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DE2303388A1 - Verfahren zum biohydrometallurgischen extrahieren von kobalt und nickel aus sulfidischen erzen, konzentraten und synthetischen sulfiden - Google Patents

Verfahren zum biohydrometallurgischen extrahieren von kobalt und nickel aus sulfidischen erzen, konzentraten und synthetischen sulfiden

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Publication number
DE2303388A1
DE2303388A1 DE2303388A DE2303388A DE2303388A1 DE 2303388 A1 DE2303388 A1 DE 2303388A1 DE 2303388 A DE2303388 A DE 2303388A DE 2303388 A DE2303388 A DE 2303388A DE 2303388 A1 DE2303388 A1 DE 2303388A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
leaching
iron
bacteria
extraction
carbon dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2303388A
Other languages
English (en)
Inventor
Arpad Emil Torma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MINERALES MINISTERE DES RICHES
Original Assignee
MINERALES MINISTERE DES RICHES
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Filing date
Publication date
Application filed by MINERALES MINISTERE DES RICHES filed Critical MINERALES MINISTERE DES RICHES
Publication of DE2303388A1 publication Critical patent/DE2303388A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/18—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes with the aid of microorganisms or enzymes, e.g. bacteria or algae
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Centre cig .-secherches i-iinerales, Ministere des äichesses iMaturelle; du Quebec
Ver-fchrep zum biohydrometallurgischen Extrahieren vor Kobait_und Nickel aus sulfidischen £rzen, 'lofizentraten und synthetischen sulfiden.
Die crfindung betrifft ein Verfahren zur.i biohydrometallurcjischen Extrahieren von Kooalt und nickel ous einenr. Muteric-1, welches ausgewählt ist aus der aus hochwertigen sulfidischen Erzen oder Konzentraten und synthetischer, sulfiden bestehenden Gruppe, wobei mit zweistufigem, zyklischem Auslcugen gearbeitet wird.
Es ist durchaus bekennt, sulfidische Erze Und Konzentrate in nichtbiologischer. Äuslaugeverfahren zu behandeln, um Kobult und Nickelt durch Ausfällen zu extrahieren.
Weiterhin ist es seit einigen Jahren bekennt, daß bestimmte Mikroorganismen auslaugend auf Metallsulfide in deren natürlichen Ablagerunyen einwirken, und es wurde eine Anzahl von Verfahren entwickelt, bei denen solche Mikroorganismen Verwendung finden. Derartige Verfahren sind in einer Reihe von Patentschriften beschrieben, wie etwc in der Uo-Po 2.329.964,
CA-PS 780.405, US-Po 3.305.353 und in der CA-PJ 744.701.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes biohydrometallurgisches, chargenzyklisches Ausleseverfahren zum Extrahieren der spezifischen Metallanteile c;us zugehörigen Kobalt und/oder Nickel enthaltenen sulfidischen Erzen und Konzentraten zu schaffen, wobei Mikroorganismen verwendet werden. Das Verfahren soll sich auch zum Extrahieren von Metallen aus den zugehörigen, synthetisch aufbereiteten Sulfiden eignen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der ^rfindur.g dadurch gekennzeichnet, daß das Material zu Feststoffteilchen vermählen wird, daß die Oberfläche der Feststoffteilchen mit einem wässrigen Nährmedium, welches Schwefelsäure und Bakterien enthält, in Berührung gebracht wird, um eine LaugenT suspension zu bilden, wobei die Bakterien in der Lage sind, das Schwefelhalbscheid der Metallsulfide zu oxidieren und hohen Metall- und Wasserstoff-Ionenkonzentrationen in t_ösung zu widerstehen, und daß das Nährmedium während des Auslaugens gerührt und mit Luft belüftet wird, welche ausreichend mit Kohlenstoffdioxid angereichert ist, um Sauerstoff für die Oxidation der Sulfide und Kohlenstoffdioxid als Kohlenstoffgrundlage für das Wachstum der Bckterien zur Verfugung zu stellen.
