CS209459B2

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

Info

Publication number: CS209459B2
Application number: CS731603A
Authority: CS
Inventors: Martin C Kuhn; Nathaniel Arbiter
Original assignee: Anaconda Co
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1981-12-31
Also published as: FI58352C; JPS5420935B2; NL7303110A; BR7301662D0; DE2311285B2; NO135942C; ES412375A1; YU58673A; PH10189A; FR2175095B1; IT980495B; BE796326A; ZM3973A1; IL41673A0; DE2311285A1; NO135942B; TR17595A; DE2311285C3; BR7301658D0; SE399439B

Abstract

1404243 Recovering copper ANACONDA CO 6 March 1973 [7 March 1972] 10688/73 Heading C1A Copper is recovered from sulphidic minerals by leading a slurry of the minerals in aqueous solution containing ammonium sulphate and free ammonia in one, or sequentially in a series of closed leaching vessels at low pressure (<10 p.s.i.g.) at a temperature of 50-80‹ C., whilst recirculating oxygen bearing gas from above the slurry to below the surface thereof, vigorously agitating the slurry with a power input of 0À05 hp./cu.ft. of slurry and introducing fresh oxygen into the slurry, and withdrawing from the vessels a solution containing the copper complexed with the ammonia. Free ammonia may be added to at least the first of the vessels at a rate equal to its consumption, and the concentration of the ammonia may be correlated with the slurry temperature which gradually rises through the series whilst the pH decreases from about 10 to 9À5. The solution may be treated to recover the copper and form ammonium sulphate solution which may be recycled to the leachy. The copper containing solids residue may be subjected to a secondary leaching under substantially the same conditions as the initial leaching.

Description

(54) Způsob získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů(54) Method of obtaining copper from copper sulphide minerals

22

Vynález se týká způsobu získávání mědi ze sirníkových měďných nerostů.The invention relates to a process for obtaining copper from copper sulphide minerals.

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.Ammoniacal leaching of copper ores and concentrates has a long history. The curing of ores containing pure copper and oxygenated copper compounds (copper oxides, copper carbonates, copper silicates, etc.) does not cause significant problems since the materials react readily with ammoniacal leaching agents when the leaching operation is carried out under free air access. Ammoniacal leaching processes have been used since at least the beginning of the twentieth century to obtain copper and ores containing pure copper and containing its oxygenated compounds.

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.It is also known that sulfide copper minerals are soluble in ammoniacal solutions under oxidizing conditions. However, they are not as readily soluble as oxygenated minerals or pure copper, and there are substantial differences in the ease with which various conventional sulfide copper minerals dissolve. For example, chalcositite (CuzSa) dissolves with the least difficulty, while chalcopyrite (CuFeSz) and energy (CusAsSa) dissolve only very difficult. Proposals for extracting copper from sulphide minerals by ammoniacal leaching date back to the end of the nineteenth century. For example, Hirsching U.S. Patent No. 581,160, issued Apr. 20, 1897, suggests extracting copper from cupric sulfide by leaching with aqueous ammonia and nitrate solutions such as ammonium nitrate. Neither of these prior methods for direct leaching of copper sulfides has also practically proved useful, most early ammonia leaching producers have returned to roasting sulfides in air and then to leaching oxygenated copper from a scrub, as described by Burghardt et al. U.S. Pat. No. 5,855,355, issued June 29, 1897; and Jumau, U.S. Pat. No. 883,961 of April 7, 1908. Such processes are not entirely economical over other conventional melting processes and otherwise do not have the advantages of being recommended and thus not of practical use.

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, udělenémSeveral decades earlier, there has been interest in a process for extracting nickel from its sulfide ores under the action of an ammonia solution under oxidizing conditions at high temperature and pressure. Copper often occurs together with nickel in ores, and the process has been applied to obtain copper. A procedure such as that described in Forward U.S. Patent No. 2,576,314, issued November 27, 1951, U.S. Patent No. 2,726,934, granted

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.On December 13, 1955, and in Forward U.S. Patent No. 2,822,263, issued February 4, 1958, involve preparing a slurry of ground minerals in aqueous ammonia solution and heating the slurry with efficient stirring in an autoclave for several hours. To; air and ammonia are introduced into the autoclave as required for the leaching operation. Although the patents state that leaching operations are carried out at atmospheric pressure and a temperature below 38 ° C, it has been found that under such leaching conditions it proceeds too slowly to be of industrial interest. Therefore, processes containing a temperature approaching or above boiling point (typically from 79 to 107 ° C and at pressures of 210 to 700 kPa) are described. Also under these conditions, the processes of Forward patents have not been successfully used for leaching sparingly soluble copper sulfides such as is chalcopyrite and energy.

