BR112016026257B1

BR112016026257B1 - Teck resources limited

Info

Publication number: BR112016026257B1
Application number: BR112016026257-3A
Authority: BR
Inventors: Teck Resources Limited
Original assignee: Processo Para A Extração De Cobre De Um Material De Alimentação
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2021-02-23
Also published as: PL3143168T3; ES2743275T3; EP3143168A1; WO2015172241A1; HUE045536T2; KR102305329B1; AR100495A1; US9410225B2; PH12016502240B1; PT3143168T; RS59278B1; US20150329937A1; CA2945541C; PH12016502240A1; KR20170002641A; JP6629238B2; EP3143168A4; AU2015258702A1; PE20170588A1; EP3143168B1

Abstract

A presente invenção trata-se de um processo para a extração de cobre a partir de um material de alimentação que compreende pelo menos um dentre minerais de sulfeto de cobre que portam antimônio e arsênio. O processo inclui triturar finamente o material de alimentação e, após triturar finamente, submeter o material de alimentação à oxidação por pressão na presença de tensoativo e um halogênio para produzir uma pasta aquosa do produto. O processo também inclui submeter a pasta aquosa do produto à separação de líquido/sólido para obter um filtrado de oxidação por pressão e sólidos que compreendem pelo menos um dentre um composto de arsênio e um composto de antimônio, e recuperar cobre a partir do filtrado de oxidação por pressão.

Description

Campo da Técnica

[001] A presente revelação refere-se ao tratamento hidrometalúrgico de concentrados metálicos que contêm quantidades notáveis de mineral de cobre-arsênio-sulfeto.

Antecedentes da Invenção

[002] Como os concentrados de cobre de baixa impureza são gradualmente exauridos e menos prontamente disponíveis, uma maior atenção é direcionada em corpos de minério de cobre que portam arsênio. Isso resulta em um nível crescente de arsênio nos concentrados de cobre médios que são adquiridos por fundidores. Com o tempo, os níveis de arsênio são projetados para se elevarem para níveis ainda mais altos. Devido a limitações atuais sobre tecnologia de redução de arsênio, os fundidores têm um limite superior de níveis médios de arsênio em concentrado de cobre que está sendo rapidamente aproximado.

[003] O arsênio em alguns concentrados de cobre é encontrado no mineral arsenopirita (FeAsS), no qual a separação física de arsênio do cobre é possível. Entretanto, mais tipicamente, o arsênio em concentrados de sulfeto de cobre está presente principalmente nos seguintes minerais: - Enargita Cu3AsS4 - Tennantita Cu12AsS4 - Tetraedrita Cu12Sb4S13

[004] A substituição de alguma parte do cobre por ferro e a substituição de antimônio por arsênio dentro dessas estruturas de mineral são comuns. Esses compostos mostram que a separação física de arsênio do cobre não é possível, devido ao fato de que ambos os elementos estão ligados dentro da mesma estrutura de retícula química. A separação química, tal como lixiviação, separa o arsênio do cobre, mas tanto a enargita quanto a tennantita são resistentes a ataque químico.

[005] Vários processos hidrometalúrgicos têm sido desenvolvidos para tratar concentrados que são principalmente concentrados de cobre que contêm calcopirita. Esses processos hidrometalúrgicos incluem, por exemplo:

[006] Processos de baixa temperatura (<110 °C): por exemplo, os processos Albion, Galvanox e INTEC;

[007] Processos de temperatura média (130 a 170 °C): o processo Anglo American-UBC, o processo de cobre CESL, o processo Dynatec e o processo Freeport McMoran (Phelps Dodge);

[008] Processos de alta temperatura (>200 °C): Processos de oxidação por pressão total e PLATSOL.

[009] Quando aplicados a concentrados de cobre que contêm sulfossal, todos os processos acima apresentam desvantagens. Nos processos de baixa temperatura, a cinética de lixiviação dos sulfominerais de arsênio (As) e do antimônio (Sb) que contêm cobre (Cu) é mais lenta do que para o mineral calcopirita que contém cobre. Consequentemente, os tempos de lixiviação são longos de forma impraticável e coincidem com recuperações incompletas de cobre dos minerais de sulfossal. Para os processos de temperatura média, as recuperações de cobre sob as condições especificadas são também comprometidas.

[010] No caso dos processos de alta temperatura, uma boa lixiviação de cobre é alcançável em um período de tempo razoável. Entretanto, a extensão quase completa de oxidação de enxofre (S), que forma ácido, resulta em um processo dispendioso que requer mais agente neutralizante para o ácido adicional gerado, e produz volumes altos de resíduo para os quais o armazenamento especializado é requerido.

[011] Dessa forma, em cada um dos processos hidrometalúrgicos referenciados acima, a recuperação de cobre a partir de concentrados de cobre que contêm sulfossal não é econômica.

[012] Aprimoramentos na recuperação de cobre a partir de concentrados de sulfeto de cobre que contêm arsênio e recuperação de cobre a partir de concentrados de sulfeto de cobre que contêm antimônio são desejáveis.

Sumário

[013] De acordo com um aspecto da presente invenção, a extração de Cu de um concentrado de Cu que porta sulfossal é alcançada em uma taxa superior em comparação com processos de baixa temperatura e processos de temperatura média, enquanto notavelmente menos do mineral de sulfeto é oxidado para a forma de sulfato em comparação com processos de alta temperatura. Consequentemente, o processamento de material de alimentação tais como concentrados, para recuperar cobre a partir de concentrados de cobre que contêm calcopirita é mais econômico.

[014] De acordo com um aspecto da invenção, um processo para a extração de cobre a partir de um material de alimentação que compreende pelo menos um dentre concentrado de sulfeto de cobre que porta arsênio e antimônio é fornecido. O processo inclui triturar finamente o material de alimentação e, após triturar finamente, submeter o material de alimentação à oxidação por pressão na presença de tensoativo e um halogênio para produzir uma pasta aquosa do produto. O processo também inclui submeter a pasta aquosa do produto à separação de líquido/sólido para obter um filtrado de oxidação por pressão e sólidos que compreendem pelo menos um dentre um composto de arsênio e um composto de antimônio, e recuperar cobre a partir do filtrado de oxidação por pressão.

[015] O processo pode incluir submeter parte do filtrado de oxidação por pressão à evaporação após recuperar cobre do mesmo e, após a evaporação, reciclar a parte do filtrado de oxidação por pressão para oxidação por pressão.

[016] Os sólidos da separação de líquido/sólido também compreendem cobre, e os sólidos, após a separação de líquido/sólido, podem ser submetidos à lixiviação ácida para dissolver pelo menos alguma parte do cobre para produzir uma solução de cobre e um resíduo sólido que compreende pelo menos um dentre o composto de arsênio e o composto de antimônio. O cobre é adicionalmente recuperado a partir da solução de cobre.

[017] O material de alimentação pode ser submetido à trituração fina para um p80 de cerca de 5 μm a cerca de 15 μm. O material de alimentação pode ser submetido à trituração fina para um p80 de cerca de 7 μm a cerca de 10 μm.

[018] O tensoativo na oxidação por pressão pode ser adicionado em uma quantidade de cerca de 1 kg/t de concentrado a 10 kg/t de concentrado e pode incluir pelo menos um dentre sulfonato de lignina, quebracho, anilina, o-fenilenodiamina. O tensoativo pode ser o-fenilenodiamina em uma quantidade de 1,5 a 3 kg/t de concentrado.

[019] O processo, conforme definido na reivindicação 1, em que o halogênio pode ser cloreto a uma concentração de cerca de 3 a 20 g/l de cloreto. O halogênio pode ser cloreto a uma concentração de cerca de 10 a 12 g/l de cloreto.

[020] A oxidação por pressão pode ser efetuada a uma temperatura de cerca de 140 °C a cerca de 160 °C. A oxidação por pressão pode ser efetuada com um tempo de retenção de cerca de 60 a cerca de 120 minutos. A oxidação por pressão pode ser efetuada a uma pressão parcial de oxigênio de cerca de 700 a cerca de 1.400 kPa. A oxidação por pressão pode ser efetuada na presença de um ácido de alimentação que compreende ácido sulfúrico em uma quantidade suficiente para limitar a oxidação de enxofre no material de alimentação a sulfato.

[021] Uma razão de arsênio para ferro na alimentação combinada para oxidação por pressão que inclui o material de alimentação, tensoativo e halogênio e que não inclui resíduo reciclado, pode ser menos que 0,1:1 ou entre 0,7:1 e 1,3:1.

[022] A oxidação por pressão pode ser efetuada na presença de até 5 kg/t de iodeto de potássio.

[023] Parte dos sólidos obtidos a partir da separação de líquido/sólido pode ser reciclada para a oxidação por pressão a uma razão de sólidos para concentrado fresco de cerca de 0,1:1 a 1,5:1.

Breve Descrição das Figuras

[024] Modalidades da presente invenção serão descritas, a título de exemplo, com referência aos desenhos e para a descrição a seguir, em que:

[025] A Figura 1 é um fluxograma simplificado que ilustra um processo para recuperação de cobre a partir de concentrados de sulfeto que portam arsênio ou antimônio de acordo com uma modalidade;

[026] A Figura 2 ilustra o fluxo de processo para a recuperação de cobre de acordo com uma modalidade;

[027] A Figura 3 mostra um gráfico da porcentagem de arsênio que conduz à solução na autoclave para diferentes razões de arsênio para ferro;

[028] A Figura 4 é um gráfico da energia utilizada em trituração fina de material de alimentação concentrado;

[029] A Figura 5 é um gráfico que mostra a recuperação de cobre para diferentes níveis de cloreto em solução de alimentação;

[030] A Figura 6 é um gráfico que mostra o efeito de dosagem de tensoativo em extração de cobre;

[031] A Figura 7 é um gráfico que mostra o efeito de diferentes tensoativos e dosagens na extração de cobre; e

[032] A Figura 8 é um gráfico que mostra o consumo de oxigênio durante a oxidação por pressão executada em diferentes pressões e temperaturas.

