Metallurgische verwerking van non-ferrometalen

Metallurgische verwerking van non-ferrometalen

Kalkproducten zijn van essentieel belang bij de winning en extractie van non-ferrometalen, waaronder aluminium, koper, goud, nikkel, kobalt, uranium, titanium en lithium. Kalk speelt ook een belangrijke rol bij het pyrometallurgisch raffineren en smelten van diverse niet-ferrometalen. Daarnaast worden kalkproducten gebruikt bij de afvalwater- en residubehandeling en bij bezinking, ontwatering, filtratie, milieubescherming en mijnveiligheid.

Lhoist biedt een breed scala aan kalkproducten met de gewenste zuiverheid en reactiviteit voor procesoptimalisatie en metaalwinning. Onze deskundigheid op het gebied van efficiënt kalkgebruik vormt de basis voor onze diensten op maat waarmee wij onze klanten innovatie en expertise aanbieden. Deze diensten variëren van een uitgebreid aanbod aan kalkproductreagentia tot de levering van kalkblusinstallaties voor de uitbestede productie van kalkmelk (slurry van gebluste kalk) op klantenlocaties.

Extractieve metallurgie, hydrometallurgie en ertsverwerking

 

 

Productie van basismetaalconcentraat door middel van ertsflotatie

De ertsscheiding door middel van flotatie (voor het produceren van sulfide-ertsconcentraten) berust op het principe dat verschillende ertsoppervlakten verschillend reageren bij verschillende pH-waardes. Door het gebruik van kalk bij de pH-regulering kan een differentieel erstflotatiegedrag worden verkregen, zodat waardevolle basismetaalsulfiden (koper, nikkel, kobalt, zink en lood) kunnen worden geconcentreerd en selectief kunnen worden geïsoleerd.

Pyrietonderdrukking tijdens sulfide-ertsflotatie

Tijdens de flotatie moet pyriet (FeS2), het meest voorkomende maar minst waardevolle sulfide-erts, worden gescheiden van waardevolle basismetaalsulfiden, zoals chalcopyriet (CuFeS2). Zonder pyrietonderdrukking zou het concentraatproduct worden verontreinigd en verdund met FeS2. Het gebruik van kalk vergemakkelijkt deze scheiding.

Productie van aluminiumoxide uit bauxiet met Bayer-proces

Het Bayer-proces is de belangrijkste industriële methode voor de raffinage van bauxiet voor de productie van aluminiumoxide. In verschillende stappen van de ertsverwerking wordt kalk gebruikt, meestal in de vorm van gebluste kalk (kalkmelk). Voorbeelden van deze stappen zijn degradatie, basische ontsluiting, filtratie, productie van filtratiehulpstof (vorming van tricalciumaluminaat) en de verwijdering van oxalaat.

Goudwinning door middel cyanidebehandeling

Cyanide is het meest gebruikte loogmiddel voor het in oplossing brengen van goud. Vervolgens kan het goud uit de oplossing worden geïsoleerd en worden omgezet in goudmetaal. Regulering van de pH is een essentiële stap bij de uitloging met cyanide, waarbij kalk wordt gebruikt om de pH op veilige wijze tot een effectieve waarde te verhogen.

Behandeling van niet-reagerend gouderts

Niet-reagerende goudertsen bevatten vaak ijzersulfide (meestal pyriet, FeS2), dat voorafgaand aan de cyanidebehandeling moet worden geoxideerd en verwijderd. Bij alle oxidatiemethoden wordt zuur gegenereerd en zijn aanzienlijke hoeveelheden kalk nodig voor de neutralisatie van dit zuur, evenals voor de precipitatie van verontreinigingen en de regulering van de pH (> 10,5) tijdens de cyanidebehandeling. Wij helpen u bij minimaliseren van het kalkgebruik voor deze toepassingen.

