DE1583892B1

DE1583892B1 - Verfahren zur Reduktion von nickelhaltigen Lateriterzen

Info

Publication number: DE1583892B1
Application number: DE19681583892
Authority: DE
Inventors: James Alexander Evert Bell
Original assignee: Vale Canada Ltd
Current assignee: Vale Canada Ltd
Priority date: 1967-03-06
Filing date: 1968-02-26
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1193237A; FR1566420A; CA851655A; US3503734A

Description

ι .■;■■. 2

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren

Reduktion von nickelhaltigen Lateriterzen, bei wel- zur Reduktion von nickelhaltigen Lateriterzen, bei

chem Pellets des Erzes auf eine Temperatur über welchem Pellets des Erzes auf eine Temperatur über

dem Erweichungspunkt, aber unterhalb 1400° C in dem Erweichungspunkt, aber unterhalb 1400° C in

einer reduzierten Atmosphäre erhitzt werden. 5 einer reduzierten Atmosphäre erhitzt werden, das

Es ist bereits bekannt, den Nickelgehalt in einem dadurch gekennzeichnet ist, daß die Erhitzung in Lateriterz selektiv zu reduzieren und dann den redu- Gegenwart eines nichtschmelzenden feuerfesten zierten Nickelgehalt mit Hilfe von magnetischen Oxyds ausgeführt wird, das auf der Oberfläche der Abscheidungsverfahren zu konzentrieren. Eine weit- Pellets eine feste Lösung mit einem Erweichungsgehende Abtrennung durch derartige Verfahren io punkt höher als demjenigen der Pellets bildet, macht es erforderlich, daß das selektiv reduzierte Ans der USA.-Patentschrift 3 163 519 ist es zwar Erz mit Nickel angereicherte Teilchen enthält, die schon bekannt, ein nichtschmelzendes Oxyd zuzugrößer als ungefähr 10 μ sind. Da der Nickelgehalt setzen, doch ist diese Druckschrift ausschließlich auf durch das Erz sehr stark verteilt ist, muß das selektiv die Bearbeitung von Eisenerzen gerichtet. Ein weireduzierte Erz auf hohe Temperaturen erhitzt wer- 15 terer Unterschied zum Gegenstand der vorliegenden den, damit sich durch Diffusion des reduzierten Erfindung liegt darin, daß die USA.-Patentschrift Nickelgehaltes Teilchen mit der gewünschten Größe 3163 519 lediglich den Einsatz eines Flußmittels bilden. Die Diffusion des Nickelgehaltes wird ge- beschreibt, wobei der Zusatz des Flußmittels nur für fördert, wenn das Erz beginnt zu erweichen, d. h., die nachfolgende Verwendung der Pellets vorgesehen wenn die Viskosität des Erzes herabgesetzt wird, 20 wird. Dabei wird aber in keiner Weise die Bildung und in der Tat wird bei den meisten Verfahren das einer festen Oxydlösung auf der Oberfläche der selektiv reduzierte Erz jenseits des Erweichungs- Pellets in Betracht gezogen.

punktes behandelt. Bei einigen Verfahren wird zur In vorteilhafter Weise wird mindestens ein Wert-Erreichung des Erweichungspunktes ausschließlich metall im wesentlichen vollständig während der Ereine hohe Temperatur verwendet, während bei an- 25 hitzungsstufe in der reduzierenden Atmosphäre deren Verfahren verhältnismäßig teure chemische reduziert und, nachdem das Erz mindestens teilweise Reagenzien, wie z. B. Natriumsulfat, und erhöhte mit dem feuerfesten Oxyd reagiert hat, in Teilchen Temperaturen angewendet werden. Bei all diesen mit einer ausreichenden Größe, die erne Gewinnung Verfahren, die bisher zur Erreichung der Erwei- des reduzierten Wertmetalls gestatten, verschmolzen, chungstemperaturen angewendet wurden, sind 30 Nach der obigen Behandlung kann das pelletisierte Arbeitsschwierigkeiten anzutreffen, und zwar auf Erz zerkleinert werden, und das verschmolzene redu-Grund der Neigung des erweichten Erzes zu agglome- zierte Wertmetall kann davon durch Konzentrationsrieren oder an den Innenwandungen des Ofens zu verfahren, wie z. B. magnetische Trennung oder FIokleben, ob nun ein Schachtofen oder ein Drehofen tation, abgetrennt werden.

