DE64916C - Darstellung von Nickel und Kobalt unter Gewinnung von Kupfer als Nebenproduct - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Das vorliegende Verfahren gestattet, aus allen Materialien, welche Kobalt und Nickel enthalten, letztere Metalle rein herzustellen, ohne Unterschied, ob das Material als Ki&s, Speise, sogenannter Stein etc., zur Behandlung gelangt. Gleichzeitig wird bei Anwendung dieses Verfahrens Kupfer als Nebenproduct in ziemlich reinem Zustande gewonnen, während sowohl Nickel und Kobalt in reinem Zustande, ohne Kupfer zu enthalten, als auch beide Metalle gemischt, aber ebenfalls frei von Kupfer, oder endlich beide Metalle Eisen enthaltend , aber frei von Kupfer hergestellt werden.

I. Darstellung von reinem Nickel und

reinem Kobalt.

. Diese Darstellung wird vermittelst der weiter beschriebenen sechs auf einander folgenden Operationen vollzogen.

i. Abscheidung des Eisens.

Man beginnt zunächst mit Abscheidung des Eisens aus dem Stein oder dem Mineral auf trockenem oder nassem Wege. Vorzugsweise findet bei dem vorliegenden Verfahren der trockene Weg Anwendung vermittelst irgend eines der bereits schon zu diesem Zwecke angewendeten Verfahren.

Die Abscheidung des Eisens ist bisher niemals vollständig gelungen, es bleibt stets in dem Stein eine kleine Menge Eisen, gewöhnlich Y₄ bis Y₂ pCt. Diese Eisenmenge, welche in dem sogenannten reinen Nickel des Handels zugelassen wird, folgt dem Nickel in allen folgenden Zuständen und findet sich endlich in dem käuflichen reinen Nickel wieder vor. Es ist deshalb in dieser Beschreibung unter »reinem« Nickel und Kobalt kein chemisch reines Metall zu verstehen.

2. Rösten des Raffinationssteines.
Der von Eisen befreite Stein (Raffinationsstein) wird nach dem Zerkleinern in einem Flammofen der Röstung unterworfen, wobei die im Stein enthaltenen Metalle in ihre Sulfate und Oxyde übergeführt werden. Durch Zuführung von Chlor ist es auch möglich, bei der Röstung die Metalle in Chloride und Oxyde umzuwandeln.

3. Herstellung einer geeigneten Lösungsflüssigkeit.

Der geröstete Stein wird mit einer geeigneten Menge Schwefel- oder Salzsäure ausgewaschen und so der gröfsere Theil des Kupfers und ein Theil des Nickels und Kobalts aus dem Sulfat oder Chlorid oder dem Gemisch der beiden löslichen Salze erhalten. Es ist nicht nothwendig, dafs die Auflösung eine vollständige sei, es genügt, dafs die Menge des .in Lösung gebrachten Kupfers äquivalent ist der Gesammtmenge des Nickels, des Kobalts und des in Form von Oxyden nicht angegriffenen Eisens, wobei man den bezw. Atomgewichten Rechnung trägt. Wenn z. B. die Menge des als Oxyd zurückgebliebenen Nickels 59 kg beträgt, so mufs die Hauptlösung mindestens 63,5 kg Kupfer enthalten. Wenn die behandelten Mineralien nicht so viel Kupfer enthalten, um eine an Kupfer genügend reiche Flüssigkeit zu ergeben, so ist es nur

erforderlich, der erhaltenen Lösung eine ergänzende Menge von Kupfersulfat hinzuzufügen. Mit einem Wort, dieses Auswaschen mit oder ohne Säure ist nur ein Mittel, um sich eine an Kupfersulfat oder Kupferchlorid genügend reiche Hauptlösung zu verschaffen, welche für die folgenden Operationen dienen soll. Zum besseren Verständnifs wird im Nachstehenden nur von einer Lösung gesprochen werden, welche nur Sulfate, aber keine Chloride enthält.

4. Reduction der Oxyde.
Der beim Auswaschen nicht gelöste Rückstand besteht aus einem Gemisch der Oxyde des Nickels, des Kobalts und des Kupfers. Derselbe wird nach dem Auswaschen und Trocknen durch ein Reductionsmittel reducirt, und zwar bei einer Temperatur, welche nicht die Rothglut übersteigt, um nicht den Schmelzpunkt der Legirung zwischen Kupfer und Nickel zu erreichen. Auf diese Weise erhält man eine pulverige Mischung von metallischem Nickel, Kobalt und Kupfer, welche mit der vorher hergestellten Auflösungsflüssigkeit behandelt wird.

5. Die Cementation.

Schon in der Kälte wird das metallische Kobalt allein von dem Kupfersulfat angegriffen. Es scheidet sich Kupfer als Cementkupfer aus, wahrend das Kobalt als Sulfat in Lösung geht. Das Nickel wird dagegen nicht angegriffen.

Man kann daher, auf diese Weise schon in der Kälte durch ein methodisches Auslaugen mit Hülfe der erwähnten Lösung die Hauptmenge des Kobalts in Form von Kobaltsulfat frei von Nickel und Kupfer in Lösung erhalten und gleichzeitig eine äquivalente Menge von Kupfer als Cementkupfer abscheiden. Diese Lösung von reinem Kobaltsulfat wird von dem Niederschlag, welcher aus nicht angegriffenem Nickel und metallischem Kupfer besteht, abfiltrirt und hierauf der Niederschlag mit einer neuen Menge heifser Auflösungsflüssigkeit behandelt. Dieser Procefs wird einige Male hinter einander wiederholt.

