NO790339L - Fremgangsmaate ved behandling av visse skrapmetall - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved behandling av visse skrapmetall

oppfinnelsen angår generelt oppløsning av visse skrapmetall og nærmere bestemt en utlutingsmetode for å oppløse skrapmetall som inneholder kombinasjonen av (a) et metall fra gruppen kobolt, nikkel og blandinger derav og (b) et ildfast metall fra gruppen molybden, krom, wolfram og blandinger derav.

I de senere år er bruk av såkalte "superlegeringer" blitt større på grunn av behovet for gjenstander med de spesielle egenskaper som erholdes ved bruk av disse materialer, som høy-temperaturfasthet, motstandsdyktighet overfor oxydasjon ved høy temperatur og korrosjonsmotstandsdyktighet etc. Efter hvert som bruken av disse superlegeringer tiltar, øker også mengden av skrapmetaller og andre avfallsmaterialer som inneholder disse superlegeringer. Det vanlige superlegeringsskrap omfatter slike fysikalsk sterkt forskjellige gjenstander som brukte og kvalitets-messig utilfredsstillende artikler, dreiespon, slipespon, støpe-øseskall, formløp, gnistavfall og avfalls<p>rodukter som slig,

slam og slagger. Som anvendt heri er betegnelsen "skrap" derfor ment uten å være begrensende å omfatte skrap i en hvilken som helst av de ovennevnte former.

På grunn av den kjensgjerning at skrapmetall av de ovennevnte typer inneholder metaller av stor økonomisk betydning, foreligger det for tiden et klart behov for egnede metoder ved hjelp av hvilke slikt skrap kan behandles for å gjenvinne i det minste visse av de verdifulle metaller fra skrapet i kommersielt anvendbar form. Disse metallskrap omfatter vesentlige mengder av de superlegeringer som i alminnelighet inneholder betydelige mengder nikkel og/eller kobolt, og forskjellige planer er blitt foreslått for å utvinne disse verdifulle metaller fra slikt skrap.

I US<p>atentskrift nr. 3649487 er beskrevet en fremgangsmåte hvor metallskra<p>som inneholder kombinasjonen av minst ett grunn- metall fra gruppen jern, nikkel, kobolt og kobber og minst ett metall med høyt smeltepunkt fra gruppen krom, molybden og wolfram, behandles elektrolytisk for å utvinne de verdifulle grunnmetaller fra skrapet. Ved den nevnte fremgangsmåte forbehandles metallskrapet for å omdanne de ovennevnte metaller med høyt smeltepunkt til deres tilsvarende carbider, borider, silicider, nitrider og/ eller fosfider. Det på denne måte forbehandlede metallskrap opp-løses derefter anodisk ved en spenning av under 4 V i en nøytral eller sur elektrolytt av salter av en ikke-oxyderende syre. På grunn av kombinasjonen av forbehandlingstrinnet og opprettholdelsen av en lav spenning under elektrolysen er det angitt at oppløsningen av metallskrapet finner sted på en slik måte at grunnmetallene opp-løses og at ett eller flere av disse til slutt avsettes på katoden, mens metallene med høyt smeltepunkt holder seg i det vesentlige uoppløst og holdes tilbake på anoden i form av et anodeslim eller

-skjelett.

I US patentskrift nr. 3607236 er beskrevet en fremgangsmåte hvor superlegeringsmetallskrap oppløses ved tilbakelø<p>sperkolering av klorert, varm, vandig saltsyre gjennom et lag av skrapet. Efter hver gjennomgang mettes utlutingsvæsken av saltsyre på ny med klor-gass. Den beskrevne oppløsningsprosess er bare delvis selektiv overfor wolfram og er ikke selektiv overfor de øvrige verdifulle metaller. I det vesentlige hele mengden av superlegeringsmetall-skrapet blir således oppløst i utlutingsvæsken. Den anrikede utlutingsvæske fra denne oppløsningsprosess behandles ved hjelp av forskjellige metoder som carbonadsorpsjon, filtrering, oppløsnings-middelekstraksjon, avdrivning, oxydasjon og selektiv utfelling

for å separere og gjenvinne wolfram, molybden, jern, kobolt, krom og nikkel.

I US patentskrift nr. 3544309 er beskrevet en fremgangsmåte hvor nikkellegeringsskrap oppløses i vandig saltsyre. Krom-, jern-, kobolt- og nikkelinnholdet i den anrikede utlutingsvæske isoleres og separeres ved hjelp av en-rekke utfellingstrinn under anvendelse av magnesiumoxyd og ved hjelp av et oppløsningsmiddel-ekstraksjonstrinn. Saltsyre og magnesiumoxyd rekonstitueres til slutt ved denne prosess, og disse midler resirkuleres for prosessens o<p>pløsnings- og utfellingstrinn. Det er av betydning å merke seg at patentinnehaveren advarer brukerne av oppfinnelsen mot å fore- ta noen behandling av metallskra<p>et som vil øke dets innhold av carbon eller nitrogen, da en slik forbehandling angis å gjøre skrapet uoppløselig.

Hver av de ovennvnte prosesser er beheftet med visse ulemper som er tilbøyelige til å hindre en utstrakt kommersiell anvendelse av prosessene. Således antas det at omkostningene ved fremgangsmåten ifølge US patentskrift nr. 3649487 er utilfredsstillende på grunn av<p>rosessens behov for elektrisk energi og på grunn av de høye investerings- og driftsomkostninger som vanligvis er for-bundet med drift av elektrolyseceller. Fremgangsmåten ifølge US patentskrifter nr. 3607236 og nr. 3544309 fører ikke til noen vesentlig separering av de verdifulle metaller under o<p>pløsningen av metallskrapet, og hver av disse prosesser krever således en rekke forholdsvis kompliserte og kostbare behandlingstrinn for den anrikede utlutingsvæske efter oppløsningstrinnet for å oppnå separering og utvinning av de verdifulle metaller fra den anrikede utlutingsvæske. Begge disse prosesser er dessuten basert på ekstreme oppløsningsbetingelser for å erholde en rimelig hurtig oppløsning av de normalt syrefaste legeringer.

Det har imidlertid ifølge oppfinnelsen vist seg at en sterkt selektiv og aksepterbar hurtig oppløsning av tilført skrapmetall som inneholder kombinasjonen av (a) minst ett metall fra gruppen nikkel, kobolt og blandinger derav og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen molybden, wolfram, krom og blandinger derav, kan oppnås ved hjelp av syreutluting eller ammoniakalsk utluting av spesielt preparert skrap.

Det tas derfor ved oppfinnelsen hovedsakelig sikte på å tilveiebringe en ny utlutingsprosess for oppløsning av skrapmetall som inneholder kombinasjonen av (a) minst ett metall fra gruppen kobolt, nikkel og blandinger derav og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen krom, molybden, wolfram og blandinger derav, hvor nikkel- og/eller koboltinnholdet i skrapet i det vesentlige opp-løses i utlutingsvæsken, mens ildfaste, metaller hovedsakelig blir tilbake i utlutingsresten.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe

en ikke-elektrolytisk syreutlutingsprosess eller ammoniakalsk utlutingsprosess for å oppløse skrapmetall av den ovennevnte type og hvor det tilførte skrapmetall omfatter legeringer som

normalt ikke er op<p>løselige i vandige syreoppløsninger eller ammoniakalskeo<p>pløsninger.

