DE1281683B

DE1281683B - Verfahren zur Gewinnung von Nickel und weiteren Nichteisenmetallen aus reichem eisenhaltigem Nickelstein

Info

Publication number: DE1281683B
Application number: DES97925A
Authority: DE
Inventors: David John Ivor Evans; Wasyl Kunda; Vladimir Nikolaus Mackiw
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Current assignee: Viridian Inc Canada
Priority date: 1964-07-08
Filing date: 1965-07-01
Publication date: 1968-10-31
Also published as: GB1067007A; NO115066B; FI44960C; FI44960B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C22b

Deutsche Kl.: 40 a-23/04

Nummer: 1281683

Aktenzeichen: P 12 81 683.0-24 (S 97925)

Anmeldetag: 1. Juli 1965

Auslegetag: 31. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von reichem eisenhaltigem Nickelstein, der ferner wenigstens ein Edelmetall sowie Arsen und/ oder Antimon enthält.

Nickelstein wird bei der Verarbeitung von sulfidisehen Nickelerzen enthalten und kann aus den verschiedensten Bestandteilen zusammengesetzt sein. Durch das erfindüngsgemäße Verfahren werden vorzugsweise solche Nickelsteine verwendet, die einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Nickel, etwa zwisehen 60 und 75°/o, aufweisen sowie Eisen, geringere Mengen Kobalt und Kupfer, einige Edelmetalle und auch verunreinigende, wenn auch verhältnismäßig geringe Mengen von Arsen und/oder Antimon enthalten.

Zur Gewinnung von Nickel sowie anderer Metalle aus Nickelstein sind bereits mehrere Verfahren bekannt. Hierher gehören die pyrometallurgischen Verfahren, wie Schmelzen mit verschiedenen Zuschlagen, um den Nickelstein so weit zu reinigen, daß er ao schließlich der Elektrolyse unterworfen werden kann. Hydrometallurgische Verfahren umfassen im wesentlichen das Laugen in basischem oder saurem Medium, Reinigen der Lösung und Gewinnung der Metalle. Diese hydrometallurgischen Verfahren weisen gegenüber den älteren Verfahren erhebliche Vorteile auf. Sie sind verhältnismäßig vielseitig und gestatten die Behandlung von reichhaltigen Nickelsteinen, die unter anderem auch wertvolle Metalle enthalten, die einzeln abgetrennt werden können. Reicher Nickelstein kann unter oxydierenden Bedingungen in basischem oder saurem Medium gelaugt werden, um die wertvollen Metalle löslich zu machen und die Verunreinigungen als unlöslichen Rückstand zu belassen. Die basische Laugung ist für verhältnismäßig einfachen Nickelstein im allgemeinen zweckmäßig und zufriedenstellend. Wenn jedoch höherwertiger Nickelstein, der beispielsweise zu gewinnende Edelmetalle und/oder verhältnismäßig viel Kobalt enthält, verarbeitet werden soll, muß eine saure Laugung durchgeführt werden.

Bei einem bekannten Verfahren zur Gewinnung von Nickel aus feinverteiltem eisenfreiem Kupfer-Nickelstein wird in zwei Stufen gearbeitet. Jede der beiden Aufschlußstufen wird mit einem Überschuß an Schwefelsäure ausgeführt, wobei die erste Stufe bei normalem Druck und Temperaturen bis zum Siedepunkt erfolgt, während bei der zweiten Stufe in einem geschlossenen Rührgefäß gearbeitet und die Temperatur dabei so hoch gesteigert wird, bis sich Drücke zwischen 1 und 10 atü, vorzugsweise jedoch ein Druck von etwa 5 atü, ergeben. Ausgangsprodukt für Verfahren zur Gewinnung von Nickel und
weiteren Nichteisenmetallen aus reichem
eisenhaltigem Nickelstein

Anmelder:

Sherritt Gordon Mines Limited, Toronto, Ontario (Kanada)

Vertreter:

Dipl.-Chem. I. Schulze

und Dipl.-Ing. E. Gutscher, Patentanwälte,

6900 Heidelberg, Gaisbergstr. 3

Als Erfinder benannt:

Vladimir Nikolaus Mackiw,

Wasyl Kunda, Fort Sasketchewan» Alberta;

David John Ivor Evans, Edmonton, Alberta

(Kanada)

Beanspruchte Priorität:

Kanada vom 8. Juli 1964 (906 694)

dieses Verfahren ist ein eisenfrei verblasener zerkleinerter Kupfer-Nickelstein, da dieses Verfahren zufriedenstellend nur für dieses Material geeignet ist. Es wurde gefunden, daß bei Behandlung eisenhaltiger Konzentrationssteine mit Schwefelsäure das Eisen zusammen mit dem Nickel vollständig in Lösung geht und aus der Nickelsulfatlösung wieder entfernt werden muß. Ein solches Vorgehen ist aber umständlich und mit Schwierigkeiten verbunden, weil sich dabei nickelhaltige Schlämme ergeben, die besonders aufgearbeitet werden müssen.

