NO763073L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved utfelling av metallsement fra en oppløsning hvortil et utfellingsmiddel er blitt tilsatt.

Ved utfelling av metall i form av metallsement fra en opp-løsning av metallet hvortil et mer uedelt metall er blitt tilsatt som utfellingsmiddel, dvs. ved den såkalte "sementering",

dreier det seg uten hensyntagen til om hvilket enkelt metall det gjelder, i det vesentlige alltid om et likeartig forløp hvor en ionebytting finner sted mellom et ifølge spenningsrekken edlere og et uedlere metall.

Begrepet "sementering" defineres i "Lexikon der Hiittentechnik"

av Lliger, 4. opplag 1963 , bind 5, Deutsche Verlagsanstalt Stuttgart, side 733, som følger: "Utfelling av et metall fra en oppløsning ved hjelp av et uedlere metall. Det uedlere metall har et mer negativt potensial enn det metall, som skal utfelles, gir positivt ladede ioner i oppløsning, lader seg selv derved negativt og utlader alle kationer med mer positive potensialer. Utskilles i metallisk form. Det er altså potensialforskjellen mellom de forskjellige kationer under de fore-kommende betingelser som er utslagsgivende."

Ved sementering- eller utfellingsprosesser -for de forskjel-ligste metaller oppstår grunnleggende vanskeligheter ved at det utfelte metall, det såkalte sementmetall, danner et overtrekk på overflaten av det uedlere metall som tilsettes som utfellingsmiddel, hvorved den elektrokjemiske reaksjon, dvs. ionebyttingen, hindres eller endog kan opphøre. Andre hindringer for reaksjonsforløpet skyldes at det på overflaten av det metalliske utfellingsmiddel enten dannes et oxydskikt eller at et overtrekk av fine gassblærer,

som skriver seg fra elektrolytiske prosesser, dannes.

Det tas derfor ved oppfinnelsen, sikte på å overvinne disse kjente vanskeligheter ved alle typer for utfellingsprosesser og derved avgjørende å forbedre både prosessens økonomi og utbyttet av metall, dvs. den samlede virkningsgrad- ved prosessen.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved utfelling av metallsement fra en oppløsning hvortil et utfellingsmiddel er blitt tilsatt, og fremgangsmåten er særpreget ved anvendelsen av fremgangsmåten for utfelling av kobbersement.fra en kobberoppløsning hvortil jernstykker er blitt tilsatt, hvorved den kobbersement som avsettes på jernstykkene, oppløses ved å holde jernstykkene i stadig bevegelse og fjernes fra oppløsningen hvorfra kobber er blitt fjernet, idet jernstykkene rystes med en slik frekvens og amplityde at disse stadig vil slå mot hverandre, for hvilke som helst andre prosesser innen våtmetallurgien for utfelling av hvilke som helst metaller som metallsementer fra oppløsninger derav hvortil et uedlere elektrokjemisk negativt metall er blitt tilsatt som utfellingsmiddel i form av metallstykker.

Ved en fordelaktig utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte anvendes denne innen sinkvåtmetallurgien for utfelling av et i forhold til sink edlere metall, som f.eks. Cu, Cd, Co eller Ni, som metallsement fra en sinkoppløsning hvortil sinkmetall-stykker er blitt tilsatt som utfellingsmiddel.

En fordelaktig utførelsesform.av oppfinnelsen består i en ytterligere anvendelse av fremgangsmåten innen edelmetallvåtmetallurgien, f.eks. for utfelling av sølv eller gull som metallsement fra en cyanidoppløsning av disse hvortil sinkstykker er blitt tilsatt som utfellingsmiddel.

Det anvendes da med fordel en svingemølle som utfellingsreaktor

Oppfinnelsen og de tekniske og økonomiske fordeler som kan oppnås med denne sammenlignet med den hittil kjente fremgangsmåte,

er nedenfor nærmere beskrevet ved hjelp av et representativt anvendelseseksempel fra sinkvåtmetallurgien.

Innen sinkvåtmetallurgien har det hittil vært vanlig at

de nøytrale luter som dannes, befris for oppløste fremmedmetaller, f.eks. Cu, Cd, Co eller Ni, derved at metallisk sinkpulver tilsettes til luten i røreverk, hvorved de såkalte forurensninger utfelles.

Den kjente fremgangsmåte er bl.a. beheftet med den spesielle ulempe at sinkpulveret først må fremstilles, f.eks. ved forstøvning av metallisk sink. Dessuten forløper, reaksjonen mellom utfellings-pulveret og luten meget langsomt med en reaksjonstid på inntil flere timer, spesielt fordi det på de små sinkdeler dannes et immuniserende skikt av sinkoxyd som sterkt hemmer det videre reaksjon sforløp.

Ifølge oppfinnelsen anvendes det imidlertid sink i form av stykker, f.eks. som granulater med en størrelse på 2-10 mm som tilsettes til luten, istedenfor sinkpulver, og den samlede utfellings-prosess utføres i en svingemølle som utfellingsreaktor for å oppnå den beregnede intense rystebevegelse, slik at sinkstykkene stadig slår mot hverandre..

