Volltext Seite (XML)
Die Gewinnung von Nickel aus armen oxydischen Erzen Von Dipl.-Ing. JOACHIM BARTHEL, Freiberg Nickel ist eines der häu figsten Buntmetalle der Erd rinde, deren Gehalt an die sem Metall mit 0,024 % an gegeben wird, während sie nur 0,01 % Cu enthält. Vor kommen nickelhaltiger Erze sind daher in fast allen Län dern der Welt bekannt. Ein großer Teil der Lager stätten hat aber nur untergeordnete Bedeutung für die Gewinnung des Metalles, da entweder der Erzvorrat zu gering oder der Nickelgehalt zu niedrig ist. Der größere Teil der bekannten Lagerstätten enthält das Nickel in sulfidischer Bindung, wobei es fast immer mit Kupfer und Eisen vergesellschaftet ist. Das wohl wich tigste Vorkommen dieser Erze ist das im Sudbury- distrikt in Kanada. Die dortigen Erze enthalten etwa 1—5 o/ 0 Ni U nd 1,5—4,5% Cu. Ähnlich zusammenge setzte finden sich auch in Europa, wo wohl das Vor kommen von Petsamo das bekannteste ist, sowie in Südafrika, Indien und Australien. Die Ausgewinnung des Metalles aus solchen Erzen bereitet keine besonde ren Schwierigkeiten, da die nickelhaltigen Mineralien leicht durch Aufbereitung abgetrennt werden können und außerdem eine selektive Flotation auf Nickel- und Kupferkonzentrate möglich ist, die allerdings noch we nige Prozente des anderen Buntmetalles enthalten. Der Metallinhalt dieser Konzentrate wird in Schacht- oder Flammöfen in einem Rohstein konzentriert, der außer diesen Metallen noch Eisen und die gesamten Edelme talle enthält. Nach dem Verblasen zu Feinstein muß das Nickelsulfid vom Kupfersulfid getrennt werden, was auf verschiedenen Wegen möglich ist. Die Trennung kann einmal nach dem bekannten Kopf- und Boden schmelzen oder durch das Karbonylverfahren bewirkt werden. Die neuere Entwicklung geht nun dahin, die beiden Sulfide durch Aufbereitung zu trennen, da sie im festen Zustand ineinander unlöslich sind. Hierzu muß durch eine geregelte Abkühlung des Feinsteines eine Vergröberung der einzelnen Kristalle erreicht werden, damit der Stein nach einer Zerkleinerung der selektiven Flotation unterworfen werden kann. Hier fallen Nickel und Kupfer in getrennten reinen Konzentraten an, nach dem gegebenenfalls vorher durch Magnetscheidung eine schwefelarme Kupfer-Nickel-Legierung abgeschie den wurde, die den größten Teil des Edelmetallinhaltes aufgenommen hat. Diese Metallphase kann mit den „bottoms“ beim alten Bodenschmelzen von Spurstein verglichen werden. Neben den sulfidischen Lagerstätten sind noch eine ganze Reihe von Vorkommen bekannt, die das Nickel in oxydischer Bindung als Garnierit ent halten. Dieses Mineral ist ein wasserhaltiges Nickel- Magnesium-Silikat mit wechselnden Gehalten an Nickel. Von diesen Lagerstätten ist wohl die von Neukale donien die bekannteste, da sie das am frühesten ge nutzte und nickelreichste der oxydischen Vorkommen darstellt. Die Ni-Konzentration im Erz erreicht gele gentlich 25 %. Weitere Lagerstätten mit geringerem Nickelgehalt sind auf Kuba, an der Goldküste, in Puerto Rico, auf Celebes, Java und den Philippinen bekannt. Auch Europa besitzt solche Vorkommen, von denen das von Frankenstein im ehemaligen Schlesien wohl am be kanntesten ist, wenn es auch nicht das größte in Europa darstellt. Weiterhin kommen solche Erze in mächtigen Lagerstätten in der Sowjetunion und in Griechenland vor. Seit wenigen Jahren wissen wir, daß sich auch in der DDR diese Erze finden. Von den genannten Lagerstätten dürfte wohl die von Kuba die größte sein. Nach amerikanischen Angaben rechnet man dort mit einem Erzvorrat von 30000000001 bei einem durchschnittlichen Nickelgehalt von etwa 1 % [1]. Während die neukaledonischen Erze Gehalte von durchschnittlich 6-10% Ni aufweisen, sind die der anderen Lagerstätten durchweg wesentlich ärmer. Der Gehalt schwankt etwa zwischen 1 und 2,5 %. Auch auf Neukaledonien sind Erze mit geringeren Gehalten be kannt, wurden aber nicht verwertet, da eine Ausge winnung des Metalles aus solchen Erzen aus wirtschaft lichen Gründen nicht möglich war. Diese oxydischen Erze finden sich ausschließlich an der Erdoberfläche in relativ geringerer Mächtigkeit. Sie sind sämtlich durch Auslaugung und Verwitterung von basischen Eruptivgesteinen, besonders Olivin, ent standen und enthalten neben 1—2,5% Ni noch stark wechselnde Mengen an Eisen sowie geringe Anteile an Chrom, oftmals noch Mangan und selten Kupfer in ganz geringen Mengen. Schwefel ist nicht vorhanden. Der Gehalt an Edelmetallen ist so gering, daß eine Ge winnung sich nicht lohnt. Daneben enthalten diese Erze noch 30—40% SiO., und 5—20% MgO neben gerin gen Anteilen an CaO und A1„O. ( . Auf Grund ihrer Ober flächenlage sind alle diese Erze sehr feucht und ent halten außerdem noch etwa 10% Hydratwasser. In den Lagerstätten sind die verschiedensten Ver witterungsstufen des ursprünglich basischen Gesteines vorhanden. Die erste Stufe ist der Serpentin, dessen Nickelgehalt aber so niedrig ist, daß eine Gewinnung nicht in Frage kommt. Durch weitere Auslaugung, vor wiegend der vorhandenen Alkalien und des MgO, ent steht daraus ein weiches Gestein, das als Grauerz oder Serpentinit bezeichnet wird. Infolge der teilweisen Aus laugung der Basen ist in diesem der Nickelgehalt stark angestiegen und beträgt etwa 2 % und mehr. Das Me talloxyd ist hier im Garnierit gebunden. Der Eisen gehalt des Grauerzes übersteigt kaum 10%. Durch weitere Auslaugung, vor allem des MgO, wird dieses Gestein in ein erdiges bis toniges Material umgewan delt, dessen Eisengehalt teilweise recht hoch sein kann. Auch ein Teil des Garnierites ist zersetzt, und das Nik kei liegt dann zum Teil als freies Oxyd vor, das an das