Descrição Detalhada

[033] Por uma questão de simplicidade e clareza de ilustração, números de referência podem ser repetidos dentre as Figuras para indicar elementos correspondentes ou análogos. Numerosos detalhes são apresentados para fornecer uma compreensão dos exemplos descritos no presente documento. Os exemplos podem ser praticados sem esses detalhes. Em outras instâncias, métodos, procedimentos e componentes bem conhecidos não são descritos detalhadamente para evitar obscurecer os exemplos descritos. A descrição não deve ser considerada como limitada ao escopo dos exemplos descritos no presente documento.

[034] A revelação se refere em geral a um processo para a extração de cobre a partir de um material de alimentação que compreende pelo menos um dentre minerais de sulfeto de cobre que portam antimônio e arsênio. O processo inclui triturar finamente o material de alimentação e submeter o material de alimentação finamente triturado à oxidação por pressão na presença de tensoativo que é utilizado como um dispersante de enxofre, e um halogênio que é utilizado como um lixiviante, para produzir uma pasta aquosa do produto. O processo também inclui submeter a pasta aquosa do produto à separação de líquido/sólido para obter um filtrado de oxidação por pressão e sólidos que compreendem pelo menos um dentre um composto de arsênio e um composto de antimônio. O cobre é recuperado a partir do filtrado de oxidação por pressão antes de reciclar uma parte do filtrado.

[035] Ao longo da revelação, faz-se referência a minerais de cobre que portam arsênio para se referir a minerais de cobre que portam mais arsênio do que antimônio. Os minerais de cobre que portam arsênio também incluem algum antimônio, entretanto. De modo similar, o termo "que porta antimônio" se refere a minerais de cobre que portam mais antimônio do que arsênio. Adicionalmente, embora o processo seja descrito em referência a minerais de cobre que portam arsênio, por causa de propriedades químicas similares do antimônio, resultados similares são em geral esperados para o tratamento de minerais de cobre que portam antimônio quando se utiliza o processo descrito no presente documento.

[036] Em referência à Figura 1, um fluxograma que ilustra um processo para recuperação de cobre a partir de concentrados de sulfeto que portam arsênio ou antimônio é indicado em geral pelo número 100. O processo pode conter processos adicionais ou menos processos do que os mostrados e descritos, e partes do processo podem ser realizadas em uma ordem diferente.

[037] O processo 100 é executado para extrair cobre de minerais de cobre refratários que portam arsênio tais como enargita e tennantita. O processo pode resultar em precipitação de arsênio dentro da autoclave em uma forma estável para descarte e oxidação de enxofre relativamente baixa. A precipitação de arsênio dentro da autoclave produz em geral um resíduo de arsênio mais estável e, portanto, mais desejável. A oxidação de enxofre inferiores reduz o consumo de reagente tal como oxigênio e agentes neutralizantes bem como o tamanho de equipamentos de usina tal como a usina de oxigênio e o tamanho da autoclave, que é influenciado por considerações de geração de calor que são fortemente influenciadas pela extensão de oxidação de enxofre.

[038] O material de alimentação, que pode compreender o concentrado que inclui um ou ambos dentre minerais de sulfeto de cobre que portam arsênio e minerais de sulfeto de cobre que portam antimônio, é finamente triturado em 102 para acentuar a extração de cobre. O material de alimentação também inclui outros minerais tais como, por exemplo, pirita e calcopirita. O material de alimentação finamente triturado é, então, processado por oxidação por pressão em uma autoclave à temperatura elevada em 104. A oxidação por pressão em 104 é executada na presença de um tensoativo e um halogênio, tal como cloreto ou brometo, onde os minerais que portam sulfeto são oxidados resultando em uma pasta aquosa do produto. O volume do cobre conduz à solução e a maior parte do arsênio dissolve e subsequentemente precipita dentro de uma matriz de óxido de ferro.

[039] A pasta aquosa do produto descarregada da autoclave é despressurizada e resfriada e é submetida à separação de líquido/sólido em 106 que produz um resíduo lavado rico em ferro que inclui um ou ambos dentre arsênio e antimônio que pode ser descartado ou pode ser subsequentemente processado para recuperação de valores de metais preciosos. A separação de líquido/sólido em 106 também produz um filtrado rico em cobre, também chamado de licor de lixiviação rico em cobre, que é submetido à extração de solvente de cobre em 108 onde o cobre é carregado sobre e, então, removido de uma fase orgânica circulante. A pré-neutralização parcial pode ser utilizada para reduzir níveis de ácido para manter uma operação de extração de solvente eficiente. O cobre removido e purificado é recuperado por extração eletrolítica de cobre 110.

[040] A extração de solvente em 108 troca ácido para cobre no filtrado. O rafinado aquoso resultante é reciclado para a oxidação por pressão em 104 para lixiviar cobre adicional. Devido ao fato de que alguma parte do enxofre presente no material de alimentação é convertida em ácido sulfúrico dentro da autoclave, uma porção da corrente de rafinado é desviada para neutralização onde o excesso de ácido produzido na autoclave é neutralizado em 112, por exemplo, com calcário para produzir gesso.

[041] As impurezas prontamente solúveis, tal como zinco, por exemplo, são sangradas do processo para inibir a elevação de concentração de tais impurezas para níveis inaceitáveis. Para sangrar as impurezas, uma porção do fluxo de rafinado neutralizado é direcionada para uma etapa secundária de extração de solvente em 114 onde o cobre na solução de sangria é removido para um nível baixo economicamente aceitável. A fase orgânica que extrai esse cobre é retornada para a extração de solvente primária em 108 onde o cobre é recuperado e enviado para a etapa de extração eletrolítica de cobre. O pH da corrente aquosa sem cobre é, então, aumentado, por exemplo, com o uso de cal, para facilitar a precipitação das impurezas em 116. Essa precipitação em 116 e a separação de líquido/sólido subsequente produzem um resíduo de sangria. A solução do produto é adequada para reciclagem e é usada para lavagem do resíduo de ferro na separação de líquido/sólido a montante em 106.

[042] Em referência à Figura 2, um fluxo de processo para a recuperação de cobre é ilustrado. O processo pode conter processos adicionais ou menos processos do que os mostrados e descritos, e partes do processo podem ser realizadas em uma ordem diferente.

[043] O material de alimentação 220, que compreende concentrado e água, está em geral em temperatura ambiente no começo do processo, isto é, de 5 °C a 30 °C dependendo do clima.

[044] O material de alimentação 220 é submetido à trituração fina em 102. A trituração fina em 102 é uma trituração ultrafina para reduzir o tamanho de partícula de modo que cerca de 80% das partículas tenham cerca de 5 a cerca de 15 mícrons em tamanho e muito poucas partículas sejam maiores do que 20 mícrons em tamanho. De preferência, trituração ultrafina reduz o tamanho de partícula de modo que cerca de 80% das partículas tenham cerca de 7 a cerca de 10 mícrons em tamanho. Uma trituração fina é preferencial, mas origina um custo em consumo de energia, que é cerca de 60 a 80 kWh/t para tal trituração fina, dependendo do tamanho do concentrado de partida.

[045] O tamanho de trituração alvo é uma função da mineralogia do concentrado e do tamanho de partícula inicial de material de alimentação conforme recebido. Energia adicional é utilizada para tamanhos com trituração mais fina e a extração de cobre incremental é realizada a partir dos minerais de cobre- arsênio. Os requisitos de energia sobem exponencialmente com trituração mais fina. Na prática, não há vantagem particular em ficar abaixo de um P80 de cerca de 7 a cerca de 10 mícrons. O valor P80 é indicativo da fração de partículas mais grossas. É preferencial manter a fração das partículas mais grossas baixa para lixiviação no tempo designado para oxidação por pressão 104 na autoclave.

[046] O concentrado finamente triturado e a água formam uma pasta aquosa 222 que é bombeada para o interior do vaso de pressão para oxidação por pressão. A pasta aquosa pode ter cerca de 60% a cerca de 65% de sólidos. A pasta aquosa 222 é combinada com solução de alimentação aquosa 224 na autoclave para fornecer uma alimentação combinada para a autoclave de, por exemplo, 10% a 15% de sólidos.

[047] A seguir, a oxidação por pressão da alimentação de sulfeto de cobre que porta arsênio é executada em 104. A oxidação por pressão em 104 oxida os minerais de sulfeto de cobre, e, se presente, outros minerais de sulfeto de outros metais base tais como Ni, Co e Zn. A oxidação ocorre sob condições moderadas que oxidam os metais presentes nos minerais de sulfeto, por exemplo, Cu, Fe, Ni, Co, e Zn, Cu++, Fe+++, Ni++, Co++, Zn++, respectivamente, enquanto inibem a oxidação de enxofre para sulfato.

[048] A oxidação por pressão 104 ocorre sob condições de temperatura e pressão elevadas, utilizando oxigênio, tal como oxigênio de alta pureza, em um vaso de pressão agitado, tal como uma autoclave. A autoclave pode ser um projeto horizontal com o eixo geométrico horizontal mais longo que os outros dois eixos geométricos, que são usualmente iguais, isto é, de seção transversal redonda. A autoclave pode ter vários compartimentos, separados por barreiras, com a finalidade de aproximar fluxo de plugue de pasta aquosa a partir da extremidade de alimentação para a extremidade de descarga. Cerca de 3 a 6 compartimentos são adequados. O primeiro compartimento pode ser maior que os compartimentos remanescentes para facilitar o equilíbrio de calor na autoclave, ao permitir um tempo de retenção mais longo no primeiro compartimento e, dessa forma, mais calor gerado.

