DE2953581T1 - Verfahren zur Aufbereitung eines pvrithaltigen Polymetallrohstoffes - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung eines pvrithaltigen PolymetallrohstoffesInfo
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Description
.DEA-PCT-21367
VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG EINES PiRITHALTIGEN
P0LB4ETALLR0HST0FFES Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Hüttenwesen, insbesondere auf Verfahren zur Aufbereitung eines
pyrithaltigen Polymetallrohstoffee mit dem Zweck, den Element
ar sohwef el und ein Pyrrhotinkonzentrat daraus zu gewinnen, wobei das letztere einer Weiterverarbeitung unterworfen
wird,tun seinen Eisengehalt zu erhöhen und aus ihm IjQ den Schwefel zu entfernen, der in die Schwefelsäureprodukt
ion geht.
Besonders vorteilhaft erweist sich die vorliegende Erfindung bei der Aufbereitung eines pyrithaltigen Polymetallrohstoffes,
der Bunt-, Selten- und Edelmetalle enthält. 15
Allgemein bekannt ist ein Verfahren zur Aufbereitung einee Pyritkonzentrates, das ein Erwärmen bzw. Rösten in
einer Inertgasatmosphäre ohne Luftzutritt und anschließend
ein Schmelzen des Konzentrates in Schwebezustand bei 1800°
bis 200O0C umfaßt. Dabei erfährt das 46,0 Gew.% Eisen und
52,8 Gew.% Sohwefel enthaltende Pyritkonzentrat eine thermische
Dissoziation, wodurch sich ein Stein bildet und elementarer Schwefel sich ausscheidet. Anschließend
wird der Stein granuliert und in einem Ofen in einer Wirbelschicht
geröstet, wobei sich schwefelhaltige Gase
entwickeln, welche bei der Schwefelsäureproduktion verwendet werden. Das auf so einem Wege gewonnene Eisenkonzentrat
kann bis zu 67 Gew.% Eisen enthalten. Dieses Verfahren sieht jedoch keine Gewinnung von
Bunt-, Selten- und Edelmetallen vor. Das Verfahren eignet sich für die Aufbereitung einea sohwefelrelohen Pyritkonzentrates.
Für die Aufbereitung schwefel- und eisenärmerer Pyritkonzentrate, die beispielsweise 38,5 Gew.% Eisen, 39,1
Gew«$3ohwefel und 20 Gew.% Gestein enthalten, ist ein Verfahren bekannt, das ein oxydierendes Rösten des Konzentrates
in einem Ofen in einer Wirbelschicht bei 9650C vorsieht.
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Der βion beim Oxydierenden Höeten ergebende Abbrand wird
einem magnetlsierenden Reduktionsrösten bei 550 bis 65O0C
und anschließend einer Magnetscheidung unterworfen. Dabei
vollzieht sich die Magnetscheidung des oxydierten Produkt
tes bei einer #eldetärke von 100 bis 600 Oe .Das so magnetisch ausgeschiedene Magnetprodukt wird pelletiert und geglüht, worauf dieses Produkt mit bis 66 Gew.JSlgem Eisengehalt für eine Hochofenschmelze benutzt «erden kann.
Dooh sieht auch dieses Verfahren keine Gewinnung von
Bunt-, Selten- und Edelmetallen vor.
Zur Gewinnung von Bunt- und Edelmetallen bei der Aufbereitung von Pyrit konzentrat en wendet man ein oxydierendes
Hosten des Ausgangsrohstoffes in Ofen in einer Wirbelschicht
bei 90O0C an. Die beim Rösten frei werdenden Gase werden
I^ zur Sohwefelsäureherstellung verwertet, während der Abbrand
mit einer 40 Jtigen KaJLziumchlorid-Lösung granuliert und
einem wiederholten Höeten bei 12500C in Drehrohröfen unterworfen wird. Das eisenhaltige Granulat wird in Hochöfen
eingesetzt. Die beim wiederholten Hosten frei werdenden
Gase enthalten Bunt- und Edelmetallohlorlde.
