DE120027C

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Publication number: DE120027C
Application number: DENDAT120027D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

M 120027 KLASSE 40«. M 120027 CLASS 40 «.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus seinen Erzen, wobei gleichzeitig etwa in den Erzen enthaltenes Silber in an sich bekannter Weise mitgewonnen werden kann..The present invention relates to a method of extracting copper from its ores, while at the same time about silver contained in the ores in itself known Way can be won.

Die Erfindung bezweckt, jedes Rösten der Erze, gleichviel in welcher Form sie das Kupfer enthalten mögen, entbehrlich zu machen, während bei bisher bekannten Verfahren (vergl. z. B. die Patentschrift 1577) der Röstprocefs nur in dem Falle vermieden werden konnte, dafs das Kupfer in der Form von Kupferoxyd in den Erzen enthalten war. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, dafs man während der Behandlung der Erze mit Schwefelsäure in Gegenwart von Braunstein in den Digerirbehälter einen Strom von heifser Luft event, unter Druck einführt, wodurch die Metallverbindungen, sowohl diejenigen des Silbers, als auch namentlich die des Kupfers, in Sulfate übergeführt werden.The invention aims at every roasting of the ores, regardless of the form in which they use the copper may contain, to make dispensable, while with previously known methods (cf. z. B. the patent 1577) the roasting process could only be avoided in the case, that copper was contained in the ores in the form of copper oxide. This purpose is achieved by the fact that during the treatment of the ores with sulfuric acid in Presence of brownstone in the digester tank a stream of hot air event, under pressure, whereby the metal compounds, both those of silver, as especially those of copper, can be converted into sulphates.

Die Umwandlung der Kupferverbindungen in Sulfate ist für die weitere Durchführung des Processes insofern sehr vortheilhaft, als die Fällung des Kupfers durch Elektrolyse erfolgen kann, die bei Chloriden, wie sie nach dem in der Patentschrift 1 577 beschriebenen Verfahren gewonnen werden, nur mit Gefahr für die Gesundheit der Arbeiter anwendbar ist, wobei die zur Behandlung neuer Erzmassen erforderlichen Reagentien, nämlich Braunstein und Schwefelsäure, direct wiedergewonnen werden, so dafs sie unmittelbar von neuem verwendet werden können. Das Verfahren stellt sich als ein Kreisprocefs dar, d. h. das Oxydationsmittel und die Schwefelsäure, mit deren Hülfe die metallischen Bestandtheile des Erzes im Digerirapparat gelöst werden, werden zum Schlufs wiedergewonnen, um beim Digeriren neuer Erzmassen wiederum Verwendung zu finden. ;The conversion of the copper compounds into sulfates is necessary for the further implementation of the Processes very advantageous in that the copper is precipitated by electrolysis can that in the case of chlorides, as they are according to the process described in patent specification 1,577 can only be used if there is a risk to the health of the workers the reagents required to treat new ore masses, namely manganese dioxide and Sulfuric acid, can be directly recovered, so that it can be used again immediately can be. The procedure is presented as a circular process, i. H. the oxidizing agent and sulfuric acid, with the aid of which the metallic constituents of the ore in the Digerirapparat are released, are finally recovered in order to digest to find new ore masses in turn. ;

Die Erfindung ist im Nachstehenden an der Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.The invention is explained below with reference to the accompanying drawings.

Fig. ι zeigt einen Verticalschnitt durch die verschiedenen Apparate, welche bei der Durchführung des Verfahrens gemäfs vorliegender Erfindung Verwendung finden.Fig. Ι shows a vertical section through the various devices which are used in the implementation the method according to the present invention find use.

Fig. 2 zeigt dasselbe Apparatsystem in Draufsicht. Fig. 2 shows the same apparatus system in plan view.

Fig. 3 giebt eine graphische Darstellung der chemischen Umsetzungen, welche im Verlauf des Verfahrens vor sich gehen.Fig. 3 gives a graphic representation of the chemical reactions which occur in the course of the proceeding.