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3 4

Ein weiteres schwerwiegendes Problem tritt beim Menge, die zur Bindung der vorhandenen Nichteisen-Aufschluß eines reichen eisenhaltigen Nickelsteines metalle als Sulfate erforderlich ist. Ein weiteres auf, der sehr geringe Mengen, bis hinunter zu 0,1% Merkmal ist die Kontrolle des pH-Wertes, denn die Arsen und/oder Antimon, enthält. Diese Metalle wer- erste Stufe wird bei einem pH-Wert im Bereich von den im Laugenbad leicht gelöst und verunreinigen 5 3,5 bis 5,5 beendet. Die zweite Laugung erfolgt bei dadurch das als Endprodukt gewonnene Nickel, so einem pH-Wert von 1,5 bis 2,5 und wird so lange daß es unter Umständen gar nicht brauchbar ist. Be- fortgesetzt, bis praktisch das gesamte Nickel und sonders ernst wird das Problem dann, wenn Nickel begleitende Nichteisenmetalle aus dem Rückstand aus der Laugenlösung durch Wasserstoffreduktion bei extrahiert werden. Die Laugelösungen beider Lauerhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gewon- 10 gungsvorgänge können vereinigt und daraus das Kupnen wird, denn das Arsen fällt hierbei unter den fer und Eisen entfernt werden. Hierbei werden auch gleichen Bedingungen aus wie das Nickel. Da aber alle geringsten Arsenmengen entfernt, die während für handelsübliches Nickelpulver ein Arsengehalt von der Laugungen gelöst wurden. Die gereinigte Laugeweniger als 0,005% und Spezialpulver von weniger lösung kann durch bekannte Wasserstoffreduktion als 0,001% verlangt wird, muß natürlich die verwen- 15 weiterbehandelt werden, um daraus Nickel und Kodete Laugenlösung sehr arsenarm sein. bait als im wesentlichen reine Metallpulver zu geAufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Ge- winnen.

winnung von Nickel und weiteren Nichteisenmetallen Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die

zu schaffen, das die Verwertung eines reichen eisen- in der Laugelösung extrahierte und gelöste Arsenhaltigen Nickelsteines gestattet, der ferner wenigstens 20 menge sehr weit verringert wird, wenn die Säureein Edelmetall sowie Arsen und/oder Antimon ent- laugung in zwei Stufen ausgeführt wird. Die Ergebhält, bei dem eine zufriedenstellende selektive Lau- nisse sind hierbei wesentlich andere als bei dem Eingung und Abtrennung der Einzelbestandteile mög- stufenverfahren. Dies ist um so erstaunlicher, da die lieh ist und die Wirkung des Aufschlusses dadurch er- zweite Laugung unter Bedingungen durchgeführt höht wird, daß keine Arsen- und/oder Antimonver- 25 wird, die bei einer Einstufenlaugung wesentliche unreinigungen auftreten. Mengen Arsen extrahieren würden. Ferner ist der

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren Arsengehalt des in der zweiten Stufe gelaugten Rückzur Gewinnung von Nickel und weiteren Nichteisen- Standes wegen der konzentrierenden Wirkung der metallen aus reichem eisenhaltigem Nickelstein, der ersten Laugung wesentlich höher als derjenige des ferner wenigstens eiß Edelmetall, wie Palladium, Pia- 30 Nickelsteines.