Sin Nachteil des in Hede stehenden Verfahrens ist
darin zu sehen, daß das Verfahren ein zweistufiges Rösten angereicherter Pyritkonzentrate bei hohen Temperaturen einschließt und infolgedessen mit erhöhten Betriebskosten
verbunden ist.
Es ist ein Verfahren zur Gewinnung von Bunt- und Edelmetallen aus einem pyrithalt igen Polymet-allrohstoff bekannt, bei dem man das oxydierende Hosten des genannten
Rohstoffes in Ofen in einer Wirbelschicht bei 704 bis 816° C bis zum Erhalt von Pjsrrhotin durchführt. Der
Pyrrhotin wird anschließend in einem mit Sauerstoff beaufschlagten Druckbehälter ausgewaschen. Dabei gehen die
Buntmetallen in die Lösung und werden aus dieser im nachfolgenden mittels Schwefelwasserstoff gefällt.
Durch Verbindung des Röstens mit einer Druokbehäl-
terwäsche und einer nachfolgenden Gewinnung von
Buntmetallen auf hydrometallurgischem Wege wird das Verfahren weitgehend erschwert und umständlich gemacht.
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Beim modernen Stand der Verfahrenstechnik zur Aufbereitung
schwer aufbereitbarer Polymetallerze läßt die
Belieferung der Buntmetallurgie mit hochwertigen selektiven Konzentraten trotz zahlreicher Vervollkommnungen viel
zu wünschen übrig. Dies führt dazu, daß pyrithaltige PoIymetallkonzentrate,
Zwischenprodukte und verarmte Aufbereitungsprodukte (Abgänge) immer mehr an Bedeutung gewinnen.
Deswegen bleibt die Entwicklung von wirkungsvollen Verfahren zur Komplexaufbereitung eines pyrithaltigen
Polymetallrohstoffea unter Ausbringen an wertvollen Produkten
wie Elementarschwefel, Eisenerzpellets und Buntmet
allkonzentrate eines der aktuellsten Probleme der Buntmetallurgie.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der erwähnten Schwierigkelten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung eines pyrithalt Igen Polymetallrohstoffes mit derartigen Arbeitsgängen zu dessen -Durchführung anzugeben,
die es ermöglichen könnten, die Wirksamkeit bei der Gewinnung von Nutzbestandteilen, darunter von Bunt-,
Selten- und Edelmetallen zu erhöhen, den Aufbereitungsablauf zu vereinfachen und die Betriebskosten zu senken.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbereitung eines
pyrithaltigen Polymetallrohstoffes gelöst, das ein Erwärmen des erwähnten Rohstoffes ohne Luftzutritt und ein nachfolgendes
Trennen des Rohstoffes in Produkte mittels Magnetscheidung vorsieht, bei dem erfindungsgemäß das Erwärmen
vor der Magnetscheidung bei 700 bis 80O0C innerhalb
von eins bis zwei Stunden durchgeführt wird.
Beim Erwärmen des Ausgangsrohstoffes auf eine Temperatur
von ca. 700 bis 80O0C innerhalb von ein bis zwei
Stunden erleiden die in dem in die Aufbereitung kommenden Rohstoff enthaltenen Bunt- und Seltenmetallmineralien und
Gestein keine chemieohen Umwandlungen, während der Pyrit gemäß der Reaktion dissoziiert zu:
-* FenSn+1 ♦ S0 ,
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wo "η" eine Zahl von 5 bis IO bedeutet. Dadurch, kann man
aus dem in die Aufbereitung kommenden Rohstoff ungefähr 43 bis 45 Gew.JS Pyritschwefel in elementarer Form erhalten
und den dlamagnetiachenPyrit in den ferromagnetischen
hexagonalen Pyrrhotin überführen. Die Wärmebehandlung
(das Rösten) des Rohstoffes wird noch von dem Sulfidieren oxydierter Buntmetallmineralien, von einer Oekrepitatlon
(der Zerstörung) von Mineralienverwaohsungen
und der allgemeinen öelbstzerkleinerung des Rohstoffes
begleitet, was dazu beiträgt, daß wertvolle Metalle in höherem Maße in selektive Konzentrate ausgebracht werden
können, die Verhältnisse für die Magnetscheidung von Mineralien
verbessert werden und der Energieverbrauch in den nachfolgenden ?#kt !garbe itsgängen gesenkt wird.