Fig. 4 und 4 a zeigen den rotirenden Digerircylinder in Längs- und Stirnansicht. Fig. 4 b stellt einen Schnitt durch einen der Zuführungsstutzen des Digerircylinders dar. 4 and 4 a show the rotating digger cylinder in longitudinal and front view. Fig. 4 b represents a section through one of the feed nozzles of the digger cylinder.

Fig. 5 zeigt eine Reihe von Eindampfgefäfsen in Seitenansicht, Fig. 5 a eines derselben in Draufsicht mit einem Heizrohrsystem darin.FIG. 5 shows a row of evaporation vessels in side view, FIG. 5 a one of the same in plan view with a heating pipe system in it.

Wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, wird das Erz in der gewöhnlichen Weise einem Behälter A zugeführt, aus welchem es in einen Erzbrecher B und danach durch die Siebe C in den Vorrathstrichter D gelangt. Aus demAs can be seen from the drawings, the ore is fed in the usual manner to a container A , from which it passes into an ore crusher B and then through the sieves C into the storage hopper D. From the

Verein deutscher üngenisure Bezirksverein a. d. niederen Ruhr. *■Association of German recreational activities District Association a. d. lower dysentery. * ■

Behälter D gelangt das klassirte Erz über die schiefe Ebene e hinweg durch den Trichter E in den Digerirbehälter F. Container D , the classified ore passes over the inclined plane e through the funnel E into the digester F.

Der Digerirbehälter F besteht aus einem drehbaren Cylinder, der aus Kesselblech oder dergl. hergestellt ist und eine säurebeständige Ausfütterung von Blei, Chamotte oder ähnlichem Material besitzt. Der Digerirbehälter F läuft auf Rollen f und trägt an entgegengesetzten Enden Stopfbüchsen /, durch welche Bleiröhren g für die Zuführung von Luft oder Dampf hindurchgehen. Mannlöcher m gestatten den Zugang zum Inneren des Digerirbehälters. The digester F consists of a rotatable cylinder which is made of boiler plate or the like and has an acid-resistant lining made of lead, chamotte or similar material. The digester F runs on rollers f and carries stuffing boxes / through which lead pipes g for the supply of air or steam pass at opposite ends. Manholes m allow access to the interior of the digester tank.

Man giebt dem Digerirbehälter in der Regel eine solche Gröfse, dafs er io bis 20 Tonnen Erz fafst, wenn er halb gefüllt ist, wie es für den Betrieb sich als zweckmäfsig ergeben hat. Innerhalb des geschlossenen Cylinders F wird das Erz mit Manganoxyd oder einem ähnlichen Oxydationsmittel behandelt, welchem zweckmäfsig freie Schwefelsäure zugesetzt wird. Während der Digerirapparat sich langsam dreht, wird heifse Luft bei einer Spannung von 3 bis 6 Atmosphären durch die Rohre g aus einer Feuerung G in das Innere des Cylinders eingeführt. Das zu wählende Verhältnifs zwischen Oxydationsmittel und Säure hängt von dem Metallgehalt des behandelten Erzes ab. In der Regel werden 10 bis 15 Gewichtstheile Manganoxyd auf 100 Gewichtstheile Erz genommen. As a rule, the digester tank is given a size such that it can hold 10 to 20 tons of ore when it is half full, as has been found to be expedient for operation. Inside the closed cylinder F , the ore is treated with manganese oxide or a similar oxidizing agent, to which free sulfuric acid is expediently added. While the digester rotates slowly, hot air at a tension of 3 to 6 atmospheres is introduced through the pipes g from a furnace G into the interior of the cylinder. The ratio to be chosen between oxidizing agent and acid depends on the metal content of the ore being treated. As a rule 10 to 15 parts by weight of manganese oxide per 100 parts by weight of ore are taken.

Die Schwefelsäure wird zweckmäfsig in solchen Mengen angewendet, dafs nach Ueberführung des Metalles in Sulfate ein kleiner Ueberschufs an Säure verbleibt.The sulfuric acid is expediently used in such quantities that after conversion of the metal in sulphates, a small excess of acid remains.