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.The processes of Forward Patent are merely ammoniacal leaching processes which are found to be suitable for industrial use in extracting copper from sulfide minerals. However, such use is limited to the treatment of copper-containing nickel ores, and the high value of the nickel recovered is undoubtedly needed to contribute to the relatively expensive autoclave operation. It is known that industrial processes for the treatment of conventional copper ores or concentrates in which copper is the primary or precious metal itself are not successful in industrial use.

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.The present invention relates to an improved process for leaching copper sulphide minerals with an ammonia solution to obtain the contained copper using leach tanks for operations at atmospheric or near atmospheric pressure (which does not exceed 70 kPa, and preferably below 60 kPa), and which avoids all the difficulties and costs associated with the use of high pressure or autoclave operations. The process of the invention provides high yields (up to 99% ij from copper concentrates which contain substantial amounts of such poorly soluble minerals such as chalcopyrite and energy). In addition, the process of the invention is conducted at temperatures so low that the leaching reaction begins and maintains The new leaching process does not produce sulfur oxides or other wastes contaminate the atmosphere from the copper sulphide-containing minerals themselves, and remain unaffected immediately by the reusable iron slurries (pyrite and pyrrhotine), which are almost always present in ore concentrates. The copper-containing ammoniacal leach solution produced by the process of the invention is immediately processed to obtain metallic copper in commercial form, with ammonium regeneration Sulfur from copper minerals remains in a solid, easy to use form.

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.The present invention provides a method for obtaining copper from sulfide copper minerals by preparing a suspension of said minerals in finely divided form in an aqueous solution containing ammonium sulfate and free ammonia by passing the suspension at a pressure lower than that required by the autoclave to a closed leach tank. maintaining the temperature of the slurry between 50 and 80 ° C; a suspension comprising a copper-ammonia complex dissolved in the aqueous phase and a copper-depleted mineral in the solid phase is withdrawn from the extract. SUMMARY OF THE INVENTION The invention is characterized in that the suspension is mixed intensively in the leach tank with an impeller motor power of at least 1.3 kW, based on 1 m @ 3 of suspension in the tank, while introducing oxygen below the surface of the stirred suspension.

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.In a preferred embodiment of the method of the invention, the sum of the partial pressure of ammonia and the partial pressure of water vapor in the leach tank is kept at least 34 kPa below the total pressure in the leach tank.

Při dalším výhodném provedení se během vyluhování vodné fáze suspenze udržuje při pH v rozmezí od 9 do 11.In another preferred embodiment, the suspension is maintained at a pH in the range of from 9 to 11 during the leaching of the aqueous phase.

Při dalším výhodném provedení se přetlak ve vyluhovací nádrži udržuje v rozmezí od 21 · do 56 kPa.In a further preferred embodiment, the overpressure in the leach tank is maintained in the range of 21 to 56 kPa.

Výhodně se suspenze v každé vyluhovací nádrži míchá s výkonem motoru pohánějícím oběžné kolo 2,6 kW, vztaženo· na 1 m³suspenze v nádrži.Preferably, the slurry in each leach tank is mixed with the power of the impeller motor 2.6 kW based on 1 m ^{3 of} slurry in the tank.

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.Further preferably, the leaching is carried out by guiding the suspension through a series of leaching tanks, wherein the pH of the aqueous phase of the slurry drops from about 10 in the first leaching tank to about 9.5 in the last leaching tank of the series.

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.Still further preferably, the solids containing the remaining undissolved copper separated from the copper-containing leaching solution is subjected to a second leaching in at least one further leaching tank.

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.An advantage of the process of the invention is that approximately 90% of the copper present in the solids is recovered during leaching and is released in the first leaching. In total, about 99% of the copper is recovered from the original concentrates or other starting material.

Na přiloženém výkresu je schematicky· znázorněno zařízení pro provádění způsobu · získávání mědi podle vynálezu.The attached drawing schematically shows an apparatus for carrying out the method of obtaining copper according to the invention.