[049] As reações que ocorrem durante a oxidação por pressão 104 são exotérmicas, e o calor gerado é calculado para produzir uma elevação em temperatura suficiente para elevar a temperatura para ou próximo a uma temperatura ideal que facilita a ocorrência das reações desejadas em uma taxa rápida, isto é, alcançando a reação quase completa do concentrado dentro de cerca de uma a duas horas.

[050] Conforme as reações prosseguem, o oxigênio é consumido e se não substituído, a pressão parcial de oxigênio declina rapidamente, o que é indesejável para oxidação por pressão no tempo de retenção curto preferencial. Portanto, o oxigênio é alimentado na autoclave continuamente para manter a pressão na pressão alvo. A pressão total na autoclave é a soma de oxigênio e pressão de vapor, e a pressão contribuída por uma quantidade pequena de outros gases, tais como não condensáveis, por exemplo, nitrogênio e argônio que podem ser introduzidos com oxigênio de alimentação, bem como dióxido de carbono que surge de carbonatos, carbono orgânico no concentrado, e a degradação gradual de tensoativo. O oxigênio de alimentação na prática pode ser apenas cerca de 93% de pureza, sendo o resto não condensáveis.

[051] A fração de oxigênio na fase de gás na autoclave é mantida a cerca de 80% oxigênio (base seca). Se a fração de oxigênio for muito menos que 80%, as reações que ocorrem na autoclave são desaceleradas. Durante a operação contínua da oxidação por pressão 104, a fração de oxigênio declina, conforme outros gases que não reagem são adicionados lentamente na fase de gás, resultante em seu acúmulo a menos que medidas sejam tomadas para manter a fração de oxigênio a cerca de 80% ou mais. Dessa forma, os gases não condensáveis tais como nitrogênio e argônio, do oxigênio de alimentação, e também dióxido de carbono de reações de carbonatos no concentrado de cobre se acumulam na fase de gás salvo se medidas forem tomadas para limitar esse acúmulo.

[052] Para manter fração de oxigênio na fase de gás em geral estável, o oxigênio é alimentado na autoclave e uma pequena sangria de gás é removida em uma base contínua para reduzir o acúmulo de gases não condensáveis tais como nitrogênio e argônio e também dióxido de carbono. Tipicamente, cerca de 10 a 20% do fluxo de oxigênio de alimentação, em termos de volume, é sangrado e exaurido da autoclave. Essa sangria de gás resulta em uma perda de oxigênio e é, portanto, mantida baixa. Um acordo razoável é, dessa forma, considerado para manter a fração de oxigênio em cerca de 80% ou mais, e simultaneamente gases de sangria, o que resulta em uma perda de oxigênio de alimentação.

[053] A pasta aquosa 222 inicial junto com uma solução aquosa, chamada de pasta aquosa combinada, é submetida à oxidação por pressão 104 na autoclave. O processo pode ser executado continuamente, de modo que a solução aquosa e a pasta aquosa 222 inicial sejam ambas bombeadas para a extremidade de alimentação da autoclave continuamente, e a pasta aquosa do produto seja descarregada continuamente da outra extremidade da autoclave para manter um volume em geral constante de pasta aquosa que reage na autoclave.

[054] As condições adequadas na autoclave durante a oxidação por pressão 104 são: um tamanho de trituração de sólidos com um P80 de cerca de 5 μm a 15 μm; de menos que cerca de 100 g/l de sólidos a cerca de 200 g/l de sólidos na pasta aquosa combinada (gramas de sólidos por litro de pasta aquosa após a mistura da pasta aquosa inicial 222 com a solução aquosa); uma dosagem de tensoativo de cerca de 1,5 a 10 kg/t; uma dosagem de cloreto de cerca de 3 a 20 g/l; uma temperatura na faixa de cerca de 140 °C a 159 °C; uma pressão total de cerca de 1.000 kPa a cerca de 1.600 kPa (incluindo pressão de vapor e oxigênio, bem como pressão de outros gases, tais como nitrogênio, argônio e dióxido de carbono); pressão parcial de oxigênio de cerca de 700 kPa a cerca de 1.400 kPa; e um tempo de retenção na autoclave de cerca de 60 a 120 minutos.

[055] A pasta aquosa de descarga de oxidação por pressão resultante pode ter cerca de 10 a 40 g/l de ácido.

[056] A solução aquosa de alimentação de oxidação por pressão é em geral reciclada a partir de outras partes do processo, e inclui cerca de 5 a 20 g/l de Cu, 4 a 25 g/l de Cl e ácido livre, e em geral cerca de 10 a 40 g/l de H2SO4. No início, ácido clorídrico suficiente é adicionado para alcançar a concentração de cloreto preferencial. A solução de alimentação aquosa também inclui sulfato para manter os outros componentes na solução. Dessa forma, o ácido aquoso ou de alimentação é uma mistura de cobre, sulfato, cloreto e íons de hidrogênio, em combinação. Outros elementos podem estar presentes devido à reciclagem da solução e à acumulação inerente de impurezas menores, tais como Fe, Mg, Zn, etc.

[057] Faz-se referência ao uso de cloreto neste relatório descritivo. Entretanto, será entendido que o cloreto pode ser substituído por um outro haleto tal como brometo. O cloreto (ou brometo) na oxidação por pressão 104 é utilizado para promover lixiviação de enargita ou tennantita ou tanto de enargita quanto de tennantita e para reduzir oxidação de enxofre indesejada. O cloreto é utilizado na faixa de cerca de 3 a 20 g/l de Cl na solução aquosa. Acima da extremidade superior de 20 g/l de Cl, a extração de cobre parece ser reduzida. Abaixo da extremidade inferior de 3 g/l de Cl, a oxidação de enxofre pode ser comprometida e a extração de cobre também pode ser comprometida. Na faixa de cerca de 10 a 12 g/l de Cl, as condições parecem resultar na extração de Cu e em pouca oxidação de enxofre.

[058] Os minerais de sulfeto de cobre que contêm arsênio são submetidos à oxidação por pressão na autoclave. As reações para enargita (Cu3AsS4) e tennantita (Cu12As4S13) podem ser as seguintes: CU3ASS4 + 2 H2SO4 + 4,25 O2 ^ 3 CUSO4 + H3ASO4 + 0,5 H2O + 3 S°(1) CU12AS4S13 + 6 H2SO4 + 19 O2 ^ 12 CUSO4 + 4 H3ASO4 + 7 S°(2)

[059] Tanto cobre quanto arsênio são solubilizados como sulfato e arsenato, respectivamente. Conforme mostrado nas reações (1) e (2), tanto enargita quanto tennantita convertem menos que 100% do enxofre contido no mineral na forma elementar de enxofre. A oxidação de enxofre, conforme indicado pelas reações (1) e (2), é inevitável e isso é confirmado por dados de teste de laboratório. As reações acima sugerem que as reações de lixiviação gerais durante a oxidação por pressão 104 são consumidoras de ácido. Entretanto, quando o arsênio se precipita, o ácido é regenerado: 2 H3ASO4 + Fe2(SO4)3 + 4 H2O ^ 2 FeAsO4.2H2O + 3 H2SO4(3)

[060] Para a reação (3) ocorrer, ferro é utilizado e está presente no concentrado de cobres como pirita (FeS2) ou como calcopirita (CuFeS2). Os resultados experimentais indicam que o oxigênio é consumido para oxidar próximo a 50% de enxofre. Dessa forma, uma reação adicional ocorre com o enxofre e o oxigênio: S° + 1,5 O2 + H2O ^ H2SO4(4)

[061] Quando condições de baixo teor de ácido existem na autoclave, a reação (4) é favorecida. Quando níveis de ácido superiores existem na autoclave, a reação (4) é parcialmente suprimida.

[062] No caso dos minerais de ferro (Fe), a pirita e a pirrotita, as reações favorecidas são: FeS2 + 15/4 O2 + 2 H2O ^ ^ Fe2O3 + 2 H2SO4(5) 2 FeS + 3/2 O2 ^ Fe2O3 + 2 S°(6) Precipitação de Arsênico na Autoclave

[063] O arsênio não é simplesmente dissolvido na autoclave. Em vez disso, uma porção de arsênio solubilizado é precipitada durante a oxidação por pressão 104 na autoclave. Vantajosamente, o arsênio se precipita como escorodita que é amplamente reconhecida como a forma mais ambientalmente estável de resíduo que porta arsênio. Fe2(SO4)3 + 2 H3ASO4 + 4 H2O ^ 3 H2SO4 + 2 FeAsO4.2H2O (7)

[064] A razão de arsênio para ferro (As:Fe) influencia a quantidade de arsênio remanescente na solução no fim da oxidação por pressão 104. Em razões de As:Fe baixas (As:Fe <0,1), a precipitação de arsênio na autoclave é próxima à completa. Em razões de As:Fe altas (As:Fe de 0,7 a cerca de 1,3), a extensão de precipitação de arsênio na autoclave é alta. Em razões de As:Fe acima de 1,3, Fe insuficiente está presente para formar a fase de escorodita e As é deixado na solução.