Die Ladung des Digerirapparates wird somit der gleichzeitigen Einwirkung des Oxydationsmittels und der erhitzten Luft unterworfen, wobei infolge des Gehaltes an freier Säure das Kupfer und ein Theil des Silbers in Lösung übergeführt wird. Die Dauer der Behandlung im Digerirapparat hängt von der Natur des Erzes und zum Theil von der Korngröfse desselben ab. Die Dauer der Behandlung schwankt in der Regel zwischen 4 und 16 Stunden für jede Beschickung. Am Schlufs der Behandlung ergiebt sich, dafs der Digerirapparat Kupfer-(vielleicht Silber-), Mangan- und Eisensulfate, Schwefelsäure und unlösliche Rückstände enthält. Diese Zusammensetzung der Beschickung des Digerirapparates ist in der graphischen Darstellung (Fig. 3) angedeutet. Das Eisensulfat stammt gröfstentheils von Spuren von Eisen, welche in der Regel im Manganoxyd enthalten sind. Am Ende der Behandlung in dem Digerirapparat wird die Flüssigkeit von den festen Rückständen gesondert und durch geeignete Tröge h in ein Klärbecken H geleitet. Obwohl auf der Zeichnung nur ein einziges Klärbecken H dargestellt ist, kann doch eine beliebige Zahl derartiger Klärbecken angeordnet werden, sofern dieses zur Erlangung einer klaren Lösung erforderlich ist. Nach Auswaschen der Rückstände und Hinzuleiten der Waschflüssigkeit zur Hauptmasse der Lösung werden die festen Rückstände durch eine Klappenthür h¹ in eine Rinne / geleitet. Die Lösung bleibt in dem Klärbehalter, bis sie völlig geklärt ist, was eine verschieden lange Zeit beansprucht, je nach der Natur der Erze und der Neigung der festen Bestandteile, sich in Form von Schlamm abzusetzen. Sobald sich die Schlammflocken gesetzt haben, wird die klare Lösung abgeleitet und kann — sofern Silber darin enthalten — über Kupfer oder andere Metallspähne in einen geeigneten Ausfällbehälter K geleitet werden. Die Metallspähne dienen dazu, das Silber in metallischer Form auszufällen, so dafs es darauf in Barren gegossen werden kann, während das Kupfer seine Stelle in der Lösung einnimmt.The charge of the digester is thus subjected to the simultaneous action of the oxidizing agent and the heated air, the copper and part of the silver being converted into solution as a result of the free acid content. The duration of the treatment in the digester depends on the nature of the ore and, in part, on the size of the grain. The duration of the treatment usually varies between 4 and 16 hours for each load. At the end of the treatment it was found that the digester contained copper (perhaps silver), manganese and iron sulphates, sulfuric acid, and insoluble residues. This composition of the charge of the digester is indicated in the graphic representation (FIG. 3). The iron sulphate derives for the most part from traces of iron, which as a rule are contained in the manganese oxide. At the end of the treatment in the digester, the liquid is separated from the solid residues and passed through suitable troughs h into a clarifier H. Although only a single clarifier H is shown in the drawing, any number of such clarifiers can be arranged if this is necessary to obtain a clear solution. After washing out the residues and adding the washing liquid to the bulk of the solution, the solid residues are passed through a flap door h ¹ into a channel /. The solution remains in the septic tank until it is completely clarified, which takes a different amount of time depending on the nature of the ores and the tendency of the solid constituents to settle in the form of sludge. As soon as the sludge flakes have settled, the clear solution is drained off and, if it contains silver, can be passed into a suitable precipitation container K via copper or other metal chips. The metal chips serve to precipitate the silver in a metallic form so that it can be poured onto it in bars while the copper takes its place in the solution.

Hierauf wird die Lösung als Elektrolyt benutzt und kann gleichzeitig aus dem Behälter K in die Scheidebehälter M geleitet werden. Diese Scheidebehälter enthalten unlösliche Anoden entweder von Kohle oder von Blei.The solution is then used as an electrolyte and can be passed from the container K into the separating container M at the same time. These separators contain insoluble anodes of either carbon or lead.