Ved den intense rystebevegelse av sinkstykkene oppnås ifølge oppfinnelsen på en enkel og virkningsfull måte at sinkstykkenes overflate som overtrekkes med bunnfallet av det edlere metall, stadig bankes blanke og gnis blanke, slik at disse flater holder seg varig aktive for den fortløpende reaksjon som er basert på ianebytting.

Den intense rystebevegelse av .utfellingsreaktoren som inneholder metallstykkene, forårsaker dessuten en intens turbulens i lutvæsken. Derved oppnås en kraftig gjennomblanding av den faste og den flytende fase i grenseskiktet. Ionekonsentrasjonen innen overflateområdet for utfellingsmidlet blir derved betraktelig større enn ved den vanlige utfellingsmetode. Dette fører til at material-overgangen påskyndes ytterligere. Dessuten blir den hydrogengass som frigjøres under reaksjonsforløpet, .emulgert i luten som fine blærer og kan derfor forbedre virkningen som reduksjonsmiddel betydelig.

Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse kan det f.eks.

innen sinkvåtmetallurgien oppnås en forbedret økonomi ved at det . som utfellingsmiddel kan anvendes billige avfalls- og mellomprodukter av sink, f.eks. dross og slagg .etc. fra smelteprosessen, istedenfor det mer kostbare sinkpulver. Ved bl.a. smelting og støping av sinkkatoder erholdt ved elektrolyse, dannes dross som bare delvis består aV metallisk sink. Et slikt dross har hittil måttet opp-arbeides ved seigring av sinken, idet seigringsrestene er blitt tilført, til sinkluteriet og der oppløst. Alle disse kostbare opp-

arbeidelsestrinn blir overflødige og kan utelates når utfellingen ifølge oppfinnelsen ikke utføres med dyrt sinkpulver, men med dross, avfall,'granulater eller andre- kornformige hhv. stykk-formige deler av metallisk sink i en syingebeholder.

Ved den tvungne svinging av utfellingsreaktoren får nemlig dens innhold et så høyt energipotensial at sinkstykkene stadig slår og gnis mot hverandre med intens bevegelse. Derved holdes sinkstykkenes overflater frie for forurensninger eller immuniserende overtrekk, f.eks. oxyder, avsetning av metallsement eller ansamlinger av små gassblærer, hvorved sikres en påskyndet material-overgang ved ionebytting mellom metall og oppløsning.

Dette fører til sist til en betydelig forkortelse av prosess-forløpet og dessuten til en bedre utnyttelse av de tilsatte metalliske materialer slik at forbruket av disse reduseres til ca.

den støkiometriske mengde, mens dette forbruk derimot ved anvendelse av den vanlige utfellingstrommel kan utgjøre inntil 500% av den støkiometriske mengde..

De teknologiske muligheter og økonomiske fordeler som er underbygget av eksemplet fra sinkvåtmetallurgien, gjelder selv-følgelig også for ytterligere anvendelser av fremgangsmåteprinsippet for praktisk talt hvilke som helst sementeringsprosesser innen våt-metallurgiområdet.

Oppfinnelsen er nedenfor nærmere beskrevet i en del anvend-elseseksempler, hvorav to angår-en sementering ifølge teknikkens stand og to utfellingsprosessen ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

Eksempel på en utfelling ifølge teknikkens stand.

En lut inneholder oppløste metallforbindelser erholdt ved klorerende forflyktigelse fra en kompleks jernmalm i de følgende mengder: 25 g Cu pr. liter, 3 g Fe pr. liter, 80 g Zn pr. liter, 1 g Pb pr. liter, lg As pr. liter og resten Bi, Co, Cd og Ag ca. 200 mg pr. liter.

Ca. 30 m 3av luten med de oppløste metaller fylles i en ca. 100 m 3utfellingstrommel. Utfellingstrommelen er en pæreformig, skråstilt, syrefast foret beholder som kan dreies om sin akse. Foruten luten innføres ca. 50 t jernskrap gjennom beholderens øvre åpning. Chargen holdes i bevegelse i ca. 120 minutter ved en temperatur av 50°C ved at beholderen dreies. ■

Resultatet er en sluttlut med ca. 380 mg Cu pr., liter. Skrapforbruket ved denne diskontinuerlige prosess utgjør

ca. 215 % av den støkiometriske Fe-mengde.

Eksempel 2

Eksempel på en vanlig sementering.

Ved nøytral utluting.innen sinkmetallurgien fås en nøytral-lut som foruten de oppløste sinkoxyder inneholder forskjellige mengder av oppløste ioner av elektrokjemisk edlere metaller, som først og fremst Cu, Ni, Co og Cd.

Disse fremmedmetaller som i forhold til det metalliske sink som skal utvinnes, betraktes som forurensninger, må utfelles fra luten da allerede et lavt innhold av disse fremmedmetaller ville utøve en ytterst uheldig innvirkning på den etterfølgende sink-elektrolyse.

