WO2014183808A1 - Verfahren und anlage zur eisengewinnung aus kiesabbrand - Google Patents

Verfahren und anlage zur eisengewinnung aus kiesabbrand Download PDF

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Bertram Böhringer
Raik SCHÖNFELD
Alexander DYACHENKO
Valeriy LARIN
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BLüCHER GMBH
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    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of recovery of metals len, in particular of iron, and / or of non-ferrous and / or precious metals from ores or ore residues, preferably from pyrite residues or pyrite burn, in particular gravel burn.
  • the present invention relates to a process for the (re) recovery of metallic iron or iron compounds, in particular iron chloride, from ores or ore residues, preferably from pyrite residues, preferably from gravel burns occurring in the production of sulfuric acid.
  • the present invention relates to a corresponding recovery plant, in particular for the (recovery) recovery of metallic iron or iron compounds, in particular iron chloride, from ores or ore residues, preferably from pyrite residues, more preferably from incurred in sulfuric acid production Kiesabbrand, wherein the plant according to the invention can be used for carrying out the method according to the invention.
  • the present invention also relates to the use of the recovery plant according to the invention in the process according to the invention for the (recovery) recovery of metallic iron or iron compounds, in particular iron chloride, from ores or ore residues.
  • ores include in particular chemical compounds of metals, such as iron compounds, for example in the form of iron oxides, iron carbonates and iron sulfides, wherein the metal compounds in question may be present in the ore with non-ferrous rocks as a mixture.
  • metals such as iron compounds, for example in the form of iron oxides, iron carbonates and iron sulfides, wherein the metal compounds in question may be present in the ore with non-ferrous rocks as a mixture.
  • iron ores are magnetite, limonite, hematite and siderite. While iron is in the case of magnetite in the form of iron (II, III) oxide (Fe 3 0 4 ), iron in hematite is significantly to find as iron (II) oxide (Fe 2 0 3 ). In addition, iron in siderite is predominantly in the form of iron (II) carbonate (FeCOs). Furthermore, however, natural ores are known in which iron is present primarily in combination with sulfur. This includes, in particular, pyrite, which is synonymously also referred to as pyrites or, due to its metallic luster and brass yellow coloring, as cat or fool's gold.
  • pyrite contains a number of other technologically or economically important metal components, such as.
  • iron is present in pyrite, in particular in the form of the sulfide, in particular as iron (II) disulfide or FeS 2 , in which connection pyrite represents the most widely used sulfide mineral.
  • pyrite burners or synonymously as purpuric or gravel burners.
  • the process comprising the following steps: (i) roasting of pyrite, for example in a fluidized bed roaster, to obtain sulfur dioxide starting from iron sulfide or iron disulfide or iron (II) disulfide (with the corresponding chemical reaction equation 4 FeS 2 + 11 0 2 - 2 Fe 2 0 3 + 8 S0 2 );
  • Sulfur trioxide acts as the anhydride of the resulting sulfuric acid (with the chemical reaction equation SO 3 + H 2 S0 4 (H 2 0) -> 2 H 2 S0 4 ).
  • Sulfuric acid is generally used on an industrial scale in very large quantities and in many chemical-technical areas: a large proportion of the sulfuric acid produced is used in the production of fertilizers.
  • sulfuric acid is used as a starting or intermediate product for the production of other industrially relevant products, such as catalysts, surfactants, acids, such as hydrofluoric acid, sulfates, desiccants, reaction auxiliaries and the like.
  • catalysts such as catalysts, surfactants, acids, such as hydrofluoric acid, sulfates, desiccants, reaction auxiliaries and the like.
  • Gravel erosion is generally stored or de- posited at the place of production, whereby there are already very large stocks of gravel erosion worldwide in connection with the production of sulfuric acid carried out since the end of the 19th century. Since the pyrite underlying the production of sulfuric acid is usually comminuted or ground before being processed, the resulting gravel incineration is generally present as a fine-grained and in particular relatively homogeneous substance.
  • gravel burn-up contains iron oxides in the form of FeO, Fe 2 O 3 (hematite) and / or Fe 3 O 4 (magnetite) and residual amounts of FeS 2 (iron disulfide), which are responsible in particular for the reddish coloration of gravel erosion.
  • FeO iron oxides
  • Fe 2 O 3 hematite
  • Fe 3 O 4 magnetite
  • FeS 2 iron disulfide
  • gravel burning also has significant amounts of the metals zinc, copper, cobalt, titanium, manganese, vanadium, chromium and lead.
  • Gravel burn-up also includes precious metals, in particular in the form of gold or silver.
  • iron which accounts for 95% of the total metals used, is the most widely used metal in the world.
  • iron is the main constituent of steel.
  • iron is a ferromagnetic metal and thus also for large-scale use in the field of electromagnetism, as in generators, transformers, electric chokes, relays and electric motors, is of importance.
  • iron is used either in pure form or in combination, for example with silicon, aluminum, cobalt, the nickel as a soft magnetic core material for guiding magnetic fields or for shielding magnetic fields or for increasing the inductance.
  • Iron is also used in the chemical field, especially in the form of iron powder. In 2010, world production of pig iron exceeded the value of 1,000 million tonnes. This shows that there is a huge demand for iron worldwide.
  • the residue remaining in the sulfuric acid recovery is used in the form of pyrite or gravel, for example in blast furnaces.
  • the focus is on the extraction of iron, but the underlying processes are economically and ecologically sometimes not optimal, and a recovery of other ingredients is not provided.
  • US Pat. No. 4,259,106 relates to a process for roasting an iron-containing starting material, such as gravel burn, which also contains other metals, the other metals to be subjected to chlorination.
  • an iron-containing starting material such as gravel burn
  • the chlorinating reagent calcium chloride is the main ingredient.
  • iron should remain as such in the melt.
  • Another disadvantage is the high energy consumption, which is associated with the underlying process.
  • GB 1 236 345 A does not aim at recovering iron in particular.
  • only a chlorination of iron other than metals should be carried out simultaneously with the roasting of the starting material. Due to the chlorinating agent used and the chosen process control also results in a high corrosion activity, which is particularly detrimental to the process underlying the apparatus.
  • EP 0 538 168 A1 does not focus on chlorination and recovery of iron from gravel erosion. Rather, this document seeks to optimize the cyanide leaching used to recover gold and silver, with no recovery of metallic iron. The chosen process management is also economically disadvantageous.
  • CN 101 067 163 A describes a treatment method for pyrite, wherein neither a roasting nor a chlorination is provided. Also, therefore, the isolation of individual components from the raw material is less efficient.
  • CN 102 605 172 A relates to a process with roasting of pyrite, wherein a subsequent reduction of the burn-off is provided by using a biomass.
  • the carbon contained in the biomass is said to reduce iron (III) oxide to metallic iron.
  • the resulting metallic iron is to be isolated by magnetic deposition. An extensive recovery of other metals is not provided.
  • CN 102 502 527 A aims at the use of iron sulfate as the starting substance, which is to be reacted with pyrite and elemental sulfur to form iron powder. Chlorination within the recovery process is not intended. Selective separation of various metal components is not guaranteed in an effective manner.
  • the CN 102 251 067 A aims at a treatment of pyrite or pyrite burn without chlorination, wherein metallic constituents are to be separated by leaching. The disadvantage here, however, the high use of chemicals and the sometimes low selectivity of the separation.
  • CN 102 225 374 A relates to a magnetic separation of iron after separation of other metals from pyrite burn. Chlorination of metallic components is not planned.
  • CN 102 121 059 A relates to a pyrite consolidation process. Chlorination of metallic components is not described. In addition, iron is reduced using carbon. The disadvantage here, however, is that sometimes no high-purity metallic iron results, since impurities can result from the carbon used for the reduction.
  • CN 102 344 124 A describes the conversion of iron sulfate via the monohydrate form into sulfuric acid, iron and iron oxide, pyrite being used as the starting material. Targeted chlorination is not described. A comprehensive separation and recovery of various metals is likewise not provided.
  • GB 1 350 392 A relates to the recovery of non-ferrous metals from pyrite after roasting and chlorination of the non-ferrous metals.
  • a chlorination of iron is not provided.
  • the iron component should remain in the form of iron oxide in the residue. In this respect, an efficient separation of all components is not possible.
  • US Pat. No. 4,576,812 A relates to a process according to which iron chloride is used as the source of chloride, wherein, starting from iron chloride with the use of oxygen, iron (III) oxide is subsequently to be obtained, which is then used for iron extraction. A roasting of the starting material is not described, so that sometimes uneven starting materials are present.
  • DE 2 005 951 A aims at a process for the treatment of pyrite burns to feedstocks for blast furnaces.
  • the pyrite fires are thereby pelleted and fired in the presence of calcium chloride in a rotary kiln, whereby the iron is to be oxidized by the calcium chloride. Further processing or separation is not planned or is not possible due to the special process control.
  • the present invention is based on the object, an efficient process and a corresponding plant or apparatus for raw material (recovery) from ores or ore residues or for the recovery of particular iron or iron compounds, in particular in the form of iron chloride , as well as optionally provide further components, in particular from Kiesabbrand arising in the production of sulfuric acid, wherein the disadvantages of the prior art described above should be at least largely avoided or at least mitigated.
  • an object of the present invention is to provide an efficient method and related equipment or devices by which the most extensive and selective recovery of iron or iron compounds, in particular iron chloride, from the underlying burn or residue should be possible .
  • the process or the corresponding plants should also enable the further separation or recovery of a large number of different metals and precious metals from the underlying burnup selectively and with high purity.
  • Another object of the present invention is also the recovery plant according to the invention, preferably for (recover) recovery of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores or ore residues, preferably from pyrite residues, more preferably from incurred in sulfuric acid production gravel burn, as defined in the corresponding independent claim relating to the system according to the invention; Further advantageous embodiments and further developments of the system according to the invention are the subject of the corresponding additional claim and the sub-claims relating to the invention.
  • the present invention relates to the use of the recovery plant according to the invention in the process according to the invention for the (re) recovery of iron or iron compounds, in particular iron chloride, from ores or ore residues according to the relevant use claim.
  • the present invention thus provides - according to a first aspect of the present invention - a process for the (recovery) recovery of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores and / or ore residues, preferably from pyrite residues, preferably from the production of sulfuric acid resulting gravel burn, the process comprising the following process steps:
  • (A) providing, in particular treatment, a starting material in the form of at least one ore and / or ore residue, in particular at least one pyrite residue, preferably at least one incurred in the production of sulfuric acid gravel, wherein the starting material
  • At least one noble metal in particular gold and / or silver
  • at least one further metal preferably selected from among
  • Iron (III) chloride, and chlorides of other metals (d) selective separation and / or isolation of iron chloride, in particular iron (III) chloride, from the product mixture obtained in process step (c) and optionally subsequent removal of chlorides of the further metals from the product mixture freed from iron chloride, the selec- tive separation and / or isolation of iron chloride, in particular
  • Iron (l ll) chloride by sublimation of the iron chloride, in particular iron (l ll) chloride, takes place and in this way selectively separated iron chloride, in particular iron (l ll) chloride, as such is obtained by subsequent desublimation or in this way selectively separated iron chloride, in particular iron (III) chloride, a reduction to
  • the inventive method thus significantly affects the targeted or selective extraction of raw material of metallic iron and iron compounds, in particular from pyrite residues or preferably from incurred in sulfuric acid production gravel burn.
  • the method according to the invention thus relates to the selective or selective recovery, in particular from pyrite residues or, preferably, from gravel burning occurring in the production of sulfuric acid.
  • a particular focus of the method according to the invention is the targeted isolation of iron, which can be provided according to the invention both in particular in the form of iron chloride as an important commercial or industrial product and in the form of metallic iron as an important raw material, especially for the metal industry.
  • both metallic iron as such and the corresponding iron compounds in the form of iron chloride, preferably in the form of iron (III) chloride
  • the selective sublimation of iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), from the product mixture allows targeted separation of the iron component from the product mixture to be carried out, so that on this basis the main component of the starting material used, namely iron, can be isolated or separated, in the form of the corresponding iron chloride.
  • the selective sublimation or separation of iron chloride is carried out in particular on the basis of the targeted selection of the sublimation temperature.
  • iron chloride to be separated or isolated especially iron (II l) - Chloride (FeC), without wishing to be limited to this theory, has different sublimation properties than the chlorides of the other metals or the other components in the product mixture, in particular to the effect that iron chloride has a lower sublimation temperature, in particular compared to the other chlorides , By selective selection of the sublimation temperature, a selective removal of the iron component from the product mixture can thus be realized.
  • the obtained or isolated iron chloride can be provided on the one hand and, on the other hand, further processing into metallic iron can be provided, by means of reduction.
  • corresponding sub-streams of the sublimed iron chloride can each be used for desublimation or reduction.
  • process step (d) can be carried out in particular in such a way that the iron chloride, in particular iron (III) chloride, which has been selectively separated by sublimation, is obtained as such at least partially by subsequent desublimation and the iron chloride selectively separated in this way, in particular iron (III ) chloride, at least partially subjected to reduction to obtain metallic iron, in particular with prior partitioning of the sublimed iron chloride into two substreams.
  • the desublimation can be carried out in a corresponding desublimation or condensation device.
  • gaseous iron chloride can be transferred from the sublimation device into the desublimation device.
  • particulate or solid iron chloride is obtained in this way, which as such represents an economically relevant industrial or commercial product, in particular with regard to its use as a pigment or flocculant and / or precipitant, in particular in sewage treatment plants or the like.
  • the separated or isolated and especially sublimated and thus gaseous iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs) can be reduced to obtain metallic iron.
  • the reducing agent is preferably hydrogen or natural gas (especially methane), preferably hydrogen.
  • the separation of the iron component which generally represents a main constituent or a main component of the pyrites or gravel burns used according to the invention, takes place in the sequence of carrying out the process, in particular before the optionally provided separation or recovery of the further components. Consequently, the main component is removed very early, which on the one hand leads to high yields with respect to iron as such but also with regard to the separation of further components.
  • the relative proportions of the further components in the iron-free product mixture are correspondingly increased, which in turn optimizes the recovery of iron downstream or subsequent recovery of these raw materials, in particular with regard to a reduced chemical content. or energy used to separate the other and non-ferrous metal components or precious metals.
  • This concept according to the invention thus increases the efficiency of the recovery of the other metal components or precious metals as a whole.
  • the gravel burn used according to the invention is, in particular, gravel burn originating from the production of sulfuric acid.
  • Kiesabbrand falls in the context of sulfuric acid production in particular as waste or residue.
  • the process according to the invention has the central advantage that a large number of raw materials based on metals or metal compounds can be obtained or isolated from the underlying starting material, which is present in large quantities as waste, the process according to the invention being in this context equally high selectivity with respect to the metal components to be recovered from the starting material.
  • the method according to the invention also enables effective recovery or purification of precious metals present in the starting material, such as gold or silver. Overall, according to the invention, there is thus extensive utilization of the starting material with high selectivity of the material separation.
  • a further central idea of the present invention is also to be seen in the fact that the chlorination agent used in the course of the chlorination of the metal components, which is ammonium chloride (NH 4 Cl) according to an especially preferred embodiment according to the invention, as described below, is recycled or regenerated can be.
  • the components or starting materials used for the recycling likewise arise or are provided in the context of the method or process sequence according to the invention itself, so that there is further optimization in this way, especially since the additional use of Recycling chemicals can be omitted.
  • recycling refers to the recovery of previously used in the context of the inventive method for the chlorination of the metal components and exhausted or degraded chlorinating agent.
  • the recycling is carried out in particular based on chemical reactions, which in particular in the context of the chlorination of the chlorinating agent derived degradation products are isolated and used as starting material in the context of subsequent chemical reactions with a corresponding reactant for recovery of the chlorinating agent as a recyclate.
  • the chlorinating agent used according to the invention is in particular ammonium chloride (NH 4 Cl), the degradation product resulting from the chlorination, namely ammonia (NH 3 ), preferably with an inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride is reacted, whereby the recyclate, namely ammonium chloride, is obtained, which in turn can be used again as a chlorinating agent.
  • a further advantage of the method according to the invention is the fact that, as stated above, the starting substances required for recycling are generated or accumulate, in particular within the scope of the method according to the invention, so that in a sense a closed material cycle can result with respect to the chlorinating agent.
  • the inventive method has a high flexibility, so that the inventive method to a certain extent against the background of the specific process sequence, as defined below, with regard to the recycling of the chlorinating means to a certain extent individually tailored or tailor-made.
  • a process for targeted or selective workup, in particular of pyrite residues, such as gravel incineration, is therefore provided for the first time, which enables an efficient and extensive use of a waste material or residue, in particular gravel burn originating from sulfuric acid production.
  • pyrite residues or gravel burns in question are available for use in large quantities due to the decades-long production of sulfuric acid, so that correspondingly extensive resources can be used in accordance with the invention.
  • a further advantage of the concept according to the invention is that, even under environmental aspects, sometimes unproblematic stockpiles of the abovementioned pyrite residues or gravel burns can be degraded or reduced.
  • the starting material used in the process according to the invention comprises a plurality of metals or metal components, wherein iron is generally a main constituent.
  • iron is generally a main constituent.
  • the underlying iron and the other metallic components such as copper, zinc, lead, cobalt, titanium, manganese, vanadium and chromium are concerned, they are not in metallic form as such in the starting material used for the process according to the invention, but rather in the form of corresponding metal-containing compounds, in particular in the form of oxides, before, wherein the respective metals in this regard can also be present in different oxidation state.
  • iron is typically such that iron may be present, for example, as ferrous oxide, ferrous (II) oxide and / or ferric oxide, particularly as noted below .
  • the precious metals present in the starting material preferably in relation to gold, such that the respective noble metals, preferably gold, are present in metallic form in the starting material.
  • the silver present in the starting material it may generally be present in the starting material in the form of a compound, in particular as an oxide, but also in metallic form.
  • the chlorination is carried out using ammonium chloride as the chlorinating agent.
  • ammonium chloride (NH 4 Cl) should therefore be used as the chlorinating agent in process step (c).
  • the ammonium chloride (NH 4 Cl) is used in particular as a particulate solid and / or as a pure substance.
  • the use of a special chlorinating agent in the form of ammonium chloride, which is preferably provided according to the invention, has the advantage that ammonium chloride is outstandingly suitable for recycling and moreover has good application properties, in particular also with regard to its relatively low toxicity and solid presence. which improves the dosage.
  • the chlorinating agent in particular ammonium chloride
  • the chlorinating agent can be fed to the chlorinating apparatus for purposes of chlorination of the oxidation products or the abovementioned metals or introduced into the chlorinating apparatus.
  • a specific chlorinating agent in the form of ammonium chloride it may behave in the process according to the invention such that in process step (c) during the chlorination in particular gaseous ammonia (NH 3 ) and optionally in particular gaseous water, preferably in particular gaseous ammonia (NH 3 ), results or result.
  • gaseous ammonia (NH 3 ) can result as a reaction product resulting from the chlorination of the chlorinating agent, in particular ammonium chloride (NH 4 Cl).
  • NH 3 ammonium chloride
  • the chlorinating agent used in process step (c), in particular ammonium chloride (NH 4 Cl), by recovering and / or separating from the chlorinating agent in the chlorination of the aforementioned metals or oxidation products, in particular of preferably gaseous ammonia (NH 3 ), and subsequent reaction of the reaction products, in particular of preferably gaseous ammonia (NH 3 ), with a preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), is recycled.
  • a preferably inorganic chlorine compound in particular hydrogen chloride (HCl)
  • the recycling of the chlorinating agent in particular ammonium chloride (NH 4 Cl) can be carried out in a reaction or condensation apparatus.
  • a reaction or condensation apparatus for example, be moved so that in the chlorination of metals or oxidation products resulting ammonia (NH 3 ) is removed from the chlorinating and introduced into a reaction or condensation device and there with the also in the reaction or Condensation introduced inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), to obtain ammonium chloride (NH 4 CI) is reacted.
  • the chlorinating agent in particular in the form of ammonium chloride (NH 4 Cl), recycled and fed to the chlorination process again.
  • reaction products resulting from the chlorinating agent in particular ammonia (NH 3 ), on the one hand and the preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), on the other hand be reacted in the gas phase, in particular for obtaining ammonium chloride (NH 4 Cl), preferably as in particular particulate solid and / or as pure substance.
  • the resulting or recycled chlorinating agent in particular ammonium chloride (NH 4 Cl)
  • the resulting or recycled chlorinating agent in particular ammonium chloride (NH 4 Cl)
  • the oxidation products to be chlorinated or the resulting from process step (b) product mixture in process step (c) are fed again.
  • the preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), by the optionally carried out in step (d) reduction of iron chloride, in particular using a reducing agent, preferably hydrogen or natural gas (especially methane), preferably hydrogen, to be obtained.
  • a reducing agent preferably hydrogen or natural gas (especially methane), preferably hydrogen
  • the preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl) can be obtained by reduction of iron chloride.
  • the preferably inorganic chlorine compound in particular hydrogen chloride (HCl)
  • HCV hydrogen chloride
  • FeCIs iron (III) chloride
  • a reducing agent preferably hydrogen or natural gas (in particular methane), preferably hydrogen
  • the inorganic chlorine compound used for the recycling in particular hydrogen chloride (HCl)
  • the respective substances or starting materials can be provided within the scope of the inventive method itself, so that there is a closed material cycle with regard to the chlorinating agent, which in turn results in a reduced use of chemicals and thus in particular with an improved Economic and ecological balance of the inventive method is accompanied.
  • the reduction of the separated and in particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride should be carried out using at least one reducing agent.
  • the reducing agent hydrogen is used in a particularly preferred manner.
  • hydrogen chloride (HCl) can result in addition to metallic iron in the reduction described above.
  • the hydrogen chloride (HCl) resulting from the reduction is used to recycle the chlorinating agent, preferably ammonium chloride (NH 4 Cl), in particular as defined above.
  • the gaseous ammonia (NH 3 ) resulting in the chlorination, on the one hand, and the hydrogen chloride (HCl) in process step (c), on the other hand, are combined and / or brought into contact, and for the reaction to obtain of the recycled chlorinating agent, preferably ammonium chloride (NH 4 Cl).
  • the recycled chlorinating agent preferably ammonium chloride (NH 4 Cl).
  • the gaseous ammonia (NH 3 ) from the chlorinating device on the one hand and the hydrogen chloride (HCl) on the other hand are respectively removed from the reduction device and respectively introduced into the reaction or condensation device and to obtain ammonium chloride ( NH 4 Cl) are reacted.
  • the metallic iron obtained according to the invention is characterized by a high material purity.
  • the metallic iron obtained has a purity of at least 90% by weight, in particular at least 95% by weight, preferably at least 98% by weight, preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, very particularly preferably at least 99.99% by weight, calculated as element and based on the metallic iron obtained.
  • the high purity of the metallic iron thus obtained is associated with corresponding positive properties of the iron, in particular with regard to high magnetic saturation, high electrical conductivity and good acid resistance.
  • the high-purity metallic iron obtained on the basis of the process according to the invention corresponds in particular to the quality requirements or quality characteristics of so-called carbonyl iron or ARMCO iron as a commercial product. Not least because of the high proportion of iron in the above-mentioned starting material, according to the invention, overall high yields can be achieved with simultaneously high product quality of the resulting metallic iron.
  • the iron component can be effectively isolated from the underlying starting material, resulting in high product yields.
  • the product mixture obtained in process step (d) and freed of iron chloride, preferably iron (III) chloride (FeCl 2) can have a (residual) iron content of less than 10% by weight, in particular less than 5% by weight .-%, preferably less than 3 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the product mixture having.
  • the present invention therefore likewise relates to a process for the (recovery) of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores and / or ore residues, preferably from pyrite residues, preferably from gravel burnt up in the production of sulfuric acid, in particular as defined in any one of the preceding claims, the method comprising the following steps:
  • (A) providing, in particular treatment, a starting material in the form of at least one ore and / or ore residue, in particular at least one pyrite residue, preferably at least one incurred in the production of sulfuric acid gravel, wherein the starting material
  • At least one noble metal in particular gold and / or silver
  • at least one further metal preferably selected from among
  • chlorination is carried out using ammonium chloride as the chlorinating agent, wherein the chlorinating agent, in particular ammonium chloride (NH 4 Cl), by the recovery and / or separation of in the chlorination of Oxidati- ons reside from the chlorinating resulting reaction products, in particular of preferably gaseous ammonia (NH 3 ), and subsequent reaction of the reaction products, in particular of preferably gaseous ammonia (NH 3 ), with a preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), is recycled, in particular wherein the preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), by the in step (d), if appropriate carried out reduction of iron chloride , in particular using a reducing agent, preferably hydrogen or natural gas (in particular methane), preferably hydrogen, is obtained, and
  • a reducing agent preferably hydrogen or natural gas (in particular methane), preferably hydrogen
  • the starting material used in the process according to the invention in particular in the form of pyrite residues or gravel burn, may contain iron in the form of at least one iron oxide.
  • the starting material is iron oxide in the form of iron (II) oxide (FeO), iron (II) oxide (Fe 2 O 3 ) and / or iron (II, III) oxide (Fe 3 0 4 ).
  • the starting material iron in particular in the form of iron oxide, in amounts ranging from 10 wt .-% to 75 wt .-%, in particular in the range of 20 wt .-% to 70 wt .-%, preferably in the range from 30% to 65% by weight, preferably in the range of from 40% to 60% by weight, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • iron thus represents the main component of the starting material to be worked up, so that high recovery quantities or yields with respect to iron are made possible against this background in the context of the inventive method.
  • the starting material in particular gold and / or silver, in amounts ranging from 0.1 g / t to 300 g / t, in particular in the range of 0.5 g / t to 200 g / t, preferably in Range from 0.75 g / t to 100 g / t, preferably in the range from 1 g / t to 50 g / t, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the above information refers to the sum of the metals mentioned in the starting material.
  • the starting material may contain gold in the form of metallic gold.
  • gold is therefore also present in metallic form in that it is not accessible to combustion in the presence of oxygen because of the noble material properties of the element.
  • the starting material in this context may contain gold in amounts in the range of 0.1 g / t to 15 g / t, in particular in the range of 0.2 g / t to 10 g / t, preferably in the range of 0.5 g / t to 8 g / t, preferably in the range of 1 g / t to 5 g / t, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain silver in the form of metallic silver or in the form of silver oxide, in particular silver (I) oxide.
  • Silver is generally relatively inert as a noble metal, but is less noble than gold, so that silver in the starting material may be present, at least in part, in the form of silver oxide as previously noted.
  • the starting material may contain silver in amounts ranging from 1 g / t to 300 g / t, more preferably in the range of 2 g / t to 200 g / t, preferably in the range of 3 g / t to 100 g / t, preferably in the range from 5 g / t to 50 g / t, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material is also of economic importance in terms of the recovery of these precious metals.
  • the inventive method in addition to the extraction of iron and other economically interesting products - also provided an efficient and cost-effective method for the recovery of precious metals, such as gold or silver, from the underlying starting material, resulting in a significant increase in the economics of method according to the invention, since the noble metal components generally have a high material value.
  • the starting material the further metal, in particular copper, zinc, lead, cobalt, titanium, manganese, vanadium and / or chromium, preferably copper, zinc, lead and / or cobalt, in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 10 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 5 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt .-% to 3 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 2 wt .-%, calculated as the element and based on the dry weight of the starting material.
  • the above information refers to the sum of the metals mentioned in the starting material.
  • the starting material may contain copper in the form of copper oxide, in particular copper (I) oxide and / or copper (II) oxide.
  • the starting material copper in particular in the form of copper oxide, in amounts ranging from 0.01 wt .-% to 5 wt .-%, in particular in the range of 0.05 wt .-% to 3 wt. %, preferably in the range from 0.075% by weight to 2% by weight, preferably in the range from 0.1% by weight to 1% by weight, calculated as the element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain zinc in the form of zinc oxide, in particular zinc (II) oxide.
  • the starting material zinc in particular in the form of zinc oxide, in amounts ranging from 0.02 wt .-% to 10 wt .-%, in particular in the range of 0.075 wt .-% to 5 wt .-%, preferably in the range of 0.1% to 3% by weight, preferably in the range of 0.2% to 2% by weight, calculated as the element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain lead in the form of lead oxide, in particular lead (II) oxide.
  • the starting material lead in particular in the form of lead oxide, in amounts ranging from 0.01 wt .-% to 5 wt .-%, in particular in the range of 0.05 wt .-% to 4 wt .-% preferably in the range of 0.1% to 2% by weight, preferably in the range of 0.15% to 1.5% by weight, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material, contain.
  • the starting material may contain cobalt in the form of cobalt oxide, in particular cobalt (II) oxide.
  • the starting material can cobalt, in particular in the form of cobalt oxide, in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0 , 0075 wt .-% to 0.5 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 0.1 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain titanium in the form of titanium oxide.
  • the starting material may be titanium, especially in the form of titanium oxide, in amounts ranging from 0.001% to 2% by weight, more preferably in the range of from 0.005% to 1% by weight, preferably in the range of zero , 0075 wt .-% to 0.5 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 0.1 wt .-%, calculated as the element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain manganese in the form of manganese oxide.
  • the starting material may be manganese, especially in the form of manganese oxide, in amounts ranging from 0.001% to 2% by weight, more preferably in the range of from 0.005% to 1% by weight, preferably in the range of zero , 0075 wt .-% to 0.5 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 0.1 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain vanadium in the form of vanadium oxide.
  • the starting material may be vanadium, especially in the form of vanadium oxide, in amounts ranging from 0.001% to 2% by weight, more preferably in the range of from 0.005% to 1% by weight, preferably in the range of zero , 0075 wt .-% to 0.5 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 0.1 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain chromium in the form of chromium oxide.
  • the starting material may contain chromium, especially in the form of chromium oxide, in amounts ranging from 0.001% to 2% by weight, more preferably in the range of from 0.005% to 1% by weight, preferably in the range of zero , 0075 wt .-% to 0.5 wt .-%, preferably in the range of 0.01 wt .-% to 0.1 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain at least one semimetal.
  • the semimetal can be selected from the group of silicon, arsenic, selenium, antimony, tellurium and combinations thereof, in particular silicon.
  • the starting material, the semimetal, in particular silicon, arsenic, selenium, antimony and / or tellurium in amounts ranging from 1 wt .-% to 40 wt .-%, in particular in the range of 2 wt .-% to 30 wt. %, preferably in the range from 3% by weight to 20% by weight, preferably in the range from 4% by weight to 15% by weight, calculated as elements and based on the dry weight of Starting material, included.
  • the above information refers to the sum of the said semimetals in the starting material.
  • the starting material may contain at least one transition metal, in particular manganese and / or molybdenum.
  • the starting material may contain silicon, in particular in the form of silicon oxide, preferably silicon dioxide (SiO 2 ).
  • the starting material may be silicon, in particular in the form of silicon oxide, in amounts ranging from 0.5% by weight to 30% by weight, in particular in the range from 1% by weight to 20% by weight, preferably in the range of 2% to 15% by weight, preferably in the range of 3% to 10% by weight, calculated as the element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may contain arsenic, in particular in amounts of at most 1 wt .-%, in particular at most 0.5 wt .-%, preferably at most 0.3 wt .-%, calculated as element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material may moreover contain at least one alkali metal and / or alkaline earth metal, in particular at least one alkaline earth metal, preferably calcium.
  • the alkali and / or alkaline earth metal, in particular the alkaline earth metal, preferably calcium in the form of at least one salt, in particular sulfate, be present.
  • the starting material may contain calcium sulfate.
  • the starting material may contain at least one non-metal, in particular selected from the group of carbon, nitrogen, sulfur and phosphorus, in particular sulfur, preferably in the form of the respective salts.
  • the starting material may contain sulfur, in particular in the form of sulfur-containing salts, preferably sulphides, such as iron disulphide, and / or particularly preferably sulphates.
  • the starting material sulfur in amounts ranging from 0.2 wt .-% to 15 wt .-%, in particular in the range of 0.5 wt .-% to 10 wt .-%, preferably in the range of 1 wt .-% to 8 wt .-%, preferably in the range of 1, 5 wt -.% To 6 wt .-%, calculated as an element and based on the dry weight of the starting material.