Durch die Wirkung des elektrischen Stromes wird das in Lösung befindliche Kupfer an den Kathoden niedergeschlagen, während das Manganoxyd, welches im Digerirapparat als Oxydationsmittel benutzt wurde, gröfstentheils an den Anoden wiedergewonnen wird und sich aus der Lösung ausscheidet. Wenn der verbrauchte Elektrolyt aus den Scheid egefäfsen abgelassen wird, so bleibt das wiedergewonnene Oxydationsmittel zurück und kann aus den Behältern behufs Wiederverwendung im Digerirapparat entfernt werden.Due to the effect of the electric current, the copper in solution is transferred to the Cathodes are deposited, while the manganese oxide, which is used in the digester as an oxidizing agent was used, is for the most part recovered at the anodes and separates out of the solution. When the consumed Electrolyte is drained from the separator vessels, so what is recovered remains Oxidizing agent and can be removed from the containers for reuse in the digester removed.

Der Elektrolyt wird der Reihe nach in die verschiedenen Scheidebehälter geleitet; dabei wird event, sämmtliches in ihm enthaltene Kupfer aus der Lösung niedergeschlagen. Neben der freien Säure enthält der verbrauchte Elektrolyt einen kleinen Theil des ursprünglich darin befindlichen Oxydationsmittels und daneben Eisen in Form von Eisensulfat. Das verbrauchte Bad wird in einen oder mehrere Behälter O geleitet, wo es wiederholt eingedampft und darauf abgekühlt werden kann, um die Eisen- und Mängansalze auszukrystallisiren. Die freie Schwefelsäure bleibt als Mutterlauge zurück und kann ohne Weiteres im Digerirapparat von neuem Verwendung finden.The electrolyte is fed into the various separating containers one after the other; in the process, all of the copper contained in it is precipitated out of the solution. In addition to the free acid, the used electrolyte contains a small part of the oxidizing agent originally contained in it, and also iron in the form of iron sulphate. The used bath is passed into one or more containers O , where it can be repeatedly evaporated and then cooled in order to crystallize out the iron and manganese salts. The free sulfuric acid remains as mother liquor and can easily be used again in the digester.

Behufs bequemer Durchführung des Kochprocesses können die Behälter O in Reihen über einander angeordnet werden, wie es aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die Behälter der Verdampfungsanlage können zum Theil aufser Betrieb sein, damit die Krystallisation und die Entfernung der Krystalle vor sich gehen kann,For the convenience of performing the cooking process, the containers O can be arranged in rows one above the other, as can be seen from FIG. The vessels of the evaporation plant can be partly on the operating side, so that the crystallization and the removal of the crystals can take place,

während die Verdampfung in einem anderen Theil der Behältef erfolgt. Die Behälter sind mit Blei oder einem ähnlichen säurebeständigen Material ausgefüttert und können, wie es in Fig. 5 a angedeutet ist, durch Systeme von in die Behälter versenkten Bleiröhren o, durch welche Dampf hindurchgeschickt werden kann, beheizt werden.while the evaporation takes place in another part of the vessel. The containers are lined with lead or a similar acid-resistant material and can, as in Fig. 5 a is indicated by systems of sunk into the container lead pipes o through which steam can be sent through, be heated.

Nach der Entfernung aus den Krystallisationsgefäfsen O können die Sulfatkrystalle in einem gewöhnlichen Calcinirapparat in Oxyde übergeführt werden, in welchem Zustande die Manganverbindungen von neuem in dem Digerirapparat Verwendung finden können. Die bei der Calcinirung entwickelten Schwefelsäuredämpfe können durch Wasser condensirt und die Schwefelsäure auf diese Weise wiedergewonnen werden.After removal from the crystallization vessels O , the sulfate crystals can be converted into oxides in an ordinary calcining apparatus, in which condition the manganese compounds can be used again in the digester. The sulfuric acid vapors evolved during the calcination can be condensed by water, and the sulfuric acid can be recovered in this way.

