CS209459B2 - Method of acquiring the copper from the sulphide cuprous minerals - Google Patents

Description

(54) Způsob získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů

2

Vynález se týká způsobu získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů.

Amoniakální vyluhování měďných rud a koncentrátů má dlouhé dějiny. Toužení rud obsahujících ryzí měď a kyslíkaté sloučeniny mědi (kysličníky mědi, uhličitany mědi, křemičitany mědi atd.) nezpůsobuje podstatné potíže, protože materiály reagují snadno s amoniakálními vyluhovacími činidly, když se vyluhovací operace provádí za volného přístupu vzduchu. Postupy amoniakálního vyluhování se používaly nejméně od začátku dvacátého století pro získávání mědi a rud, obsahující ryzí měď a obsahujících její kyslíkaté sloučeniny.

Je též známo, že sirníkové měďné nerosty jsou rozpustné v amoniakálních roztocích za oxidačních podmínek. Avšak nejsou tak snadno rozpustné, jako jsou kyslíkaté nerosty nebo ryzí měď, a jsou podstatné rozdíly v snadnosti, se kterou se různé běžné sirníkové měďné nerosty rozpouštějí. Například chalkosit (CužS) se rozpouští s nejmenšími obtížemi, zatímco chalkopyrit (CuFeSž) a energií (CusAsSá) se rozpouštějí jenom značně obtížně. Návrhy na získávání mědi ze sirníkových nerostů amoniakálním vyluhováním sahají až do konce devatenáctého století. Například Hirschingův americký patent č. 581 160, udělený 20. dub na 1897, navrhuje extrahovat měď ze sirníku měďného vyluhováním roztokem vodného amoniaku a dusičnanu tak, iako dusičnanem amonným. Žádný z těchto dřívějších postupů pro přímé louže ní sirníků mědi se rovněž prakticky neosvědčil, většina prvních výrobců s amoniakálním vyluhováním se vrátila к pražení sirníků na vzduchu a potom к loužení okysličené mědi z výpražku, jak například popsal Burghardt a kol. v americkém patentu číši 585 355 z 29. června 1897 a Jumau v americkém patentu čís. 883 961 ze 7. dubna 1908. Takové postupy nejsou zcela hospodárné proti jiným obvyklým tavícím způsobům výroby a jinak nemají výhody, aby se doporučily, a tak nenalezly praktické použití.

O několik desetiletí dříve se projevil zájem o postup pro extrakci niklu z jeho sirníkových rud při působení amoniakálního roztoku za oxidačních podmínek při vysoké teplotě a tlaku. Měď se často vyskytuje společně s niklem v rudách a postup se aplikoval pro získávání mědi. Postup, jako je popsán v Forwardové americkém patentu č. 2 576 314, uděleném 27. listopadu 1951, v americkém patentu č. 2 726 934, uděleném

13. prosince 1955, a ve Forwardově americkém patentu č. 2 822 263, uděleném 4. února 1958, zahrnuje přípravu suspenze z rozemletých nerostů v roztoku vodného amoniaku a zahřívání suspenze za účinného míchání v autoklávu během několika hodin. Do; autoklávu se ' zavádí vzduch a amoniak, čehož je třeba k vyluhovací operaci. Ačkoliv se v patentech uvádí, že se vyluhovací operace provádějí při atmosférickém tlaku a teplotě nižší než 38 °C, zjistilo se, že za takových podmínek vylouhování probíhá příliš pomalu, aby bylo průmyslově zajímavé. Proto se popisují postupy obsahující teplotu blížící se bodu varu nebo které jsou nad ním (běžně od 79 do 107 °Cj a při tlacích 210 až 700 kPa. Rovněž za těchto podmínek postupy podle Forwardových patentů nebyly úspěšně použitelné pro vylouhování obtížně rozpustných měďných sirníků, jako je chalkopyrit a energií.

Postupy podle Forwardových patentů představují toliko amoniakální vyluhovací postupy, které se shledávají vhodnými pro průmyslové použití při extrakci mědi ze sirníkových nerostů. Takové použití je však omezeno na zpracování niklových rud obsahujících měď a vysoká hodnota získaného niklu je nepochybně zapotřebí, aby přispěla k relativně drahé operaci v autoklávu. Je známo, že nedochází k úspěšnému průmyslovému použití postupů při zpracování běžných měďných rud nebo koncentrátů, v nichž je měď primární nebo samotným hodnotným kovem.