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe en ikke-elektrolytisk syreutlutingsprosess eller ammoniakkalsk utlutingsprosess for å oppløse skrapmetall av den ovennevnte type, hvor nikkel- og/eller koboltinnholdet i skrapmetallet hovedsakelig oppløses, og hvor den erholdte utlutingsvæske kan behandles for å utvinne nikkel- og/eller koboltinnholdet fra denne.

Det tas ved oppfinnelsen dessuten sikte på å tilveiebringe en ny ammoniakalsk . utlutingsprosess for å oppløse skrapmetall av den ovennevnte type, hvor nikkel- og/eller koboltinnholdet i skrapmetallet i det vesentlige oppløses, idet utlutingsprosessen kan utføres på ikke-elektrolytisk eller elektrolytisk måte.

Ifølge oppfinnelsen smeltes tilført skrapmetall som inneholder kombinasjonen av (a) minst ett metall fra gruppen nikkel, kobolt og blandinger derav og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen krom, molybden, wolfram og blandinger derav, en effektiv mengde carbon tilsettes til smeiten, og den således oppkullede smelte størknes slik at innholdet av det ildfaste metall eller de ildfaste metaller (b) omdannes til carbider. Dette oppkullede tilførte skrapmetall oppløses derefter i en ammmoniakalsk - utlutingsvæske eller oppløses på ikke-elektrolytisk måte i en syreutlutingsvæske eller en ammoniakalsk utlutingsvæske, hvorved innholdet asr nikkel og/eller kobolt i det tilførte materiale hovedsakelig overføres til utlutingsvæsken, mens de o<p>pkullede ildfaste metaller (b) i det tilførte materiale i det vesentlige blir tilbake som en rest. De erholdte oppløsningsprodukter, omfattende utlutingsvæsken og utlutingsresten, kan skilles fra hverandre, og hvert av produktene kan derefter behandles for å utvinne de ønskede verdifulle metaller fra disse.

På tegningen er skjematisk vist et flytskjema for den foreliggende fremgangsmåte sammen med vis.se foretrukne og.valgfrie ut-førelsesformer av denne.

Som nevnt ovenfor omfatter den opprinnelige skraptilførsel ved utførelsen av den foreliggende oppfinnelse i alminnelighet et hvilket som helst metallskrap som inneholder kombinasjonen av:

(a) minst ett metall fra gruppen nikkel, kobolt og blandinger derav, og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen krom, molybden, wolfram og blandinger derav.

De skrapmetalltilførsler som er av interesse, kan ha en rekke forskjellige sammensetninger som enten er beregnede eller rent tilfeldige, og de kan omfatte f.eks. mekaniske blandinger av ett eller flere av de følgende materialer: nikkelbaserte legeringer, koboltbaserte legeringer, stål og jernlegeringer, magnet-legeringer, nikkel-kobberlegeringer og aluminiumlegeringer etc.

Av spesiell interesse er de skrapmetalltilførsler som inneholder vesentlige mengder av de såkalte kobolt- eller nikkelbaserte legeringer, spesielt superlegeringer. Superlegeringer har vanligvis et lavt jerninnhold av under ca. 4 0 vekt% og er ofte motstandsdyktige overfor angrep av og oppløsning i vandige syreutlutingsvæsker under betingelser som ikke er ekstraordinære. Slike kobolt- eller nikkelbaserte superlegeringer kan f.eks. utgjøres av legeringer som overensstemmer med AMS-spesifikasjonene 5536G, 5532B og 5608 og med ASME Code Cases 1642-2 og 1410-4. Superlegeringer antas også som regel å være motstandsdyktige overfor angrep av og oppløsning i ammoniakalske.. utlutingsvæsker under betingelser som ikke er ekstraordinære. Av spesiell interesse er de skra<p>metalltilførsler som ved smelting gir en smeltet masse som like før den størkner vil inneholde minst ca. 24 vekt% nikkel pluss kobolt oa minst 8 vekt% av ett eller flere av de ildfaste metaller fra den ovennevnte gruppe (b).

Det bør selvfølgelig erkjennes at skrapet som anvendes som utgangsmaterialer, også kan inneholde: forskjellige verdifulle metaller eller metalloider (i elementær eller kjemisk bundet form, som oxyder) foruten de spesielle metaller i henhold til gruppene (a) og (b) som er nødvendige for utførelsen av den foreliggende oppfinnelse. Egnede skrap som kan anvendes som utgangsmaterialer kan således også inneholde f.eks. ett'eller flere elementer, legeringer eller forbindelser av magnesium, jern, bor, aluminium, yttrium, lantan, silicium, titan, zirkonium, hafnium, vanadium, niob, mangan, kobber og lignende metaller.

Avhengig av den nøyaktige art av den op<p>rinnelige skrap-metalltilf ørsel , dens sammensetning og opprinnelsen for dens be- standdeler tas det også sikte på at utførelsen av den foreliggende oppfinnelse ofte kan påvirkes gunstig når skrapmetalltilførselen før behandlingen ifølge oppfinnelsen utsettes for vanlige rense-prosesser for skrapmetall, som avfetting og partikkelrensing.

O<p>pkulling av de ildfaste metaller fra gruppen (b) i en egnet opprinnelig skraptilførsel kan utføres ved å smelte det tilførte materiale, med eller uten en slagg, ved hjelp av en hvilken som helst egnet prosess, som ved" smelting i en lysbueovn eller induksjonsovn. Kull innføres derefter i det erholdte smeltede metall-

bad ved hjelp av en hvilken som helst egnet metode, f.eks. ved å injisere grafitt eller koks i det smeltede metallbad under anvendelse av en inert bærergass, som argon. Carbonet kan eventuelt også tilsettes i en tappeøse under tapping av det smeltede skrap.

En ytterligere som regel egnet måte å tilsetté carbon på er å tilveiebringe tilstrekkelig med carbon i den opprinnelige skrap-metalltilf ørsel før denne smeltes. Dette kan gjøres f.eks. ved å tilsette carbon til den opprinnelige tilførsel før smelting eller ved egnet forhåndsvalg og blanding av to eller flere forskjellige metallskra<p>, hvor ett eller flere av disse skrap allerede inneholder tilstrekkelig med carbon til å bevirke oppkulling av de ildfaste metaller fra gruppen (b) i den erholdte sammensatte opprinnelige skraptilførsel. Ved anvendelse av en hvilken som helst av disse metoder vil det derfor fås et smeltet metsLlbad som inneholder opp-løst carbon. Oppkullingen av de ildfaste metaller fra gruppen (b) finner selvfølgelig sted ved størkning av det carbonholdige smeltede bad, idet carbidene danner en adskilt fase i grunnmassen av metaller fra gruppen (a).

Det smeltede bad kan bringes til å størkne i forbindelse med et tappetrinn, som ved støping av råjernbarrer eller blokker. Det er imidlertid som regel bekvemt og økonomisk fordelaktig å bringe smeiten til å størkne ved hjelp av vanlige hagldannelses- eller atomiseringsmetoder, hvorved den størknede, oppkullede metalltil-førsel fås i det minste i form av relativt små partikler, hvorved ét stort kontaktareal for den størknede, oppkullede tilførsel blir tilgjengelig for den sure utlutingsoppløsning. Derved forbedres utbyttet ved utlutingstrinnet, Den spesielt valgte størknings-metode vil som regel være avhengig av det tilgjengelige utstyr,

av økonomiske avveininger og av de beregnede påfølgende behandlingstrinn. Det tas dessuten sikte på at før utlutingen kan den størknede/

oppkullede tilførsel knuses eller males ved hjelp av en hvilken som helst kjent metode for at tilførselen skal få en mindre partikkelstørrelse.

Viktige virkninger av oppkullingen av de ildfaste metaller

fra gruppen (b) ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte er (1) å omdanne innholdet av de ildfaste metaller krom, molybden og wolfram i den opprinnelige skrapmetalltilførsel til én eller flere adskilte carbidfaser som er overveiende oppløselige ved den påfølgende utlutingsbehandling, og (2) i det minste dersom de opprinnelige skrapmetalltilførsler inneholder én eller flere legeringer som normalt er sterkt motstandsdyktige overfor angrep av og oppløsning i sure eller ammoniakalske utlutingsvæsker,

å fundamentalt forandre karakteren av slike legeringer, som f.eks. å gjøre grunnmassefasen av kobolt- og nikkelinnhold som dannes ved oppkullingen, oppløselig i den utlutingsvæske som senere skal anvendes. Den minste carbonmengde som vil gi disse to resultater, er derfor den minste carbonmengde som skal være tilstede i badet av smeltet skrapmetall.

Selv om det ikke er ment å være bundet av den nedenstående diskusjon, antas det at dfen minste effektive carbonmengde som må være tilstede i badet av smeltet skrapmetall for et gitt sett av betingelser i det minste for en stor del vil være avhengig av (1) den samlede sammensetning av utgangsskrapmetallet, spesielt av innholdet av ildfaste metaller fra gruppen (b), og (2) den spesielle utlutingsvæske som skal anvendes for å oppløse det oppkullede produkt. Det antas f.eks. at jo mindre den korroderende virkning av den utlutingsvæske som skal anvendes er, desto større vil i alminnelighet behovet være for carboninnholdet i det oppkullede skrap. På lignende måte vil jo større det samlede innhold av ildfaste metaller fra gruppen (b) er i utgangsskranet, desto større vil den nødvendige carbonmengde være. Under hensyntagen til det ovenstående vil det derfor som regel vise seg at et carboninnhold for den oppkullede størknede skrapmetalltilførsel av 0,5-6 vekt% carbon er effektivt for utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte. Det bør videre for utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte bemerkes og forstås at oppkullingen av skrapmetallet som anvendes som utgangsmateriale, ikke behøver å føre til en omvandling av innholdet av ildfaste metaller fra gruppen (b) ganske enkelt til de enkle tilsvarende carbider, men at den også som regel vil føre til at i det minste en del av de ildfaste metaller vil omvandles til mer komplekse carbidformer. Dersom f.eks. krom, molybden, nikkel og kobolt er tilstede i metallskrapet, vil i det minste en av forskjellige typer av carbider som inneholder to eller flere av disse elementer i kombinasjon kunne dannes.

Som nevnt ovenfor kan den opprinnelige skrapmetalltilførsel også inneholde betydelige mengder av oxyderte eller oxyderbare innhold av andre verdifulle metaller enn de som obligatorisk skal være tilstede i skrapmetalltilførselen, som aluminium, silicium, magnesium, bor, yttrium, lanthan, titan, zirkonium, hafnium, vanadium, niob, tantal og mangan. Utvinningen av disse oxyderbare metallinnhold kan være uønsket på grunn av at de er av forholdsvis lav kommersiell verdi, på grunn av at de er tilstede i en utilstrekkelig mengde til at denne vil være av kommersiell interesse, eller på grunn av at tilstedeværelsen av disse metaller i utlutingsvæsken eller i utlutingsrestproduktene ifølge oppfinnelsen vil kunne føre til vanskeligheter ved de påfølgende behandlinger eller utvinningsprosesser som vil kunne anvendes i forbindelse med utlutingsvæsken eller utlutingsrestproduktene. Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen unngås derfor at i det minste en del av disse oxyderbare metaller er tilstede i den størknede, oppkullede skrapmetalltilførsel eller at innholdet av disse nedsettes ved å anvende ett eller flere valgfrie oxydasjonstrinn mellom smelte-trinnet og oppkullingstrinnet. Oxydasjonstrinnet kan utføres ved hjelp av en hvilken som helst egnet vanlig kjent metode. For eksempel kan oxygen injiseres i det smeltede bad av opprinnelig skrapmetalltilførsel via en lanse og i nærvær av en kalkholdig slagg. Ved anvendelse av denne metode vil de oxyderbare metallforbindelser vandre fra det smeltede metall og kombineres i slaggen. De kan derefter fjernes ved avslagging. Om ønsket kan en ny be-skyttende slagg derefter tilveiebringes før oppkullingstrinnet påbegynnes.

Den opnkullede og størknede skrapmetalltilførsel oppløses ved å utlute tilførselen med i det vesentlige en hvilken som helst utlutingsvæske fra gruppen vandige syrer eller ammoniakalske væsker, idet væsken skal være istand til å angripe og o<p>pløse elementært kobolt og nikkel. Dersom vandige syreutlutingsvæsker anvendes, utføres utlutingstrinnet ikke på elektrolytisk måte. Egnede syreutlutingsvæsker vil i alminnelighet være vandige syrer, som saltsyre, perklorsyre, salpetersyre, svovelsyre eller fosfor-syre. Av disse er vandig saltsyre og svovelsyre i alminnelighet foretrukne som utlutingsvæske på grunn av at de er lett tilgjengelige og rimelige og på grunn av at forskjellige prosesser ved utvinning av nikkel- og/eller koboltinnholdet fra vandige sulfat- og kloridoppløsninger av disse metaller er kjente og anvendt i praksis.

Konsentrasjonen av den vandige syreutlutingsvæske eller den ammoniakalske utlutingsvæske er også i alminnelighet ikke av avgjørende betydning, forutsatt selvfølgelig at konsentrasjonen er tilstrekkelig til at elementært kobolt og/eller nikkel vil opp-løses fra det oppkullede metallskrap. Kontakten mellom utlutingsvæsken og det oppkullede skrap kan på enkel måte utføres under om-røring, ved forhøyet temperatur og/eller ved forhøyet trykk for å befordre en hurtig oppløsning av kobolt- og/eller nikkelinnholdet. Ved anvendelse av en ammoniakalsk utlutingsvæske kan utlutingen

om ønsket utføres elektrolytisk for å befordre oppløsningen.

Eksempel 1

En opprinnelig skrapmetalltilførsel ble fremstilt og smeltet i en elektrisk lysbueovn. Den opprinnelige skrapmetall-tilf ørsel besto av 454 kg blandet hårdmetallskran, 4999 kg spon, 412 kg andre blandede materialer, 218 kg brent kalk (CaO) og 136 kg fluss<p>at (CaF.-,). Soonene som utgjorde en del av den opprinnelige skrapmetalltilførsel, ble erholdt fra slipeoperasjoner og besto av en blanding av metallpartikler og slipeskiveavfall. Ved tilberedningen og smeltetrinnene ble hele mengden av hårdt skrapmetall og en del av sponene fylt i ovnen før o<p>pvarmingen ble påbegynt. Resten av sponene, kalken og flusspaten ble tilsatt til ovnen under nedsmeltingen av denne forelø<p>ige charge.