  • the starting material in particular the pyrite residue or the gravel burn, comprises the following ingredients, calculated in each case as an element and in each case based on the dry weight of the starting material:
  • Iron in particular in the form of iron oxide, for example in amounts ranging from 10 wt .-% to 75 wt .-%, in particular in the range of 20 wt .-% to 70 wt .-%, preferably in the range of 30 wt. -% to 65 wt .-%, preferably in the range of 40 wt .-% to 60 wt .-%;
  • - Gold in particular in amounts ranging from 0.1 g / t to 15 g / t, in particular in the range of 0.2 g / t to 10 g / t, preferably in the range of 0.5 g / t to 8 g / t, preferably in the range of 1 g / t to 5 g / t;
  • - Silver in particular in amounts ranging from 1 g / t to 300 g / t, in particular in the range of 2 g / t to 200 g / t, preferably in the range of 3 g / t to 100 g / t, preferably in the range from 5 g / t to 50 g / t;
  • Copper in particular in the form of copper oxide, for example in amounts in the range of 0.01 wt .-% to 5 wt .-%, in particular in the range of
  • Zinc in particular in the form of zinc oxide, for example in amounts in the range of 0.02% by weight to 10% by weight, in particular in the range of 0.075% by weight to 5% by weight, preferably in the range of 0, 1% to 3% by weight, preferably in the range of 0.2% to 2% by weight;
  • Lead in particular in the form of lead oxide, for example in amounts in the range of 0.01% by weight to 5% by weight, in particular in the range of 0.05% by weight to 4% by weight, preferably in the range of 0.1% to 2% by weight, preferably in the range of 0.15% to 1.5% by weight;
  • Cobalt in particular in the form of cobalt oxide, for example in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt % to 0.5% by weight, preferably in the range of 0.01% to 0.1% by weight;
  • Titanium in particular in the form of titanium oxide, for example in amounts in the range of 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt % to 0.5% by weight, preferably in the range of 0.01% to 0.1% by weight;
  • Manganese in particular in the form of manganese oxide, for example in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt % to 0.5% by weight, preferably in the range of 0.01% to 0.1% by weight;
  • Vanadium in particular in the form of vanadium oxide, for example in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt % to 0.5% by weight, preferably in the range of 0.01% to 0.1% by weight;
  • Chromium in particular in the form of chromium oxide, for example in amounts ranging from 0.001 wt .-% to 2 wt .-%, in particular in the range of 0.005 wt .-% to 1 wt .-%, preferably in the range of 0.0075 wt % to 0.5% by weight, preferably in the range of 0.01% to 0.1% by weight;
  • Silicon in particular in the form of silica, for example in amounts ranging from 0.5 wt .-% to 30 wt .-%, in particular in the range of 1 wt .-% to 20 wt .-%, preferably in the range of 2 wt % to 15% by weight, preferably in the range of 3% to 10% by weight;
  • Arsenic for example, in amounts of at most 1 wt .-%, in particular at most 0.5 wt .-%, preferably at most 0.3 wt .-%; - Calcium, in particular in the form of calcium sulfate, for example in amounts ranging from 0.2 wt .-% to 20 wt .-%, in particular in the range of 0.5 wt .-% to 15 wt .-%, preferably in the range from 1% to 10% by weight; and or
  • Sulfur in particular in the form of sulfur-containing salts, for example in amounts in the range from 0.2% by weight to 15% by weight, in particular in the range from 0.5% by weight to 10% by weight, preferably in the Range of 1 wt% to 8 wt .-%, preferably in the range of 1, 5 wt .-% to 6 wt .-%.
  • the starting material may comprise the following ingredients, based in each case on the dry weight of the starting material:
  • Iron (II, III) oxide Fe 3 O 4
  • Iron (II, III) oxide Fe 3 O 4
  • - Silica in particular in amounts ranging from 2 wt .-% to 30 wt .-%, in particular in the range of 5 wt .-% to 25 wt .-%, preferably in the range of 10 wt .-% to 20 wt. -%; and or
  • - Calcium sulfate in particular in amounts ranging from 1 wt .-% to 25 wt .-%, in particular in the range of 2 wt .-% to 20 wt .-%, preferably in the range of 5 wt .-% to 15 wt. -%.
  • the underlying starting material in particular in the form of pyrite residues or Kiesabbrand, as obtained in particular in the production of sulfuric acid, thus has in addition to iron, in particular in the form of iron oxides, as the main constituent also numerous other metals or precious metals, so that the invention used Starting material, is in an excellent manner for use in the present invention, since a variety of different technically and economically relevant components based on metals or precious metals is obtained or recovered from the starting material, wherein the inventive method in this regard, a selective and extensive recovery allows the components in question, especially in the form of the respective metals.
  • the starting material in method step (a) or before carrying out method step (b), comminution or homogenization of the starting material is carried out.
  • the starting material can be adjusted to average particle sizes, in particular average particle sizes D 50 , in the range of 0.1 ⁇ to 10 cm, in particular 1 ⁇ to 5 cm, preferably 100 ⁇ to 1 cm, preferably 500 ⁇ to 0.5 cm ,
  • average particle sizes D 50 in the range of 0.1 ⁇ to 10 cm, in particular 1 ⁇ to 5 cm, preferably 100 ⁇ to 1 cm, preferably 500 ⁇ to 0.5 cm.
  • crushing devices such as crushing or grinding devices are used.
  • the particle size determination can be carried out in a manner well-known to those skilled in the art, for example on the basis of light microscopy, X-ray diffraction, light diffraction, such as laser diffractometry.
  • the optionally provided in the context of the inventive comminution in particular to obtain uniform particle sizes of the underlying starting material leads to better handling and improved recovery of the respective metal components, in particular due to improved digestion of the material and the like.
  • the starting material in process step (a) and / or before carrying out process step (b) a drying of the starting material is carried out.
  • the starting material may be heated to temperatures in the range from 50 ° C to 180 ° C, in particular from 80 ° C to 160 ° C, preferably from 100 ° C to 140 ° C.
  • the starting material has a residual moisture content of at most 5% by weight, in particular at most 3% by weight, preferably at most 2% by weight, preferably at most 1% by weight, based on the dried starting material , is set.
  • the setting of the starting material to a defined residual moisture, as defined above leads in particular to a further improved process sequence, both with regard to the handling of the starting material and with respect to the chemical reaction processes on which the process according to the invention is based.
  • the oxidation treatment is carried out as a solid phase reaction.
  • the oxidation treatment should be carried out while heating the starting material.
  • the oxidation treatment at temperatures in the range of 500 ° C to 1000 ° C, in particular in the range of 600 ° C to 900 ° C, preferably in Range from 650 ° C to 950 ° C.
  • the oxidation treatment should be carried out using or in the presence of a preferably gaseous oxidizing agent, in particular air and / or oxygen.
  • the oxidation treatment can generally be carried out in devices known in the art and suitable for this purpose.
  • the oxidation treatment can be carried out in an oxidation and / or roasting device.
  • the oxidation and / or roasting device can be selected, for example, from the group of rotary kilns, drum ovens, fluidized bed ovens and air flow reactors.
  • iron in the oxidation treatment in process step (b) iron is converted at least substantially completely into the trivalent and / or trivalent form, in particular iron (II), preferably iron (II) oxide becomes.
  • iron (II) in the oxidation treatment in process step (b), iron (II) is thus obtained.
  • iron (II, II) oxide and / or iron (II) oxide are converted into iron (II) oxide.
  • reaction of the respective iron oxides to give iron (II) oxide can be carried out according to the following reaction equation (ii) or (iii):
  • the conversion of iron to iron (II) oxide is carried out in particular in the light of the invention, according to the invention, of a subsequent or subsequent chlorination for obtaining iron (III) chloride (FeCl 2), which with regard to the process according to the invention is has optimal sublimation and thus separation properties, as stated below.
  • the other metals are preferably copper, zinc, lead, cobalt, titanium, manganese, vanadium and / or chromium, preferably copper, zinc, Lead and / or cobalt, and optionally the noble metal are converted in the form of silver in each case uniform oxidation states, in particular in the respective highest oxidation state of the metal.
  • the product mixture obtained during or after the oxidation treatment in process step (b) can contain iron (III) oxide in amounts in the range from 10% by weight to 95% by weight, in particular in the range from 20% by weight. % to 90% by weight, preferably in the range from 40% to 85% by weight, based on the dry weight of the product mixture obtained in process step (b).
  • the iron oxides contained in the starting material are thus preferably converted at least substantially into iron (III) oxide.
  • the other metals in particular copper, zinc, lead and / or cobalt
  • the other metals are further oxidized, in particular to obtain copper (II) oxide, zinc (II) oxide, lead (II) oxide and / or cobalt (II) oxide.
  • This, too, is conducive to the subsequent chlorination of these metals.
  • the product mixture obtained in the oxidation treatment in process step (b) contains the further metal in the form of the metal oxide, preferably in the form of copper (II) oxide, zinc (II) oxide, lead (II ) oxide and cobalt (II) oxide.
  • the product mixture obtained in the oxidation treatment in process step (b) may contain silver oxide.
  • a further oxidation of the noble metal in the form of silver can also be present in the course of the oxidation treatment.
  • the product mixture resulting from the oxidation may contain silicon dioxide (SiO 2 ) and calcium sulfate (CaSO 4 ), which, so to speak, each remain at least substantially unchanged in the product mixture.
  • the chlorination is carried out as a solid phase reaction.
  • the oxidation products obtained in process step (b) and / or the product mixture obtained in the oxidation treatment in process step (b) should be at temperatures in the range from 100 ° C. to 320 ° C., in particular in the range from 150 ° C to 302 ° C, preferably in the range of 180 ° C to 300 ° C, brought.
  • the chlorination should be carried out at temperatures in the range of 100 ° C to 320 ° C, in particular in the range of 150 ° C to 302 ° C, preferably in the range of 180 ° C to 300 ° C.
  • chlorination according to process step (c) this can be carried out in chlorinating apparatuses which are well known per se to those skilled in the art.
  • the chlorination in process step (c) may be carried out in a chlorinating apparatus, in particular wherein the chlorinating apparatus is selected from the group of rotary kilns and drum furnaces.
  • iron oxide in particular iron (III) oxide
  • iron chloride in particular iron (III) chloride (FeCl 3 )
  • the iron (III) chloride or FeC which is preferably obtained has optimum separation properties with regard to the process procedure according to the invention, in particular with regard to the sublimation properties of iron (III) chloride.
  • lead oxide preferably lead (II) oxide
  • lead (II) chloride PbCl 2
  • cobalt oxide preferably cobalt (II) oxide
  • cobalt chloride in particular cobalt (II) chloride (CoCl 2 )
  • manganese in particular manganese oxide
  • vanadium in particular vanadium oxide
  • chromium in particular chromium oxide, can be converted to chromium chloride.
  • silver oxide preferably silver (I) oxide
  • silver chloride in particular silver (I) chloride (AgCl).
  • FeCIs iron chloride
  • process step (d) the sublimation of iron chloride, in particular iron (II) chloride, from the product mixture obtained in process step (c) by sublimation, especially at temperatures in the range from 200 ° C to 400 ° C, in particular in the range of 250 ° C to 375 ° C, preferably in the range of 275 ° C to 350 ° C, preferably in the range of 300 ° C to 325 ° C.
  • iron chloride in particular iron (II) chloride (FeCIs)
  • a separation device in particular sublimation, preferably in a rotary kiln, fluidized bed furnace and / or rotary kiln, are performed, in which the product mixture réellerinigende should be introduced before with the corresponding chlorides.
  • the common device in particular the rotary kiln, a first section or area for performing step (c) and a second section or area for performing step (d), in particular for the separation and / or isolation of Ferric chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs) have.
  • the chlorination on the one hand and the separation of iron chloride on the other hand can be carried out in one and the same apparatus.
  • the common apparatus is in particular a rotary kiln, wherein the rotary kiln along the rotary axis a first reaction zone with a first temperature zone for carrying out the described in step (c) chlorination with the inventively provided temperatures and a second Sublimation region for the separation of iron chloride with the corresponding sublimation temperatures, as described in process step (d) having.
  • the desublimation in process step (d) moreover results in particular in obtaining solid or purified iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ).
  • the optionally carried out in process step (d) reduction of iron chloride, especially iron (III) chloride should be carried out in the gas phase, in particular at temperatures in the range of 400 ° C to 800 ° C, in particular in the range of 450 ° C to 750 ° C, preferably in the range of 500 ° C to 700 ° C, preferably in the range of 550 ° C to 650 ° C.
  • the reduction of iron chloride, in particular iron (III) chloride can be carried out in a reduction apparatus.
  • Corresponding reduction devices are well-known to the person skilled in the art for this purpose, so that in this regard no further embodiments are required.
  • gaseous ferric chloride are transferred from the sublimation device in the reduction device.
  • process step (d) in particular after separation or isolation of iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs), a further and / or subsequent separation and / or isolation of the chlorides of the other metals from the product mixture takes place.
  • iron chloride in particular iron (III) chloride (FeCIs)
  • process step (d) in particular after completion of separation and / or isolation of iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs), a further and / or subsequent separation and / or Isolation of copper chloride, in particular copper (II) chloride (CuCl 2 ), and / or of zinc chloride, in particular zinc (II) chloride (ZnCl 2 ), and / or of lead chloride, in particular lead (II) chloride (PbCl 2 ), and / or cobalt chloride, in particular cobalt (II) chloride (CoCl 2 ).
  • copper chloride in particular copper (II) chloride (CuCl 2 )
  • zinc chloride zinc (II) chloride (ZnCl 2 )
  • lead chloride in particular lead (II) chloride (PbCl 2 )
  • cobalt chloride in particular cobalt (II) chloride (CoCl 2 ).
  • the same can apply to titanium chloride, manganese chloride, vanadium chloride and / or chromium chloride.
  • the further or subsequent separation or isolation of the chlorides of the other metals from the product mixture for example in a slurry or dispersing, in particular in a stirred tank and / or stirred reactor, preferably with at least one take-off device, and / or a countercurrent device, preferably each with at least one trigger device.
  • iron chloride preferably iron (III) chloride (FeCl 2 2
  • the chlorides of the further metals in particular copper chloride, preferably copper (II) chloride (CuCl 2 ), and / or zinc chloride, preferably zinc (II) chloride (ZnCl 2 ), and / or lead chloride, preferably lead
  • the chlorides of the other metals in question can be separated or removed from the slurried product mixture by conversion into a suspension or solution, wherein due to the good solubility or suspendability of the chlorides, a high separation or purification rate can be achieved ,
  • the resulting solution and / or suspension preferably solution containing the chlorides in question
  • a further workup of the resulting solution or suspension for the particular selective separation or isolation of the chlorides of other metals in particular copper chloride, preferably copper (II) chloride (CuC), and / or zinc chloride, preferably zinc ( II) chloride (ZnC), and / or lead chloride, preferably lead (II) chloride (PbC), and / or cobalt chloride, preferably cobalt (II) chloride (C0CI 2 ), and / or titanium chloride and / or manganese chloride and / or vanadium chloride and / or chromium chloride, or to obtain the metallic form of the respective metal.
  • the particular selective separation or isolation of the chlorides of the other metals or the conversion into the metallic form of the respective metals can be effected on the basis of electrochemical, sorptive, in particular adsorptive processes or by means of in particular selective precipitation and / or in particular selective sedimentation or the like.
  • the metals can be obtained by reduction in metallic form.
  • the relevant processes are well known to the person skilled in the art, so that no further explanation is required in this regard.
  • the procedure is in particular such that the corresponding metal chlorides are dissolved and / or suspended, preferably in solution, transferred and thus separated from the at least substantially insoluble constituents of the previously freed from iron product mixture and the solution or suspension obtained in this way is subjected to a selective separation of the chlorides of the other metals.
  • the corresponding chlorides of the other metals can be separated from the underlying product mixture based on the starting material used, so that in this way more industrially or technically utilizable raw materials or commercial products can be obtained, for example suitable for use as or in catalysts, for the production of dyes or pigments or the like, wherein the raw materials in question in the form of the chlorides of the other metals equally have a high material or product purity.
  • the remaining, in particular at least substantially insoluble, product mixture freed of iron and of the other metals also comprises the noble metal components, in particular gold and / or silver, and the constituents silicon, in particular Silica, as well as calcium sulfate.
  • the remaining product mixture may also contain silver chloride, which is practically insoluble in water.
  • the upstream separation or isolation of the iron component and the other metal components from the product mixture is a further enrichment or further concentration or an increase in the relative proportion of the precious metals, such as gold and / or silver, in the remaining product mixture, which Subse- quently provided for separation of the precious metals, in particular with regard to the economics of the underlying process and the degree of exploitation.
  • the precious metals such as gold and / or silver
  • the product mixture obtained in process step (d) or present after carrying out process step (d), calculated in each case as an element and in each case based on the dry weight of the product mixture comprises: - Gold, in particular in amounts in the range of 1 g / t to 50 g / t, preferably in the range of 1 g / t to 40 g / t, preferably in the range of 2 g / t to 20 g / t, particularly preferably in Range from 3 g / t to 15 g / t;
  • - Silver in particular in amounts ranging from 2 g / t to 600 g / t, preferably in the range of 5 g / t to 500 g / t, preferably in the range of 10 g / t to 400 g / t, particularly preferably in Range from 15 g / t to 200 g / t.
  • a process step (e) can be carried out after the process step (d) for the targeted recovery of the previously enriched noble metals.
  • a separation of the noble metal, in particular of gold and / or silver, from that obtained in process step (d) and / or that of iron chloride, preferably iron (III) chloride (FeCl 3 ), and of the chlorides the other metals liberated product mixture done. Also, due to the previously made enrichment of the precious metals in the product mixture while high yields can be achieved.
  • the process according to the invention may preferably be carried out in such a way that in process step (e) the separation of the noble metal, in particular of gold and / or silver, from the liquid phase and / or in a liquid medium, in particular water, absorbed, in particular slurried and / or dispersed product mixture takes place.
  • the separation of the noble metal, in particular of gold and / or silver can be carried out in at least one separating and / or filtering device.
  • the product mixture obtained in process step (d) can again be admixed with a dispersant or solvent, in particular water.
  • the noble metal in particular gold and / or silver, in particular at least substantially completely in solution or suspension, in particular in solution, brought or transferred.
  • This can be done, for example, such that at least one complexing component or compound is used for transferring the noble metal, in particular gold and / or silver, in solution and / or suspension, preferably solution, or brought into contact, in particular, with the product mixture or the noble metal becomes.
  • the complexing component or compound in question may be a substance which preferably forms a complex compound with the noble metal, in particular gold and / or silver, which in the solvent, in particular water, is at least substantially completely saturated. is permanently soluble or suspendable.
  • the complexing component or compound may be selected from the group of cyanide solution, iodine / bromine solution and thiosulfate solution.
  • a solution of the salt of hydrocyanic acid, in particular sodium cyanide (NaCN) can be used as a component for transferring the noble metal in a solution and / or suspension.
  • a sodium cyanide solution which synonymously is also referred to as cyanide.
  • cyanide leaching gold and / or silver in particular oxygen-containing sodium cyanide solution is dissolved or suspended as a complex compound, in particular based on the following reaction equation (v):
  • the resulting solution and / or suspension of the noble metal, in particular gold and / or silver is separated from the remaining product mixture, in particular by filtration, and the noble metal, in particular gold and / or silver, from the solution and / or or suspension is obtained, in particular by means of precipitation or sorptiver, in particular adsorptive method.
  • sorptive, in particular adsorptive purification methods for obtaining the noble metal can also be used, in particular based on a preferably particulate adsorption material, in particular activated carbon.
  • adsorption material in particular activated carbon.
  • further recovery or purification processes such as amalgam processes and / or anode sludge processes, can be used to obtain the noble metal.
  • the product mixture obtained in process step (d) and / or in process step (e) furthermore contains silicon originating from the starting material, in particular in the form of a silicon oxide, preferably silicon dioxide.
  • the product mixture obtained in process step (d) and / or in process step (e) may further comprise at least one alkali and / or alkaline earth metal, in particular at least one alkaline earth metal, originating from the starting material. preferably calcium.
  • the alkali metal or alkaline earth metal, in particular the alkaline earth metal, preferably calcium, in the form of at least one salt, in particular sulfate, are present.
  • the product mixture obtained in process step (d) or in process step (e) may contain calcium sulfate derived from the starting material.
  • the abovementioned components are concerned in particular, they are at least essentially not removed or chemically modified on the basis of the process steps specified for the purification of the respective metal components or noble metal constituents, so that they as such at least in the Essentially completely present in the remaining product mixture.
  • the calcium chloride remaining in the product mixture can be utilized as such, for example for the production of gypsum building materials or the like.
  • the process according to the invention can also be carried out using the recovery plant according to the invention as defined below.
  • the oxidized gravel erosion can be treated with solid ammonium chloride at a temperature of 300 ° C for the purpose of converting iron into the chloride form to obtain ammonia and water in the gas phase.
  • the resulting iron chloride can be separated by sublimation from the product mixture.
  • Iron chloride is thereby transferred or sublimed at a temperature of 950 ° C in the gas phase, with silica and Caiciumsulfat and the chlorides of the other metals and the Precious metal components remain in the solid product mixture.
  • the remaining product mixture has a higher noble metal content compared to the starting material.
  • iron chloride can be reduced or treated with hydrogen to obtain metallic iron and hydrogen chloride gas.
  • the gas streams of ammonia and hydrogen chloride can be combined and reacted to regenerate ammonium chloride. From the product mixture remaining after the removal of iron chloride, the chlorides of the further metals can be converted into solution by slurrying and separated off.
  • the residual product mixture thus obtained after removal of the chlorides of the other metals, can be treated with a cyanide solution to convert gold and silver into a soluble form.
  • the remainder remaining in the purified product mixture comprising a mixture of silica (quartz) and calcium sulfate (gypsum) may be separated from the solution containing gold or silver by filtration.
  • the noble metal can be obtained in the form of gold or silver by precipitation.
  • FIG. 1 shows a schematic representation or overview of the process according to the invention for extracting raw materials from ores or ore residues, in particular for the recovery of metals from ores or ore residues, preferably for the recovery of metals from pyrite residues, preferably from gravel burnt up in the production of sulfuric acid ;
  • Fig. 2 is a further schematic representation or overview of the method according to the invention according to another preferred embodiment according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a particular embodiment of the method according to the invention, as defined further below: FIG.
  • FIG. 1 shows the method according to the invention, according to which a raw material RM is initially present or provided, which is in particular an ore or an ore residue, in particular a pyrite residue or, in particular, a gravel burn originating from the production of sulfuric acid ,
  • the raw material RM contains in particular iron, preferably as the main constituent, and at least one noble metal, in particular gold and / or silver, and at least one further metal, preferably selected from the group of copper, zinc, lead and cobalt, in particular iron and the further metal in the form of oxides.
  • the preparation, in particular preparation, of a starting material AM on the basis of the underlying raw material RM then takes place.
  • the processing may include comminuting the raw material RM and / or drying the raw material RM to obtain the processed starting material AM.
  • the starting material AM as shown in FIG. 1, according to process step (b) subjected to an oxidation treatment, which can be carried out in particular as a calcination or oxidative roasting.
  • an oxidizing agent such as air and / or oxygen
  • the result is a material OP with corresponding oxidation products, wherein the oxidation products include in particular iron oxide and optionally oxides of the other metals.
  • iron oxide iron (III) oxide is obtained in this connection.
  • FIG. 1 furthermore shows that in a further process step (c) a chlorination of the oxidation products, in particular oxides, obtained in process step (b) takes place, so that correspondingly chlorinated products CP result.
  • a chlorination of the oxides by means of a recyclable chlorinating agent, in particular ammonium chloride (NH 4 CI), take place.
  • a recyclable chlorinating agent in particular ammonium chloride (NH 4 CI)
  • NH 4 CI ammonium chloride
  • the chlorinated CP products obtained by the chlorination can then be separated or isolated from the product mixture obtained in process step (c), as illustrated in FIG. 1 in accordance with process step (d) indicated there.
  • the iron previously obtained in process step (c) is (III) - Chloride (FeC) sublimated in step (d), so that gaseous iron (III) - chloride (FeCl 3 (g)) is obtained, which can be separated from the solid residue mixture or residue accordingly.
  • FIG. 1 also shows that the gaseous iron (III) chloride obtained in this way, on the one hand, can be desublimated to obtain solid iron (III) chloride and, on the other hand, that the in particular gaseous iron (III).
  • reaction products obtained in the reduction of iron (III) chloride to metallic iron in particular in the form of an inorganic chlorine compound, preferably hydrogen chloride, can be used to recycle the chlorinating agent, as illustrated schematically in FIG obtained inorganic chlorine compound, preferably hydrogen chloride, is reacted with in the chlorination from the chlorinating agent resulting reaction product, in particular with gaseous ammonia (NH 3 ), so that in this way the chlorinating agent in the form of ammonium chloride (NH 4 CI) is obtained which can be used again in process step (c).
  • step (d) shows, moreover, that in step (d) also a subsequent separation of the chlorides of the other metals (Me x Cl y ) can be carried out, which in particular the separation of iron (III) chloride is connected downstream.
  • a remaining product mixture (VP) which optionally according to process step (e), as equally illustrated in Fig. 1, a further purification, in particular with regard to the separation of noble metals, such as gold and / or Silver, can be supplied.
  • the solid product mixture remaining in process step (e) and freed from gold or silver comprises, in particular, calcium sulfate and silicon dioxide, it being possible to subject silicon dioxide, as indicated in FIG. 1, to a reduction to obtain elemental silicon.
  • FIG. 2 schematically shows a further particular embodiment of the method according to the invention, as described in more detail below:
  • a raw material such as gravel burn, which components based on iron, copper, zinc, cobalt , Gold, silver, lead, silicon and calcium as well as other elements contains, by drying and crushing a recycled starting material can be obtained.
  • the starting material thus obtained may be subjected to oxidation or calcination, for example at temperatures of 700 ° C. in the presence of an oxidizing agent, such as air and / or oxygen.
  • the oxidation treatment leads, in particular, to obtaining oxides of iron and the other metals, in particular also by increasing the oxidation state of the respective metallic elements.
  • iron (III) oxide is significantly obtained according to the following reaction scheme:
  • copper (I) oxide for example, can be obtained substantially from copper (II) oxide according to the present reaction scheme:
  • the noble metal in particular gold
  • this is generally not oxidized in the course of the oxidation treatment because of the noble properties.
  • a conversion into the oxide can be present for the noble metal silver.
  • FIG. 2 further illustrates, by way of example, the chlorination of the previously obtained oxidation products following oxidation, using a chlorinating agent in the form of ammonium chloride (NH 4 Cl), which can be added to the oxidation products in solid form, for example in the form of a powder .
  • the chlorination can be carried out for example at temperatures of 300 ° C.
  • iron (III) oxide resulting iron (III) chloride (FeCIs) as well as exemplary of copper oxide in a corresponding manner in a corresponding manner copper chloride (CuCl 2).
  • FeCIs iron oxide resulting iron (III) chloride
  • CuCl 2 copper chloride
  • resulting reaction product result in particular gaseous ammonia (NH 3 ) as from the chlorinating agent, in particular ammonium chloride (NH 4 CI), resulting reaction product result.
  • Fig. 2 illustrates in this context further that the resulting in particular gaseous ammonia (NH 3 ) are removed and with an inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride, in the gas phase to the reaction to obtain recycled chlorinating agent, in particular ammonium chloride (NH 4 CI) brought can.
  • FIG. 2 further illustrates that iron (III) chloride (FeCIs) is oxidized by means of Sublimation, especially at temperatures of 350 ° C, transferred to the gas phase and is removed from the product mixture.
  • iron (III) chloride (FeCIs) is oxidized by means of Sublimation, especially at temperatures of 350 ° C, transferred to the gas phase and is removed from the product mixture.
  • the chlorides of the further metals such as CuCl 2 , ZnCl 2 , CoCl 2 , PbCl 2, etc.
  • the chlorides of the further metals can subsequently be separated from the product mixture , In particular by slurry or dispersion of the liberated from iron (III) chloride product mixture with appropriate conversion of the soluble chlorides in a particular aqueous solution with subsequent separation of the solution, for example by filtration.
  • gaseous iron (III) chloride can be subjected to a reduction, in particular at 600 ° C., it being possible to use hydrogen as the reducing agent, for example.
  • the reduction can be carried out in particular according to the following chemical reaction equation: 2 FeCl 3 + 3 H 2 -> 2 Fe + 6 HCl. In this way, metallic iron is obtained.
  • FIG. 2 furthermore illustrates that hydrogen chloride obtained in the reduction of iron (III) chloride can be removed and used to recycle the previously mentioned chlorinating agent.
  • the product mixture freed from the chlorides of the aforementioned metals it is likewise possible to carry out a separation of the noble metal, in particular of gold and / or silver, as shown in FIG. 2.
  • the noble metals, such as gold and or silver in particular via a complex formation reaction in solution or suspension, in particular aqueous solution or suspension, are converted, for example by using a corresponding Cyanidlauge.
  • FIG. 2 further illustrates that the noble metals, in particular gold and / or silver, which have been converted into solution or suspension, can be further purified by appropriate filtration or separation of the solid constituents to obtain a purified noble metal solution or noble metal suspension. From this solution or suspension, the isolated noble metal, in particular gold and / or silver can be obtained by means of extraction or precipitation or adsorption.
  • the present invention relates to the recovery plant according to the invention, in particular for the (recovery) recovery of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores and / or ore residues, preferably from pyrite residues, particularly preferably from gravel burn-off occurring in the production of sulfuric acid, in particular a recovery plant for carrying out the previously defined process, the recovery plant comprising:
  • At least one preparation and / or treatment device in particular for providing, in particular treatment, a starting material in the form of at least one ore and / or ore residue, in particular at least one pyrite residue, preferably at least one incurred in the production of sulfuric gravel, in particular wherein the starting material iron containing at least one precious metal and at least one other metal;
  • At least one chlorinating apparatus in particular for the chlorination of the oxidation products, in particular oxides, in the product mixture and / or for use of at least one chlorinating agent, in particular re cyclable chlorinating agent, preferably for the chlorination of iron oxide and optionally oxides of the other metals, in particular for obtaining Iron chloride, preferably iron (III) chloride, and optionally chlorides of the other metals in the product mixture;
  • the recovery plant in particular downstream and / or downstream of the separation device, has at least one sublimation device, in particular for receiving and desubliming particular sublimed iron chloride and / or obtaining in particular solid and / or purified iron chloride, in particular in particular, wherein the desublimation device is connected to the severing device, or
  • the recovery plant in particular downstream and / or in the process direction downstream of the separation device, at least one reduction device, in particular for the reduction of particular sublimated iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), and to obtain metallic iron and / or for obtaining at least one inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), in particular wherein the reduction device is connected to the separation device; wherein the aforesaid devices, namely the preparation and / or treatment device, the oxidation and / or roasting device, the chlorinating device and the separating device, are arranged downstream in the order in the process direction and wherein the other aforementioned devices, namely the desublimation device and the reduction device, as defined above.
  • the aforesaid devices namely the preparation and / or treatment device, the oxidation and / or roasting device, the chlorinating device and the separating device, are arranged downstream in the order in the process direction and wherein the other aforementioned devices, namely the desublim
  • the recovery plant according to the invention is particularly suitable for use in the context of the method according to the invention described above.
  • the recovery plant according to the invention makes it possible on the one hand to efficiently and extensively purify or separate the metallic components from the underlying starting material, with iron in particular in metallic form as raw material for further industrial use in particular and in the form of iron chloride , in particular iron (III) chloride, can be obtained.
  • iron (III) chloride in particular iron (III) chloride
  • precious metals in the form of gold and silver can be obtained on the basis of the recovery plant according to the invention.
  • the recovery plant according to the invention makes it possible to recycle the chlorinating agent in particular with regard to the process according to the invention, accompanied by the corresponding economic and ecological advantages.
  • the recovery plant according to the invention comprises at least one desublimation device and at least one reduction device, as described above, in particular if a simultaneous or parallel recovery of both iron chloride and metallic iron is to be carried out, in particular based on the treatment of corresponding sub-streams of particular sublimed iron chloride.
  • the recovery plant according to the invention reference may be made to the subclaims relating to the purification plant according to the invention and to the corresponding figure representations.
  • FIG. 3 shows a schematic representation or overview of the recovery plant A according to the invention, preferably for the extraction of raw materials from ores or ore residues, in particular for the recovery of metals from ores or ore residues, preferably for the recovery of metals from pyrite residues, preferably from accumulating in sulfuric acid production roasted pyrite;
  • Fig. 4 is a further schematic representation or overview of the recovery plant A according to the invention according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 3 and FIG. 4 thus diagrammatically show preferred embodiments of the recovery plant A according to the invention, as further defined below:
  • FIGS. 3 and 4 show the recovery plant A according to the invention, in particular for the (re) recovery of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores and / or ore residues, preferably from pyrite residues, particularly preferably from Pebble acid production resulting gravel burn, in particular recovery plant A for carrying out the previously defined method according to the invention, wherein the recovery plant A comprises: (A) at least one preparation and / or treatment device 1, in particular for providing, in particular treatment, a starting material in the form of at least one ore and / or ore residue, in particular at least one pyrite residue, preferably at least one incurred in the production of sulfuric gravel, in particular wherein the starting material Iron, at least one precious metal and at least one other metal contains;
  • At least one chlorinating device 3 in particular for the chlorination of the oxidation products, in particular oxides, in the product mixture and / or for use of at least one chlorinating agent, in particular recyclable chlorinating agent, preferably for the chlorination of iron oxide and optionally oxides of the other metals, in particular for obtaining of iron chloride, preferably iron (III) chloride, and optionally of
  • At least one separating device 4 in particular for the selective separation and / or isolation of iron chloride, preferably iron (III) chloride, from the product mixture, wherein the separating device 4 is designed as a sublimation device,
  • the recovery plant A in particular downstream and / or in the process direction downstream of the separation device 4, at least one Desublimationsvorraum 14, in particular for receiving and desublimation of particular sublimed iron chloride and / or to obtain in particular solid and / or purified iron chloride having in particular wherein the desublimation device 14 is connected to the separation device 4 (the latter in particular for receiving in particular gaseous iron chloride from the separation device 4), or wherein the recovery plant A, in particular downstream and / or in the process direction downstream of the separation device 4, at least one reduction device 15, in particular for the reduction of particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs), and to obtain metallic iron and / or for obtaining at least one inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), in particular wherein the reduction device 15 is connected to the separation device 4 (the latter in particular for receiving in particular gaseous iron chloride from the separation device 4);
  • the chlorinating device 3 can be selected according to the invention from the group of rotary kilns and drum ovens.