Anstatt die aus den Kochgefäfsen O gewonnenen Sulfatkrystalle zu calciniren, können dieselben in Wasser gelöst und darauf in heifsem Zustande mit gelöschtem Kalk behandelt werden, wobei sich der Kalk mit der freien und der in den Krystallen enthaltenen Säure verbindet. Während dieses Processes wird heifse Luft in die Behälter, in denen sich der Procefs vollzieht, eingeblasen; das sich hierbei ergebende Calciummanganat kann im Digerirapparat als Oxydationsmittel benutzt werden.Instead of calcining the Sulfatkrystalle obtained from the Kochgefäfsen O, may be the same dissolved in water and then treated in hot condition with slaked lime, with lime combines with the free and the acid contained in the crystals. During this process hot air is blown into the vessels in which the process is taking place; the resulting calcium manganate can be used as an oxidizing agent in the digester.

Nach der Entfernung des Kupfers —■ und des etwa vorhandenen Silbers — durch die beschriebene Behandlung in dem Digerirapparat, kann man die Rückstände auf Gold verarbeiten, falls sich eine derartige Verarbeitung verlohnt.After removing the copper - ■ and any silver present - by the described treatment in the digester, one can process the residues on gold, if such processing is worthwhile.

Zu diesem Zwecke werden die unlöslichen Rückstände aus dem Digerirapparat von neuem in denselben hineingegeben. Der Auslaugeprocefs beginnt von neuem, wobei Salzsäure an Stelle von Schwefelsäure zusammen mit dem Oxydationsmittel, vorzugsweise Manganoxyd, benutzt wird. Die hierbei gebildeten löslichen Goldsalze können bei der Entfernung aus dem Digerirapparat mit Eisensulfat oder metallischem Zink zum Ausfällen des Goldes behandelt werden. Die in Lösung zurückbleibenden Eisen- und Manganchloride können hiernach auskrystallisirt und behufs Wiedergewinnung des Oxydationsmittels calcinirt werden, wie es oben angegeben wurde.For this purpose, the insoluble residues from the digester are reused put into it. The leaching process starts all over again, taking hydrochloric acid instead of sulfuric acid together with the oxidizing agent, preferably manganese oxide, is used. The soluble gold salts formed in the process can be removed from the digester with iron sulfate or metallic zinc to precipitate the gold be treated. The iron and manganese chlorides remaining in solution can then crystallized out and calcined to recover the oxidizing agent, as stated above.

Für den Fall, dafs Zink oder Nickel in lohnenden Mengen im Erz enthalten sind, können diese durch Auslaugen im Digerirapparat in lösliche Salze übergeführt und schliefslich durch geeignete Behandlung wieder gewonnen werden, obwohl die oben beschriebene elektrolytische Behandlung lediglich zur Ausscheidung des Kupfers benutzt werden könnte.In the event that zinc or nickel are contained in the ore in worthwhile quantities, these can be converted into soluble salts by leaching in the digester and eventually recovered by appropriate treatment, although that described above electrolytic treatment can only be used to precipitate the copper could.

Claims

Patent Claims:

1. Process for extracting copper from its ores by treating them with free acid, especially sulfuric acid, in the presence of oxidizing agents (Brownstone), characterized in that in the lye container during the leaching a stream of hot air is blown in under pressure if necessary, whereby, without the use of a roasting process, a conversion of the Ores contained copper brought about in salts suitable for the extraction of the metal is, from the solution of which the metallic copper with the help of one of the known Procedure is canceled.

2. A method for the extraction of copper from its ores according to claim ι by leaching the ores by means of sulfuric acid in the presence of an oxidizing agent with the introduction of hot air into the lye container, characterized in that the metallic copper is obtained from the copper sulphate solution obtained by leaching the ores is eliminated by electrolysis for the simultaneous recovery of the oxidizing agent and the sulfuric acid re-use.

3. The method according to claim 1 and 2 for the extraction of copper from its ores, characterized in that after electrolytic precipitation, the copper is removed the electrolyte obtained by digesting the ore is the same as that in the used bath sulfates still in solution are crystallized out in order to obtain the To recover the remainder of the oxidizing agent added at the beginning of the process and the free acid for renewed use.

1 sheet of drawings.