Verwijdering van arseen

Arseen is een belangrijke en gevaarlijke verontreiniging die in veel koperertsen en niet-reagerende goudertsen voorkomt. Het is vaak aanwezig in zure oplossingen en moet in stabiele vaste vorm worden verwijderd. De omzetting van oplosbare arseen in scorodiet (FeAsO4.2H2O) wordt als de meest geschikte behandelmethode gezien. Voor deze reactie zijn de volgende reactanten nodig:

  • oplosbaar ijzer-II
  • een oxidatiemiddel voor het oxideren van ijzer-II tot ijzer-III. Hierbij wordt arseen geoxideerd tot arsenaat en precipiteert het samen met ijzer in de vorm van scorodiet.
  • kalk voor het verhogen van de pH van de zure, arseenhoudende oplossing. Dit vergemakkelijkt de oxidatie van ijzer-II tot ijzer-III en zorgt voor de precipitatie en stabilisatie van het scorodiet.

Uitloging van koper-/kobaltoxide-erts

Bij de hydrometallurgische verwerking van koper-/kobaltoxide-ertsen wordt het erts opgelost met zuur. De verkregen zure oplossing ondergaat dan verschillende stappen om de opgeloste elementenverontreinigingen uit de oplossing te precipiteren, waarbij in diverse precipitatiestappen kalk wordt gebruikt.

Hydrometallurgische verwerking van nikkellateriet

Voor de hydrometallurgische verwerking van nikkellaterieten (limonieten of saprolieten) zijn zure condities vereist voor het oplossen van de nikkel in het laterieterts. Deze zure oplossing wordt in een aantal stappen geneutraliseerd met behulp van kalk, waarbij de verontreinigingen van het opgeloste element uit de oplossing precipiteren en waardevolle basismetalen (Ni, Co, Cu) als precipitatieproducten worden geïsoleerd.

Zilverwinning uit niet-reagerende goudsulfide-ertsen

Tijdens de oxidatie onder druk of autoclaafbewerking van bepaalde ertssoorten kan zilver als coprecipitaat in basische ijzersulfaten worden overgedragen naar het residu, wat de winning ervan belet. Om het zilver alsnog te isoleren kan een kookproces met kalk worden gebruikt: bij hoge temperatuur reageren zilverhoudende precipitaten met kalk. Daarbij worden zij omgezet in ijzeroxiden en/of ‑hydroxiden en wordt het zilver oplosbaar gemaakt voor daaropvolgende isolatie.

Productie van titaniumoxide

Bij de TiO2-productie uit ilmeniet, FeTiO3, wordt gebruik gemaakt van zwavelzuur. Kalksteen en kalk zijn nodig voor het neutraliseren van de resulterende afvoerstroom en het daaruit verwijderen van de opgeloste metaalverontreinigingen voordat deze stroom kan worden hergebruikt of in het milieu kan worden geloosd.

Productie van uraniumconcentraat (gele koek)

Zwavelzuur wordt gebruikt voor het uitlogen van uranium uit bepaalde ertssoorten, vaak samen met een oxidant, zoals ijzer-III. Deze uitloging vindt in situ plaats, in een afvalberg of in geroerde tanks. Na de isolatie van uranium uit de oplossing (meestal door middel van oplosmiddelextractie) moet de resterende, zure loogoplossing worden geneutraliseerd en behandeld om de opgeloste metalen te verwijderen. Bij zowel de neutralisatie als de precipitatie wordt kalk gebruikt.

Productie van lithium

Lithium, in de vorm van carbonaat of hydroxide, wordt geproduceerd uit verschillende bronnen, waaronder spodumeeneerts, lepidoliet en pekeloplossingen. De belangrijkste kalkverbruikende processen hierbij zijn:

  • het verwijderen van magnesium in pekelwinningprocessen,
  • het neutraliseren en verwijderen van verontreinigingen in spodumeenprocessen,
  • het omzetten van lithiumcarbonaat in lithiumhydroxidemonohydraat.

Veiligheids- en procestoepassingen

 

 

 

 

Vochtbeheersing in vaste mineraalproducten (limieten voor vochtgehalte tijdens transport)

Mineraalproducten, zoals ijzererts en andere ertsconcentraten, moeten voldoen aan strenge limieten voor het vochtgehalte tijdens transport bij bulkvervoer. Een te laag vochtgehalte leidt tot problemen met stofvorming. Bij een te hoog vochtgehalte kan het materiaal gaan vloeien, met mogelijk rampzalige gevolgen voor bulkvrachtschepen. Kalk (CaO) reageert met vrij water onder de vorming van calciumhydroxide en verlaagt aldus het vochtgehalte van mineraalproducten. Kalk kan ook worden gebruikt als middel voor vochtbeheersing voor vaste bulkmineraalproducten bij weersomstandigheden waarbij ertsen nat en plakkerig worden en problemen veroorzaken bij de bulkverwerking.

Ontwatering en flocculatie van gesuspendeerde mineraaldeeltjes in verdikkingsmiddelen

Kalk kan als flocculatiemiddel worden gebruikt bij het indikken en bezinken van mineraaldeeltjes, om een hogere bezinkingssnelheid en verbeterde ontwatering te bereiken tijdens de afvoer van reststromen.

Indamming

Kalk kan de hydrologische eigenschappen van indammingsmiddelen voor oplossingen en afvoerstromen modificeren. Proviacal® DD is een product op basis van kalk dat speciaal is ontworpen voor de hydrologische modificatie van dijken, dammen en afvalstroominstallaties. http://proviacal.com/nl

Stankbestrijding voor ertsconcentraten

Stankbestrijding is belangrijk tijdens de oplag, het transport en de hantering van basismetaalsulfide-ertsconcentraten. In ertsconcentraten zijn flotatieverzamelaars opgenomen, zoals xanthaten. Onder bepaalde omstandigheden kunnen deze organische verbindingen tijdens de opslag, het transport en de hantering van basismetaalconcentraten gaan ontleden. Ontledingsproducten zijn onder meer gasvormige organische zwavelverbindingen die aanzienlijke stank veroorzaken. Als gevolg daarvan kunnen regelgevende instanties het transport van deze concentraten beperken. Door kalkproducten te gebruiken in de laatste stap van concentraatproductie, dat wil zeggen de scheiding van vaste stoffen van vloeistoffen, wordt de stank van ertsconcentraten aanzienlijk verminderd.

Preventie van ontploffing van steenkolenstof

Gemalen kalksteen wordt in ondergrondse steenkoolmijnen gebruikt ter voorkoming van steenkolenstofexplosies en ter beperking van de gevolgen van een explosie. Kenmerkend worden de mijnwanden besproeid met gemalen kalksteen, dat als een bindmiddel voor steenkolenstof fungeert. Zo komt het stof niet in de lucht en draagt niet bij aan het explosiegevaar. Daarnaast worden zakken kalksteen opgeslagen op strategische locaties in de mijn. Wanneer zich dan een explosie voordoet, ontploffen ook de zakken en wordt het kalksteenstof verspreid. Het verdunt het steenkolenstof, waardoor het effect van de explosie minder sterk is en het steenkolenstof minder snel zal verbranden.

Pyrometallurgisch raffineren en smelten

Kalk wordt gebruikt in verscheidene raffinage- en smeltprocessen voor koper, nikkel, aluminium en magnesium.

 

Koper en nikkel

  • Fluxmiddel in koperovens voor het maken van slakken. Kalk is stabiel bij hoge temperaturen en vereist geen energietoevoer, in tegenstelling tot kalksteen, dat energie onttrekt die dan moet worden aangevuld.
  • Reagens voor het verwijderen van arseen uit koper in convertors en anodeovens en voor het precipiteren van arseen in zure afvoerstromen uit roosterovens.
  • Reinigingsreagens voor het behandelen van rookgassen die afkomstig zijn uit draadtapprocessen van basismetalen.
  • Hulpmiddel bij de filtratie van ingevangen stof en voor het voorkomen van moddervorming in doekfilters bij te hoge luchtvochtigheid.

Aluminum

REFINAL™ is een speciaal flux- en raffinagemiddel voor aluminium dat is ontwikkeld in samenwerking met MQP Ltd., een leverancier van innovatieve technologieën en apparatuur voor de aluminiumindustrie. http://www.mqpltd.com/

Magnesium

De EMGESAL® FLUX-serie bestaat uit hoogwaardige fluxmiddelen voor lichte metalen die speciaal zijn ontworpen voor de raffinage van magnesium. Deze producten verwijderen niet-metallische insluitingen, bieden smeltbescherming en blussen magnesiumbranden. Brochure Emgesal® - EN

In onze Rheinkalk-vestiging produceren wij een reeks niet-kalkhoudende, synthetische, watervrije producten op basis van carnalliet (MgCl2-KCl). Deze producten zijn bedoeld voor het smelten en raffineren van lichte metalen.