tin, Silber oder Gold, sowie Arsen und/oder Antimon Es ist bekannt, daß bei einer direkten einfachen

enthält, durch Aufschluß mit verdünnter Schwefel- ' oxydierenden Laugung eine übermäßige Arsenmenge säure in zwei Stufen, bei dem der Stein in feinverteil- gelöst wird, die nur durch zeitraubende und kostter Form unter oxydierenden Bedingungen bei einer spielige und dadurch unwirtschaftliche Verfahrens-Temperatur oberhalb 120° C und erhöhtem Druck in 35 schritte auf ein annehmbares Maß gebracht werden einer wäßrigen Schwefelsäurelösung gelaugt und die kann. Durch das erfindungsgemäße Zweistufenverfah-Edelmetalle im Laügenrückstand konzentriert wer- ren dagegen wird durch die Laugelösung nur eine den, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein verhältnismäßig geringe Menge Arsen extrahiert und Schlamm aus feinverteiltem Stein in wäßriger Schwe- gelöst, die schnell und zufriedenstellend aus der Löfelsäurelösung gebildet wird, wobei der Gehalt an 40 sung entfernt werden kann. Ganz allgemein wurde Gesamtschwefel des Schlammes so bemessen wird, festgestellt, daß bei dem Zweistufenverfahren weniger daß er gleich der oder etwas größer ist als die zur als ein Fünftel der Menge Arsen gelöst werden als im Bildung der Nichteisenmetallsulfate erforderlichen Einstufenverfahren, auch wenn bei beiden Vorgängen Menge, dieser Schlamm einer ersten Laugung bei die gleichen Bedingungen eingehalten werden. Gleicheinem Sauerstoffteildruck oberhalb von 0,35 Atm 45 zeitig ist die Wirkung der Laugung im Zweistufenunterworfen und diese erste Laugung bei einem verfahren um 30% größer als beim üblichen einpH-Wert des Schlammes zwischen 3,5 und 5,5 be- fachen Arbeitsvorgang.

endet wird, die Laugelösung der ersten Laugung von Die Erfindung wird an Hand der schematischen

ungelöstem Rückstand abgetrennt, der Rückstand der Darstellung in der Zeichnung näher beschrieben, ersten Laugung einer zweiten Laugung bei einem 50 Nach der ersten Laugung werden die Feststoffe Sauerstoffteildruck oberhalb von 0,35 Atm so lange von der Flüssigkeit getrennt. Dann folgt die zweite unterworfen wird, bis praktisch das gesamte Nickel Laugung, in der der Rückstand der ersten Laugung und die weiteren Nichteisenmetalle des Steines extra- behandelt wird. Nach dieser zweiten Laugung wird hiert sind, die Laugenlösung der zweiten Laugung wieder in eine feste und eine flüssige Phase getrennt vom ungelösten Rückstand abgetrennt und zusammen 55 und anschließend das Kupfer und dann das Eisen mit dem Filtrat aus der ersten Laugung zwecks Ent- und restliches Arsen abgetrennt. Schließlich wird die fernung von Kupfer und Eisen behandelt und dann Lösung eingestellt und das Nickel gewonnen, aus der gereinigten Laugelösung praktisch reines Nik- Die Gewinnung von Kupfer und Nickel ist im

kel und Kobalt gewonnen werden. einzelnen bekannt und ist kein Merkmal der Erfin-

Bei dem erfindungsgemäß oxydierenden Zwei- 60 dung. Die Arbeitsgänge werden nur zum Verständnis Stufenaufschluß wird in jeder Stufe bei einer Tem- des gesamten Verfahrens zum Aufschluß eines reiperatur von über 120° C und einem Sauerstoffteil- chen Nickelsteines beschrieben, druck von über 0,35 atü, vorzugsweise über 0,7 atü, Einfachheitshalber werden die Verfahrensschritte

gearbeitet. Ein Säureüberschuß ist nicht erforderlich, nur im Zusammenhang mit dem verunreinigenden da die Menge der verwendeten Schwefelsäure so be- 65 Arsen erläutert. Selbstverständlich entspricht das messen ist, daß der Gesamtschwefelgehalt des Verhalten des Arsens demjenigen des Antimons, so Schlammes der ersten Aufschlußstufe entweder gleich daß die Vorgänge auch für das letztgenannte Metall oder nur etwas höher ist als die stöchiometrische gelten.

5 6

Der Nickelstein wird zuerst in üblicher Weise ge- Kobalt sowie eine geringe Menge Arsen, im allgemeimahlen, wobei mindestens etwa 80% der Teilchen nen weniger als 0,05 g/l, enthält, kann mit der Laugeweniger als 325 Tyler-Siebfeinheit aufweisen. Das ge- lösung der zweiten Stufe vereinigt werden und dann mahlene Gut wird mit Wasser und Schwefelsäure zur Gewinnung von Kupfer und Entfernung von verrührt und eine Aufschlämmung von einer Dichte 5 Eisen aufbereitet werden. Falls die gelöste Kupfervon etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent Feststoffen her- menge nicht so groß ist, daß sie das Nickel-Eridprogestellt. Die optimale Dichte der Aufschlämmung ist dukt verunreinigt, kann — wie aus den gestrichelten von der in der Laugenlösung gewünschten Nickel- Linien ersichtlich ist — die Kupfergewinnung übermenge sowie von den Arbeitsbedingungen, wie gangen werden.