angewendet wird. Aufwendige Öfen wurden zur 35 Es ist hervorzuheben, daß die vorhegende Erfin-Vermeidung der Probleme, die mit dem Kleben und dung in einer Form ein Verfahren zur Behandlung mit der Agglomeration verknüpft sind, verwendet. von komplexen eisenhaltigen Oxyderzen schafft, die Solche Öfen beanspruchen einen großen Kapitalem- mindestens ein weiteres Wertmetall, wie z. B. Nickel satz. Bei anderen Verfahren werden Lateriterze mit oder Kobalt, enthalten. Das komplexe eisenhaltige verhältnismäßig teuren Chemikalien, wie z. B. Na- 4° Oxyderz wird fein gemahlen und dann pelletisiert. triumsulfat, behandelt, so daß die Erze bei niedrige- Das pelletisierte komplexe eisenhaltige Oxyderz wird ren Temperaturen erweichen, und die mit dem dann auf eine Temperatur über seinen Erweichungs-Kleben und Agglomerieren verknüpften Probleme punkt, aber unterhalb ungefähr 1400° C in einer konnten durch Anwendung üblicher Verfahrenstech- selektiv reduzierenden Atmosphäre erhitzt, um im niken vermieden werden, wie z. B. Einführung einer 45 wesentlichen den gesamten Gehalt des weiteren Wertmechanisch wirkenden Phase aus Kalk oder DoIo- metalls und bestimmte Mengen Eisen zu reduzieren mit. Die Verwendung einer mechanisch wirkenden und um das reduzierte Wertmetall zu verschmelzen. Phase, wie z. B. Kalk oder Dolomit, ergibt bei nied- Während der selektiven Reduktion und Verschmelrigeren Temperaturen zufriedenstellende Resultate, zung des reduzierten Wertmetalls wird das pelletiaber bei solchen niedrigen Temperaturen müssen 50 sierte Erz mit einem nichtschmelzenden feuerfesten teure Reagenzien verwendet werden. Die Verwendung Oxyd in Berührung gebracht, so daß das nichtvon teuren Reagenzien ist unnötig, wenn hohe schmelzende feuerfeste Oxyd mit der Oberfläche des Temperaturen angewendet werden, aber bei höheren pelletisierten Erzes reagiert, wobei eine feste Oxyd-Temperaturen sind Kalk und Dolomit als mechanisch lösung gebildet wird, die einen höheren Erweichungswirkende Phasen unwirksam, und die Probleme des 55 punkt als das eisenhaltige Oxyderz aufweist und die Klebens und Agglomerierens können sogar noch das Aneinanderkleben der Erzpellets verringert. Die größer werden. Obwohl viele Versuche zur Beseiti- auf diese Weise behandelten Pellets werden dann gung der obigen Schwierigkeiten und anderer Schwie- abgekühlt, und das verschmolzene reduzierte Wertrigkeiten gemacht wurden, so war doch kerner ganz- metall wird davon abgetrennt, hch erfolgreich, wenn er in der Großtechnik ange- 60 Zwar ist die Erfindung unter besonderer Bezugwendet wurde, nähme auf die Behandlung von nickelhaltigen Laterit-Es wurde nunmehr gefunden, daß nickelhaltige erzen beschrieben, aber Erze, die mindestens ein Lateriterze durch selektive Reduktion bei hohen Wertmetall enthalten, das mindestens genauso leicht Temperaturen und anschließende magnetische Tren- reduzierbar ist als Eisenoxyd, können ebenfalls genung konzentriert werden können, wobei die mit der 65 maß der Erfindung behandelt werden. Weiterhin Hochtemperaturbehandlung von komplexen Oxyd- muß das Metalloxyd nicht ein natürlich vorkommenerzen verknüpften Schwierigkeiten vermieden oder des Metalloxyd sein, sondern es kann auch durch verringert werden. Rösten von Sulfiderzen, die das Wertmetall enthalten,

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erhalten werden. So kann Kupfer aus Erzen, die auf die Wirksamkeit ist unverwitterter Serpentin, der Chrysokoll, Azurit, Malachit, Tenorit und Cuprit unter dem zu behandelnden Lateriterz liegt. Wenn enthalten, und aus gerösteten Erzen, die Covellin die Reduzierung in einem Drehofen ausgeführt wird, enthalten, gewonnen werden. In ähnlicher Weise dann wird der unverwitterte Serpentin auf eine Teilkann Zinn aus Erzen, die Kassiterit enthalten, und 5 chengröße von mindestens ungefähr 90% minus Blei aus Erzen, die Menige, Gerussit und Bleiglätte 4 Maschen gemahlen und in den Drehofen in einer enthalten, gewonnen werden. Erze, die gediegen Menge von ungefähr 33 Gewichtsprozent, beispielsvorkommende Metalle enthalten, können ebenfalls weise ungefähr 15 bis ungefähr 50 Gewichtsprozent, behandelt werden. So können Erze, die gediegenes bezogen auf das Erz, eingeführt. Nach dem Hin-Silber enthalten, gemäß der Erfindung behandelt io durchlauf durch den Ofen kann der unverwitterte werden, um die gediegen auftretenden Silberteilchen Serpentin von den selektiv reduzierten Pellets abgein Teilchen mit einer leicht gewinnbaren Form zu trennt und dann in den Drehofen zurückgeführt verschmelzen. In einer ähnlichen Weise, wie die werden. Unverwitterter Serpentin, der weniger als Herstellung von Oxydpellets aus natürlich vorkom- ungefähr 10'% Eisen, mindestens ungefähr 40% menden Oxyderzen oder aus gerösteten Sulfiderzen, 15 Siliciumdioxyd, mindestens ungefähr 30% Magnewerden Erze, die gediegene Metalle oder chemisch. siumoxyd, mindestens ungefähr 1% Aluminiumoxyd gebundene Metalle enthalten, mit dem Ganggestein, und im übrigen im wesentlichen Wasser enthält, kann das als Oxyd dient, in Oxydpellets verformt. So kön- verwendet werden. Andere feuerfeste Oxyde, die in nen nickelhaltige Erze, eisenhaltige Erze und kobalt- dieser Weise wirken, beispielsweise Flußmittel, sind haltige Erze gemäß der Erfindung behandelt werden. 20 Alumimumoxyd, Magnesiumoxyd, Titandioxyd und