Vynález se týká vylepšeného postupu vyluhování sirníkových měďných nerostů amoniakálním roztokem, při němž se získá obsažená měď, za použití vyluhovacích nádrží pro operace prováděné při atmosférickém tlaku nebo· tlaku skoro atmosférickém (který nepřevyšuje 70 kPa, a je s výhodou pod 60 kPa), a který se vyhýbá všem obtížím a nákladům spojeným s použitím vysokého tlaku nebo s operacemi v autoklávech. Postup podle vynálezu zajišťuje získání vysokých výtěžků (až 99 %ij z koncentrátů mědi, které obsahují podstatná množství tak velmi obtížně rozpustných nerostů, jako jsou chalkopyrit a energit. Kromě toho postup podle vynálezu se provádí při teplotách natolik nízkých, že vyluhovací reakce začne a udržuje se z největší části svou· exotermičností. Při novém vyluhovacím postupu nevznikají kysličníky síry nebo jiné odpady znečišťují atmosféru ze samotných nerostů obsahujících sirník měďný a zároveň zůstávají nedotčeny okamžitě dále použitelné slrníky železa (pyrit . a pyrrhotin), které jsou téměř vždy přítomny v rudných koncentrátech obsahujících sirník měďný a které v tomto případě mají pevnou formu. Amoniakální vyluhovací roztok obsahující měď, který se produkuje způsobem podle vynálezu, se ihned zpracovává, aby se získala kovová měď v komerční formě, za regenerace amoniakálního vyluhovacího činidla. Síra z měďných nerostů zůstává v pevné, snadno použitelné formě.

Vynálezem je způsob získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů spočívající v přípravě suspenze z uvedených nerostů v jemně rozmělněné formě ve vodném roztoku · obsahujícím síran amonný a volný amoniak, vedením suspenze při tlaku nižším, než se vyžaduje při použití autoklávu, do uzavřené vyluhovací nádrže, přičemž se udržuje teplota suspenze v rozmezí 50 až 80' Celsia a . přičemž se z tohoto vyluhování odvádí suspenze obsahující komplex mědi s amoniakem rozpuštěný ve vodné fázi a minerální látka ochuzená o měď v pevné fázi. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se suspenze intenzívně ve vyluhovací nádrži míchá s výkonem motoru pohánějícím oběžné kolo· alespoň 1,3 kW, vztaženo· na 1 m3 suspenze v nádrži, přičemž se zavádí kyslík pod povrch míchané suspenze.

Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se součet parciálního přetlaku amoniaku a parciálního přetlaku vodní páry ve vyluhovací nádrži udržuje alespoň o· 34 kPa pod celkovým tlakem ve vyluhovací nádrži.

Při dalším výhodném provedení se během vyluhování vodné fáze suspenze udržuje při pH v rozmezí od 9 do 11.

Při dalším výhodném provedení se přetlak ve vyluhovací nádrži udržuje v rozmezí od 21 · do 56 kPa.

Výhodně se suspenze v každé vyluhovací nádrži míchá s výkonem motoru pohánějícím oběžné kolo 2,6 kW, vztaženo· na 1 m³ suspenze v nádrži.

Dále se výhodně vyluhování provádí vedením suspenze řadou vyluhovacích nádrží, přičemž pH vodní fáze suspenze klesá asi z 10 v první vyluhovací nádrži na zhruba 9,5 v poslední vyluhovací nádrži řady.

Ještě dále se výhodně pevné látky obsahující zbývající nerozpuštěnou měď, oddělené od vyluhovacího roztoku obsahujícího měď podrobí druhému vyluhování v alespoň jedné další vyluhovací nádrži.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, · že se při opětovném vyluhování získá přibližně 90 °/o přítomné mědi v pevných látkách, která je uvolněna v prvním ·loužení. Celkem se získá okolo 99 % mědi z původních koncentrátů nebo jiného výchozího materiálu.

Na přiloženém výkresu je schematicky· znázorněno zařízení pro provádění způsobu · získávání mědi podle vynálezu.

Způsob podle vynálezu pro získávání mědi ze sirníkových · měďných nerostů spočívá v přípravě suspenze uvedených nerostů v rozmělněné formě ve vodném roztoku obsahujícím síran amonný a volný amoniak (hydroxid amonný). Suspenze za · přetlaku nejvýše 70 kPa se nechá·, postupně projít řadou oddělených uzavřených vyluhovacích nádrží. Teplota suspenze se během průchodu vyluhovacími nádržemi udržuje v rozmezí od 50 do 80 °C. Teplota je přitom vždy o několik stupňů Celsia vyšší v každé násle209459

S dující nádobě, a to alespoň v několika prvních nádržích.

Suspenze se v každé nádobě intenzívně míchá, přičemž se připouští kyslík a přičemž se plyn obsahující kyslík intenzívně recirkuluje od hmoty suspenze v každé nádobě do zmíněné hmoty, do podstatné hloubky pod povrch. Suspenze, obsahující rozpouštěný komplex mědi s amoniakem v kapalné fázi a nerostnou látku prostou mědi v pevné fázi, se -odvádí z poslední nádoby v řadě a roztok obsahující měď se odděluje od nerozpustných pevných látek.