Größe und Form des Reaktionskessels sowie der an- 10 Die zweite oxydierende saure Laugung wird unter gewandten Rührtechnik, abhängig. den gleichen allgemeinen Temperatur- und Druck-Die zugegebene Schwefelsäuremenge muß ausrei- bedingungen durchgeführt wie die erste Laugung. Der chen, um den Gesamtschwefelgehalt der Aufschläm- Rückstand wird mit Wasser bis zu einer Dichte von mung zur Umwandlung der Nichteisenmetalle in SuI- 20 bis 40% Feststoffen auf geschlämmt. Falls erforfate zu erhalten. Vorzugsweise wird etwas mehr züge- 15 derlich, wird erwärmt, um die Oxydation in Gang geben. Selbstverständlich hängt die zuzusetzende zu setzen. Die Reaktion wird bei einer Temperatur Schwefelsäuremenge von dem im Nickelstein bereits von 121 bis 176° C und unter einem Sauerstoffteilvorhandenen Schwefel ab. Die erfindungsgemäß ver- druck von über 0,35 Atm fortgesetzt, um das gesamte wendeten Nickelsteine weisen im allgemeinen einen Nickel und die begleitenden Nichteisenmetalle aus Schwefelmangel auf, so daß die fehlende Menge 20 der ersten Laugung zu extrahieren. Der pH-Wert in durch Schwefelsäurezugabe ersetzt wird. Das molare dieser Stufe hängt vom molaren Verhältnis des Ge-Verhältnis von Gesamtschwefelgehalt zu Nichteisen- samtschwefels zu Nichteisenmetallen im ersten Laumetallen beträgt mindestens 1,0 :1,20, vorzugsweise gungsrückstand ab, das vorzugsweise 1,05 :1,20 be-1,05 :1,20. trägt. Wenn dieses Molverhältnis durch Zugabe von Die erste Laugung wird bei einer Temperatur von 35 Schwefelsäure vor der ersten Laugung richtig einge-121 bis 176° C, vorzugsweise 135 bis 15O⁰C, durch- stellt ist und die erste Laugung zum entsprechenden geführt. Die oxydierenden Bedingungen werden Zeitpunkt beendet wird, hat der in die zweite Laudurch Zufuhr von Sauerstoff oder einem freien Sauer- gung geführte Rückstand ein Verhältnis von Schwefel stoff enthaltenden Gas, wie Luft, geschaffen, wobei zu Metall im gewünschten Bereich von 1,05 :1,20. ausreichender Druck angewandt wird, um einen 30 Es ist daher im allgemeinen nicht erforderlich, bei Sauerstofiüberdruck von 0,34 Atm, vorzugsweise der zweiten Laugung weitere Säure zuzusetzen. Sollte 1,36 bis 6,8 Atm, zu erhalten. Es können auch höhere jedoch aus irgendeinem Grund dieses Verhältnis Temperaturen und höhere Drücke verwendet wer- unter 1,0 gesunken sein, kann zur Einstellung auch in den. Die damit verbundenen höheren Kosten werden der zweiten Stufe Säure zugegeben werden,
jedoch im allgemeinen durch die erhöhte Extraktion 35 Bei der zweiten Laugung wird im wesentlichen das nicht hereinkommen. Die Reaktion ist exotherm, und gesamte Nickel, Kobalt und Kupfer innerhalb von wenn sie einmal in Gang gesetzt ist, ist normalerweise etwa 3 Stunden aus dem ersten Laugungsrückstand eine Wärmezufuhr von außen nur zu Beginn der extrahiert und in der Laugelösung gelöst. Eine geReaktion erforderlich. ringe Menge Arsen, im allgemeinen weniger als Ein wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal ist 40 0,1 g/l, wird auch in dieser Stufe extrahiert und gedie Kontrolle des pH-Wertes bei der ersten Laugung, löst. Die Hauptmenge des Arsens sowie die Edelwobei darauf gesehen wird, daß die hierbei anfallende metalle bleiben aber im Rückstand. Die hierbei extra-Aufschlämmung einen pH-Wert von 3,5 bis 5,5, vor- hierte Arsenmenge ist nur ein kleiner Bruchteil von zugsweise 4,5 bis 5,0, aufweist. Dieser hängt von der der Menge, die bei den für eine wirtschaftliche Nik-Laugungszeit ab, da die Oxydation in der ersten Stufe 45 kel-, Kobalt- und Kupfergewinnung erforderlichen, bewirkt, daß sich die freie Schwefelsäure zuerst mit Bedingungen in einer Einstufenlaugung gelöst wird,
dem metallischen Nickel verbindet. Dadurch sinkt Die Laugelösung der zweiten Laugung wird nach der Gehalt an freier Säure, und der pH-Wert steigt. dem Abtrennen des Rückstandes entweder allein oder Bei fortschreitender Oxydation werden die Sulfide im zusammen mit der Laugelösung der ersten Stufe der Nickelstein oxydiert. Durch die Oxydation der Eisen- 50 Reinigung unterworfen.