[065] O ferro precisa estar presente nos materiais de alimentação se o arsênio for precipitado como escorodita. Se pouco ou nenhum ferro estiver presente, o arsenato de cobre pode se precipitar da solução sem intenção reduzindo a extração de cobre como um todo. Pelo menos ferro suficiente para produzir escorodita com o arsênio disponível é preferencial. Surpreendentemente, uma região de razões As:Fe de cerca de 0,1 a cerca de 0,7 foi encontrada, na qual, apesar de mais que Fe adequado disponível para precipitar escorodita, apenas arsênio limitado na solução se precipita como escorodita. Para abordar esse comportamento anômalo, os pós ricos em arsênio podem ser adicionados junto com a pasta aquosa inicial 222 à autoclave para alterar a razão de As:Fe, deslocando a razão para valores mais altos e para uma razão na qual o arsênio se precipita como escorodita. Alternativamente, outros sólidos ou soluções ricos em Fe podem ser adicionados à autoclave para alterar a razão de As:Fe, deslocando a razão de As:Fe para um valor inferior e para uma razão na qual o arsênio se precipita como escorodita. Os sólidos ricos em Fe que são adicionados são solúveis nas condições da autoclave. A Figura 3 mostra um gráfico da porcentagem de arsênio que conduz à solução na autoclave para diferentes razões de arsênio para ferro. A razão de arsênio para ferro é a razão na alimentação combinada para oxidação por pressão 104 que inclui o material de alimentação, tensoativo e halogênio, e que não inclui resíduo reciclado.

[066] O gráfico da Figura 3 inclui dados de vários materiais de alimentação incluindo concentrados e mesclas de concentrado de cerca de 1,2% a 16,1% de arsênio. As razões de As:Fe mais altas ilustradas no gráfico da Figura 3 foram alcançadas ao adicionar As que contém pó de chaminé de fundidor. As condições de oxidação por pressão não foram idênticas em todos os testes. Por exemplo, os níveis de ácido livre na alimentação da autoclave foram variados, e o Fe no ácido de alimentação foi variado levemente. Os parâmetros variados tiverem pouco efeito no As na solução em comparação com o efeito da razão de As:Fe.

[067] O ácido de alimentação é uma variável importante para alguns, mas não todos, os concentrados de cobre que portam arsênio. O benefício de ácido superior na alimentação da autoclave é suprimir a oxidação de enxofre. Quando os níveis de arsênio ou pirita ou arsênio e pirita nos concentrados são altos, a tendência a formar sulfato como uma reação lateral é aumentada. O nível de ácido ideal na alimentação de oxidação por pressão é dependente do concentrado e pode ser uma faixa muito ampla. O nível de ácido é alimentado na autoclave e pode ser utilizado para suprimir faixas de oxidação de enxofre indesejadas de cerca de 7 g/l a 60 g/l. A faixa preferencial é provavelmente cerca de 20 a 40 g/l. Quando muito alto, um ácido nível reduz a extração de cobre em alguns casos e suprime a extensão da precipitação de escorodita.

[068] A pirita produz ácido conforme mostrado na reação (5). O ácido produzido por pirita desempenha um papel principal na determinação do equilíbrio de ácido na oxidação por pressão 104. Se o ácido produzido pela reação (5) mais qualquer ácido adicionado na solução de alimentação for maior que o ácido consumido nas reações (1) e (2), um excesso de ácido ocorre. Em tal caso, o cobre em concentrados que é oxidado durante a oxidação por pressão 104 é lixiviado parcial ou completamente na solução.

[069] Todas as reações de oxidação acima são exotérmicas e a porcentagem de sólidos é ajustada, ao ajustar a razão das duas correntes de alimentação, isto é, a pasta aquosa inicial 222 e a solução de alimentação aquosa 224 no processo, para obter vantagem da natureza exotérmica das reações. A pasta aquosa combinada pode, dessa forma, alcançar uma temperatura operacional na autoclave de cerca de 150 °C, começando a partir de correntes de alimentação em geral em temperatura ambiente, sem novo curso para adição de calor externa. Dessa forma, o processo pode ser executado sem custos de aquecimento ou resfriamento adicionais. Isso é vantajoso quando se lida com correntes de pasta aquosa que podem introduzir problemas em escala em trocadores de calor.

[070] Em alguns casos, entretanto, a porcentagem de sólidos da alimentação combinada pode ser aumentada, por exemplo, quando minerais secundários tal como chalcocita estão presentes, e menos energia térmica é realizada em comparação com calcopirita, por exemplo.

[071] Adversamente, quando a pirita está presente em grandes quantidades no concentrado, correspondentemente, grandes quantidades de calor são geradas. Nesse caso, a solução de alimentação é mantida o mais resfriado possível, até mesmo utilizando as torres de resfriamento para remover calor, e também através da redução da porcentagem de sólidos na autoclave para inibir que a temperatura operacional da oxidação por pressão 104 se eleve muito acima da temperatura alvo.

[072] A temperatura de oxidação por pressão influencia na extração de cobre e na oxidação de enxofre bem como na precipitação de arsênio. O processo pode ser operado dentro da faixa de 140 °C a 160 °C. É indesejável para operar a oxidação por pressão 104 acima de 160 °C, devido ao fato de que enxofre elementar líquido, que é um produto da reação na autoclave, é submetido a uma transformação de fase de um estado fluido para um estado viscoso. Essa alta viscosidade é prejudicial para o processo e, dessa forma, uma temperatura na faixa de 145 °C a 155 °C é preferencial. Uma temperatura de 150 °C pode ser escolhida como um alvo prático, embora pequenas excursões na faixa de 150 °C a 160 °C também sejam possíveis. O enxofre elementar é conhecido por oxidar mais prontamente para ácido sulfúrico acima de 160 °C, que é também indesejável, criando excesso de calor e ácido e usando desnecessariamente o oxigênio e o reagente neutralizante. Os dados de experimentos nas temperaturas superiores indicaram que a fase de escorodita mais desejável está presente a 150 °C, mas menos precipitados de escorodita em temperaturas mais altas.

[073] O tempo de retenção para a oxidação por pressão 104 é uma função de quão completo o material é triturado e a extensão na qual o arsênio é precipitado na oxidação por pressão 104. A faixa trabalhável de operação para o tempo de retenção de oxidação por pressão é de 60 a 120 minutos, como indicado acima. Um tempo de retenção de 90 minutos é preferencial. Tempos de retenção mais longos acentuam marginalmente a extração de cobre e favorecem uma maior precipitação de arsênio, mas com um custo de oxidação de enxofre aumentado.

[074] A pressão de oxigênio suficiente é utilizada para suportar a reação na autoclave. Uma pressão parcial de oxigênio na faixa de 700 a 1.400 kPa pode ser utilizada. Uma pressão parcial de oxigênio de 1.000 kPa é preferencial. As pressões parciais de oxigênio podem desacelerar as reações de lixiviação na autoclave durante a oxidação por pressão 104. Por outro lado, as pressões excessivas impõem demandas adicionais de integridade estrutural da autoclave e dos equipamentos associados.

[075] Iodeto de potássio pode, opcionalmente, ser adicionado como um catalisador para as reações de calcopirita e enargita. O catalisador de iodeto aumenta a taxa de reação que aumenta a extração de cobre como um todo por um determinado tempo de retenção. A adição de iodeto aumentou a extração de cobre de 96,2% para 99,3% para adições de KI entre 0 e 16 kg/t de concentrado. Qualquer adição acima de 1 kg/t pode não ser economicamente viável para o processo.

[076] A adição de tensoativo à pasta aquosa de alimentação na autoclave tem sido concluída como benéfica em algumas circunstâncias para modificar a natureza do enxofre conforme descarregado da autoclave, isto é, para tornar as partículas de enxofre mais finamente divididas. O tensoativo reduz a tensão superficial da fase de enxofre líquido na temperatura operacional, levando a pequenas gotículas em vez de grandes glóbulos líquidos na autoclave, e pequenas partículas sólidas correspondentes na pasta aquosa do produto após a solidificação.

[077] A adição de tensoativo facilita a extração de cobre. Os tensoativos adequados incluem, por exemplo, compostos de o-fenilenodiamina ou lignosol tal como lignosulfonato de cálcio. Outros tensoativos tal como quebracho são conhecidos por realizar uma função similar no processo relacionado de lixiviação por pressão de zinco e provavelmente seriam eficazes no presente processo de oxidação por pressão de cobre. A anilina também pode ser utilizada.

[078] Os tensoativos foram eficazes por uma ampla faixa de concentrações de 1,5 a 10 kg/t de concentrado. Quando muito baixa, uma dosagem de adição de tensoativo pode levar a agrupamento e aglomeração de enxofre dentro da autoclave, resultando em extração de cobre reduzida e condições potencialmente corrosivas devido ao acesso inadequado de oxigênio ao mineral que é lixiviado (condições de redução localizadas). Quando muito alto, o tensoativo resulta em gasto desnecessário para um reagente dispendioso. Uma faixa de 2 a 3 kg/t para um tensoativo tal como o-fenilenodiamina (OPD) é preferencial.

[079] A pasta aquosa do produto 226 de oxidação por pressão 104 é ácida e a maior parte ou todos os minerais de cobre no material de alimentação 220 são lixiviados na solução na oxidação por pressão 104. A oxidação de enxofre durante a oxidação por pressão 104 pode ser muito maior do que a média, por exemplo acima de 50%, dependendo da quantidade de pirita, que geralmente produz sulfato. O presente processo acomoda o excesso de ácido produzido.

[080] A descarga da pasta aquosa do produto pressurizada quente 226 da autoclave é realizada muito rapidamente de modo que haja uma liberação substancialmente instantânea de pressão. Essa forma de descarga de pasta aquosa é conhecida como "descarga rápida", na qual a pasta aquosa é resfriada quase instantaneamente pela liberação de pressão excessiva, isto é, liberando vapor e qualquer oxigênio aprisionado. A liberação é controlada por um estrangulamento, que pode incluir uma válvula de diminuição com abertura variável, e ocorre em uma fração de um segundo, por exemplo, milissegundos. O estrangulamento correlaciona a descarga com o volume de alimentação na autoclave de modo que nenhuma alteração em volume ocorra.

[081] A pasta aquosa do produto 226 que é descarregada do vaso de pressão por descarga rápida 228 é submetida à separação de líquido/sólido 106. A separação de líquido/sólido 106 pode ser executada em dois estágios primeiro por espessamento a cerca de 40 a 50% de sólidos e, então, a corrente de subfluxo do espessante pode ser filtrada, por métodos de vácuo ou pressão conhecidos. Alternativamente, a decantação contracorrente pode ser utilizada para a separação de líquido/sólido 106.