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 násle209459The process of the invention for recovering copper from sulfide copper minerals consists in preparing a suspension of said minerals in a comminuted form in an aqueous solution containing ammonium sulfate and free ammonia (ammonium hydroxide). Leave the suspension at a positive pressure of not more than 70 kPa to pass through a series of separate closed leach tanks. The temperature of the slurry is maintained between 50 and 80 ° C during the passage through the leach tanks. The temperature is always several degrees Celsius higher in each successive209459

S dující nádobě, a to alespoň v několika prvních nádržích.At least in the first few tanks.

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.The slurry is stirred vigorously in each vessel, allowing oxygen to be allowed, and wherein the oxygen-containing gas is vigorously recirculated from the slurry mass in each vessel to the mass, substantially below the surface. The suspension containing the dissolved copper-ammonia complex in the liquid phase and the copper-free mineral in the solid phase is removed from the last vessel in a row and the copper-containing solution is separated from the insoluble solids.

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.Sulfide copper minerals may include copper ore or concentrates. Equivalent to these sulfide materials for use in the process is pure or metallic copper or some other naturally occurring substances or wastes or intermediates containing copper in the form of sulfide with or without metallic copper; for example, cement copper may also be present. Also, valuable metals such as nickel, zinc, molybdenum, silver and gold may or may not be present, which are often found together with copper minerals in nature. The product which is particularly well suited for processing by the novel process is conventional copper flotation concentrates, usually containing chalkcslt and often also chalcopyrite and other copper minerals.

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.It is irrelevant whether the ammonium sulphate is present in the suspension as a substance for introduction into the first leach tank; ammonium sulphate is formed by oxidation of minerals containing copper sulphide during leaching. In addition, the recovered ammoniacal solution obtained from the liquid leaching product usually contains at least a small amount of ammonium sulfate so that it is present practically in solution during the process.

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.During the leaching, the pH of the aqueous phase of the suspension - preferably - is maintained in the range of from 9 to 11 to ensure the presence of free ammonia at an optimal concentration for efficient leach control. This can be achieved by adding free ammonia (preferably in gaseous form) to the slurry at least in the first or a few first leach tanks. The concentration of free ammonia in each leach tank depends on the temperature of the slurry in the tank, maintaining the pH of the slurry between 9 and 11 and the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor above the slurry is at least several tens of kPa below the total tank pressure. . The total pressure must obviously exceed the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor with respect to the addition of oxygen to the system and it is desirable that the oxygen partial pressure be at least several tens of kPa and preferably about 35 to 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.Although air may be used to add oxygen to the system, it is preferred to use oxygen of commercial purity. The use of air leads to an increase in the partial pressure of nitrogen in the system. The main feature of the invention is a process at or near atmospheric pressure, and therefore it is best to add substantially pure oxygen and avoid introducing nitrogen that would accompany the addition of air.

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.Very easily soluble copper sulfides dissolve first in the first or a few first leach tanks in a row. These materials can be leached at lower temperatures, in the range of 50-80 ° C, and an increase in the usable free ammonia is preferred for the reaction. Therefore, in the first leach tank, where the temperature of the slurry is the lowest, ammonia can be added at a rate sufficient to adjust the pH to about 10 or more. However, the pH must not exceed 11, since then Cu (OH) 2 becomes a more stable copper product and prevents the formation of a soluble ¹ complex with ammonia. In the last leach tank in a row where the copper sulfides are still more difficult to dissolve in the solid phase and where the temperature should be in the upper range for advantageous dissolution of these sulfides, the pH of the suspension is preferably lowered to about 9.5 to ensure the appropriate oxygen partial pressure.

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.The process according to the invention can be carried out at atmospheric pressure. However, closed leach tanks are necessary to avoid the loss of free ammonia and further to supervise the operation. In addition, at higher temperatures in the range necessary for an acceptably rapid leaching reaction (50 to 80 ° C) and at a preferred -pH value of 9-11, the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor is close to atmospheric pressure, therefore it is advantageous to operate in leach tanks at a slight overpressure not exceeding 70 kPa and preferably from 21 to 64 kPa. At these low pressures, the equipment used (leach tanks, gas seal for sealing systems, shaft seals, etc.) may correspond to the atmospheric pressure equipment and does not require the more expensive equipment needed for autoclave operations.

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.As is known, more readily soluble minerals can leach at lower temperatures, and more difficultly soluble minerals remain undissolved in the solid phase in later leach tanks in a row. It is preferable to treat the copper concentrates usually to maintain the suspension temperature in the first leach tank in the range of 50-65 ° C and to allow the suspension temperature to rise by about 5 ° C in each subsequent tank at least in the first tanks in a row. In the case of concentrates in which chiefly chalkite is present but with or without the presence of the most difficultly dissolved copper sulfides, the temperature of the suspension in the first leach tank is preferably maintained in the range of 50 to 60 ° C and discharged from the last container in ranging from 65 to 70 ° C. However, when concentrates containing a substantial portion of sparingly soluble minerals, such as chalcopyrite and energy, are treated, the temperature of the suspension in the first leach tank may be maintained between 60 and 70 ° C and the suspension in the last vessel in a row preferably at a temperature between from 70 to 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.The leaching reactions are exothermic and the heat released releases the temperature of the leach solution to the desired value and is maintained, especially in the first few leach tanks of the series where it dissolves the most copper. In some cases, it is necessary to provide cooling of the slurry in the first or several first leach tanks to maintain their desired temperature. The tanks may be cooled by cooling coils or the tanks may be surrounded by a cooling jacket. In the last tank in a row or in the last tank to which material is fed, from which a large part of the copper has been extracted and where copper remains only in the more difficult and slower dissolving copper minerals, the heat released by the leaching reaction may be insufficient to achieve and maintain relatively higher temperatures, and therefore the suspension in tanks may sometimes need to be heated. Therefore, it may be necessary to replenish heat with · heating coils in tanks or · heating jacket installed around tanks.

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.During leaching, the suspension in each leach tank is vigorously stirred. The stirring is preferably carried out by an impeller driven by an engine located above the closed lid of each leach tank. Mixing intensity. The mixture should be large and, in the method according to the invention, the engine power must be at least 1.3 kW and preferably 2.6 kW or more, based on 1 m ^{3 of} suspension in the tank. This corresponds essentially to the mixing intensity in the foam flotation chamber. Without intensive mixing, the efficiency and dissolution rate of copper from concentrates or other solid materials is undesirably reduced.

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.Simultaneously with vigorous stirring of the suspension, the oxygen-containing gas is recycled intensively from the surface of the suspension in each container to a location very deep below its surface. Preferably, it may be performed by an external circulation system consisting of a compressor or blower for continuously withdrawing gas from the top of the interior of the tank, and guiding it back into the vessel at a location close to the bottom of the slurry charge. In small leach containers (less than 182 cm suspension height) it is also possible to use a suberation flotation impeller which mixes the suspension and recycles the gas phase through the suspension. However, the economy of operations requires for larger leach containers in which there may be 304 or 365 cm of suspension, the need for gas recirculation to be independent of the stirring of the suspension.

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.The time required for the leaching operation is usually in the range of 3 to 6 hours. In fact, it equals the time of passage of the suspension through a series of leach tanks. It is usually possible to extract up to 90% or more of the copper content of a typical copper concentrate having a high chalcositite content as the copper mineral, but with a substantial proportion of chalcopyrite and other relatively poorly soluble copper. minerals that are also present.

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.The aqueous phase of the suspension discharged from the last leach tank in a row contains dissolved copper in the form of a complex of copper with ammonia and contains the sulfur component of dissolved copper minerals in the form of ammonium sulfate. It also contains the remaining free ammonia and small amounts of amidosulfonate and thionate. For example, it contains unchanged contents of pyrite and pyrrhotm. in copper concentrates and earthy materials such as silica and alumina. It will also contain insoluble · valuable metals such as · silver, gold and sulphide · molybdenum.

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.The copper-rich aqueous phase is separated from the first phase. It can be treated in any conventional way to recover the copper contained and to recover ammonium sulfate solution or free ammonia or both for re-use in the process and to separate the excess sulfate formed by oxidation and dissolution of the mineral sulfide component.

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.The solid phase, which can be separated from the liquid phase of the suspension at the end of the leaching, can be removed by some conventional means, such as by decanting the dense fraction or by filtration. However, the solid phase may contain significant amounts of recoverable copper and the invention intends to treat the separated solids by re-leaching in a second leaching operation. A second leaching according to the invention is particularly expected and involves. again. suspending the separated solids in an aqueous solution of ammonium sulfate containing free ammonia, and then processing in the contemplated recovery tank. leaching, caused in a manner generally similar to that used for the first leaching. The suspension at a pressure not exceeding 70 kPa is maintained at a lower pH and at a temperature higher than it was. predominantly in a series of leaching tanks for the first leaching, and vigorously stirred in the re-leaching tank, introducing oxygen and vigorously recirculating the oxygen-containing gas from the surface of the mass of the slurry in. said tank into said mass to a substantial depth below its surface. Then, the copper-containing aqueous phase is separated from the copper-free solid phase. The aforementioned phase may be combined with the aqueous phase of the first leaching and the solid phase may be discarded or further processed to obtain the remaining valuable metals such as silver, gold and molybdenum.

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.Since the solids upon re-leaching contain more difficultly soluble components from the initially introduced material, the re-leaching operation usually proceeds more slowly than the first leaching. For example, the leaching or second leaching operation may take from 5 to 8 hours, especially 6 hours, but since the solids volume is relatively smaller relative to the feed to the first leaching operation, very extensive equipment is not required to ensure such long leaching.

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.The ammonia gas is introduced into the digestion as in the first digestion operation to maintain the pH of the aqueous phase of the suspension at an optimum value, particularly 9.5, but more generally in the range of 9.3 to 9.7. Heat can be supplied when the slurry has been introduced into the re-leach tank to a desired value, which is typically in the range of 70 to 80 ° C, such as 75 ° C in a typical case.

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.Re-leaching can often be carried out in one tank, but can also be carried out in a number of tanks through which the suspension flows gradually. In the latter case, it is desirable, as in the first leaching, to maintain a higher temperature of the suspension and lower its pH in the next tank in a row, relative to the previous tank. For example, it may be 2 to 5 ° C warmer and may have a pH of 9.4 in the second tank rather than a pH of 9.5 or 9.6 in the first tank.

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.Leaching in the largest number of cases is used to obtain approximately 90%! the copper present in the solids, which is released in the first leaching. In total, about 99% of the copper is recovered from the original concentrates or other starting material.

Jediný obrázek na přiloženém výkresu je schématem postupu výroby výhodného provedem vynálezu se schematicky znázorněným zařízením, které se může použít při prováděni postupu.The only figure in the accompanying drawing is a process flow diagram of a preferred embodiment of the invention with a schematically illustrated device that can be used in carrying out the process.

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.In the process according to the process flow diagram, the finely divided copper concentrates form a suspension with an aqueous solution of ammonia and ammonium sulfate in a closed vessel for the preparation of suspension 10. The suspension then flows by gravity or is pumped into the first of a series of leaching tanks 11, 12, 13 _? 14 and 15. The suspension is maintained to the depth indicated by the level L in each leach tank and flows through gravity gradually through a series. Each of the sealed leach tanks 11 to 15 may be provided with an internal snake or jacket (not shown) to circulate the heating or cooling medium to exchange heat with the slurry. Each vessel is provided with a stirring impeller 16, driven by a motor M for intensive stirring of the suspension. Each vessel may also be equipped with a gas recirculation compressor or blower 17 for continuous and intensive recirculation of gas drawn above the level of the slurry and introduced to a location well below the level.

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.All of this, including the impeller shaft seal, is designed for operations carried out at substantially atmospheric pressure. There is no need for a special high pressure autoclave to be constructed. It is sufficient that the suspension containing the device can be closed to prevent leakage of ammonia, oxygen and water vapor.

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.Oxygen is introduced into each leach tank 11-15 from the feed container 18. Oxygen is supplied at low pressures relative to atmospheric pressure, such as 42 kPa overpressure, through a pressure control valve P to maintain the pressure in each leach tank. The gaseous ammonia is introduced into the first two leach tanks 11 and 12 from the feed tank 19 by flow meters F and valves V through which the rate of ammonia admission to each of the two leach tanks can be independently controlled.

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).The slurry flows from the last leach tank 15 in a row of a reservoir 20 equipped with a stirring impeller 21, which is also driven by the motor M. From the reservoir 20, the slurry flows to a settling tank 22 from which the liquid phase containing dissolved copper flows and flows. The solids, such as the undercurrent, collect in the form of a thick deposit. The overflow solution is treated to obtain copper and a recovered aqueous solution of ammonia and ammonium sulfate, which is recycled to the leaching slurry vessel 10. The effluent side stream is taken from the recovered solution to separate excess dissolved sulfate from the copper sulphide concentrates and the ammonia obtained is returned to the stream recycled to the slurry preparation vessel (or can be fed to the ammonia reservoir).