Vorzugsweise werden als Mikroorganismen Thiobazillus ferrooxidans verwendet»
Das Verfahren nach der Erfindung bietet die vorteilhafte Möglichkeit, mit Suspensionen von hoher Dichte der Aufschlämmung zu arbeiten, bei denen das Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit Werte in der Größenordnung von 1:4 bis 11.3 erreichen kann. Es ergeben sich Metallkonzentrationen in Lösung mit solchen Metallgehalten, wie man sie in Lösungen erzielt, die überllcherweise bei Verfahren zur direkten MetallrUckgewinnung verwendet werden.
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Auch vermindert sich bei dem Verfahren nuch der Erfindung die Verzögeruncszeit, nämlich die unproduktive Zeitspanne, welche dem Beginn einer schnellen bakteriellen Oxidation vorausgeht, ««eiterhin wird derjenige Zeitaufwand reduzieft, der für das biologische Auslaugen von sulfidischen Materialien erforderlich ist. Andererseits erhöht sich die Ausbeute der mikrobiologischen Metallextraktion aus sulfidischen Materialien.
Das erfindungsgemäSe Verfahren stellt einen Fortschritt auf dem Fachgebiet des mikrobiologischen Auslcugens dar und erfordert weder irgendwelche Zusätze von oberflächenaktiven Mitteln, noch irgendv/elche grundlegenden Abänderungen der bereits vorhandenen Auslcugeverfehren, wie sie in weitern Umfange von dem eingangs genannten otande der Technik vorgeschlagen werden.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet man also ein wässriges Laugungsmittel, welches mit einem ,jtamm autotropher Bakterien, wie etwa Thiobazillus ferrooxidans, geimpft worden ist. Die bakterien sind vorher an die kobalt- und nickelhaltigen .Sulfide angepaßt worden. Des Verfahren nc;ch dsr Erfindung Iü3t jedoch auch auf die üxtrahierung anderer Metcllanteile anwenden, da diese Mikroorganismen in der Loge sind, :<.ußer 2-wertigem Eisen, welches in den sulfidischen Materialien enthalten ist, eine Vielzahl von .sulfiden zu oxidieren. Die in Frage kommenden Metalle umfessen Eisc-n, Kupfer, Zink, Kadmiun, Arsen, Holybden, Uran, .Aluminium und seltene Erden. Weitere Möglichkeiten sind unter anderem Thallium, Tellur und
Die bei dem vorliegenden Verfahren verwendeten Bakterien sind chemoautotroph, d. h., sie ziehen ihre Energie aus der Oxidation niedriywertiger, anorganischer Schwefelverbindungen und benutzer. Kohlenstoffdioxid als Liefercnt des Kohlenstoffs. Sie sind aerobe Erdorganismen, die ausnehmend hohen Metall- und Wasserstoff-Ionenkonzentrationen standhalten, beispielsweise
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120 s/l an Zink, 72 g/l -" >»ickel, 30 g/l :.n Kob~.lt und einem saueren Medium mit sine.n ph-Wert von 1,0 - 5,0. Diese Mikroorganismen sind burophil und können rel·. tiv hohe hydrostatische DrUckc aushalten, beispielsweise einer, Druck von 150 atm (2200 lbs per square inch).
Dies deutet darauf hin, ä'jß die Mikroorganismen eine sehr widerstandsfähige Zellwand besitzen, Wenn sie auf feingemahlenen Sulfidkonzentraten gezüchtet v/erden, lassen sich hohe Geschwindigkeiten beim extrahieren von l-istallen er-"zielen, beispielsweise 1200 mg/lh ~n Zink jus einem Zinksulfidkonzentrat mit einer Teilchengröße von bis zu 400ra^esh. Diese Mikroorganismen kommen übereil dort in der u'.tur vor, wo bei Anwesenheit der sulfidischen Mineralien saure Um^ebun^sbedingungen herrschen. Es handelt sich bei den K.ikroorcjcnismon um motile, nicht sporenbildende, gramnegative, stabförmige aerobe Bakterien, die etwa 0,5 Mikron dick und 1,5 - 2,0 Mikron lang sind. Sie können als Einzelkeime oder diploide Keime auftreten.
Das ncch der Erfindung verwendete wässrige Medium enthält geringe Mengen on Nährstoffen, beispielsweise Amrnoniu.v.sulf at und Bikaliurn-Wasserstoffphosphct, weiterhin die sulfidischen Materialien und die Bakterien. Die Laugensuspension sollte mit einer Luft belüftet werden, welche mit Kohlenstoffdioxid bis zu einem Gehalt von 0,2 Vol>» t. ngereichert ist. Auch sollte sie in einem Temperaturbereich zwischen 30 - 40°C, vorzugsweise jedoch bei einer konstanten Temperatur von 35°C, gerührt werden. Die Wirksamkeit der Bakterien erfordert ein saures Medium, vorzugsweise mit einem pH-Wert ""im Bereich von 2,0 - 3,0. Die Bakterien erbringen die beste Leistung, wenn der pH-Y/ort der Laugensuspension konstant auf 2,3 gehalten wird.
Will man synthetische sulfide auslaugen, so arbeitet man vorzugsweise mit einem Katalysator, nämlich mit 3-wertigem Eisen,
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welches zusätzlich zu der direkter, bakteriellen Einwirkung verwendet wird, und zv/cr in Konzentrationen von etwa 0,01-0,05 Mol/l. Es hat sicher herausgestellt, daß die optimale Konzentration cn 3-v/-3rtigem uisen bei β tv/-.· 0,03 ilol/l liert.
V/enn das Material, des zu.ti Extrahieren von Wickel und Kobclt behandelt v/erden soll, hochwertige sulfidhaltige Erze oder Konzentrate umfaßt und wenn letztere Eisen enthalten, so ergibt sich. daS beim Auslaugen £elöstes Eisen entsteht. In diesem Falle rnu£ jedoch darauf c»ecichtot v/erden, dc3 die Menge an gelöstem Eisen unter oinem Maximalwert von 5-6 q/1 gehalten wird. D s überschüssige Eisen k-nn denn dadurch aus der Lcugenlösunr entfernt v/erden, daß man das basische Ferrisulfct filtriert, welches man als Äusfällprodukt erhält, indem mar; don pH-V.'ert durch Arnmoniumhydroxid cuf etv/c 5 steigert.
Des erste Auslc-jgen wird in der Regel so geführt, daßaine Metallextrahies ung von etwa 50 - 60% erbracht v/ird.
f.'cch de:.i ersten Auslaugen können die Feststoffteilchen nochmals gemahl:-n werden, um neue Materialoberfläche der Einwirkung der Bakterien auszusetzen. Letzeres geschieht in der zweiten Stufe des Verfahren».
Bei siner Ausführuns&forni nach der Erfindung wird das wässrige Nährmedium mit Luft belüftet t deren Gehalt an Kohlenstoffdioxid auf einen Wert -zwischen 0,1 - 2.0 Vol'/i erhöht worden ist, und zwar vorzugsweise auf 0,2 Vol/4.
Die Konzentrationswerte der feingemahlenen sulfidischen iMaterialinn in der Laugensuspension können 3Q% Dichte der Aufschlämmung (pulp density) betragen und liegen vorzugsweise bei 15 - 25/4.
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Das Verfahren zum ,^uslau^on von Metallsulfiden nach der Erfindung k;;nn als Verfahren zu/n' Oxidieren von Sulfiden betrachtet werden, welches von Mikroorganismen katalysiert wird. Die Bakterien oxidieren den SuIfidantoil der Sulfide^, ur,-, Sulfate zu bilden, und das 2-werticje Ξι sen, welches Lanier in den natürlich vorkommenden sulfidischen Mineralien vorhanden ist, wird in 3-wertic.es Eisen umgewandelt.
Anschließend daran reagiert das 3-wertige Eisen mit den Sulfiden, um eine weitere Metallauflösüiig herbeizuführen, während es in 2-wertiges Eisen zurückverwandelt wird. Es wird sodann erneut von den Bakterien oxidiert, woraufhin sich der Eisen-Redox-Zyklus v/iederholt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführunjjsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig.1 in Gegenüberstellung das Auslaugen von analytisch reinem, synthetischem Kobalt in Anwesenheit und in Abwesenheit von Thiobazillus ferrooxidans;
Fig. 2 den Einfluß der Konzentration an 3-wertigem Eisen ouf die Extrahierungsgeschwindigkeit von Kobalt und Nickelt aus den anlaytisch reinen, synthetischen Sulfiden, wobei eine Laugensuspension von 2,7/i Dichte der Aufschlämmung und Thxobazillus ferrooxidans verwendet werden,und zwar bei einem pH-Wert von 2,3, einer Temperatur von 33°C und einer Belüftung mit Luft,- die 0,2# Kohlenstoffdioxid enthält.
Fig. 3 den Einfluß des pH-Wertes auf die Ausbeute und die Verzögerungszeit der Kobaltextrahierung aus dem synthetischen Kobaltsulfid bei einer Laugensuspension von 2,7yi Dichte der Aufschlämmung und zwar unter Verwendung von Thibazillus ferrooxidans bei einer Temperatur von 350O;- bei einer Belüftung mit Luft mit einem Gehalt an Kohlenstoffdioxid
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von 0,2ϊί und bei 0,026 Mol/l :m Ferrisulfat als Kctclysator;
• Fig. 4 den Einfluß der Dichte der Aufschlämmung auf die Extraktionsgeschwindigkeit von Kobalt und Nickel aus synthetischen Sulfiden durch Thiobazillus ferrooxidäns bei einem pH-Wert von 2,3, einer Temperatur von 35 C1 einer SeIUftung mit Luft von 0,25· Kohlenstoffdioxidg&halt und bei 0,026 Mol/l an Ferrisulfat als Katalysator;
Fig. 5 den EinfluS der Dichte der Aufschlämmung auf die Extraktionsgeschwindigkeit von Nickel aus pentlandithaltigem sulfidischem Erz und Konzentrct durch Thiobazillus ferrooxidcns bei einem pH-Wert von 2,3, bei einer Temperatur von 35°C und bei einer Belüftung mit Luft, die 0,2';· Kohlenstof fdioxid enthält;
Fig. 6 ein Ablaufschaubild fUr ein zyklisches mikrobiologisches Ausleseverfahren zum Behandeln einer Metallsulfidchartfe.
Die in Fig. 1 dargestellten typischen Kurven für den pH-Wert und die Extraktion wurden mit Lösungen von 5>i Dichte der Aufschlämmung bei einem pH-Wert von 2,3 und einer Temperatur von 35°C ermittelt. Der pH-Wert wurde manuell gesteuert und auf seinen ursprünglichen Wert zurUckgeregelt. Er stabilisierte sich am End· der Verzögerungszeit, als die schnelle Extraktion unter bakterieller Einwirkung begann. Der Unterschied zwischen der geimpften Probe und der sterilen Vergleichsprobe tritt nach Abschluß der Verzögerungsphase ganz klar hervor. Die Geschwindigkeit der Metallextraktion wurde bestimmt aus dem geradlinigen Teil (zwischen den Punkten A und B) der Auslaugekurven, die die Metallkonzentration als Funktion von der Zeit zeigen. Der Punkt C entspricht der endgültigen Metallextraktion.