Sirníkové měďné nerosty mohou zahrnovat měďnou rudu nebo koncentráty. Rovnocenná těmto sirníkovým materiálům pro použití při postupu je ryzí nebo- kovová měď nebo některé jiné v přírodě se vyskytující látky nebo- odpady nebo- meziprodukty, které' obsahují měď ve formě sirníku s kovovou mědí nebo bez ní; například může být také přítomna cementová měď. Také mohou nebo nemusí být přítomny takové hodnotné kovy, jako- nikl, zinek, molybden, stříbro a zlato, které se často nacházejí společně s mědnými nerosty v přírodě. Produktem, který se zvláště dobře hodí ke zpracování novým postupem, jsou běžné měďné flotační koncentráty, obvykle obsahující chalkcslt a často také chalkopyrit a jiné měďné nerosty.

Není podstatné, zda je síran amonný přítomen v suspenzi jako- látka pro vnesení do prvé vyluhovací nádrže; síran amonný se tvoří oxidací nerostů obsahujících sirník měďný během loužení. Kromě toho regenerovaný amoniakální roztok, získávaný z kapalného produktu vylouhování, obvykle obsahuje alespoň malé množství síranu amonného, takže je přítomen prakticky v roztoku během postupu.

Během vyluhování se pH vodné fáze suspenze - s - výhodou udržuje v rozmezí od 9 do 11, aby se zajistila přítomnost volného amoniaku v optimální koncentraci pro účinné řízení vyluhování. Toho- lze dosáhnout přidáváním volného amoniaku (s výhodou v plynné formě) do suspenze přinejmenším v první nebo v několika prvních vyluhovacích nádržích. Koncentrace volného amoniaku v každé vyluhovací nádrži závisí na teplotě suspenze v nádrži, přičemž pH suspenze se udržuje na hodnotě mezi 9 a 11 a součet parciálních tlaků amoniaku a vodní páry nad suspenzí je -alespoň o několik desítek kPa nižší, než je celkový tlak v nádrži. Celkový tlak musí -samozřejmě převyšovat součet parciálních tlaků amoniaku a vodní páry s ohledem na přidávání kyslíku do· - systému a je žádoucí, aby parciální tlak kyslíku byl alespoň několik desítek kPa a přednostně okolo 35 až 43 kPa.

I když se může pro doplňování kyslíku do systému používat vzduchu, dává se přednost použití kyslíku komerční čistoty. Použiti vzduchu vede ke zvýšení parciálního tlaku dusíku v systému. Hlavním význakem vynálezu je postup při atmosférickém tlaku nebo tlaku, který se mu blíží, a proto je nejlépe přidávat v podstatě čistý kyslík a vyhnout se zavádění dusíku, které by provázelo přidávání vzduchu.

Velmi snadno rozpustné sirníky měďné se rozpouštějí nejdříve v prvé nebo několika málo prvních vylouhovacích nádržích v řadě. Tyto materiály se mohou loužit při nižších teplotách, v rozmezí od 50 do· 80 °C, a pro reakci je výhodný vzrůst upotřebitelného volného- amoniaku. Proto v prvé vyluhovací nádrži, kde je teplota suspenze nejniž· ší, se - může přidávat amoniak -rychlostí - dostačující k nastavení pH okolo 10 nebo více. Avšak pH nesmí překročit 11, protože pak Cu(OH)2 přechází na stabilnější produkt mědi, a zabraňuje tvorbě rozpustného¹ komplexu s amoniakem. V poslední vyluhovací nádrži v řadě, kde ještě jsou v pevné fázi jen obtížněji rozpustné měďné sirníky a kde teplota by měla být v horní části rozmezí pro výhodné rozpouštění těchto sirníků, pH suspenze se s výhodou snižuje asi na 9,5, aby se zajistil příslušný parciální tlak kyslíku.

Postup podle vynálezu se může provádět při atmosférickém tlaku. Avšak uzavřené vyluhovací nádrže jsou nezbytné, aby se vyhnulo ztrátě volného- amoniaku, a -dále, aby se dohlíželo na provádění operace. Kromě toho při vyšších teplotách v rozmezí nezbytném pro přijatelně rychlý postup vyluhovací reakce (50 až 80 °C) a při výhodné hodnotě -pH v rozmezí od 9 do- 11 součet parciálních - tlaků amoniaku a vodné páry se blíží těsně atmosférickému tlaku, je proto výhodné pracovat ve vyluhovacích nádržích při slabém přetlaku, nepřevyšujícím 70 kPa a s výhodou od 21 do 64 kPa. Při těchto -nízkých tlacích použité vybavení (vyluhovací nádrže, plynový uzávěr pro uzavírací systémy, těsnění hřídele atd.) může odpovídat vybavení pro atmosférický tlak a nevyžaduje se dražší vybavení, potřebné pro - operace v autoklávu.