sulfide und der Hydrolyse von Ferrisulfat zu basi- Bei der erfindungsgemäßen Laugung werden die schem Ferrisulfat steigt der Gehalt an freier Säure Edelmetalle im Rückstand konzentriert. Daher kann wieder an, und der pH-Wert sinkt entsprechend. dieser Rückstand, der außer den Edelmetallen noch Auf diese Weise ist es ganz einfach, den pH-Wert die Hauptmenge Arsen und Eisen sowie geringe Restim gewünschten Bereich zu kontrollieren und zu hai- 55 mengen von Nickel und begleitenden Nichteisenmeten. Wesentlich ist, daß die erste Laugung beendet tallen enthält, unmittelbar zur Gewinnung der Edelwird, bevor die Oxydation so weit fortgeschritten ist, metalle, beispielsweise durch Cyanidierung,. verwendaß durch freie Säure der pH-Wert unter die Min- det werden.

destgrenze von 3,5 sinkt. Zu diesem Zeitpunkt wer- Aus der schematischen Darstellung des Gesamtverden im wesentlichen 70 bis 75 Gewichtsprozent des 60 fahrens ist ersichtlich, daß die kombinierte erste und Nickelgehaltes des Nickelsteines ausgelaugt sein, und zweite Laugelösung zunächst zur Kupfergewinnung die Masse des Kupfers sowie des Arsens bleibt im behandelt wird. Hierbei wird das Kupfer als ein SuI-Rückstand. fidkonzentrat erhalten, das weniger, als 1% Nickel Nach Beendigung der ersten Laugung wird der enthält, während die anfallende Lösung weniger als Rückstand, der alle Edelmetalle und die Haupt- 65 0,005 g/l Kupfer enthält. Das Kupfer kann durch menge an Kupfer und Arsen enthält, von der Lösung Ausfällung mit Schwefelwasserstoff entfernt werden, in üblicher Weise abgetrennt und der zweiten Lau- wobei vorzugsweise Temperaturen von 87 bis 126° C, gung zugeführt. Die Laugelösung, die Nickel und ein pH-Wejt von 1,5 bis 2,0, ein Molverhältnis, von

1 2δ1 683

Sc|iwefeiwässerstorr zu Kupfer von έ,5 : 3,0 und ein 3^5 f^ier7§iebfeinh"Sit gemahlen. 1200 g des Mähl-

gejöster Nickel- plus Kobalfgenalf von weniger als girtes^wurdeii mit 61 Wasser auigesehiämmt, so .daß

X20 g/l verwendet Werden-. ₄ .. . eifie Jöhlärnmäichte von 2ö^s/o des Feststo'ffgeWiGlites

Die vom Kupfer befreite Lösung wird zum Entfer- erHalten wurde. Dann würden 78Ö g Schwefelsäure

pH-Wert yöh 4,0 bis 5,5 eingestellt. Die Losung wird Dids'e Auf schlämmung wurde in einem mit fi.üKrwerK

ausreichend lange bei einer Temperatur von 78 bis ausgestatteten kofrdsiöüsfesjEen ÄütoKläv bei 135;*' G

93°C gerührt und belüftet, umdieHauptiriengejEisen und ünföf eihem $auerstoffjiberdriick von 1,38 Äfi8 als Eisenhyäröx^d z_u fallen. Während dieser Behaiid- io gelaugt, fläch istüfidigerii Laugen wurde der jÄ.|iiö-

lung wird der Arsen|enalt der Lösilng leicht auf ein klav gekühlt und die Läugeiö^üng, die .einen pH-WSrt

Bestimmtes Släß gesenkt, wenn im Ausgaijgspfoduiit von 1,4 äüfwlesj vorn uögelostSii Mucksiänä düjch

wenig, vorzugsweise unter OjI g/l Äfsen vorhängen ist» Pütrieifen äbgeireünt. Öle Läügelosiing Ji$tte einB ^u-