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Die Bakterieneinwirkung, die sich aus den Figuren 1-5 ergibt, wurde ermittelt mit feingemahlenen sulfidischen Mäteralien, deren Partikelgrb"3e unter 27 Mikron las· Die gewUnschte Menge an sulfidischem Material wurde zusammen,MTiit 70 ml einer Nährlösungr die 3,0 g Ammoniumsulfct, 0,5 ς Magnesiumsulfat und 0,01 Ualziumnitrat pro Liter Wcsser oder pro Liter einer 3-werti£,en Eisenlösung von 0,026 Mol enthielt, in Erlenmeyer-Kolben von 250 ml eingegeben. Sodann wurden diese Kolben mit 5 ml einer Suspension geimpft, welche die aktive und angepaßte Kultur von Thiobazillus ferrooxidans enthielt. Anschließend wurden die Kolben auf einem umlaufenden Schüttelappc;rat bei einer konstanten Temperatur von 35°C gebrütet. Typische Beispiele für Extraktionskurven gehen aus Figur 1 hervor.
Figur 2 zeigt den Vorteil, der sich erzielen ließ durch die Verwendung geringer Mengen an 3-wertigem Eisen beim mikrobiologischen Auslaugen reiner synthetischer Sulfide. Konzentrationen von 3-wertigem Eisen oberhalb von 0,026 Mol/l brachten keine weitere positive Auswirkung auf die Geschwindigkeit der Metallextraktionen mit sich. Die Geschwindigkeiten der Kobalt- und Nickelixtraktionen, die sich bei Abwesenheit von 3-wertigem Eisen ergaben, wurden bei Anwesenheit von 3-wertigem Eisen in einer Konzentration von 0,026 Mol/l verdoppelt.
Wie sich aus Figur 3 ergibt, erzielt man die geringste Verzögerungszeit und die höchste Ausbeute bei der Kobaltextraktion, wenn der pH-Wert bei 2,3 liegt. Die Tatsache, daß dieMikroorganismen in der Lage sind, bei diesen relativ geringen pH-Werten zu Überleben, ist von beträchtlicher wirtschaftlicher Bedeutung) weil sich nämlich eine kostenaufwendige Sterilisierung des Mediums vor dem Impfen erübrigt.·Ebenfalls von wirtschaftlicher Bedeutung bei allen kommerziellen Verfahrensablüufen ist die Verminderung der ^erzögerungszeit, · die eine unproduktive Zeitspanne darstellt.
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Die Mikroorganismen können auf das Substrat innerhalb der festen Sulfidpartikel erst dann einwirken, wenn das äußere Materiel yelöst ist. Einer Erhöhung der Dicht· der Aufschlämmung führt dazu, daß eine größere Henge an Partikelmasse in eine Volumeneinheit der Laugensuspensioi£elan£t und daS damit die insgesamt zur VerfÜQunc; stehende Oberfläche vergrößert wird. Figur 4 zoigt, daß bei geringer Dichten der Aufschlämmung die Extraktionsgeschwindigkeit durch die Menge des zur Verfügung stehenden Substrates begrenzt ist, d. h., daß die Grenze der Wachstumsgeschwindigkeit der Organismen von der Energiequelle bestimmt wird. Bei höheren Dichten der Aufschlämmung liefert die Energiequelle einen Überschuß, wobei dann die Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen und damit die Extraktiongsgeschwindigkeit von einigen onderen Faktoren begrenzt wird, beispielsweise dadurch, daß die Feststoffe don Massetransport des Sauerstoffs und des Kohlenstoffdioxids zu den Mikroorganismen stören. Die Geschwindigkeit beim Extrahieren von Nickel erreicht ihren höchsten Wert bei etwa Λ'*% Dichte der Aufschlämmung, woraus sich ergibt, daß eine .Feststoffkonzentration von 173» den Minimolwert c'er Dichte car Aufschlämmung darstellen sollte, um zu vermeiden, daß das bakterielle V/achstum beschränkt wird. Die ExtrakÜonsgeschwindigkeit für Kobalt stieg linear mit der Zunahme der Dichte der Aufschlämmung an. Sie ist jedoch beträchtlich langsamer als die von Nickel. Die höchsten endgültigen Kobalt- und Mickelkonzentrationen in Lösung betrugen jeweils 30 und 72 g/l.