[082] A lavagem pode ser executada no estágio de filtração para remover licor de lixiviação aprisionado do resíduo.

[083] Para facilitar a filtração da pasta aquosa quente, que é cerca de 95 °C a 100 °C após a descarga rápida 228, parte da corrente de fluxo excessivo do espessante é resfriada, por exemplo, por uma torre de resfriamento, e a corrente resfriada é retornada para o espessante para reduzir a temperatura operacional do espessante para cerca de 65 °C ou menos, que é uma temperatura adequada para filtração com a maioria dos filtros.

[084] O restante da corrente de fluxo excessivo de espessante, chamado de licor de lixiviação 230, é, então, enviado para a extração de solvente de cobre 108.

[085] Dependendo da oxidação de enxofre e da porcentagem de sólidos alimentados na autoclave para oxidação por pressão 104, a descarga ácida pode ser opcionalmente submetida à pré-neutralização 232 seguida pela separação de líquido/sólido 233 antes da extração de solvente 108. O gesso resultante da separação de líquido/sólido 233 pode ser filtrado e lavado conforme mostrado em 235. A corrente neutralizada 239 pode ser enviada para a extração de solvente de cobre 108.

[086] O filtrado do filtro pode ser enviado de volta para o espessante, e, opcionalmente, uma porção do resíduo da separação de líquido/sólido 276 pode ser tratada para recuperação de prata e ouro.

[087] Parte do resíduo 264 que é produzido a partir da separação de líquido/sólido em 106 pode ser reciclada de volta para a autoclave para oxidação por pressão 104. A reciclagem de resíduo resulta em um aprimoramento significativo em conversão de sulfeto de cobre e condução de arsênio quando uma porção do resíduo é misturada com o concentrado fresco e alimentada para a autoclave. O resíduo reciclado fornece material de partida para a precipitação de escorodita e estende o tempo de retenção na autoclave. Nenhum valor adicionado foi realizado acima de uma razão de resíduo reciclado:concentrado fresco de 1:1.

[088] Após a oxidação por pressão 104, a descarga rápida 228 e a separação de líquido/sólido 106, o cobre lixiviado na solução é recuperado por extração de solvente 108, que inclui remoção 238 e extração eletrolítica 110. A corrente aquosa tem tipicamente 30 a 50 g/l de Cu.

[089] A extração de solvente é conhecida na indústria. Embora o presente processo seja chamado de extração de solvente, o presente processo inclui dois processos distintos, a saber, extração e remoção.

[090] Durante a extração de solvente de cobre 108, o licor de lixiviação 230, ou, opcionalmente, corrente neutralizada 239, é colocado em contato com um extrator, tal como LIX 973, da BASF Corporation, em uma razão adequada de fases orgânicas para aquosas. Uma razão adequada pode ser, por exemplo, 3:1. O processo ocorre em uma série de misturador- assentadores ou outros equipamentos similares, com equipamentos auxiliares tais como bombas, agitadores e tanques de armazenamento.

[091] A extração de solvente 108 opera a cerca de 40 °C e à pressão atmosférica. A temperatura é mantida pelo calor sensível de correntes de entrada incluindo, por exemplo, a solução de lixiviação cáustica quente (PLS) também chamada de licor de lixiviação 230. Se a temperatura estiver muito alta, os trocadores de calor ou torres de resfriamento podem ser utilizados para controlar a temperatura a cerca de 40 °C. Adversamente, o calor pode ser suprido por trocadores de calor se necessário para aquecimento, em climas frios.

[092] O extrator orgânico é diluído com uma fase de querosene para desempenho, para produzir 35% a 40% por extrator de volume.

[093] A corrente orgânica 234 alimentada na extração de solvente de cobre 108 se origina na parte de remoção do processo, descrita abaixo, e é também chamada de “orgânico removido” (SO). O orgânico removido pode ter cerca de 7 g/l a 8 g/l de Cu em solução, dependendo da composição, isto é, da porcentagem de extrator no diluente e de outros fatores.

[094] A mistura de fases aquosas e orgânicas no misturador-assentador usado na extração 108, é agitada por cerca de 2 a 3 minutos, então, passada para uma zona quiescente do misturador-assentador, para permitir a separação das fases por gravidade, e a mistura é separada. Esse processo pode ser repetido em um outro misturador-assentador operado em modo de contracorrente para a primeira, isto é, com a corrente orgânica 234 fluindo contra a corrente para a corrente aquosa, ou licor de lixiviação 230. Esse processo de contracorrente facilita o carregamento da corrente orgânica enquanto ainda extrai a maior parte do cobre da corrente aquosa.

[095] Processos alternativos de mistura e assentamento podem ser utilizados, tais como colunas pulsadas de vários projetos.

[096] Após a extração ser concluída em 1 a 2 estágios, o extrator orgânico carregado (LO) contém usualmente 17 a 20 g/l de Cu, se um extrator de 40% de volume for usado. A corrente aquosa esgotada, “rafinado”, pode conter cerca de 10 a 15 g/l de Cu e 40 a 65 g/l de ácido livre, e é reciclada para lixiviação adicional após possível neutralização.

[097] O orgânico agora carregado com Cu 236 tem, então, o teor de Cu removido em 238 pelo contato com uma corrente de ácido forte 240, também chamada de “eletrólito removido” (SE), que é reciclada a partir da extração eletrolítica (EW) 110. A corrente de ácido forte 240 converte o orgânico carregado (LO) em orgânico removido (SO) 234 que contém cerca de 7 a 8 g/l de Cu. Uma porção do orgânico removido (SO) 234 é, então, reciclado para a extração de solvente 108, completando o circuito e uma porção do orgânico removido (SO) 234 é utilizada na extração de solvente secundária 114, referenciada abaixo.

[098] O eletrólito removido (SE) 240 é enriquecido em cobre por esse processo de remoção, e é, dessa forma, convertido em eletrólito cáustico 242, ou PE, que é enviado para a extração eletrolítica de cobre 110 para recuperação de cobre.

[099] O eletrólito cáustico (PE) 242 produzido pelo processo de remoção contém em geral cerca de 45 a 50 g/l de Cu e 150 a 160 g/l de ácido livre as H2SO4. Eletrólito cáustico (PE) 242 é submetido à extração eletrolítica 110 para reduzir a concentração de cobre em cerca de 10 a 12 g/l de Cu e produzir metal de cobre na forma de catodos de pureza alta. A extração eletrolítica 110 pode ser executada continuamente, com os catodos sendo removidos a cada 5 a 8 dias.

[0100] Durante a extração eletrolítica 110, o eletrólito cáustico 242 é convertido de volta em eletrólito removido 240 com um teor de Cu esgotado, mas uma acidez correspondentemente mais alta. A composição do eletrólito removido 240 é aproximadamente 35 a 40 g/l de Cu e cerca de 170 a 180 g/l de ácido livre, que é, então, utilizada para mais remoção no circuito de extração de solvente. Isso completa o ciclo para o eletrólito removido-eletrólito cáustico.

[0101] O rafinado 244 produzido pela extração de solvente 108 é ácido. O rafinado 244 é dividido, conforme indicado pelo número 245, e parte do rafinado, indicada pelo número 246, é submetida à evaporação. Após a evaporação, a solução de alimentação aquosa remanescente 224 pode ser enviada para oxidação por pressão 104 e o condensado 268 pode ser utilizado na separação de líquido/sólido 276.

[0102] Dessa forma, parte do rafinado 246 é utilizada na oxidação por pressão 104. O rafinado é dividido dependendo da oxidação por pressão 104, e o restante do rafinado, indicado pelo número 248 é neutralizado.

[0103] Durante a oxidação por pressão, alguma parte do enxofre no concentrado é oxidada para sulfato, que é removido para reduzir o acúmulo. A maior parte dessa oxidação de enxofre se deve à reação de pirita (5) acima.

[0104] O sulfato é removido ao neutralizar parcialmente a corrente de rafinado 248 após a extração de solvente 108, conforme mostrado na Figura 2. Conforme indicado acima, apenas uma fração da corrente de rafinado 244 da extração de solvente 108 é neutralizada em 112 como alguma parte do ácido é utilizada para oxidação por pressão 104, conforme mostrado nas reações (1) e (2), por exemplo.

[0105] A neutralização é efetuada na fração selecionada de rafinado 248 que utiliza calcário, CaCO3, para reagir com ácido livre. Esse processo é executado em uma série de tanques agitados conectados em série com transbordamento por gravidade, e forma gesso, CaSO4.2H2O como um subproduto sólido. O gesso é filtrado e levado como mostrado em 250. As tortas de filtro de gesso da filtração 250 são enviadas para o lixo para descarte. A corrente neutralizada ou de filtrado 252 da filtração 250 é dividida 254 e uma porção 256 é enviada para uma extração de solvente secundária 114. Uma porção do orgânico removido (SO) 234 de remoção de solvente 238 é utilizada na extração de solvente secundária 114.

[0106] A fase orgânica 257 que é utilizada na extração de solvente secundária 114 é retornada para a extração de solvente primária em 108 onde o cobre é recuperado e enviado para a etapa de extração eletrolítica de cobre. O pH da corrente aquosa sem cobre é aumentado, por exemplo, com o uso de cal, para facilitar a precipitação das impurezas em 116. Essa precipitação em 116 e a separação de líquido/sólido subsequente 270 produzem um resíduo de sangria. A solução do produto 272 é reciclada e é utilizada para lavagem do resíduo de ferro na separação de líquido/sólido a montante em 276. Dessa forma, as impurezas prontamente solúveis neutralizadas, tal como zinco, por exemplo, são sangradas do processo para inibir a elevação de concentração de tais impurezas para níveis inaceitáveis.