Jedoch wird das erfindungsgemäße Verfahren am natürlich vorkommende komplexe Oxydminerale, vorteilhaftesten mit eisenhaltigen Oxyderzen, die wie z. B. Olivin, Asbest und Peridotit, die weniger auch weitere Wertmetalle wie z. B. Nickel und/oder als ungefähr 7% Eisen enthalten und niedrige Kalzi-Kobalt enthalten, ausgeführt. Das eisenhaltige Oxyd- umoxydgehalte aufweisen. Der Ausdruck »nichterz wird zur Metallisierung eines bestimmten Teils 25 schmelzende feuerfeste Oxyde«, wie er hier verdes Eisens und im wesentlichen der Gesamtmenge wendet wird, bezieht sich auf die oben aufgeführten der anderen Wertmetalle reduziert und wird dann Oxyde und weitere Oxyde, die die Viskosität des über den Erweichungspunkt erhitzt, um die metalli- Erzes an den Pelletoberflächen durch Lösung darin sierten Bestandteile zu verschmelzen. Nach der steigern und die auch Erweichungspunkte oberhalb selektiven Reduktion und Verschmelzung der metalli- 30 der Verschmelzungstemperaturen, beispielsweise sierten Bestandteile wird das Erz zerkleinert, und der oberhalb ungefähr 1320° C, besitzen und eine derverschmolzene metallisierte Teil wird durch magne- artige chemische Stabilität aufweisen, daß die Oxyde tische Trennung gewonnen, um die Wertmetalle zu durch Kohle bei den Verschmelzungstemperaturen konzentrieren. Erze, die auf diese Weise behandelt unreduzierbar sind. Weiterhin ist die Natur der nichtwerden können, werden im allgemeinen Lateriterze 35 schmelzenden feuerfesten Oxyde derart, daß, wenn genannt, das ist der verwitterte Anteil von Serpentin- sie dem reduzierten Erzgemisch in kleinen Mengen lagerstätten, und enthalten mindestens ungefähr 15 zugegeben werden, der Schmelz- oder Erweichungsoder 20 bis ungefähr 45 Gewichtsprozent Eisen, bis punkt des Erzes gehoben wird. Eine große Reihe zu ungefähr 3% Nickel, von ungefähr 1 bis unge- von feuerfesten Oxyden kann verwendet werden, fähr 30% Magnesiumoxyd, von ungefähr 2 bis 40% 40 solange sie auf das bereits klebrige Erz nicht schmel-Siliciumdioxyd als Silikate und bis zu ungefähr 10 % zend wirken. So können kalziumoxydhaltige Mate-Aluminiumoxyd, wobei der Rest im wesentlichen - rialien, wie z.B. Kalk, nicht als Flußmittel verwendet aus Feuchtigkeitswasser oder aus chemisch gebunde- werden, da Kalziumoxyd die Neigung besitzt, Lateritnem Wasser besteht. erze zu schmelzen, wodurch die Probleme, die mit