  • the chlorinating device 3 can have at least one supply device 8 for supplying a chlorinating agent, in particular ammonium chloride (Na 4 Cl).
  • the chlorination device 3 can have at least one removal and / or discharge device 9, in particular for the recovery and / or separation of reaction products resulting from the chlorination agent during the chlorination of the oxidation products, in particular preferably gaseous ammonia (NH 3 ).
  • the recovery plant A can have at least one reaction and / or condensation device 10.
  • the reaction and / or condensation device is used in particular for bringing together or contacting and reacting in particular gaseous ammonia (NH 3 ) on the one hand and at least one preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), on the other hand to obtain recycled chlorinating agent, preferably ammonium chloride (NH 4 CI).
  • the reaction and / or condensation device 10 may in particular be connected to the chlorinating device 3, in particular insofar as, preferably independently of one another, gaseous ammonia is conducted from the chlorinating device 3 into the reaction and / or condensation device 10 and recycled ammonium chloride can be passed from the reaction and / or condensation device 10 into the chlorination device 3.
  • the reduction device 15 may be connected to the reaction and / or condensation device 10, in particular for discharging an inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), from the reduction device 15 into the reaction and / or condensation device 10.
  • the recovery plant A according to the invention thus makes it possible to recycle the chlorinating agent, in particular ammonium chloride, owing to the apparatus specificity of the targeted use of a reaction or condensation apparatus 10.
  • reaction or condensation apparatus 10 can receive an inorganic chlorine compound resulting from the reduction of iron chloride removed from the product mixture in the separation apparatus 4, which serves to recycle the chlorinating agent.
  • this supply means 11 for supplying and / or receiving in particular gaseous ammonia (NH 3 ) or at least one further feed device 12 for supplying and / or receiving at least one preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), and / or at least one removal and / or discharge device 13, in particular for recovering and / or separating the recycled chlorinating agent, in particular ammonium chloride ( NH 4 Cl).
  • NH 3 gaseous ammonia
  • HCl hydrogen chloride
  • removal and / or discharge device 13 in particular for recovering and / or separating the recycled chlorinating agent, in particular ammonium chloride ( NH 4 Cl).
  • FIG. 4 shows that the recovery plant A also has at least one desublimation device 14, in particular for receiving and desulphurizing particularly sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), or for obtaining, in particular, solid matter or purified egg senchlorid, in particular iron (III) chloride (FeCIs).
  • desublimation device 14 in particular for receiving and desulphurizing particularly sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), or for obtaining, in particular, solid matter or purified egg senchlorid, in particular iron (III) chloride (FeCIs).
  • the desublimation device 14 is connected to the separation device 4, in particular to the device 25 of the separation device 4 for removal or removal of gaseous iron chloride in particular, in particular iron (III) chloride (FeCIs).
  • the desublimation device 14 should have at least one feed device 19, in particular for receiving in particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), preferably from the separating device 4.
  • the desublimation device can be used, for example, as a cooling and / or or condensation device may be formed.
  • FIG. 4 furthermore shows that the system A according to the invention additionally has at least one reduction device 15, in particular for the reduction of in particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 2), and for obtaining metallic iron.
  • the reducing device 15 is connected to the separating device 4.
  • the reduction device 15 should have at least one supply device 16, in particular for receiving in particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ), preferably from the separation device 4.
  • the reduction device 15 as stated above, be connected to the separation device 4, in particular for the absorption of iron chloride.
  • the reduction device 15 is connected via the feeder 16 with the means 25 for removal or removal of particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 3 ).
  • the reduction device 15 can have at least one further supply device 17 for supplying and / or receiving a reduction agent, in particular hydrogen or natural gas (in particular methane).
  • a reduction agent in particular hydrogen or natural gas (in particular methane).
  • the reduction device 15 may also be connected to the reaction and / or condensation device 10, in particular for the release of an inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride, formed during the reduction of iron chloride and taken up in the reaction and / or condensation device.
  • the reduction device 15 at least one trigger and / or Aus slaughterling 18, in particular for the recovery and / or separation of at least one inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), formed in the reduction of iron chloride, in particular iron (III) chloride, and / or for removal of at least one in the reduction of iron chloride, in particular iron (III) chloride, resulting inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl).
  • the draw-off device 18 should be connected to the feed device 12 of the reaction or condensation device 10.
  • the inorganic chlorine compound required with regard to the recycling of the chlorination agent can be provided and transferred by the reduction of iron chloride from the process control on which the recovery plant is based; the recovery plant A according to the invention has the relevant design prerequisites as above stated, provides.
  • the provisioning and / or processing device 1 can also have at least one comminution device 6, in particular for comminution and / or homogenization of the starting material, or at least one drying device 7, in particular with regard to the provision of the starting material , in particular for drying the starting material.
  • the drying device 7 can be arranged downstream of the comminuting device 6 in the process direction.
  • the oxidation or roasting device 2 can be selected from the group of rotary kilns, drum ovens, fluidized bed ovens and fly-reactor reactors.
  • the oxidation and / or roasting device 2 can have at least one device for supplying at least one oxidizing agent, in particular air and / or oxygen.
  • the separation device 4 is designed as a sublimation device.
  • the separating device 4 may be a rotary kiln, fluidized bed furnace and / or rotary kiln.
  • the separating device should likewise have at least one device 25 for the removal or removal of gaseous iron chloride, in particular iron (III) chloride, in particular.
  • FIG. 4 furthermore illustrates an embodiment according to the invention, according to which the chlorination device 3 and the separation device 4 can be brought together in a common device 24.
  • the common device 24 in the form of a common rotary kiln, in particular with at least two, preferably two temperature sections, be formed.
  • the temperature required for the chlorination of the metal components may be present in the first temperature section or in the first temperature zone, and the chlorination of the metal components in the material with the oxidation products obtained beforehand may be effected by addition of the chlorinating agent, the product mixture thus obtained subsequently containing the chlorinated metal components can be converted into the second temperature section or in the second temperature zone, wherein in the second temperature section or in the second temperature zone, the temperatures required for the sublimation in particular of iron (III) chloride are present.
  • the common device 24 should in this context via the corresponding means for supplying the chlorinating agent as well as for removing reaction products resulting from the chlorinating agent in the chlorination, in particular ammonia (NH3), and at least one further leading means 25 for removal or removal of particular gaseous iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs), as it results in the sublimation.
  • NH3 ammonia
  • FeCIs iron (III) chloride
  • system A additionally has at least one slurry or dispersing device 20, in particular for the separation and / or isolation of copper chloride, in particular copper (II) chloride (CuCl.sub.2) 2 ), and / or of zinc chloride, in particular zinc (II) chloride (ZnCl 2 ), and / or of lead chloride, in particular lead (II) chloride (PbCl 2 ), and / or of cobalt chloride, in particular cobalt (II) chloride (CoCI 2 ), from the product mixture freed from ferric chloride, in particular ferric chloride (FeCIs).
  • copper chloride in particular copper (II) chloride (CuCl.sub.2) 2
  • zinc chloride in particular zinc (II) chloride (ZnCl 2 )
  • lead chloride in particular lead (II) chloride (PbCl 2 )
  • cobalt chloride in particular cobalt (II) chloride (CoCI 2 )
  • the dispersing device 20 should be arranged in the process direction downstream of the separating device 4 or in the process direction upstream of the separating or filtering device 5.
  • the slurrying or dispersing device 20 is used in particular for slurrying or dispersing the product mixture freed from iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCl 2), where the abovementioned chlorides are the others Metals are transferred into a solution or in a suspension.
  • the slurrying or dispersing device 20 can equally comprise at least one means 26 for receiving a dispersing or dissolving and / or suspending agent, in particular water, which serves both for slurrying the product mixture and for transferring the chlorides in question the other metals used in a solution or suspension.
  • the slurrying or dispersing device 20 should have at least one removal device 27 for removing the preferably aqueous solution or suspension of the chlorides of the other metals.
  • the slurry and / or dispersing device 20 may be a stirred tank or a stirred reactor or a counterflow device, preferably with at least one extraction device 27 each.
  • the extraction device is used in particular for removing the preferably aqueous solution or suspension of the separated from the product mixture chlorides of other metals.
  • the system A additionally has at least one addition and / or feed device 21, preferably with an addition device 22, in particular for adding at least one complexing component for transferring the noble metal, in particular gold and / or silver, in a solution and / or suspension, preferably solution.
  • the complexing component may be selected from the group of cyanide solution, iodine / bromine solution and thiosulfate solution.
  • the adding or supplying device 21 is used in particular for receiving the product mixture freed from iron chloride, in particular iron (III) chloride, and from the chlorides of the other metals.
  • the precious metal present in the product mixture in particular gold and / or silver, is converted into a solution or suspension by addition of the previously defined component, water in particular being used as the solvent or suspending agent in this regard.
  • the adding or supplying device 21 may optionally equally comprise at least one device for receiving the solvent or suspending agent, in particular water.
  • the addition or supply device 21 thus serves in particular for adding and / or contacting the component for transferring the noble metal into a solution and / or dispersion to or with the particular slurried or dispersed product mixture which comprises iron chloride, in particular iron ( lll) chloride, and the chlorides of the other metals is released.
  • the adding or supplying device 21 may be a stirred tank or the like.
  • the system A according to the invention can additionally comprise at least one extraction device 23, in particular for separating and / or recovering the noble metal, in particular gold and / or silver, from the solution and / or suspension.
  • the extraction device may be a precipitation device and / or sorption device, in particular adsorption device.
  • the extraction device 23 may be arranged in the process direction downstream of the separation and / or filter device 5.
  • the extraction device 23 may be designed such that it has at least one device 28 for receiving a precipitant, such as, in particular, particulate zinc or aluminum.
  • a precipitant such as, in particular, particulate zinc or aluminum.
  • the gold precipitated in this way can be separated and isolated by means of suitable filter devices or sedimentation devices.
  • stirring devices thickening devices and filtration devices, for example based on drum filters, in particular drum vacuum filters.
  • the respective device or devices of the recovery system A according to the invention can be connected to one another in order to ensure the underlying material or material transport processes via transport means known to the person skilled in the art, for example based on conveyor and / or belt transport devices for transporting in solid form Phase present Material and / or piping equipment for the transport of substances in the gas phase.
  • transport means known to the person skilled in the art, for example based on conveyor and / or belt transport devices for transporting in solid form Phase present Material and / or piping equipment for the transport of substances in the gas phase.
  • the recovery plant according to the invention may optionally have at least one further device for further processing of the product mixture remaining after the removal of the noble metal, in particular gold and / or silver, and in particular solid.
  • the system according to the invention may comprise at least one device for separating off silicon dioxide and / or at least one device for reducing silicon dioxide to obtain elemental silicon.
  • the recovery plant A according to the invention allows an efficient system for the processing of particular pyrite waste, such as gravel burn, provided, which allows the selective separation or isolation of various economically-industrially relevant raw materials.
  • the recovery plant A according to the invention allows an efficient implementation of the process according to the invention, in particular with regard to the recycling of the chlorinating agent with an overall reduced use of chemicals and energy.
  • the present invention also relates to a recovery plant A, preferably as defined above, in particular for the (recovery) recovery of metallic iron and / or iron compounds, in particular iron chloride, from ores and / or ore residues, preferably from pyrite residues, particularly preferably from gravel burnt up in the production of sulfuric acid, in particular recovery plant A for carrying out the previously defined process according to the invention, the recovery plant A comprising:
  • At least one preparation and / or treatment device 1 in particular for providing, in particular treatment, a starting material in the form of at least one ore and / or ore residue, in particular at least one pyrite residue, preferably at least one incurred in the production of sulfuric acid gravel, in particular the starting material contains iron, at least one noble metal and at least one further metal; at least one oxidation and / or roasting device 2, in particular for the oxidation treatment, in particular calcination and / or oxidative roasting, of the starting material provided, in particular for obtaining iron oxide and oxides of the further metals as oxidation products in the resulting product mixture;
  • At least one chlorinating device 3 in particular for the chlorination of the oxidation products, in particular oxides, in the product mixture and / or for use of at least one chlorinating agent, in particular recyclable chlorinating agent, preferably for chlorinating iron and optionally the other metals, in particular for obtaining iron chloride, preferably Iron (III) chloride, and optionally chlorides of the other metals in the product mixture,
  • the recovery plant A at least one reaction and / or condensation device 10, in particular for bringing together and / or contacting and reacting in particular gaseous ammonia (NH 3 ) on the one hand and at least one preferably inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), on the other for obtaining recycled chlorinating agent, preferably ammonium chloride (NH 4 Cl), in particular wherein the reaction and / or condensation apparatus 10 is connected to the chlorinating apparatus 3 (the latter in particular for receiving ammonia (NH 3 ) from the chlorinating apparatus 3 and in particular for dispensing recycled chlorinating agent, in particular ammonium chloride, into the chlorinating device 3);
  • the reaction and / or condensation apparatus 10 is connected to the chlorinating apparatus 3 (the latter in particular for receiving ammonia (NH 3 ) from the chlorinating apparatus 3 and in particular for dispensing recycled chlorinating agent, in particular ammonium chloride, into the chlorinating device 3);
  • At least one separating device 4 in particular for the selective separation and / or isolation of iron chloride, preferably iron (III) chloride, from the product mixture, wherein the separating device 4 is designed as a sublimation device,
  • the recovery plant A in particular downstream and / or in the process direction downstream of the separation device 4, at least one Desublimationsvorraum 14, in particular for receiving and desublimation of particular sublimed iron chloride and / or to obtain in particular solid and / or purified iron chloride having in particular wherein the desublimation device 14 is connected to the separation device 4 (the latter in particular for receiving in particular gaseous iron chloride from the separation device 4), or wherein the recovery plant A, in particular downstream and / or in the process direction downstream of the separation device 4, at least one reduction device 15, in particular for the reduction of particular sublimed iron chloride, in particular iron (III) chloride (FeCIs), and to obtain metallic iron and / or for obtaining at least one inorganic chlorine compound, in particular hydrogen chloride (HCl), in particular wherein the reduction device 15 is connected to the separation device 4 (the latter in particular for receiving in particular gaseous iron chloride from the separation device 4) and / or in particular wherein the reduction device 15 connected to the reaction and / or condensation device 10
  • the present invention - according to another aspect of the present invention - the use of a recovery plant A, in particular as defined above, in a process for the (recovery) recovery of metallic iron and / or iron compounds, especially iron chloride, ores and or ore residues, preferably from pyrite residues, preferably from incurred in the production of sulfuric Kiesabbrand, in particular as defined above.
  • a recovery plant A in particular as defined above, in a process for the (recovery) recovery of metallic iron and / or iron compounds, especially iron chloride, ores and or ore residues, preferably from pyrite residues, preferably from incurred in the production of sulfuric Kiesabbrand, in particular as defined above.
  • the raw material used is a pyrite residue in the form of gravel burn originating from sulfuric acid production in an amount of 1,000 kg.
  • the raw material used is first subjected to drying at 120 ° C.
  • a sample of the raw material is analyzed for elemental composition using an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP; ELAN Model DRC).
  • ICP inductively coupled plasma mass spectrometer
  • the starting material contains the following elementary constituents, the corresponding mass fractions being based on the respective element:
  • a further analysis of the starting material used shows that 65% of the iron in the form of iron (II, 111) oxide (Fe30 4 ) and 35% of iron in the form of iron (II) oxide (Fe 2 0 3 ) is present.
  • silicon is present in the form of silicon oxide and calcium in the form of calcium sulfate.
  • the other metals, with the exception of gold, are in the form of their oxides.
  • the starting material obtained by drying is processed further as follows. Oxidation Treatment of the Ausqanqsmaterials:
  • the dried starting material is subjected to an oxidation treatment or a calcination (oxidative roasting).
  • the starting material is heated to a temperature of 700 ° C.
  • the roasting in particular a conversion of iron into the trivalent form to obtain iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ) is achieved.
  • the product mixture obtained is further analyzed with regard to its composition.
  • the product mixture obtained after the oxidation treatment now contains iron at least substantially completely in the form of iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ).
  • the other metals except gold and calcium are in the form of oxides, especially in the highest oxidation state of the respective metals.
  • the oxidation products obtained above in particular based on iron (III) oxide and the oxides of the other metals, such as copper, zinc, lead and cobalt and silver, are subjected to chlorination, to which solid or pulverulent Ammonium chloride (NH 4 Cl) is added.
  • NH 4 Cl solid or pulverulent Ammonium chloride
  • the resulting mixture is heated to a temperature of 300 ° C.
  • iron (III) oxide is converted to iron (III) chloride (FeC) to release ammonia and water.
  • the resulting gaseous ammonia is removed and used to recycle the chlorinating agent as described in section 6.).
  • the chlorination likewise results in the chlorides of the other metals, in particular copper chloride, zinc chloride, lead chloride and cobalt chloride, and optionally silver chloride (at least in part).
  • the product mixture obtained after the chlorination is heated to a selective sublimation of iron (III) chloride (FeCl 3) to a temperature of 350 ° C, wherein iron (III) chloride is transferred to the gas phase and discharged or deducted for further processing can. Because of the sublimation temperatures other than iron (III) chloride, the chlorides of the further metals initially remain at least substantially in the solid product mixture.
  • the product mixture also contains the corresponding precious metals as well as silicon dioxide and calcium sulfate.
  • the chlorides of the other metals are subsequently removed from the remaining product mixture by suspending or dispersing the product mixture in water, the chlorides of the other metals (essentially with the exception of silver chloride) being dissolved in water due to their good solubility properties and then dissolved in water Be separated or isolated.
  • the thus isolated chlorides of the other metals can be further separated, for example by means of selective sedimentation or precipitation or based on electrochemical or sorptive, especially adsorptive methods.
  • the metals isolated in this way can also be obtained from the chlorides isolated in this way (for example by reduction). In this way, in particular the metals copper, zinc, cobalt and lead are separated, while the precious metals (gold and silver) remain due to their insolubility in the solid residue.
  • the previously separated by sublimation ferric chloride can be desublimated according to a first variant of the inventive method with cooling to obtain solid iron (III) chloride (FeCIs).
  • the resulting iron (III) chloride (FeCI) has a very high purity and can be sold as a corresponding commercial product.
  • the sublimed iron (III) chloride can be subjected to reduction to obtain metallic iron.
  • iron (III) chloride FeCIs
  • FeCIs iron (III) chloride
  • a reducing agent in the form of hydrogen in the gas phase. It results in metallic iron and hydrogen chloride.
  • the resulting hydrogen chloride is separated or withdrawn to recycle the chlorinating agent as described in paragraph 6.).
  • the iron obtained during the reduction is further analyzed by means of X-ray fluorescence methods.
  • the metallic iron obtained in the manner described above has a purity of at least 99.9%. According to this variant of the invention, therefore, highly pure metallic iron is provided as a corresponding commercial product.
  • the remaining product mixture freed of ferric chloride and the chlorides of the other metals and present in solid or insoluble form this is subjected to further purification, in particular to obtain the noble metals.
  • cyanide liquor can be added to the remaining product mixture, which may be re-slurried or dispersed again, as a result of which the cyanide liquor in the Product mixture contained precious metals are converted by a complex formation reaction in a water-soluble form.
  • the remaining product mixture is separated from this solution by filtration.
  • the precious metal components in the form of gold and / or silver can be recovered from the solution by means of precipitation methods, for example using zinc dust or the like, so that purified or isolated gold or silver is obtained.
  • the yield of gold, based on the starting material is at least 90%.
  • the remaining product mixture comprises silica, which can be subjected to reduction to obtain silicon, and calcium sulfate, which can be recovered equally.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Rückgewinnungs-Anlage zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand.

Description

Verfahren und Anlage zur
Eisengewinnung aus Kiesabbrand
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gewinnung von Metal- len, insbesondere von Eisen, und/oder von Bunt- und/oder Edelmetallen aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen bzw. Pyritabbrand, insbesondere Kiesabbrand.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur (Rück-)- Gewinnung von metallischem Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Rückgewin- nungs-Anlage, insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, wobei die Anlage nach der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage in dem Verfahren nach der Erfindung zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen.
Im Allgemeinen umfassen Erze insbesondere chemische Verbindungen von Metallen, wie Eisenverbindungen, beispielsweise in Form von Eisenoxiden, Eisencarbo- naten und Eisensulfiden, wobei die in Rede stehenden Metallverbindungen in dem Erz mit nichteisenhaltigen Gesteinen als Gemenge vorliegen können.
Zu den wichtigsten Eisenerzen zählen Magnetit, Limonit, Hämatit sowie Siderit. Während Eisen im Fall von Magnetit in Form von Eisen(ll, lll)-Oxid (Fe304) vorliegt, ist Eisen in Hämatit maßgeblich als Eisen(ll)-Oxid (Fe203) aufzufinden. Darüber hinaus liegt Eisen in Siderit vorrangig in Form von Eisen(ll)-Carbonat (FeCOs) vor. Weiterhin sind aber auch natürliche Erze bekannt, in welchen Eisen vorrangig in Verbindung mit Schwefel vorliegt. Hierzu zählt insbesondere Pyrit, welches synonym auch als Schwefelkies bzw. aufgrund seines metallischen Glanzes und seiner messinggelben Farbgebung als Katzen- bzw. Narrengold bezeichnet wird.
Insbesondere enthält Pyrit eine Reihe weiterer technologisch bzw. ökonomisch bedeutsamer Metallkomponenten, wie z. B. Zink, Kupfer, Cobalt und Blei, und darüber hinaus weitere Inhaltsstoffe auf Basis von Calcium und Silicium, welche im Allgemeinen durch die industriell vorrangige Nutzung von Pyrit zur Herstellung von Schwefelsäure nicht verwertet werden und somit gewissermaßen ungenutzt im Material bzw. resultierenden Kiesabbrand verbleiben.
Wie zuvor angeführt, liegt Eisen in Pyrit insbesondere in Form des Sulfids vor, und zwar insbesondere als Eisen(ll)-disulfid bzw. FeS2, wobei in diesem Zusammen- hang Pyrit das meist verbreitete Sulfidmineral darstellt. Im industriellen Maßstab dient es als Ausgangsmaterial zur Herstellung bzw. Gewinnung von Schwefelsäure, wobei die resultierenden Rückstände als sogenannter Pyritabbrand bzw. synonym als Purpurerz oder Kiesabbrand bezeichnet werden. Im Rahmen der Herstellung von Schwefelsäure unter Verwendung von Pyrit als Ausgangsmaterial wird im Stand der Technik dabei im Allgemeinen derart vorgegangen, dass Pyrit als sulfidisches Metallerz einer Röstung unter Anwesenheit von Luftsauerstoff unterzogen wird, wobei hierdurch ausgehend von in Pyrit vorhandenem Eisensulfid zunächst Schwefeldioxid (S02) und Eisenoxide in unterschiedli- chen Oxidationsstufen erhalten werden. Nachfolgend wird das so erhaltende Schwefeldioxid insbesondere im Rahmen eines sogenannten Kontaktverfahrens bzw. in einem Kontaktofen unter Einsatz eines Katalysators, beispielsweise Vana- diumpentoxid, und in Anwesenheit von zusätzlichem Sauerstoff zu Schwefeltrioxid (SO3) oxidiert. Durch anschließende Adsorption bzw. Reaktion mit Wasser wird dann Schwefelsäure (H2S04) erhalten.
Zusammenfassend wird somit bei der Schwefelsäureherstellung ausgehend von Pyrit insbesondere in Form eines vierstufigen Prozesses verfahren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (i) Röstung von Pyrit, beispielsweise in einem Wirbelschichtröstofen, zur Gewinnung von Schwefeldioxid ausgehend von Eisensulfid bzw. Eisendisulfid bzw. Eisen(ll)-disulfid (mit der entsprechenden chemischen Reaktionsgleichung 4 FeS2 + 11 02— 2 Fe203 + 8 S02);
(ii) nachfolgende Gasreinigung insbesondere zur Aufreinigung von zuvor erhaltenem Schwefeldioxid;
(iii) Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid (mit der entsprechenden chemischen Reaktionsgleichung 2 S02 + 02 -» 2 SO3), wobei die Reaktion unter Katalysatorverwendung in einem Kontakt- bzw. Hordenreaktor durchgeführt werden kann; und
(iv) Adsorption von Schwefeltrioxid mit insbesondere konzentrierter wasserhalti- ger Schwefelsäure zur Gewinnung weiterer Schwefelsäure, wobei das
Schwefeltrioxid als Anhydrid der resultierenden Schwefelsäure fungiert (mit der chemischen Reaktionsgleichung SO3 + H2S04(H20) -» 2 H2S04).
Schwefelsäure wird im Allgemeinen im industriellen Maßstab in sehr großen Men- gen und in zahlreichen chemisch-technischen Bereichen eingesetzt: Ein großer Teil der hergestellten Schwefelsäure wird dabei in der Produktion von Düngemitteln eingesetzt. Darüber hinaus dient Schwefelsäure als Ausgangs- bzw. Zwischenprodukt zur Herstellung weiterer industriell relevanter Produkte, wie Katalysatoren, Tensiden, Säuren, wie Flusssäure, Sulfaten, Trockenmitteln, Reaktionshilfsmitteln und dergleichen. Nicht zuletzt aufgrund der zahlreichen Einsatzmöglichkeiten von Schwefelsäure wird deutlich, dass diesbezüglich ein hoher Bedarf besteht: So hat die weltweite Produktion an Schwefelsäure die Größenordnung von 200 Millionen Tonnen pro Jahr überschritten, so dass Schwefelsäure die weltweit meist produzierte Chemikalie darstellt.
Auch vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass im Rahmen der Schwefelsäureherstellung unter Verwendung von Pyrit als Ausgangsmaterial große Mengen an Pyritabbrand bzw. Kiesabbrand resultieren. Hierbei handelt es sich im Allgemeinen um bei der Röstung der eingesetzten Ausgangsmaterialien bzw. -erze in Form von Pyrit anfallenden Rückstand bzw. Abfall. Insbesondere handelt es sich bei Kiesabbrand um einen festen Rückstand, der bei der Gewinnung von Schwefeldioxid bzw. Schwefelsäure durch thermische Behandlung von Pyrit als Abfallprodukt anfällt. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass weltweit jährlich mindestens 20 Millionen Tonnen Kiesabbrand im Zusammenhang mit der Herstellung von Schwefelsäure anfallen.
Dabei wird der Kiesabbrand in der Regel am Ort der Herstellung gelagert bzw. de- poniert, wobei darüber hinaus weltweit bereits sehr große Bestände an Kiesabbrand im Zusammenhang mit der seit Ende des 19. Jahrhunderts durchgeführten Produktion von Schwefelsäure vorhanden sind. Da das der Schwefelsäureherstellung zugrundeliegende Pyrit vor seiner Verarbeitung in der Regel zerkleinert bzw. vermählen wird, liegt der resultierende Kiesabbrand im Allgemeinen als feinkörnige und insbesondere relativ homogene Substanz vor.
Was den resultierenden Pyrit- bzw. Kiesabbrand im Allgemeinen anbelangt, so enthält dieser große Mengen an Eisen sowie wirtschaftlich relevante Mengen weiterer Metalle und zudem auch Edelmetalle, welche bei der Schwefelsäureherstel- lung nicht aus dem Ausgangsmaterial entfernt werden, so dass Kiesabbrand als solcher vor diesem Hintergrund ein wertvoller Rohstoff zur Gewinnung ökonomisch relevanter Metall- und Edelmetallmengen ist.
Insbesondere enthält Kiesabbrand Eisenoxide in Form von FeO, Fe2O3 (Hämatit) und/oder Fe3O4 (Magnetit) und Restmengen an FeS2 (Eisendisulfid), welche insbesondere für die rötliche Farbgebung von Kiesabbrand verantwortlich sind. Neben Siliciumdioxid (SiO2) und Sulfaten insbesondere in Form von Calciumsulfat (Ca- SO4) weist Kiesabbrand darüber hinaus auch signifikante Mengen der Metalle Zink, Kupfer, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium, Chrom und Blei auf. Weiterhin umfasst Kiesabbrand auch Edelmetalle, insbesondere in Form von Gold bzw. Silber. Auch insofern weist Kiesabbrand ein nicht zuletzt in wirtschaftlicher Hinsicht hohes Potential im Hinblick auf die Gewinnung bzw. Rückgewinnung von Metallen, Buntmetallen und Edelmetallen auf. Diesbezüglich ist auch beachtlich, dass Eisen mit einem Gewichtsanteil von 95 % in Bezug auf die insgesamt genutzten Metalle das weltweit meist verwendete Metall darstellt. Beispielsweise stellt Eisen den Hauptbestandteil von Stahl dar. Der Grund für den umfangreichen Einsatz von Eisen liegt neben seiner weiten Verfügbarkeit insbesondere auch darin, dass Eisen hervorragende Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit und Zähigkeit aufweist, insbesondere sofern Eisen in Form von Legierungen mit anderen Metallen, wie Chrom, Molybdän und Nickel vorliegt. Aufgrund dieser Eigenschaften stellt Eisen für viele Bereiche der Technik einen Grundwerkstoff dar. Insbesondere wird Eisen in Form von Stahl bei der Herstellung von Fahr- zeugen, Schiffen und im gesamten Baubereich, beispielsweise als Stahlbeton, eingesetzt. Hinzu kommt, dass Eisen ein ferromagnetisches Metall darstellt und insofern auch für den großtechnischen Einsatz im Bereich des Elektromagnetismus, wie in Generatoren, Transformatoren, elektrischen Drosseln, Relais und Elektromo- toren, von Bedeutung ist. In diesem Zusammenhang wird Eisen entweder in Reinform oder in Kombination beispielsweise mit Silizium, Aluminium, Cobalt der Nickel als weichmagnetisches Kernmaterial zur Führung von Magnetfelder bzw. zur Abschirmung von Magnetfeldern oder zur Erhöhung der Induktivität eingesetzt. Eisen wird auch im chemischen Bereich eingesetzt, insbesondere in Form von Eisenpulver. Im Jahr 2010 überstieg die weltweite Produktion an Roheisen den Wert von 1.000 Millionen Tonnen. Dies zeigt, dass weltweit ein sehr großer Bedarf an Eisen besteht.
Vor diesem Hintergrund sind im Stand der Technik erste Ansätze verfolgt worden, den als Abfallprodukt der Schwefelsäureherstellung resultierenden Kiesabbrand wirtschaftlich zu nutzen.
So wird der bei der Schwefelsäuregewinnung verbleibende Rückstand in Form von Pyrit- bzw. Kiesabbrand beispielsweise in Hochöfen eingesetzt. Diesbezüglich wird auf die Gewinnung von Eisen fokussiert, wobei jedoch die zugrundeliegenden Verfahren ökonomisch und ökologisch mitunter nicht optimal sind, und eine Rückgewinnung weiterer Inhaltsstoffe nicht vorgesehen ist.
Darüber hinaus betrifft die US 4 259 106 A ein Verfahren zur Röstung eines eisen- haltigen Ausgangsmaterials, wie Kiesabbrand, welches auch weitere Metalle enthält, wobei die weiteren Metalle einer Chlorierung unterzogen werden sollen. In Bezug auf das Chlorierungsreagenz wird maßgeblich auf Calciumchlorid abgestellt. In diesem Zusammenhang ist lediglich eine Chlorierung der von Eisen verschiedenen Metalle vorgesehen, wobei Eisen als solches in der Schmelze verbleiben soll. Nachteilig ist zudem der hohe Energieverbrauch, welcher mit dem zugrundeliegenden Verfahren einhergeht.
Zudem zielt die GB 1 236 345 A nicht auf eine Rückgewinnung von Eisen im Speziellen ab. Insbesondere soll nur eine Chlorierung von Eisen verschiedenen Metal- len zeitgleich zu der Röstung des Ausgangsmaterials erfolgen. Aufgrund der eingesetzten Chlorierungsmittel und der gewählten Verfahrensführung resultiert zudem eine hohe Korrosionsaktivität, was insbesondere hinsichtlich der dem Verfahren zugrundeliegenden Apparatur abträglich ist. Zudem stellt die EP 0 538 168 A1 nicht auf eine Chlorierung und Rückgewinnung von Eisen aus Kiesabbrand ab. Vielmehr zielt dieses Dokument auf eine Optimierung der zur Gewinnung von Gold und Silber angeführten Cyanidlaugung, wobei eine Rückgewinnung von metallischem Eisen nicht vorgesehen ist. Die gewählte Verfahrensführung ist zudem ökonomisch nachteilig.
Weiterhin beschreibt die CN 101 067 163 A ein Behandlungsverfahren für Pyrit, wobei weder eine Röstung noch eine Chlorierung vorgesehen ist. Auch von daher ist die Isolierung einzelner Komponenten aus dem Rohmaterial wenig effi- zient.