[0107] A porção remanescente 260 da corrente neutralizada 252, que é a porção que não é submetida à extração de solvente secundária 114, é submetida à evaporação 262 com a parte do rafinado ácido 246 produzida pela extração de solvente 108. Após a evaporação, parte 224 da solução de alimentação aquosa remanescente pode ser enviada para oxidação por pressão 104 e o condensado 268 da evaporação 262 pode ser utilizado na lavagem do resíduo na separação de líquido/sólido 276.

[0108] Conforme indicado acima, parte do resíduo 264 que é produzido a partir da separação de líquido/sólido em 106 pode ser reciclada de volta para a autoclave para oxidação por pressão 104. O restante do resíduo rico em ferro 264 que é produzido a partir da separação de líquido/sólido em 106 pode ser descartado. Opcionalmente, o restante do resíduo rico em ferro 264 pode ser subsequentemente processado para recuperação de valores de metal precioso. A porção do resíduo rico em ferro 264 que não é reciclada de volta para oxidação por pressão 104 pode ser lixiviada em uma solução de ácido diluída quente que contém cloreto, para manter um teor de cobre solúvel em cianeto baixo. Esse processo é chamado de "lixiviação de ácido acentuada”, e é indicada pelo número de referência 274. As condições da lixiviação de ácido acentuada 274 são utilizadas para lixiviação de metal precioso subsequente com soluções de cianeto, nas quais o cobre é um consumidor principal de cianeto.

[0109] A reação principal na lixiviação de ácido acentuada 274 é a dissolução de sulfato de cobre básico por ácido sulfúrico:

[0110] O ácido sulfúrico é suprido por rafinado a partir da extração de solvente referenciada abaixo.

[0111] As condições durante a lixiviação de ácido acentuada 274 são similares à etapa de lixiviação atmosférica descrita na Patente n° U.S. 5.645.708, (patente 708), cujo conteúdo integral é incorporado no presente documento a título de referência, mas são mais severas.

[0112] Por exemplo, as condições adequadas incluem: uma temperatura na faixa de 50 °C a 95 °C, de preferência, 75 °C; um tempo de retenção de 2 a 4 horas, de preferência, 3 horas; A concentração de cloreto na solução de lixiviação de 2 a 10 g/l, de preferência, 4 g/l; e um pH de 1,0 a 1,5, de preferência, 1,3.

[0113] Nem todas essas acentuações precisam ser implantadas ao mesmo tempo, mas os benefícios de lixiviação de ácido acentuada para lixiviação de metal precioso subsequente parecem fluir a partir de uma combinação dessas condições.

[0114] A reação (8) não é completa na lixiviação atmosférica "normal" descrita na patente 708. Tipicamente, 2 a 5% do teor de Cu são deixados no resíduo, que é aparentemente em sua maior devido à adsorção sobre, ou coprecipitação com, Fe e, em um grau menor, devido ao mineral de sulfeto de Cu incompletamente oxidado. Desafortunadamente, alguma parte desse Cu "não lixiviado" deixa após a lixiviação atmosférica (AL) é solúvel em cianeto, isto é, forma cianetos de cobre solúveis nos estágios subsequentes do processo. Entretanto, o Cu solúvel em cianeto é substancialmente reduzido pela lixiviação de ácido acentuada 274 (EAL).

[0115] A lixiviação de ácido acentuada 274 pode ser executada em um trem de reator de 3 a 4 tanques agitados, com transbordamento por gravidade conectando os tanques em série. Os tanques são agitados moderadamente para fornecer mistura adequada de líquido e sólidos. Coagulante pode ser adicionado no último (4°) reator para ajudar a coagular sólidos finos, que auxilia na floculação usada na operação de espessamento subsequente.

[0116] A filtração dos sólidos de lixiviação resultantes da lixiviação de ácido acentuada 274 é impedida pela presença de sólidos finos. Felizmente, os sólidos finos se tornam muito bem espessos, desde que a coagulação e a floculação adequadas sejam usadas, produzindo correntes de subfluxo de 45 a 55% de sólidos em tempos de assentamento razoáveis.

[0117] A pasta aquosa resultante da lixiviação de ácido acentuada 274 é, portanto, bombeada para uma série de 3 a 6 espessantes para decantação contracorrente, (circuito CCD) com água de lavagem adicionada no último espessante e a pasta aquosa alimentada para o primeiro espessante. Os circuitos CCD são uma tecnologia bem estabelecida na qual o transbordamento de espessante de cada espessante se move em uma direção oposta ao subfluxo de espessante, utilizando eficientemente água de lavagem.

[0118] A água de lavagem (corrente 258) utilizada no circuito CCD pode ser parcialmente derivada da solução 272 obtida após a precipitação de sangria de impureza 116 e a partir do condensado 268 da evaporação 262.

[0119] A água de lavagem adicional pode ser adicionada na forma de água fresca dependendo do restante de água de todo o circuito CCD-EAL. A água fresca ajuda a remover quantidades menores de licor que porta cobre aprisionado no circuito CCD.

[0120] Vantajosamente, a maior parte da água de lavagem é gerada internamente, permitindo que o processo seja executado com água que é adicionada, em oposição a um efluente líquido excedente que é disposto de e que pode criar problemas ambientais. A princípio, o processo geral opera sem efluente líquido e é, portanto, considerado um ciclo "fechado".

[0121] O resíduo lixiviado da lixiviação de ácido acentuada 274 é, dessa forma, separado da solução de lixiviação por uma separação de líquido/sólido 276. A separação de líquido/sólido pode compreender espessamento em uma série de espessantes operada contracorrente ou por filtração, para produzir um resíduo 278 que está pronto para a extração de metais preciosos.

[0122] O produto de licor do circuito CCD, que é o transbordamento do primeiro espessante, é licor de lixiviação cáustico 280 que pode, opcionalmente, ser submetido à pré- neutralização 232 e à separação de líquido/sólido 233. O licor de lixiviação cáustico é tratado para recuperação de cobre por extração de solvente em 108.

[0123] O rafinado 244 pode ser dividido, conforme mostrado em 245, em uma terceira corrente 282. A terceira corrente 282 pode ser utilizada na lixiviação de ácido acentuada 274 e fornece ácido sulfúrico para o processo de lixiviação de ácido acentuada.

[0124] Os seguintes exemplos são inseridos para ilustrar adicionalmente várias modalidades da presente invenção. Esses exemplos são para propósitos ilustrativos somente e não se destinam a limitar o escopo da presente invenção. Um sumário dos exemplos é fornecido na Tabela 1. TABELA 1

[0125] Os seguintes exemplos ilustram que a presença de cloreto, em conjunto com trituração ultrafina, e tensoativo são utilizados para alcançar boa recuperação de cobre.

[0126] Em cada um dos exemplos descritos no presente documento, uma autoclave de batelada de 1,1 l foi utilizada. As condições na autoclave são indicadas para cada exemplo e, salvo se indicado de outro modo, incluíram uma pressão parcial de oxigênio de 1.000 kPa (145 psi). EXEMPLO 1

[0127] O seguinte exemplo demonstra o benefício de trituração fina mediante a lixiviação de material que porta enargita na presença de cloreto e um tensoativo durante a oxidação por pressão. Um ensaio de material de alimentação de 34% de Cu, 12% de Fe, 36% de S e 12% de As (~64% de enargita, 1% de tennantita, 8% de calcopirita, 21% de pirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 60 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 8 g/l de ácido livre e 15 g/l de Cu; e adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 5 kg/t.

[0128] A extensão da trituração foi variada conforme mostrado na Tabela 2. TABELA 2 EFEITO DE TAMANHO DE TRITURAÇÃO EM EXTRAÇÃO DE Cu

[0129] A trituração adicional antes da oxidação por pressão aprimorou a lixiviação do mineral de enargita e a extração de cobre como um todo. A adição de tensoativo e o tempo de retenção não foram ideais.

[0130] A energia adicional requerida para trituração ultrafina e extração de cobre incremental dos minerais de cobre- arsênio não é sempre econômica. A Figura 4 é um gráfico de energia específica utilizada para trituração fina. Os tamanhos de trituração menores do que 5 μm são raramente econômicos. Conclusão

[0131] A extração de cobre aumenta com o tamanho de trituração mais fina na presença de cloreto e tensoativo. EXEMPLO 2

[0132] O seguinte exemplo demonstra que o uso de tensoativo na ausência de cloreto mediante a lixiviação do material que porta enargita durante a oxidação por pressão não resulta em recuperação de cobre suficiente.

[0133] O mesmo material de alimentação foi utilizado como no Exemplo 1 e foi lixiviado na ausência de cloretos. O ensaio de material de alimentação de 34% de Cu, 12% de Fe, 36% de S e 12% de As (~64% de enargita, 1% de tennantita, 8% de calcopirita, 21% de pirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 90 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 40 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu; e adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 5 kg/t.

[0134] O uso de tensoativo foi variado para um tamanho de trituração fina na ausência de cloreto conforme mostrado na Tabela 3. TABELA 3 EFEITO DE TRITURAÇÃO FINA E TENSOATIVO NA AUSÊNCIA DE CLORETO

Conclusão

[0135] O tensoativo, por si próprio e na ausência de cloreto, não promove oxidação suficiente da enargita mesmo com tamanho de trituração fina. EXEMPLO 3

[0136] O seguinte exemplo demonstra que a presença de cloreto e tensoativo mediante a lixiviação de material que porta enargita durante a oxidação por pressão aprimorou a lixiviação e a recuperação de cobre como um todo.