"Bei der für die Verschmelzung erforderlichen 45 der Klebrigkeit verknüpft sind, nur gesteigert werden. Temperatur erweichen die Lateriterze und werden Aus ähnlichen Gründen können Siliciumdioxyd entklebrig, so daß sie Bearbeitungsschwierigkeiten er- haltende Materialien nicht verwendet werden. Es ist geben. Ob nun die Reduktion in einem Drehofen darauf hinzuweisen, daß kleinere Mengen Kalziumoder in einem stationären Ofen durchgeführt wird, oxyd und Sihciumdioxyd in dem feuerfesten Oxyd diese Klebrigkeit kann eine Ringbildung und/oder 50 vorhanden sein können, wenn sie in Mengen und in den Aufbau von Ansätzen an den Ofenwandungen einer Form vorliegen, die das Lateriterz nicht schmelzur Folge haben, die die Kapazität des Ofens herab- zen. Die nichtschmelzenden feuerfesten Oxydteilchen setzen und eine vollständige Unterbrechung des Be- haften an den Erzpellets und reagieren bei den Vertriebes erforderlich machen können. Diese uner- Schmelztemperaturen damit, wobei eine feste Oxydwünschten Effekte, die durch die klebrige Natur der 55 lösung über den größten Teil der Pelletoberflächen Erze bei erhöhten Temperaturen verursacht werden, gebildet wird, und da die resultierende Oxydlösung können durch Erhitzen des pelletisierten Erzes in einen Erweichungspunkt oberhalb der Verschmel-Gegenwart eines nichtschmelzenden feuerfesten Zungstemperaturen besitzt, wird eine Verklebung Oxydes, das einen Erweichungspunkt oberhalb des zwischen den Erzpellets verringert oder vollständig Erweichungspunktes des Erzes besitzt, vermieden 60 vermieden. Das nichtschmelzende feuerfeste Oxyd oder verringert werden, wobei die Pellets entweder muß in einer Menge von mindestens 15 Gewichtsmit dem feuerfesten Erz gemischt oder die Pellets prozent, bezogen auf das Erz, zugegeben werden, um damit beschichtet werden. Das nichtschmelzende eine Verklebung zu verringern oder zu vermeiden, feuerfeste Oxyd reagiert mit dem klebrigen Erz, wo- und kann in einer Menge bis zu 100% oder mehr bei eine feste Oxydlösung gebildet wird, die ebenfalls 65 zugegeben werden, aber aus Gründen der Wirtschafteinen Erweichungspunkt über demjenigen des Erzes lichkeit wird die Menge im allgemeinen auf 50% aufweist. Ein besonders vorteilhaftes feuerfestes beschränkt.
Oxyd sowohl im Hinblick auf die Kosten als auch Um die selektive Reduktion zu erleichtern, wird

das Lateriterz auf eine Pelletisierungsf einheit gemahlen, beispielsweise auf mindestens ungefähr 100 °/o minus 48 Maschen. Das feingemahlene Erz wird dann pelleüsiert und einem Ofen zugeführt, wo das pelletisierte Erz, wie oben erörtert, selektiv reduziert wird. In vorteilhafter Weise wird in das Erz während der Pelletisierung ein Reduktionsmittel eingearbeitet, so daß das pelletisierte Erz eine Menge eines Reduktionsmittels enthält, die ausreicht, die gewünschte

sierung des Erzes zugesetzt, und zwar in Mengen bis zu ungefähr 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, beispielsweise von 2 bis 10 Gewichtsprozent. Die Menge der metallisierten nickelhaltigen Teilchen 5 mit einer Teilchengröße von mehr als ungefähr 10 μ kann ebenfalls erhöht werden, indem eine Schwefelquelle in das pelletisierte Erz eingearbeitet wird. Die Quelle für Schwefel wird in vorteilhafter Weise dem Erz vor der Pelletisierung zugesetzt und kann als Metallisierung sicherzustellen. Mechanische Vertei- io elementarer Schwefel oder im kohlenstoffhaltigen lung des reduzierenden Mittels in dem pelletisierten Reduktionsmittel, als Pyrit, als Pyrrhotit oder in Erz steigert die Geschwindigkeit der Reduktions- Form einer Verbindung mit einem der obengenannreaktion und ergibt ein Material, das erne Einsparung ten viskositätsverringernden Mittel, wie z. B. Kalzian Reduktionsmittel zuläßt. Reduktionsmittel, wie umsulfat oder Natriumsulfat, zugegeben werden. Der z. B. feinverteilter Koks, flüssige Kohlenwasserstoffe, 15 Schwefel kann dem Erz in Mengen bis zu ungefähr Kohle, Kohlenstoff oder Lignit, können verwendet 5 Gewichtsprozent, beispielsweise von ungefähr 0,5 werden. Die Menge an Reduktionsmittel, die in das bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, zugepelleüsierte Erz eingearbeitet wird, hängt vom Eisen- geben werden.

gehalt und vom Wertmetallgehalt, wie z.B. Nickel- Die Versuchsergebnisse in der Tabelle zeigen die

gehalt, des Erzes ab und wird in einer Menge zu- 20 Wirksamkeit von Zusätzen aus Schwefel oder aus gegeben, die ausreicht, mindestens 2, aber weniger Schwefel plus Siliciumdioxyd auf das Verschmelzen als 5 Teile Eisen je Teil des weiteren zu metallisierenden Wertmetalls zu reduzieren. Eine selektive Reduktion der meisten nickelhaltigen Lateriterze wird
so gesteuert, daß das Gesamtgewicht des metallisier- 25
ten Teils ungefähr 8 bis ungefähr 20 %, beispielsweise
ungefähr 10%, des selektiv reduzierten Erzes ausmacht. Der Anteil an zum metallischen Zustand
reduziertem Eisen ist ebenfalls wichtig. Ein bestimmter Anteil, beispielsweise ungefähr 8 bis ungefähr 30
3O⁴Vo, des Eisens im Lateriterz darf nicht in den
metallischen Zustand reduziert werden, so daß das
nicht reduzierte Eisen als Flußmittel für das Erz in
der Verschmelzoperation wirken kann. Bei den
meisten nickelhaltigen Lateriterzen wird das Reduk- 35
tionsmittel in einer Menge von ungefähr 2 bis unge-

von selektiv reduziertem Nickel in einem nickelhaltigen Lateriterz bei verschiedenen Verschmelzungstemperaturen.

Verschmelzung von reduzierten Wertmetallen in einem Lateriterz *

Zusatz Gewichtsprozent

Schwefel	SiO₂
0	0
0	0
0,75	0
0,75	0
0,75	4
0,75	8
0,75	4

Verschmelztemperatur

1 Stunde 126O⁰C 1 Stunde 1315°C 1 Stunde 126O⁰C 1 Stunde 1315°C 1 Stunde 1260⁰C 1 Stunde 1260⁰C !Stunde 1315° C

% Metallteilchen² mit einer Größe von mehr als 15 μ

30 50 89 65

95

¹ Zusammensetzung des Erzes:

1,9 Vo Ni, 28Vo Fe, 18 °/o MgO, 27 »/0 SiOo. Glühverlust (G. V.) = 14,0 °/o.

² In jedem Versuch wurde annähernd ein Drittel des Eisens reduziert.

Wie die Tabelle zeigt, ergibt eine selektive Erhitzung von reduzierten Pellets, die keine Zusätze enthalten, auf Temperaturen von 1260 und 1315° C

fähr 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, und in vorteilhafter Weise in einer Menge von ungefähr 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, eingearbeitet. 40

Wie bereits erwähnt, kann eine magnetische Trennungstechnik zur Konzentrierung der im metallisierten Teil des Lateriterzes enthaltenen Wertmetalle angewendet werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine wirksame magnetische Trennung des metallisierten 45 Teils des Erzes es erfordert, daß die selektiv reduzierten Wertmetalle durch das gesamte pelletisierte Erz als metallisierte Teilchen, die erne Größe von ungefähr mindestens 10 μ besitzen, verteilt sind. Da

Wertmetalle, wie z. B. Nickel, in Lateriterzen auch 50 metallisierte Teilchen mit einer Größe von 15 μ oder nach einer selektiven Reduktion stark verteilt sind, darüber in einer Menge von 0 bzw. 30°/o. Die Vermuß das Erz weiter in einer solchen Weise behandelt Schmelzung von selektiv reduzierten Pellets, die werden, daß eine Konzentration der Wertmetalle, 0,75% Schwefel enthalten und bei Temperaturen beispielsweise Nickel, in Teilchen mit einer Teilchen- von 1260 und 1315° C erhitzt werden, ergibt Mengen größe von mindestens ungefähr 10 μ sichergestellt 55 an metallisierten Teilchen mit einer Größe von 15 μ wird. Die Konzentration der reduzierten Wertmetalle oder darüber von 50 bzw. 89'%. Die Reduktion von in Teilchen mit einer Größe von mindestens unge- nickelhaltigen Lateriterzpellets, die 0,75 % Schwefel fähr 10 μ kann durch Herabsetzung der Viskosität und 4 bis 8% Siliciumdioxyd enthalten und bei einer des Erzes realisiert werden. Die Viskosität des Erzes Temperatur von 1260° C erhitzt werden, ergibt kann dadurch herabgesetzt werden, daß erhöhte 60 Mengen an nickelhaltigen metallisierten Teilchen mit Temperaturen angewendet werden, und dadurch, daß einer Größe von 15 μ und darüber von 65 bzw. 88%, Zusätze von viskositätsverringernden Mitteln zum was bestätigt, daß verbesserte Resultate auf Grund Erz gemacht werden. Zuschläge, die mindestens einen des synergistischen Effekts von Schwefel und SiIider Stoffe Siliciumdioxyd, Kalk, Natriumoxyd, Kali- ciumdioxyd erhalten werden können. Die Tabelle umoxyd und Verbindungen derselben enthalten, 65 bestätigt auch, daß durch Zusatz von 0,75% Schwefel können zur Herabsetzung der Viskosität dem Erz und 4% Siliciumdioxyd zu dem pelletisierten Erz zugesetzt werden. Diese Zuschläge werden dem Erz und durch Verschmelzung bei einer Temperatur von in vorteilhafter Weise während oder vor der Pelleti- 1315° C 95% der reduzierten Wertmetalle in Teil-

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chen mit einer Größe von 15 μ und darüber ver- unverwitterter Serpentin und Peridotit, mit einer

schmelzen. Es ist aus den Resultaten von der Tabelle Teilchengröße von weniger als ungefähr 4 Maschen

offensichtlich, daß weit größere Konzentrationen bei wird mit dem pelletisierten Erz dem Drehofen in

vernünftigen Temperaturen realisiert werden können, einer Menge von ungefähr 15 bis ungefähr 50 Ge-

wenn die obengenannten Zusätze in pelletisierte 5 wichtsprozent, bezogen auf das Erz, zugeführt. Das

nickelhaltige Lateriterze eingearbeitet werden. sich mäßig umwälzende Bett wird auf eine Tempe-

Wenn ein nickelhaltiges Lateriterz behandelt wird ratur von ungefähr 200 bis ungefähr 1260° C erhitzt, und anschließend des Erz pelletisiert oder brikettiert um im wesentlichen alle im Erz enthaltenen Wertwird, dann werden die Pellets einem Ofen zugeführt metalle und auch eine bestimmte Menge Eisen zu und auf eine Temperatur von mindestens ungefähr io reduzieren und um das Nickel in Form verschrnol-1150° C erhitzt, um das Erz selektiv zu reduzieren zener Teilchen zu konzentrieren, von denen unge- und die Wertmetalle in Teilchen mit einer Größe fähr 85% größer als ungefähr 10 μ sind. Bei diesen von mindestens ungefähr 10 μ zu verschmelzen. Auf Temperaturen haftet das feuerfeste Oxyd an der Grund der Leichtigkeit und der Wirksamkeit der Be- Oberfläche des pelletisierten Erzes und reagiert dahandlung und aus Gründen eines niedrigeren Kapital- 15 mit, wobei eine feste Oxydlösung mit einem Erweieinsatzes wird es bevorzugt, einen Drehofen zu ver- chungspunkt von oberhalb ungefähr 1320° C über wenden. Das pelletisierte Erz wird vorteilhafterweise beträchtliche Teile der Pelletoberflächen gebildet dem Drehofen derart zugeführt, daß sich ein langsam wird und wobei die Klebrigkeit herabgesetzt wird, umwälzendes Bett bildet. Das pelletisierte Erz wird Die reduzierten Pellets werden dann auf Raumtempein einer Vorerhitzungszone auf eine Temperatur von 20 ratur abgekühlt, das überschüssige Flußmaterial wird mindestens ungefähr 800° C vorerhitzt und dann in davon abgetrennt, und die Pellets werden zerkleinert eine Reduktionszone eingeführt, wo eine Temperatur und gemahlen. Das Nickel wird dann von den gevon mindestens ungefähr 1150° C, beispielsweise mahlenen Pellets als Ferronickellegierung magnetisch von ungefähr 1150 bis ungefähr 1300° C, mit Hilfe abgetrennt, die mindestens ungefähr 15% Nickel, eines Brenners aufrechterhalten wird, der am Aus- 25 vorteilhafterweise ungefähr 20 bis 30% Nickel enttrittsende des Ofens angebracht ist. Die Atmosphäre hält, wobei Ausbeuten von mindestens ungefähr innerhalb des sich langsam umwälzenden Bettes in 80%, beispielsweise ungefähr 85% oder darüber, der Reduktionszonö wird auf einem Reduktionspoten- bezogen auf das im Nickel enthaltene Erz, erhalten tial äquivalent einem CO : CO₂-Verhältnis von min- werden.

destens ungefähr 1:1, beispielsweise von ungefähr 30 Die Erfindung wird an Hand der folgenden Bei-

2:1 bis ungefähr 3 :1, gehalten, indem die Verbren- spiele näher erläutert. Die Beispiele sind nicht in

nung der Brennstoffe durch den Brenner und/oder einschränkendem Sinne aufzufassen,

durch Zusatz von Reduktionsmitteln, wie z. B. Koks, .. .

Kohle, Lignit und flüssigen Kohlenwasserstoffen, zu Beispiel 1

dem sich langsam umwälzenden Bett in der Reduk- 35 Ein Lateriterz mit einem Gehalt von 1,9% Nickel,

tionszone entsprechend gesteuert wird. 28% Eisen, 18% Magnesiumoxyd, 27% Silicium-