Jak je známo, snadněji rozpustné nerosty se mohou loužit při nižších teplotách a obtížněji rozpustné nerosty setrvávají nerozpuštěné v pevné fázi do pozdějších vyluhovacích nádrží v řadě. Je výhodnější při zpracování měďných koncentrátů obvykle udržovat teplotu suspenze v první vyluhovací nádrži v radě v rozmezí od 50 do 65 °C a nechat vzrůstat teplotu suspenze asi o 5° Cal-sia v každé následující nádrži přinejmenším v prvních nádržích v řadě. V případě koncentrátů, ve kterých je přítomen hlavně chalkosit, avšak s malým množstvím nebo bez přítomnosti -obtížněji rozpuštěných měďných sirníků, teplota suspenze v první vyluhovací nádrži se s výhodou udržuje v rozmezí od 50 -do 60 °C a vypouští se z poslední nádoby v rozmezí od 65 do 70 °C. Avsak jestliže se zpracovávají koncentráty obsahující podstatnou část těžko rozpust209459 ných nerostů, jako je chalkopyrit a energit, může se teplota suspenze v první vyluhovací nádrži udržovat v rozmezí od 60. do 70° Celsia a suspenze v poslední nádobě v řadě s výhodou při teplotě v rozmezí od 70 do· 80 °C.

Vyluhovací reakce jsou exotermní a uvolněné velké teplo· zvýší teplotu vyluhovacího roztoku na požadovanou hodnotu a ta se udržuje, zvláště v prvních několika vyluhovacích nádržích řady, kde rozpouští nejvíce mědi. V něktetrých případech je ne-, zbytné zajistit chlazení suspenze v první nebo v několika prvních vyluhovacích nádržích, aby se udržela požadovaná hodnota jejich teploty. V nádržích se může chladit chladicími hady nebo nádrže mohou být obklopeny chladicím pláštěm. V poslední nádrži v řadě nebo v několika posledních nádržích, kam se přivádí materiál, ze kteréhose vyextrahovala velká část mědi, a kde měď ještě zůstává pouze v obtížněji a pomaleji se rozpouštějících mědných nerostech, teplo uvolňované vyluhovací reakcí může být nedostatečné pro dosažení a udržení relativně vyšších teplot, a proto je někdy třeba suspenzi v nádržích zahřívat. Proto může být zapotřebí doplňovat teplo· vyhřívacími hady v nádržích nebo· vyhřívacím pláštěm instalovaným okolo nádrží.

Během vyluhování se suspenze v každé vyluhovací nádrži intenzívně míchá. Míchání se výhodně provádí oběžným kolem, poháněným motorem umístěným nad uzavřeným víkem každé vyluhovací nádrže. Intenzita míchání . směsi by měla být velká, a u způsobu podle vynálezu výkon motoru musí být nejméně 1,3 kW a s výhodou 2,6 kW nebo větší, vztaženo na 1 m³ suspenze v nádrži. To odpovídá v podstatě intenzitě míchání v pěnové flotační komoře. Bez intenzivního- míchání se účinnost a rychlost rozpouštění mědi z koncentrátů nebo jiných pevných materiálů nežádoucně snižuje.

Současně s intenzívním mícháním suspenze se intenzívně recikluje plyn obsahující kyslík s povrchu suspenze v každé .nádobě do místa, které je velmi hluboko pod jejím povrchem. Nejlépe se může provádět vnějším cirkulačním systémem, sestávajícím z kompresoru nebo dmychadla pro kontinuální odtahování plynu z horní části vnitřku nádrže, a vedením zpět do nádoby v místě blízkém dnu náplně suspenze. V malých vyluhovacích nádobách [méně než 182 cm výšky suspenze) je také možno· používat suberačního flotačního oběžného kola, které jednak míchá suspenzi a jednak suspenzí recykluje plynnou fázi. Avšak hospodárnost operací vyžaduje pro· větší vyluhovací nádoby, ve kterých může být 304 nebo 365 cm suspenze, · nutnost pro recirkulaci plynu být nezávislý na míchání suspenze.

Požadovaná doba pro vyluhovací operaci je .obvykle v rozmezí 3 až 6 hodin. Ve skutečnosti se rovná době průchodu suspenze celou řadou vyluhovacích nádrží. Je obvykle možné, aby se během doby trvání extrahovalo do vodné fáze až 90 % nebo více obsahu mědi typického mědného koncentrátu, který má velký obsah chalkositu, · jako mědného nerostu, ale s podstatným podílem chalkopyritu a jiných relativně obtížně rozpustných měděných . nerostů, které jsou také přítomny.

Vodná fáze suspenze odpuštěná z poslední vyluhovací nádrže v řadě obsahuje rozpuštěnou měď ve formě komplexu mědi s amoniakem a obsahuje sirnou složku · z rozpuštěných mědných nerostů ve formě síranu amonného. Obsahuje také zbývající volný amoniak a malá množství amidosulfonátu a thionátu. Například obsahuje nezměněný obsah pyritu a pyrrhotmu . v mědných koncentrátech a takové zemité materiály, jako· je kysličník křemičitý a kysličník hlinitý. Bude také obsahovat nerozpustné· hodnotné kovy, jako· stříbro, zlato a sirník · molybdeničitý.

Vodná fáze bohatá na měd se oddělí · od prvé fáze. Může se zpracovat některým obvyklým způsobem, aby se získala obsažená měď a aby se regeneroval roztok síranu · amonného nebo volný amoniak nebo oboje pro zpětné použití při postupu a aby se oddělil přebytek síranu vzniklého oxidací · a rozpuštěním sirníkové složky nerostů.

Pevné fáze, která se může oddělit od kapalné fáze suspenze ke konci vyluhování, se lze zbavit některým obvyklým · způsobem, jako dekantací hustého podílu nebo filtrací. Avšak pevná fáze může obsahovat význačná množství získatelné mědi a vynález zamýšlí zpracovávat oddělené pevné látky opětovným vyluhováním v druhé vyluhovací operaci. Druhé vyluhování se podle vynálezu zvláště očekává a zahrnuje . opětovné . suspendování oddělených pevných látek ve vodném roztoku síranu amonného, který obsahuje volný amoniak, a potom zpracování v uvažované nádrži pro opětovné . vyluhování, způsobené · obecně podobným způsobem, jaký byl použit při prvním vyluhování. Suspenze při tlaku nepřevyšujícím 70 kPa se udržuje při nižším pH a při· vyšší teplotě, než jaká byla . převážně běžná v· řadě vyluhovacích nádrží pro· první loužení, a intenzívně se míchá v nádrži pro opětovné vyluhování, přičemž se zavádí kyslík· a intenzívně se recirkuluje plyn obsahující kyslík z povrchu hmoty suspenze v . uvedené nádrži do uvedené hmoty do podstatné hloubky pod její povrch. Potom se vodná fáze obsahující měď oddělí od pevné fáze zbavené mědi. Dříve jmenovaná fáze · se může spojit s vodnou fází z prvního· vyluhování a pevná fáze se může odložit nebo se může dále zpracovávat, aby se získaly zbývající hodnotné kovy, jako stříbro, zlato· a molybden.

Jelikož pevné látky při opětovném vyluhování obsahují obtížněji rozpustné složky z původně vneseného materiálu, opětovná vyluhovací operace obvykle probíhá pomaleji než první vyluhování. Například opětovné vyluhování nebo druhá vyluhovací operace může trvat od 5 do 8 hodin, zvláště 6 hodin, ale protože objem pevných látek je relativně menší vzhledem к násadě do první vyluhovací operace, nepožaduje se velmi rozsáhlé vybavení, aby se zajistilo tak dlouhé opětovné vyluhování.

Plynný amoniak se zavádí do opětovného vyluhování tak jako· v první vyluhovací operaci, aby .se udrželo pH vodné fáze suspenze na optimální hodnotě, zvláště 9,5, ale obecněji v rozmezí od 9,3 do- 9,7. Teplo se může dodávat, když se suspenze uvedla do nádrže pro opětovné vyluhování na žádoucí hodnotu, která obvykle je v rozmezí od 70 do 80 °C, jako 75 °C v charakteristickém případě.

Opěto-vné vyluhování se může často provádět v jedné nádrži, ale může se také provádět v řadě nádrží, kterými suspenze protéká postupně. V posledním případě je žádoucí, jako v prvním vyluhování, aby se udržovala vyšší teplota suspenze a nižší její pH v další nádrži v řadě, vzhledem к předchozí nádrži. Například může být o 2 až 5° Celsia teplejší a může mít pH jako 9,4 v druhé nádrži, spíše než jako pH 9,5 nebo 9,6 v první nádrži.

Opětovné vyluhování v největším počtu případů slouží к získání přibližně 90 %! přítomné mědi v pevných látkách, která je uvolněna v prvním loužení. Celkem se získá okolo 99 % mědi z původních koncentrátů nebo jiného výchozího materiálu.

Jediný obrázek na přiloženém výkresu je schématem postupu výroby výhodného provedem vynálezu se schematicky znázorněným zařízením, které se může použít při prováděni postupu.

Při způsobu podle schématu postupu výroby jemně rozmělněné měďné koncentráty vytvářejí suspenzi s vodným roztokem amoniaku a síranu amonného v uzavřené nádobě pro přípravu suspenze 10. Suspenze potom teče samospádem nebo se čerpá do první z řady vyluhovacích nádrží 11, 12, 13_? 14 a 15. Suspenze se udržuje do hloubky naznačené hladinou L v každé vyluhovací nádrži a protéká samospádem postupně celou řadou. Každá z uzavřených vyluhovacích nádrží 11 až 15 může být opatřena vnitřním hadem nebo pláštěm (nezakresleno) к cirkulaci vyhřívacího nebo chladicího média pro výměnu tepla se suspenzí. Každá nádoba je opatřena míchacím oběžným kolem 16, poháněným motorem M pro intenzívní míchání suspenze. Každá nádoba může být také vybavena plynovým recirkulačním kompresorem nebo dmychadlem 17 pro kontinuální a intenzívní recirkulaci plynu odebíraného nad hladinou L suspenze a zaváděného· do místa hluboko pod úroveň hladiny.

Všechno toto vybavený včetně těsnění hřídele oběžného kola, je konstruováno pro operace prováděné v podstatě při atmosférickém tlaku. Není zapotřebí, aby se konstruoval speciální vysokotlaký autokláv. Postačí, když suspenzi obsahující zařízení lze uzavřít, aby neunikaly amoniak, kyslík a vodní pára.

Kyslík se zavádí do každé vyluhovací nádrže 11 až 15 ze zaváděcího zásobníku 18. Kyslík se dodává při nízkých přetlacích vzhledem к atmosférickému tlaku, jako je přetlak 42 kPa, přes tlakový regulační ventil P a tím se udržuje tlak v každé vyluhovací nádrži. Plynný amoniak se zavádí do prvních dvou vyluhovacích nádrží 11 a 12 ze zaváděcího zásobníku 19 průtokoměry F a ventily V, kterými se může nezávisle řídit rychlost připouštění amoniaku do každé z těchto dvou vyluhovacích nádrží.

Suspenze vytéká z poslední vyluhovací nádrže 15 v řadě do- zásobníku 20, vybaveného míchacím oběžným kolem 21, které je poháněno též motorem M. Ze zásobníku 20 odtéká suspenze do usazovací nádrže 22, ze které kapalná fáze, obsahující, rozpuštěnou měď, přetéká a ze které se pevný podíl, jako spodní proud, shromažďuje ve formě husté usazeniny. Přetékající roztok se zpracovává, aby se získala měď a regenerovaný vodný roztok amoniaku a síranu amonného, který se recykluje do nádoby 10 pro přípravu suspenze к loužení. Vytékající boční proud se bere z regenerovaného roztoku к oddělení přebytku rozpouštěného síranu z koncentrátů sirníku měďného a přitom získaný amoniak se vrací к proudu recyklovanému do nádoby pro přípravu suspenze (nebo se může vést do zásobníku amoniaku).

Spodní proud z usazovací nádrže 22 se opět suspenduje nebo smíchá se získaným vodným roztokem amoniaku a síranu amonného a zavádí se do dalšího vyluhovadla 23. Toto vyluhovadlo 23 je ve všech základních parametrech konstruováno· stejně, jako první vyluhovací nádrže 11 a 12. Je vybaveno míchacím oběžným kolem 24, kompresorem nebo- dmychadlem 25 pro intenzívní recirkulaci plynu od úrovně povrchu L suspenze v nádobě, к zavádění do hloubky pod hladinu vedením pro doplňování kyslíku ze zaváděcího zásobníku 18 a NHs amoniaku ze zaváděcího zásobníku 19 přes průtokoměr F a ventil V. Podle potřeby je další druhé vyluhovadlo 26 vybaveno stejně jako vyluhovadlo 23 a je možné do něho přivádět suspenzi vytékající z prvního vyluhovadla.

Suspenze vytékající z vyluhovadla 23 pro další vyluhování nebo z druhého takového vyluhovadla 26, je-li zařazeno, zavádí se do zásobníku 27 vybaveného- motorem M pohánějícím oběžné kolo 28. Z tohoto zásobníku 27 teče suspenze do prvého z řady usazováků 29, 30 a 31, kde se protiproudně promyje vodou. Postupující promývací voda je přidávána к dekantovanému vyluhovacímu roztoku obsahujícímu měď horním proudem z prvního usazováku 29 a tento· roztok se přidává k suspenzi z prvního vyluhování · v usazovací nádrži 22, ze které se odebírá čirý produkovaný roztok, obsahující měď z vyluhovacího postupu.

Konečně promytý produkovaný spodní proud z posledního usazováku 31 v promývací řadě je v podstatě úplně zbaven mědi a vede se k získávání takových hodnotných kovů, které může obsahovat (například stříbro, zlato, sirník molybdeničitý), nebo se odkládá.

Příklad

Tento příklad je provedením postupu podle vynálezu, provádí se v zařízeních a ve stupních popsaných svrchu a provedení odpovídá schématu postupu výroby.

Měďné koncentráty, obsahující v hmotnostní koncentraci 30 % mědi, zejména ve formě chalkositu, ale také podstatné části dalších nerostů včetně kovolitu energitu a chalkopyritu, se suspendují v nádobě 10 pro přípravu suspenze s vodným· roztokem síranu amonného a hydroxidu amonného, který obsahuje 87 g/1 amoniaku (jak volného, tak vázaného) a v podstatě neobsahuje rozpuštěnou měď. Suspenze se smíchá v poměru · asi 5053 1 roztoku na 1132 kg velkých koncentrátů (obsahujícího v hmotnostní koncentraci 20 ·% vody), přičemž vznikne suspenze obsahující · hmotnostní koncentraci asi 15 %| pevných látek. Suspenze se kontinuálně čerpá do první · vyluhovací nádrže 11 a samospádem se nechá protékat celou řadou z nádrže do nádrže.

Komerčně čistý kyslík se zavádí do· první (a do· všech následujících) nádrží za přetlaku 42 kPa · přes regulační ventil P. Tlak v řadě vyluhovacích nádrží se udržuje na této hodnotě. Plynný amoniak se odměřuje do prvých dvou nádob 11 a 12 příslušnými průtokoměry a ventily při rychlosti dostačující k udržování pH suspenze v těchto nádobách okolo 9,9. To odpovídá přítoku amoniaku do* každé nádoby rychlostí 0,15 Nm³ za minutu.

Suspenze se v každé z prvních dvou (a rovněž v každé další nádobě) intenzívně míchá •oběžným kolem 16. Každá nádoba obsahuje ipřibližně 243 1 suspenze a oběžnému kolu v každé nádobě má být dodán výkon přibližně 4,48 kW, což odpovídá míchání při výkonu motoru v podstatě 2,6 kW, vztaženo na 1 m3 suspenze v · nádrži.

Plyn obsahující kyslík, který je nad hladinou suspenze L v každé z 5 vylouhováních nádrží, se intenzívně cirkuluje kompresorem 22 do suspenze v místě těsně u dna nádoby. Rychlost recirkulace se snižuje od nádrže k nádrži v souladu s poklesem rychlosti rozpouštění reakce, jak se suspenze pevných iátek ochuzuje o snadno rozpustné měďné nerosty. Rychlost cirkulace v normálních motorech kubických za minutu činí přibližně 0,63 v první vyluhovací nádrži 11,

0,40 v druhé vyluhovací nádrži 12, 0,21 v třetí vyluhovací nádrži 13, 0,13 ve čtvrté vyluhovací nádrži 14 a 0,06 v páté vyluhovací nádrži 15.

V první vyluhovací nádrži 11, · kde je rychlost rozpouštění mědi maximální a · kde se rozpouští více než polovina · celkového · obsahu mědi v koncentrátu, udržuje se teplota suspenze přibližně na 55 °C. To vyžaduje chlazení suspenze pomocí cirkulující chladné vody chladicím hadem umístěným v nádrži, protože · se uvolňuje značné · množství tepla exotermní rozpouštěcí reakcí. V druhé vyluhovací nádrži 12 teplota suspenze vzroste asi na 60 °C a je zde také nutné chlazení suspenze, aby se udržela při uvedené teplotě. V nádrži se rozpouští přibližně dalších 25 % celkového obsahu mědi v koncentrátu, čemuž odpovídá značně · uvolnění tepla, které je větší, než je třeba, aby se zvýšila teplota suspenze na požadovanou hodnotu a aby se udržovala.

V třetí, čtvrté a páté vyluhovací nádrži 13, 14 a 15 se nepřidává k suspenzi žádný amoniak a v důsledku toho· se pH vodní fáze snižuje, jak suspenze prochází nádržemi, a další měd se rozpouští. V třetí nádrži 13 pH roztoku klesne přibližně na 9,7, přičemž teplota vzroste na 65 °C. Snížení pH je zde důležité s ohledem na vzrůst teploty, · aby se udržel součet parciálních přetlaků amoniaku a vodní páry pod 42 kPa, stanovený při zavádění ' kyslíku do · systému a k udržení množství kyslíku v nádrži pro účinný průběh loužení. Rychlost rozpouštění mědi se sníží, protože zbývající měďné nerosty v pevné fázi jsou látky velmi obtížně rozpustné. Důsledkem je, že uvolňované teplo· stěží stačí, aby se dosáhla · a udržovala požadovaná teplota suspenze. Není třeba, aby se suspenze chladila, ale naproti tomu není · teplo zapotřebí dodávat, aby se udržovala přesně na požadovaných 65 °C. V této nádrži se rozpustí přibližně 10 % obsahu mědi v koncentrátu.

Ve čtvrté a páté vyluhovací nádrži 14 a 15 je pH vodné fáze suspenze asi 9,6 a 9,5 a udržuje se přibližně 70 °C v obou nádobách. Rychlost rozpouštění mědi v těchto nádržích je malá, v obou nádržích se suspenze zahřívá médiem vedeným hadem, aby se dosáhla a udržovala teplota suspenze.

Doba setrvání suspenze v každé nádobě je okolo jedné hodiny, takže trvání prvého vyluhování je · celkem asi 5 hodin.

Vodná fáze suspenze z první nádrže obsahuje okolo 22 g/1 mědi, z druhé nádrže kolem 35 g/1 mědi, ze třetí asi 42 g/1 mědi a ze čtvrté kolem 46 g/1 mědi. Konečná suspenze odtékající do zásobníku 21 má ve své vodní fázi okolo 50 g/1 mědi, asi 130 g/ /1 celkového amoniaku, z něhož je okolo· 10 g/1 volného amoniaku, okolo 54 g/1 komplexu amoniaku s mědí a přibližně 150 g/1 síranových iontů. Pevná fáze v této suspenzi činí jen asi 500 kg na každou tunu suchého koncentrátu vneseného do systému. Obsahuje všechny pyrity a hlušinu [kysličník křemičitý, kysličník hlinitý) obsažené v koncentrátech a všechny nerozpustné hodnotné kovy, jako zlato a stříbro, a obsahuje asi 10 % původního obsahu mědi, ponejvíce ve formě obtížně rozpustných nerostů, chalkopyritu a energitu.