Anäerniäils kann einevollständige ßntfernung dieses sammensetzung von Ii3 g/l Nickel 08 gyl KöÜ5|it

gy .|,

Mets d& ggaß v ir g E 5 0^3g/l itpfer,,i,4g7 Eisen nd Ö,2^g7l Ärseii. Üie

mengefii erfolgen. . Dabei, treten allerdings ßÜter- Exiraktionsäusijeüte afi einem uögewascJienen fuels'¹ schwierigkeiteri und^larige Verweilzeiten auf. fis hängt stancj ergab. ^ö|7 Ve,"Niökelj 77^8^/0 feörJält, i'2,1*/* demnaSh von der Ärsenkonzeiitration der feehandel- Kupfer und 58,6^/O Arsen, ten Lösung, ab; oB eine .wirtschäftliciie SeHkuhg des

Ärsengehalies aui₀ein Maximum vöri etwa Q₅ÖÖ5 g7l äö Beispiel %

oder wemger erzielt werden kann.

.. pas erflndüngsgemä|.e^^Äwei|tufen.yerfahren errnög- Bi^ Äüfsiniämmüng wurde .wie. im Beispiel \, heflicht es, auf ,ömfäche,₍Woise eine Hiclelstein-Läüge- gestellt, äußer d"äß 24Ö0 g Nickelsteiri und .12" ί Wasiösuüg zu erhalten, .-die nur ein, Minimum an Ät^en ser verwendet wurden. Schwefelsäure wufäe zugigeeritSält:, das lelcHi durch ßinsteÜung. des pH-Wertes is Ben und das Molver|iältr}is GeiamtsöRwefel zu. ^ΐδΐιί-und/öder Zugabe Von Eiseii --- falls fiese? nicrit^aus- eisenrnetallen auf 1,13: ί eing6$.teilt. Die Auflöhläinreichend^ vorhanden ist -τ gesenfct werden kaiin. Elsen mung wuräg in feiner nut einem J^ührSr äü|gestäiteieö kann beispielsweise iE I^qrm yög Bisenoxid ziigege- unä koSrosioösbestäriälgen Autoklav tiei Ϊ3§⁶ Ö vM ψη werden, um äasÄrsenzu ßüe±_t Die erföfder- jmter eüdem_i iaüefstbfiuterdruGk'.vSn 1;M.$M so

ÄTsemnenge; ..',,... .... . &ΒΦ ^^eni- Äbtfenneii vorn yhgelöstetl Rüpliständ

Nach. EntfernyHg de| ßisdns ünä: der Arsenreste 1ÖJ g/l Nickel,. 8$ g/l Kofeali, _tO,ÖOS g/l ilüpfer, wird die.Läugefösungrfüf die Öewihnung von Niekel §ffi g/l liien^ Ö,Öp g/l Äfsen, D'er ,ungewascMne

äurch die gekannte Redüktibn init Wasserstoff bei ig Mckstänä, der 47^δ/ο fiickel,· 5,9^ö/o ,Kupfer, %,Pk

erhöhter^ Teinperaturen und. erhÖlitem Druck ein- Eisen und 1,97^o Afseii eritnieltj würde ifi_4,Si wäs-

gestellt. Öabei.vwfd die Laugelösung mit Wasser und/ ser gelaugt} nachdem dürcn Zugabe voll 78 g |ciiwe-

oder zurückgeführter Endlösung aus der vorhergehen- felsäufe em Molverhältms von Si/NI + ÖQ 4- Cu auf

den Redulfltionsstufe yferdünnti um den Mckelgehält ^13 eingestellt worden war. Diese zweite Öxydätions-

aüf 4S bis SS gTl zu bringen. 40 laugung priolgte unter' defi gleichen Temperatur- und

XJm das molare Vefhaltnis von Ammoniak zu Säuerstpftbedingungen wie in der efsteri Stufe, iiäöh

Nickel auf 1^9 : 2,5 bzw. den Ammonsulfatgehalt auf 1 Stünde betrug der pH-Wert äef Endäüfs6Mäni-

35Ög/l einzuöteiien, wird Afnmoniäjs: und Äminon- mung 1,3. Die klare Laugelösüng Matte eine Zu-

sulfat zugegeben. Während dieser Losungseinstellung sammensetzung .von ,.7|,ög/l Nickel^ 0,7 g/1 Köfeäitj

kann auch restliches, während der vorhergehenden 45 Qß g/l Kupfer, 0,4 g/i Είέβη und Ö,l<5glt ÄrsSn. Die

Stufe nickt entferntes Eisen ausgefällt werden. Dies (giesamtaüsbeute belief sich auf 99-,6⁰Zo MbMI, 98,2'^ö/o

erfolgt durch Einleiten von Luft,, tim das Bisen voll- Cobalt, 13,IVo Kupfer und §,S^!Vo Arsen,

ständig zu oxydieren und zu fallen. Im allgemeinen Die Ergebnisse äef Beispiele 1 und 2 zeigfen'i daß

wird bei dieser Behandlung "der Eisengehalt schnell bei der kweistufenlaugung ethebÜcK -weniger Ar|eh

unter 0,005 g/l gesenkt. ...... , . 5o extrahiert wixd als im Bmsiüfenveiiahren. j&wufleri

,Die klare Losung wird dann 'durch die bekannte aus dem Nielieistein.im Beispiel 2 8_S5 ⁸Zo Arsen exträ-

Wasserstpffreäuktion behandelt, um im wesentlichen hlert, während im Beispiel Ϊ 58,8 °/g Arsen entzogen

reines Nickel in Pulverform zu fällen. Irgendwelche wurden. Bs.ist auch ersichtlich, .das beim Zweistufen-

Kobalftfiengen in der Reduktioiis-Bndlösung können YerfahreÄ M'Minuten erförderpcK wären, |im.über

durch übliche Yerfaiirensschritte gewonnen werden. 55 98 «/0 Nickel und Kobalt aus 24ÖÖg Nickelstein zu

Die Erfindung wird an Hand der. folgenden Bei- entziehen, waErend bä einer Stufe, in 60 Minuten

spiele näher beschrieben. Bei den Versuchen wurde nur 90,-7⁵Zq^ Nickel und 77,S'⁰Vo Kobalt aus .l2ÖÖ§

ih Nikli d d dh Sh fii üd fü Bi

p n 9,Zq^ 7,V u .§

reicher Nickelstein verwendet, der durch Schmelzen Stein extrafiiert Wurden. Es.würde für jede Binneit von NickelsulSdkdnzentrat erhalten wurde. Der Nik- der Reaktionsmässe beün Zweistufeiiverfähfen dä§

prozent Schwefel Und 0,5 öewichtspfozent Arsen. __ft. . , .

■ BSi§i>igl 3

Beispiel i ^5 JÖie Abtrennung von Äfsen durch Zugäbe von

Eisen ni ^ofm von .BisenÖxid würde äri ■*'"''*" Eine Probe des genannten reichen. Nickelsteines lösungen der folge wurde in einer Kugelmühle bis zu 83 ^b/o unier *■«'-■

	9	Ni	Co	Cu	Fe	10	S	As	pH-Wert
Laugelösung Nr.	104 116	0,76 0,86	0,022 2,8	0,055 0,33	57,4 64,0	0,071 0,24	2,9 1,9
1 (Zweistufenlaugung) 2 (Einstufenlaugung)

Zu 11 Lösung wurde eine unterschiedliche Menge von Laugerückständen aus einem NiS-Konzentrierungsverfahren zugegeben, die 47,6% Eisen als Eisenoxid enthielten. Jede so erhaltene Lösung wurde bei 65⁰C gerührt, und zwar über Zeitspannen, die von 15 bis 180 Minuten reichten. Nach Beendigung des Versuches wurde die Lösung filtriert und auf Arsen geprüft. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt und zeigen, daß der Arsengehalt innerhalb einer sehr kurzen Zeit da unterhalb eines zulässigen Maximums gesenkt werden kann, wo der Anfangsgehalt desselben niedrig ist. Dies ist bei der Lösung aus dem Zweistufenverfahren der Fall. Die an Arsen verhältnismäßig reiche Lösung aus dem Einstufenverfahren wird auch nach 2 Stunden Verweilzeit und Zugabe von 15 g/l Rückstände nicht auf die gekennzeichnete Höhe gesenkt.

Abtrennung von Arsen aus der Nickel-Laugelösung durch Behandlung mit Eisenoxid

Bedingungen: 82° C

Untersuchte Proben

Menge der zugegebenen
Rückstände (60 Minuten
Verweilzeit):

lg/1

2g/l

5 g/l

10 g/l

15 g/l

Verweilzeit (10 g/l Rückstand):

15 Minuten

30 Minuten

60 Minuten

120 Minuten

Hauptlösung

0,071 g/l As
(Nr. 1)

0,029

0,030

0,009

0,0055

0,0024

0,0083
0,0052
0,0042
0,046

0,24 g/l As
(Nr. 2)

0,24
0,29
0,24
0,17
0,12

0,20
0,19
0,17
0,16

30

35

40

45-

Beispiel 4

Proben der Lösung 1 und 2 aus Beispiel 3 wurden mit Ammoniak behandelt, um den pH-Wert auf 4,5 bis 5,0 anzuheben. Die eingestellten Lösungen wurden gerührt und Luft hindurchgeleitet, um das Arsen auszufällen. Nach 2 Stunden enthielt die Lösung Nr. 1 nur 0,0057 g/l Arsen, und nach 24 Stunden hatte die Lösung Nr. 2 immer noch 0,20 g/l Arsen. Wenn der pH-Wert der Lösung Nr. 1 auf 5,5 erhöht wurde, um mehr Arsen zu fällen, fielen reichliche Mengen von basischem Nickelsulfat aus, die nur mit großen Schwierigkeiten filtriert werden konnten.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zahlreiche Vorteile auf. Es ermöglicht insbesondere den Arsengehalt des behandelten Nickelsteins im Rückstand anzureichern, so daß keine kostspieligen und zeitraubenden Verfahren zum Entfernen dieses Metalls benötigt werden. Die Wirksamkeit der Laugung ist ferner wesentlich erhöht, und es können Edelmetalle in Form eines Konzentrates im Rückstand gewonnen werden. Außerdem ist bei dieser Zweistufenlaugung die Laugelösung der ersten Stufe (drei Viertel des gesamten Laugelösungsvolumen) im wesentlichen kupfer- und eisenfrei und kann daher unmittelbar zur Nickelgewinnung mit weiterer Reinigung verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Nickel und weiteren Nichteisenmetallen aus reichem eisenhaltigem Nickelstein, der ferner wenigstens ein Edelmetall, wie Palladium, Platin, Silber oder Gold, sowie Arsen und/oder Antimon enthält, durch Aufschluß mit verdünnter Schwefelsäure in zwei Stufen, bei dem der Stein in feinverteilter Form unter oxydierenden Bedingungen bei einer Temperatur oberhalb 120° C und erhöhtem Druck in einer wäßrigen Schwefelsäurelösung gelaugt und die Edelmetalle im Laugerückstand konzentriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlamm aus feinverteiltem Stein in wäßriger Lösung gebildet wird, wobei der Gehalt an Gesamtschwefel des Schlammes so bemessen wird, daß er gleich der oder etwas größer ist als die zur Bildung der Nichteisenmetallsulfate erforderliche Menge, dieser Schlamm einer ersten Laugung bei einem Sauerstoffteildruck oberhalb von 0,35 Atm unterworfen und diese erste Laugung bei einem pH-Wert des Schlammes zwischen 3,5 und 5,5 beendet wird, die Laugelösung der ersten Laugung von ungelöstem Rückstand abgetrennt, der Rückstand der ersten Laugung einer zweiten Laugung bei einem SauerstofTteildruck oberhalb von 0,35 Atm so lange unterworfen wird, bis praktisch das gesamte Nickel und die weiteren Nichteisenmetalle des Steines extrahiert sind, die Laugelösung der zweiten Laugung vom ungelösten Rückstand abgetrennt und zusammen mit dem Filtrat aus der ersten Laugung zwecks Entfernung von Kupfer und Eisen behandelt und dann aus der gereinigten Laugelösung praktisch reines Nickel und Kobalt gewonnen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Laugung bei einer Temperatur von 135 bis 150° C durchgeführt und bei einem pH-Wert von 4,5 bis 5,0 beendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand der zweiten Laugung einem Verfahren zur Gewinnung der Edelmetalle unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung der ersten Laugung direkt der Gewinnung von Nickel und Kobalt, ohne Entfernung von Kupfer und Eisen unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer aus der Laugelösung durch Reaktion der Lösung mit Schwefelwasserstoff und Eisen entfernt und das zurückbleibende Arsen durch Einstellung des pH-Wertes

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der Lösung auf 4,5 bis 5,0 durch Zugabe von Am- .- Menge Arsen, zugegeben und dabei das restliche moniak gefällt wird. Arsen entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß aus der Lösung der zweiten In Betracht gezogene Druckschriften:

Laugung durch Zugabe der lOfachen Menge 5 Auszug deutscher Patentanmeldungen, Bd. 19, Eisen, bezogen auf die in der Lösung enthaltene S. 324.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen