DE2451580A1 - Hydrometallurgical processing of copper pyrites - and copper-nickel concentrates or smelting residues or scrap by leaching with oxygen under pressure - Google Patents
Hydrometallurgical processing of copper pyrites - and copper-nickel concentrates or smelting residues or scrap by leaching with oxygen under pressureInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur hydrometallurgischen Aufarbeitung von Kupferkieskonzentraten, Kupfer-Nickel-Konzentraten und Rückständen, Zwischenprodukten und Flugstäuben der pyrometallurgischen Vernüttung von Nichteisenmetallerzen und deren Schrottabfällen Die @ Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dydrometallurgischen Aufarbeitung von Kupferkieskonzentraten, Kupfer-Nickel-Konzentraten und Rückständen, Zwischenprodukten und Flugstäuben der pyrometallurgischen Vernüttgung und Nichteisenmetallerzen und deren Schrott abfällen. Process for hydrometallurgical processing of copper pyrites concentrates, Copper-nickel concentrates and residues, intermediate products and flue dust of the pyrometallurgical grinding of non-ferrous metal ores and their scrap waste The invention relates to a method for dydrometallurgical processing of copper pyrites concentrates, copper-nickel concentrates and residues, intermediate products and fly dust from pyrometallurgical smelting and non-ferrous metal ores and their scrap waste.
Die Laugung von sulfidischen Nichteisenmetallkonzentraten mit Sauerstoff in Wasser unter Druck bei etwa 2000C ist seit langem bekannt (N.G. Stanczyk und C. Rampacek "Bureau of eines RI 6193, 1963). Da die Sulfide sehr resistent sind, muß der Lösung nach dem Stand der Technik immer freie.Scnwefelsäure oder Pyrit vor der Laugung zugesetzt werden, sofern das Konzentrat nicht genügende Mengen Pyrit enthält. Dies gilt auch für den Fall, daß Kupfer- oder Kupfer-Nickel-Konzentrate nach einer Feinstmahlung in einer Rührwerkskue lmü.hle (Attritor) unter Zusatz anionenaktiver Stoffe oder von Alkalihydroxiden, insbesondere Natronlauge bei Temperaturen von etwa 110°C unter weniger hohem Druck gelaugt werden (ausgelegte OE-Patentanmeldungen A 98/73 und A 1516/73 (entsprechend OE-PS 319 616 und 319 617)). The leaching of sulphidic non-ferrous metal concentrates with oxygen in water under pressure at around 2000C has long been known (N.G. Stanczyk and C. Rampacek "Bureau of one RI 6193, 1963). Since the sulfides are very resistant, The solution according to the state of the art must always contain free sulfuric acid or pyrite be added to the leaching process if the concentrate does not contain sufficient amounts of pyrite contains. This also applies in the event that copper or Copper-nickel concentrates After a fine grinding in an agitator mill (attritor) with the addition of anion-active Substances or of alkali hydroxides, especially caustic soda at temperatures of about 110 ° C under less high pressure (interpreted OE patent applications A 98/73 and A 1516/73 (corresponding to OE-PS 319 616 and 319 617)).
Im ersten Fall wird bei Temperaturen über 160°C der ganze im gelaugten Material vorhandene Schwefel zu S04"-Ionen oxydiert, so daß primär die Sulfate von Kupfer (cuSo4) und Eisen (Fe2(S04)5) als Reaktionsprodukte auftreten. Das Ferrisulfat hydrolysiert bei diesen Temperaturen, insbesondere bei 200°C zu 95% zu Fe203 und 5 zu basischem Ferrisulfat (Fe(SO4)OH), wodurch Säure frei wird. Das Eisenoxid bzw. das basische Ferrisulfat stehen mit der freien Schwefels säure im Gleichgewicht. So besteht z. B. bei 2000C ein Gleichgewicht zwischen 70 g freier Schwefelsäure und 12 g Ferrieisen. In the first case, the whole is leached at temperatures above 160 ° C Material oxidizes existing sulfur to SO4 "ions, so that primarily the sulfates of Copper (cuSo4) and iron (Fe2 (S04) 5) occur as reaction products. The ferric sulfate hydrolyzes at these temperatures, in particular at 200 ° C to 95% to Fe203 and 5 to basic ferric sulphate (Fe (SO4) OH), which releases acid. The iron oxide or the basic ferric sulphate is in equilibrium with the free sulfuric acid. So there is z. B. at 2000C an equilibrium between 70 g of free sulfuric acid and 12 g ferric iron.
Im zweiten Fall wird bei Temperaturen von etwa 110°C der im gelaugten Material vorhandene Schwefel zu 80% in Elementarschwefel und zu 20 in Sulfation S04" umgewandelt; es ist also normalerweise nicht genügend S04" vorhanden, um das Kupfer als Kupfersulfat und das Eisen als Jarosit, Na [Fe3 (SO4)2 (0H)63 zu binden, weshalb schon aus diesem Grunde Schwefelsäure vor der Laugung zugesetzt werden muß. In the second case, the im leached at temperatures of around 110 ° C Material present sulfur to 80% in elemental sulfur and 20% in sulphate ion S04 "; so there is usually not enough S04" available for the Copper as copper sulfate and the iron as jarosite to bind Na [Fe3 (SO4) 2 (0H) 63, which is why sulfuric acid must be added before the leaching for this reason alone.