Weiterhin betrifft die CN 102 605 172 A ein Verfahren unter Röstung von Pyrit, wobei eine nachfolgende Reduktion des Abbrands unter Verwendung einer Biomasse vorgesehen ist. Durch den in der Biomasse enthaltenden Kohlenstoff soll Eisen(lll)- oxid zu metallischem Eisen reduziert werden. Das resultierende metallische Eisen soll über eine magnetische Abscheidung isoliert werden. Eine umfängliche Rückgewinnung weiterer Metalle ist nicht vorgesehen.
Zudem zielt die CN 102 502 527 A auf die Verwendung von Eisensulfat als Aus- gangssubstanz ab, welches mit Pyrit und elementarem Schwefel zu Eisenpulver umgesetzt werden soll. Eine Chlorierung innerhalb des Rückgewinnungsverfahrens ist nicht vorgesehen. Eine selektive Auftrennung verschiedener Metallkomponenten ist nicht in effektiver Weise gewährleistet. Die CN 102 251 067 A zielt auf eine Behandlung von Pyrit bzw. Pyritabbrand ohne Chlorierung ab, wobei metallische Bestandteile durch Laugungsverfahren abgetrennt werden sollen. Nachteilig ist hierbei jedoch der hohe Chemikalieneinsatz sowie die mitunter geringe Selektivität der Auftrennung. Die CN 102 225 374 A betrifft eine magnetische Abscheidung von Eisen nach erfolgter Abtrennung anderer Metalle aus Pyritabbrand. Eine Chlorierung metallischer Komponenten ist nicht vorgesehen. Eine gezielte und selektive Auftrennung verschiedener Metallkomponenten ist ebenfalls nicht vorgesehen. Darüber hinaus betrifft die CN 102 121 059 A ein Festungsverfahren für Pyrit. Eine Chlorierung metallischer Komponenten ist nicht beschrieben. Darüber hinaus erfolgt die Reduktion von Eisen unter Verwendung von Kohlenstoff. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass mitunter kein hochreines metallisches Eisen resultiert, da Ver- unreinigungen durch den zur Reduktion eingesetzten Kohlenstoff resultieren können.
Die CN 102 344 124 A beschreibt die Umwandlung von Eisensulfat über die Mono- hydrat-Form zu Schwefelsäure, Eisen und Eisenoxid, wobei Pyrit als Ausgangs- material eingesetzt wird. Eine gezielte Chlorierung ist nicht beschrieben. Eine umfängliche Auftrennung und Rückgewinnung verschiedener Metalle ist gleichermaßen nicht vorgesehen.
Weiterhin betrifft die GB 1 350 392 A die Gewinnung von Buntmetallen aus Pyrit nach erfolgter Röstung und Chlorierung der Buntmetalle. Eine Chlorierung von Eisen ist nicht vorgesehen. Die Eisenkomponente soll in Form von Eisenoxid im Rückstand verbleiben. Insofern ist eine effiziente Auftrennung sämtlicher Komponenten nicht möglich. Die US 4 576 812 A betrifft ein Verfahren, wonach Eisenchlorid als Chloridquelle verwendet wird, wobei ausgehend von Eisenchlorid unter Einsatz von Sauerstoff nachfolgend Eisen(lll)-oxid erhalten werden soll, welches dann zur Eisengewinnung eingesetzt wird. Eine Röstung des Ausgangsmaterials wird nicht beschrieben, so dass mitunter uneinheitliche Ausgangsmaterialien vorliegen.
Weiterhin zielt die DE 2 005 951 A auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Pyrit- abbränden zu Einsatzstoffen für Hochöfen ab. Die Pyritabbrände sollen dabei pelletiert und in Anwesenheit von Calciumchlorid in einem Drehrohrofen gebrannt werden, wobei durch das Calciumchlorid das Eisen oxidiert werden soll. Eine weiter- führende Aufbereitung bzw. Auftrennung ist nicht vorgesehen bzw. aufgrund der speziellen Verfahrensführung nicht möglich.
Die DE 637 443 A betrifft die Reduktion von Eisenchlorid unter Einsatz von Wasserdampf und gegebenenfalls Kohle ausgehend von schwefeleisenhaltigen Aus- gangsstoffen, wobei elementarer Schwefel gewonnen werden soll. Die wissenschaftliche Publikation gemäß Trumbull R. C. et ai, "Transactions of the Institution of Mining and Metallurg/', 58, 1949, Seiten 1 bis 31, betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Pyritabbränden nach dem sogenannten Henderson- Verfahren. Gemäß diesem Verfahren wird der Pyritabbrand zunächst zerkleinert und anschließend einer Röstung in Anwesenheit von Natriumchlorid unterzogen. Aus dem auf diese Weise erhaltenen Rückstand erfolgt die Entfernung von Buntmetallen. Eine Gewinnung von Eisen aus den auf diese Weise behandelten Pyritabbränden ist jedoch nicht vorgesehen. Die Röstung findet in Gegenwart von Natriumchlorid bei Temperaturen von über 350 °C und in Anwesenheit von Sauerstoff statt.
Die wissenschaftliche Publikation gemäß Pitsch H. et ai, Revista de Metalurgia, 6, 1970, Seiten 490 bis 500, betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Buntmetallen aus Pyritabbränden unter Verwendung von Chlorierungsreagenzien in Form von Chlorgas oder Calciumchlorid. Eine Gewinnung von Eisen aus dem behandelten Pyritabbrand ist nicht vorgesehen. Die Chlorierung des Pyritabbrands findet bei hohen Temperaturen von 1.000 bis 1.200 °C in oxidierender Atmosphäre statt, so dass etwaig resultierendes Eisen(lll)-chlorid sofort zu Eisen(lll)-oxid umgesetzt wird und folglich nach der Chlorierung kein Eisen(lll)-chlorid vorliegt.
Die im Stand der Technik bekannten Aufbereitungsverfahren für metallische Erze, insbesondere Pyrit, bzw. für bei der Verarbeitung dieser Erze auftretende Abfallprodukte, wie Kiesabbrand, sind somit oftmals mit dem Nachteil verbunden, dass die zugrundeliegenden Verfahren zum einen verfahrenstechnisch aufwendig und unter Einsatz einer hohen Chemikalienmenge durchgeführt werden, und dass zum anderen eine umfängliche Auftrennung bzw. Rückgewinnung verschiedener Metallkomponenten nicht möglich ist. Gleichermaßen sind die für die jeweiligen Verfahren eingesetzten Anlagen aufgrund der komplexen Verfahrensführung mitunter aufwendig.
Vor diesem technischen Hintergrund liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren und eine entsprechende Anlage bzw. Vorrichtung zur Rohstoff(rück)gewinnung aus Erzen bzw. Erzrückständen bzw. zur Rückgewinnung insbesondere von Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere in Form von Eisenchlorid, sowie gegebenenfalls weiterer Komponenten insbesondere aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand bereitzustellen, wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest weitgehend vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden sollen. Insbesondere ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein effizientes Verfahren und diesbezügliche Anlagen bzw. Vorrichtungen bereitzustellen, anhand derer eine möglichst umfängliche und selektive Rückgewinnung insbesondere von Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus dem zugrundeliegenden Abbrand bzw. Rückstand ermöglicht werden soll. Dabei soll das Verfahren bzw. die entsprechenden Anlagen auch die darüber hinausgehende Abtrennung bzw. Rückgewinnung einer Vielzahl verschiedener Metalle sowie Edelmetalle aus dem zugrundeliegenden Abbrand selektiv und mit hoher Reinheit ermöglichen.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens mit hoher Effizienz unter Minimierung des Chemikalien- bzw. Energieeinsatzes zur Rückgewinnung von Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus einem zugrundeliegenden Pyritrückstand bzw. Kiesabbrand, insbesondere im Hinblick auf eine Rezyklierung bzw. Wiederverwertung der im Rahmen des Rückgewinnungsverfahrens eingesetzten Prozesschemikalien.
Zudem sollen gemäß einer weiteren Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung entsprechende Anlagen bzw. Vorrichtungen bereitgestellt werden, welche eine effiziente Verfahrensführung zur selektiven Rückgewinnung insbesondere von Eisen und Eisenverbindungen, wie Eisenchlorid, aus dem Pyritrückstand bzw. Kiesabbrand ermöglichen, wobei die in Rede stehenden Anlagen bzw. Vorrichtungen gleichzeitig auch unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten optimiert sein sollen.
Die zuvor geschilderte Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Patentanspruch 1 gelöst, welcher das erfindungsgemäße Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, betrifft; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand des entsprechenden Verfahrensnebenanspruchs sowie der zugrundeliegenden Verfahrensunteransprüche. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage, vorzugsweise zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, wie sie in dem entsprechenden, die erfindungsgemäße Anlage betreffenden unabhängigen Anspruch definiert ist; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstand des entsprechenden Nebenanspruchs sowie der die erfindungsgemäße Anlage betreffenden Unteransprüche.
Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung der Rückgewinnungs-Anlage nach der Erfindung in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von Eisen bzw. Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen bzw. Erzrückständen gemäß dem diesbezüglichen Verwen- dungsanspruch.
Es versteht sich von selbst, dass Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt angeführt sind, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten.
Weiterhin versteht es sich von selbst, dass bei nachfolgenden Werte-, Zahlen- und Bereichsangaben die angegebenen Bereiche nicht beschränkend zu verstehen sind; es versteht sich von selbst, dass einzelfallbedingt oder anwendungsbezogen von den angegebenen Bereichen und Angaben abgewichen werden kann, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen ist.
Zudem gilt, dass sämtliche im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder aber mit dem Fachmann an sich geläufigen Bestimmungsverfahren bestimmt bzw. ermittelt werden können.
Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen, insbesondere gewichtsbezogenen Mengenangaben, ist zudem zu beachten, dass diese Angaben im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen bzw. zu kombinieren sind, dass in der Summe - gegebenenfalls unter Einbeziehung weiterer Komponenten bzw. Inhaltsstoffe bzw. Bestandteile, insbesondere wie nach- folgend definiert - stets 100 % bzw. 100 Gew.-% resultieren. Dies versteht sich für den Fachmann aber von selbst.
Dies vorausgeschickt, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung näher beschrieben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit - gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
(a) Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, wobei das Ausgangsmaterial
(i) Eisen, vorzugsweise als Hauptbestandteil, und
(ii) mindestens ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie (iii) mindestens ein weiteres Metall, vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe von Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und Chrom, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Kupfer, Zink, Blei und Cobalt,
enthält;
(b) Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidative Röstung, des in Verfahrensschritt (a) bereitgestellten Ausgangsmaterials, vorzugsweise unter Verwendung mindestens eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, unter Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle;
(c) Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle, unter Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere eines rezyklierba- ren Chlorierungsmittels, umfassend die Chlorierung von Eisenoxid und Oxi- den der weiteren Metalle unter Erhalt von Eisenchlorid, insbesondere
Eisen(lll)-chlorid, und Chloriden der weiteren Metalle; (d) selektive Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(l ll)-chlorid, aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch und gegebenenfalls nachfolgende Abtrennung von Chloriden der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid befreiten Produktgemisch, wobei die selek- tive Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere
Eisen(l ll)-chlorid, mittels Sublimation des Eisenchlorids, insbesondere Eisen(l ll)-chlorids, erfolgt und das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(l ll)-chlorid, als solches mittels nachfolgender Desublimation gewonnen wird oder das auf diese Weise selektiv abge- trennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, einer Reduktion zum
Erhalt von metallischem Eisen unterzogen wird;
wobei die vorgenannten Verfahrensschritte (a) bis (d) in der vorangehend angeführten Reihenfolge durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft somit maßgeblich die gezielte bzw. selektive Rohstoffgewinnung von metallischem Eisen und von Eisenverbindungen insbesondere aus Pyritrückständen bzw. bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft somit die gezielte bzw. selektive Rückgewinnung insbesondere aus Pyritrückständen bzw. bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand. Ein besonderer Fokus des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei auf der gezielten Isolierung von Eisen, welches erfindungsgemäß sowohl insbesondere in Form von Eisenchlorid als wichtiges Handels- bzw. Industrieprodukt als auch in Form von metallischem Eisen als bedeutender Rohstoff insbesondere für die Metallindustrie bereitgestellt werden kann. Dabei können sowohl metallisches Eisen als solches als auch die entsprechenden Eisenverbindungen (und zwar in Form von Eisenchlorid, vorzugsweise in Form von Eisen(lll)-chlorid), mit hoher Stoffreinheit bereitgestellt werden.
Durch die selektive Sublimation von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(l ll)-chlorid (FeCI3), aus dem Produktgemisch kann eine gezielte Abtrennung der Eisenkomponente aus dem Produktgemisch realisiert werden, so dass auf dieser Basis sozusagen die Hauptkomponente des eingesetzten Ausgangsmaterials, nämlich Eisen, isoliert bzw. abgetrennt werden kann, und zwar in Form des entsprechenden Eisenchlorids. Die selektive Sublimation bzw. Abtrennung von Eisenchlorid erfolgt dabei insbesondere auf Basis der gezielten Auswahl der Sublimationstemperatur. Denn das abzutrennende bzw. zu isolierende Eisenchlorid, insbesondere Eisen(ll l)- chlorid (FeC ), weist - ohne sich auf diese Theorie beschränken zu wollen - andersartige Sublimationseigenschaften als die Chloride der weiteren Metalle bzw. die weiteren Komponenten in dem Produktgemisch auf, insbesondere dahingehend, dass Eisenchlorid insbesondere im Vergleich zu den weiteren Chloriden eine geringere Sublimationstemperatur aufweist. Durch die gezielte Auswahl der Sublimationstemperatur kann somit ein selektives Entfernen der Eisenkomponente aus dem Produktgemisch realisiert werden.
Dabei kann erfindungsgemäß das erhaltene bzw. isolierte Eisenchlorid einerseits bereitgestellt werden und andererseits eine Weiterverarbeitung zu metallischem Eisen vorgesehen sein, und zwar mittels Reduktion. Insbesondere können hierzu entsprechende Teilströme des sublimierten Eisenchlorids jeweils für die Desublimation bzw. die Reduktion eingesetzt werden. Somit kann in Verfahrensschritt (d) insbesondere derart verfahren werden, dass das zuvor mittels Sublimation selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, als solches zumindest teilweise mittels nachfolgender Desublimation gewonnen und das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, zumindest teilweise einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen unterzogen wird, insbesondere unter vorangehender Aufteilung des sublimierten Eisenchlorids in zwei Teilströme.
Was das aus dem Produktgemisch entfernte und insbesondere sublimierte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), anbelangt, so kann dies somit als solches rückgewonnen werden: Hierzu wird das abgetrennte und/oder isolierte und insbesondere sublimierte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), desublimiert. Die Desublimation kann in einer entsprechenden Desublimations- bzw. Kondensationsvorrichtung durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kann insbesondere gasförmiges Eisenchlorid aus der Sub- limationsvorrichtung in die Desublimationsvorrichtung überführt werden. Auf diese Weise wird insbesondere partikuläres bzw. festes Eisenchlorid erhalten, welches als solches ein wirtschaftlich relevantes Industrie- bzw. Handelsprodukt darstellt, insbesondere im Hinblick auf seinen Einsatz als Pigment bzw. Flockungs- und/oder Fällungsmittel, insbesondere in Kläranlagen oder dergleichen.
Darüber hinaus kann das abgetrennte bzw. isolierte und insbesondere sublimierte und somit gasförmige Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), zum Erhalt von metallischem Eisen reduziert werden. In diesem Zusammenhang kann mindestens ein Reduktionsmittel verwendet werden. Bei dem Reduktionsmittel handelt es sich vorzugsweise um Wasserstoff oder Erdgas (insbesondere Methan), bevorzugt Wasserstoff. Zudem erfolgt die Abtrennung der Eisenkomponente, welche im Allgemeinen einen Hauptbestandteil bzw. eine Hauptkomponente des erfindungsgemäß eingesetzten Pyrit- bzw. Kiesabbrands darstellt, in der Abfolge der Verfahrensdurchführung insbesondere vor der gegebenenfalls vorgesehenen Abtrennung bzw. Rückgewinnung der weiteren Komponenten. Folglich wird die Hauptkomponente sehr früh entfernt, was einerseits zu hohen Ausbeuten in Bezug auf Eisen als solches aber auch im Hinblick auf die Abtrennung weiterer Komponenten führt. Denn aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung werden infolge der Abtrennung von Eisen die relativen Anteile der weiteren Komponenten in dem von Eisen befreiten Produktgemisch entsprechend erhöht, was wiederum eine der Gewinnung von Eisen nachgeschaltete bzw. nachfolgende Rückgewinnung dieser Rohstoffe optimiert, insbesondere im Hinblick auf einen verringerten Chemikalien- bzw. Energieeinsatz zur Abtrennung der weiteren und von Eisen verschiedenen Metallkomponenten bzw. der Edelmetalle. Diese erfindungsgemäße Konzeption erhöht die Effizienz der Rückgewinnung der weiteren Metallkomponenten bzw. Edelmetalle somit insge- samt.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Kiesabbrand handelt es sich insbesondere um aus der Schwefelsäureherstellung stammenden Kiesabbrand. Kiesabbrand fällt im Rahmen der Schwefelsäureherstellung insbesondere als Abfall oder Rückstand an. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei mit dem zentralen Vorteil verbunden, dass aus dem zugrundeliegenden Ausgangsmaterial - welches als Abfallstoff in großen Mengen vorliegt - eine Vielzahl von Rohstoffen auf Basis von Metallen bzw. Metallverbindungen gewonnen bzw. isoliert werden kann, wobei das erfindungsgemäße Verfahren in diesem Zusammenhang gleichermaßen eine hohe Se- lektivität in Bezug auf die aus dem Ausgangsmaterial zu gewinnenden Metallkomponenten ermöglicht. Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch eine effektive Rückgewinnung bzw. Aufreinigung von in dem Ausgangsmaterial vorhandenen Edelmetallen, wie Gold oder Silber. Insgesamt ist erfindungsgemäß somit eine umfängliche Verwertung des Ausgangsmaterials bei hoher Selekti- vität der Stoffauftrennung gegeben. Aufgrund der speziellen Verfahrensführung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zudem ein zumindest im Wesentlichen vollständiger Aufschluss des Ausgangsmaterials möglich, wobei gleichermaßen die Bereitstellung hochreiner Endprodukte aus dem Ausgangsmaterial ermöglicht wird, so dass insgesamt in Bezug auf die aufgereinigten Metallkomponenten auch hohe Qualitäten bzw. Stoffreinheiten gewährleistet sind.
Eine weitere zentrale Idee der vorliegenden Erfindung ist zudem darin zu sehen, dass das im Rahmen der Chlorierung der Metallkomponenten eingesetzte Chlorie- rungsmittel, welches gemäß einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform, wie nachfolgend geschildert, Ammoniumchlorid (NH4CI) ist, rezykliert bzw. regeneriert werden kann. In diesem Zusammenhang ist zudem herauszustellen, dass die zur Rezyklierung eingesetzten Komponenten bzw. Ausgangsstoffe gleichermaßen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Prozess- ablaufs selbst anfallen bzw. bereitgestellt werden, so dass auf diese Weise eine weitere Optimierung vorliegt, insbesondere da der zusätzliche Einsatz von Chemikalien zur Rezyklierung entfallen kann.
Was den Begriff "Rezyklierung" betrifft, wie dieser im Rahmen der vorliegenden Er- findung in Bezug auf das Chlorierungsmittel verwendet wird, so ist dieser Begriff sehr breit zu verstehen. Insbesondere bezieht sich der Begriff "Rezyklierung" auf eine erneute Gewinnung von zuvor im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Chlorierung der Metallkomponenten eingesetztem und erschöpftem bzw. abgebautem Chlorierungsmittel. Dabei erfolgt die Rezyklierung insbesondere auf Basis chemischer Reaktionen, wonach insbesondere im Rahmen der Chlorierung von dem Chlorierungsmittel stammende Abbauprodukte isoliert und als Edukt im Rahmen nachfolgender chemischer Reaktionen mit einem entsprechenden Reaktionspartner zur erneuten Gewinnung des Chlorierungsmittels als Rezyklat eingesetzt werden. Wie nachfolgend noch im Detail angeführt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Chlorierungsmittel insbesondere um Ammoniumchlorid (NH4CI), wobei das im Rahmen der Chlorierung anfallende Abbauprodukt, nämlich Ammoniak (NH3), in bevorzugter Weise mit einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff, zur Reaktion gebracht wird, wodurch das Rezyklat, nämlich Ammoniumchlorid, erhalten wird, welches wiederum erneut als Chlorierungsmittel eingesetzt werden kann. Dabei ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin zu sehen, dass, wie zuvor angeführt, die zur Rezyklierung erforderlichen Ausgangssubstanzen insbesondere im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst generiert werden bzw. anfallen, so dass in Bezug auf das Chlorierungsmittel gewissermaßen ein geschlossener Stoffkreislauf resultieren kann, und zwar insbesondere was den Chlorbestandteil anbelangt, einhergehend mit einer erhöhten Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei gleichzeitig reduzierten Kosten und verbesserter ökologischer Bilanz. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch gleichermaßen möglich, dass die Edukte zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels, insbesondere im Hinblick auf die anorganische Chlorverbindung, extern hinzugegeben werden können. Auch vor diesem Hintergrund weist das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Flexibilität auf, so dass das erfindungsgemäße Verfahren gewissermaßen vor dem Hintergrund des konkret durchgeführten Verfahrensablaufs, wie nachfolgend definiert, auch im Hinblick auf die Rezyklierung des Chlorierungs- mittels gewissermaßen individuell angepasst bzw. maßgeschneidert werden kann.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung resultiert ein gleichermaßen ökonomisch wie ökologisch optimiertes Verfahren mit einem verringerten Anfall von Abfallstoffen und Abgasen, wobei gleichzeitig auch der erforderliche Energieeinsatz zur Durchführung des Verfahrens verringert ist.
Zusammenfassend wird somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung erstmals ein Verfahren zur gezielten bzw. selektiven Aufarbeitung insbesondere von Pyritrückständen, wie Kiesabbrand, bereitgestellt, welches eine effiziente und umfängliche Nutzung eines Abfallstoffs bzw. Rückstands, nämlich insbesondere von aus der Schwefelsäureherstellung stammenden Kiesabbrand, ermöglicht. Diesbezüglich ist auch von Bedeutung, dass die in Rede stehenden Pyritrückstände bzw. Kiesabbrände durch die jahrzehntelange Produktion von Schwefelsäure in großen Mengen zur Verwendung bereitliegen, so dass erfindungsgemäß auf entsprechend umfangreiche Ressourcen zurückgegriffen werden kann. In diesem Zusammenhang besteht ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzeption darin, dass auch unter umweltspezifischen Aspekten mitunter nicht unproblematische Lagerhalden der zuvor angeführten Pyritrückstände bzw. Kiesabbrände abgebaut bzw. verringert werden können. Wie zuvor angeführt, weist das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Ausgangsmaterial eine Vielzahl von Metallen bzw. Metallkomponenten auf, wobei im Allgemeinen Eisen einen Hauptbestandteil darstellt. Was das zugrundeliegende Eisen sowie die weiteren metallischen Komponenten, wie Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und Chrom, anbelangt, so liegen diese in dem für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzten Ausgangsmaterial insbesondere nicht in metallischer Form als solcher, sondern vielmehr in Form von entsprechenden metallhaltigen Verbindungen, insbesondere in Form von Oxiden, vor, wobei die jeweiligen Metalle diesbezüglich auch in unterschiedlichen Oxidationsstufe vorliegen können. So verhält es sich für Eisen in Bezug auf das Ausgangsmaterial typischerweise so, dass Eisen beispielsweise als Eisen(ll)-oxid, Eisen(ll, lll)-oxid und/oder Eisen(lll)-oxid vorliegen kann, insbesondere wie nachfolgend noch angeführt. Darüber hinaus verhält es sich für die in dem Ausgangsmaterial vorhandenen Edelmetalle, vorzugsweise in Bezug auf Gold, derart, dass die jeweiligen Edelmetalle, vorzugsweise Gold, in metallischer Form in dem Ausgangsmaterial vorliegen. Was das im Ausgangsmaterial vorhandene Silber anbelangt, so kann dieses im Allgemeinen im Ausgangsmaterial in Form einer Verbindung, insbesondere als Oxid, aber auch in metallischer Form vorliegen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung unter Verwendung von Ammoniumchlorid als Chlorierungsmittel durchgeführt wird. Insbesondere sollte somit in Verfahrensschritt (c) Ammoniumchlorid (NH4CI) als Chlorierungsmittel eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das Ammoniumchlorid (NH4CI) als insbesondere partikulärer Feststoff und/oder als Reinsubstanz eingesetzt wird. Der erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehene Einsatz eines speziellen Chlorierungsmittels in Form von Ammoniumchlorid ist insbesondere mit dem Vorteil verbunden, dass sich Ammoniumchlorid in hervorragender Weise zur Rezyklierung eignet und darüber hinaus gute Anwendungseigenschaften aufweist, insbesondere auch im Hinblick auf seine relativ geringe Toxizität und das Vorliegen als Feststoff, was die Dosierbarkeit verbessert.
Erfindungsgemäß kann das Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid, zu Zwecken der Chlorierung der Oxidationsprodukte bzw. vorgenannten Metalle der Chlorierungsvorrichtung zugeführt bzw. in die Chlorierungsvorrichtung eingebracht werden. Insbesondere im Hinblick auf die Verwendung eines speziellen Chlorierungsmittels in Form von Ammoniumchlorid kann es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens derart verhalten, dass in Verfahrensschritt (c) bei der Chlorierung insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3) und gegebenenfalls insbesondere gas- förmiges Wasser, vorzugsweise insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3), resultiert bzw. resultieren. In diesem Zusammenhang kann insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3) als aus der Chlorierung aus dem Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), hervorgehendes Umsetzungsprodukt resultieren. Hierzu kann insbesondere auf die nachfolgende Reaktionsgleichung (iii) verwiesen werden.
Erfindungsgemäß kann es insbesondere vorgesehen sein, dass das in Verfahrensschritt (c) eingesetzte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), durch Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der vorge- nannten Metalle bzw. Oxidationsprodukte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), und nachfolgende Reaktion der Umsetzungsprodukte, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), mit einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), rezykliert wird.
Insbesondere kann die Rezyklierung des Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in einer Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß beispielsweise derart verfahren werden, dass bei der Chlorierung der Metalle bzw. Oxidationsprodukte resultierendes Ammoniak (NH3) aus der Chlorierungsvorrichtung abgeführt und in eine Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung eingebracht wird und dort mit der ebenfalls in die Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung eingebrachten anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), zum Erhalt von Ammoniumchlorid (NH4CI) zur Reaktion gebracht wird. Auf diese Weise kann das Chlorierungsmittel, insbesondere in Form von Ammoniumchlorid (NH4CI), rezykliert und dem Chlorierungsprozess erneut zugeführt werden. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird somit eine weitere Verfahrensoptimierung im Rahmen der vorliegenden Erfindung gewährleistet. Was die der Rezyklierung des Chlorierungsmittels zugrundeliegende Umsetzung bzw. Reaktion von Ammoniak (NH3) einerseits und der anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits anbelangt, so kann diese insbesondere in der Gasphase erfolgen, insbesondere wobei resultierendes Am- moniumchlohd (NH4CI) in fester Phase resultiert bzw. kondensiert. Aufgrund dieser speziellen erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird somit insbesondere partikuläres Ammoniumchlorid als Feststoff in hoher Reinheit erhalten, was mit entsprechenden Vorteilen bei der nachfolgenden Chlorierung einhergeht. Insbesondere kann es somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukte, insbesondere Ammoniak (NH3), einerseits und die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits in der Gasphase zur Reaktion gebracht werden, insbesondere zum Erhalt von Ammoni- umchlorid (NH4CI), vorzugsweise als insbesondere partikulärer Feststoff und/oder als Reinsubstanz.
Die zugrundeliegende Reaktion zur Rezyklierung von Ammoniumchlorid kann dabei insbesondere gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung (i) erfolgen:
(i) NH3 + HCl -» NH4CI.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das erhaltene bzw. re- zyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in Verfah- rensschritt (c) erneut eingesetzt wird, insbesondere durch erneute Zufuhr bzw. erneutes Einbringen in die Chlorierungsvorrichtung. Insbesondere kann das erhaltene bzw. rezyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), den zu chlorierenden Oxidationsprodukten bzw. dem aus Verfahrensschritt (b) resultierendem Produktgemisch in Verfahrensschritt (c) erneut zugeführt werden.
Die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), kann gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die in Verfahrensschritt (d) gegebenenfalls durchgeführte Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere unter Einsatz eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas (insbesondere Methan), bevorzugt Wasserstoff, erhalten werden. Beispielsweise kann die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch Reduktion von Eisenchlorid erhalten werden. In diesem Zusammenhang kann es im Hinblick auf die Rezyklierung des Chlorierungsmittels erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch die gegebenenfalls vorgesehene Reduktion von in Verfahrensschritt (c) er- haltenem Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), insbesondere unter Einsatz eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas (insbesondere Methan), bevorzugt Wasserstoff, erhalten wird.
Gleichermaßen kann die zur Rezyklierung eingesetzte anorganische Chlorverbin- dung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), auch aus der gegebenenfalls durchgeführten Reduktion der in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Chloride der weiteren Metalle, insbesondere wie zuvor definiert, erhalten werden.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption mit der speziellen Rezyklierung des Chlorierungsmittels können die jeweiligen Substanzen bzw. Edukte im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst bereitgestellt werden, so dass hinsichtlich des Chlorierungsmittels gewissermaßen ein geschlossener Stoffkreislauf vorliegt, was wiederum mit einem reduzierten Chemikalieneinsatz und somit insbesondere auch mit einer verbesserten ökonomischen wie ökologischen Bilanz des erfin- dungsgemäßen Verfahrens einhergeht.
In Verfahrensschritt (d) sollte die Reduktion des abgetrennten und insbesondere sublimierten Eisenchlorids, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, unter Verwendung mindestens eines Reduktionsmittels durchgeführt werden. Als Reduktionsmittel wird in besonders bevorzugter Weise Wasserstoff eingesetzt werden. Insbesondere für den Fall, dass als Reduktionsmittel Wasserstoff eingesetzt wird, kann bei der zuvor beschriebenen Reduktion neben metallischem Eisen auch Chlorwasserstoff (HCl) resultieren. In diesem Zusammenhang kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass, wie zuvor angeführt, der bei der Reduktion resultierende Chlorwasserstoff (HCl) zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), eingesetzt wird, insbesondere wie zuvor definiert. In diesem Zusammenhang kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass das in Verfahrensschritt (c) bei der Chlorie- rung resultierende insbesondere gasförmige Ammoniak (NH3) einerseits und der Chlorwasserstoff (HCl) andererseits zusammengeführt und/oder in Kontakt gebracht werden und zur Reaktion zum Erhalt des rezyklierten Chlorierungsmittels, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), gebracht werden. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang, wie zuvor beschrieben, in einer Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung verfahren werden. In diesem Zusammenhang kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass das gasförmige Ammoniak (NH3) aus der Chlorierungsvorrichtung einerseits und der Chlorwasserstoff (HCl) andererseits aus der Reduktionsvorrichtung jeweils abgeführt und jeweils in die Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung eingebracht und zum Erhalt von Ammoniumchlorid (NH4CI) zur Reaktion gebracht werden.
Das erfindungsgemäß erhaltene metallische Eisen zeichnet sich durch eine hohe Stoffreinheit aus. So kann es erfindungsgemäß der Fall sein, dass das erhaltene metallische Eisen eine Reinheit von mindestens 90 Gew.-%, insbesondere mindestens 95 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 98 Gew.-%, bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99,5 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,99 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das erhaltene metallische Eisen, aufweist.