[0137] Testes adicionais foram conduzidos na presença de cloreto a 12 g/l na solução de alimentação. As condições remanescentes foram as mesmas especificadas no Exemplo 2. O ensaio de material de alimentação de 34% de Cu, 12% de Fe, 36% de S e 12% de As (~64% de enargita, 1% de tennantita, 8% de calcopirita, 21% de pirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 90 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 40 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu; e adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 5 kg/t.

[0138] A presença de tensoativo foi variada conforme mostrado na Tabela 4. TABELA 4 EFEITO DE TENSOATIVO NA PRESENÇA DE CLORETO NA EXTRAÇÃO DE CU DE MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO FINAMENTE TRITURADO

[0139] A partir da comparação de resultados do Exemplo 2 e do Exemplo 3, a presença de cloreto foi claramente benéfica na oxidação do mineral de sulfeto de cobre mediante a lixiviação do material que porta enargita durante a oxidação por pressão. Na presença de cloreto, o tensoativo promoveu benefício adicional na extração de cobre. Os Exemplos 2 e 3 ilustram que o tensoativo e o cloreto atuam de modo sinérgico em vez de maneira aditiva quando se processa o concentrado de cobre que porta arsênio finamente triturado. Conclusão

[0140] A trituração fina, o tensoativo e o cloreto atuam de modo sinérgico para promover a oxidação da enargita e a recuperação de cobre do material de alimentação com tamanho de trituração fina. EXEMPLO 4

[0141] O seguinte exemplo demonstra o efeito de nível de cloreto mediante a lixiviação do material que porta enargita durante a oxidação por pressão.

[0142] Duas amostras diferentes de concentrado com baixo teor de pirita com um ensaio de concentrado de 31 a 33,1% de Cu, 11 a 11,5% de Fe, 35,5 a 37,9% de S e 10,3 a 11,8% de As foram lixiviadas por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 90 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 40 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu; adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 3 kg/t; e um tamanho de trituração de P80 = 7 μm e P80 = 22 μm.

[0143] As condições do teste em 0 g/l de Cl diferem levemente das outras diante do fato de que o cobre na solução de alimentação teve 15 g/l de Cu e a adição de tensoativo foi 5 kg/t de OPD. As condições remanescentes do teste a 0 g/l de Cl foram conforme listado acima.

[0144] A Figura 5 é um gráfico que ilustra recuperação de cobre para diferentes níveis de cloreto em solução de alimentação. O cloreto na faixa de cerca de 3 a 20 g/l de Cl na solução aquosa promove a extração de cobre. Acima de cerca de 20 g/l de Cl, a extração de cobre parece ser reduzida. Abaixo de cerca de 3 g/l de Cl, a oxidação de enxofre e a extração de cobre são insuficientes. Na faixa de cerca de 10 a 12 g/l, as condições parecem resultar em boa extração de Cu e pouca oxidação de enxofre. A Figura 5 também ilustra a recuperação de cobre para diferentes tamanhos de trituração. Um tamanho de trituração de P80 = 7 μm resulta em um aprimoramento significativo em extração de cobre em comparação com um tamanho de trituração de P80 = 22 μm. Conclusão

[0145] O cloreto na faixa de cerca de 3 a 20 g/l de Cl na solução aquosa, na presença de tensoativo, promove a extração de cobre. A trituração fina de concentrado, antes da oxidação por pressão na presença de cloreto e tensoativo, promove extração de cobre. EXEMPLO 5

[0146] O seguinte exemplo demonstra o efeito de trituração fina em material que porta enargita de alimentação diferente.

[0147] Os materiais de alimentação foram lixiviados por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 60 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 20 g/l de ácido livre e 15 g/l de Cu; adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 5 kg/t; e um tamanho de trituração de P80 = 7 μm.

[0148] As soluções de alimentação também contiveram 12 g/l de Cl, com a exceção de uma na qual o cloreto não estava presente na solução de alimentação, como indicado na Tabela 5.

[0149] Os resultados são apresentados na Tabela 5, mas são apenas relativos. A fração de enargita nos concentrados variou e a extensão de trituração não foi tão grande quanto nos exemplos anteriores. TABELA 5 EFEITO DE TRITURAÇÃO FINA DE VÁRIOS CONCENTRADOS EM RECUPERAÇÃO DE Cu

[0150] O Concentrado “A” teve um ensaio de 15% de Cu, 31% de S, 24% de Fe e 5,5% de As. Na ausência de trituração fina do concentrado de alimentação “A”, a conversão do sulfeto do material que contém enargita foi de 69%. A trituração fina do concentrado de alimentação “A” na ausência de cloreto na solução de alimentação acentuou a conversão de sulfeto de Cu para 91%, mas no custo de oxidação de enxofre indesejada adicional. A trituração fina do concentrado de alimentação “A” com cloreto presente na solução de alimentação aumentou a conversão de sulfeto de cobre para 95% e retornou a oxidação de enxofre para 51%.

[0151] O concentrado “B” teve um ensaio de 27% de Cu, 40% de S, 23% de Fe e 9% de As (~48% de enargita no concentrado). A trituração fina do concentrado de alimentação “B” aumentou a conversão de sulfeto de cobre de 88 para 95%.

[0152] Esses exemplos mostram que a retrituração é benéfica para concentrados que portam arsênio quando se utiliza as condições de oxidação por pressão descritas acima. Esses benefícios não podem ser alcançados com o uso de cloreto ou tensoativo sozinho. Conclusão

[0153] A trituração fina de outros materiais de alimentação que portam enargita aumenta a recuperação de cobre enquanto a presença de cloreto suprime a oxidação de enxofre e aprimora a extração de cobre durante a oxidação por pressão na presença de um tensoativo. EXEMPLO 6

[0154] O seguinte exemplo demonstra o efeito de diferentes tipos e dosagens de tensoativo na extração de cobre. A Figura 6 é um gráfico que mostra o efeito de dosagem de tensoativo na extração de cobre. As composições de concentrado e as condições de teste para as extrações de cobre ilustradas no gráfico da Figura 6 são mostradas na Tabela 6. TABELA 6 COMPOSIÇÕES DE CONCENTRADO E CONDIÇÕES DE TESTE

[0155] O tamanho de trituração de material de alimentação de concentrado C foi mais grosso do que nos exemplos anteriores. O aumento de dosagem de tensoativo na solução de alimentação para a oxidação por pressão não aumentou necessariamente a recuperação de cobre como a dosagem de tensoativo mais alta na solução de alimentação para a oxidação por pressão não alcançou extração de cobre mais alta. A dosagem de tensoativo ideal de um tensoativo particular difere para diferentes concentrados.

[0156] Para concentrados de cobre similares (D e E) e condições idênticas, a o-fenilenodiamina (OPD) parece distribuir melhor a extração de cobre do que a anilina. Conclusão

[0157] A dosagem de tensoativo ideal varia de concentrado para concentrado e a quantidade utilizada é influenciada por fatores econômicos. EXEMPLO 7

[0158] O seguinte exemplo demonstra o efeito de diferentes tipos de tensoativo na extração de cobre.

[0159] Um ensaio de concentrado de 28,5% de Cu, 18% de Fe, 43% de S e 8,3% de As foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 20 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu;

[0160] O efeito de diferentes tensoativos e dosagens na extração de cobre é ilustrado no gráfico da Figura 7.

[0161] Para o ensaio de concentrado desse exemplo, a o-fenilenodiamina (OPD) parece distribuir melhor a extração de cobre do que a anilina e o Lignosol. Conclusão

[0162] OPD parece distribuir melhor a extração de cobre do que a anilina e o Lignosol. EXEMPLO 8

[0163] O seguinte exemplo demonstra o efeito de tempo de retenção de oxidação por pressão na extração de cobre.

[0164] Um ensaio de concentrado de 34% de Cu, 12% de Fe, 36% de S e 12% de As (~64% de enargita, 1% de tennantita, 8% de calcopirita, 21% de pirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 10 g/l de ácido livre e 14 g/l de Cu; adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 3 kg/t; e um tamanho de trituração de P80 = 22 μm.

[0165] O tamanho de trituração nesse exemplo foi alto.

[0166] O tempo de retenção de oxidação por pressão na autoclave foi variado conforme mostrado na Tabela 7. TABELA 7 EFEITO DE TEMPO DE RETENÇÃO DE EXTRAÇÃO DE COBRE E PRECIPITAÇÃO DE ARSÊNIO

[0167] Tempos de retenção mais longos resultam em recuperação de cobre e precipitação de arsênio aumentadas na autoclave, mas também resultam em oxidação de enxofre aumentada. Um tempo de retenção na faixa de cerca de 60 a 120 minutos pode ser utilizado. Um tempo de retenção de 90 minutos é preferencial. Conclusão

[0168] O tempo de retenção de mais do que 90 acentua marginalmente a extração de cobre e favorece uma maior precipitação de arsênio, mas em um custo de oxidação de enxofre aumentada. EXEMPLO 9

[0169] O seguinte exemplo demonstra o efeito de reciclagem de resíduo na recuperação de cobre e precipitação de arsênio.

[0170] Um ensaio de concentrado de 29% de Cu, 17% de Fe, 41% de S e 9% de As foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 90 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 40 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu; um tamanho de trituração de P80 = 10 μm; e tensoativo de anilina de 3 kg/t.