En prøve av det erholdte smeltede metallbad ble tatt og viste ved analyse 0,6 3 vekt% carbon. Det meste av, men ikke hele mengden av, slaggen ble derefter fjernet. En viss.oxydasjon av sterkt oxyderbare elementer i skrapet finner som regel sted under nedsmeltingen, og de erholdte oxyder gjenfinnes i alminnelighet i og fjernes således sammen med slaggen. Badets temperatur ble regulert til ca. 1677°C, og oxygen ble injisert i badet ved et trykk av 4,9 kp/ cm 2 i 5 minutter ved hjelp av en jernrørlanse med en diameter av 1,27 cm og dekket med et ildfast materiale. En prøve av det smeltede metallbad ble gjentatt og viste ved analyse 0,33 vekt% carbon. Resten av slaggen ble derefter fjernet og erstattet med en ny slagg som besto av 91 kg flusspat og 36 kg brent kalk.

Derefter ble ca. 159 kg grafittpulver injisert i skrapmetallbadet ved hjelp av en jernrørlanse som var dekket med et keramisk materiale, og under anvendelse av argon som bærerfluidum. En liten mengden av flusspaten ble derefter tilsatt for å befordre at slaggen ble flytende.

En prøve av skrapmetallbadet ble derefter tatt og viste ved analyse 2,78 vekt% C. Ytterligere 34 kg grafitt ble derefter injisert i badet på den ovenfor beskrevne måte, og fra badet ble igjen en prøve tatt. Carboninnholdet i denne prøve var 3,21 vekt%. Badets temperatur ble derefter regulert til ca. 1454°C og smeiten tappet i tappeøsen, idet ytterligere 9 kg grafitt ble tilsatt til tappeøsen under tappetrinnet.

Vannstråler ble anvendt for å bryte opp tappestrømmen efterhvert som smeiten ble tappet i en vannfylt grop. Det erholdte til hagl omdannede, oppkullede skrapmetallprodukt ble vasket, tørket og siktet. 3491 kg tilbakeholdt hagl og 1073 kg hagl med mindre størrelse enn siktstørrelsen ble utvunnet ved siktingen.

Av den o<p>prinnelige skrapmetallcharge utgjorde tap ved spill ca. 41 kg, og øseskallmengden ble grovt anslått til ca. 91 kg.

Bortsett fra den brente kalk og flusspaten ble en samlet mengde av 6057 kg hårdt metallskrap, spon, forskjellige andre materialer og grafitt tilsatt til badet. Ca. 4696 kg skrapmetall ble utvunnet i form av tilbakeholdt haglprodukt, haglprodukt med mindre størrelse enn siktstørrelsen, spill og øseskall. For-skjellen med den samlede opprinnelige chargevekt og vekten av den samlede mengde utvunnet metall skyldes slipeskiveavfall som inn-føres i den opprinnelige charge, men som gjenfinnes i slaggen, tap av carbon på grunn av oxydasjon, tap av lett oxyderbare skrap-metallelementer, som aluminium og silicium, til slaggen, metall innesluttet i slaggen og andre vanlige tap og målingsfeil.

Sammensetningen av haglproduktet ble bestemt for en prøve tatt fra tappestrømmen og er gjengitt i tabell 1-1. Den lave verdi for siliciumet er en god indikasjon på at tilberedningen og behandlingen av den op<p>rinnelige skranmetalltilførsel på effektiv måte fjernet lett oxyderbare elementer, som silicium og aluminium, som vanligvis er tilstede.

100 g av den siktede hagl og 400 ml 20 vekt%-ig vandig HCl-utlutingsvæske ble fylt i en kolbe som var forsynt med en kondensator. Væsken ble kokt i 2 4 timer, kolbens innhold fultrert og destillert vann tilsatt til væskefiltratet for å bringe volumet av dette opp til 500 ml. Denne fortynnede utlutingsvæske ble derefter analysert, og resultatene av analysen er gjengitt i den nedenstående tabell 1-2.

Ut fra sammensetningene av haglen (Tabell 1-1) og av utlutingsvæsken (Tabell 1-2) beregnes de prosentuelle innhold av de forskjellige elementer i den opprinnelige skrapmetalltilførsel som ble overført til og oppløst i utlutingsvæsken. Disse resultater er gjengitt i den nedenstående tabell 1-3.

Det fremgår ved en undersøkelse av tabell 1-3 at opp-løsninger av nikkel og kobolt i utlutingsvæsken finner sted i langt sterkere grad enn oppløsningen av krom, molybden eller wolfram.

Eksempel 2

18 kg av en opnrinnelig skraptilførsel ble fylt i en luft-induksjonsovn og smeltet ned. En kjemisk orøve som veide 0,12 kg og som herefter er betegnet med XRS-1 ble tatt. En annen prøve av det smeltede bad ble støpt i form av en stang og er herefter betegnet som Ri. Denne stang veide 0,16 kg og hadde en diameter av 9,5 mm. Betegnelsen "prøve" er anvendt heri for å betegne alt metall støpt på samme tid og gitt det samme nummer. Alle "R"-prøver er i form av stenger. I praksis besto derfor en del av

prøvene av flere adskilte stykker av metall.

0,45 kg nikkeloxyd (NiO) og 0,45 kg av en på forhånd smeltet slagg som besto av 3 vektdeler CaO, 1 vektdel CaF2og 1 vektdel A^O^, ble tilsatt, og badet ble derefter holdt ved en temperatur på litt over 1538°C i 5 minutter. Slaggen ble derefter fjernet,

og en kjemisk prøve, XRS-2, og en prøve av en støpt stang som veide 0,20 kg og som herefter er betegnet med R2, ble begge tatt fra det smeltede metallbad.. Derefter ble carbon tilsatt porsjonsvis til det smeltede bad som ble holdt i ovnen. Hver slik porsjonsvis tilsetning ble utført ved at 0,23 kg grafitt ble rørt inn i det smeltede bad. Efter hver carbontilsetning og før den neste ble en prøvestang støpt, og i enkelte tilfeller ble en kjemisk prøve tatt. Identifikasjon av de kjemiske prøver og stangprøvene under krysshenvisning til det spesielle trinn av prosessen hvorfra de ble tatt, og dessuten vekten av hver stangprøve og resultatet av carbonanalysen for denne er gjengitt i den nedenstående tabell 2-1.

De kjemiske prøver XRS ble begge analysert, og resultatene og analysene er gjengitt i tabell 2-2.

En undersøkelse av tabell 2-2 viser at aluminium

og silicium begge i det vesentlige ble fjernet under behandlingen av den opprinnelige skrapblanding ved den foreliggende fremgangsmåte .

Porsjoner på 10-14 g av hver stangnrøve ble anbragt i adskilte glasskolber som var forsynt med kondensatorer, sammen med 1 1 hver av 20 vekt%-ig vandig HCl-utlutingsvæske.

De erholdte skrap/utlutingsvæskesystemer ble derefter kokt i

24 timer og avkjølt, og innholdet ble filtrert og tilstrekkelig

destillert vann tilsatt til utlutingsvæskefiltratene til at hvert filtrats volum ble øket til dets opprinnelige 1 1. Vekten av

hver spesiell stangprøve som ble anvendt i de forskjellige ut-lutingssystemer ifølge eksemplet, og analysene av sammensetningene for de forskjellige erholdte utlutingsvæskeprodukter er gjengitt i den nedenstående tabell 2-3.

De prosentuelle mengder av elementene i stangprøven og som ble oppløst i utlutingsvæskene, er gjengitt i tabell 2-4. Analysen for sammensetningen av prøven XRS-2 ble benyttet som grunnlag for å beregne vekt% for hvert av elementene som forelå i den analyserte opprinnelige stangprøve og som ble gjenfunnet i utlutingsvæsken.