Mit der hohen Reinheit des so erhaltenen metallischen Eisens gehen entsprechende positive Eigenschaften des Eisens einher, insbesondere im Hinblick auf eine hohe magnetische Sättigung, hohe elektrische Leitfähigkeit und gute Säurebestän- digkeit. Das auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene, hochreine metallische Eisen entspricht als Handelsprodukt insbesondere auch den Qualitätsanforderungen bzw. Qualitätsmerkmalen von sogenanntem Carbonyl-Eisen oder ARMCO-Eisen. Nicht zuletzt aufgrund des hohen Anteils an Eisen in dem zuvor angeführten Ausgangsmaterial können erfindungsgemäß insgesamt hohe Ausbeuten bei gleichzeitig hoher Produktqualität des erhaltenen metallischen Eisens realisiert werden.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung mit der gezielten Oxidation, Chlorierung und selektiven Sublimation kann die Eisenkomponente in effektiver Weise aus dem zugrundeliegenden Ausgangsmaterial isoliert werden, was zu hohen Produktausbeuten führt. In diesem Zusammenhang kann das in Verfahrensschritt (d) erhaltene und von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreite Produktgemisch einen (Rest-)Eisengehalt von weniger als 10 Gew.-%, ins- besondere weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Produktgemischs, aufweisen. In entsprechender Weise steigt somit in Bezug auf das in Verfahrensschritt (d) erhaltene und von Eisen befreite Produktgemisch der relative Anteil der weiteren Komponenten, so dass diese sozusagen in Bezug auf das resultierende Produktgemisch aufkonzentriert werden, was auch deren nachfolgende Abtrennung bzw. Aufreinigung weiter verbessert und auch diesbezüglich zu höheren Ausbeuten führt.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die vorliegende Erfindung somit gleichermaßen ein Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
(a) Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, wobei das Ausgangsmaterial
(i) Eisen, vorzugsweise als Hauptbestandteil, und
(ii) mindestens ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie (iii) mindestens ein weiteres Metall, vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe von Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und Chrom, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Kupfer, Zink, Blei und Cobalt,
enthält;
(b) Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidative Röstung, des in Verfahrensschritt (a) bereitgestellten Ausgangsmaterials, vorzugsweise unter Verwendung mindestens eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, unter Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle;
(c) Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle, unter Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere eines rezyklierba- ren Chlorierungsmittels, umfassend die Chlorierung von Eisenoxid und Oxi- den der weiteren Metalle unter Erhalt von Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid, und Chloriden der weiteren Metalle,
wobei die Chlorierung unter Verwendung von Ammoniumchlorid als Chlorierungsmittel durchgeführt wird, wobei das Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), durch Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der Oxidati- onsprodukte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), und nachfolgende Reaktion der Umsetzungsprodukte, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), mit einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), rezykliert wird, insbesondere wobei die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch die in Verfahrensschritt (d) gegebe- nenfalls durchgeführte Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere unter Einsatz eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas (insbesondere Methan), bevorzugt Wasserstoff, erhalten wird, und
wobei das erhaltene und/oder rezyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in Verfahrensschritt (c) erneut eingesetzt wird;
(d) selektive Abtrennung von Eisenchlorid aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch und gegebenenfalls nachfolgende Abtrennung von Chloriden der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid befreiten Produkt- gemisch, wobei die selektive Abtrennung von Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid, mittels Sublimation des Eisenchlorids, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid, erfolgt und das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, als solches mittels nachfolgender De- sublimation gewonnen oder das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisen- chlorid, insbesondere Eisen(ll l)-chlorid, einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen unterzogen wird;
wobei die vorgenannten Verfahrensschritte (a) bis (d) in der vorangehend angeführten Reihenfolge durchgeführt werden.
Was im Allgemeinen das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte Ausgangsmaterial, insbesondere in Form von Pyritrückständen bzw. Kiesabbrand, anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Eisen in Form mindestens eines Eisenoxids enthalten. In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorge- sehen sein, dass das Ausgangsmaterial Eisenoxid in Form von Eisen(ll)-oxid (FeO), Eisen(ll l)-oxid (Fe203) und/oder Eisen(ll, lll)-oxid (Fe304) enthält. In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Eisen, insbesondere in Form von Eisenoxid, in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 75 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Wie zuvor angeführt, stellt Eisen somit die Hauptkomponente des aufzuarbeitenden Ausgangsmaterials dar, so dass auch vor diesem Hintergrund im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens hohe Rückgewinnungsmengen bzw. Ausbeuten in Bezug auf Eisen ermöglicht werden.
Darüber hinaus kann das Ausgangsmaterial das Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 0,5 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 0,75 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 50 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Die obigen Angaben beziehen sich auf die Summe der genannten Metalle in dem Ausgangsmaterial.
Insbesondere kann das Ausgangsmaterial Gold in Form von metallischem Gold enthalten. Gold liegt insbesondere auch von daher in metallischer Form vor, dass es aufgrund der edlen Stoffeigenschaften des Elements einer Verbrennung in Anwesenheit von Sauerstoff nicht zugänglich ist.
Insbesondere kann das Ausgangsmaterial in diesem Zusammenhang Gold in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 15 g/t, insbesondere im Bereich von 0,2 g/t bis 10 g/t, vorzugsweise im Bereich von 0,5 g/t bis 8 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 5 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Darüber hinaus kann das Ausgangsmaterial Silber in Form von metallischem Silber bzw. in Form von Silberoxid, insbesondere Silber(l)-oxid, enthalten. Silber ist im Allgemeinen als Edelmetall relativ reaktionsträge, ist jedoch weniger edel als Gold, so dass Silber in dem Ausgangsmaterial zumindest teilweise auch in Form von Silberoxid, wie zuvor angeführt, vorliegen kann. Was das Edelmetall Silber in dem Ausgangsmaterial weiterhin anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Silber in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 2 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 3 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 5 g/t bis 50 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Aufgrund des Vorhandenseins von Edelmetallen, insbesondere Gold und/oder Sil- ber, in relevanten Mengen ist das Ausgangsmaterial auch in Bezug auf die Rückgewinnung dieser Edelmetalle von wirtschaftlicher Bedeutung. Insbesondere wird auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens - neben der Gewinnung von Eisen und weiteren wirtschaftlich interessanten Produkten - auch eine effiziente und kostengünstige Methode zur Rückgewinnung von Edelmetallen, wie Gold bzw. Silber, aus dem zugrundeliegenden Ausgangsmaterial bereitgestellt, was zu einer signifikanten Steigerung der Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens führt, da die Edelmetallkomponenten im Allgemeinen einen hohen materiellen Wert aufweisen. Weiterhin kann das Ausgangsmaterial das weitere Metall, insbesondere Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und/oder Chrom, vorzugsweise Kupfer, Zink, Blei und/oder Cobalt, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew. -% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Die obigen Angaben beziehen sich auf die Summe der genannten Metalle in dem Ausgangsmaterial.
Was in diesem Zusammenhang das weitere Metall in Form von Kupfer anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Kupfer in Form von Kupferoxid, insbesondere Kup- fer(l)-oxid und/oder Kupfer(ll)-oxid enthalten.
In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Kupfer, insbesondere in Form von Kupferoxid, in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, ins- besondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Was zudem das weitere Metall in Form von Zink anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Zink in Form von Zinkoxid, insbesondere Zink(ll)-oxid, enthalten. In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Zink, insbesondere in Form von Zinkoxid, in Mengen im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Was darüber hinaus das weitere Metall in Form von Blei anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Blei in Form von Bleioxid, insbesondere Blei(ll)-oxid, enthalten.
In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Blei, insbesondere in Form von Bleioxid, in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Was darüber hinaus das weitere Metall in Form von Cobalt anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Cobalt in Form von Cobaltoxid, insbesondere Cobalt(ll)-oxid, enthalten.
Diesbezüglich kann das Ausgangsmaterial Cobalt, insbesondere in Form von Cobaltoxid, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Was darüber hinaus das weitere Metall in Form von Titan anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Titan in Form von Titanoxid enthalten.
Diesbezüglich kann das Ausgangsmaterial Titan, insbesondere in Form von Titanoxid, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.- % bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Was zudem das weitere Metall in Form von Mangan anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Mangan in Form von Manganoxid enthalten.
Diesbezüglich kann das Ausgangsmaterial Mangan, insbesondere in Form von Manganoxid, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Was darüber hinaus das weitere Metall in Form von Vanadium anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Vanadium in Form von Vanadiumoxid enthalten.
Diesbezüglich kann das Ausgangsmaterial Vanadium, insbesondere in Form von Vanadiumoxid, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Was darüber hinaus das weitere Metall in Form von Chrom anbelangt, so kann das Ausgangsmaterial Chrom in Form von Chromoxid enthalten.
Diesbezüglich kann das Ausgangsmaterial Chrom, insbesondere in Form von Chromoxid, in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Darüber hinaus kann das Ausgangsmaterial mindestens ein Halbmetall enthalten. Insbesondere kann das Halbmetall ausgewählt werden aus der Gruppe von Sili- cium, Arsen, Selen, Antimon, Tellur und deren Kombinationen, insbesondere Sili- cium. Dabei kann das Ausgangsmaterial das Halbmetall, insbesondere Silicium, Arsen, Selen, Antimon und/oder Tellur, in Mengen im Bereich von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 3 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 15 Gew.-%, berechnet als Elemente und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Die obigen Angaben beziehen sich auf die Summe der genannten Halbmetalle in dem Ausgangsmaterial.
Weiterhin kann das Ausgangsmaterial mindestens ein Übergangsmetall, insbeson- dere Mangan und/oder Molybdän, enthalten.
Insbesondere kann das Ausgangsmaterial Silicium, insbesondere in Form von Sili- ciumoxid, bevorzugt Siliciumdioxid (Si02), enthalten. Insbesondere kann das Ausgangsmaterial Silicium, insbesondere in Form von Sili- ciumoxid, in Mengen im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Weiterhin kann das Ausgangsmaterial Arsen enthalten, insbesondere in Mengen von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,3 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials.
Das Ausgangsmaterial kann darüber hinaus mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere mindestens ein Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, enthalten. Insbesondere kann das Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, in Form mindestens eines Salzes, insbesondere Sulfats, vorliegen. Insbesondere kann das Ausgangsmaterial Calciumsulfat enthalten. In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial das Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, bevorzugt in Form von Calciumsulfat, in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 2 Gew.-% bis 8 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten. Darüber hinaus kann das Ausgangsmaterial mindestens ein Nichtmetall, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor, insbesondere Schwefel, vorzugsweise in Form der jeweiligen Salze, enthalten.
In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Schwefel, insbesondere in Form von schwefelhaltigen Salzen, vorzugsweise Sulfiden, wie Eisendisulfid, und/oder besonders bevorzugt Sulfaten, enthalten. In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial Schwefel in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 Gew. -% bis 6 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthalten.
Erfindungsgemäß kann es insbesondere der Fall sein, dass das Ausgangsmaterial, insbesondere der Pyritrückstand bzw. der Kiesabbrand, die folgenden Inhaltsstoffe, jeweils berechnet als Element und jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, umfasst:
- Eisen, insbesondere in Form von Eisenoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 75 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.- % bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%;
- Gold, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 15 g/t, insbesondere im Bereich von 0,2 g/t bis 10 g/t, vorzugsweise im Bereich von 0,5 g/t bis 8 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 5 g/t;
- Silber, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 2 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 3 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 5 g/t bis 50 g/t;
- Kupfer, insbesondere in Form von Kupferoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
0,05 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%; Zink, insbesondere in Form von Zinkoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%;
Blei, insbesondere in Form von Bleioxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew. -% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-%;
Cobalt, insbesondere in Form von Cobaltoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Titan, insbesondere in Form von Titanoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Mangan, insbesondere in Form von Manganoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Vanadium, insbesondere in Form von Vanadiumoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.- % bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Chrom, insbesondere in Form von Chromoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Silicium, insbesondere in Form von Siliciumdioxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%;
Arsen, beispielsweise in Mengen von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,3 Gew.-%; - Calcium, insbesondere in Form von Calciumsulfat, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%; und/oder
- Schwefel, insbesondere in Form von schwefelhaltigen Salzen, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.- % bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 Gew.-% bis 6 Gew.-%.
Das Ausgangsmaterial kann dabei die folgenden Inhaltsstoffe, jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, umfassen:
- Eisen(ll, 111 )-oxid (Fe304), insbesondere in Mengen im Bereich von 10 Gew. - % bis 80 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%;
- Eisen(lll)-oxid (Fe203), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 15 Gew.-% bis 30 Gew.-%;
- Siliciumdioxid, insbesondere in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%; und/oder
- Calciumsulfat, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%. Das zugrundeliegende Ausgangsmaterial, insbesondere in Form von Pyritrückständen bzw. Kiesabbrand, wie er insbesondere bei der Herstellung von Schwefelsäure anfällt, weist somit neben Eisen, insbesondere in Form von Eisenoxiden, als Hauptbestandteil auch zahlreiche weitere Metalle bzw. Edelmetalle auf, so dass das erfindungsgemäß eingesetzte Ausgangsmaterial, sich in hervorragender Weise zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung eignet, da eine Vielzahl verschiedener technisch sowie wirtschaftlich relevanter Komponenten auf Basis von Metallen bzw. Edelmetallen aus dem Ausgangsmaterial erhalten bzw. rückgewonnen wird, wobei das erfindungsgemäße Verfahren diesbezüglich eine selektive und umfängliche Rückgewinnung der in Rede stehenden Komponenten, insbesondere auch in Form der jeweiligen Metalle, ermöglicht. Was das erfindungsgemäße Verfahren als solches anbelangt, so kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (a) bzw. vor Durchführung von Verfahrensschritt (b) eine Zerkleinerung bzw. Homogenisierung des Ausgangsmaterials durchgeführt wird. Insbesondere kann das Ausgangsmaterial auf mittlere Teilchengrößen, insbesondere mittlere Teilchengrößen D50, im Bereich von 0,1 μιη bis 10 cm, insbesondere 1 μιη bis 5 cm, vorzugsweise 100 μιη bis 1 cm, bevorzugt 500 μιη bis 0,5 cm, eingestellt werden. Hierzu können übliche und dem Fachmann an sich wohlbekannte Zerkleinerungsvorrichtungen, wie Brech- bzw. Mahlvorrichtungen, eingesetzt werden. Die Teilchengrößenbestimmung kann glei- chermaßen mit dem Fachmann an sich wohlbekannten Verfahren, beispielsweise auf Basis von Lichtmikroskopie, Röntgenbeugung, Lichtbeugung, wie Laserdiffrak- tometrie, durchgeführt werden. Die gegebenenfalls im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Zerkleinerung insbesondere zum Erhalt einheitlicher Teilchengrößen des zugrundeliegenden Ausgangsmaterials führt zu einer besseren Handhabbarkeit sowie zu einer verbesserten Rückgewinnung der jeweiligen Metallbestandteile, insbesondere aufgrund eines verbesserten Aufschlusses des Materials und dergleichen.
Weiterhin kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (a) und/oder vor Durchführung von Verfahrensschritt (b) eine Trocknung des Ausgangsmaterials durchgeführt wird. In diesem Zusammenhang kann das Ausgangsmaterial auf Temperaturen im Bereich von 50 °C bis 180 °C, insbesondere 80 °C bis 160 °C, vorzugsweise 100 °C bis 140 °C, erwärmt werden. Erfindungsgemäß ist es dabei von Vorteil, wenn das Ausgangsmaterial auf eine Restfeuchte von höchstens 5 Gew.-%, insbesondere höchstens 3 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf das getrocknete Ausgangsmaterial, eingestellt wird. Die Einstellung des Ausgangsmaterials auf eine definierte Restfeuchte, wie zuvor definiert, führt insbesondere zu einem weiterführend verbesserten Verfahrensablauf sowohl im Hinblick auf die Handhabbarkeit des Ausgangsmaterials als auch in Bezug auf die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegenden chemischen Reaktionsabläufe.
Was das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin anbelangt, so ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn in Verfahrensschritt (b) die Oxidationsbehandlung als Festphasenreaktion durchgeführt wird. Insbesondere sollte die Oxidationsbehandlung unter Erwärmung des Ausgangsmaterials durchgeführt werden. Insbesondere kann die Oxidationsbehandlung bei Temperaturen im Bereich von 500 °C bis 1.000 °C, insbesondere im Bereich von 600 °C bis 900 °C, vorzugsweise im Bereich von 650 °C bis 950 °C, durchgeführt werden. In erfindungsgemäß bevorzugter Weise sollte die Oxidationsbehandlung unter Verwendung bzw. in Gegenwart eines vorzugsweise gasförmigen Oxidationsmittels, insbesondere Luft und/oder Sauerstoff, durchgeführt werden.
In diesem Zusammenhang kann die Oxidationsbehandlung im Allgemeinen in dem Fachmann grundsätzlich bekannten, für diesen Zweck geeigneten Vorrichtungen durchgeführt werden. Insbesondere kann die Oxidationsbehandlung in einer Oxida- tions- und/oder Röstvorrichtung durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang kann die Oxidations- und/oder Röstvorrichtung beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe von Drehrohröfen, Trommelöfen, Wirbelschichtöfen und Flugstromreaktoren.
Insbesondere ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei der Oxidationsbehand- lung in Verfahrensschritt (b) Eisen zumindest im Wesentlichen vollständig in die dreiwertige und/oder trivalente Form, insbesondere in Eisen(l ll), vorzugsweise in Eisen(l ll)-Oxid, überführt wird. Insbesondere wird bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) somit Eisen(l ll) erhalten. Zudem kann es in Verfahrensschritt (b) vorgesehen sein, dass bei der Oxidationsbehandlung Eisen(ll , l ll)-oxid und/oder Eisen(ll)-oxid in Eisen(ll l)-oxid überführt werden.
Bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) wird somit eine zumindest im Wesentlichen vollständige Umsetzung der verschiedenen Oxidationsstufen bzw. Oxide von Eisen in dem Ausgangsmaterial zu Eisen(ll l)-oxid gewährleistet. Insbe- sondere kann die Umsetzung der jeweiligen Eisenoxide zu Eisen(l ll)-oxid gemäß der folgenden Reaktionsgleichung (ii) bzw. (iii) erfolgen:
(ii) 2 Fe3O4 + Vi O2 -» 3 Fe2O3 bzw.
(i i i) 4 FeO + 3 O2 -» 2 Fe2O3
Die Umsetzung von Eisen zu Eisen(l ll)-oxid wird insbesondere vor dem Hintergrund durchgeführt, dass erfindungsgemäß eine nachgeschaltete bzw. nachfolgende Chlorierung zum Erhalt von Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) vorgesehen ist, welches im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verfahrensführung über optimale Sublimations- und damit Abtrennungseigenschaften verfügt, wie nachfolgend noch angeführt. Im Rahmen der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass auch die weiteren Metalle, insbesondere wie zuvor definiert, vorzugsweise Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und/oder Chrom, bevorzugt Kupfer, Zink, Blei und/oder Cobalt, und gegebenenfalls das Edelmetall in Form von Silber in jeweils einheitliche Oxidationsstufen überführt werden, insbesondere in die jeweils höchste Oxidationsstufe des Metalls.
In diesem Zusammenhang kann das bei bzw. nach der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch Eisen(lll)-oxid in Mengen im Be- reich von 10 Gew.-% bis 95 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 40 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Produktgemischs, enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die in dem Ausgangsmaterial enthaltenen Eisenoxide somit vorzugsweise zumindest im Wesentlichen zu Ei- sen(lll)-oxid umgesetzt.
Im Rahmen der Oxidationsbehandlung kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass auch die weiteren Metalle, insbesondere Kupfer, Zink, Blei und/oder Cobalt, weiterführend oxidiert werden, insbesondere zum Erhalt von Kupfer(ll)-oxid, Zink(ll)-oxid, Blei(ll)-oxid und/oder Cobalt(ll)-oxid. Auch dies ist der nachfolgenden Chlorierung dieser Metalle zuträglich. Entsprechendes gilt für die Metalle Titan, Mangan, Vanadium und Chrom.
Somit ist es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, dass das bei der Oxidati- onsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch das weitere Metall in Form des Metalloxids, vorzugsweise in Form von Kupfer(ll)-oxid, Zink(ll)- oxid, Blei(ll)-oxid und Cobalt(ll)-oxid, enthält. Insbesondere kann das bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch Silberoxid enthalten. Somit kann gegebenenfalls auch eine weiterführende Oxidation des Edelmetalls in Form von Silber im Rahmen der Oxidationsbehandlung vorliegen.
Darüber hinaus kann das aus der Oxidation resultierende Produktgemisch Sili- ciumdioxid (Si02) sowie Calciumsulfat (CaS04) enthalten, welche sozusagen jeweils zumindest im Wesentlichen unverändert in dem Produktgemisch verbleiben.
Was die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nachfolgend durchgeführte Chlorierung insbesondere der in Verfahrensschritt (b) resultierenden Oxide von Eisen bzw. der in Verfahrensschritt (b) resultierenden Oxide der weiteren Metalle bzw. gegebenenfalls von Silberoxid anbelangt, so ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung als Festphasenreaktion durchgeführt wird. In diesem Zusammenhang sollten in Verfahrensschritt (c) die in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte und/oder das bei der Oxidationsbehand- lung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch auf Temperaturen im Bereich von 100 °C bis 320 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 302 °C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 300 °C, gebracht werden. Insbesondere sollte in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung bei Temperaturen im Bereich von 100 °C bis 320 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 302 °C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 300 °C, durchgeführt werden.
Was die Chlorierung gemäß Verfahrensschritt (c) weiterhin anbelangt, so kann die- se in dem Fachmann an sich wohlbekannten Chlorierungsvorrichtungen durchgeführt werden. Insbesondere kann die Chlorierung in Verfahrensschritt (c) in einer Chlorierungsvorrichtung durchgeführt werden, insbesondere wobei die Chlorierungsvorrichtung ausgewählt wird aus der Gruppe von Drehrohröfen und Trommelöfen.
Was die Chlorierung weiterhin anbelangt, so ist es erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn derart verfahren wird, dass in Verfahrensschritt (c) Eisenoxid, insbesondere Eisen(lll)-oxid, zu Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), umgesetzt wird.
Wie zuvor angeführt, weist das in bevorzugter Weise resultierende Eisen(lll)-chlorid bzw. FeC im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verfahrensführung optimale Abtrennungseigenschaften auf, insbesondere im Hinblick auf die Sublimationseigenschaften von Eisen(lll)-chlorid.
Insbesondere kann gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform, wonach, wie nachfolgend noch im Detail angeführt, als Chlorierungsmittel Ammoniumchlorid (NH4CI) eingesetzt wird, die Umsetzung von Eisen(lll)-oxid zu dem entsprechenden Chlorid gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung (iv) durch- geführt werden:
(iv) Fe203 + 6 NH4CI -» 2 FeCI3 + 6 NH3 + 3 H20. Gleichermaßen kann es gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrensführung mit der Chlorierung der zuvor erhaltenen bzw. in dem Produktgemisch vorhandenen Metalloxide vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (c) Kupferoxid, vorzugsweise Kupfer(ll)-oxid, zu Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(l l)-chlorid (CuCI2), umge- setzt wird. Gleichermaßen kann es vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (c) Zinkoxid, vorzugsweise Zink(ll)-oxid, zu Zinkchlorid, insbesondere Zink(l l)-chlorid (ZnCI2), umgesetzt wird. Zudem kann es vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (c) Bleioxid, vorzugsweise Blei(ll)-oxid, zu Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)- chlorid (PbCI2), umgesetzt wird. Schließlich kann es vorgesehen sein, dass in Ver- fahrensschritt (c) Cobaltoxid, vorzugsweise Cobalt(l l)-oxid, zu Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), umgesetzt wird. Zudem kann in Verfahrensschritt (c) Mangan, insbesondere Manganoxid, zu Manganchlorid umgesetzt werden. In Verfahrensschritt (c) kann gleichermaßen Vanadium, insbesondere Vanadiumoxid, zu Vanadiumchlorid umgesetzt werden. Schließlich kann in Verfahrens- schritt (c) Chrom, insbesondere Chromoxid, zu Chromchlorid umgesetzt werden.
Darüber hinaus kann in Verfahrensschritt (c) Silberoxid, vorzugsweise Silber(l)- oxid, zu Silberchlorid, insbesondere Silber(l)-chlorid (AgCI), umgesetzt werden. Wie zuvor angeführt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Verfahrensschritt (d) eine Abtrennung bzw. Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)- chlorid (FeCIs), aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch erfolgt, und zwar mittels einer insbesondere selektiven Sublimation. In diesem Zusammenhang hat es sich erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn in Verfahrensschritt (d) die Sublimation von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(l ll)-chlorid, aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch durch Sublimation erfolgt, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 200 °C bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 250 °C bis 375 °C, vorzugsweise im Bereich von 275 °C bis 350 °C, bevorzugt im Bereich von 300 °C bis 325 °C.
In diesem Zusammenhang kann die Abtrennung bzw. Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(ll l)-chlorid (FeCIs), in einer Abtrennvorrichtung, insbesondere Sublimationsvorrichtung, vorzugsweise in einem Drehrohrofen, Wirbelschichtofen und/oder Trommelofen, durchgeführt werden, in welche das aufzureinigende Produktgemisch mit den entsprechenden Chloriden zuvor eingebracht werden sollte. Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise derart verfahren werden, dass Verfahrensschritt (c), also die Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidati- onsprodukte, und Verfahrensschritt (d), also insbesondere die Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), insbesondere kontinuierlich in einer gemeinsamen Vorrichtung, erfolgen kann, insbesondere wobei es sich bei der gemeinsamen Vorrichtung um einen Drehrohrofen handeln kann. In diesem Zusammenhang kann die gemeinsame Vorrichtung, insbesondere der Drehrohrofen, einen ersten Abschnitt bzw. Bereich zur Durchfüh- rung von Verfahrensschritt (c) und einen zweiten Abschnitt bzw. Bereich zur Durchführung von Verfahrensschritt (d), insbesondere zur Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), aufweisen.
Gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform kann somit die Chlorierung einerseits und die Abtrennung von Eisenchlorid andererseits in ein und derselben Apparatur durchgeführt werden. Wie zuvor angeführt, handelt es sich bei der gemeinsamen Apparatur insbesondere um einen Drehrohrofen, wobei der Drehrohrofen entlang der Drehrohrachse einen ersten Reaktionsbereich mit einer ersten Temperaturzone zur Durchführung der in Verfahrensschritt (c) beschriebenen Chlo- rierung mit den diesbezüglich erfindungsgemäß vorgesehenen Temperaturen und einen zweiten Sublimationsbereich zur Abtrennung von Eisenchlorid mit den entsprechenden Sublimationstemperaturen, wie in Verfahrensschritt (d) beschrieben, aufweist. Erfindungsgemäß führt die Desublimation in Verfahrensschritt (d) darüber hinaus insbesondere zum Erhalt von festem bzw. aufgereinigtem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3).
Darüber hinaus sollte die in Verfahrensschritt (d) gegebenenfalls durchgeführte Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid in der Gasphase erfolgen, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 400 °C bis 800 °C, insbesondere im Bereich von 450 °C bis 750 °C, vorzugsweise im Bereich von 500 °C bis 700 °C, bevorzugt im Bereich von 550 °C bis 650 °C. Die Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, kann dabei in einer Reduktionsvorrichtung durchgeführt werden. Entsprechende Reduktionsvorrichtungen sind dem Fachmann zu diesem Zweck wohlbekannt, so dass es diesbezüglich keiner weiteren Ausführungen bedarf. Hierzu kann insbesondere gasförmi- ges Eisenchlorid aus der Sublimationsvorrichtung in die Reduktionsvorrichtung überführt werden.
Was das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin anbelangt, so kann es zudem vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (d), insbesondere nach erfolgter Abtrennung bzw. Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), eine weitere und/oder nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung der Chloride der weiteren Metalle aus dem Produktgemisch erfolgt. Insbesondere kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt (d), insbesondere nach erfolgter Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), eine weitere und/oder nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(l l)-chlorid (CuCI2), und/oder von Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)- chlorid (ZnCI2), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(l l)-chlorid (PbCI2), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(l l)-chlorid (CoCI2), erfolgt. Entsprechendes kann für Titanchlorid, Manganchlorid, Vanadiumchlorid und/oder Chromchlorid gelten. Hierzu kann die weitere bzw. nachfolgende Abtrennung bzw. Isolierung der Chloride der weiteren Metalle aus dem Produktgemisch beispielsweise in einer Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrichtung, insbesondere in einem Rührkessel und/oder Rührreaktor, vorzugsweise mit mindestens einer Abzugseinrichtung, und/oder einer Gegenstromvorrichtung, vorzugsweise mit jeweils mindestens einer Abzugseinrich- tung, erfolgen.
In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß beispielsweise derart verfahren werden, dass das insbesondere von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(l ll)-chlorid (FeCIs), befreite Produktgemisch in einer flüssigen Phase und/oder in einem flüssi- gen Medium, insbesondere Wasser, aufgenommen, insbesondere aufgeschlämmt und/oder dispergiert, wird.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die löslichen Bestandteile des insbesondere von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(l ll)-chlorid (FeCIs), befreiten Produktgemischs, insbesondere die Chloride der weiteren Metalle, insbesondere Kupferchlorid, vorzugsweise Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder Zinkchlorid, vorzugsweise Zink(ll)-chlorid (ZnCI2), und/oder Bleichlorid, vorzugsweise Blei(l l)-chlorid (PbCI2), und/oder Cobaltchlorid, vorzugsweise Cobalt(l l)-chlorid (C0CI2), insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in Lösung gebracht und/oder suspendiert werden, vorzugsweise in Lösung gebracht werden. Auf diese Weise können die in Rede stehenden Chloride der weiteren Metalle durch Überführung in eine Suspension bzw. Lösung aus dem aufgeschlämmten Produktgemisch abgetrennt bzw. entfernt werden, wobei aufgrund der guten Löslichkeit bzw. Suspendierbarkeit der Chloride eine hohe Abtrennungs- bzw. Aufreinigungsrate erreicht werden kann.
Was die Abtrennung der Chloride der weiteren Metalle im Allgemeinen anbelangt, so kann diese auf Basis einer sogenannten Wasserlaugung bzw. auf Basis von sogenannten Leaching-Verfahren durchgeführt werden, welche dem Fachmann als solche wohlbekannt sind, so dass es hierzu keiner weiteren Ausführungen bedarf.
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass die erhaltene Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung, welche die in Rede stehenden Chloride enthält, von dem verbleibenden Produktgemisch abgetrennt wird, beispielsweise mittels Filtration oder dergleichen, insbesondere unter Verwendung entsprechender Filtervorrichtungen. In diesem Zusammenhang kann eine weitere Aufarbeitung der erhaltenen Lösung bzw. Suspension zur insbesondere selektiven Abtrennung bzw. Isolierung der Chloride der weiteren Metalle, insbesondere Kupferchlorid, vorzugsweise Kup- fer(ll)-chlorid (CuC ), und/oder Zinkchlorid, vorzugsweise Zink(ll)-chlorid (ZnC ), und/oder Bleichlorid, vorzugsweise Blei(ll)-chlorid (PbC ), und/oder Cobaltchlorid, vorzugsweise Cobalt(ll)-chlorid (C0CI2), und/oder Titanchlorid und/oder Manganchlorid und/oder Vanadiumchlorid und/oder Chromchlorid, bzw. zum Erhalt der metallischen Form des jeweiligen Metalls erfolgen. Die insbesondere selektive Abtrennung bzw. Isolierung der Chloride der weiteren Metalle bzw. die Überführung in die metallische Form der jeweiligen Metalle kann dabei auf Basis elektrochemischer, sorptiver, insbesondere adsorptiver Verfahren bzw. mittels insbesondere selektiver Fällung und/oder insbesondere selektiver Sedimentation oder dergleichen erfolgen. Insbesondere können die Metalle mittels Reduktion in metallischer Form erhalten werden. Die diesbezüglichen Verfahren sind dem Fachmann wohlbekannt, so dass es diesbezüglich keiner weiteren Ausführungen bedarf.
Was somit die Abtrennung bzw. Isolierung der Chloride der weiteren Metalle anbelangt, so wird erfindungsgemäß insbesondere derart verfahren, dass die entsprechenden Metallchloride in Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise in Lösung, überführt und somit von dem zumindest im Wesentlichen nicht löslichen Bestandteilen des zuvor von Eisen befreiten Produktgemischs abgetrennt werden und die auf diese Weise erhaltene Lösung bzw. Suspension einer selektiven Abtrennung der Chloride der weiteren Metalle unterzogen wird.
Auf diese Weise können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die entsprechenden Chloride der weiteren Metalle aus dem zugrundeliegenden Produktgemisch auf Basis des eingesetzten Ausgangsmaterials abgetrennt werden, so dass auf diese Weise weitere industriell bzw. technisch verwertbare Rohstoffe bzw. Handelsprodukte erhalten werden können, welche sich beispielsweise zur Verwendung als bzw. in Katalysatoren, zur Herstellung von Farbstoffen bzw. Pigmenten oder dergleichen eignen, wobei die in Rede stehenden Rohstoffe in Form der Chloride der weiteren Metalle gleichermaßen über eine hohe Stoff- bzw. Produktreinheit verfügen.
Was das verbleibende, insbesondere zumindest im Wesentlichen nicht lösliche und von Eisen sowie von den weiteren Metallen, wie zuvor definiert, befreite Produktgemisch anbelangt, so umfasst dieses insbesondere noch die Edelmetallkomponenten, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie die Bestandteile Silicium, insbe- sondere Siliciumdioxid, sowie Calciumsulfat. Insbesondere kann das verbleibende Produktgemisch auch Silberchlorid enthalten, welches in Wasser praktisch unlöslich ist.
Durch die vorgeschaltete Abtrennung bzw. Isolierung der Eisenkomponente sowie der weiteren Metallkomponenten aus dem Produktgemisch erfolgt eine nochmalige Anreicherung bzw. weitere Aufkonzentrierung bzw. eine Erhöhung des relativen Anteils insbesondere auch der Edelmetalle, wie Gold und/oder Silber, in dem verbleibenden Produktgemisch, was der nachfolgend gegebenenfalls vorgesehenen Abtrennung der Edelmetalle insbesondere auch im Hinblick auf die Wirtschaft- lichkeit des zugrundeliegenden Verfahrens sowie der Ausbeutungsgrade zuträglich ist.
So kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das in Verfahrensschritt (d) erhaltene bzw. nach Durchführung von Verfahrensschritt (d) vorliegende Produktgemisch, jeweils berechnet als Element und jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Produktgemischs, umfasst: - Gold, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 50 g/t, vorzugsweise im Bereich von 1 g/t bis 40 g/t, bevorzugt im Bereich von 2 g/t bis 20 g/t, besonders bevorzugt im Bereich von 3 g/t bis 15 g/t;
- Silber, insbesondere in Mengen im Bereich von 2 g/t bis 600 g/t, vorzugsweise im Bereich von 5 g/t bis 500 g/t, bevorzugt im Bereich von 10 g/t bis 400 g/t, besonders bevorzugt im Bereich von 15 g/t bis 200 g/t.
Erfindungsgemäß kann - zur gezielten Rückgewinnung der zuvor angereicherten Edelmetalle - in Anschluss an Verfahrensschritt (d) ein Verfahrensschritt (e) durchgeführt werden. In Verfahrensschritt (e) kann eine Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, aus dem in Verfahrensschritt (d) erhaltenen und/oder dem von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), und von den Chloriden der weiteren Metalle befreiten Produktgemisch erfolgen. Auch aufgrund der zuvor vorgenommenen Anreicherung der Edelmetalle in dem Produktgemisch können dabei hohe Ausbeuten erzielt werden.
Was die gegebenenfalls vorgesehene Abtrennung des Edelmetalls anbelangt, so kann in erfindungsgemäß bevorzugter Weise derart verfahren werden, dass in Ver- fahrensschritt (e) die Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, aus dem in einer flüssigen Phase und/oder in einem flüssigen Medium, insbesondere Wasser, aufgenommenen, insbesondere aufgeschlämmten und/oder dispergierten Produktgemisch erfolgt. Insbesondere kann die Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, in mindestens einer Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung durchgeführt werden. Hierzu kann, sofern erforderlich, das in Verfahrensschritt (d) erhaltene Produktgemisch erneut mit einem Dispergier- bzw. Lösemittel, insbesondere Wasser, versetzt werden.
In diesem Zusammenhang hat es sich erfindungsgemäß von Vorteil erwiesen, wenn in Verfahrensschritt (e) das Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in Lösung bzw. Suspension, insbesondere in Lösung, gebracht bzw. überführt wird. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass mindestens eine Komplexierungskomponente bzw. -Verbindung zur Überführung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, in Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung, eingesetzt bzw. in Kontakt insbesondere mit dem Produktgemisch bzw. dem Edelmetall gebracht wird. Im Allgemeinen kann es sich bei der in Rede stehenden Komplexierungskomponente bzw. -Verbindung um eine Substanz handeln, welche mit dem Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, vorzugsweise eine Komplexverbindung bildet, welche in dem Lösemittel, insbesondere Wasser, zumindest im Wesentlichen voll- ständig löslich bzw. suspendierbar ist.
Insbesondere kann die Komplexierungskomponente bzw. Verbindung ausgewählt sein aus der Gruppe von Cyanidlauge, lod/Brom-Lösung und Thiosulfatlösung. Insbesondere kann eine Lösung des Salzes der Blausäure, insbesondere Natrium- Cyanid (NaCN) als Komponente zur Überführung des Edelmetalls in eine Lösung und/oder Suspension eingesetzt werden.
Insbesondere eignet sich als diesbezügliche Komponente, wie zuvor angeführt, eine Natriumcyanid-Lösung, welche synonym auch als Cyanidlauge bezeichnet wird. Denn im Rahmen der sogenannten Cyanidlaugung wird Gold und/oder Silber in insbesondere sauerstoffhaltiger Natriumcyanid-Lösung als Komplexverbindung gelöst bzw. suspendiert, insbesondere auf Basis der nachfolgenden Reaktionsgleichung (v):
(v) 4 Au + 8 NaCN + 02 + 2 H20 ^ 4 Na[Au(CN)2] + 4 NaOH.
Für das Edelmetall in Form von Silber gilt in entsprechender Weise die Reaktionsgleichung (vi):
(vi) 4 Ag + 8 NaCN + 02 + 2 H20 ^ 4 Na[Ag(CN)2] + 4 NaOH.
Nachfolgend kann es weiterhin vorgesehen sein, dass die erhaltene Lösung und/oder Suspension des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, von dem verbleibenden Produktgemisch insbesondere mittels Filtration abgetrennt wird und das Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, aus der Lösung und/oder Suspension gewonnen wird, insbesondere mittels Ausfällverfahren oder sorptiver, insbesondere adsorptiver Verfahren.
Beispielsweise kann eine Ausfällung des Edelmetalls unter Einsatz von Zink bzw. Aluminium, vorzugsweise in feinpartikulärer Form, erfolgen, insbesondere auf Basis der nachfolgenden Reaktionsgleichungen (vii) und (viii):
(vii) 2 Na[Au(CN)2] + Zn ^ Na2[Zn(CN)2] + 2 Au;
(viii) 2 Na[Ag(CN)2] + Zn ^ Na2[Zn(CN)2] + 2 Ag. Der Ausfällung des Edelmetalls kann eine weitere Abfiltration und Aufreinigung des erhaltenen Rohedelmetalls folgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können auch sorptive, insbesondere adsorptive Aufreinigungsverfahren zum Erhalt des Edelmetalls eingesetzt werden, insbesondere auf Basis eines vorzugsweise partikulären Adsorptionsmaterials, insbesondere Aktivkohle. Hierzu kann mit entsprechenden Adsorptionssäulen oder dergleichen verfahren werden. Grundsätzlich können auch weitere Gewinnungs- bzw. Aufreinigungsverfahren, wie Amalgamverfahren und/oder Anodenschlammverfahren, zum Erhalt des Edelmetalls eingesetzt werden.
Auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit eine effiziente Rückgewinnung auch von Edelmetallen, wie Gold und/oder Silber, aus dem zugrundeliegen- den Ausgangsmaterial möglich, wobei diesbezüglich hohe Ausbeuteraten erhalten werden, insbesondere auch vor dem Hintergrund, dass die entsprechenden Edelmetalle in dem zu behandelnden Produktgemisch bereits durch die vorgeschaltete Entfernung der jeweiligen Metallkomponenten sozusagen aufkonzentriert sind. Auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens können sehr hohe Stoffreinheiten auch für die aufgereinigten bzw. isolierten Edelmetalle erhalten werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich zudem insbesondere derart verhalten, dass das in Verfahrensschritt (d) und/oder in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch weiterhin aus dem Ausgangsmaterial stammendes Silicium, insbesondere in Form eines Siliciumoxids, bevorzugt Siliciumdioxid, enthält. Gleichermaßen kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung derart verhalten, dass das in Verfahrensschritt (d) und/oder in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch weiterhin mindestens ein aus dem Ausgangsmaterial stammendes Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere mindestens ein Erdalkalimetall, vor- zugsweise Calcium, enthält. Insbesondere kann das Alkali- bzw. Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, in Form mindestens eines Salzes, insbesondere Sulfats, vorliegen. Insbesondere kann das in Verfahrensschritt (d) bzw. in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch aus dem Ausgangsmaterial stammendes Calciumsulfat enthalten. Denn was die vorgenann- ten Komponenten im Speziellen anbelangt, so werden diese zumindest im Wesentlichen nicht auf Basis der für die Aufreinigung der jeweiligen Metallkomponenten bzw. Edelmetallbestandteile angeführten Verfahrensschritte aus dem Produktgemisch entfernt bzw. chemisch verändert, so dass diese als solche zumindest im Wesentlichen vollständig in dem noch verbleibenden Produktgemisch vorhanden sind.
In diesem Zusammenhang kann erfindungsgemäß im Hinblick auf das noch verbleibende Produktgemisch insbesondere eine weitere Abtrennung bzw. Verarbeitung von Siliciumdioxid vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Reduktion zu Silicium erfolgen, beispielsweise auf Basis der folgenden Reaktionsgleichung (ix):
(ix) Si02 + C -» Si + C02.
Was darüber hinaus das in dem Produktgemisch verbleibende Caiciumsulfat anbelangt, so kann dieses als solches verwertet werden, beispielsweise zur Herstellung von Gipsbaustoffen oder dergleichen. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren auch unter Verwendung der nachfolgend definierten Rückgewinnungs-Anlage nach der Erfindung durchgeführt werden.
Wie zuvor angeführt, wird das erfindungsgemäße Verfahren durch die diesbezügli- chen Verfahrensneben- und Unteransprüche sowie die Bezugnahme auf die entsprechenden Figurendarstellungen weiterführend beschrieben.
Im Ergebnis wird somit auf Basis der vorliegenden Erfindung ein hocheffizientes Verfahren zur insbesondere selektiven und umfänglichen Aufreinigung bzw. Isolie- rung von Metallen, insbesondere zum Erhalt von metallischem Eisen, sowie weiterer Metallkomponenten und gegebenenfalls Edelmetallen, wie Gold und Silber, insbesondere aus Pyritabfällen, wie Kiesabbrand, bereitgestellt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann derart vorgegangen werden, dass zuvor bei 120 °C getrockneter Kiesabbrand einer oxi- dativen Röstung bei 700 °C mit dem Zweck der Überführung von Eisen in die dreiwertige Form unterzogen wird. Nachfolgend kann der oxidierte Kiesabbrand mit festem Ammoniumchlorid bei einer Temperatur von 300 °C zum Zweck der Überführung von Eisen in die Chloridform unter Erhalt von Ammoniak und Wasser in der Gasphase behandelt werden. Anschließend kann das erhaltene Eisenchlorid durch Sublimation aus dem Produktgemisch abgetrennt werden. Eisenchlorid wird dabei bei einer Temperatur von 950 °C in die Gasphase überführt bzw. sublimiert, wobei Siliciumdioxid und Caiciumsulfat sowie die Chloride der weiteren Metalle und die Edelmetallkomponenten in dem festen Produktgemisch verbleiben. Das verbleibende Produktgemisch weist einen im Vergleich zum Ausgangsmaterial erhöhten Edelmetallgehalt auf. Anschließend kann Eisenchlorid mit Wasserstoff zum Erhalt von metallischem Eisen und Chlorwasserstoffgas reduziert bzw. behandelt werden. Die Gasströme von Ammoniak und Chlorwasserstoff können zur erneuten Bildung von Ammoniumchlorid zusammengeführt und zur Reaktion gebracht werden. Aus dem nach der Entfernung von Eisenchlorid verbleibenden Produktgemisch können die Chloride der weiteren Metalle durch Aufschlämmen in Lösung überführt und abgetrennt werden. Das so erhaltene Restproduktgemisch kann nach Entfernung der Chloride der weiteren Metalle mit einer Cyanidlösung zur Überführung von Gold und Silber in eine lösliche Form behandelt werden. Der in dem aufgereinigten Produktgemisch verbleibende Rest, welcher eine Mischung von Siliciumdioxid (Quarz) und Calciumsulfat (Gips) umfasst, kann von der Gold bzw. Silber enthaltenden Lösung mittels Filtration abgetrennt werden. Schließlich kann das Edelmetall in Form von Gold bzw. Silber durch Ausfällung erhalten werden.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen bzw. Figurendarstellungen näher erläutert. Im Zusam- menhang mit der Erläuterung dieser bevorzugten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche jedoch in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren keinesfalls beschränkend sind, werden auch weitergehende Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung aufgezeigt. In den Figurendarstellungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung bzw. Übersicht des erfindungsgemä- ßen Verfahrens zur Rohstoffgewinnung aus Erzen bzw. Erzrückstän- den, insbesondere zur Rückgewinnung von Metallen aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise zur Rückgewinnung von Metallen aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand;
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung bzw. Übersicht des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 1 schematisiert eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wie sie nachfolgend weiterführend definiert wird: Insbesondere zeigt Fig. 1 die erfindungsgemäße Verfahrensführung, wonach zunächst ein Rohmaterial RM vorliegt bzw. bereitgestellt wird, wobei es sich hierbei insbesondere um ein Erz bzw. einen Erzrückstand, insbesondere um einen Pyritrückstand bzw. insbesondere um einen aus der Schwefelsäureherstellung stam- menden Kiesabbrand handelt. Das Rohmaterial RM enthält insbesondere Eisen, vorzugsweise als Hauptbestandteil, und mindestens ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie mindestens ein weiteres Metall, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Kupfer, Zink, Blei und Cobalt, wobei insbesondere Eisen sowie das weitere Metall in Form von Oxiden vorliegen.
In Verfahrensschritt (a) erfolgt dann die Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials AM auf Basis des zugrundeliegenden Rohmaterials RM. Die Aufbereitung kann eine Zerkleinerung des Rohmaterials RM und/oder eine Trocknung des Rohmaterials RM zum Erhalt des aufbereiteten Ausgangsmaterials AM umfassen.
Nachfolgend wird das Ausgangsmaterial AM, wie in Fig. 1 dargestellt, gemäß Verfahrensschritt (b) einer Oxidationsbehandlung unterzogen, welche insbesondere als Calcinierung bzw. oxidative Röstung durchgeführt werden kann. In diesem Zu- sammenhang wird insbesondere ein Oxidationsmittel, wie Luft und/oder Sauerstoff, verwendet. Es resultiert ein Material OP mit entsprechenden Oxidationsprodukten, wobei die Oxidationsprodukte insbesondere Eisenoxid und gegebenenfalls Oxide der weiteren Metalle umfassen. Insbesondere in Bezug auf Eisenoxid wird in diesem Zusammenhang Eisen(lll)-oxid erhalten.
Fig. 1 zeigt weiterhin, dass in einem weiteren Verfahrensschritt (c) eine Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, erfolgt, so dass in entsprechender Weise chlorierte Produkte CP resultieren. Dabei kann die Chlorierung der Oxide mittels eines rezyklierbaren Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), erfolgen. Es resultieren zum einen ausgehend von Eisen(lll)-oxid entsprechend Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) und ausgehend von den weiteren Metalloxiden entsprechende Chloride der weiteren Metalle (Mex- Cly mit Me = Cu, Zn, Pb, Co, Ti, V bzw. Cr, insbesondere Cu, Zn, Pb bzw. Co). Die durch die Chlorierung erhaltenen chlorierten Produkte CP können dann aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch abgetrennt bzw. isoliert werden, wie Fig. 1 gemäß dem dort angeführten Verfahrensschritt (d) veranschaulicht. Insbesondere wird das zuvor in Verfahrensschritt (c) erhaltene Eisen(lll)- Chlorid (FeC ) in Verfahrensschritt (d) sublimiert, so dass gasförmiges Eisen(lll)- chlorid (FeCI3(g)) erhalten wird, welches entsprechend aus dem festen Restgemisch bzw. Rückstand abgetrennt werden kann. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 zudem, dass das so erhaltene insbesondere gasförmige Eisen(lll)-chlorid zum einen zum Erhalt von festem Eisen(lll)-chlorid desublimiert werden kann und dass zum anderen das insbesondere gasförmige Ei- sen(lll)-chlorid einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen (Fe) unterzogen werden kann. Die bei der Reduktion von Eisen(lll)-chlorid zu metallischem Eisen anfallenden Reaktionsprodukte, insbesondere in Form einer anorganischen Chlorverbindung, vorzugsweise Chlorwasserstoff, können, wie in Fig. 1 gleichermaßen schematisch veranschaulicht, zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels verwendet werden, wobei die aus der Reduktion erhaltene anorganische Chlorverbindung, vorzugsweise Chlorwasserstoff, mit bei der Chlorierung aus dem Chlorierungsmittel resultierendem Umsetzungsprodukt, insbesondere mit gasförmigem Ammoniak (NH3), zur Reaktion gebracht wird, so dass auf diese Weise erneut das Chlorierungsmittel in Form von Ammoniumchlorid (NH4CI) erhalten wird, welches in Verfahrensschritt (c) erneut eingesetzt werden kann. Fig. 1 zeigt darüber hinaus, dass in Verfahrensschritt (d) auch eine nachfolgende Abtrennung der Chloride der weiteren Metalle (MexCly) durchgeführt werden kann, welche insbesondere der Abtrennung von Eisen(lll)-chlorid nachgeschaltet ist. Es resultiert aus Verfahrensschritt (d) ein verbleibendes Produktgemisch (VP), welches gegebenenfalls gemäß Verfahrensschritt (e), wie in Fig. 1 gleichermaßen ver- deutlicht, einer weiteren Aufreinigung, insbesondere im Hinblick auf die Abtrennung von Edelmetallen, wie Gold und/oder Silber, zugeführt werden kann. Das in Verfahrensschritt (e) verbleibende und von Gold bzw. Silber befreite feste Produktgemisch umfasst insbesondere Calciumsulfat und Siliciumdioxid, wobei Siliciumdio- xid, wie in Fig. 1 angeführt, einer Reduktion zum Erhalt von elementaren Silicium unterzogen werden kann.
Fig. 2 schematisiert eine weitere besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie sie nachfolgend weiterführend beschrieben wird: So kann, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgehend von einem Rohmaterial, wie insbesondere Kiesabbrand, welches Komponenten auf Basis von Eisen, Kupfer, Zink, Cobalt, Gold, Silber, Blei, Silicium und Calcium sowie auf Basis weiterer Elemente enthält, durch Trocknung und Zerkleinerung ein aufbereitetes Ausgangsmaterial erhalten werden.
Das so erhaltene Ausgangsmaterial kann einer Oxidation bzw. Calcinierung, beispielsweise bei Temperaturen von 700 °C in Gegenwart eines Oxidationsmittels, wie Luft und/oder Sauerstoff, unterzogen werden. Die Oxidationsbehandlung führt insbesondere zum Erhalt von Oxiden von Eisen und der weiteren Metalle, insbesondere auch unter Erhöhung der Oxidationsstufe der jeweiligen metallischen Elemente. So wird im Fall von Eisen beispielsweise ausgehend von Eisen(ll)-oxid oder Eisen(ll, lll)-oxid maßgeblich Eisen(lll)-oxid gemäß dem folgenden Reak- tionsschema erhalten:
4 FeO + 3 02
Gleichermaßen kann beispielsweise ausgehend von Kupfer(l)-oxid maßgeblich Kupfer(ll)-oxid gemäß dem vorliegenden Reaktionsschema erhalten werden:
(xi) 2 Cu20 + 02 -» 4 CuO.
Entsprechendes gilt im Allgemeinen für die Elemente der weiteren Metalle.
Was darüber hinaus das Edelmetall, insbesondere Gold, anbelangt, so wird dies im Rahmen der Oxidationsbehandlung aufgrund der edlen Eigenschaften im Allgemeinen nicht oxidiert. Für das Edelmetall Silber kann zumindest teilweise eine Umsetzung in das Oxid vorliegen.
Fig. 2 veranschaulicht darüber hinaus beispielhaft die auf die Oxidation folgende Chlorierung der zuvor erhaltenen Oxidationsprodukte unter Verwendung eines Chlorierungsmittels in Form von Ammoniumchlorid (NH4CI), welches den Oxidati- onsprodukten in fester Form zugegeben werden kann, beispielsweise in Form ei- nes Pulvers. Die Chlorierung kann beispielsweise bei Temperaturen von 300 °C erfolgen. Dabei resultiert in Bezug auf Eisen(lll)-oxid in entsprechender Weise Ei- sen(lll)-chlorid (FeCIs) sowie beispielhaft für Kupferoxid in entsprechender Weise Kupferchlorid (CuCI2). Für die Oxide der weiteren Metalle gilt Entsprechendes. Bei der durchgeführten Chlorierung kann insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3) als aus dem Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), hervorgehendes Umsetzungsprodukt, resultieren. Fig. 2 verdeutlicht in diesem Zusammenhang weiterhin, dass das resultierende insbesondere gasförmige Ammoniak (NH3) abgeführt und mit einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff, in der Gasphase zur Reaktion zum Erhalt von rezykliertem Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), gebracht werden kann.
Was den weiteren Verfahrensablauf anbelangt, so werden die erhaltenen chlorierten Produkte, insbesondere Eisenchlorid und gegebenenfalls die Chloride der weiteren Metalle, aus dem bei der Chlorierung erhaltenen Produktgemisch entfernt: So veranschaulicht Fig. 2 weiterhin, dass Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) mittels Sublimation, insbesondere bei Temperaturen von 350 °C, in die Gasphase überführt und so aus dem Produktgemisch entfernt wird.
Nach erfolgter Sublimation bzw. Entfernung von Eisen(lll)-chlorid können, wie in Fig. 2 dargestellt, nachfolgend noch die Chloride der weiteren Metalle, wie CuCI2, ZnCI2, CoCI2, PbCI2 etc., aus dem Produktgemisch abgetrennt werden, und zwar insbesondere durch Aufschlämmung bzw. Dispergierung des von Eisen(lll)-chlorid befreiten Produktgemischs mit entsprechender Überführung der löslichen Chloride in eine insbesondere wässrige Lösung mit anschließender Abtrennung der Lösung, beispielsweise mittels Filtration.
Was darüber hinaus das durch Sublimation und insbesondere im gasförmigen Zustand vorliegende Eisen(lll)-chlorid anbelangt, so kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis von zwei verschiedenen Varianten bzw. Ausführungs- formen verfahren werden, wie in Fig. 2 dargestellt: Zum einen kann das insbesondere gasförmige Eisen(lll)-chlorid durch Desublimation zu festem Eisen(lll)-chlorid zum Erhalt des entsprechenden Endprodukts desublimiert werden. Zum anderen kann insbesondere gasförmiges Eisen(lll)-chlorid einer Reduktion, insbesondere bei 600 °C, unterzogen werden, wobei als Reduktionsmittel beispielsweise Was- serstoff eingesetzt werden kann. Die Reduktion kann dabei insbesondere gemäß der folgenden chemischen Reaktionsgleichung ablaufen: 2 FeCI3 + 3 H2 -» 2 Fe + 6 HCl. Auf diese Weise wird metallisches Eisen erhalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es gleichermaßen möglich, dass beide zuvor angeführten Ausführungsformen zeitgleich bzw. parallel realisiert werden, beispielsweise durch entsprechende Behandlungen entsprechender Teilströme von Eisenchlorid. Fig. 2 verdeutlicht weiterhin, dass bei der Reduktion von Eisen(lll)-chlorid anfallender Chlorwasserstoff abgeführt und zur Rezyklierung des zuvor angeführten Chlorierungsmittels eingesetzt werden kann. Was darüber hinaus das von den Chloriden der zuvor genannten Metalle befreite Produktgemisch anbelangt, so kann gleichermaßen eine Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, durchgeführt werden, wie in Fig. 2 dargestellt: So können beispielsweise die Edelmetalle, wie Gold und/oder Silber, insbesondere über eine Komplexbildungsreaktion in Lösung bzw. Suspension, ins- besondere wässrige Lösung bzw. Suspension, überführt werden, beispielsweise durch Verwendung einer entsprechenden Cyanidlauge. Die zugrundeliegende Komplexbildungsreaktion zum Erhalt von insbesondere in Wasser löslichem Edelmetall kann dabei auf Basis der nachfolgenden Reaktionsgleichung ablaufen: Em + 8 NaCN + 02 + 2 H20 -» 4 Na[Em(CN)2] + 4 NaOH; Em = Au oder Ag.
Fig. 2 veranschaulicht weiterhin, dass die in Lösung bzw. Suspension überführten Edelmetalle, insbesondere Gold und/oder Silber, durch entsprechende Filtration bzw. Abtrennung der festen Bestandteile zum Erhalt einer aufgereinigten Edelmetall-Lösung bzw. Edelmetall-Suspension weiter aufgereinigt werden können. Aus dieser Lösung bzw. Suspension kann mittels Extraktion bzw. Ausfällung bzw. Adsorption das isolierte Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber erhalten werden. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 2 beispielhaft die zugrundeliegende Reaktion unter Verwendung eines Fällungsmittels wie Zink oder Aluminium: 2 Na[Em(CN)2] + Fm -» Na2[Fm(CN)2] + 2 Em; Em = Au oder Ag sowie Fm = Fällungsmittel (Zn oder AI).
Was darüber hinaus das verbleibende Produktgemisch anbelangt, so enthält dieses insbesondere Calciumsulfat sowie Siliciumdioxid, wobei Siliciumdioxid über eine entsprechende Reduktion, beispielsweise unter Verwendung von Kohlenstoff als Reaktionsmittel, zu Silicium überführt werden kann, wie gleichermaßen in Fig. 2 dargestellt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung - die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage, insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere Rückgewinnungs-Anlage zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens, wobei die Rückgewinnungs-Anlage umfasst:
(a) mindestens eine Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere zur Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisen, mindestens ein Edelmetall sowie mindestens ein weiteres Metall enthält;
(b) mindestens eine Oxidations- und/oder Röstvorrichtung, insbesondere zur Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidativen Röstung, des bereitgestellten Ausgangsmaterials, insbesondere zum Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle als Oxidationsprodukte in dem resultierenden Produktgemisch;
(c) mindestens eine Chlorierungsvorrichtung, insbesondere zur Chlorierung der Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, in dem Produktgemisch und/oder zur Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere re- zyklierbaren Chlorierungsmittels, vorzugsweise zur Chlorierung von Eisenoxid und gegebenenfalls Oxiden der weiteren Metalle, insbesondere zum Erhalt von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, und gegebenenfalls von Chloriden der weiteren Metalle in dem Produktgemisch;
(d) mindestens eine Abtrennvorrichtung, insbesondere zur selektiven Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, aus dem Produktgemisch, wobei die Abtrennvorrichtung als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung, mindestens eine De- sublimationsvorrichtung , insbesondere zur Aufnahme und Desublimation von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid und/oder zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, aufweist, insbe- sondere wobei die Desublimationsvorrichtung mit der Abtrennvorrichtung verbunden ist, oder
wobei die Rückgewinnungs-Anlage, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung, mindestens eine Reduktionsvorrichtung, insbesondere zur Reduktion von insbesondere sublimier- tem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), und zum Erhalt von metallischem Eisen und/oder zum Erhalt mindestens einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesonde- re wobei die Reduktionsvorrichtung mit der Abtrennvorrichtung verbunden ist; wobei die vorgenannten Vorrichtungen, nämlich die Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung, die Oxidations- und/oder Röstvorrichtung, die Chlorierungsvorrichtung und die Abtrennvorrichtung, in der angegebenen Reihenfolge in Pro- zessrichtung stromabwärts zueinander angeordnet sind und wobei die weiteren vorgenannten Vorrichtungen, nämlich die Desublimationsvorrichtung sowie die Reduktionsvorrichtung, wie zuvor definiert angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage eignet sich in besonderer Weise zur Verwendung im Rahmen des zuvor beschriebenen Verfahrens nach der Erfindung. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage zum einen eine effiziente und umfängliche Aufreinigung bzw. Abtrennung der metallischen Komponenten aus dem zugrundeliegenden Ausgangsmaterial, wobei in diesem Zusammenhang insbesondere Eisen sowohl in metallischer Form als Roh- material für die weitere insbesondere industrielle Verwendung sowie in Form von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, gewonnen werden kann. Zudem können auf Basis der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage Edelmetalle in Form von Gold und Silber gewonnen werden. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere vorgesehene Rezyklierung des Chlorierungsmittels, einhergehend mit den entsprechenden ökonomischen wie ökologischen Vorteilen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es gleichermaßen vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage mindestens eine Desublima- tionsvorrichtung und mindestens eine Reduktionsvorrichtung, wie jeweils zuvor beschrieben, aufweist, insbesondere sofern eine zeitgleiche bzw. parallele Rückgewinnung sowohl von Eisenchlorid als auch von metallischem Eisen durchgeführt werden soll, insbesondere auf Basis der Behandlung entsprechender Teilströme von insbesondere sublimierten Eisenchlorid. Für diesbezüglich weitere Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage kann auf die die erfindungsgemäße Aufreinigungs-Anlage betreffenden Unteransprüche und auf die entsprechenden Figurendarstellungen verwiesen werden.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr im Hinblick auf die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele bzw. Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen bzw. Figurendarstellungen näher spezifiziert. Im Zusammenhang mit der Erläuterung dieser bevorzugten Ausführungsbei- spiele der vorliegenden Erfindung, welche jedoch in Bezug auf die vorliegende Erfindung keinesfalls beschränkend sind, werden auch weitergehende Vorteile, Eigenschaften, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung aufgezeigt.
In den weiterführenden Figurendarstellungen zeigt:
Fig. 3 eine schematische Darstellung bzw. Übersicht der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage A, vorzugsweise zur Rohstoffgewinnung aus Erzen bzw. Erzrückständen, insbesondere zur Rückgewinnung von Metallen aus Erzen bzw. Erzrückständen, vorzugsweise zur Rückgewinnung von Metallen aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand;
Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung bzw. Übersicht der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage A gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig. 3 und Fig. 4 schematisieren somit bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rückgewinnungs-Anlage A, wie sie nachfolgend weiterführend definiert wird:
Insbesondere zeigen Fig. 3 und Fig. 4 die erfindungsgemäße Rückgewinnungs- Anlage A, insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwe- felsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere Rückgewinnungs- Anlage A zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens nach der Erfindung, wobei die Rückgewinnungs-Anlage A umfasst: (a) mindestens eine Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung 1 , insbesondere zur Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisen, mindestens ein Edelmetall sowie mindestens ein weiteres Metall enthält;
(b) mindestens eine Oxidations- und/oder Röstvorrichtung 2, insbesondere zur Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidativen Röstung, des bereitgestellten Ausgangsmaterials, insbesondere zum Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle als Oxidationsprodukte in dem resultierenden Produktgemisch;
(c) mindestens eine Chlorierungsvorrichtung 3, insbesondere zur Chlorierung der Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, in dem Produktgemisch und/oder zur Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere re- zyklierbaren Chlorierungsmittels, vorzugsweise zur Chlorierung von Eisenoxid und gegebenenfalls Oxiden der weiteren Metalle, insbesondere zum Erhalt von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, und gegebenenfalls von
Chloriden der weiteren Metalle in dem Produktgemisch;
(d) mindestens eine Abtrennvorrichtung 4, insbesondere zur selektiven Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, aus dem Produktgemisch, wobei die Abtrennvorrichtung 4 als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage A, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung 4, mindestens eine Desublimationsvorrichtung 14, insbesondere zur Aufnahme und Desublimati- on von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid und/oder zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, aufweist, insbesondere wobei die Desublimationsvorrichtung 14 mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Aufnahme von insbesondere gas- förmigem Eisenchlorid aus der Abtrennvorrichtung 4), oder wobei die Rückgewinnungs-Anlage A, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung 4, mindestens eine Reduktionsvorrichtung 15, insbesondere zur Reduktion von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), und zum Erhalt von metallischem Eisen und/oder zum Erhalt mindestens einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Aufnahme von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid aus der Abtrennvorrichtung 4);
wobei die vorgenannten Vorrichtungen 1 , 2, 3, 4 in der angegebenen Reihenfolge in Prozessrichtung stromabwärts zueinander angeordnet sind und wobei die vorgenannten Vorrichtungen 14, 15 wie zuvor definiert angeordnet sind. Die Chlorierungsvorrichtung 3 kann erfindungsgemäß ausgewählt sein aus der Gruppe von Drehrohröfen und Trommelöfen.
Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, so kann die Chlorierungsvorrichtung 3 mindestens eine Zuführeinrichtung 8 zur Zufuhr eines Chlorierungsmittels, insbesondere Ammo- niumchlorid (Na4CI), aufweisen. Zudem kann die Chlorierungsvorrichtung 3 mindestens eine Abführ- und/oder Ausschleusungseinrichtung 9 aufweisen, insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der Oxidations- produkte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3).
Darüber hinaus ist in Fig. 3 und Fig. 4 weiterhin zu entnehmen, dass die Rückgewinnungs-Anlage A mindestens eine Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 aufweisen kann. Die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung dient insbesondere zum Zusammenführen bzw. Inkontaktbringen und zur Reaktion von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) einerseits und mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits zum Erhalt von rezykliertem Chlorierungsmittel, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI). Die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 kann insbesondere mit der Chlorierungsvorrichtung 3 verbunden sein, und zwar insbesondere insofern, als, vorzugsweise unabhängig voneinander, gasförmiges Ammoniak aus der Chlorierungsvorrichtung 3 in die Reaktions- und/oder Kondensationseinrichtung 10 geführt und rezykliertes Ammoniumchlorid aus der Reaktions- und/oder Kondensationseinrichtung 10 in die Chlorierungsvorrichtung 3 geführt werden kann. Zudem kann die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 verbunden sein, insbesondere zur Abgabe einer anorganischen Chlorverbin- dung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aus der Reduktionsvorrichtung 15 in die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10.
Die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage A ermöglicht somit aufgrund der apparativen Besonderheit der gezielten Verwendung einer Reaktions- bzw. Kon- densationsvorrichtung 10 die Rezyklierung des Chlorierungsmittels, und zwar insbesondere von Ammoniumchlorid.
Im Allgemeinen kann die Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung 10, wie in Fig. 3 schematisiert, eine im Zusammenhang mit der Reduktion von in der Ab- trennvorrichtung 4 aus dem Produktgemisch entfernten Eisenchlorid resultierende anorganische Chlorverbindung aufnehmen, welche der Rezyklierung des Chlorierungsmittels dient.