Für die Laugung des Kupferkieses oder anderer kupfer~ und schwefelhaltiger Ausgangsstoffe ist es von wirtr schaftlichem Vorteil, eine konzentrierte Kupfersulfatlösung zu erhalten, die entweder direkt oder unter Zwischenschaltung einer Solventextraktion einer Reduktionselektrolyse unterworfen wird; denn je konzentrierter die Kupfersulfatlösung anfällt, desto kleiner ist das benötigte Laugungsautoklavvolumen. For leaching copper pebbles or other copper and sulphurous It is the starting materials from wirtr economic advantage, a concentrated one Obtain copper sulphate solution either directly or with the interposition is subjected to solvent extraction of reducing electrolysis; more concentrated than ever the copper sulphate solution is obtained, the smaller the leaching autoclave volume required.
Nach oben ist jedoch unter Betriebsbedingungen die gelöste Kupfermenge durch die Sättigungskonzentration bei Raumtemperatur gegeben. Bei Betriebsstillständen soll die Löslichkeit von Kupfersulfat bei Raumtemperatur nicht überschritten werden, da es sonst zu Auskristallisationen von Salzen in Rohrleitungen und Ventilen kommt. Diese Löslichkeitsgrenze liegt bei etwa 60 g Cu/Liter.However, the amount of dissolved copper is upwards under operating conditions given by the saturation concentration at room temperature. In the event of operational shutdowns the solubility of copper sulphate at room temperature should not be exceeded, otherwise salts will crystallize out in pipes and valves. This solubility limit is around 60 g Cu / liter.
Andererseits soll für die nachgeschaltete Reduktionselektrolyse der Ferrieisengehalt der Lösung nicht mehr als 4 Liter betragen, damit die Stromausbeute nicht zu sehr absinkt. Bezieht man zunächst die Berechnungen auf reinen Kupferkies Cu Fe S2, so ergibt sich unter Berücksichtigung der maximal löslichen Kupfermenge ein Einsatz von ca 175 g Konzentrat pro Liter Wasser, woraus eine Menge von 88 g freier Schwefelsäure je Liter resultiert, die wiederum lt ca 13 g gelöstem Ferrieisen im Gleichgewicht steht, so daß die Lösung für die wirtschaftliche Durchführung der Kupferelektrolyse zu viel Ferrieisen enthält. On the other hand, for the downstream reduction electrolysis the Ferrie iron content of the solution should not be more than 4 liters, so that the current efficiency does not sink too much. If you first relate the calculations to pure copper pebbles Cu Fe S2, this results from taking into account the maximum amount of soluble copper a use of about 175 g of concentrate per liter of water, resulting in an amount of 88 g Free sulfuric acid results per liter, which in turn is about 13 g of dissolved ferrous iron is in equilibrium, so that the solution for the economic implementation of the Copper electrolysis contains too much ferrous iron.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur hydrometallurgischen Aufarbeitung von Kupferkieskonzentraten, Kupfer -Nickel-Konzentraten und Rückständen, Zwischenprodukten und Flugstäuben der pyrometallurgischen Verhüttung von Nichteisenmetallerzen und deren Schrottabfällen, bei dem die fein zerkleinerten Ausganp;0stoffe mit Sauerstoff unter Druck gelaugt werden, so auszubilden, daß eine Lösung, möglichst honen Kupfergehalts bis zu 60 g/l und eines Disengehalts von höchstens 4 g/l erhalten wird. The invention is based on the object of a method for hydrometallurgical Processing of copper gravel concentrates, copper-nickel concentrates and residues, Intermediate products and flue dusts of the pyrometallurgical smelting of non-ferrous metal ores and their scrap waste, in which the finely crushed Exhaust substances are leached with oxygen under pressure in such a way that a Solution, if possible honing a copper content of up to 60 g / l and a disene content of at most 4 g / l is obtained.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgangsstoffe im Fall von pyritnaltigen Kupfer-oder Kupfer-ì4iczel-Konzentraten ohne Säurezusatz, andernfalls mit Saurezusatz bei Temperaturen von 160 bis 2000C zur Einstellung eines Kupfergehalts der Lösung bis zu 60 g/l gelaugt werden und der sich dabei einstellende Gehalt an freier Schwefelsäure auf etwa 20 g/l gesenkt wird, indem man entweder der Drucklaugungslösung Stoffe zusetzt, die sich unter Schwefelsäureverbrauch auflösen und selbst keine oder nur geringe Mengen an Schwefel enthalten, oder indem man die Drucklaugungslösung durch Solventextraktion entkupfert, die entkupferte Lösung zur Laugung fein gemahlener Kupfer- oder Kupfer-Nickel-Konzentrate bei etwa 110°C verwendet, die dabei ernaltene Lösung durch Solventextraktion entkupfert und die beiden Kupfer haltigen Solventextrakte vereinigt. According to the invention, this object is achieved in that the starting materials in the case of pyrite-containing copper or copper ì4iczel concentrates without added acid, otherwise with the addition of acid at temperatures of 160 to 2000C to set a The copper content of the solution can be leached up to 60 g / l and the resulting amount Free sulfuric acid content is lowered to around 20 g / l by either Adds substances to the pressure leaching solution which dissolve with the consumption of sulfuric acid and even contain no or only small amounts of sulfur, or by using the Pressure leaching solution decoppered by solvent extraction, the decuppered solution for Leaching of finely ground copper or copper-nickel concentrates used at around 110 ° C, the solution obtained thereby is decuppered by solvent extraction and the two coppers containing solvent extracts combined.
Vorzugsweise bringt man anch der einen oder der anderen Alternative den pH-Wert der Drucklaugungslösung bzw. der Laugungslösung der zweiten Laugung auf 1,5 bis 2. It is also preferable to bring one or the other alternative the pH of the pressure leaching solution or the leaching solution of the second leaching on 1.5 to 2.
Hierdurch ergibt sich neben der angestrebten Senkung des gelösten Ferrieisengenalts unter 4 g/l eine Verhinderung der Bildung von Ferriten, die die Kupferausbeute empfindlich herabsetzen, und es zeigt sich zusätzlich der Vorteil, daß dann auch Arsengehalte im verarbeiteten Konzentrat bis zu 2,1 1C,0! beim I)ruckaufschluß Lösungen mit nur 0,07 g Arsen/Liter ergeben, während üblicherweise wegen der mit Arsengehalten verbundenen Schwierigkeiten nur 0,1' Arsengehalt tolerierbar war.This results in addition to the desired lowering of the dissolved Ferrieisengenalts below 4 g / l prevents the formation of ferrites, which the Reduce the copper yield sensitively, and it also shows the Advantage, that then arsenic contents in the processed concentrate up to 2.1 1C, 0! with I) back digestion Solutions with only 0.07 g arsenic / liter result, while usually because of the Arsenic levels related difficulties only 0.1 'arsenic level was tolerable.
Für die erste Alternative, d. h. für den Zusatz von Schwefelsäure verbrauchenden Stoffen zur Drucklaugungslösung, werden vorzugsweise Stoffe verwendet, die selbst Kupfer oder andere wertvolle,lösliche Sulfate bildende Metalle enthalten. Es eignen sich hierzu beispielsweise Flugstaub mit hohem Zinkgehalt und Gehalten an Zinn und Blei, Kugelmühlenstaub mit erheblichen Zinc- und Kupfergehalten und geringen Zinn- und Bleigehalten, Zementkupfer mit sehr hohem Kupfergehalt sowie eine Speise aus der Bleiverhüttung mit erheblichen Gehalten an Arsen, Nickel, Antimon und Kupfer. For the first alternative, i. H. for the addition of sulfuric acid Consuming substances for the pressure leach solution, preferably substances are used which themselves contain copper or other valuable, soluble sulphate-forming metals. For example, fly ash with a high zinc content is suitable for this purpose of tin and lead, ball mill dust with considerable zinc and copper contents and low tin and lead contents, cement copper with a very high copper content as well a meal from the lead smelting with considerable amounts of arsenic, nickel, and antimony and copper.
Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele und zweier Flußdiagramme, die den beiden Alternativen entsprechen, näher erläutert. The invention is based on a few exemplary embodiments and two Flow charts corresponding to the two alternatives are explained in more detail.
A) Arbeitsweise mit Zusatz von Schwefelsäure verbrauchenden Stoffen zur 160-200°C-Drucklaugungslösung. A) Working method with the addition of substances that consume sulfuric acid for 160-200 ° C pressure leach solution.
Zur Verfügung stand ein Kupferkonzentrat mit 28,3% Cu, 22,9% Fe, 28,5% S, 0,56% As. Als Zusätze wurden benutzt: rein oxydisches Material, d. h. Flu+-staub aus dem Schachtofen einer Altmetallhütte mit 66,0% Zn, 1,5% Sn, 6,1, Pb; gemischtes laterial: ein Kugelmühlenstaub von der Aufbereitung von Abfällen, Schlacken und Krätzen einer Buntmetallgießerei mit 23,01% Cu, 0,25% Sn, 29,4% Zn (davon 24,1% als ZnO), 0,7% Pb, 0,7 Fe; Zementkupfer mit 88,7% Cu, 0,2% 5, 0,6% Fe sowie eine Speise aus der Bleiverhüttung mit 16,5% Cu, 25,0 Ni, 2,5% Fe, 1,7% S, 32,0% As, 17,2 Sb. Zur Laugung des Konzentrates wurden 6 kg Erzkonzentrat mit 40 Liter Wasser und den im einzelnen angegebenen Mengen Zusatzmaterial auf 1600C erhitzt und ein Sauerstoffdruck von i5 at geschaffen. Da die Reaktion sehr stark exotherrn verläuft, stieg die Temperatur binnen 15 Minuten auf 1900C und wurde dann durch zusätzliche Kühlung auf diesem Niveau gehalten. Der Wasserdampffruck betragt bei dieser Temperatur etwa 12 at, so daß der Sauerstoffpartialdruck in! Autoklaven 9 at betrug. A copper concentrate with 28.3% Cu, 22.9% Fe, 28.5% S, 0.56% As. The following additives were used: purely oxidic material, i. H. Flu + dust from the shaft furnace of a scrap metal smelter with 66.0% Zn, 1.5% Sn, 6.1, Pb; mixed lmaterial: a ball mill dust from processing waste, slag and Dross in a non-ferrous metal foundry with 23.01% Cu, 0.25% Sn, 29.4% Zn (of which 24.1% as ZnO), 0.7% Pb, 0.7 Fe; Cement copper with 88.7% Cu, 0.2% 5, 0.6% Fe and a meal from lead smelting with 16.5% Cu, 25.0 Ni, 2.5% Fe, 1.7% S, 32.0% As, 17.2 Sb. 6 kg of ore concentrate were added to leach the concentrate 40 liters of water and the specified amounts of additional material to 1600C heated and an oxygen pressure of i5 at created. Because the reaction is very strong is exothermic, the temperature rose to 1900C within 15 minutes and then became kept at this level by additional cooling. The water vapor pressure is at this temperature about 12 at, so that the oxygen partial pressure in! Autoclaves 9 at fraud.
Ein Begasungsrüher sorgte für eine gute Dispersion des Gases in der Flüssigkeit. Nach etwa 1 Stunde war die Reaktion heendet, was sich durch Absinken der Temperatur im Autoklaven bei abgeschalteter heizung und Kühlung anzeigte. Nach Abkühlen auf 90°C und Entspannen wurden der Autoklav entleert und Lösung und Rückstand durch Filtern getrennt.A gassing mixer ensured that the gas was well dispersed in the Liquid. After about 1 hour, the reaction stopped, which was indicated by a drop the temperature in the autoclave with the heating and cooling switched off. To Cooling to 90 ° C. and letting down the pressure, the autoclave was emptied and the solution and residue separated by filters.
1. Beispiel Einsatz von Flugstaub.1. Example Use of fly ash.
Zu 6 kg Kupferkonzentrat wurden 1,695 kg Flugstaub hinzugefügt. nach der Laugung wurde eine Lösung mit 43 g/Liter Cu, 28 g/Liter Zn, 2,4 g/Liter Fe, 0,04 g/Liter As und 20,3 g/Liter H2SO4 erzielt.1.695 kg of fly ash were added to 6 kg of copper concentrate. after the leaching was a solution with 43 g / liter Cu, 28 g / liter Zn, 2.4 g / liter Fe, 0.04 g / liter As and 20.3 g / liter H2SO4 achieved.
2. Beispiel Einsatz von Kugelmühlenstaub Zu 6 kg Kupferkonzentrat wurden 2,104 kg Kugelmühlenstaub hinzugefügt. Nach der Laug.lng wurde eine Lösung mit 54 g/Liter Cu, 15 g/Liter Zn, 2,8 g/Liter Fe, 0,04 g/Liter As und 20,7 g/Liter f12S04 erzielt.2nd example Use of ball mill dust To 6 kg of copper concentrate 2.104 kg of ball mill dust was added. After the leaching was a solution with 54 g / liter Cu, 15 g / liter Zn, 2.8 g / liter Fe, 0.04 g / liter As and 20.7 g / liter f12S04 scored.
3. Beispiel Einsatz von Zementkupfer Zu 5 kg Kupferkonzentrat wurden 1,025 kg. Zementkupfer hinzugefügt. Nach der Laugung wurde eine Lösung mit 58,0 g/Liter Gu, 2,0 g/Liter Fe, 0,04 g/Liter As und 20,5 g/Liter XI2S04 erzielt.3rd example Use of cement copper. 5 kg of copper concentrate were added 1.025 kg. Cement copper added. After the leaching, a solution with 58.0 g / liter Gu, 2.0 g / liter Fe, 0.04 g / liter As and 20.5 g / liter XI2S04.
4. Beispiel Einsatz von Speise Zu 6 kg Kupferkonzentrat wurden 2,)55 kg Speise hinzugefügt. Nach der laugung wurde eine Lösung mit 52 g/Liter Cu, 15 g/Liter Ni§ ), 8 g/Liter Fe, 0,2) g/Liter As und 18,7 g/l H2SO4 erzielt.4th example Use of food To 6 kg of copper concentrate were 2,) 55 kg of food added. After leaching, a solution with 52 g / liter Cu, 15 g / liter Ni§), 8 g / liter Fe, 0.2) g / liter As and 18.7 g / l H2SO4.
Selbstverständlich lassen sich anstelle der hier aufgeführten Stoffe andere metallische, oxydische oder gemischte Stoffe, wie z. B. Schleifstäube aus der Gußputzerei, granuliertes Scharzkupfer einzeln oder gemischt als Zusatz zum Kupferkonzentrat, dessen Zusammensetzung ebenfalls zwischen 10 und 55,'% Cu schwanken kann, verwenden, wenn nur die eingangs erwähnten Regeln eingehalten werden, das heißt: Die resultierende Lösung soll nicht mehr als 60 g/Liter Cu und etwa 20 g/Liter freie Schwefelsäure enthalten; die Komponenten sind so abzustimmen, daß die säureverbrauchenden Bestandteile einen Überschuß an aus der Oxydation des vorlaufenden Schwefels gebildeter freier Säure von etwa 20 g/Liter verbleiben lassen. Of course, instead of the substances listed here other metallic, oxidic or mixed substances, e.g. B. from grinding dust the fettling shop, granulated black copper individually or mixed as an additive to Copper concentrate, the composition of which also fluctuates between 10 and 55% Cu can use the means: The resulting solution should not be more than 60 g / liter Cu and about 20 g / liter contain free sulfuric acid; the components are to be coordinated so that the acid-consuming Constituents an excess of those formed from the oxidation of the preceding sulfur Allow free acid of about 20 g / liter to remain.
Die Eisen- und Arsengehalte sind dann sehr niedrig, der erstere unter 4g/Liter.The iron and arsenic contents are then very low, the former below 4g / liter.
Die so erhaltene Lösung kann wegen ihrer Reinheit unmittelbar einer Reduktionselektrolyse unterzogen und bis auf einen Cu-Gehalt von etwa 5 g/Liter gehracht werden. Das restliche Kupfer muß dann durch Zementation mit Eisen gefällt und als solches dem Prozeß wieder zugeführt werden. Wegen des hohen Säuregehaltes werden erhebliche Mengen an Lisenschrott für die Zementation verbraucht werden. Deshalb und wegen des eventuell auftretenden Gehaltes an gewinnbaren Metallen wie Zink und Nickel empfiehlt es sich, das Kupfer durch Solventextraktion wie z. B. durch das spezifisch für Cu wirkende "LIX" zu extrahieren und durch Reextraktion mit einem gebräushlichen Kupferelektrolyten, wie z. B. 50 g/Liter Cu und 150 g/Liter H2SO4 für die Reduktionselektrolyse zu separieren, denn neben den Metallen Zn und Ni stammen von der Gangart noch u. U. Al und Mg, die sich eventuell störend bei der Elektrolyse bemerkbar machen würden. Bei der Extraktion werden die Cu-Ionen gegen die H-Ionen ausgetauscht, d. h. die zurückbleibende, von Cu befreite Lösung wird erheblich sauer. Diese freie Säure kann vorteilhaft zur Laugung oxydischer oder halboxydischer Produkte und damit zur Gewinnung der darin enthaltenen wertvollen Metalle z. B. Zn benutzt werden. The solution thus obtained can, because of its purity, directly Subjected to reducing electrolysis and up to a Cu content of about 5 g / liter be honored. The remaining copper must then be precipitated by cementation with iron and as such are fed back into the process. Because of the high acid content will be substantial Amounts of pilaster scrap consumed for cementation will. Therefore and because of the possibly occurring content of recoverable metals like zinc and nickel, it is recommended to remove the copper by solvent extraction, e.g. B. to extract by the specific for Cu acting "LIX" and by re-extraction with a brewable copper electrolyte, such as B. 50 g / liter Cu and 150 g / liter To separate H2SO4 for the reduction electrolysis, because in addition to the metals Zn and Ni still come from the gait, possibly Al and Mg, which may interfere with each other the electrolysis would be noticeable. During the extraction, the Cu ions exchanged for the H ions, d. H. the remaining solution freed from Cu becomes considerably acidic. This free acid can be beneficial for oxidic leaching or semi-oxidic products and thus for the extraction of the valuable contained therein Metals e.g. B. Zn can be used.
An einem Beispiel soll dies anhand der bereits beschribbenen Produkte Kupferkonzentratg Flugstaub, Kugelmühlenstaub und des in Fig. 1 dargestellten Flußdiagramms erläutert werden, welches einem technischen Maßstab angeglichen und für den Durchsatz von 1 t Konzentrat aufgestellt wurde. This is to be done with an example based on the products already described Copper concentrate flue dust, ball mill dust and the flow chart shown in FIG be explained, which is adjusted to a technical scale and for the throughput of 1 t concentrate.
5. Beispiel Beider Laugung von 1 t Konzentrat der oben angegebenen Zusammensetzung und unter den beschriebenen Bedingungen bleibennach Abzug der Schwefelsäuremenge für die Bildung von CuSO4 und Fe2 (SO4)3 sowie zur Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 1,5 etwa 215 kg Schwefelsäure als Überschuß. In Vorversuchen wurde festsgestellt. daß alle Bestandteile des Flugstaubes und 30% des Kugelmühlenstaubes bei Raumtemperatur in verdünnter Schwefelsäure löslich ind. Es erschien daher zweckmäßig, die Drucklaugung nur für solche Stoffe einzusetzen, die unter normalen Bedingungen in Schwefelsäure nicht löslich sind. Deshalb wird als säureverbrauchender Zuschlag für die Drucklaugung nur der bei Raumtemperatur unlösliche Teil des Kugelmühlenstaubes verwendet. Nach der Drucklaugung werden unlösliche Gangart, Eisenoxid, basisches Ferrisulfat, PbSO4 und SnO2 abfiltriert und die verbleibende Lösung durch Solventextraktion vom Kupfer befreit. Diese nun verhältnismäßig stark saure Lösung wird benutzt, um Flugstaub und Kugelmühlenstaub bei Normalbedingungen zu laugen, wobei zweckmäßig bis zu einem pH-Wert von 5,5 bis 5 neutralisiert wird. Man kann die so erhaltene Zinksulfatlösung repetieren, d. h. an Stelle von Wasser für den Druckaufschluß von sulfidischen Kupfererzen benutzen, bis die Lösung etwa 100 g/l Zink enthält.5. Example When leaching 1 t concentrate of the above Composition and under the conditions described remain after deducting the amount of sulfuric acid for the formation of CuSO4 and Fe2 (SO4) 3 as well as for maintaining a pH value of 1.5 about 215 kg of sulfuric acid as Excess. In preliminary tests was established. that all components of the fly ash and 30% of the ball mill dust soluble in dilute sulfuric acid at room temperature ind. It therefore seemed appropriate The pressure leaching can only be used for substances that are under normal conditions are not soluble in sulfuric acid. This is why it is called an acid-consuming surcharge for pressure leaching only the part of the ball mill dust which is insoluble at room temperature used. After pressure leaching, insoluble gangue, iron oxide, become basic Ferric sulfate, PbSO4 and SnO2 filtered off and the remaining solution by solvent extraction freed from copper. This now relatively strongly acidic solution is used to To leach flue dust and ball mill dust under normal conditions, whereby it is advisable neutralized to a pH of 5.5 to 5. You can get the Repeat zinc sulfate solution, d. H. instead of water for the pressure digestion of Use sulphidic copper ores until the solution contains about 100 g / l zinc.
Nach der teilweisen Neutralisation mit Flugstaub, Xugelmühlenstaub oder anderen oxydischen Zink-Vorstoffen wird die Lösung mit Kalk oder Kalkmilch versetzt, um alles Zink als Zn(OH)2 und alles SO42- als Gips auszufällen.After partial neutralization with fly ash, Xugelmühlenstaub or other oxidic zinc precursors, the solution is made with lime or milk of lime added to precipitate all zinc as Zn (OH) 2 and all SO42- as gypsum.
Der Niederschlag wird von der Restlösung getrennt über Eindicker und mit Zellensäure der Zinkelektrolyse behandelt, wobei das ausgefillte Zink wieder in Lösung geht und nunmehr in einer anschließenden Elelctrolyse getonnen werden karl.The precipitate is separated from the residual solution via thickener and Treated with cell acid of zinc electrolysis, with the filled zinc again goes into solution and can now be tinned in a subsequent electrolysis karl.
An Stelle von Kupferkonzentraten können auch Kupfer-Nickel-Konzentrate verwendet werden. Ein Beispiel soll dies erläutern. Instead of copper concentrates, copper-nickel concentrates can also be used be used. An example should explain this.
6. Beispiel Zur Verfügung stand ein Konzentrat folgender Zusammensetzung: 6,48% Cu, 7,98% Ni, 39,75% Fe, 30,1% S, 15,7% Gangart (davon 12,48% tmlöslich). 6 kg Konzentrat wurden mit 2,03 kg Zementkupfer der oben angegebenen Zusammensetzung bei 1900C unter den ebenfalls oben geschilderten Bedingungen gelangt. Es wurde eine Lösung mit 54 g/l Cu, 12 g/l Ni, 2,1 g/l Fe und 21,0 /1 H2S04 erhalten. Hier empfiehlt sich auf alle Fälle eine Solventextraktion sowohl für Kupfer als auch für Nickel. Beide Extraktionsverfahren sowie die sich anschließencen Reduktionselektrolysen entsprechen dem Stand der Technik. Neben dem als Beispiel benutzten Kupfer -Nickel-Konzentrat können auch stark arsenhaltige Kupfer- oder Nickelkonzentrate, welche bisher kaum Anwendung fanden, benutzt werden, da das vor laufende Eisen und die Bedingung pH = 1,5 - 2 hinreichen, um während des Druckaufschlusses das Arsen vollständig zu entfernen.6. Example A concentrate with the following composition was available: 6.48% Cu, 7.98% Ni, 39.75% Fe, 30.1% S, 15.7% gangue (of which 12.48% are soluble). 6 kg concentrate were mixed with 2.03 kg of cement copper of the composition given above at 1900C the conditions also outlined above. It became a solution with 54 g / l Cu, 12 g / l Ni, 2.1 g / l Fe and 21.0 / 1 H2S04 obtained. Here is recommended in all cases a solvent extraction for both copper and nickel. Both extraction methods as well as the subsequent reduction electrolyses correspond to the state of the art. In addition to the copper-nickel concentrate used as an example, you can also use high arsenic Copper or nickel concentrates, which have so far hardly been used, are used, because the iron in front and the condition pH = 1.5 - 2 are sufficient to during the pressure digestion to remove the arsenic completely.
B) Arbeitsweise mit 160-200°C-Drucklaugung und anschließender Laugung bei etwa 1100C. B) Operation with 160-200 ° C pressure leaching and subsequent leaching at around 1100C.
7. Beispiel Zur Verfügung stand je 1 t Kupferkonzentrat mit 28,3% Cu, 22,9 Fe, 28,5% 5, 0,56 As, 19,4% Gangart. Als Betriebsdaten seien vermerkt: 150 Liter Feststoff, Laugetemperatur 1900C, Sauerstoffpartialdruck 5 atü, Lauge#dauer 1h bzw. Lange#temperatur 110°C, Sauerstoffpartialdruck 1 atü, Laugedauer 30 Minuten. Von dem vorlaufenden Eisen der Laugung bei 190°C wurden 5% als Fe(S04)(OH) und 95 als Fe2O3 gebildet; daraus errechnete sich ein Überschuß an Schwefelsäure von 828,15 kg, wovon 4D5,97 kg für die Bildung des Kupfersulfats benötigt werden und )92,18 kg teils als freie Schwefelsäure, teils als Ferrisulfat in der Lösung verbleiben. Die so gebildete Lösung enthielt entsprechend einem Ni-Wert von etwa 1 auch 12 g/Liter Ferri-Ionen und 42 Liter Cu. Diese Lösung wurde nach bekannten Methoden und Chemikalien durch Solventextraktion entkupfert. Dabei wurde das Kupfer durch Wasserstoffionen ersetzt und weitere freie Schwefelsäure in einer' Menge von 4)5,97 kg gebildet, so daß nach der Solventextraktion insgesamt 828,15 kg freie Schwefelsäure in der Rest lauge vorhanden waren. 7. Example 1 t of copper concentrate with 28.3% was available Cu, 22.9 Fe, 28.5% 5, 0.56 As, 19.4% gait. The following should be noted as operating data: 150 liters of solid matter, lye temperature 1900C, oxygen partial pressure 5 atmospheres, lye # duration 1h or long temperature 110 ° C, oxygen partial pressure 1 atm, leaching time 30 minutes. 5% of the leading iron from the leaching at 190 ° C was found to be Fe (S04) (OH) and 95 formed as Fe2O3; this resulted in an excess of sulfuric acid of 828.15 kg, of which 4D5.97 kg are required for the formation of copper sulphate will and) 92.18 kg partly as free sulfuric acid, partly as ferric sulfate in the solution remain. The solution thus formed contained a Ni value of about 1 also 12 g / liter ferric ions and 42 liters Cu. This solution was known after Methods and chemicals decoppered by solvent extraction. In doing so, the copper replaced by hydrogen ions and more free sulfuric acid in an 'amount of 4) 5.97 kg formed, so that after the solvent extraction a total of 828.15 kg free Sulfuric acid were present in the residual liquor.
Bei der Laugung des Konzentrats nach entsprechender Vorbehandlung bei 1100C wurden 80% des vorlaufenden Schwefels elementar in Freiheit gesetzt und 20% zu S04"-Ionen oxydiert. Die Ausscheidung des Eisens erfolgte in diesem Falle als Na-Jarosit NaFe3(SO4)2(OH)6. When leaching the concentrate after appropriate pretreatment at 1100C 80% of the leading sulfur was set free and elementary 20% oxidized to SO4 "ions. In this case, the iron was excreted as Na-Jarosite NaFe3 (SO4) 2 (OH) 6.
Beim Einsatz von 1 t Konzentrat wurden für die Fällung 54,66 kg NaOH benötigt, die zweckmäßig bei der Mahlung im Attritor zugesetzt werden, und 268,11 kg H2S04.When using 1 t of concentrate, 54.66 kg of NaOH were required for the precipitation required, which are expediently added during the grinding in the attritor, and 268,11 kg H2S04.
Für die Bildung von Kupfersulfat wurden weitere 435,97 kg Schwefelsäure verwendet, zur Erhaltung eines pH-Wertes von 1,5 wurden 20 g/Liter oder 133,34 kg benötigt. Insgesamt wurden für die Laugung von 1 t Konzentrat 837,42 kg Schwefelsäure benötigt, bei der Laugung aber nur 174,55 kg erzeugt, so daß an sich ein Defizit von 665,07 kg Schwefelsäure entstand. Dieses Defizit wurde durch die bei der Laugung bei 1900C überschüssig entstandene Schwefelsäure erfindungsgemäß gedeckt. Die bei der Laugung von 1 t Konzentrat bei 190°C und der nachfolgenden Solvent extraktion entstehende Säure reichte in dem vorliegenden Falle aus, um etwa 1,25 t Konzentrat bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck zu laugen.Another 435.97 kg of sulfuric acid were used to form copper sulfate 20 g / liter or 133.34 kg were used to maintain a pH value of 1.5 needed. A total of 837.42 kg of sulfuric acid were used to leach 1 t of concentrate needed, but only produced 174.55 kg during the leaching process, so that in itself a deficit of 665.07 kg of sulfuric acid was formed. This deficit was caused by the leaching process According to the invention, excess sulfuric acid formed at 1900C is covered. The at the leaching of 1 t concentrate at 190 ° C and the subsequent solvent extraction In the present case, the resulting acid was sufficient for about 1.25 t of concentrate to leach at low temperature and low pressure.
Das in Fig. 2 dargestellte Flußdiagramm verschaubildlicht im oberen und mittleren Teil den Vorgang. The flow chart shown in FIG. 2 is shown in diagrammatic form in the upper and middle part of the process.
Die Ströme aus der Solventextraktion des Laugungsproduktes von 1900C und von 1100C werden schließlich vereinigt und gemeinsam in einer Reduktionselektrolyse zu Kupfer verarbeitet.The streams from the solvent extraction of the leachate from 1900C and from 1100C are finally combined and together in a reducing electrolysis processed into copper.
3. Beispiel Zur Verfügung stand ein Kupfer-Nickel-Konzentrat mit 6,48% Cu, 7,98% Ni, 39,75% Fe, 30,1% S, 15,7% Gangart (Davon 12,48 unlöslich). Die Betriebsdaten und Umsatzangaben waren dieselben wie im Beispiel 7, nur daß auch Ni als Nickelsulfat in Lösung ging. Da der Metallinhalt des Konzentrats wesentlich geringer als bei reinem Kupferkonzentrat ist, empfiehlt sich eine Erhöhung des Feststoffanteils von 150 g/liter im Beispiel 7 auf 300 g/Liter in diesem Beispiel. 1 t Konzentrat gab nach der Laugung einen Überschuß an Schwefelsäure von 4)6,45 kg, der sich nach der Solventextraktion des Kupfers auf 5)6,o5 kg erhöhte. Bei der Laugung bei 1100C entstand ein Defizit von 707,5 kg für 1 t Konzentrat Einsatz. Demnach konnten mit dem Säureüberschuß der Laugung von 1 t Konzentrat bei 190°C 757 kg Konzentrat bei 110°C gelaugt werden. Das volle Flußdiagramm nach Fig. 2 zeigt den Verfahrensgang, welcher sich vom Beispiel 7 durch die zusätzliche Solventextraktion für Nickel unterscheidet.3rd example A copper-nickel concentrate with 6.48% was available Cu, 7.98% Ni, 39.75% Fe, 30.1% S, 15.7% gangue (of which 12.48 insoluble). The operating data and conversion data were the same as in Example 7, only that Ni was also used as nickel sulfate went into solution. Since the metal content of the concentrate is much lower than that of pure copper concentrate, we recommend increasing the solids content of 150 g / liter in example 7 to 300 g / liter in this example. 1 t concentrate after leaching an excess of sulfuric acid of 4) 6.45 kg, which is after the Solvent extraction of copper increased to 5) 6, o5 kg. During the leaching at 1100C it was formed a deficit of 707.5 kg for 1 t concentrate use. Accordingly, with the excess acid the leaching of 1 t of concentrate at 190 ° C, 757 kg of concentrate can be leached at 110 ° C. The full flow chart of Fig. 2 shows the course of the process, which differs from the example 7 differs through the additional solvent extraction for nickel.
In beiden Fällen ist der Aufwand an zusätz-lichen Chemikalien gering und beschränkt sich auf die Natronlauge, welche sowohl für die Feinstmahlung als auch ftir die Jarositfällung erforderlich ist, und auf Kalk zur Einstellung des für die Extraktion von Nickel notwendigen pH-Wertes bzw. zur Neutralisation des Rücklaufwassers. In both cases, the need for additional chemicals is low and is limited to caustic soda, which is used both for fine grinding and is also required for the precipitation of jarosite, and for lime setting the pH value required for the extraction of nickel or for neutralization of the return water.
Da die Lösung nach der zweiten Laugung einen pH-Wert von 1,5 aufweist, ist auch hier der Einsatz arsenhaltiger Konzentrate möglich. Wenn auch bei der ersten Laugung größere Mengen an Arsen wegen des niedrigen pH-Wertes in Lösung bleiben, so werden sie durch die- Solventextraktion vom Kupfer abge trennt und bleiben unschädlich. Bei der zweiten Laugung aber werden sie bis auf ganz geringe Mengen von wenigen hundertstel Gramm ausgefällt. Since the solution has a pH of 1.5 after the second leaching, The use of concentrates containing arsenic is also possible here. Even if the first one Leaching larger amounts of arsenic remain in solution because of the low pH value, they are separated from the copper by the solvent extraction and remain harmless. In the second leaching, however, they are reduced to a few except for very small quantities hundredth of a gram precipitated.
Claims (5)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994000607A1 (en) * | 1992-06-19 | 1994-01-06 | Cominco Engineering Services Ltd. | Hydrometallurgical copper extraction process |
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1975
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| WO1994000607A1 (en) * | 1992-06-19 | 1994-01-06 | Cominco Engineering Services Ltd. | Hydrometallurgical copper extraction process |
Also Published As
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |