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Verfahren zur Behandlung von Kupfernickelstein. Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Behandlung der bei. den gewöhnlichen Schmelzverfahren erhaltenen
Kupfernickelsteine, durch welches man sowohl Kupfer als Nickel in reinem Zustande
gewinnen und gleichzeitig die edlen Metalle des Steines auf ein verhältnismäßig
kleines Volumen konzentrieren kann.
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Als Ausgangsmaterial kann ein Kupfernickelstein benutzt werden, in
welchem die Konvertierung so weit getrieben ist, daß der Eisengehalt sehr niedrig
ist. Es ist bekannt, daß ein solcher Stein gewöhnlich weniger Schwefel enthält,
als den Sulfiden der Metalle entspricht.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man sich der metallischen Eigenschaften
des Steins in einer bisher unbekannten Weise während der Gewinnung der einzelnen
Metalle des Steins bedienen kann, wodurch man einen sehr wesentlichen Teil der,
sonst nötigen Röst- und Reduktionskosten sparen kann.
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Nach der Erfindung wird der Kufernickelstein zunächst gebrochen oder
granuliert, daß man eine für Säurebehandlung geeignete Korngröße erhält. Der Stein
wird dann derart mit Säure berieselt, daß gleichzeitig Luft auf ihn einwirken kann.
Auf diese Weise wird eine neutrale Kupfernickellösung erhalten.
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Wegen des metallischen Charakters des Steins wird verhältnismäßig
mehr Nickel als Kupfer gelöst. Man kann deshalb das Auflösungsverfahren derart leiten,
daß man einen ungelösten Rest erhält, hauptsächlich aus Sulfiden bestehend, der
prozentweise mehr Kupfer und weniger Nickel als der ursprüngliche Stein und welcher
außerdem alle edlen Metalle des Steins enthält.
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Die hergestellte Kupfernickellösung wird nun von ihrem Kupfergehalt
durch Zementation befreit. Es hat sich hierbei ergeben, daß der als Ausgangsmaterial
benutzte Stein sich wegen seines metallischen Charakters vorzüglich als Z-mentationsmittel
eignet. Wenn die Zementation vollendet ist, erhält man eine neutrale kupferfreie
Nickellösung, die sich für Elektrolyse vorzüglich eignet, und aus welcher Nickel
in jeder beliebigen bekannten Weise gewonnen werden kann, und als Rest das Zementkupfer
neben den Sulfiden des Steins und den edlen Metallen. Wenn man die angewandte Menge
des Steins derart regelt, daß nicht wesentlich mehr metallisches Nickel zugeführt
wird als für die Zementation nötig ist, so kann man erreichen, daß ein Rest erhalten
wird, der sehr wenig Nickel enthält und reich an Kupfer ist.
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Die von der Säurebehandlung und von der Zementation herrührenden Reste
werden vereinigt und geröstet, wodurch man eine Mischung von Kupfer- und Nickeloxyden
erhält, die im Verhältnis zum Ausgangsstoff sehr reich an Kupfer und arm an Nickel
ist, und außerdem alle edlen Metalle des Steins enthält.
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Dieses geröstete Material wird jetzt mit
verdünnter
Säure in bekannter Weis= ausgelaugt, wodurch die Hauptmenge des Kupfers, das als
Oxyd vo:handen ist, gelöst wird, ohne daß ein wesentlicher Teil des Nickeloxyds
in Lösung geht. Diese Lösung wird in bekannter Weise für die Gäwinnung von Kupfer
behandelt, z. B. durch Elektrolyse.
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Der Rest, der hauptsächlich aus Nickeloxyd, einer kleineren Menge
Kupferoxyd sowie den edlen Metallen besteht, wird einem reduzierenden Schmelzen
unterworfen, und das erhaltene Metall granuliert. Diese Gtanalien können in Säure
auf bekannte Weise gelöst oder bei der Zementation der früher im Verfahren erhaltenen
Kupfernickellösung verwendet werden. Man erhält dann einen verhältnismäßig kleinen
Rest aus allen edlen Metallen des Steins bestehend, sowie im Falle der Zcmentation
etwas Zementkupfer. In diesem Falle können Anoden gegossen und das Kupfer und die
edlen Metalle durch Elektrolyse getrennt werden.
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Auf Grund der sehr starken Konzentration, der die edlen Metalle nach
dem vorliegenden Verfahren unterworfen sind, kann man diese gewinnen und ausnutzen,
. auch wenn sie ursprünglich in sehr kleinen Mengen vorhanden sind.
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Es kann vorteilhaft sein, einen Teil des Steins in einer bestimmten
Weise. zu konvertieren, so daß sich dieser besonders gut als Zementationsmittel
eignet. Dies wird dadurch erreicht,. daß man so weit konvertiert, daß die Hauptmenge
des Nickels in metallische Form übergeführt wird, , während der vorhandene Schwefel
von Kupfer gebunden wird. Eine solche Arbeitsweise ist besonders dann vorteilhaft,
wenn das Rohmaterial viel Kupfer im Verhältnis zu Nickel enthält.
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Das Verfahren kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden, je nach
dem 'angewandten Rohmaterial. -Die meisten Verfahren zur Behandlung von Kupfernickelstein
benutzen ein Rohmaterial,' in welchem sich Nickel zü Kupfer wie 2: i verhält. Das
vorliegende Verfahren kann aber auch mit großem Erfolge bei kupferreichen Steinen
angewandt werden, wie sich aus folgendem Ausführungsbeispiel ergibt, bei welchem
als Rohstoff ein Stein mit doppelt soviel Kupfer als. Nickel gewählt ist. -Eine
Menge von i ooo kg des obengenannten Steins wird bis. zu einem Metallgehalt. von
etwa 84 Prozent und etwa 16 Prozent Schwefel konvertiert. Dieser Stein wird dann
etwa 56 Prozent Cu und -28 Prozent Ni enthalten, er wird in einen Lösungsturm gebracht,
in welchem er mit Schwefelsäure durch periodische Berieselung unter Zufuhr von -
Luft behandelt wird: Aus den 28 Prozent Ni des Steins werden dann 25 Prozent in
Lösung gehen und aus dem - Kupfer io Prozent; wodurch man cinen ungelösten Rest
von etwa 65 Prozent erhält, der etwa 7o Prozent Cu und 5 Prozent Ni enthält, und
in welchem das Verhältnis Kupfer: Nickel also 1q.: i ist.
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Eine zweite Menge von 5oo kg Stein wird bis zu einem Metallgehalt
von etwa 93 Prozent und etwa io Prozent Schwefel konvertiert, was sich leicht
ausführen läßt, wenn der Kupfergehalt so hoch wie hier ist. Der konvertierte Stein
enthält dann etwa 6o Prozent Cu und 30 Prozent- Ni, er wird in ein Zementationsgefäß'gebracht,-
in welches auch die aus der ersten Menge hergestellte Lösung gefüllt wird.
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Die Lösung wird vorzugsweise bis über 6o ° C erhitzt. Die Zementation
findet dann in derselben Weise- statt, als, wenn nur metallischer Nickel angewendet
worden wäre. Durch @ die Zementation gehen 2o aus den 30 Prozent Ni in Lösung,
und eine entsprechende Menge Zementkupfer wird ausgefällt. Man erhält so einen ungelösten
Rest, der etwa 8o Prozent Cu und =o Prozent Ni enthält. Die reine neutrale Nickelsulfatlösung
wird dann elektrolysiert und die dadurch gewonnene Säure von neuem. zum Auflösungsverfahren
verwendet. - .
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Um das Verfahren ins Gleichgewicht zu bringen, ist es also ratsam,
doppelt soviel Stein für die Säurebehandlung als für die Zementation zu konvertieren.
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Der nach der Säurebehandlung zurückbleibende ungelöste Rest von
650 kg, 460 kg Cu und 30 kg Ni enthaltend, wird jetzt mit dem nach
der Zementaiion zurückbleibenden un= gelösten Rest von etwa. 500 kg,. qÖO
kg Cu und 5o kg Ni enthaltend, gemischt und geröstet, bis eine Oxydmischung mit
etwa 8o Prozent Metallgehalt entsteht oder etwa i ißo kg 0xYdmischung, 86o kg Cu
und 8o kg Ni enthaltend.
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Diese Oxydmischung wird in einem säurefesten Behälter mit Schwefelsäure
ausgelaugt, wodurch etwa 95 Prozent des "Kupfergehaltes und etwa 5 Prozent des Nickelgehaltes
in Lösung gehen und ein ungelöster Rest zurückbleibt, der etwa 43 kg Cu und '6 kg
Ni in Form von Oxyden enthält sowie-, alle edlen Metalle des ursprünglichen Steins:
Die Oxydmischung wird in bekannter Weise einem reduzierenden Schmelzen unterworfen,
wodurch etwa 115 kg metallisches Kupfernickel erhalten werden. Dies wird granuliert
und `bei der Zementation der ursprünglich- hergestellten Kupfernickellösung in-
einem besonderen Zementationsgefäß angewandt, so.' dä,ß als ungelöster Rest eine
Mischung von Kupfer und edlen Metallen entsteht. - Die @ edlen -Metalle sind jetzt
auf ein sehr kleines Volumen konzentriert und _ könne leicht in bekanfiiei Weise
gewonnen- werden durch Gießen von Anoden ' aus dem - metallischen Rest und EIektrolysieren,
wodurch
das Kupfer ausgefällt und die edlen Metalle in Form von Anodenschlamm zurückgewonnen
*erden.