Den gunstige virkning av smelte-oppkullings-størknings-behandlingen ifølge oppfinnelsen for befordring av separeringen av nikkel og kobolt fra krom, molybden og wolfram fremgår tydelig ved en undersøkelse av tabell 2-4. Før denne behandling ble avsluttet (utlutingsvæskene for prøvene Ri og R2), fremgår det at bortsett fra elementene kobolt og mangan er de prosentuelle mengder av de andre elementer i stangprøvene og som op<p>løses i utlutingsvæskene, tilnærmet ekvivalente. Dette antyder at hver av prøvene RI og R2 ble forholdsvis jevnt oppløst. I motsetning hertil ga de oppkullede og størknede stangprøver (R3-R14) langt høyere prosentuelle mengder av oppløst nikkel, kobolt og jern enn av krom, molybden og wolfram. Prøvene Ri og R2 inneholder 0,08% carbon, mens alle andre prøver inneholder over 1,3% carbon.

Det bør også bemerkes at rent generelt var de mengder av nikkel, kobolt og jern i den opprinnelige skrapmetalltilførsel og som ble oppløst i utlutingsvæskene, betraktelig mindre for prøvene RI og R2 enn for de oppkullede prøver. Dette skyldes at de ikke o<p>pkullede prøver Ri og R2 hadde en betydelig høyere motstandsdyktighet overfor angrep av den sure utlutingsvæske. I sterk motsetning hertil ble grunnfaseelementene (Fe, Co, Ni) i de oppkullede o<p>prinnelige skrantilførselsprøver hovedsakelig op<p>løst. En ytterligere bekreftelse på dette ga en visuell undersøkelse av<p>røvene RI og R14 efter at de var blitt utlutet. Efter utlutingen hadde prøven RI en overflate med metallisk utseende og som var dekket med store groper. Prøven R14 hadde på den annen side en matt overflate, men den syntes å beholde sin opprinnelige samlede størrelse og form. Tverrsnittsseksjoner av de to utlutede stangprøver ble laget og undersøkt metallografisk ved hjelp av standard metoder. Den uetsede prøve Ri hadde et skinnende metallisk utseende. Prøvens størrelse var forminsket der hvor en grop forekom. Den uetsede prøve R14 hadde en liten, sentral kjerne med et skinnende metallisk utseende omgitt av et stort matt område som strakk seg helt til den opprinnelige grense av prøven. Dette matte område indikerer et carbidnett-verk som ble beholdt efter at grunnmassefasen som inneholdt jern, nikkel og kobolt var blitt oppløst av den sure utlutingsvæske. Resultatene av det foreliggende eksempel antyder derfor at smelte-o<p>pkullings-størkningsbehandlingen som utgjør en del av den foreliggende oppfinnelse, kan bidra med minst to sterkt fordelaktige virkninger. For det første befordrer.den separering av nikkel, kobolt og, dersom dette er tilstede, av jern fra krom, molybden og wolfram. For det annet kan den nevnte behandling sterkt nedsette motstandsdyktigheten overfor syre for en normalt syre-motstandsdyktig skraplegering og således gjøre elementene i grunnfasen for den behandlede legering adskillig mer utsatt for angrep og oppløsning av den sure utlutingsvæske.

Eksempel 3

40,8 kg av en opprinnelig skrapmetalltilførsel ble smeltet

1 en induksjonsovn, det erholdte smeltede bads temperatur ble øket til 1516°C, og en kjemisk prøve av det smeltede metall (prøve A) ble tatt. Nikkeloxyd (NiO) ble langsomt tilsatt til badet i en mengde av 1,54 kg. Ca. 5 minutter efter at tilsetningen av nikkeloxydet var avsluttet ble den dannede overflate-slagg eller det dannede skum fjernet fra badet, og en kjemisk prøve av det smeltede metall (prøve B) ble tatt. Badets tem-<p>eratur ble derefter senket til og holdt på mellom 1471 og 1366°C for resten av smeiten. På lignende måte som beskrevet i eksempel 2 ble porsjonsvise tilsetninger av grafitt gjort til badet, idet hver tilsetning ble efterfulgt av en prøvetagning av det sméltede metall. Den metode som i det foreliggende eksempel ble anvendt for tilsetningen av carbon, var forskjellig fra den metode som ble anvendt ifølge eksempel 2 ved at varierende mengder av' grafitt ble tilsatt for hver porsjonsvis tilsetning og at mengdene av de tatte smeltede metallprøver og enkelte av typene av støpte prøver som ble laget av de smeltede metallprøver, i visse tilfeller var forskjellige. I det foreliggende eksempel veide visse av de smeltede metallprøver alle ca. 2,3 kg, og de ble støpt til prøveslabber i en grafittform. Samlet ble 14 stø<p>te prøvestykker laget og ble betegnet med tall fra 1 til 14, idet det støpte prøvestykke 1 ble laget fra en prøve som ble tatt før den første tilsetning av carbon. En kjemisk prøve (prøve C) ble tatt fra det smeltede bad efter den siste grafittilsetning og efter at det støpte prøvestykke 14 var blitt laget.

Analysene for de kjemiske prøver er gjengitt i tabell 3-1. De 14 støpte<p>røvestykker ble analysert for å bestemme carbon,

og resultatene av disse analyser er gjengitt i tabellene 3-2

og 3-3.

Biter av hvert støpt prøvestykke (med unntagelse av prøvestykket 1) ble adskilt nedmalt til 45 x D mesh (Tyler) i en stålmorter med pistill. Ca. 40 g av hvert nedmalt prøvestykke ble fylt i adskilte kolber som var forsynt med kondensatorer, sammen med 400 ml pr. kolbe av en 20 vekt%-ig vandig HCl-opp-løsning. Kolbenes innhold ble derefter kokt i ca. 4 timer, avkjølt og filtrert, og tilstrekkelig med destillert vann ble tilsatt til hvert utlutingsvæskefiltrat til å bringe dets volum opp til 500 ml.

Utlutingsvæskene ble derefter kvantitativt analysert, og resultatene av disse analyser er gjengitt i tabell 3-2. Idet metallanalysen for den kjemiske prøve B (tabell 3-1) ble tatt som representativ for de forskjellige metallinnhold i de støpte prøvestykker, ble vektprosentene for Ni, Co, Fe, Cr, W og Mo og som var blitt overført fra prøvestykkene til utlutingsvæskene, beregnet. Resultatene av disse beregninger er gjengitt i tabell 3-3. Det fremgår tydelig ved en undersøkelse av tabell 3-3 at carbontilsetningen til den smeltede, opprinnelige skrapblanding befordrer separering av nikkel og kobolt fra krom, molybden og wolfram efter sur utluting av den størknede, oppkullede skrapblanding .

Eksempel 4

En porsjon av den støpte stangprøve Ri 4 (4,81 vekt% C)

ifølge eksempel 2 ble malt til -100 mesh (Tyler) under anvendelse av en stålmorter og pistill. 10 g av denne malte, oppkullede skrapmetalltilførselsprøve ble fylt i en kolbe som var forsynt med en kondensator, sammen med 100.ml 10 N svovelsyre. Kolben ble anbragt på en varm plate, og innholdet av utlutingsvæske kokt i ca. 3 timer og 45 minutter under kontinuerlig spyling av kolben med luft. Utlutingsvæsken ble derefter avkjølt til værelsetemperatur og filtrert. Utlutingsvæskefiltratet ble analysert kvantitativt for å bestemme Cr, Mo og Ni, og det viste seg at filtratet inneholdt 2,86 g krom pr..liter, 0,90 g molybden pr. liter og 34,31 g nikkel pr. liter. Utlutingsvæskefiltratet i^SO^-konsentrasjon ble fastslått å være 6,62 N. Ingen analyse ble foretatt for å bestemme andre elementer som kunne ha vært tilstede i utlutingsvæskefiltratet.