Die in Figur 5 aufgetragenen Ergebnisse wurden mit einem nickelhaltigen sulfidischen Erz und Konzentrat erzielt, dessen Zusammensetzung sich aus Tabelle 1 ergibt.
losm/odio
Tabelle 1
i Mineralische Zusammen Ni Erz Konzentrat
I		 5.14 %
setzung Co Pyrrhotin Chalcopyrit 0.44 %
Cu Chalcopyrit Pyrrhotin·-. 11.50 %
Fo Pentlandit Pentlandit 34.51 /.
Chemische Zusammen S Ganggestein Ganggestein -23.10 %
setzung *
1.82 %
0.12 %
0.78 54
38.05 %
22.90 %
Die Extraktiongsgeschwindigkeit für Nickel wuchs bis zum Werte von etwa 20Ji Dichte der Aufschlämmung linear an. Dio hoch·" -e uxtraktionsgeschwindigkeit bei Nickel ergab sich mit Laugensuspension von 24j£ Dichte der Aufschlämmung, und zwar betrugen die Geschwindigkeiten 180 gm/l h für das Auslaugen des Erzes und 230 mg/l h für das Auslaugen des Konzentrates. Allerdings lagen diese Geschwindigkeiten etwas unterhalb dei— jenigen Werte, die sich gemäß Figur 4 beim Auslaugen reiner synthetischer Sulfide ergaben. Die Endgültige Ausbeute beim Extrahieren von Kobalt, Kupfer und Nickel variierte bei diesen AuslauyUügsvorgängen zwischen 60 und 90Ji. Mit fortschreitender bakterieller Metallextraktion wurden groSe Mengen an Eisen lösbar gemacht, wodurch sich eine dunkelbraune Färbung der Laugenlösungen und ein Ausfallen von Eisen in Form basischer Sulfate ergaben. Wenn die Ausbeute dor Metallextraktionen
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etwa 60 J» erreichte, war ein großer Anteil der verbleibenden minerali3ch3n Oberfläche mit einer Ablagerung; überzo&en, die aus basischem Ferrisulfct und dorn Dergardmutorial oder Gsnggestein bestand. Folglich wurde die bakterielle Einwirkung begrenzt oder vollständig zum Stillstand gebrcclrt.
Urn die Anwendbarkeit der mikrobiologischen bei der Wiedergewinnung yon Kobalt und Wickelt weiter zu verdeutlichen, wurden Großversuche in 3ührtanks durchgeführt mit 8 1 Lougensuspension von 15 - 25 % Dichte der aufschlämmung unter Verwendung der nickelhaltigen sulfidischen £rz- und Konzentratmaterialien ge.naß Tabelle 1. Dcbei betrug der pH-Wert 2,3, und die Temperatur Ιας bei 35°C. Es wurde Luft verwendet, die mit 0,2 /i Kohlenstoffdioxid angereichert war. Die Ergebnisse ergeben sich aus Tabelle 2.
Dichte der Tabelle 2 fUr Nickel Extraktionsertrag Cu Ni
in rng/l h in Si 69 79
Substrata Extraktionsge- 118 66 67
Aufschlämmung schwindigkeit 175 Co 74 82
in % 155 73 67 73
222 ' 68
Erz 15 76
25.· 71
Konzentrat 15
• 25
Diese Ergebnisse entsprochen duraus denen, die sich unter ähnlichen Bedingungen bei Experimenten ergaben, die unter Verwendung geschüttelter Kolben durchgeführt wurden. E» ergibt sich, daß die mikrobiologische Auslaugetechnik nicht nur auf die Behandlung minderwertigen Sulfiderzes, sondern auch
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auf di· Behandlung entsprechender konzentrierter Materialien anwendbar ist.
Sei dem System nach Figur 6 wird das hochwertige oder erstklassige Sulfiderz von 1 kommend bei 2 gemahlen und sodcnn bei 7 in den ersten Laugentank eingeführt, in welchen von 5 aus das Nährmedium gelangt. Wenn man minderwertiges Erz verwendet, so wird es bei -2 gemahlen und sodann angereichert, beir spielsweise durch Aufschwemmen bei 3. Das resultierende Konzentrat wird dann von 4 aus in den ersten Laugentank gefördert. Unterwirft man hingegen ein feines Pulver aus ausgefällten synthetischen Sulfiden der bakteriellen Auslaugebehandlung, so ist kein Mahlen oder Anreichern erforderlich. Das Pulver kann direkt bei 7 in den ersten Laugentank eingeführt werden. Nach Einstellen und Stabilisieren des pH-Wertes auf 2,3 wird die Laugenlösung bei 6 mit den Bakterien Thiobazillus fsrrooxidans geimpft und mit Luft belüftet, welche bis zu ®twa 0,2 % mit Kohlenstoffdioxid angereichert ist. Werden synthetische Sulfide ausgelaugt, so fUgt- man zu der Laugensuspension geringe Mengen an Ferrisulfat hinzu. Wenn die Metallextraktion bis zu einer Ausbeute von etwa 50 - 60 % fortschreitet oder wenn die Eisenkonzentration bis auf etwa 5-6 g/l ansteigt,wird die Laugensuspension bei δ gefiltert. Im erstgenannten Fall werden die von 9 kommenden Feststoffe erneut bei 10 gemahlen und bei 14 in den zweiten Laugentank * eingeführt. Auch die Laugensuspension wird wieder aufbereitet, woraufhin man im zweiten Laugentank die Extraktion bis zum Ende durchführt. Ln letztgenannten Fall wird der Laugenrückstand in den ersten Laugentank bei 7 zurückgefordert. Der pH-Wert der Filtrate bei 8 und 15 wird unter Verwendung von Ammoniumhydroxid auf einen Wert von etwa 5 gesteigert, um bei 12 3-wertiges Eisen auszufällen. Dieser Niederschlag, der aus basischem Ferrisulfat besteht, wird durch Filtration bei 13 aus der Flüssigkeit entfernt, während Kobalt, Kupfer und Nickel in Lösung verbleiben, und zwar in Form von Ammoniakkomplexen.
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Sodann wird die Lösung zur Metallrückgewinnstufe bsi 17 verbracht. Das ausgefällte basische Ferrisulfat bei 11 enthält seltene Erden, sofern diese ursprünglich in den sulfidischen Materialien vorhanden waren. Die seltaner, Erden können nachfolgend aus dem Niederschlag zurückgewonnen werden. Wenn die Metall-Ionenkonzentrationen des Filtrates bei 13 zu gering sind, jm eine direkte Tiücksewinnunc zu gestatten, wird die Lösung zur Auf bereitung des Ucihrrr.ediums nach 5 zurückgefordert oder einer LösunQsextraktior, bei 16 unterworfen, die der bei 17 gezeigten Metallrückgowinnstufe vorgeschaltet ist. Schließlich wird die LaugenflUssigkeit von 13 aus in den ersten Laugentank bei 7 oder zum iJährmedium bei 5 zurückgefordert.
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Claims (16)

Patentansprüche
1. Verfahren zum biohydrometailurgischen extrahieren von Kubalt und Nickel aus einem Material, welches ausgewählt ist aus der aus sulfidischen ErzGn oder Ki-nzentraterAind synthetischen sulfiden bestehenden·-. Gruppe, "wobei mit zweistufigem zyklischem ^uslru&en gearbeitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daS das Material zu Feststoffteilchen vermähleη wird, daß die Oberfläche der Feststoffteilchen zur Erzeugung einer Laugensuspension mit einem wässrigen ivährrnediutn, welches Schwefelsäure und Bakterien enthalt, in oerührung gebracht wird, wobei die Bakterien in der L~s,g sind, das 5chwefelhalbecheid der Metallsulfide zu oxidieren und hohen Metall- und Wcsserstof f-Ionenkonzentratiooen in Lösung zu widerstehen, und daß das Nährmedium während des Auslaugens gerührt und mit Luft belüftet wird, welche ausreichend mit Kohlenstoffdioxid angereichert ist, um ^uerstoff für die Oxidation der Sulfide und Kohlenstoffdioxid als Kohlenstoffgrundlcge für das Wachstum der Bakterien zur Verfügung zu stellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bakterien ein reiner Stamm angepaßter, aerober, autotropher, acidophiler, Eisen und Schwefel oxidierender Thiobazillus ferrooxidans sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Auslaugen bei einem pH-Wert im Bereich zwischen 2,0 - 3,0 durchgeführt wird.
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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-w'ert konstant auf 2,3 gehalten wird.
5. Verfahren noch eino.n der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, da3 das ;*ührmedium auf einer Temperatur zwischen 30 und 40 2 gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch Ξ, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur konstant auf 35 C gehalten wird.
7. Verfahren nach einen der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daS das Material synthetische Sulfide umfaßt und daß das Auslaugen durch 3-wertiges Eisen in einer Konzentration zwischen 0,01 - 0,05 Mol/l katalysiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß des 3-w*rtige Eisen vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 0,03 Mol/l verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus hochwertigen sulfidhaltigen Erzen oder Konzentraten besteht und Eisen enthält und daß das Auslaugen unterhalb eines Maximalwertes von 5-6 g/l gehalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dcO das überschüssige Eisen aus der Laugenlösung durch Filtrieren dos basischen Ferrisulfates entfernt wird, welches zum Ausfallen gebracht wird, indem der
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pH-Wert auf etwa 5 gesteigert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, 0 daS der erste Ausl-ugeschritt so weit geführt wird, bis die Ausbeute der Metallextraktion etwa 50 - 60 /» betrügt..
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
da3 die Feststoffteilchen nach Durchlaufen des ersten Auslauyeschrittes nochmals gemahlen werden, um neue Oberflache für den An&riff der Sckterien freizulegen, deren Einwirkung in der zweiten Auslcugestufe ~ bis zum t£nde fortgesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -. 12, dadurch gekennzeichnet,
dafl das Nährmedium mit Luft belüftet wird, deren Anteil an Kohlenstoffdioxid auf etwa 0,1 bis 2,0 Vol?i angehoben worden ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
. daß der Kohlenstoffdioxidgehalt auf etwa 0,2/· angehoben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Laugensuspension feingemahlene sulfidische Materialien in Konzentrationen enthält, die bis zu 30/i Dichte der Aufschlämmung gehen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichte der Aufschlämmung 15 - 25% beträgt.
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17, Verfahren nach einen dar Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet,
dafl das wässrige liährmedium nach der Rückgewinnung der Metalle in ein zugehöriges Reservoir zurückgefördert und anschlieSend erneut zum Auslaugen vorwendet wird.
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DE2303388A 1972-01-26 1973-01-24 Verfahren zum biohydrometallurgischen extrahieren von kobalt und nickel aus sulfidischen erzen, konzentraten und synthetischen sulfiden Pending DE2303388A1 (de)

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CA133,253A CA960463A (en) 1972-01-26 1972-01-26 Microbiological extraction of cobalt and nickel from sulphide ores and concentrates

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DE2303388A Pending DE2303388A1 (de) 1972-01-26 1973-01-24 Verfahren zum biohydrometallurgischen extrahieren von kobalt und nickel aus sulfidischen erzen, konzentraten und synthetischen sulfiden

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