Seim Erwärmen dee Ausgangsrohstoffes auf eine Temperatur von unter 70O0C findet eine unvollständige Überführung
von Pyrit in den ferromagnetischen Pyrrhotin statt,
während bei Temperaturen von über 00O0C und einer Erwärmungsdauer
von über zwei Stunden der ferromagnetische Pyrrhotin in den unmagnetischen Pyrrhotin mit einem geringeren Schwefelgehalt bis zu Trollit übergeht. Dabei kommt es
zu einer starken lenkung des Wirkungsgrades beim Ausbringen des Eisens in das magnetische Pyrrhotinkonzentrat.
Ss ist vorteilhaft, das Erwärmen des Rohstoffes bei der Temperatur der diesen Rohstoff umgebenden Wände vorzunehmen,
die um 100 bis 2000C höher als die Siedetemperatur
der flüchtigen Rohstoffbestandteile liegt.
Wenn diese Bedingung eingehalten wird, entsteht zwischen den Wenden und dem "beschickten Rohstoff ein Zwischenraum,
der mit den sich während des Röstens bildenden gas- - und dampfförmigen Produkten gefüllt wird. Diese gas- und
dampfförmigen Produkte sorgen dafür, daß der Rohstoff bei seiner Abwärtsbewegung gleitet und nicht an den Ofenwänden
anhaftet sowie weniger abschmilzt, so daß nach diesem Verfahren der Rohstoff praktisch einer beliebigen Feuchtigkeit
und eines beliebigen Zerteilungsgrades aufbearbeitet
werden kann.
Wenn die Erwärmung des beschickten Rohstoffes bei einer Temperatur der ihn, umgebenden Ofenwände erfolgt, die
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weniger als um 10O0C die Siedetemperatur der flüchtigen
Rohstoffbeatandtelie übersteigt, wird das erwünschte Ergebnis
nicht erzielt, während eine Steigerung der Temperatur der Ofenwände um mehr als um 2000C aus dem wirfcschaftliohen
Grunde ungünstig ist·
Bs ist erwünscht, den kupferhalt igen Rohstoff nach
dem Erwärmen mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 Grad
je Minute abzukülen, und die Magnetscheidung in zwei Stufen
durchzuführen, wobei zuerst Eisensulfide bei einer ·...
magnetischen feldstärke von 1000 bis 2000 Oe und danach
Kupfereulfide bei einer magnetischen Feldstärke von 4500
bis 6000 Oe abgetrennt werden müssen.