På samme måte som i eksempel 2 ble metallanalysen for den kjemiske prøve XRS-2 ifølge eksempel 2 (tabell 2-2) tatt som representativ for metallinnholdet i den heri beskrevne nedmalte prøve R14 før denne ble utlutet. Vektprosentene for elementene i det opprinnelige skrap og som var blitt overført til utlutingsvæsken, ble således beregnet til hhv. 11,8% Cr, 8,7% Mo og 59,3%

Ni. De oppløste prosentuelle mengder av krom og nikkel ifølge

det foreliggende eksempel er noe lavere enn de som ble erholdt i eksempel 2, og det antas dette skyldes en ufullstendig reaksjon av den nedmalte prøve R14 med svovelsyreutlutingsvæsken. Denne antagelse understøttes av en sammenligning av vektforholdet mellom oppløst nikkel og krom for prøven R14 ifølge eksempel 2 oppløst i en saltsyreutlutingsvæske, med det vektforhold som

ifølge det foreliggende eksempel ble erholdt med svovelsyreutlutingsvæsken. Ifølge eksempel 2 er dette forhold 12,3, mens forholdet ifølge det foreliggende eksempel er 12,0. Den ufullstendige reaksjon ved det foreliggende eksempel antas i dét minste delvis

å skyldes en ufullstendig kontakt mellom den nedmalte stangprøve og utlutingsvæsken. Det ble notert at syreutlutingsvæsken skummet under utlutingstrinnet for det foreliggende eksempel, og en betydelig mengde av den nedmalte prøve ble tydeligvis avsatt på

siden av kolben over nivået for den kokende utlutingsvæske.

Den gunstige virkning av en oppkulling av den opprinnelige skrapmetalltilførsel ved at den befordrer separering av nikkel fra krom efter syreutluting av skrapmetalltilførselen, fremgår ikke desto mindre av dette eksempel, og dessuten at en vandig svovelsyreoppløsning er en aksepterbar utlutingsvæske.

Eksempel 5

Et bad av en opprinnelig metalltilførsel ble laget ved å smelte 23,6 kg skrapmetall med et carboninnhold av ca. 3,76 vekt% og 3,8 kg skrapmetall med et carboninnhold av under 0,15 vekt% i en induksjonsovn. Det erholdte smeltede metallbads temperatur ble øket til 1377°C, og en kjemisk prøve ble tatt fra badet. Ytterligere badprøver ble derefter støpt i form av stenger. Den kjemiske prøve ble analysert, og dens sammensetning er gjengitt i tabell 5-1. Carboninnholdet for en stangprøve ble fastslått å være 3,28 vekt%. På grunn av dette vesentlige opprinnelige carboninnhold i det smeltede metallbad ble ingen ytterligere tilsetninger av carbon gjort til badet før dette ble størknet og utlutet. En bit av en av stangprøvene ble malt til -80 mesh (Tyler) i en morter med pistill. En 40 g norsjon av denne malte, stø<p>te stangprøve ble sammen med 400 ml 10N H-^SO^ fylt i en kolbe som var forsynt med en kondensator. Syreutlutingsvæsken ble derefter kokt i 4 timer mens luft ble boblet gjennom denne. Efter avkjøling ble en tilstrekkelig mengde med destillert vann tilsatt til kolben til å øke utlutingsvæskens volum til 500 ml, og den fortynnede utlutingsvæske ble derefter filtrert fra utlutingsresten. Utlutingsvæskefiltratet ble analysert, og resultatene av analysen er gjengitt i tabell 5-2. Vektprosentene for visse av skrapelementene som ble op<p>løst i. utlutingsvæsken, ble beregnet basert på metallanalysen for den kjemiske prøve og er også gjengitt i tabell 5-2. Ved dette eksempel vises den gunstige virkning av oppkullingstrinnet for befordring av separeringen av nikkel og kobolt fra krom og molybden. Anvendelsen av en vandig svovelsyreoppløsning som utlutingsvæske er også vist. Dessuten er en smeltepraksis hvor det oppkullende carbon allerede befinner seg i den opprinnelige skra<p>metalltilførsel når nedsmeltingen finner sted, vist.

Eksempel 6

40,8 kg skrap med et metallinnhold som fullstendig besto av et legeringsmateriale som overensstemte med ASME Boiler Code Case No. 1410-4, ble smeltet ved å tilsette hoveddelen av skrap-chargen til en induksjonsovn, hvorefter effekt ble tilført til ovnen og ca. 0,8 kg nikkeloxyd ble tilsatt til smeltechargen. Efter at smeltingen av denne opprinnelige skrapcharge var avsluttet, ble den øvrige del av skrånet tilsatt og smeltet, og en kjemisk prøve (prøve A) av smeiten ble tatt. Derefter ble ytterligere 0,8 kg nikkeloxyd tilsatt til det smeltede skrap,

og efter en kort holdeperiode på ca. 8 minutter ble oxydslaggen fjernet fra smeltens overflate. En annen kjemisk prøve (prøve B)

av det smeltede skran ble tatt, og det ble fastslått at badtem-peraturen var 1493°C. Badets temperatur ble derefter holdt innen området 1393 og 1502°C for resten av smeiten.

Det smeltede skrap ble oppkullet ved porsjonsvise tilsetninger av grafitt. Efter hver tilsetning av grafitt ble en prøve av metallet som veide ca. 2,3 kg, tatt og stønt i en grafittform. På denne måte ble 14 støpte prøver laget, og efter at den siste nrøve for støpingen var blitt tatt, ble en annen kjemisk prøve (nrøve C) av det smeltede bad tatt.

Sammensetningen av hver av de kjemiske prøver ble bestemt analytisk, og resultatene av disse analyser er gjengitt i den nedenstående tabell 6-1.

Av de fjorten støpte prøver ble prøve nr. 13 med et carboninnhold som ved analyse ble fastslått å være 3,59 vekti, valgt for behandling ved ammoniakalsk utluting. Et stangformig prøve-stykke (prøvestykke C) ble maskinert fra denne støpte prøve for å anvendes for utlutingstrinnet. Et kontrollprøvestykke (prøve-stykke 0) ble maskinert fra et smidd stykke av den samme legering som ble anvendt for den o<p>prinnelige skraptilførsel. Kontroll-prøvestykkets sammensetning er gjengitt i tabell 6-2.

Overflatene av begge<p>røvestykker ble tilberedt ved først å male overflatene mot et slipebånd med korn av gritt 120 for å rense overflaten. Prøvestykkene ble derefter renset i desstilert vann og tørket i 40 minutter ved 93°C i en ovn. Prøvestykkene C og 0 veide hhv. 20,6455 g og 22,5107 g.

En ammoniakalsk utlutingsvæske ble laget ved å fylle 148,3 g (NH3)S04, 73,6 g NaOH og 500 ml vann i en 1000 ml kolbe. Den erholdte pH var 10,3.

Kolben ble derefter forsynt med et spylerør, og kolben med dens innhold av ammoniakalsk utlutingsvæske ble oppvarmet til og holdt ved ca. 66°C samtidig som en langsom spyling med oxygen ble foretatt. Efter at temperaturen var blitt nådd, ble prøve-stykkene C og A anbragt i utlutingsvæsken og holdt neddykket i denne i ca. 42,5 timer. Bortsett fra en aggregeringstid på

litt over 10 timer ble oxygenet kontinuerlig spylt gjennom opp-løsningen.

Efter at de var blitt fjernet fra o<p>pløsningen, ble prøve-stykkene skylt i destillert vann, skylt i alkohol, igjen skylt i destillert vann, tørket i 10 minutter ved 9 3°C i en ovn og veid.

O<p>pløsningsgraden for hvert av prøvestykkene og erholdt ved den ovennevnte ammoniakalske utlutingsbehandling av prøvestykkene ble bestemt ut fra vekttapet. Vekten av prøvestykkene C og 0 ble efter utlutingstrinnet fastslått å være hhv. 20,6336 g og 22,5093 g. For kontrollprøvestykket, dvs. prøvestykket 0, var således vekttapet som skyldtes utluting, bare 0,0014 g. For<p>røvestykket C ble vekttapet fastslått å være 0,0119 g. Behandlingen av den opprinnelige skraptilførsel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen førte således til en tilnærmet 8,5 gangers forbedring av den metall-mengde som ble oppløst, sammenlignet med det ubehandlede skrap. Efter utlutingstrinnet kan den dannede utlutingsvæske skilles fysikalsk fra utlutingsresten ved å anvende en hvilken som helst egnet vanlig metode for separering av faste stoffer og væsker,

som sentrifugering, filtrering, dekantering etc. Utlutingsvæskeproduktet kan derefter vanligvis anvendes som et hovedtilførsels-materiale eller hjelpetilførselsmateriale for forskjellige vanlige kjente prosesser for raffinering eller utvinning av nikkel- og koboltholdige malmer.

Det er f.eks. i artikkelen "Turbine Mixer Fundaméntals and Scale-up Method at the Port Nickel Refinery", Metallurgical Transactions B, vol. 6B, mars 1975, av P.B. Queneau og medarbeidere beskrevet metoder anvendt ved et kommersielt raffineri hvor nikkel

.. og kobolt utvinnes fra nikkel/kobbersulf idmatter. På Fig. 1 av denne artikkel er vist et blokkdiagram for det innbyrdes forhold mellom enhetso<p>erasjoner ved Port Nickel refinery of America Metal Climax, Incor<p>orated. I denne er det i henhold til nikkel-og koboltutvinningsskjemaet angitt at det som utlutingsmiddel anvendes den sure kobbersulfatelektrolytt som dannes som biprodukt

ved en egen og adskilt elektroutvinningsprosess for kobber. Denne sure elektrolytt luftes og bringes samtidig i kontakt med granulert nikkel/kobbersulfidmatte for derved å oppløse nikkelinnholdet som sulfat og å danne en fast vrakrest av elementært kobber og forbindelser av kobber og jern. Det er beskrevet at denne vraking utføres slik at når lufting-utlutingstrinnet er over, fås en nikkelholdig utlutingsvæske med et innhold av oppløselig jern og kobber av under 5 deler pr. million. Denne utlutingsvæske behandles derefter for å separere kobolt- og nikkelforbindelsene og for å utvinne disse i form av metaller. Metallholdige sulfatut-lutingsvæsker, som dannet i henhold til eksemplene 4 og 5 ovenfor, kan derfor vanligvis anvendes innen den kommersielle nikkel- og koboltutvinningsprosess som er beskrevet i den .ovennevnte artikkel. Når f.eks. innholdet av oppløselig kobber eller jern i utlutingsvæskeproduktet dannet ved den foreliggende fremgangsmåte er vesentlig, kan væsken innføres i utlutingstrinnet av utvinningsprosessen som utføres ved atmosfæretrykk, sammen med den sure kobbersulfatelektrolytt. Dersom på den annen side sulfatutlutingsvæskepro-duktet dannet ved den foreliggende oppfinnelse allerede har et tilstrekkelig lavt jern- og kobberinnhold eller det behandles separat for å fjerne jern-, kobber- eller eventuelt andre uønskede metallforbindelser fra dette, kan sulfatvæskeproduktet derefter innføres direkte for nikkel/koboltsepareringen og for utvinnigns-trinnet av den utvinningsprosess som er beskrevet i artikkelen.

I en annen artikkel med tittelen "The Falconbridge Matte Leach Process", P.G. Thornhill, E. Wigstol og G. Van Weert, Journal of Metals, The Metallurgical Society of AIME, juli 1971, s. 3-18, er beskrevet en fremgangsmåte hvor nikkel utvinnes fra nikkel/kobber-sulf idmatte ved utluting av matten med saltsyre. Dette utlutingstrinn utføres med saltsyre med tilstrekkelig styrke til selektivt å oppløse mattens nikkelkomponent, mens kobber- og platinafor-bindelsene vrakes. Utlutingsvæsken behandles med et oxydasjons-middel for å fjerne oppløst hydrogensulfid og for å omvandle jern til treverdig tilstand. Jernforbindelsene fjernes derefter ved oppløsningsmiddelekstraksjon av væsken med.tributylfosfat. Den erholdte jernfrie væske ble derefter behandlet med triisooctyl-amin for å fjerne kobolt og eventuelt gjenværende oppløst kobber fra det forutgående oppløsningsmiddelekstraksjonstrinn. Nikkel- klorid av god renhet krystalliseres derefter fra væsken. Da det er beskrevet at fremgangsmåten skal utføres kommersielt for frem-stilling av metallisk nikkel, blir dette derefter fremstilt ved høytemperaturhydrolyse av nikkelkloridet, hvorved fås et produkt av elementært nikkel og et biprodukt av HCl-gass som anvendes for regenerere syre for utluting av fersk matte. Andre metoder for å fremstille elementært nikkel fra nikkelkloridet er beskrevet, som ved direkte reduksjon eller ved elektroutvinning fra elektro-lytter som anrikes ved op<p>løsning av nikkelkloridkrystallene.

Det fremgår således at den foreliggende fremgangsmåte som beskrevet i eksempel 1 kan føre til et utlutingsvæskeprodukt som er egnet for anvendelse som opprinnelig tilførselsmateriale eller som hjelpe-tilførselsmateriale ved den nikkelutvinningsmetode.som er beskrevet i den ovennevnte artikkel.

I The-Winning of Nickel,Joseph R. Poldt, Jr., redigert av

P. Queneau, D. Van Nostrand Company, Inc., 1967, s. 299-315,

er beskrevet en kommersielle fremgangsmåte for utvinning av nikkel og som utført i praksis ved raffineriet til Sherritt Gordon Mines, Limited i Fort Saskatchewan. Denne prosess er basert på flertrinns-ammoniakalsk utluting av den nikkelholdige sulfidmalm som kalles pentlanditt, hvorved nikkel- og kobberforbindelser utlutes og går over den ammoniakalske utlutingsoppløsning. Den nikkel- og kobber-holdige utlutingsoppløsning kokes for å gjenvinne en del av ammoniakken og for å utfelle kobberinnholdet i form av sulfid.

Den kobberfrie utlutingsoppløsning behandles derefter for å omvandle ufyllstendig oxyderte og umettede svovelforbindelser til sulfationer. Det oppløste nikkelinnhold omvandles derefter til et pulver av elementært nikkel ved direkte reduksjon med hydrogen. Ifølge den foreliggende oppfinnelse tas det sikte på at det oppkullede skrap og/eller utlutingsvæskeproduktene erholdt ifølge oppfinnelsen skal kunne integreres i raffineringsprosesser av den

type som er angitt ovenfor. Under den forutsetning at skadelige materialer ikke er tilstede eller at de først fjernes, kan f.eks. det oppkullede skrapprodukt erholdt ifølge oppfinnelsen blandes med sulfidmalmen under dannelse av en blanding av malm og oppkullet skrap som er egnet som et sammensatt tilførselsmateriale for det ammoniakalske utlutingstrinn i raffineringsprosessen. Dessuten kan en separat ammoniakalsk utlutingsbehandling av den oppkullede opprinnelige skraptilførsel foretas, og dersom skadelige forurens-

ninger. er tilstede, kan disse fjernes fra den erholdte utlutingsvæske som derefter som supplerende tilførselsmateriale innføres i ett eller flere av de av raffineringsprosessen som utføres ned-strøms i forhold til malmutlutingstrinnet.' Det ammoniakalske utlutingsvæskeprodukt som kan oppnås ved den foreliggende fremgangsmåte, kan således kombineres med den væskefraksjon som skriver seg fra utlutingstrinnet for sulfidmalmen, idet de kom-binerte utlutingsfraksjoner derefter behandles sammen for å utvinne nikkel og i det minste en del av ammoniakken fra disse.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte ved behandling av visse metallskrap, karakterisert ved at det tilveiebringes en opprinnelig skrapmetalltilførsel som inneholder kombinasjonen av (a) minst ett metall fra gruppen nikkel, kobolt og blandinger derav og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen krom, molybden, wolfram og blandinger derav, hvorefter dette tilførselsmateriale smelteoppkulles tilstrekkelig til at metallene fra gruppe (b) blir i det minste hovedsakelig uoppløselige i det senere utlutingstrinn med vandig syre og til at metallene fra gruppe (a) eller eventuelle syrefaste legeringer i tilførselsmaterialet blir oppløselige i syreutlutingstrinnet, hvorefter det smelteoppkullede tilførselsmateriale utlutes ikke-elektrolytisk med en vandig syreutlutingsvæske som er istand til å oppløse metallene fra gruppe (a), hvorved metallene fra gruppe (a) hovedsakelig oppløses i væsken, mens metallene fra gruppe (b) hovedsakelig blir tilbake som en uoppløst utlutingsrest.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at den opprinnelige skrapmetalltilførsel i smeltet tilstand omfatter minst 25 vekt% av metallet fra gruppe (a) og minst 8 vekt% av det ildfaste metall fra gruppe (b).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at skrapmetalltilførselen omfatter en nikkel-basert legering.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den nikkelbaserte legering er en superlegering.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at skrapmetalltilførselen omfatter en kobolt-basert legering.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at den koboltbaserte legering er en superlegering.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at smelteoppkullingen utføres slik at det fås et smelte-oppkullet skrapmetalltilførselsprodukt med et carboninnhold av 0,5-6,0 vekt%.

8.. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at carbon for oppkullingstrinnet tilsettes til skrapmetall-tilførselen før denne smeltes.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at carbon for oppkullingstrinnet tilfø res ved å blande et metallskrap som inneholder utilstrekkelig med carbon til å oppkulle metallskrapet, med et annet metallskrap som inneholder et overskudd av carbon for oppkulling av metallskrapet, slik at det dannes en sammensatt opprinnelig skrapmetalltilførsel som inneholder tilstrekkelig med carbon til å oppkulle denne.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-9, karakterisert ved at oxyderbare metallforb indelser fjernes fra den opprinnelige skrapmetalltilfø rsel ved oxydasjonsbehandling av denne før oppkullingstrinnet utføres.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at oxydasjonsbehandlingen utføres ved at skrapmetalltil-førselen smeltes og at molekylært oxygen innføres i denne.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at oxydasjonsbehandlingen utfø res ved at skrapmetalltil-førselen smeltes og at den smeltede tilførsel forslagges med en oxyderende slagg.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1-12, karakterisert ved at det som vandig sureutlutingsvæske anvendes saltsyre.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1-12, karakterisert ved at det som vandig syreutlutingsvæske anvendes svovelsyre .

15. Fremgangsmåte ifølge krav 1-14, karakterisert ved at utlutingsvæskeproduktet fra utlutingstrinnet behandles for å utvinne oppløste forbindelser av verdifulle metaller fra dette.

16. Fremgangsmåte ved behandling av visse metallskrap, karakterisert ved at det tilveiebringes en opprinnelig skraptilførsel som inneholder kombinasjonen av (a) minst et metall gruppen nikkel, kobolt og blandinger derav og (b) minst ett ildfast metall fra gruppen krom, molybden, wolfram og bland- . inger derav, hvorefter tilførselsmaterialet smelteoppkulles til strekkelig til at metallene fra gruppe (b) blir i det minste hovedsakelig uoppløselige i det påfølgende ammoniakalske utlutingstrinn og til at metallene fra gruppe (a) i de legeringer som foreligger i tilførselsmaterialet og som er motstandsdyktige overfor opp-løsning i den ammoniakalske utlutingsvæske, blir oppløselige i det ammoniakalske utlutingstrinn, og det smelteoppkullede til-førselsmateriale utlutes med en ammoniakalsk utlutingsvæske som er istand til å oppløse metallene fra gruppe (a), hvorved metallene fra gruppe (a) hovedsakelig oppløses i væsken, mens metallene fra gruppe (b) blir tilbake hovedsakelig som en uoppløst utlutingsrest.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at den opprinnelige skraptilførsel i smeltet tilstand inneholder minst 25 vekt% av metallet fra gruppe (a) og minst 8 vekt% av det ildfaste metall fra gruppe (b).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at skraptilfø rselen omfatter en på nikkel basert legering.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at den på nikkel baserte legering er en superlegering.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 16 eller 17, karakterisert ved at skraptilførselen omfatter en på kobolt basert legering.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at den på kobolt baserte legering er en superlegering.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 16-21, karakterisert ved at smelteoppkullingen utføres slik at den erholdte smelteoppkullede skraptilførsel får et carboninnhold av 0,5-6,0 vekt%.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 16-22, karakterisert ved at carbon for oppkullingstrinnet tilsettes til skraptil-førselen før denne smeltes.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at carbon for oppkullingstrinnet tilføres ved å blande et skrap som inneholder utilstrekkelig med carbon til å oppkulle skrapet, med et annet skrap som inneholder et overskudd av carbon for oppkulling av skrapet, hvorved fås en sammensatt opprinnelig skraptilførsel som inneholder tilstrekkelig med carbon til å oppkulle denne.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 16-24, karakterisert ved at oxyderbare metallforbindelser fjernes fra den opprinnelige skraptilførsel ved oxyderende behandling av denne før oppkullingstrinnet.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at den oxyderende behandling omfatter smelting av skrap-tiiførselen og innføring av oxygen i denne.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at den oxyderende behandling omfatter smelting av skrap-tilførselen og forslagging av den smeltede skraptilfø rsel med en oxyderende slagg.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 16-27, karakterisert ved at det ammoniakalske utlutingsvæskeprodukt fra utlutingstrinnet behandles for å gjenvinne oppløste forbindelser av verdifulle metaller fra gruppe (a) fra dette.