Suspenze vedená ze zásobníku 20 se dekantuje v usazovací nádrži 22, aby se oddělila vodná fáze jako čirý roztok, který se může zpracovat, čímž se dostane obsažená měď, v kovové formě, a získá se roztok síranu amonného a hydroxidu amonného k vrácení pro přípravu čerstvé suspenze s přiváděnými koncentráty.

Hustý spodní proud pevných látek z usazovací nádrže 22 obsahuje v hmotnostní koncentraci okolo 65 '% pevných látek. Tato kaše se zředí na 50%; obsah pevných látek čerstvým roztokem síranu amonného a hydroxidu amonného. Zavádí se do dalšího vyluhovadla 23. Zde se intenzívně rozmíchá na suspenzi obdobně jako v první vyluhovací nádrži a pH vodné fáze se upraví a udržuje okolo· 9,6 zaváděním plynného amoniaku rychlostí okolo 20 m/min. Společně se zavádí komerčně čistý kyslík asi při tlaku 40 kPa. Jako při prvním vyluhování se plyn obsahující kyslík, který je nad hmotou míchané suspenze, intenzívně recirkuluje skoro* ke dnu. ' Suspenze se zahří14 vá asi na 75 °C cirkulujícím tepelným médiem hady v nádobě.

Rychlost průtoku suspenze dalším vyluhovadlem 23 je pomalá, takže doba setrvání je zde okolo 6 hodin. K toku tímto vyluhovadlem do míchaného zásobníku 27 dochází samospádem. Přibližně se zde rozpustí 90 % obsahu mědi v pevné fázi přiváděné kaše do dalšího vyluhovadla 23. Společně při prvém a druhém loužení původního koncentrátu se získá v podstatě 99 % mědi.

Suspenze shromážděná v zásobníku 27 obsahuje ve své vodné fázi 68 g/1 mědi a 150 g/1 amoniových iontů (síranu amonného a hydroxidu amonného). Také obsahuje okolo 160 g/1 · síranu. Pevná fáze v suspenzi je v podstatě zbavena mědi, ale -obsahuje dosažitelné množství stříbra a zlata.

Suspenze přitéká ze zásobníku 27 do rayd prottproudých promývaných , usazováků 29, 30 a 31. Vodná fáze vrchního proudu z' prvního usazováku se spojí z první vyluhovací operace v usazovací nádrži 22. Pevné látky ze suspenze z druhého' vyluhování jsou promytím v podstatě prosty mědi a shromáždí se jako hustá usazenina obsahující pouze okolo jedné poloviny celkové hmotnosti koncentrátů dávkovaných do systému a podle zkoušky pouze okolo 0,6 % mědi.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů, spočívající v přípravě suspenze z uvedených nerostů v jemně rozmělněné formě ve vodném roztoku obsahujícím síran amonný a volný amoniak, vedením suspenze při tlaku nižším, než se vyžaduje při použití autoklávu, do uzavřené vyluhovací nádrže, ' přičemž se udržuje teplota suspenze v rozmezí 50 až 80 °C a přičemž se z tohoto vyluhování odvádí suspenze obsahující komplex, mědi s amoniakem, rozpuštěný ve vodné fázi, a minerální látka ochuzená o měď v pevné fázi, vyznačující se tím, že se suspenze intenzívně ve vyluhovací nádrži míchá, s výkonem motoru pohánějícím oběžné kolo alespoň 1,3 kW, vztaženo na 1 m³ suspenze v nádrži, přičemž se zavádí kyslík pod povrch míchané suspenze.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se součet parciálního přetlaku amoniaku a parciálního přetlaku vodní páry ve vyluhovací nádrži udržuje alespoň o 34 kPa pod celkovým tlakem ve vyluhovací nádrži.
3. 3. Způsob podle některého z předchozích bodů, vyznačující se tím, že se během vyluhování vodné fáze suspenze udržuje při pH v rozmezí od 9 do 11.
4. 4. Způsob podle některého z předchozích bodů, vyznačující se tím, že se přetlak ve vyluhovací nádrži udržuje v rozmezí od 21 do 56 kPa.
5. 5. Způsob podle některého* z předchozích bodů, vyznačující se tím, že se suspenze v každé vyluhovací nádrži míchá s výkonem motoru pohánějícím oběžné kolo 2,6 kW, vztaženo na 1 m.3 suspenze v nádrži.
6. 6. Způsob podle některého· z předchozích bodů, vyznačující se tím, že se vyluhování provádí vedením suspenze řadou vyluhovacích nádrží, přičemž pH vodné fáze suspenze klesá v podstatě z 10 v první vyluhovací nádrži na 9,5 v poslední vyluhovací nádrži řady.
7. 7. Způsob podle některého· z · předchozích bodů, vyznačující se tím, že se pevné látky obsahující zbývající nerozpuštěnou měď, oddělené od vyluhovacího roztoku obsahujícího měď, podrobí druhému vyluhování alespoň v jedné další vyluhovací nádrži.