Hierbei wirkt das metallische Nickel in der Wärme in derselben Weise wie das Kobalt auf die kalte Auflösungsflüssigkeit ein; es schlägt das Kupfer als Cementkupfer nieder und geht selbst als Sulfat in Lösung, wodurch reines Nickelsulfat erhalten wird.

Auf diese Weise wird die vollkommene Trennung der drei Metalle Kupfer, Nickel und Kobalt vollzogen, nämlich:

a) Kupfer als metallisches Cement,

b) Nickel als gelöstes Sulfat, frei von Kupfer und Kobalt,

c) Kobalt als gelöstes Sulfat, frei von Kupfer und Nickel.

6. Zerlegung der Sulfate.

Um die Sulfate zu zerlegen, können verschiedene Wege eingeschlagen werden. Man kann entweder die Lösung des reinen Nickelsulfats und des !reinen Kobaltsulfats jede für sich auskrystallisiren lassen, um auf diese Weise schon ein Handelsproduct zu erhalten, oder man kann die beiden· Lösungen mischen und dann die Doppelsulfate auskrystallisiren lassen, oder man kann endlich diese Sulfate durch Anwendung von Wärme zerlegen, um die Oxyde von Nickel und Kobalt zu erhalten, entweder beide für sich oder gemischt. Die auf dem letzten Wege gewonnenen Oxyde werden alsdann durch die bekannten metallurgischen Processe zu Metallen reducirt.

Die Zerlegung der Sulfate geschieht in offenen oder geschlossenen Gefäfsen, vorzugsweise aber in geschlossenen, um hierdurch die' Dämpfe der frei werdenden Schwefelsäure zu condensiren. Letztere wird sowohl für die unter 3. beschriebene Auflösung der Oxyde verwendet, als auch zur Herstellung von Kupfersulfat, welches für die richtige Zusammensetzung der Lösungsflüssigkeit erforderlich ist.

II. Darstellung von kupferfreiem Eisennickel und Eisenkobalt.

Zur Darstellung von Nickel, welches zwar Eisen, aber kein Kupfer enthält, ist die unter 1. beschriebene vorläufige Abscheidung des Eisens aus dem Stein nicht nothwendig, sondern man verarbeitet letzteren direct auf Nickel. Die übrigen Operationen sind dieselben, wie sie zur Herstellung von reinem Nickel vorgenommen werden. Nach dem vorhergehenden Zerkleinern wird das zu behandelnde Material (der Stein, das Mineral etc.) im Ofen geglüht und auf diese Weise die Sulfate oder Chloride der Metalle erzeugt. Darauf schreitet man zur methodischen Auslaugung der erhaltenen Salze, um eine geeignete Lösungsflüssigkeit zu erhalten. Jedoch mufs in diesem Falle die Menge des in der Lösungsflüssigkeit enthaltenen Kupfers genügend grofs sein, um die Gesammtmenge des Nickels, Kobalts und des Eisens zu cementiren, welche letzteren Metalle in Form von Oxyden im Rückstand zurückgeblieben sind, wohingegen es bei der Herstellung von reinem Nickel, wie vorhin [erwähnt, nur erforderlich war, dafs die Menge des gelösten Kupfers nur der Gewichtsmenge des Nickels und Kobalts entspricht.

Der erhaltene Rückstand wird hierauf nach dem Auslaugen bei einer die Rothglut nicht übersteigenden Temperatur der Reduction unterworfen. Das so erhaltene pulverige Gemisch von metallischem Nickel, Kobalt, Kupfer und Eisen wird dann mit der Lösungsflüssigkeit behandelt. Man erhält hierbei (in der Wärme) auf der einen Seite das gesammte

Kupfer als metallisches Cement frei von Kobalt und Kupfer und auf der anderen Seite in Lösung die Gesammtmenge des Kobalts und Nickels als Sulfatgemisch mit Eisensulfat, aber frei von Kupfer.

Die Lösung dieser Sulfate wird zur Trockne eingedampft und die zurückbleibenden Sulfate geglüht, wobei die entweichende Schwefelsäure aufgefangen und zur Hervorbringung einer neuen Menge von Lösungsflüssigkeit verwendet wird. Die aus den Sulfaten hervorgegangenen Oxyde des Nickels und Kobalts sind zwar etwas eisenhaltig, aber frei von Kupfer. Sie können entweder in dieser Form als Waare 3uf den Markt gebracht oder reducirt und als Eisennickel oder Eisenkobalt verkauft werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Darstellung von Nickel und Kobalt unter Gewinnung von Kupfer als Nebenproduct, darin bestehend, dafs die nach der Röstung und Auslaugung der Sulfate oder Chloride zurückbleibenden Oxyde des Nickels, des Kobalts und des Kupfers zu Metallen reducirt und mit der durch die Auslaugung gewonnenen oder einer anderen geeigneten Kupferlösung behandelt werden, wobei das Kupfer als metallisches Cement abgeschieden und die Metalle Nickel und Kobalt als Sulfate oder Chloride in Lösung gehen, aus welcher in bekannter Weise Nickel und Kobalt gewonnen, wird.