Utfellingen av disse metalliske forurensninger utføres med

■Zn-støv da de nevnte forurensninger er elektrokjemisk mer positive enn sementeringsmidlet. Sementeringen utføres gunstig i to trinn, slik at de sementf raks joner som dannes,' på tilsvarende måte kan

.videre bearbeides.

Sementeringen utføres diskontinuerlig i en beholder med om-røring, idet Zn-støvet tilsettes porsjonsvis. Den ifylte lut inneholder 150 g Zn pr. liter, 500 mg Cu pr. liter, 400 mg Cd pr.

liter, 20 mg Ni pr. liter og 20 mg Co pr. liter.

Luten utsettes i det første trinn for utfellingsprosessen

ved 95°C under tilsetning av Zn-støv, CuSO^ og arsentrioxyd,

hvorved Cu, Co, Ni og As sementeres ut, mens Cd forblir i opp-løsningen.

Varigheten av de. to sementeringstrinn utgjør ca. 260 minutter. Forbruket av zn-støv utgjør 530% av den støkiometrisk teoretiske Zn-mengde. Resultat: I den rensede nøytrallut forekommer følgende restinnhold av forurensninger: 0,1 mg Cu, pr. liter>0,2 mg Co pr. liter, 0,05 mg Ni pr. liter og 0,2 mg Cd pr. liter.

Eksempel 3

Sementering ifølge oppfinnelsen.

Kobberoppløsningen som.består av en nøytrallut av et oxydisk kobbermalmkonsentrat, sementeres med jernskrap som utfellingsmiddel. Sementeringen utføres i et forsøksanlegg ved hjelp av en svinge-mølle med et omdreiningstall og en amplityde som regulerbart kan forandres. Som reaktor anvendes en oppvarmbar. satelitt som er fast forbundet med svingemøllen og som har et ifyllingsvolum på

8,5 dm3..Den ifylte mengde sementeringsmiddel utgjør 65% av reaktorvolumet, dvs. 5,5 dm 3, og lutmerigden utgjør 35% av reaktorvolumet, dvs. 3 dm 3 ..

Sementeringen av kobberet fra CuSO^-oppløsningen med jern-stanseavfall begynner ved et Cu-innhold på 36 g pr. liter. Svinge-kretsdiameteren (amplityden) er 10 mm og svingefrekvensen 12,5.Hz.

Behandlingstemperaturen er 18°C og behandlingstiden 180 sekunder.

Et Cu-restinnhold på 40 mg Cu pr. liter.analyseres.

Ved et parallellforsøk under strengt like betingelser, men ved en behandlingstemperatur på 63°C, fås et restinnhold på 40 mg Cu pr. liter allerede efter 3.2 sekunder.-

Forbruket av jernskrap gir i begge tilfeller verdier som tilsvarer 1,2 ganger den støkiometriske jernmengde.

Eksempel 4

Sementering ifølge oppfinnelsen.

Sementering av kobber med sinkgranulat fra en nøytral sink-lut utføres i den amme forsøksreaktor som står i forbindelse med svingemøllen.

Innholdet av oppløst kobber er ved reaksjonens begynnelse

ca. 500 mg Cu pr. liter for et sinkinnhold av 150 g pr. liter.

Behandlingstemperaturen er 95°C og lutens pH 4.

Det som utfellingsmiddel anvendte sinkgranulat har en korn-stør.relse innen området 3/10 mm.

Bevegelsen utføres med en amplityde av 10 mm ved en frekvens på 12,5 Hz.

Allerede efter en sementeringstid på 29 sekunder analyseres et kobbersluttinnhold på under 0,1 mg Cu pr. liter.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved utfelling av metallsement fra en oppløsning hvortil et utfellingsmiddel er blitt tilsatt,karakterisert vedanvendelse av fremgangsmåten for utfelling av kobbersement fra en kobberoppløsning hvortil jernstykker er blitt tilsatt og hvor kobbersementen som avsettes på jernstykkene, løsnes ved stadig bevegelse av jernstykkene og fjernes fra oppløsningen hvorfra kobber er blitt fjernet, idet jernstykkene rystes med en slik frekvens og amplityde at disse stadig slår mot hverandre, for hvilke som helst andre prosesser innen våtmetallurgien for utfelling av hvilke som helst ønskede metaller som metallsementer fra oppløsninger derav hvortil et uedlere, elektrokjemisk negativt metall er blitt tilsatt som utfellingsmiddel i form av. metallstykker.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert' ved anvendelse av fremgangsmåten innen sinkvåtmetallurgien for utfelling av et metall som er edlere enn sink, som f.eks. Cu, Cd, Co eller Ni etc., som metallsement fra en sinkoppløsning hvortil stykker av sinkmetall er blitt tilsatt som utfellingsmiddel.

3.Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved. anvendelse av fremgangsmåten innen edelmetallvåtmetallurgien, f.eks. for utfelling av sølv eller gull som metallsement fra cyanidopp-løsninger derav hvortil sinkstykker er blitt tilsatt som utfellingsmiddel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisertved at en svingemølle anvendes som utfellingsreaktor.