DE2323111A1

DE2323111A1 - Trennung von nickel von kupfer

Info

Publication number: DE2323111A1
Application number: DE2323111A
Authority: DE
Inventors: Gerald Vernon Glaum; Peter John Michael Ryan; Einar Walli
Original assignee: Vale Canada Ltd
Current assignee: Vale Canada Ltd
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1973-05-08
Publication date: 1973-11-29
Also published as: NL7306437A; AU5519273A; BR7303266D0; PH12895A; CA965962A; ZA732938B; NO135290B; FR2183962B1; FR2183962A1; US3909248A; JPS4954225A; BE799161A; NO135290C; GB1391151A; ZM8073A1; JPS5131005B2; SE397368B

Description

The International Nickel Company of Canada Limited, Copper Cliff, Ont./Canada

Trennung von Nickel von Kupfer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Trennung von Nickel, welches in nickelhaltigen Sulfidmineralien enthalten ist, von kupferhaltigen Sulfidmineralien, wobei beide Mineralien mit Eisensulfiden vorkommen, und insbesondere auf ein hydrometallurgisches Verfahren zur Gewinnung von Nickel, welches in nickelhaltigen Sulfid-

309848/0851

23231T1

. mineralien enthalten ist und die Erzeugung eines Kupferkonzentrates hoher Qualität.

In nickelhaltigen Sulfiderzen liegt Kupfer unvermeidbar vor und muss von dem Nickel oder dem nickelhaltigen Konzentrat oder Zwischenprodukt in einer Verfahrensstufe abgetrennt werden. Zusätzlich zu Kupfer liegt auch Eisen in Niekelsulfiderzen, wie z.B. Pentlandit (NiPeSp) und . Pyrrhotin (Fe₇Sg) vor..

Nickelhaltige sulfidische Erze werden nach geeigneter Vermahlung im allgemeinen zur Erzeugung eines gröberen Nickel-Kupfer-Konzentrats.flotiert, welches nachfolgend selektiv zur Erzeugung von getrennten Nickel- und Kupferkonzentraten und gröberer Erzabfälle,, die den grössten Teil des Pyrrhotins enthalten, flotiert wird.'

Kleine jedoch stoffliche Mengen an Nickel und Kupfer kommen mit dem Pyrrhotin zusammen vor, welches in nickelhaltigen Sulfidkonzentraten enthalten ist. Nickel und Kupfer, welche mit derartigem Pyrrhotin verbunden sind, liegen überwiegend in der Form von Pentlandit und Chalcopyrit vor, wobei diese Mineralien nicht durch vorhergehende Vermahlungsvorgänge in Freiheit gesetzt worden sind. Pyrrhotin kann zusammen mit dem begleitenden Pentlandit und Chalcopyrit von,etwa 0.5 bis zu etwa 2 % Nickel und von etwa 0.02 bis zu etwa 1 $ Kupfer enthalten. In gleicher Weise und insbesondere für Nickelkonzentrate können die gröberen Konzentrate und die Nickel- und Kupferkonzen-'trate wesentliche Mengen an nicht in Freiheit gesetzten Pyrrhotins von etwa 5 bis zu etwa βθ Gew.$ Pyrrhotin enthalten.

309 848/08 51

Obwohl Pyrrhotin selbst nicht ausreichende Nickel- und Kupferwerte enthalten könnte, um eine getrennte Behandlung zur Gewinnung dieser Nichteisenwerte zu rechtfertigen, können die beigemengten Pentlandit- und Chalcopyritwerte die Behandlung des derartigen Pyrrhotins wünschenswert gestalten. Somit werden die gröberen Erzabfälle zur Erzeugung eines Pyrrhotinkonzentrates flotiert, welches zur Gewinnung von Nickel und Kupfer und zur Erzeugung von Eisenerz behandelt werden kann.

Da Pyrrhotin lediglich kleine Mengen an Nickel und Kupfer enthält, wird es nicht üblicherweise durch bekannte Verfahren behandelt. Die grossen Eisenmengen, die für den Pyrrhotin charakteristisch sind, bringen bei üblichen Schmelzofen wirtschaftliche Lasten mit sich und rufen Umweltprobleme infolge der Erzeugung grosser Schwefeldioxidmengen hervor. In gleicher Weise kann die Behandlung von Pyrrhotinkonzentrat durch hydrometallurgische Methoden einen unerwünschten Verbrauch von Laugungsreagentien mit sich bringenv-<,__

Es ist nun gefunden worden, dass das dem Pyrrhotin beigemengte Nickel und Kupfer in Konzentraten gewonnen und voneinander abgetrennt werden kann, während der grösste Teil des mit dem Pyrrhotin verbundenen Schwefels in einer leicht lagerfähigen und transportfähigen Form fixiert werden kann. Die Pyrrhotin, Nickel- und Kupferwerte enthaltenden Konzentrate werden oxidativ ausgelaugt, wobei der pH-Wert der Lösung, dieTemperatur, Zeit und der Sauerstoffpartialdruck neben weiteren Parametern sorgfältig kontrolliert werden, um leicht lagerfähigen und transportfähigen elementaren Schwefel, Nickelsulfatlösungen aus welchen Nickel gewonnen werden kann und ein hochprozentiges

309848/0881

(high grade) Kupferkgnzentrat zu gewinnen, welches nachfolgend zur Gewinnung von Kupfer aufgearbeitet werden kann.

Allgemein gesprochen .zieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Trennung von Nickel, welches in nickelhaltigen Sulfidraineralien enthalten ist, von Kupfer, welches in kupfe'rhaltigen Sulfidmineralien enthalten ist, wobei beide Mineralien mit Eisensulfiden zusammen vorkommen, welche der Formel Pe S ". entsprechen, worin x- eine gan-

X X+±

ze Zahl grb'sser 1 ist, in Betracht. Eine Aufschlämmung . der nickeIhaltigen und kupferhaltigen SuIfidmineralien, die mit Eisensulfiden zusammen vorliegen, wird in einen Autoklaven eingeführt. Eine freien-Sauerstoff enthaltende Atmosphäre, die einen Sauerstoffpartialdruck von zumindest etwa 3 Atmosphären aufweist, wird über.der Aufschlämmung aufgebaut und die Aufschlämmung auf einer Temperatur oberhalb etwa 80°C jedoch unterhalb des Schmelzpunkts von Schwefel gehalten. Die Aufschlämmung wird heftig zur gleichförmigen Dispergierung der Peststoffe in der Aufschlämmung, zur Maximierung des Sauerstofftransfers von der Atmosphäre in die wässrige Lösung, und zur Oxidation der Eisensulfid- und Nickelsulfidmineralien gerührt, um eine wässrige Aufschlämmung zu erzeugen, die das oxidierte Nickel als aufgelöstes Nickelsulfat und'Eisenhydroxidfeststoffe enthält. Die Oxidationsreaktionen werden dann beendigt, wenn ein überwiegender Teil der Eisensulfide und der nickelhaltigen Sulfidmineralien oxidiert worden sind, während die kupferhaltigen Sulfidmineralien im wesentlichen unoxidiert bleiben. Das Nickel wird aus der Nickelsulfatlösung gewonnen und die unoxidierten kupferhaltigen Oxidmineralien werden als hoch-.prozentiges Kupferkonzentrat gewonnen.

- 5 309848/0851

Die vorstehend angeführte Bezeichnung "Eisensulfide, die der Formel ^Fe _xS_x+1 entsprechen,' worin χ eine ganze Zahl grosser 1 bedeutet" schliesst natürlich vorkommenden Pyrrhotin und pyritische Mineralien einschliesslich Eisenpyriten und Chalcopyrit ein, die zur Entfernung des leichtflüchtigen Schwefelatoms thermisch behandelt worden sind. Nickelhaitige Sulfidmineralien, die durch das erfindungsgemässe Verfahren behandelt werden können, schliessen Pentlandit, Millerit, Heazlewoodit, Polydymit, Violarit, und Siegenit sowie Nickelarsenide ein. Kupferhaltige sulfidische Mineralien, die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren konzentriert werden können, umfassen Chalcocit, Chalcopyrit, Cubanit und Bornit. Pyrrhotin enthaltende Erze können ohne jegliche vorbereitende Behandlung ausser der Vermahlung verwendet werden, wobei jedoch bezüglich der Erfordernisse der Vorrichtungs- un& Materialhandhabung Einsparungen erzielt werden, wenn die erzeugten Pyrrhotinkonzentrate durc3^magnetisch<Trermungstech~ niken, Flotation oder eine Kombination hiervon behandelt werden. Die besten Ergebnisse bezüglich einer besseren Trennung von Nickel und Kupfer und einer erhöhten Gewinnung der viertvollen Metalle in dem Kupferkonzentrat werden bei Aufarbeitung von Pyrrhotin-Flotations-Konzentraten erhalten.

Das Eisensulfid zusammen mit den hiermit vorkommenden Nicliteisensulfidmineralien wird auf zumindest etwa 100 % kleiner 840 Mikron (minus 20 mesh Tyler Screen Size £~TSS_7)verwä laryam einen guten Feststoff-Flüssigkeits- und Feststoff -Gas-Kontakt und Dispersion und eine gute Trennung des Nickels von dem Kupfer sicherzustellen, wobei entsprechende hochprozentige Kupferkonzentrate erhalten werden. Die aus

- 6 -309848/0851

früheren Flotationsbehandlungen stammenden Sulfidkonzentrate sind im allgemeinen genügend fein zerteilt, um die vorstehend genannten Ziele sicherzustellen, so dass keine· weitere Vermahlung erforderlich ist. Jedoch kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Konzentrate derart zu vermählen, dass zumindest etwa 100 % kleiner als 149 Mikron (about 100 % minus 100 mesh TSS) sind, um eine im wesentlichen vollständige Auflösung der Niokelwerte, im wesentlichen vollständige Oxidation des Eisensulfids, und die Erzeugung eines hochprozentigen Kupferkonzentrates sicherzustellen. Die Bedeutung der Eisensulfidteilehengrösse wird nachstehend veranschaulicht werden.

Das fein zerteilte Erz oder Erzkonzentrat. wird mit Wasser aufgeschlämmt und in einen Autoklaven eingeführt. Um eine hohe Durchflussgeschwindigkeit bei Minimierung der Anforderungen an die Ausrüstung zu erreichen, wird die Dichte der Aufschlämmung zwischen etwa 5 % unol 50 % Feststoffen und vorteilhafterweise zwischen etwa 20 % und 40 % Feststoffen gehalten. Schlämme, deren Dichten innerhalb die vorstehend genannten Bereiche fallen, erlauben hohe Durchflussgeschwindigkeiten, sichern einen guten Gas-Feststoff- und Flüssigkeit-Feststoff-Kontakt und minimieren die Schwierigkeiten der Materialhandhabung.

Die Eisensulfidaufschlämmung kann entweder mit Wasser, sauren Sulfatlösungen oder zurückgeführten Lösungen, wie nachstehend beschrieben wird, gebildet werdeit. Die Oxidation von Eisensulfiden/der wässrigen Phase erzeugt Eisensulfatlösungen, die unter Erzeugung von Eisenhydroxid und Schwefelsäure hydrolysieren, wenn der pH-Wert der wässrigen Phase unter etwa k fällt, und Eisensulfid wird

■- 7 ·* 309848/0851

hiernach zu Eisenhydroxid und elementaren Schwefel oxidiert. Um die anfängliche Oxidation der Eisen^· und Nickelsulfide zu beschleunigen, können daher wässrige Lösungen von Schwefelsäure (oder Eisensulfat Äquivalente)in Mengen zwischen etwa 1 g pro Liter (gpl) und 50 gpl zur Bildung der Aufschlämmung verwendet werden.

Die Eisensulfidaufschlämmung wird in einen Autoklaven eingegeben. Der Autoklav wird geschlossen und eine freien-Sauerstoff-enthaltenden Atmosphäre, die einen Sauerstoffpartialdruek von zumindest drei Atmosphären aufweist, wird über der Aufschlämmung erzeugt. Es können zwar niedriger Sauerstoffpartialdrucke angewandt werden, jedoch wird dann die Reaktionsgeschwindigkeit unwirtschaftlich. Es werden in vorteilhafter Weise Sauerstoffpartialdrucke von zumindest etwa 10 Atmosphären und mit Vorteil zwischen etwa 10 Atmosphäre und J>0 Atmosphären über der Aufschlämmung angewandt, um eine rasche Eisen- und Nickelsulfidoxidation und die Erzeugung von ausreichenden Schwefelmengen sicherzustellen, um die unoxidierten Kupfersulfidminer ralien zu gewinnen.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung stellt die angewandte Eisensulfidoxidationstemperatur dar. Die Aufschlämmung wird auf eine Temperatur von zumindest etwa 80 C, um wirtschaftliche Reaktionsgeschwindigkeiten sicherzustellen, erhitzt. Die Erhitzung soll jedoch unterhalb dem Schmelzpunkt von Schwefel (etwa 112°C),um eine vollkommene Oxidation der Nickelsulfidmineralien zu gewährleisten, liegen. Wenn die Aufschlämmung auf Temperaturen oberhalb des Schmelpunktes des Schwefels, bevor die Oxidation der Nickelsulfidmineralien im wesentlichen beendet ist, erhitzt wird, über-

- 8 -309848/0851

zieht der geschmolzene Schwefel die nickelhaltigen SuI-fidmineralien, wodurch deren Oxidation und Auflösung verhindert ist, und keine Trennung der nickelhaltigen Mineralien von den kupferhaltigen Mineralien erhalten wird. . In vorteilhafter Weise wird die Aufschlämmung auf eine Temperatur zwischen 90⁰C und 110⁰C erhitzt, um im wesentlichen vollkommene Oxidation des Eisensulfides, ein hochprozentiges Kupferkonzentrat sicherzustellen und um die nickelhaltigen Sulfidmineralien im wesentlichen vollständig zu oxidieren und aufzulösen, wodurch eine gute Trennung des Nickels von.dem Kupfer erreicht wird.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung stellt die heftige Rührung der erhitzten Aufschlämmung zur Gewährleistung einer vollständigen und schnellen Oxidation des Eisensulfids und der nickelhaltigen Sulfidmineralien dar. Die Aufschlämmung sollte ausreichend bewegt werden, so dass eine gleichförmige Dichte der Aufschlämmung und die Einführung von Sauerstoff in die Aufschlämmung, wie es durch die[darin verlaufenden Reaktionen gefordert wird, sichergestellt sind. Wenn die Aufschlämmung beispielsweise in einem Autoklaven behandelt wird, der mit ro-tierenden Laufrädern für die Rührung ausgerüstet ist, werden die Laufräder mit Geschwindigkeiten ro-tiert, die ausreichen, um einen Wirbel bzw. Strudel zu erzeugen, , so dass durch diesen Strudel Sauerstoff in die Aufschlämmung gezogen werden kann. Natürlich kann die Aufschlämmung auch durch pneumatische Mittel bewegt werden, z.B. durch Einführung von Sauerstoff oder ein freien-Sauerstoff-enth alt ende's Gas in die Aufschlämmung durch einen porösen Einsatz auf dem Boden des Autoklaven.

- 9 -309848/0 851

Wie vorstehend erwähnt, wird das Eisensulfid zu hydratisiertem Eisenhydroxid und zu elementarem Schwefel oxidiert. Die Erzeugung von elementarem Schwefel ist dadurch vorteilhaft, dass, nachdem im wesentlichen vollständigen Ablauf der Oxidationsreaktionen die Aufschlämmung auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel erhitzt werden kann und der geschmolzene Schwefel nicht oxidierte kupferhaltige Sulfidmineralien und jegliche wertvolle Metalle, die das behandelte Erz oder Erzkonzentrat beglei-r ten,überzieht. Wenn der Schlamm auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel erhitzt wird, wird gerührt um sicherzustellen, dass die nichtoxid!erten kupferhaltigen Oxidrai-neralien und jegliche, wertvollen Metalle mit dem geschmolzenen Schwefel überzogen werden, und um während der Abkühlung die Erzeugung von leicht abtrennbaren elementaren SchwefelpeHets sicherzustellen, die die kupferhaltigen Sulfidmineralien und jegliche wertvollen Metalle enthalten. Die Erzeugung von PeIMs während der Abkühlung ist dadurch sehr vorteilhaft, dass sie die Abtrennung von Schwefel von dem schwer zu filtrierenden Eisenhydroxid erleichtert. Dieser Gewinnungsvorgang wird in vorteilhafter Weise durch Erhitzen des Schlammes auf eine Temperatur zwischen etwa 120⁰C und 200⁰C durchgeführt. Höhere Temperaturen innerhalb des vorstehend genannten Bereiches werden in vorteilhafter'Weise angewandt, da zusätzliches Eisen aus der Lösung bei diesen Temperaturen ausgefällt wird und das Eisenhydroxidprodukt bei Ausfällung oder Behandlung bei diesen Temperaturen durch herkömmliche Fest- * stoff-Flüssigkeits-Verfahren leichter abtrennbar gemacht wird.

Nach dem Erhitzen des Schlammes auf Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel, um die kupferhaltigen

309848/0851

- 10 -

Sulfidraineralien und jegliche wertvolle Metalle, die mit dem Ausgangsmaterial vorkommen, mit elementarem Schwefel für diejhachfolgende Gewinnung zu überziehen, wird der Schlamm unter den Schmelzpunkt von Schwefel abgekühlt und die Schwefelpellets werden von dem Eisenhydroxid zur Gewinnung der kupferhaltigen Sulfidmineralien abgetrennt. Die Trennung wird durch Sieben, sogenanntes "hydrocloning", Zentrifugieren, Klassifizierung mittels Rechen oder Flotation erreicht. In alternativer Weise kann die Aufschlämmung nach der Oxidation ausfliessen gelassen werden und die kupferhaltigen Sulfide, der elementare Schwefel und die wertvollen Metalle von dem Eisenhydroxid und den Gangarterzabfällen abflotiert werden. Der Schwefel kann von den kupferhaltigen Sulfidmineralien und· geglichen wertvollen Metallen durch Schmelzen und Filtration oder durch Verflüchtigung (z.B. in einem Fliessbett) oder durch Lösungsmittelextraktion abgetrennt werden«

Nach der Filtration kann die wässrige, die aufgelösten Nickelwerte enthaltende Lösung zur Nickelgewinnung aufgearbeitet werden. Das Nickel kann aus der sauren wässrigen Sulfatlösung als Nickelhydroxid oder basisches Nickelcarbobonat durch Zugabe von Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat oder jeglichen anderen Base, vorzugsweise nach der Oxidation und Ausfällung der in der Lösung enthaltenen. Eisenwerte, gewonnen werden. In alternativer Weise können die aufgelösten Nickelwerte als Niekelsulfid durch Hydrogensulfid-ausfällung unter Anwendung höherer Temperaturen und Drucke zusammen mit zurückgeführtem, zuvor ausgefälltem Niekelsulfid gewonnen werden. Als weitere- Alternative könnte eine konzentrierte nickelhalti ge Lösung unter Verwendung von organischen Extraktionsmitteln- gebildet und das Nickel

- 11 309848/0851

sodann aus der konzentrierten Lösung in gereinigter Form wirtschaftlich gewonnen werden. In einigen Fällen enthalten die aus den Oxidationsreaktionen stammenden nickelhaltigen Lösungen lediglich geringe Nickelmengen,, so dass die Behandlung der gesamten Lösung zur Gewinnung von Nickel unwirtschaftlich sein kann. Es kann daher von Vorteil sein, die aus der Oxidationslaugung stammende nickelhaltige Lösung in zwei Ströme aufzuteilen, wobei ein Strom zur Nickelgewinnung aufgearbeitet wird, während der verbleibende Rest in die Oxidationslaugungsreaktion zurückgeführt wird. Durch diese Methodik werden Lösungen, die bezüglich des Nickelgehaltes höher konzentriert sind, erhalten. ■ . . "

Die Erfindung wird nachstehend in Beispielen veranschaulicht:

Beispiel I

Ein Schüttkonzentrat mit der in der Tabelle I angegebenen Zusammensetzung, welches eine Teilchengrössenverteilung von 33 Jo grosser als 149 Mikron (33 % plus 100 mesh TSS.) aufwies, wurde mit Wasser zur Bildung einer Aufschlämmung versetzt, die 17 Gew.% Feststoffe enthielt, und die Aufschlämmung wurde in einen mit einem Laufrad ausgerüsteten Autoklaven eingeführt. Die Aufschlämmung wurde auf 110⁰C unter einem Sauerstoffpartialdruck von etwa 20 Atmosphären und einem Gesamtdruck von etwa 21.5 Atü erhitzt, während das Laufrad mit 800 U/min (rpm) gedreht wurde. Nach 1.5 Stunden wurde die Aufschlämmung auf 125°C während 15 Minuten zum Schmelzen des in Freiheit gesetzten Schwefels erhitzt, welcher nach Abkühlung unter Rührung Pellets ergab.

309848/08 51

Die Schwefelpellets, die Erzabfälle an Eisenoxid und Gangart und die Laugenlösung wurden, aus dem Autoklaven ausgeführt und nach Flüssigkeits-Feststoff-Trennung und einer Siebung mit einem 210 Mikron-Sieb (65 mesh TSS) wurden die verschiedenen Fraktionen analysiert, wobei die Ergebnisse in Tabelle I zusammengefasst sind. Die in Tabelle I angeg ebenen Ergebnisse bestätigen* dass im wesentlichen der gesamte Pyrrhotin (9^·5 % des Eisens in den Erzabfällen) zerlegt wurde, dass ein überwiegender Teil (69.6 %) des Gesamtsulfidschwefels (TS) als elementarer Schwefel gewonnen wurde, dass eine grössere Menge (78.7 %) des Nickels in dem Schüttkonzentrat aufgelöst und in. der Laugenlösung wieder gewonnen wurde und'dass lediglich eine kleine Menge (I6.8 %) des Kupfers aufgelöst war. Die Erzabfälle hätten durch Flotation weiter gereinigt werden können, um die rückständigen Nickel- und Kupferwerte zu gewinnen und ein etwa -16 $> Kupfer und 3 % Nickel enthaltendes Kupferkonzentrat hätte aus den Schwefelpellets nach Trennung durch bekannte Verfahren gewonnen werden können.

- 13 -309848/0851

Tabelle I

Fraktion

eingegebe-Q ne Feststoffe
oo

-t- Laugenlöoo sung

P<Ö10 Mikron _m (+ 65 mesh) ^Pellets

>210 Mikron (-65 mesh) Erzabfälle

Analyse der Fraktion ' % gpl

Gewicht oder Volumen Cu Ni Fe TS S 300 g Τ7Γ3 "Ö795 37.9 "2Ϊ77 —

so,

1.5 1 0.40 1.55 1.23 6.13 ~ 18.4

Verteilung

Cu Ni Fe^ TS

TÖÖ" TÖTT 100 TÖÖ~ I6.878.7 1.7

SO,

14.4

58.4 g 4.19 Ο.76 6.84 84.4 74.8 0.10 68.4 15.Ο 3.8 77.4 68.6 0.1

277.2 g 0.19 Ο.Ο67 36.5 1.88 0.22 3.43 14.8 6.3 94.5 8.2 1.0 5.0

' Die Analysen der festen Fraktionen sind in Gew.$ angegeben, während die Analysen der flüssigen Fraktionen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind.

Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Fraktionen festgestellt wird,bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vorhandene Menge, dar.

Tabelle II

Analyse der Fraktion ' %, gpl Verteilung '

■ Gewicht ' ' ;

oder Vo- ' · Fraktion lumen Cu Ni Fe TS S° SOj, Cu Ni Fe TS £T SO,

S eingegebe- 6θΟ g 0,12 1.15 55.8 36,7 — — 100 \ 100 100 100 100 100 co ne Feststof-

^ Laugenlö- 1.4 1 · 0.17 4.37 14.9 .17.5 — 52.6·' /29.6 92.6 6i2 11.4 — 11.4

-^ <210 Mikron ' "

(+ 65 mesh) 166·.8 g 0.28 0.055 0.70 99.8 96.9 — 57.8 1.4 0.2 77.5 75.5 --

Pellets

>210 Mikron 600 g O.OÜ27 Ο.Ο66 52.5 5.97 1.49 4.48 12.6 6.0 95.5 11.1 4.2 4.-l'

(-65 mesh) _N . ■ „·

Erzabfälle - , ;

' Die Analysen der festen Fraktionen sind in Gew.% angegeben, wälirend die Analysen der > flüssigen Fraktionen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind. ^l c

' Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Fraktionen festgestellt wird, bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vorhandene Menge,dar. . .

Beispiel II

Ein Pyrrhotinkonzentrat, das die in der Tabelle II angegebene Zusammensetzung besitzt und eineTeilchengrössenverteilung von 7 fo grosser als "Jk Mikron (7 % plus 200 mesh TSS) aufweist, wurde mit Wasser unter Erzeugung einer Aufschlämmung versetzt, die JO Gew.$ Peststoffe enthielt. Die Aufschlämmung wurde in einer zu der des Beispiels I ähnlichen Weise behandelt, wobei die Ergebnisse in Tabelle II wiedergegeben sind. Ein Vergleich der Ergebnisse in den TabellenI und II zeigt, dass die Nickelgewinnung in den Laugenlösungen dann verbessert wird, wenn das eingeführte Material eine geringere TeilchengröBse-aufweist und dass an Nickel konzentriertere Laugenlösungen durch Verwendung von Aufschiämmungen höherer Dichte erhalten werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass bei einem Eingabe- . material, das eine feinere Teilchengrösse aufweist, die Trennung des Nickels von dem Kupfer weniger scharf ist. Nach Trennung der Sulfidmineralien von den Schwefelpellets auf bekannte Weise hätte ein Kupferkonzentrat erhalten werden können, welches etwa 8 % Kupfer und 2 % Nickel enthält.

Beispiel III

Zwei Proben A und B eines Pyrrhotinkonzentrates mit hohem Kupfergehalt, welche die Zusammensetzungen aufweisen, die in den Tabellen III A und III B angegeben sind und eine Teilchengrossenvertexlung von 8 % grosser als 7^ Mikron

- 16 -

30984-8/08 5 1

(8 % plus 200 mesh TSS) aufwiesen, wurden mit gleichen Volumina an Wasser und Rückführungserganzungslosungen unter Bildung von Aufschlämmungen mit 30 Gew.# Peststoffen versetzt. Die Aufschlämmungen wurden in einer zu der in Beispiel I beschriebenen ähnlichen Weise, jedoch mit der Ausnahme behandelt, dass die Probe B 2.5 Stunden anstatt 1.5 Stunden behandelt wurde. Die Ergebnisse des Versu-ches mit Prob'e A sind in Tabelle III A wiedergegeben, während die Ergebnisse der Probe B in Tabelle III B zusammengefasst ,sind. Ein Vergleich der Ergebnisse der Tabelle III A und III B'zeigt, dass erhöhte Auslaugungszeiten die Nickelgewinnungen in den Laugenlösungen erhöhen. Obwohl sogar etwas mehr Kupfer'von Probe B aufgelöst war, hatte die Laugenlösung immer noch ein Nickel zu Kupferverhältnis von etwa 10 : 1, was nahezu einer vierfachen Verbesserung des Nickel zu Kupferverhältnisses, von 2.5 : 1 in dem Pyrrhotinkonzentrat entspricht. Bei Abtrennung der Sulfidmineralien von den Schwefelpellets durch bekannte Verfahren hätte ein Kupferkonzentrat mit etwa 20 % Kupfer und 1.% Nickel gewonnen werden können.

309848/0.8 51

Tabelle III A

1\ ■

Analyse der Fraktion ' $, gpl Verteilung

Gewi cht
oder Vo-Fraktion lumen Cu Ni Fe' TS ST SO)₁ Cu, Ni Fe TS £Γ SO;,

eingegebe- 600 g 0.55 1-27 53.4 32.9 — — 100 100 100 100

be Feststof-ω f e .

ο . . ■

«° Ergänzungslö- 1.4 1 0.08 3.33 LU 4.87 — 1.4.6 — -- — — — —

« sung

^Laugenlö- Ι-Λ 1 Ο.βΟ 7.79 l4.0 21.3 —. β'3.9 19.8 87.8 5.7 11.5 -- 11.5

ο sung , . , , ■

«"<2ΐο Mikron 167.5 g 1.50 0.23 3·71 93.1 89.1 — 68.3 5.3 2.0 77.9- 74.6 —

-* (+ 65 Mesh)
Pellets

>ei0 Mikron 578 g 0.076 Ο.Ο85 50.5 3.67 <0.1 8.53 11.9 6.9 92.3 10.6 ■ — 8,2 (- 65 mesh)

Erzabfälle

' Die Analysen der festen Fraktionen sind in Gew.fo angegeben, während die Analysen der ^ flüssigen Fraktionen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind. . isj

' Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Frak- ^ tionen festgestellt wird, bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vor- __^ handene Menge, dar.

Tabelle III B

Analyse der Fraktion ' fo₉ gpl - Verteilung '

Gewicht ,< oder Vo-Fraktion lumen . Cu Ni Fe TS S° SO,, Cu Ni Fe TS

eingegebe- 60Og O..55· 1.27 53.4 32.9 — — 100 ^{ 100 100 ne Feststoffe

o Ergänzungs- 1.4 1 0.08 3.33 LH 4.87 -- l4.6 ⁴⁰ lösung :

£ Laugenlö- 1.4 1 0.8l 8.43 12.9 22.1 — 66.3 29.6 93-7 5.1 12.0 — 12.0

■^ sung ·

00 <210 Mikron l62_e6 g 1.22 0.042 1.58 94.9 94.3 57.3 0.9 0.8 76.9 76.4

⁰¹ (+ 65 mesh)

""*■ Pellets ■ '

>210 Mikron 583.4g -O.O78 0.070 52.5 3.79 <0.1 8.88 I3.I 5.4 94.1 11.0 — (-65 mesh) Erzabfälle

IV -/

' Die Analysen der festen Fraktionen sind in Gew.% angegeben, während die Analysen der

flüs.sigesn Fraktionen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind.'

' Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Fraktionen festgestellt wird, bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vor» handene Menge, dar. ,

Beispiel IV ■ ,

2 Proben, C und D von nickelarmen und nickelreichen Konzentraten, die jeweils die in den Tabelle TV C und IV D angegebenen Zusammensetzungen besassen und eine Teilchengrössenverteilung von 100 % kleiner als 44 Mikron (100- % minus j525 mesh TSS) aufwiesen, wurden mit Wasser unter Erzeugung von Schlämmen versetzt, die etwa 30 Gew.fo Feststoff enthielten. Die Schlämme wurde in gleicher Weise wie in Beispiel I jedoch mit der Ausnahme.-behandelt, dass Probe D während 2 Stunden anstatt 1.5 Stunden ausgelaugt wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabelle IV C und IVD wiedergegeben. Die Ergebnisse der Tabelle IV C und IV D zeigen wiederum, dass gute Niekel-Kupfer-Trennungen bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten werden können.

Bei Trennung der Sulfidmineralien von den Schwefelpellets auf bekannte Weise hätte ein Kupferkonzentrat, das etwa 15 bis 20 % Kupfer und 5 bis 10 % Nickel enthält, gewonnen werden können.

- 20 -

309848/0851

Tabelle IV C

Analyse der Fraktion

1)

Fraktion

Gewicht
oder Volumen Cu Ni

Fe TS

eingegebe- 600 g
ne Feststoffe

1.49 4.94 36.4 25.5 —

1.69 18.3 6,71 22.8 — 68.4

oo Laugenlö- 1.4 1

Jp- sung , ,

^<210 Mikron 118.2 g 5.17 1.98 6.14 81.1 7,5.6 θ'.12 (+65 mesh)
Pellets

^L>2l0. Mikron 53I.O g 0.10 0.3I 38.4 3-53 O.19 5.87 (-65 mesh)
Erzabfälle

Verteilung

SO₁

CiA Ni Fe TS^ £Γ

100 100 100 100 26.3 86.5 4.2 21.8 — 21.8

67.8 7.9 3.3 65.4 61.4 0.1 5.9 5.6 92.5 12.8 Ο.7 7.0

■' Die Analysen; .der festen Fraktionen sind in Gew.$ angegeben, während die Analysen der flüssigen Frakttoen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind.

²' Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Fraktionen festgestellt wird, bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vorhandene Menge, dar,. , ,

- 21 -

Tabelle IV D

Analyse der Fraktion ' %_f gpl Verteilung

Gewicht
oder Vo-Fraktion lumen Cu Ni Pe TS S° SO₁, Cu Ni Pe TS £Γ SO₁,

eingegebe- βΟΟ g 1.9²I- 6.74 34.0 25.0 — — 100 100 100 100

ne Peststof- ^s -

σ Laugenlö- 1.4 1 5.^26.26.1 8.43 29.8 — 89.4 37.3 90.2 5.8 27.7 — 27.7 to sung

oo -.,·.■■■

£ <210 Mikron 105.1 g 5.80 3.15 7.96 79.1 70.3 0.18 49.9 8.2 . 4.1 55.3 49.5 0.1

^. (+■ 65 mesh) ' .

ο Pellets ' '

<" >210 Mikron 505^7 g 0.31 0.13 36.5 5.06 O.78 6.02 12.8 1.6 90.1 I7.0 2.6 6.6

""* (- 65 mesh)

Erzabfälle) , .

¹^ Die Analysen der festen Fraktionen sind in Gew.fo angegeben, während die Analysen der flüssigen Fraktionen in Gramm pro Liter (gpl) angegeben sind.

' Die Verteilung stellt den Prozentsatz des Bestandteils, der in den verschiedenen Frak- Ni tionen festgestellt wird, bezogen auf die in der eingegebenen Fraktion ursprünglich vor- oj handene Menge, dar. · N3

- 22 -?

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Trennung'von in nickelhaltigen Sulfidmineralien enthaltenem Nickel von Kupfersulfidmineralien, die beide mit Eisensulfiden, die der Formel Fe_xS₊₁ entsprechen, worin χ eine ganze Zahl darstellt, die grosser als 1 ist, vergesellschaftet sind, durch Erhitzen in einem wässrigen System, dadurch g e kennzei ohne t , dass man in einem Autoklaven eine wässrige Aufschlämmung der Nickel- und KupfersuTidmineralien und der vergesellschafteten Eisensulfide erzeugt, eine freien-Sauerstoff enthaltende Atmosphäre mit einem Sauerstoffpartialdruck von zumindest drei Atmosphären über der Aufschlämmung erzeugt, die Aufschlämmung auf einer Temperatur von 80 bis 110°C hält, die Aufschlämmung zur Aufrechterhaltung einer gleichförmigen Dispersion₍ der darin enthaltenen Feststoffe heftig rührt, um den Sauerstoff-transfer in den wässrigen Schlamm von der Atmosphäre zu maximieren, um die Eisensulfide selektiv in elementaren Schwefel und Eisenhydroxid und die nickelhaltigen Sulfidmineralien in Hickelsulfat überzuführen, welche in der wässrigen Aufschlämmung unter Bildung einer Nickelsulfatlösung durch Oxidationsreaktionen aufgelöst sind, die Oxidationsreaktionen beendigt, nachdem ein überwiegender Teil der Eisensulfide und der nickelhaltigen Sulfiämineralien oxidiert worden ist, wo-

■ ■ - 23 309848/0851

bei die kupferhaltigen Sulfidmineralien im wesentlichen uhoxidiert bleiben, das Nickel aus der Nickelsulfatlösung gewinnt und die unoxidierten kupferhal-■. tiger» Sulfidmineralien unter Erzeugung eines hochprozentigen kupferhaltigen-Sulfidmineralkonzentrates gewinnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vergesellschaftete Eisensulfid e:Ln Pyrrhotin enthaltendes Flotationskonzentrat darstellt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sulfidmineralien und die vergesellschafteten Eisensulfid zu etwa 100 % zumindest eine Teilchengrösse von ' ' kleiner als 149 Mikron (100 % minus 100 mesh TSS) aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3»

"durch gekennzeichnet, dass Schwefelsäure oder Eisensulfat, deren Mengen' 1 gpl bis 50 gpl entsprechen, der Aufschlämmung zur Beschleunigung der anfänglichen Oxidation von Eisen- und Niekelsulfiden hinzugefügt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man über der Aufschlämmung einen Sauerstoffpartialdruck von J> bis J50 Atmosphären auf recht erhält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, dass man die Aufschlämmung auf eine Temperatur von 80 bis HO⁰C erhitzt.

309848/0851

232311 T
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch . 'gekennzeichnet , dass man die Aufschlämmung mit wieder zurückgeführter Laugungsflüssigkeit bildet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass man _t nachdem im wesentlichen die gesamten Nickel- und Eisensulfide oxidiert worden sind, die Aufschlämmung auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Schwefel zur Gewinnung der kupferhaltigen Sulfidmineralien und jeglicher wertvoller Metalle, welche mit den Sulfidmineralien, vergesellschaftet sind, und zur Verwerfung von Eisenhydroxid und Gangart erhitzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aufschlämmung auf eine Temperatur zwischen etwa 120°C und -200⁰C zur Gewinnung der kupferhaltigen Sulfidmineralien erhitzt.

309848/0851