Was die Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung 10 im Speziellen anbelangt, so kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass, wie in Fig. 4 dargestellt, diese eine Zuführeinrichtung 11 zur Zufuhr und/oder Aufnahme von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) bzw. mindestens eine weitere Zuführeinrichtung 12 zur Zufuhr und/oder Aufnahme mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), und/oder mindestens eine Ab- führ- und/oder Ausschleusungseinrichtung 13, insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung des rezyklierten Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), aufweist. Dabei ist es erfindungsgemäß von Vorteil, wenn die Zuführeinrichtung 11 mit der Abführ- und/oder Ausschleusungsseinrichtung 9 der Chlorierungsvorrichtung 3 verbunden ist. Gleichermaßen ist es von Vorteil, wenn die Abführ- und/oder Ausschleusungseinrichtung 13 mit der Zuführeinrichtung 8 der Chlorierungsvorrichtung 3 verbunden ist. Hierdurch wird ein effizienter und selektiver Stofftransport der im Hinblick auf das Chlorierungsmittel relevanten Edukte bzw. Produkte ermöglicht. Darüber hinaus zeigt Fig. 4, dass die Rückgewinnungs-Anlage A zudem mindestens eine Desublimationsvorrichtung 14, insbesondere zur Aufnahme und Desu- blimation von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)- chlorid (FeCI3), bzw. zum Erhalt von insbesondere festem bzw. aufgereinigtem Ei- senchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), aufweist. Die Desublimations- vorrichtung 14 ist dabei mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden, und zwar insbesondere mit der Einrichtung 25 der Abtrennvorrichtung 4 zur Entnahme bzw. Abfuhr von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs). In diesem Zusammenhang sollte die Desublimationsvorrichtung 14 mindestens eine Zuführeinrichtung 19 aufweisen, und zwar insbesondere zur Aufnahme von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), vorzugsweise aus der Abtrennvorrichtung 4. Die Desublimationsvorrichtung kann beispielsweise als Abkühl- und/oder Kondensationsvorrichtung ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt weiterhin, dass die Anlage A nach der Erfindung zudem mindestens eine Reduktionsvorrichtung 15, insbesondere zur Reduktion von insbesondere sub- limiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), und zum Erhalt von metallischem Eisen aufweist. In diesem Zusammenhang ist die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden sein. Zudem sollte die Reduktionsvorrichtung 15 mindestens eine Zuführeinrichtung 16 aufweisen, insbesondere zur Aufnahme von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid (FeCI3), vorzugsweise aus der Abtrennvorrichtung 4.
Insbesondere kann die Reduktionsvorrichtung 15, wie zuvor angeführt, mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden sein, insbesondere zur Aufnahme von Eisenchlorid. Vorzugsweise ist die Reduktionsvorrichtung 15 dabei über die Zuführeinrichtung 16 mit der Einrichtung 25 zur Entnahme bzw. Abfuhr von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), verbunden.
Was die Reduktionsvorrichtung 15 weiterhin anbelangt, so kann diese mindestens eine weitere Zuführeinrichtung 17 zur Zufuhr und/oder Aufnahme eines Reduk- tionsmittels, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas (insbesondere Methan), aufweisen.
Insbesondere kann die Reduktionsvorrichtung 15 zudem mit der Reaktionsund/oder Kondensationsvorrichtung 10 verbunden sein, insbesondere zur Abgabe einer bei der Reduktion von Eisenchlorid entstehenden anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff, und Aufnahme in die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung. In diesem Zusammenhang kann die Reduktionsvorrichtung 15 mindestens eine Abzugs- und/oder Ausführeinrichtung 18, insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung mindestens einer bei der Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, entstehenden anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), und/oder zur Abfuhr mindestens einer bei der Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, entste- henden anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweisen. Insbesondere sollte die Abzugseinrichtung 18 mit der Zuführeinrichtung 12 der Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung 10 verbunden sein.
Auf diese Art und Weise kann die im Hinblick auf die Rezyklierung des Chlorie- rungsmittels erforderliche anorganische Chlorverbindung über die Reduktion von Eisenchlorid aus dem der Rückgewinnungsanlage zugrundeliegenden Verfahrensführung selbst bereitgestellt und überführt werden, wobei die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage A die diesbezüglichen konstruktiven Voraussetzungen, wie zuvor angeführt, bereitstellt.
Wie in Fig. 4 im Detail angeführt, kann die Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung 1 darüber hinaus und insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung des Ausgangsmaterials mindestens eine Zerkleinerungseinrichtung 6, insbesondere zur Zerkleinerung und/oder Homogenisierung des Ausgangsmaterials, bzw. mindestens eine Trocknungseinrichtung 7, insbesondere zur Trocknung des Ausgangsmaterial, umfassen. Gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform kann dabei die Trocknungseinrichtung 7 in Prozessrichtung stromabwärts zu der Zerkleinerungseinrichtung 6 angeordnet sein. Was die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage A weiterhin anbelangt, so kann die Oxidations- bzw. Röstvorrichtung 2 ausgewählt sein aus der Gruppe von Drehrohröfen, Trommelöfen, Wirbelschichtöfen und Flugstromreaktoren. Insbesondere kann die Oxidations- und/oder Röstvorrichtung 2 mindestens eine Einrichtung zur Zufuhr mindestens eines Oxidationsmittels, insbesondere Luft und/oder Sauer- stoff, aufweisen.
Was die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage A weiterhin anbelangt, so ist die Abtrennvorrichtung 4 als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere kann die Abtrennvorrichtung 4 ein Drehrohrofen, Wirbelschichtofen und/oder Trommelofen sein. Die Abtrennvorrichtung sollte gleichermaßen mindestens eine Einrichtung 25 zur Entnahme bzw. Abfuhr von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, aufweisen. Fig. 4 verdeutlicht weiterhin eine erfindungsgemäße Ausführungsform, wonach die Chlorierungsvorrichtung 3 und die Abtrennvorrichtung 4 in eine gemeinsame Vorrichtung 24 zusammengeführt sein können. In diesem Zusammenhang kann die gemeinsame Vorrichtung 24 in Form eines gemeinsamen Drehrohrofens, insbesondere mit mindestens zwei, vorzugsweise zwei Temperaturabschnitten, ausgebildet sein. Insbesondere kann in dem ersten Temperaturabschnitt bzw. in der ersten Temperaturzone die für die Chlorierung der Metallkomponenten erforderliche Temperatur vorliegen und die Chlorierung der Metallkomponenten in dem Material mit den zuvor erhaltenen Oxidationsprodukten durch Zugabe des Chlorierungsmittels erfolgen, wobei das so resultierende Produktgemisch mit den chlorierten Metallkomponenten nachfolgend in den zweiten Temperaturabschnitt bzw. in die zweite Temperaturzone überführt werden kann, wobei in dem zweiten Temperaturabschnitt bzw. in der zweiten Temperaturzone die für die Sublimation insbesondere von Eisen(lll)-chlorid erforderlichen Temperaturen vorliegen. Die gemeinsame Vorrichtung 24 sollte in diesem Zusammenhang über die entsprechenden Einrichtungen zur Zufuhr des Chlorierungsmittels sowie zur Abfuhr von bei der Chlorierung aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere Ammoniak (NH3), sowie mindestens eine weiter- führende Einrichtung 25 zur Entnahme bzw. Abfuhr von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), wie es bei der Sublimation resultiert, aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage A, wo- nach die Anlage A zudem mindestens eine Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrich- tung 20 aufweist, insbesondere zur Abtrennung und/oder Isolierung von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder von Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)-chlorid (ZnCI2), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)- chlorid (PbCI2), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), aus dem von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreiten Produktgemisch.
In diesem Zusammenhang sollte die Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrichtung 20 in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrennvorrichtung 4 bzw. in Prozessrichtung stromaufwärts zu der Abtrenn- bzw. Filtervorrichtung 5 angeordnet sein. Die Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrichtung 20 dient insbesondere zum Aufschlämmen bzw. Dispergieren des von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreiten Produktgemischs, wobei die zuvor angeführten Chloride der weiteren Metalle in eine Lösung bzw. in eine Suspension überführt werden. Diesbezüglich kann die Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrichtung 20 gleichermaßen mindestens eine Einrichtung 26 zur Aufnahme eines Dispergier- bzw. Löse- und/oder Suspensionsmittels, insbesondere Wasser, aufweisen, welches sowohl zur Aufschläm- mung des Produktgemischs als auch zur Überführung der in Rede stehenden Chloride der weiteren Metalle in eine Lösung bzw. Suspension dient. Zudem sollte die Aufschlämm- bzw. Dispergiervorrichtung 20 mindestens eine Abzugseinrichtung 27 zur Entnahme der vorzugsweise wässrigen Lösung bzw. Suspension der Chloride der weiteren Metalle aufweisen.
Insbesondere kann die Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung 20 ein Rührkessel bzw. ein Rührreaktor bzw. eine Gegenstromvorrichtung, vorzugsweise mit jeweils mindestens einer Abzugseinrichtung 27, sein. Die Abzugseinrichtung dient insbesondere zur Entnahme der vorzugsweise wässrigen Lösung bzw. Suspension der aus dem Produktgemisch abgetrennten Chloride der weiteren Metalle.
Fig. 4 zeigt weiterhin eine erfindungsgemäße Ausführungsform, wonach die Anlage A zudem mindestens eine Zugabe- und/oder Zuführvorrichtung 21 , vorzugsweise mit einer Zugabeeinrichtung 22, aufweist, insbesondere zur Zugabe mindestens einer Komplexierungskomponente zur Überführung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, in eine Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung. In diesem Zusammenhang kann die Komplexierungskomponente ausgewählt sein aus der Gruppe von Cyanidlauge, lod/Brom-Lösung und Thiosulfatlösung. Was die Zugabevorrichtung 21 anbelangt, so sollte diese in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrennvorrichtung 4, insbesondere in Prozessrichtung stromabwärts zu der Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung 20, und/oder in Prozessrichtung stromaufwärts zu der Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung 5 angeordnet sein. Die Zugabe- bzw. Zuführvorrichtung 21 dient insbesondere zur Auf- nähme des von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, sowie von den Chloriden der weiteren Metalle befreiten Produktgemischs.
In der Zugabe- bzw. Zuführvorrichtung 21 wird durch Zugabe der zuvor definierten Komponente das in dem Produktgemisch vorhandene Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, in eine Lösung bzw. Suspension überführt, wobei diesbezüglich insbesondere Wasser als Löse- bzw. Suspensionsmittel eingesetzt wird. In diesem Zusammenhang kann die Zugabe- bzw. Zuführvorrichtung 21 gegebenenfalls gleichermaßen mindestens eine Einrichtung zur Aufnahme des Löse- bzw. Suspendiermittels, insbesondere Wasser, aufweisen.
Die Zugabe- bzw. Zuführvorrichtung 21 dient somit insbesondere zur Zugabe und/oder zum Inkontaktbringen des der Komponente zur Überführung des Edelmetalls in eine Lösung und/oder Dispersion zu bzw. mit dem insbesondere aufgeschlämmten bzw. dispergierten Produktgemisch, welches von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, sowie den Chloriden der weiteren Metalle befreit ist. Beispielsweise kann es sich bei der Zugabe- bzw. Zuführvorrichtung 21 um einen Rührkessel oder dergleichen handeln.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anlage A zudem mindestens eine Extraktionsvorrichtung 23, insbesondere zur Abtrennung und/oder Gewinnung des Edel- metalls, insbesondere Gold und/oder Silber, aus der Lösung und/oder Suspension, aufweisen. In diesem Zusammenhang kann die Extraktionsvorrichtung eine Ausfällvorrichtung und/oder Sorptionsvorrichtung, insbesondere Adsorptionsvorrichtung, sein. Insbesondere kann die Extraktionsvorrichtung 23 in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung 5 angeordnet sein.
Beispielsweise kann die Extraktionsvorrichtung 23 derart ausgebildet sein, dass diese mindestens eine Einrichtung 28 zur Aufnahme eines Ausfällmittels, wie ins- besondere partikuläres Zink oder Aluminium, aufweist. Das auf diese Weise ausgefällte Gold kann über entsprechende Filtervorrichtungen oder Sedimentationsvorrichtungen abgetrennt und isoliert werden.
Im Rahmen der Abtrennung des Edelmetalls können im Allgemeinen auch Rührvor- richtungen, Verdickungsvorrichtungen sowie Filtrationsvorrichtungen, beispielsweise auf Basis von Trommelfiltern, insbesondere Trommelvakuumfiltern, eingesetzt werden.
Die jeweiligen Vorrichtung bzw. Einrichtungen der erfindungsgemäßen Rückgewin- nungs-Anlage A können zur Gewährleistung der zugrundeliegenden Stoff- bzw. Materialtransportvorgänge über dem Fachmann an sich bekannte Transporteinrichtungen miteinander verbunden sein, beispielsweise auf Basis von Förder- und/oder Bandtransporteinrichtungen zum Transport von in fester Phase vorliegendem Material und/oder Rohrleitungseinrichtungen zum Transport von in der Gasphase befindlichen Stoffen.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage gegebenen- falls mindestens eine weitere Vorrichtung zur weiteren Aufarbeitung des nach der Entfernung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, verbleibenden und insbesondere festen Produktgemischs aufweisen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Anlage mindestens eine Vorrichtung zur Abtrennung von Silici- umdioxid und/oder mindestens eine Vorrichtung zur Reduktion von Siliciumdioxid zum Erhalt von elementarem Silicium aufweisen.
Insgesamt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit der Rückgewinnungs- Anlage A nach der Erfindung ein effizientes System zur Aufarbeitung insbesondere von Pyritabfällen, wie Kiesabbrand, bereitgestellt, welches die selektive Abtrennung bzw. Isolierung verschiedener wirtschaftlich-industriell relevanter Rohstoffe ermöglicht. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße Rückgewinnungs-Anlage A eine effiziente Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, insbesondere im Hinblick auf die Rezyklierung des Chlorierungsmittels bei insgesamt verringertem Chemikalien- und Energieeinsatz.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Rückgewinnungs-Anlage A, vorzugsweise wie zuvor definiert, insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders be- vorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere Rückgewinnungs-Anlage A zur Durchführung des zuvor definierten Verfahrens nach der Erfindung, wobei die Rückgewinnungs-Anlage A umfasst:
(a) mindestens eine Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung 1 , insbe- sondere zur Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisen, mindestens ein Edelmetall sowie mindestens ein weiteres Metall enthält; mindestens eine Oxidations- und/oder Röstvorrichtung 2, insbesondere zur Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidativen Röstung, des bereitgestellten Ausgangsmaterials, insbesondere zum Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle als Oxidationsprodukte in dem resultierenden Produktgemisch;
mindestens eine Chlorierungsvorrichtung 3, insbesondere zur Chlorierung der Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, in dem Produktgemisch und/oder zur Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere re- zyklierbaren Chlorierungsmittels, vorzugsweise zur Chlorierung von Eisen und gegebenenfalls der weiteren Metalle, insbesondere zum Erhalt von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, und gegebenenfalls von Chloriden der weiteren Metalle in dem Produktgemisch,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage A mindestens eine Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 aufweist, insbesondere zum Zusammenführen und/oder Inkontaktbringen und zur Reaktion von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) einerseits und mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits zum Erhalt von rezykliertem Chlorierungsmittel, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), insbesondere wobei die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 mit der Chlorierungsvorrichtung 3 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Aufnahme von Ammoniak (NH3) aus der Chlorierungsvorrichtung 3 und insbesondere zur Abgabe von rezykliertem Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid, in die Chlorierungsvorrichtung 3);
mindestens eine Abtrennvorrichtung 4, insbesondere zur selektiven Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, aus dem Produktgemisch, wobei die Abtrennvorrichtung 4 als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage A, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung 4, mindestens eine Desublimationsvorrichtung 14, insbesondere zur Aufnahme und Desublimati- on von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid und/oder zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, aufweist, insbesondere wobei die Desublimationsvorrichtung 14 mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Aufnahme von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid aus der Abtrennvorrichtung 4), oder wobei die Rückgewinnungs-Anlage A, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung 4, mindestens eine Reduktionsvorrichtung 15, insbesondere zur Reduktion von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), und zum Erhalt von metallischem Eisen und/oder zum Erhalt mindestens einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Abtrennvorrichtung 4 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Aufnahme von insbesondere gasförmigem Eisenchlorid aus der Abtrennvorrichtung 4) und/oder insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 verbunden ist (letzteres insbesondere zur Abgabe mindestens einer anorganischen Chlorverbindung in die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10);
(e) gegebenenfalls mindestens eine Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung 20, insbesondere zur nachfolgenden Abtrennung und/oder Isolierung von Chloriden der weiteren Metalle, insbesondere von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder von Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)- chlorid (ZnCI2), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)-chlorid (PbCI2), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), aus dem von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeC ), befreiten Produktgemisch;
wobei die vorgenannten Vorrichtungen 1 , 2, 3, 4, 20 in der angegebenen Reihenfolge in Prozessrichtung stromabwärts zueinander angeordnet sind und wobei die vorgenannten Vorrichtungen 10, 14, 15 wie zuvor definiert angeordnet sind.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem w e i t e r e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung einer Rückgewinnungs-Anlage A, insbesondere wie zuvor definiert, in einem Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere wie zuvor definiert.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen, Variationen, Modifikationen, Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt. Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels veranschaulicht, welches die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken soll.
Ausführungsbeispiel:
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung:
Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie nachfolgend beschrieben durchgeführt werden:
1. Bereitstellung des Rohmaterials:
Als Rohmaterial wird ein Pyritrückstand in Form von aus der Schwefelsäureherstellung stammendem Kiesabbrand in einer Menge von 1.000 kg eingesetzt. Das eingesetzte Rohmaterial wird zunächst einer Trocknung bei 120 °C unterzogen. Eine Probe des Rohmaterials wird unter Verwendung eines Mas- senspektrometers mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP; ELAN Modell DRC) hinsichtlich ihrer elementaren Zusammensetzung analysiert. Das Ausgangsmaterial enthält folgende elementare Bestandteile, wobei die entsprechenden Massenanteile auf das jeweilige Element bezogen sind:
Figure imgf000067_0001
Eine weiterführende Analyse des eingesetzten Ausgangsmaterials zeigt, dass 65 % des Eisens in Form von Eisen(ll, 111 )-oxid (Fe304) sowie 35 % des Eisens in Form von Eisen(ll)-oxid (Fe203) vorliegt. Zudem liegt Silicium in Form von Siliciumoxid sowie Calcium in Form von Calciumsulfat vor. Die weiteren Metalle liegen mit Ausnahme von Gold in Form ihrer Oxide vor.
Das durch Trocknung erhaltene Ausgangsmaterial wird wie folgt weiterführend verarbeitet. Oxidationsbehandlunq des Ausqanqsmaterials:
Nachfolgend wird das getrocknete Ausgangsmaterial einer Oxidationsbe- handlung bzw. einer Calcinierung (oxidative Röstung) unterzogen. Hierzu wird das Ausgangsmaterial auf eine Temperatur von 700 °C erhitzt. Durch die Röstung wird insbesondere eine Überführung von Eisen in die trivalente Form unter Erhalt von Eisen(lll)-oxid (Fe2O3) erreicht. Das erhaltene Produktgemisch wird hinsichtlich seiner Zusammensetzung weiterführend analysiert. Das nach der Oxidationsbehandlung erhaltene Produktgemisch enthält Eisen nunmehr zumindest im Wesentlichen vollständig in Form von Eisen(lll)-oxid (Fe2O3). Die übrigen Metalle mit Ausnahme von Gold und Calcium liegen in Form von Oxiden vor, insbesondere in der höchsten Oxidationsstufe der jeweiligen Metalle.
Chlorierung von Eisen sowie der weiteren Metalle:
Die zuvor erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere auf Basis von Ei- sen(lll)-oxid sowie der Oxide der weiteren Metalle, wie Kupfer, Zink, Blei und Cobalt sowie Silber, werden einer Chlorierung unterzogen, wobei hierzu zu dem erhaltenen Produktgemisch festes bzw. pulverförmiges Ammoniumchlorid (NH4CI) gegeben wird. Das resultierende Gemisch wird auf eine Temperatur von 300 °C erhitzt. Hierbei wird Eisen(lll)-oxid zu Eisen(lll)-chlorid (FeC ) unter Freisetzung von Ammoniak und Wasser umgesetzt. Das resultierende gasförmige Ammoniak wird entfernt bzw. abgezogen und zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels verwendet, wie unter Ziffer 6.) beschrieben.
Bei der Chlorierung resultieren gleichermaßen auch die Chloride der weiteren Metalle, insbesondere Kupferchlorid, Zinkchlorid, Bleichlorid und Cobaltchlo- rid sowie gegebenenfalls Silberchlorid (zumindest teilweise).
Entfernung von Eisenchlorid sowie der Chloride der weiteren Metalle aus dem Produktgemisch:
Das nach der Chlorierung erhaltene Produktgemisch wird zur selektiven Sublimation von Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) auf eine Temperatur von 350 °C erhitzt, wobei Eisen(lll)-chlorid in die Gasphase überführt wird und zur entsprechenden Weiterverarbeitung abgeführt bzw. abgezogen werden kann. Aufgrund der von Eisen(lll)-chlorid verschiedenen Sublimationstemperaturen verbleiben die Chloride der weiteren Metalle zunächst zumindest im Wesentlichen in dem festen Produktgemisch. Im Produktgemisch verbleiben zudem die entsprechenden Edelmetalle sowie Siliciumdioxid und Calciumsulfat.
Die Chloride der weiteren Metalle werden anschließend aus dem verbleibenden Produktgemisch durch Aufschlämmung bzw. Dispergierung des Produktgemisches in Wasser ausgeschleust, wobei die Chloride der weiteren Metalle (im Wesentlichen mit Ausnahme von Silberchlorid) aufgrund ihrer guten Lös- lichkeitseigenschaften in Wasser in Lösung gebracht und auf diese Weise abgetrennt bzw. isoliert werden. Die so isolierten Chloride der weiteren Metalle können weiterführend aufgetrennt werden, beispielsweise mittels selektiver Sedimentation bzw. Fällung oder auf Basis elektrochemischer oder sorptiver, insbesondere adsorptiver Verfahren. Insbesondere können aus den so isolierten Chloriden auch die Metalle als solche gewonnen werden (z. B. durch Reduktion). Auf diese Weise werden insbesondere die Metalle Kupfer, Zink, Co- balt und Blei abgetrennt, während die Edelmetalle (Gold und Silber) aufgrund ihrer Unlöslichkeit im festen Rückstand verbleiben.
Eine für das verbleibende Produktgemisch durchgeführte Analyse ergibt, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung der Gehalt an Eisen sowie der weiteren Metalle in dem verbleibenden Produktgemisch bzw. Rückstand um mehr als 90 % reduziert werden kann. Hieraus resultiert gleichermaßen eine Aufkonzentrierung bzw. Anreicherung der Edelmetallkomponenten, insbesondere von Gold und/oder Silber, in dem verbleibenden Produktgemisch. So kann in Bezug auf das verbleibende, sowohl von Eisenchlorid als auch von den Chloriden der Metalle befreite Produktgemisch ein Gehalt an Gold von etwa 6 g/t und für Silber etwa 30 g/t ermittelt werden (während das Ausgangsmaterial etwa 2 g/t Gold und 10 g/t Silber enthält). Verarbeitung von EisendlD-chlorid (FeCh):
Das zuvor mittels Sublimation abgetrennte Eisenchlorid kann gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Abkühlung zum Erhalt von festem Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) desublimiert werden. Das so erhaltene Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) weist eine sehr hohe Reinheit auf und kann als entsprechendes Handelsprodukt vertrieben werden.
Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das sublimierte Eisen(lll)-chlorid einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen unterzogen werden. Hierzu wird Eisen(lll)-chlorid (FeCIs) bei Temperaturen von 600 °C mit einem Reduktionsmittel in Form von Wasserstoff in der Gasphase zur Reaktion gebracht. Es resultiert metallisches Eisen sowie Chlorwasserstoff. Der resultierende Chlorwasserstoff wird zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels, wie in Ziffer 6.) beschrieben, abgetrennt bzw. abgezogen.
Das bei der Reduktion erhaltene Eisen wird mittels Röntgenfluoreszenzver- fahren weiterführend analysiert. Das in zuvor beschriebener Weise erhaltene metallische Eisen weist eine Reinheit von mindestens 99,9 % auf. Gemäß dieser erfindungsgemäßen Variante wird somit hochreines metallisches Eisen als entsprechendes Handelsprodukt bereitgestellt.
Rezyklierung des Chlorierungsmittels:
Das bei der Chlorierung von Eisenoxid bzw. der Oxide der weiteren Metalle (vgl. Ausführungen in Ziffer 3.)) resultierende und abgezogene gasförmige Ammoniak wird mit dem aus der Reduktion von Eisen(lll)-chlorid (vgl. Ausführungen in Ziffer 5.)) resultierenden und abgezogenen Chlorwasserstoff zusammengeführt und in der Gasphase zur Reaktion gebracht, so dass auf diese Weise rezykliertes Ammoniumchlorid (NH4CI) erhalten wird, welches dem Chlorierungsprozess gemäß Ziffer 3.) erneut zugeführt werden kann.
Rückgewinnung der Edelmetalle:
Was das verbleibende und von Eisenchlorid sowie den Chloriden der weiteren Metalle befreite und in fester bzw. unlöslicher Form vorliegende Produktgemisch anbelangt, so wird dieses einer weiterführenden Aufreinigung insbesondere zum Erhalt der Edelmetalle unterzogen. So kann dem verbleibenden Produktgemisch, welches gegebenenfalls erneut aufgeschlämmt bzw. disper- giert wird, mit Cyanidlauge versetzt werden, wodurch die in dem Produktgemisch enthaltenen Edelmetalle durch eine Komplexbildungsreaktion in eine wasserlösliche Form überführt werden. Das verbleibende Produktgemisch wird von dieser Lösung mittels Filtration abgetrennt. Die Edelmetallkomponenten in Form von Gold und/oder Silber können aus der Lösung mit- tels Ausfällverfahren, beispielsweise unter Einsatz von Zinkstaub oder dergleichen, gewonnen werden, so dass aufgereinigtes bzw. isoliertes Gold bzw. Silber erhalten wird. Dabei beträgt die Ausbeute an Gold, bezogen auf das Ausgangsmaterial, mindestens 90 %.
8. Rückgewinnung von Silicium und Calciumsulfat:
Das verbleibende Produktgemisch umfasst Siliciumdioxid, welches einer Reduktion zum Erhalt von Silicium unterzogen werden kann, sowie Calciumsulfat, welches gleichermaßen gewonnen werden kann.
Auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens können, extrapoliert auf 100.000 t Rohmaterial in Form von Kiesabbrand, neben den Edelmetallen Gold und Silber auch etwa 50.000 t metallisches Eisen sowie etwa 30.000 t einer Mischung auf Basis von Siliciumdioxid und Calciumcarbonat gewonnen werden. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, Handelsprodukte sowohl in Form von metallischem Eisen als auch in Form von Eisen(lll)-chlorid bereitzustellen. Zudem können Produkte auf Basis der Chloride der weiteren Metalle, wie zuvor angeführt, bzw. die Metalle als solche (insbesondere durch Reduktion) bereitgestellt werden. Insbesondere zeichnen sich die erhaltenen Substanzen durch eine hohe Stoffreinheit aus. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglich somit eine umfängliche und zudem selektive Aufarbeitung von Kiesabbrand. Nicht zuletzt aufgrund der Rezyklierung des erfindungsgemäß eingesetzten Chlorierungsmittels weist das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Gesamtwirtschaftlichkeit sowie verbesserte Umwelteigenschaften auf.
Bezugszeichenliste:
A Rückgewinnungs-Anlage
I Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung
2 Oxidations- und/oder Röstvorrichtung
3 Chlorierungsvorrichtung
4 Abtrennvorrichtung
5 Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung
6 Zerkleinerungseinrichtung
7 Trocknungseinrichtung
8 Zuführeinrichtung der Chlorierungsvorrichtung
9 Abführ- und/oder Ausschleusungsseinrichtung der Chlorierungsvorrichtung
10 Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung
I I Zuführeinrichtung der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung
12 weitere Zuführeinrichtung der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung
13 Abführ- und/oder Ausschleusungseinrichtung der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung
14 Desublimationsvorrichtung
15 Reduktionsvorrichtung
16 Zuführeinrichtung der Reduktionsvorrichtung
17 weitere Zuführeinrichtung der Reduktionsvorrichtung
18 Abzugs- und/oder Ausführeinrichtung der Reduktionsvorrichtung
19 Zuführeinrichtung der Desublimationsvorrichtung
20 Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung
21 Zugabe- und/oder Zuführvorrichtung
22 Zugabeeinrichtung der Zugabe- und/oder Zuführvorrichtung
23 Extraktionsvorrichtung
24 gemeinsame Vorrichtung
25 Einrichtung zur Eisenchlorid-Abfuhr der Abtrennvorrichtung
26 Einrichtung zur Aufnahme eine Löse- und/oder Suspensionsmittels der Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung
27 Abzugseinrichtung der Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung
28 Einrichtung zur Aufnahme eines Ausfällmittels der Extraktionsvorrichtung

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
(a) Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, wobei das Ausgangsmaterial
(i) Eisen, vorzugsweise als Hauptbestandteil, und
(ii) mindestens ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie
(iii) mindestens ein weiteres Metall, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und Chrom,
enthält;
(b) Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidative Röstung, des in Verfahrensschritt (a) bereitgestellten Ausgangsmaterials, vorzugsweise unter Verwendung mindestens eines Oxidationsmit- tels, insbesondere Sauerstoff, unter Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle;
(c) Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle, unter Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere eines rezyklierbaren Chlorierungsmittels, umfassend die Chlorierung von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle unter Erhalt von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, und Chloriden der weiteren Metalle;
(d) selektive Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch und gegebenenfalls nachfolgende Abtrennung von Chloriden der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid befreiten Produktgemisch, wobei die selektive Abtrennung und/oder Isolierung von Ei- senchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, mittels Sublimation des Eisenchlorids, insbesondere Eisen(lll)-chlorids, erfolgt und das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)- chlorid, als solches mittels nachfolgender Desublimation gewonnen wird oder das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen unterzogen wird;
wobei die vorgenannten Verfahrensschritte (a) bis (d) in der vorangehend angeführten Reihenfolge durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung unter Verwendung von Ammoniumchlorid als Chlorierungsmittel durchgeführt wird und/oder wobei in Verfahrensschritt (c) Ammoniumchlorid (NH4CI) als Chlorierungsmittel eingesetzt wird, insbesondere wobei das Ammoniumchlorid (NH4CI) als insbesondere partikulärer Feststoff und/oder als Reinsubstanz eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Verfahrensschritt (c) bei der Chlorierung insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3) und gegebenenfalls insbesondere gasförmiges Wasser, vorzugsweise insbesondere gasförmiges Ammoniak (NH3), resultiert bzw. resultieren, insbesondere wobei Ammoniak (NH3) als bei der Chlorierung aus dem Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), hervorgehendes Umsetzungsprodukt resultiert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in Verfahrensschritt (c) eingesetzte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), durch Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der Oxidationsprodukte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), und nachfolgende Reaktion der Umsetzungsprodukte, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), mit einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), rezykliert wird und/oder wobei die Rezyklierung des Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in einer Reaktions- bzw. Kondensationsvorrichtung durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukte, insbesondere Ammoniak (NH3), und die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), in der Gasphase zur Reaktion gebracht werden, insbesondere zum Erhalt von Ammoniumchlorid (NH4CI), vorzugsweise als insbesondere partikulärer Feststoff und/oder als Reinsubstanz.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erhaltene und/oder rezyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in Verfahrensschritt (c) erneut eingesetzt wird und/oder wobei das erhaltene und/oder rezyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), den zu chlorierenden Oxidationsprodukten in Verfahrensschritt (c) erneut zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch die in Verfahrensschritt (d) gegebenenfalls durchgeführte Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere unter Einsatz eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas, erhalten wird und/oder wobei die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch Reduktion von Eisenchlorid erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die Reduktion des abgetrennten und insbesondere sublimierten Eisenchlorids, insbesondere Eisen(lll)-chlorids, unter Verwendung mindestens eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) bei der Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, Chlorwasserstoff (HCl) resultiert, insbesondere wobei der Chlorwasserstoff (HCl) zur Rezyklierung des Chlorierungsmittels, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), in Verfahrensschritt (c) eingesetzt wird und/oder insbesondere wobei das in Verfahrensschritt (c) bei der Chlorierung resultierende insbesondere gasförmige Ammoniak (NH3) einerseits und der in Verfahrensschritt (d) resultierende Chlorwasserstoff (HCl) andererseits zusammengeführt und/oder in Kontakt gebracht werden und zur Reaktion zum Erhalt des rezyklierten Chlorierungsmittels, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), gebracht werden, bevorzugt in einer Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in Verfahrensschritt (d) erhaltene metallische Eisen eine Reinheit von mindestens 90 Gew.-%, insbesondere mindestens 95 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 98 Gew.-%, bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 99,5 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,99 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das erhaltene metallische Eisen, aufweist.
Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
(a) Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrückstands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, wobei das Ausgangsmaterial
(i) Eisen, vorzugsweise als Hauptbestandteil, und
(ii) mindestens ein Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, sowie
(iii) mindestens ein weiteres Metall, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Kupfer, Zink, Blei, Cobalt, Titan, Mangan, Vanadium und Chrom,
enthält;
(b) Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxidative Röstung, des in Verfahrensschritt (a) bereitgestellten Ausgangsmaterials, vorzugsweise unter Verwendung mindestens eines Oxidationsmit- tels, insbesondere Sauerstoff, unter Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle; Chlorierung der in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidationsprodukte, insbesondere von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle, unter Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere eines rezyklierbaren Chlorierungsmittels, umfassend die Chlorierung von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle unter Erhalt von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, und Chloriden der weiteren Metalle, wobei die Chlorierung unter Verwendung von Ammoniumchlorid als Chlorierungsmittel durchgeführt wird,
wobei das Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), durch Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der Oxidationsprodukte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), und nachfolgende Reaktion der Umsetzungsprodukte, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), mit einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), rezykliert wird, insbesondere wobei die vorzugsweise anorganische Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), durch die in Verfahrensschritt (d) gegebenenfalls durchgeführte Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere unter Einsatz eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Wasserstoff oder Erdgas, erhalten wird, und wobei das erhaltene und/oder rezyklierte Chlorierungsmittel, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), in Verfahrensschritt (c) erneut eingesetzt wird;
selektive Abtrennung von Eisenchlorid aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch und gegebenenfalls nachfolgende Abtrennung von Chloriden der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid befreiten Produktgemisch, wobei die selektive Abtrennung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, mittels Sublimation des Eisenchlorids, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, erfolgt und das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid, als solches mittels nachfolgender Desublimation gewonnen oder das auf diese Weise selektiv abgetrennte Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)- chlorid, einer Reduktion zum Erhalt von metallischem Eisen unterzogen wird;
wobei die vorgenannten Verfahrensschritte (a) bis (d) in der vorangehend angeführten Reihenfolge durchgeführt werden. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial Eisen in Form mindestens eines Eisenoxids enthält, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisenoxid in Form von Ei- sen(ll)-oxid (FeO), Eisen(lll)-oxid (Fe203) und/oder Eisen(ll, II l)-oxid (Fe30 ) enthält, und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Eisen in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 75 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial das Edelmetall in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 0,5 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 0,75 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 50 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Gold in Form von metallischem Gold enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Gold in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 15 g/t, insbesondere im Bereich von 0,2 g/t bis 10 g/t, vorzugsweise im Bereich von 0,5 g/t bis 8 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 5 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Silber in Form von metallischem Silber und/oder in Form von Silberoxid, insbesondere Silber(l)-oxid, enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Silber in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 2 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 3 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 5 g/t bis 50 g/t, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial das weitere Metall in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 2 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Kupfer in Form von Kupferoxid, insbesondere Kupfer(l)-oxid und/oder Kupfer(ll)-oxid, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Kupfer in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Zink in Form von Zinkoxid, insbesondere Zink(ll)-oxid, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Zink in Mengen im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Blei in Form von Bleioxid, insbesondere Blei(ll)- oxid, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Blei in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,15 Gew. -% bis 1 ,5 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Cobalt in Form von Cobaltoxid, insbesondere Cobalt(ll)-oxid, enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Cobalt in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Titan in Form von Titanoxid enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Titan in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Mangan in Form von Manganoxid enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Mangan in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.- % bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Vanadium in Form von Vanadiumoxid enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Vanadium in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Chrom in Form von Chromoxid enthält und/oder wobei das Ausgangsmaterial Chrom in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.- % bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial mindestens ein Halbmetall enthält, insbesondere wobei das Halbmetall ausgewählt wird aus der Gruppe von Silicium, Arsen, Selen, Antimon, Tellur und deren Kombinationen, insbesondere Silicium, und/oder insbesondere wobei das Ausgangsmaterial das Halbmetall in Mengen im Bereich von 1 Gew.-% bis 40 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 3 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 4 Gew.-% bis 15 Gew.-%, berechnet als Elemente und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält, und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Silicium, insbesondere in Form von Siliciumoxid, bevorzugt Siliciumdioxid (Si02), enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Silicium in Mengen im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Arsen enthält, insbesondere in Mengen von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,3 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere mindestens ein Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, enthält, insbesondere wobei das Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, in Form mindestens eines Salzes, insbesondere Sulfats, vorliegt und/oder insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Calciumsulfat enthält und/oder
insbesondere wobei das Ausgangsmaterial das Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 2 Gew.-% bis 8 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Ausgangsmaterial mindestens ein Nichtmetall, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor, insbesondere Schwefel, vorzugsweise in Form der jeweiligen Salze, enthält und/oder
wobei das Ausgangsmaterial Schwefel, insbesondere in Form von schwefelhaltigen Salzen, vorzugsweise Sulfiden, bevorzugt Eisendisulfid, und/oder besonders bevorzugt Sulfaten, enthält, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Schwefel in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, ins- besondere im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im
Bereich von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 Gew.-% bis 6 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, enthält. 18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ausgangsmaterial die folgenden Inhaltsstoffe, jeweils berechnet als Element und jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, umfasst:
- Eisen, insbesondere in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 75 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 65 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%;
- Gold, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,1 g/t bis 15 g/t, insbe- sondere im Bereich von 0,2 g/t bis 10 g/t, vorzugsweise im Bereich von
0,5 g/t bis 8 g/t, bevorzugt im Bereich von 1 g/t bis 5 g/t;
- Silber, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 300 g/t, insbesondere im Bereich von 2 g/t bis 200 g/t, vorzugsweise im Bereich von 3 g/t bis 100 g/t, bevorzugt im Bereich von 5 g/t bis 50 g/t;
- Kupfer, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 3 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%; Zink, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,02 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,075 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 2 Gew.-%;
Blei, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis 4 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,15 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-%;
Cobalt, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Titan, insbesondere in Form von Titanoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.- % bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-
%;
Mangan, insbesondere in Form von Manganoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Vanadium, insbesondere in Form von Vanadiumoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%;
Chrom, insbesondere in Form von Chromoxid, beispielsweise in Mengen im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 2 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,005 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,0075 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%; - Silicium, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 1 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%;
- Arsen, insbesondere in Mengen von höchstens 1 Gew.-%, insbesondere höchstens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,3 Gew.-%;
- Calcium, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%; und/oder
- Schwefel, insbesondere in Mengen im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 15 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 Gew.-% bis 6 Gew.-%.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ausgangsmaterial die folgenden Inhaltsstoffe, jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Ausgangsmaterials, umfasst:
- Eisen(ll, lll)-oxid (Fe304), insbesondere in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 30 Gew.-% bis 60 Gew.-%;
- Eisen(lll)-oxid (Fe203), insbesondere in Mengen im Bereich von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 15 Gew.-% bis 30 Gew.-%;
- Siliciumdioxid, insbesondere in Mengen im Bereich von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%; und/oder
- Calciumsulfat, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 2 Gew.-% bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (a) und/oder vor Durchführung von Verfahrensschritt (b) eine Zerkleinerung und/oder Homogenisierung des Ausgangsmaterial durchgeführt wird, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial auf mittlere Teilchengrößen, insbesondere eine mittlere Teilchengröße D50, im Bereich von 0,1 μιη bis 10 cm, insbesondere 1 μιη bis 5 cm, vorzugsweise 100 μιη bis 1 cm, bevorzugt 500 μιη bis 0,5 cm, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (a) und/oder vor Durchführung von Verfahrensschritt (b) eine Trocknung des Ausgangsmaterials durchgeführt wird, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial auf Temperaturen im Bereich von 50 °C bis 180 °C, insbesondere 80 °C bis 160 °C, vorzugsweise 100 °C bis 140 °C, erwärmt wird und/oder insbesondere wobei das Ausgangsmaterial auf eine Restfeuchte von höchstens 5 Gew.-%, insbesondere höchstens 3 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 2 Gew.-%, bevorzugt höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf das getrocknete Ausgangsmaterial, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (b) die Oxidationsbehandlung als Festphasenreaktion durchgeführt wird und/oder wobei die Oxidationsbehandlung unter Erwärmung des Ausgangsmaterials durchgeführt wird und/oder wobei die Oxidationsbehandlung bei Temperaturen im Bereich von 500 °C bis 1.000 °C, insbesondere im Bereich von 600 °C bis 900 °C, vorzugsweise im Bereich von 650 °C bis 950 °C, durchgeführt wird und/oder wobei die Oxidationsbehandlung unter Verwendung und/oder in Gegenwart eines vorzugsweise gasförmigen Oxida- tionsmittels, insbesondere Luft und/oder Sauerstoff, durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oxidationsbehandlung in einer Oxidations- und/oder Röstvorrichtung durchgeführt wird, insbesondere wobei die Oxidations- und/oder Röstvorrichtung ausgewählt wird aus der Gruppe von Drehrohröfen, Trommelöfen, Wirbelschichtöfen und F I u g stro m rea kto ren .
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) Eisen zumindest im Wesentlichen vollständig in die dreiwertige und/oder trivalente Form, insbesondere in Eisen(lll), vorzugsweise in Eisen(lll)-oxid, überführt wird und/oder wobei bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) Eisen(lll) erhalten wird und/oder wobei bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) Eisen(ll, 111 )-oxid und/oder Eisen(ll)-oxid in Eisen(lll)-oxid überführt werden.
25. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch Eisen(lll)-oxid in Mengen im Bereich von 10 Gew.-% bis 95 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 40 Gew.-% bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Produktgemischs, enthält.
26. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch das weitere Metall in Form des Metalloxids, vorzugsweise in Form von Kupfer(ll)- oxid, Zink(ll)-oxid, Blei(ll)-oxid und Cobalt(ll)-oxid, enthält und/oder wobei das bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch Silberoxid enthält. 27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung als Festphasenreaktion durchgeführt wird und/oder wobei in Verfahrensschritt (c) die in Verfahrensschritt (b) erhaltenen Oxidati- onsprodukte und/oder das bei der Oxidationsbehandlung in Verfahrensschritt (b) erhaltene Produktgemisch auf Temperaturen im Bereich von 100 °C bis 320 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 302 °C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 300 °C, gebracht wird und/oder wobei in Verfahrensschritt (c) die Chlorierung bei Temperaturen im Bereich von 100 °C bis 320 °C, insbesondere im Bereich von 150 °C bis 302 °C, vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 300 °C, durchgeführt wird.
28. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Chlorierung in einer Chlorierungsvorrichtung durchgeführt wird, insbesondere wobei die Chlorierungsvorrichtung ausgewählt wird aus der Gruppe von Drehrohröfen und Trommelöfen.
29. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (c) Eisenoxid, insbesondere Eisen(lll)-oxid, zu Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), umgesetzt wird.
30. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (c) Kupferoxid, vorzugsweise Kupfer(ll)-oxid, zu Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuC ), umgesetzt wird und/oder
wobei in Verfahrensschritt (c) Zinkoxid, vorzugsweise Zink(ll)-oxid, zu Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)-chlorid (ZnC ), umgesetzt wird; und/oder wobei in Verfahrensschritt (c) Bleioxid, vorzugsweise Blei(ll)-oxid, zu Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)-chlorid (PbC ), umgesetzt wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (c) Cobaltoxid, insbesondere Cobalt(ll)-oxid, zu Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (C0CI2), umgesetzt wird.
31. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (c) Silberoxid, vorzugsweise Silber(l)-oxid, zu Silberchlorid, insbesondere Silber(l)-chlorid (AgCI), umgesetzt wird. 32. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die Sublimation von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), aus dem in Verfahrensschritt (c) erhaltenen Produktgemisch bei Temperaturen im Bereich von 200 °C bis 400 °C, insbesondere im Bereich von 250 °C bis 375 °C, vorzugsweise im Bereich von 275 °C bis 350 °C, be- vorzugt im Bereich von 300 °C bis 325 °C, erfolgt.
33. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Verfahrensschritt (d), insbesondere die Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), in einer Abtrennvorrichtung, ins- besondere Sublimationsvorrichtung, vorzugsweise in einem Drehrohrofen,
Wirbelschichtofen und/oder Trommelofen, durchgeführt wird.
34. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Verfahrensschritt (c) und Verfahrensschritt (d), insbesondere die Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), insbesondere kontinuierlich in einer gemeinsamen Vorrichtung, insbesondere einem Drehrohrofen, erfolgt, insbesondere wobei die gemeinsame Vorrichtung, insbesondere der Drehrohrofen, einen ersten Abschnitt zur Durchführung von Verfahrensschritt (c) und einen zweiten Abschnitt zur Durchführung von Verfahrensschritt (d), insbesondere zur Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), aufweist.
35. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrens- schritt (d) die Desublimation zum Erhalt von festem und/oder aufgereinigtem
Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeC^), führt.
36. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), in der Gasphase erfolgt, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 400 °C bis 800 °C, insbesondere im Bereich von 450 °C bis 750 °C, vorzugsweise im Bereich von 500 °C bis 700 °C, bevorzugt im Bereich von 550 °C bis 650 °C. 37. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), in einer Reduktionsvorrichtung durchgeführt wird.
38. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in Verfah- rensschritt (d) erhaltene, von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid
(FeCIs), befreite Produktgemisch einen Eisengehalt von weniger als 10 Gew.-%, insbesondere weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 3 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Trockengewicht des Produktgemischs, aufweist.
39. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung von Chloriden der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)- chlorid (FeCIs), befreiten Produktgemisch erfolgt.
40. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung von Chloriden der weiteren Metalle eine Abtrennung und/oder Isolierung von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuC ), und/oder von Zinkchlorid, insbeson- dere Zink(ll)-chlorid (ZnC ), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)- chlorid (PbC ), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), umfasst. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung der Chloride der weiteren Metalle aus dem von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreiten Produktgemisch in einer Aufschlämm- und/oder Dispergier- vorrichtung, insbesondere in einem Rührkessel und/oder Rührreaktor, und/oder einer Gegenstromvorrichtung, vorzugsweise mit jeweils mindestens einer Abzugseinrichtung, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Verfahrensschritt (d) die nachfolgende Abtrennung und/oder Isolierung der Chloride der weiteren Metalle derart erfolgt, dass das von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreite Produktgemisch in einer flüssigen Phase und/oder in einem flüssigen Medium, insbesondere Wasser, aufgenommen, insbesondere aufgeschlämmt und/oder dispergiert, wird.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei die löslichen Bestandteile des insbesondere von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), befreiten Pro- duktgemischs, insbesondere die Chloride der weiteren Metalle, insbesondere Kupferchlorid, vorzugsweise Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder Zinkchlorid, vorzugsweise Zink(ll)-chlorid (ZnCI2), und/oder Bleichlorid, vorzugsweise Blei(ll)-chlorid (PbCI2), und/oder Cobaltchlorid, vorzugsweise Cobalt(ll)- chlorid (CoCI2), insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in Lösung gebracht werden und/oder suspendiert werden, vorzugsweise in Lösung gebracht, und/oder in Lösung gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 43, wobei die erhaltene Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung, von dem verbleibenden Produktgemisch abgetrennt wird, insbesondere wobei eine weitere Aufarbeitung der erhaltenen Lösung und/oder Suspension zur insbesondere selektiven Abtrennung und/oder Isolierung der Chloride der weiteren Metalle, insbesondere Kupferchlorid, vorzugsweise Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder Zinkchlorid, vorzugsweise Zink(ll)-chlorid (ZnCI2), und/oder Bleichlorid, vorzugsweise Blei(ll)-chlorid (PbCI2), und/oder Cobaltchlorid, vorzugsweise Cobalt(ll)- chlorid (CoCI2), und/oder zum Erhalt der metallischen Form des jeweiligen Metalls erfolgt.
45. Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, wobei die selektive Abtrennung und/oder Isolierung der Chloride der weiteren Metalle und/oder der metallischen Form des jeweiligen Metalls auf Basis elektrochemischer, sorptiver, insbesondere adsorptiver Verfahren und/oder mittels insbesondere selektiver Fällung oder dergleichen erfolgt.
46. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in Verfahrensschritt (d) erhaltene Produktgemisch, insbesondere das von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCIs), und von den Chloriden der weiteren Metalle befreite Produktgemisch, jeweils berechnet als Element und jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Produktgemischs, umfasst:
- Gold, insbesondere in Mengen im Bereich von 1 g/t bis 50 g/t, vorzugsweise im Bereich von 1 g/t bis 40 g/t, bevorzugt im Bereich von 2 g/t bis 20 g/t, besonders bevorzugt im Bereich von 3 g/t bis 15 g/t;
- Silber, insbesondere in Mengen im Bereich von 2 g/t bis 600 g/t, vorzugsweise im Bereich von 5 g/t bis 500 g/t, bevorzugt im Bereich von 10 g/t bis 400 g/t, besonders bevorzugt im Bereich von 15 g/t bis 200 g/t.
47. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Anschluss an Verfahrensschritt (d) ein Verfahrensschritt (e) durchgeführt wird, wobei in Verfahrensschritt (e) eine Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, aus dem in Verfahrensschritt (d) erhaltenen und/oder dem von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), und von den
Chloriden der weiteren Metalle befreiten Produktgemisch erfolgt.
48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei in Verfahrensschritt (e) die Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, aus dem in einer flüssigen Phase und/oder in einem flüssigen Medium, insbesondere Wasser, aufgenommenen, insbesondere aufgeschlämmten und/oder dispergierten Produktgemisch erfolgt und/oder wobei die Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, in mindestens einer Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung durchgeführt wird.
49. Verfahren Anspruch 47 oder 48, wobei in Verfahrensschritt (e) das Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in Lösung und/oder Suspension, insbesondere in Lösung, gebracht wird, insbesondere unter Einsatz und/oder Inkontaktbringen mit mindestens einer Komplexierungskomponente zur Überführung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, in eine Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung, insbesondere wobei die Komplexierungskomponente ausgewählt ist aus der Gruppe von Cyanidlauge, lod/Brom-Lösung und Thiosulfatlösung.
Verfahren nach Anspruch 49, wobei die erhaltene Lösung und/oder Suspension des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, von dem verbleibenden Produktgemisch insbesondere mittels Filtration abgetrennt wird und das Edelmetall, insbesondere Gold und/oder Silber, aus der Lösung und/oder Suspension gewonnen wird, insbesondere mittels Ausfällverfahren oder sorp- tiver, insbesondere adsorptiver Verfahren.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in Verfahrensschritt (d) und/oder in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch Silicium, insbesondere in Form eines Siliciumoxids, bevorzugt Siliciumdioxid, enthält und/oder wobei das in Verfahrensschritt (d) und/oder in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch mindestens ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere mindestens ein Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, enthält, insbesondere wobei das Alkali- und/oder Erdalkalimetall, insbesondere das Erdalkalimetall, vorzugsweise Calcium, in Form mindestens eines Salzes, insbesondere Sulfats, vorliegt und/oder insbesondere wobei das in Verfahrensschritt (d) und/oder in Verfahrensschritt (e) erhaltene Produktgemisch Calciumsulfat enthält.
Rückgewinnungs-Anlage (A), insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere Rückgewinnungs-Anlage (A) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 51 , wobei die Rückgewinnungs- Anlage (A) umfasst:
(a) mindestens eine Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung (1 ), insbesondere zur Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrück- stands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kies- abbrands, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisen, mindestens ein Edelmetall sowie mindestens ein weiteres Metall enthält;
(b) mindestens eine Oxidations- und/oder Röstvorrichtung (2), insbesonde- re zur Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxi- dativen Röstung, des bereitgestellten Ausgangsmaterials, insbesondere zum Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle als Oxidati- onsprodukte in dem resultierenden Produktgemisch;
(c) mindestens eine Chlorierungsvorrichtung (3), insbesondere zur Chlorierung der Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, in dem Produktgemisch und/oder zur Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere rezyklierbaren Chlorierungsmittels, vorzugsweise zur Chlorierung von Eisenoxid und gegebenenfalls Oxiden der weiteren Me- talle, insbesondere zum Erhalt von Eisenchlorid, vorzugsweise Ei- sen(lll)-chlorid, und gegebenenfalls von Chloriden der weiteren Metalle in dem Produktgemisch;
(d) mindestens eine Abtrennvorrichtung (4), insbesondere zur selektiven Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, vorzugsweise Ei- sen(lll)-chlorid, aus dem Produktgemisch, wobei die Abtrennvorrichtung (4) als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A), insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung (4), mindestens eine Desublimationsvorrichtung (14), insbesondere zur Aufnahme und Desublimation von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid und/oder zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, aufweist, insbesondere wobei die Desublimationsvorrich- tung (14) mit der Abtrennvorrichtung (4) verbunden ist, oder
wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A), insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung (4), mindestens eine Reduktionsvorrichtung (15), insbesondere zur Redukti- on von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere
Eisen(lll)-chlorid (FeCI3), und zum Erhalt von metallischem Eisen und/oder zum Erhalt mindestens einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mit der Abtrennvorrichtung (4) verbunden ist; wobei die vorgenannten Vorrichtungen (1 , 2, 3, 4) in der angegebenen Reihenfolge in Prozessrichtung stromabwärts zueinander angeordnet sind und wobei die vorgenannten Vorrichtungen (14, 15) wie zuvor definiert angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 52, wobei die Chlorierungsvorrichtung (3) ausgewählt ist aus der Gruppe von Drehrohröfen und Trommelöfen.
Anlage nach Anspruch 52 oder 53, wobei die Chlorierungsvorrichtung (3) mindestens eine Zuführeinrichtung (8) zur Zufuhr eines Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), und/oder mindestens eine Abführ- und/oder Ausschleusungsseinrichtung (9), insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung von bei der Chlorierung der Oxidationsprodukte aus dem Chlorierungsmittel resultierenden Umsetzungsprodukten, insbesondere von vorzugsweise gasförmigem Ammoniak (NH3), aufweist.
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 54, wobei die Anlage (A) mindestens eine Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) aufweist, insbesondere zum Zusammenführen und/oder Inkontaktbringen und zur Reaktion von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) einerseits und mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits zum Erhalt von rezykliertem Chlorierungsmittel, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), insbesondere wobei die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) mit der Chlorierungsvorrichtung (3) verbunden ist und/oder insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung 15 mit der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung 10 verbunden ist.
Anlage nach Anspruch 55, wobei die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) mindestens eine Zuführeinrichtung (1 1 ) zur Zufuhr und/oder Aufnahme von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) und/oder mindestens eine weitere Zuführeinrichtung (12) zur Zufuhr und/oder Aufnahme mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), und/oder mindestens eine Abführ- und/oder Ausschleusungseinrichtung (13), insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung des rezyklierten Chlorierungsmittels, insbesondere Ammoniumchlorid (NH4CI), aufweist, insbesondere wobei die Zuführeinrichtung (1 1 ) mit der Abführ- und/oder Ausschleusungsseinrichtung (9) der Chlorierungs- Vorrichtung (3) verbunden ist und/oder insbesondere wobei die Abführ- und/oder Ausschleusungseinrichtung (13) mit der Zuführeinrichtung (8) der Chlorierungsvorrichtung (3) verbunden ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 56, wobei die Desublimationsvor- richtung (14) mindestens eine Zuführeinrichtung (19) aufweist, insbesondere zur Aufnahme von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid (FeCI3), vorzugsweise aus der Abtrennvorrichtung (4).
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 57, wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mindestens eine Zuführeinrichtung (16) aufweist, insbesondere zur Aufnahme von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid (FeCIs), vorzugsweise aus der Abtrennvorrichtung (4).
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 58, wobei die Reduktionsvorrichtung (15) zudem mindestens eine weitere Zuführeinrichtung (17) zur Zufuhr und/oder Aufnahme eines Reduktionsmittels, insbesondere Wasserstoff oder Erdgas, aufweist und/oder wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mit der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) verbunden ist und/oder wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mindestens eine Abzugs- und/oder Ausführeinrichtung (18), insbesondere zur Rückgewinnung und/oder Abtrennung mindestens einer bei der Reduktion von Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid, entstehenden anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesondere wobei die Abzugseinrichtung (18) mit der Zuführeinrichtung (12) der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) verbunden ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 59, wobei die Bereitstellungsund/oder Aufbereitungsvorrichtung (1 ) mindestens eine Zerkleinerungseinrichtung (6), insbesondere zur Zerkleinerung und/oder Homogenisierung des Ausgangsmaterials, und/oder mindestens eine Trocknungseinrichtung (7), insbesondere zur Trocknung des Ausgangsmaterials, umfasst, insbesondere wobei die Trocknungseinrichtung (7) in Prozessrichtung stromabwärts zu der Zerkleinerungseinrichtung (6) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, wobei die Oxidations- und/oder Röstvorrichtung (2) ausgewählt ist aus der Gruppe von Drehrohröfen, Trommelöfen, Wirbelschichtöfen und Flugstromreaktoren und/oder wobei die Oxi- dations- und/oder Röstvorrichtung (2) mindestens eine Einrichtung zur Zufuhr mindestens eines Oxidationsmittels, insbesondere Luft und/oder Sauerstoff, aufweist. 62. Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 61 , wobei die Abtrennvorrichtung (4) ein Drehrohrofen, Wirbelschichtofen und/oder Trommelofen ist.
63. Anlage nach einem Ansprüche 52 bis 62, wobei die Chlorierungsvorrichtung (3) und die Abtrennvorrichtung (4) in eine gemeinsame Vorrichtung (24) zusammengeführt sind.
64. Anlage nach Anspruch 63, wobei die gemeinsame Vorrichtung (24) in Form eines gemeinsamen Drehrohrofens, insbesondere mit mindestens zwei, vorzugsweise zwei Temperaturabschnitten ausgebildet ist.
65. Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 64, wobei die Anlage (A) zudem mindestens eine Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung (20) aufweist, insbesondere zur nachfolgenden Abtrennung und/oder Isolierung von Chloriden der weiteren Metalle, insbesondere von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder von Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)- chlorid (ZnCI2), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)-chlorid (PbCI2), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), aus dem von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeC ), befreiten Produktgemisch.
66. Anlage nach Anspruch 65, wobei die Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung (20) in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrennvorrichtung (4) und/oder in Prozessrichtung stromaufwärts zu der Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung (5) angeordnet ist.
67. Anlage nach Anspruch 65 oder 66, wobei die Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung (20) ein Rührkessel und/oder ein Rührreaktor, vorzugsweise mit mindestens einer Abzugseinrichtung, und/oder eine Gegenstromvorrich- tung ist.
68. Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 67, wobei die Anlage (A) zudem mindestens eine Zugabe- und/oder Zuführvorrichtung (21 ), vorzugsweise mit einer Zugabeeinrichtung (22), aufweist, insbesondere zur Zugabe mindestens einer Komplexierungskomponente zur Überführung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, in eine Lösung und/oder Suspension, vorzugsweise Lösung, insbesondere wobei die Komplexierungskomponente ausgewählt ist aus der Gruppe von Cyanidlauge, lod/Brom-Lösung und Thio- sulfatlösung, und/oder wobei die Anlage (A) mindestens eine Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung (5) aufweist, insbesondere zur Abtrennung des Edelmetalls, insbesondere von Gold und/oder Silber, aus dem von Eisenchlorid und gegebenenfalls Chloriden der weiteren Metalle befreiten Produktgemisch.
Anlage nach Anspruch 68, wobei die Zugabe- und/oder Zuführvorrichtung (21 ) in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrennvorrichtung (4), insbesondere in Prozessrichtung stromabwärts zu der Aufschlämm- und/oder Dispergiervorrichtung (20), und/oder in Prozessrichtung stromaufwärts zu der Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung (5) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 52 bis 69, wobei die Anlage (A) zudem mindestens eine Extraktionsvorrichtung (23), insbesondere zur Abtrennung und/oder Gewinnung des Edelmetalls, insbesondere Gold und/oder Silber, aus der Lösung und/oder Suspension, aufweist, insbesondere wobei die Extraktionsvorrichtung (23) eine Ausfällvorrichtung und/oder Sorptionsvorrichtung, insbesondere Adsorptionsvorrichtung, ist.
Anlage nach Anspruch 70, wobei die Extraktionsvorrichtung (23) in Prozessrichtung stromabwärts zu der Abtrenn- und/oder Filtervorrichtung (5) angeordnet ist.
Rückgewinnungs-Anlage (A), vorzugsweise nach einem der Ansprüche 52 bis 71 , insbesondere zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrück- ständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, besonders bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere Rückgewinnungs-Anlage (A) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 51 , wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A) umfasst:
(a) mindestens eine Bereitstellungs- und/oder Aufbereitungsvorrichtung (1 ), insbesondere zur Bereitstellung, insbesondere Aufbereitung, eines Ausgangsmaterials in Form mindestens eines Erzes und/oder Erzrück- Stands, insbesondere mindestens eines Pyritrückstands, vorzugsweise mindestens eines bei der Schwefelsäureherstellung anfallenden Kiesabbrands, insbesondere wobei das Ausgangsmaterial Eisen, mindestens ein Edelmetall sowie mindestens ein weiteres Metall enthält;
mindestens eine Oxidations- und/oder Röstvorrichtung (2), insbesondere zur Oxidationsbehandlung, insbesondere Calcinierung und/oder oxi- dativen Röstung, des bereitgestellten Ausgangsmaterials, insbesondere zum Erhalt von Eisenoxid und Oxiden der weiteren Metalle als Oxidati- onsprodukte in dem resultierenden Produktgemisch;
mindestens eine Chlorierungsvorrichtung (3), insbesondere zur Chlorierung der Oxidationsprodukte, insbesondere Oxide, in dem Produktgemisch und/oder zur Verwendung mindestens eines Chlorierungsmittels, insbesondere rezyklierbaren Chlorierungsmittels, vorzugsweise zur Chlorierung von Eisen und gegebenenfalls der weiteren Metalle, insbesondere zum Erhalt von Eisenchlorid, vorzugsweise Eisen(lll)-chlorid, und gegebenenfalls von Chloriden der weiteren Metalle in dem Produktgemisch,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A) mindestens eine Reaktionsund/oder Kondensationsvorrichtung (10) aufweist, insbesondere zum Zusammenführen und/oder Inkontaktbringen und zur Reaktion von insbesondere gasförmigem Ammoniak (NH3) einerseits und mindestens einer vorzugsweise anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), andererseits zum Erhalt von rezykliertem Chlorierungsmittel, vorzugsweise Ammoniumchlorid (NH4CI), insbesondere wobei die Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) mit der Chlorierungsvorrichtung (3) verbunden ist;
mindestens eine Abtrennvorrichtung (4), insbesondere zur selektiven Abtrennung und/oder Isolierung von Eisenchlorid, vorzugsweise Ei- sen(lll)-chlorid, aus dem Produktgemisch, wobei die Abtrennvorrichtung (4) als Sublimationsvorrichtung ausgebildet ist,
wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A), insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung (4), mindestens eine Desublimationsvorrichtung (14), insbesondere zur Aufnahme und Desublimation von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid und/oder zum Erhalt von insbesondere festem und/oder aufgereinigtem Eisenchlorid, aufweist, insbesondere wobei die Desublimationsvorrich- tung (14) mit der Abtrennvorrichtung (4) verbunden ist, oder
wobei die Rückgewinnungs-Anlage (A), insbesondere nachgeschaltet und/oder in Prozessrichtung stromabwärts zur Abtrennvorrichtung (4), mindestens eine Reduktionsvorrichtung (15), insbesondere zur Reduktion von insbesondere sublimiertem Eisenchlorid, insbesondere Ei- sen(lll)-chlorid (FeCI3), und zum Erhalt von metallischem Eisen und/oder zum Erhalt mindestens einer anorganischen Chlorverbindung, insbesondere Chlorwasserstoff (HCl), aufweist, insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mit der Abtrennvorrichtung (4) verbunden ist und/oder insbesondere wobei die Reduktionsvorrichtung (15) mit der Reaktions- und/oder Kondensationsvorrichtung (10) verbunden ist;
(e) gegebenenfalls mindestens eine Aufschlämm- und/oder Dispergiervor- richtung (20), insbesondere zur nachfolgenden Abtrennung und/oder Isolierung von Chloriden der weiteren Metalle, insbesondere von Kupferchlorid, insbesondere Kupfer(ll)-chlorid (CuCI2), und/oder von Zinkchlorid, insbesondere Zink(ll)-chlorid (ZnCI2), und/oder von Bleichlorid, insbesondere Blei(ll)-chlorid (PbCI2), und/oder von Cobaltchlorid, insbesondere Cobalt(ll)-chlorid (CoCI2), aus dem von Eisenchlorid, insbesondere Eisen(lll)-chlorid (FeC ), befreiten Produktgemisch;
wobei die vorgenannten Vorrichtungen (1 , 2, 3, 4, 20) in der angegebenen Reihenfolge in Prozessrichtung stromabwärts zueinander angeordnet sind und wobei die vorgenannten Vorrichtungen (10, 14, 15) wie zuvor definiert angeordnet sind.
Verwendung einer Rückgewinnungs-Anlage, insbesondere wie in den Ansprüchen 52 bis 72 definiert, in einem Verfahren zur (Rück-)Gewinnung von metallischem Eisen und/oder Eisenverbindungen, insbesondere Eisenchlorid, aus Erzen und/oder Erzrückständen, vorzugsweise aus Pyritrückständen, bevorzugt aus bei der Schwefelsäureherstellung anfallendem Kiesabbrand, insbesondere wie in einem der Ansprüche 1 bis 51 definiert.
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