[0171] A razão de reciclagem, que é a razão de resíduo reciclado:concentrado fresco que é enviada para a autoclave, foi variada conforme mostrado na Tabela 8. TABELA 8 EFEITO DE RECICLAGEM DE RESÍDUO EM EXTRAÇÃO DE COBRE E PRECIPITAÇÃO DE ARSÊNIO

[0172] A reciclagem de uma porção do resíduo da descarga de autoclave de volta para a autoclave em uma razão de sólido resíduo reciclado:concentrado fresco de cerca de 0,1:1 a 1,5:1 resulta em extração de cobre e precipitação de arsênio aprimoradas. As razões de reciclagem maiores do que 1:1 não parecem aprimorar significativamente a extração de cobre nem promover precipitação de arsênio adicional. Conclusão

[0173] A reciclagem de resíduo de volta para a autoclave aprimora a extração de cobre para uma razão de resíduo reciclado:concentrado fresco de cerca de 1 e promove maior precipitação de arsênio na autoclave. EXEMPLO 10

[0174] O seguinte exemplo demonstra o efeito de reagente KI na extração de cobre. Um ensaio de concentrado de 24% de Cu, 19% de Fe, 39% de S e 8% de As (~37% de enargita, 45% de pirita, 4% de calcopirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; tempo de retenção de 90 minutos; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl, 40 g/l de ácido livre e 12 g/l de Cu; um tamanho de trituração de P80 = 7 μm; e tensoativo de anilina de 3 kg/t.

[0175] A dosagem de reagente KI utilizada na oxidação por pressão foi variada conforme mostrado na Tabela 9. TABELA 9 EFEITO DE DOSAGEM DE KI NA EXTRAÇÃO DE Cu

[0176] A adição de KI é benéfica. Adições maiores do que 1 kg/t de concentrado são difíceis de justificar economicamente. Conclusão

[0177] A adição de KI é benéfica. EXEMPLO 11

[0178] O seguinte exemplo demonstra o efeito da quantidade de ácido livre na alimentação para a autoclave na extração de cobre e na oxidação de enxofre.

[0179] Um ensaio de concentrado de 34% de Cu, 12% de Fe, 36% de S e 12% de As (~64% de enargita, 1% de tennantita, 8% de calcopirita, 21% de pirita) foi lixiviado por oxidação por pressão sob as seguintes condições: pressão total de 200 psig (1.378 kPag); temperatura de 150 °C; utilização de uma solução de alimentação que inclui 12 g/l de Cl e 14 g/l de Cu; um tamanho de trituração de P80 = 7 μm; e adição de tensoativo de o-fenilenodiamina (OPD) de 5 kg/t.

[0180] O nível de ácido livre na alimentação para a autoclave foi variado conforme mostrado na Tabela 10. TABELA 10 EFEITO DE NÍVEL DE ÁCIDO LIVRE EM ALIMENTAÇÃO PARA AUTOCLAVE EM EXTRAÇÃO DE COBRE E OXIDAÇÃO DE ENXOFRE

[0181] Os dois conjuntos de dados em TABELA 10, em tempos de retenção de 60 minutos e 90 minutos, mostram que o aumento do nível de ácido livre na alimentação de autoclave resulta em supressão de oxidação de enxofre. A oxidação de enxofre que utiliza cerca de 39 g/l de ácido livre na alimentação de autoclave é maior para o tempo de retenção mais longo de 90 minutos em comparação com 60 minutos. Conclusão

[0182] A reciclagem de ácido livre na alimentação de autoclave suprime a oxidação de enxofre. Para suprimir a oxidação de enxofre indesejada, o ácido na faixa de 7 a 60 g/l pode ser utilizado. 20 a 40 g/l de ácido livre são preferenciais. EXEMPLO 12

[0183] O seguinte exemplo demonstra condições de temperatura e pressão utilizadas durante a oxidação por pressão. As temperaturas e pressões utilizadas para o processo refletem as restrições físicas bem como cinéticas. Uma temperatura acima de cerca de 160 °C na autoclave leva à transformação do enxofre fundido de subproduto de um fluido aquoso em um estado viscoso do tipo melado para o qual os requisitos de potência de agitação se torna bem maiores e a oxidação de enxofre indesejada é favorecida. Dessa forma, uma temperatura acima de cerca de 160 °C é indesejável.

[0184] A temperatura inferior para o processo é restrita pela cinética de reação. A Figura 8 mostra o consumo de oxigênio durante a oxidação por pressão executada em diferentes pressões e temperaturas. Nas três curvas de consumo de oxigênio superiores mostradas na Figura 8, a oxidação por pressão é mais rápida, e alcança um nível aceitável para recuperação de cobre dentro do tempo de 90 minutos. As 2 curvas de consumo de oxigênio inferiores mostram que mais tempo na autoclave é requerido. Por razões econômicas, uma autoclave maior, que resulta em um tempo de retenção mais longo não é desejável. Portanto, uma temperatura de 140 °C ou mais é utilizada para o processo de oxidação por pressão. As concentrações de sólidos inferiores são também utilizadas na autoclave quando temperaturas inferiores são utilizadas devido às restrições de equilíbrio de calor que também aumentam o custo do processo.

[0185] A construção do vaso também desempenha um papel na determinação da pressão parcial de oxigênio que pode ser usada. A pressão de vapor do vapor d'água fornece uma manta de vapor que mitiga a chance de um disparo de titânio no vaso. Devido à presença de cloretos, o titânio é o material de escolha, mas outros metais e ligas também correm o risco de ignificar durante a oxidação por pressão. As pressões parciais de oxigênio mais altas aumentam esse risco. As pressões de oxigênio mais altas também requerem autoclaves com paredes mais espessas tornando a autoclave mais dispendiosa. Um acordo é utilizado para alcançar uma taxa de lixiviação relativamente alta sem chance excessiva de um incêndio catastrófico em uma autoclave.

[0186] Pressões parciais de oxigênio "seguras" em várias temperaturas na autoclave são mostradas na Tabela 11. TABELA 11 Pressão de O2 na Autoclave para Operação de Segurança

[0187] A Figura 8 indica que uma pressão parcial de oxigênio de cerca de 700 kPag ou mais fornece uma taxa de lixiviação adequada durante a oxidação por pressão. A pressão parcial de oxigênio acima de cerca de 1.500 kPag introduz problemas de segurança e considerações econômicas devido ao fato de que a alta pressão requereria uma autoclave de parede espessa. Conclusão

[0188] Durante a oxidação por pressão, uma temperatura na faixa de cerca de 140 °C a cerca de 160 °C e pressão parcial de oxigênio na faixa de cerca de 700 kPag a cerca de 1.500 kPag resulta em recuperação de cobre aceitável e precipitação de arsênio como escorodita. Uma pressão parcial de oxigênio de cerca de 1.000 kPag fornece oxigênio suficiente e é em geral economicamente plausível.

[0189] As modalidades descritas acima da invenção pretendem ser apenas exemplos. Alterações, modificações e variações podem ser efetuadas nas modalidades particulares por aqueles elementos versados na técnica. Dessa forma, o escopo das reivindicações não deve ser limitado pelas modalidades apresentadas nos exemplos, mas deve ser dada a interpretação mais ampla consistente com a descrição como um todo.

Claims

1. PROCESSO PARA A EXTRAÇÃO DE COBRE DE UM MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO, que compreende pelo menos um dentre minerais de sulfeto de cobre que portam antimônio e arsênio, em que o material de alimentação inclui 1,2% a 16,1% de arsênio, caracterizado por compreender: triturar finamente o material de alimentação, em que a trituração fina compreende triturar o material de alimentação para um p80 de 5 μm a 15 μm; após triturar finamente, submeter o material de alimentação à oxidação por pressão na presença de tensoativo e um halogênio para produzir uma pasta aquosa do produto; submeter a pasta aquosa do produto à separação de líquido/sólido para obter um filtrado de oxidação por pressão e sólidos que compreendem pelo menos um dentre um composto de arsênio e um composto de antimônio; recuperar cobre a partir do filtrado de oxidação por pressão.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender submeter parte do filtrado de oxidação por pressão à evaporação após recuperar cobre do mesmo e, após a evaporação, reciclar a parte do filtrado de oxidação por pressão para oxidação por pressão.

3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos sólidos também compreenderem cobre, e em que os sólidos, após a separação de líquido/sólido, são submetidos à lixiviação ácida para dissolver pelo menos alguma parte do cobre para produzir uma solução de cobre e um resíduo sólido que compreende o pelo menos um dentre um composto de arsênio e composto de antimônio; e em que o cobre é adicionalmente recuperado a partir da solução de cobre.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela trituração fina compreender triturar o material de alimentação para um p80 de 7 μm a 10 μm.

5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tensoativo na oxidação por pressão ser adicionado em uma quantidade de 1 kg/t de material de alimentação a 10 kg/t de material de alimentação.

6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo tensoativo incluir pelo menos um dentre sulfonato de lignina, quebracho, anilina, o-fenilenodiamina.

7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tensoativo ser o-fenilenodiamina em uma quantidade de 1,5 a 3 kg/t de concentrado.

8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo halogênio ser cloreto e a oxidação por pressão ser executada na presença de 3 a 20 g/l de cloreto.

9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo halogênio ser cloreto e a oxidação por pressão ser executada na presença de 10 a 12 g/l de cloreto.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada a uma temperatura de 140°C a 160°C.

11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada com um tempo de retenção de 60 a 120 minutos.

12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada com um tempo de retenção de 90 minutos.

13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada em uma pressão parcial de oxigênio de 700 a 1.400 kPa.

14. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada na presença de um ácido de alimentação que compreende ácido sulfúrico em uma quantidade suficiente para limitar a oxidação de enxofre no material de alimentação a sulfato.

15. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma razão de arsênio para ferro em alimentação combinada para oxidação por pressão que inclui o material de alimentação, o tensoativo e o halogênio e que não inclui resíduo reciclado, ser de menos que 0,1:1 ou entre 0,7:1 e 1,3:1.

16. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada na presença de até 5 kg/t de iodeto de potássio.

17. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela oxidação por pressão ser efetuada na presença de até 1 kg/t de iodeto de potássio.

18. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por parte dos sólidos obtidos a partir da separação de líquido/sólido ser reciclada para a oxidação por pressão em uma razão de sólidos para concentrado fresco de 0,1:1 a 1,5:1.

19. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pela razão de sólidos para concentrado fresco ser 1:1.