Bei der Ausübung der Erfindung in der Praxis dioxyd, 2% Aluminiumoxyd, wobei der Rest aus wird es bevorzugt, ein nickelhaltiges Lateriterz, das Feuchtigkeitswasser oder chemisch gebundenem ungefähr 1 bis ungefähr 3 Gewichtsprozent Nickel, Wasser bestand, wurde pelletisiert. Ein Gemisch der mindestens ungefähr 20 Gewichtsprozent, aber nicht 40 Pellets und 100% minus 65 plus 100 Maschen Alumehr als ungefähr 40 Gewichtsprozent Eisen, unge- miniumoxyd in gleichen Mengen wurde in einen fähr 5 bis 25 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd, un- feuerfesten Schmelztiegel eingebracht. Die Bescbikgefähr 10 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent Silicium- kung wurde gemeinsam mit einem Kohlenstoffzusatz dioxyd und bis zu 6 Gewichtsprozent Aluminium- von ungefähr 4% auf ungefähr 1316° C erhitzt und oxyd und im übrigen im wesentlichen Wasser als 45 1 Stunde bei dieser Temperatur gehalten, um unge-Feuchtigkeit oder chemisch kombiniertes Wasser ent- fähr ein Drittel des Eisens und im wesentlichen das hält, auf eine Pelletisierungs- oder Brikettierungs- gesamte Nickel zu reduzieren und die reduzierten feinheit, beispielsweise ungefähr 90% minus 48 Ma- Metalle zu verschmelzen. Nach dem Abkühlen auf sehen, zu mahlen. Reduktionsmittel, wie z. B. flüssige Raumtemperatur waren die Pellets frei fließend, und Kohlenwasserstoffe, Koks, Kohle, Kohlenstoff oder 50 das Aluminiumoxyd wurde von den Pellets abgesiebt, Lignit, werden dann dem feinverteilten Erz in Men- wobei ein 8-Maschen-Sieb verwendet wurde. Die gen bis von ungefähr 3 bis ungefähr 5 Gewichts- reduzierten Pellets enthielten annähernd 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, zugegeben. Silicium- prozent Aluminiumoxyd als feste Oxydlösung auf dioxyd in Mengen bis zu ungefähr 10 Gewichtspro- den Pelletoberflächen. Dieses Beispiel bestätigt, daß zent und Schwefel in Mengen von ungefähr 0,5 bis 55 sogar unter den schwierigsten Bedingungen, d. h., ungefähr 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das zu wenn sich die Pellets nicht bewegen, die feste Oxydbehandelnde Erz, werden ebenfalls dem feinverteilten lösung auf den Pelletoberflächen, die durch Um-Erz zugesetzt. Das feinverteilte Lateriterz, das die Setzung von Aluminiumoxyd und dem pelletisierten obengenannten Zusätze enthält, wird in Pellets mit Erz erhalten wird, die Verklebung zwischen den einer Größe von ungefähr 5 bis ungefähr 25 mm 60 Pellets herabsetzt,
pelletisiert. _ . . j

Das pelletisierte Erz wird der Vorerhitzungszone rseispieiz

eines Drehofens zugeführt, um ein sich langsam Der Versuch von Beispiel 1 wurde in ähnlicher

umwälzendes Bett zu bilden, und ein feuerfestes Weise wiederholt, mit dem Unterschied, daß unver-

Oxyd, wie z. B. Aluminiumoxyd, Titandioxyd, Ma- 65 witterter natürlich vorkommender Serpentin, der

gnesiumoxyd, oder natürlich vorkommende korn- 7% Eisen, 31% Magnesiumoxyd, 39%. Silicium-

plexe Oxydminerahen mit einem Gehalt an weniger dioxyd, 1 % Aluminiumoxyd und im übrigen Feuch-

als ungefähr 7% Eisen, wie z.B. Forsterit, Olivin, tigkeitswasser oder chemisch gebundenes Wasser ent-

hielt und auf minus 14 Maschen gemahlen war, und daß das pelletisierte Erz in gleichen Mengen als Mischung in einem Tiegel eingebracht wurde. Das pelletisierte Erz wurde bei 1360° C 1 Stunde, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt. Nach dem Abkühlen des pelletisieren Erzes auf Raumtemperatur wurde wiederum gefunden, daß die Pellets frei fließend waren. Ungefähr 12 Gewichtsprozent der reduzierten Pellets bestanden aus entwässertem Serpentin in Form einer festen Oxydlösung auf dem ίο größten Teil der Pelletoberflächen.

Beispiel 3

Ein nickelhaltiges Lateriterz, welches 1,9 Gewichtsprozent Nickel, 28 Gewichtsprozent Eisen, 18 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd, 27 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd und 2 Gewichtsprozent Aluminiumoxyd enthielt und einen Glühverlust von 14% besaß, wurde getrocknet und auf minus 48 Maschen zerkleinert. Das getrocknete Erz wurde mit 0,75 und 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das getrocknete Erz, elementarem Schwefel bzw. Siliciumdioxyd gemischt. Das gemischte Erz wurde mit 4 Gewichtsprozent Bunker-»C«-Öl gemischt, und das Gemisch wurde in Pellets mit einem Durchmesser von ungefähr 12,5 mm verformt. Die Pellets wurden in einen Schmelztiegel eingebracht, und zwar gemischt mit 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das pelletisierte Erz, eines auf minus 14 Maschen zerkleinerten unverwitterten Serpentins der Zusammensetzung 0,7 % Nickel, 7% Eisen, 31% Magnesiumoxyd, 39°/o Siliciumdioxyd, 1 % Aluminiumoxyd und mit einem Glühverlust von 14%. Die Charge wurde in einer inerten Atmosphäre ungefähr 1 Stunde auf ungefähr 1260° C erhitzt, um im wesentlichen das gesamte Nickel und ungefähr ein Drittel des Eisens in den metallischen Zustand zu reduzieren und die reduzierten Wertmetalle zu verschmelzen. Nach dem Abkühlen wurden die frei fließenden Pellets vom unverwitterten Serpentin durch Sieben mit einem 6,35-mm-Sieb getrennt. Die reduzierten Pellets enthielten ungefähr 5 Gewichtsprozent tinverwitterten Serpentin, der in Form einer festen Oxydlösung auf der Oberfläche der Pellets haftete. Die Pellets wurden dann auf ungefähr 80% minus 325 Maschen gemahlen, und das gemahlene Erz wurde magnetisch getrennt. Die magnetische Trennung ergab die folgenden Fraktionen auf unverdünnter Basis, d. h. unter Ausschluß des an den Pellets haftenden unverwitterten Serpentins:

11 Gewichtsprozent magnetische Fraktion mit 18% Ni

2 Gewichtsprozent Mittelfraktion mit 2 % Ni 87 Gewichtsprozent Schwarzfraktion mit 0,36 % Ni

Dieses Beispiel bestätigt, daß eine Konzentration von ungefähr 8 bis 1 mit Ausbeuten von etwa 86% des im Lateriterz enthaltenden Nickels realisiert werden kann, wobei Arbeitsschwierigkeiten, die ihren Grund in einem Verkleben haben, vermieden werden.

60 Beispiel 4

Ein feinverteiltes Lateriterz, welches 1,41% Nickel, 37,3% Eisen, 2,24% Chromoxyd, 11,64% Siliciumdioxyd, 7,82% Aluminiumoxyd, 8,08% Magnesiumoxyd enthält und einen Glühverlust von 14,5 % besitzt, wird mit 0,76 Gewichtsprozent elementarem Schwefel und 9 Gewichtsprozent Lignit gemischt, der 32,3% fixierten Kohlenstoff, 15,2% Asche und 52,5% flüchtige Stoffe enthält, die 21,9% Wasser und 5% Schwefel, ursprünglich im Lignit anwesend, enthielten. Das Gemisch aus Erz, Schwefel und Lignit wird in zylindrische Briketts von mm Durchmesser brikettiert. Die Briketts und % unverwitterter Serpentin der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 3 werden in einen Drehzylinder als Gemisch eingebracht. Eine inerte Stickstoffatmosphäre wird in den derart beschickten Zylinder eingeführt, und der Zylinder wird 1 Stunde fortlaufend gedreht, währenddessen eine Temperatur von ungefähr 1260° C aufrechterhalten wird. Nachdem die Beschickung abgekühlt ist, wird der unverwitterte Serpentin leicht von den frei fließenden Briketts abgesiebt. Die selektiv reduzierte Beschickung wird auf hauptsächlich minus 325 Maschen zwecks einer magnetischen Trennung zerkleinert. Die magnetische Trennung der zerkleinerten Charge ergibt eine magnetische plus Mittelfraktion von ungefähr 16,8 Gewichtsprozent der zerkleinerten Charge, die ungefähr 10,5 Gewichtsprozent Nickel enthält, sowie eine Schwarzfraktion von ungefähr 83,2 Gewichtsprozent, die ungefähr 0,22 Gewichtsprozent Nickel enthält. Eine Gewinnung von ungefähr 90% des Nickels wird auf diese Weise ermöglicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reduktion von nickelhaltigen Lateriterzen, bei welchem Pellets des Erzes auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt, aber unterhalb 1400° C in einer reduzierten Atmosphäre erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung in Gegenwart eines nichtschmelzenden feuerfesten Oxyds ausgeführt wird, das auf der Oberfläche der Pellets eine feste Lösung mit einem Erweichungspunkt höher als demjenigen der Pellets bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen das gesamte Nickel und von 2 bis 5 Teile Eisen für jeden Teil reduziertes Nickel reduziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Pellets ein Reduktionsmittel in einer Menge von 2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Koks, ein flüssiger Kohlenwasserstoff, Kohle, Kohlenstoff oder Lignit verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Viskosität erniedrigendes Reagenz den Pellets in einer Menge von 2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Erz, zugegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Reagenz Siliciumdioxyd verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Schwefel, bezogen auf das Erz, zugegeben werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als feuerfestes Oxyd unverwitterter Serpentin verwendet wird.