Das Abkühlen des gerösteten Materials mit einer Geschwindigkeit
von 2 bis 4 ^rad je Minute begünstigt den
Übergang von im Ausgangsrohstoff enthaltenen Kupfermineralien, beispielsweise des kubischen diamagnetischen Chalkopyrits,
in eine tetragonale Modifikation mit einem gewissen Schwefelunterschuß, die magnetische Eigenschaften
aufweist. Sas Abkühlen des gerösteten Materials mit einer
2Q Geschwindigkeit von unter 2 Grad je Minute verlängert
und verteuert den Aufbereitungsνorgang für den pyrIthaltigen
Rohstoff , beim Anwachsen der Geschwindigkeit auf
höhere als 4 Grad je Minute Werte vermindert sich das Ausbringen
des Kupfers in das Kupferkonzentrat· Mit dem Duronführen der Magnetscheidung in den erwähnten
Bereichen der magnetischen feldstärke und in zwei
Stufen kann man das Aufbereitungsschema für einen pyrithalt
igen Polymetallrohstoff vereinfachen und den Verfahren
gegenüber, die auf einem mehrfachen Rösten oder ^o einer Behandlung des Rohstoffes in Druckbehältern beruhen,
die Betriebskosten senken..Wenn die magnetische Feldstärke
den erfindungßgemäß empfohlenen Wert von 1000 Oe in der
ersten Stufe und 450002 in der zweiten Stufe unterschreitet, sinkt das Ausbringen des iyrrhotin- bzw. Kupferkonzea-
tratee. Wenn die magnetische Feldstärke den Wert von 2000O
in der ersten Stufe und den Wert von 6000 Oe in der zweiten
Stufe überschreitet, verschlechtert sich die Qualität des
Pyrrhotin- und Kupferkonzentratee.
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Pas erfindungegemäße Verfahren zur Aufbereitung eines
pyrithaltIgen Polymetallrohstoffea wird an Hand der nachstehend angeführten Beispiele veranschaulicht·
Aufbereitungsnaohläufe (Abgänge) mit einem niedrigen
Pyritgehalt, enthaltend (alle Werte in GewichtaProzentsätzen) : Bisen - 28,0, Schwefel -33,5* Blei - 0,85t
- 0,94, Kupfer - 0,26, Quarz - 30,0, wurden bei 75O0C eine
Stunde lang ohne Luftzutritt erwärmt. Das Ausbringen an. flüchtigen Stoffen beim Erwärmen des Rohstoffes lag bei
15,6 Gew.%. Der aufbereitete Rohstoff wurde mit einer
Geschwindigkeit von 2 Grad Je Minute abgekühlt und der
Magnetscheidung in einem wäßrigen Medium mit einem Magnetic analysator bei einer magnetischen Feldstärke von 1000 Oe
unterworfen. Dabei wurde die erste magnetische Fraktion, d.h. das Eyrrhotlnkonzentrat, dessen Ausbringen 43,04% betrug, erhalten. Das Fyrrnot inkonzentrat enthielt in
Gew.%: Eisen - 59»42, Kupfer - 0,09, Blei-0,17, Zink -~ 0,08 und Quarz - 5,0. Aus dem Rohstoff ist in diese
Fraktion Eisen zu 92,34%, Kupfer zu 14, 90%, Blei zu
8,61%, Zink zu 3»66% und Quarz zu 7,17% übergegangen. Die
unmagnetische Fraktion wurde einer wiederholten Magnetscheidung in einem wäßerigen Medium bei einer magnetischen
Feldstärke von 4500 Oe unterworfen. Das Ausbringen an der zweiten magnetischen Fraktion, d.h. des Kupferkonzentrates,
betrug 2,25%» bezogen auf den Ausgangsrohstoff. Das Kupferkonzentrat enthielt in Gew.% : Kupfer - 8,96, Blei - 0,79,
Zink - 0,61, Eisen 13,2 und Quarz - 12,12. Aus dem Ausgangsrohstoff ist in diese Fraktion Kupfer zu 77,58 %,
Blei zu 2,09%, Zink 1,46%, Eisen zu 1,26 % und Quarz 1,02%
übergegangen. Die unmagnetische Endfraktion enthielt in Gew.%« Quarz-70,43, Eisen 5,3%, Kupfer - 0,05, Blei-1,94,
Zink-2,28. Aus dem Ausgangsrohstoff ist in die unmagnetische Fraktion 91,80% Quarz, 7,40% Eisen, 7,52% Kupfer,
89,24% Blei und 94,84% Zink übergegangen. Beispiel 2
Ein !Pyritkonzentrat, das 38,0Gew.% Eisen, 43,5 Gew.%
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Schwefel, 0,06 Gew.% Blei, 0,32 Gew.% Zink und I2,0Gew.%
Quarz enthielt, wurde bei 8000C ohne Luftzutritt eine Stunde lang erwärmt. Das Ausbringen an flüchtigen Bestandteilen
lag bei 18,76 Gew.%. Danach wurde der Rohstoff nach dem Erwärmen abgekühlt und in einem wäßrigen Medium bei
einer magnetischen Feldstärke von 1500 Oe magnetisch getrennt.
Das Ausbringen an der magnetischen Fraktion be- . trug 80 Gew.%. Die magnetische Fraktion enthielt 57,5 Gew.%
Eisen, 37,0 Gew.% Schwefel, 0,04 Gew.% Blei, 0,18 Gew.% Zink und 1,65 Gew.%. Aus dem Ausgangsrohstoff ist in die
Fraktion 98,34% Eisen, 55,17% Schwefel, 16,80% Blei, 37,12% Zink, 8,91% Quarz übergegangen. Die unmagnetische
Fraktion enthielt in Gew.%: Eisen-7,0, Schwefel -5,0, Blei
-2,0, Zink - 1,25 und Quarz - 66,80. Das Ausbringen an je-dem
dieser Elemente aus dem Rohstoff betrug für Eisen 1,97%, Blei 53,30%, Zink 63,43%, Schwefel 1,86, Quarz 89,16%.
Beispiel 3
Ein molybdenhaltiges Industrieprodukt, das folgende chemische Zusammensetzung (alle Werte in Gew.%): Molybdän
1J3»5O» Eisen 34,26, Schwefel 44,80, Quarz 5,65 hat, wurde
in einem kontinuierlichen Schachtofen ohne Luftzutritt erwärmt. Dabei bewegte sich das Material von oben nach unten
unter Schwerkraftwirkung. Die Temperatur der Ofenwände wurde um 1500C höher als die Temperatur der thermisehen
Dissoziation von Pyrit aufrechterhalten, dessen Gehalt im molybdenhaltigen Industrieprodukt 65 Gew.% betrug.
Die Temperatur der Ofenwände kann dabei je nach dem Gehalt
an flüchtigen Bestandteilen im Rohstoff auf 1000C herabgesetzt oder auf 2000C heraufgesetzt werden. Der Abtrei-
bungsgrad des Pyritschwefels betrug 42,72 Gew«%. Die nachfolgende
Magnetscheidung bei einer magnetischen Feldstärke
von 2000 06 lieferte eine magnetische Fraktion, die 58,92 Gew.% Eisen, 36,75 Gew.% Schwefel, 1,91 Gew.% Molybden
und 0,73 Gew.% Quarz enthielt. Dabei ist das Eisen in die magnetische Fraktion aus dem Rohstoff zu 94,35% übergegangen.
In der uzunagnetischen Fraktion war 45,34 Gew.% Molybden
und 18,45 Gew.% Quarz enthalten, wobei das Ausbringen aus dem Rohstoff betrug für Molybden und Quarz 95,68
130615/OOU
bzw. 94,70%. Die nachfolgende Schwimmaufbereitung der unmagnetischen Fraktion (ohne Nachreinigen) lieferte ein
hochwertiges Molybdenkonzentrat mit einem Molybden-Gehalt
von 54,14 Gew.% und einem Quarz-Gehalt von 5,12 Gew.%.
Bin Brz, enthaltend in Gew,%: Eisen - 26,6, Kupfer -- 5,64, Blei -0,35 Zink - 3,51. Sohwefel - 45,4 sowie in
Gramm je Tonne Gold -2 und Silber 100, wurde bei 7000C
ohne Luftzutritt zwei Stunden lang erwärmt und anschließend mit einer Geschwindigkeit v\.·: von 4 Grad je Minute ab
gekühlt. Im Ausgangeerz war das Kupfer in Form eines diamagne tischen tetragonal an Chalkopyrits anwesend. Das Erwärmungsprodukt wurde nach Entfernen von Eisensulfiden
durch eine Magnetscheidung bei einer magnetischen FeId-
X5 stärke von I500 Oe erneut bei einer magnetisohen Feldstärke von 6000 Oe magnetisch getrennt. Das Ausbringen
an Kupfer in die zweite magnetische Fraktion (das Kupferkonzentrat ) betrug 87,0%. Im unmagnetischen Produkt sammelten eich Blei, Edelmetalle und Zink an.
Aufbereitung verschiedenartiger pyrithaltiger Polymetallrohstoffe verwenden und aus ihnen eine Reihe wertvoller
Produkte gewinnen wie Siementarschwefel, ein Pyrrhotinkonzentrat, welohes ein wertvoller Rohstoff zur Herstellung von Bisenerzpellete und der Schwefelsäure ist, ein
selektives Kopferkonzentrat und ein mit Bunt-, Selten- und
Edelmetallen angereichertes Produkt, das sich nach der
üblichen Technologie in selektive Konditionskonzentrate
trennen läßt. Das Verfahren gewährleistet eine weitgehend
komplexe Aufbereitung der pyrithaltigen Polymetallrohstoffe und kann als Grundlage zur Schaffung eines abfallfreien
Betriebes in Frage kommen.
Labor Untersuchungen und die Erprobung auf einer
halbtechnischen Versuchsanlage, die mit einem pyrithaltigen Industrieprodukt auf ifiolyfcdenbasie folgender chemischer Zusammensetzung (in Gew.%): Molybdän - 31,99, Eisen - 18,18, Schwefel - 42,25t Quarz 4,42, und einem PoIy-
130615/00U
metallkieserz folgender gewichteprozentualer Zusammensetzung:
Bisen - 40,0, Schwefel - 46,71 Zink - 0,22, Kupfer - 0,92 und Quarz - 4,03 durchgeführt worden sind,
haben die von dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahren
erwarteten -Ke suit ate bestätigt.
Bas Ausbringen aus dem Ausgangsrohstoff in die unmagnetische
Fraktion betrug im ersten Fall für Molybden 98%
und für Quarz 96% und im zweiten .Fall für Zink 80%, für
Blei 85% und für Quarz 90%. In das Kupferkonzentrat ging 88% des im Ausgangsetz enthaltenen Kupfers über. Der Schwefel
wurde zu 45% in elementarer Porm ausgebracht. Das Ausbringen
an Eisen in das magnetische Produkt betrug 90 bis 98%. Aus dem magnetischen Produkt wurde nach oxydierendem
Rösten ein Eisenkonzentrat mit 62 bis 67 %igem Eisengehalt und 0,5 %igem ^chwefelaehalt gewonnen.
1306 15/00U
Claims (2)
1. Verfahren zur Aufbereitung einea pyrithaltigen
Polymetallrohstoffes, das ein Erwärmen des erwähnten Rohstoffes ohne Luftzutritt und ein nachfolgendes Trennen
dieses Rohstoffes in Produkte mittels Magnetscheidung vor»
sieht, dadurch gekennzeichnet, daß
das Erwärmen vor der Magnetscheidung bei 700 bis 8000C innerhalb
von ein bis zwei Stunden durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß das Erwärmen des Rohstoffes bei der Temperatur der diesen, Rohstoff umgebenden Wände
erfolgt, die um XOO bis 2000C die Siedetemperatur der
flüchtigen Rohstoffbestandteile übersteigt*
3* Verfahren nach Ansprüchen I oder 2, d ad urch ge kenn ze ichnet, daß man nach dem Erwärmen den
kupferhalt igen Rohstoff mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 Grad je Minute abkühlt und die Magnetscheidung in zwei
Stufen durchführt, und zwar zuerst bei einer magnetischen feldstärke von 1000 bis 2000Oe Eisensulfide und danach
bei einer magnetischen Feldstärke von 4500 bis 6000 Oe
Kupfersulfide absondert.
130615/0014
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