removal is complete, the molten material can be processed for removal

av kopper, og blir deretter blåst direkte of cups, and is then blown directly

til metallisk nikkel, hvilken operasjon er to metallic nickel, which operation is

detaljert beskrevet ovenfor. detailed above.

Det er videre å bemerke, at den her It is further to note that the one here

beskrevne fremgangsmåte er særdeles godt The method described is extremely good

egnet for behandling av rå matter, som suitable for processing raw materials, such as

er fått av laterittiske nikkelholdige malmer. Disse matter, som inneholder betyde-lige mengder jern og noe kobolt, kan blåses i autogenreduksjonsovnen for å fjerne is obtained from lateritic nickel-bearing ores. These mats, which contain significant amounts of iron and some cobalt, can be blown in the autogen reduction furnace to remove

jern, svovel og kobolt for direkte produksjon av metallisk nikkel. Da disse lateritt-malmer normalt ikke inneholder kopper iron, sulfur and cobalt for the direct production of metallic nickel. As these laterite ores normally do not contain copper

eller edle metaller, behøver det smeltede or precious metals, it needs molten

materiale ikke å behandles for fjernelse material not to be processed for removal

av disse, men hvis malmene har et betydelig koboltinnhold, kan matten behandles for fjernelse av kobolt på den foran of these, but if the ores have a significant cobalt content, the mat can be treated to remove cobalt on the front

beskrevne måte. described way.

Det er også å bemerke, at de tidligere It is also worth noting that the former

foreslåtte metoder for direkte reduksjon proposed methods of direct reduction

av nikkelrik matte til metallisk handelsnikkel eller nikkel-kopperlegeringer slo of nickel-rich matte to metallic commercial nickel or nickel-copper alloys struck

fullstendig feil på grunn av dannelse av complete failure due to formation of

metalloksyder i stedet for metall, med det metal oxides instead of metal, with that

resultat at det dannet seg massive ansamlinger og ovenpå flytende slagg som kvalte The result was that massive accumulations formed and floating slag on top that suffocated

reaksjonen lenge før den var komplett, og the reaction long before it was complete, and

også på grunn av at den ildfaste foring also due to the refractory lining

ble ødelagt fordi badet ble blåst fra under was destroyed because the bathroom was blown from below

dettes overflate, og/eller fordi badet ikke its surface, and/or because the bathroom does not

ble tilstrekkelig omrørt slik at altfor lokale was sufficiently stirred so that too local

temperaturstigninger kunne finne sted. temperature rises could take place.

Claims

1 The procedure for the production of

metallic nickel by autogenous reduction of a nickel sulphide material, where the nickel sulphide material is blown in a molten state with oxygen-containing gases at an elevated temperature, and the oxygen-containing gases are replaced with hot oxygen-poor gases when the sulfur content in the bath has been lowered to less than approx. 4 percent, character served by directing oxygen-rich gases consisting of technical oxygen or oxygen-enriched air towards the surface of the molten bath of nickel sulphide to autogenously reduce the sulphide, and that during the reduction the bath is kept in a turbulent state by means of non-pneumatically induced agitation, the temperature in the molten bath is rapidly raised to reach a bath temperature above 1540° C and the oxygen-rich gases are replaced by hot oxygen-poor gases, preferably neutral or slightly reducing gases, when the sulfur content in the bath has been lowered to less than approx. 4 per cent and the uniformly distributed oxygen content in the turbulent metal bath is greater than that required to oxidize the remaining sulfur content in the bath, and after this replacement the bath temperature is kept above 1650° C.

2. Method according to claim 1, characterized in that the non-pneumatically induced stirring of the molten bath is produced by rotation of the furnace.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the blowing is continued until the sulfur content is less than 0.05 per cent, preferably until the sulfur content is 0.02 per cent, in the metallic nickel.

4. Method according to any one of claims 1-3, where the nickel sulphide material contains cobalt, characterized in that before the bath temperature is raised to above 1540° C, the sulfur content in the molten bath is kept at more than 3 percent. by adding fresh sulphide material to oxidize cobalt and remove it as slag.

5. Method according to any one of claims 1-3, characterized in that the temperature in the molten bath is kept between 1650 and 1760° C during the removal of the residual sulphur.

6. Application of the method according to any one of claims 1-3 on a nickel sulphide material containing copper to produce metallic nickel-copper alloy.