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.The bottom stream from the settling tank 22 is again suspended or mixed with the obtained aqueous ammonia and ammonium sulphate solution and fed to the next leach 23. This leach 23 is constructed in the same way as the first leach tanks 11 and 12 in all basic parameters. impeller 24, a compressor or a blower 25 for vigorously recirculating gas from the surface level L of the slurry in the vessel to be introduced below the surface of the oxygen supply line 18 and NH3 ammonia from the supply tank 19 via flow meter F and valve V. If necessary, a second second leacher 26 is provided in the same way as the leacher 23 and it is possible to introduce into it a suspension flowing from the first leacher.

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.The slurry emerging from the leach 23 for further infusion or the second such leach 26, if present, is fed to a container 27 equipped with an M impeller motor 28. From this container 27, the suspension flows to a first of a series of settlers 29, 30 and 31 where it is washed countercurrently with water. The advancing wash water is added to the decanted leach solution containing copper by the top stream from the first settler 29, and this solution is added to the first leach suspension in the settling tank 22 from which a clear produced solution containing copper is taken from the leaching process.

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.Finally, the washed bottom stream produced from the last settler 31 in the wash row is substantially completely free of copper and leads to the recovery of such valuable metals that it may contain (for example, silver, gold, molybdenum disulfide) or discard.

PříkladExample

Tento příklad je provedením postupu podle vynálezu, provádí se v zařízeních a ve stupních popsaných svrchu a provedení odpovídá schématu postupu výroby.This example is an embodiment of the process of the invention, is carried out in the apparatuses and steps described above, and is in accordance with the process flow diagram.

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.Copper concentrates containing 30% by weight of copper, in particular in the form of chalcositite, but also a substantial proportion of other minerals, including caloric energy and chalcopyrite, are suspended in a slurry container 10 with an aqueous solution of ammonium sulfate and ammonium hydroxide containing 87 g. / 1 ammonia (both free and bound) and essentially free of dissolved copper. The suspension is mixed in a ratio of about 5053 l of solution to 1132 kg of large concentrates (containing 20% by weight water) to form a suspension containing about 15% by weight | solids. The slurry is continuously pumped into the first leach tank and allowed to flow through the tank from tank to tank by gravity.

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 Nm³za minutu.Commercially pure oxygen is introduced into the first (and all subsequent) tanks at an overpressure of 42 kPa. The ammonia gas is metered into the first two vessels 11 and 12 by appropriate flow meters and valves at a rate sufficient to maintain the pH of the suspension in these vessels at about 9.9. This corresponds to the flow of ammonia into each vessel at a rate of 0.15 Nm ³ per minute.

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.The slurry is vigorously stirred in each of the first two (as well as each other vessel) 16 impeller. Each vessel contains approximately 243 liters of suspension, and an impeller of approximately 4.48 kW should be delivered to each impeller, corresponding to mixing at power of a motor of essentially 2.6 kW, based on 1 m 3 of suspension in the tank.

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,The oxygen-containing gas, which is above the level of the suspension L in each of the 5 leaching tanks, is vigorously circulated through the compressor 22 into the suspension at a point close to the bottom of the vessel. The recirculation rate decreases from tank to tank in accordance with the decrease in the dissolution rate of the reaction as the solids suspension is depleted of readily soluble copper minerals. The circulation rate in normal cubic engines per minute is approximately 0.63 in the first leach tank 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 15.0.40 in the second leach tank 12, 0.21 in the third leach tank 13, 0.13 in the fourth leach tank 14 and 0.06 in the fifth leach tank 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.In the first leach tank 11, where the dissolution rate of copper is maximum and where more than half of the total copper content of the concentrate dissolves, the temperature of the slurry is maintained at about 55 ° C. This requires cooling the slurry with circulating cold water through a cooling coil located in the tank, since a significant amount of heat is released by the exothermic dissolution reaction. In the second leach tank 12, the temperature of the slurry rises to about 60 ° C and cooling of the slurry is also required to maintain it at that temperature. Approximately an additional 25% of the total copper content of the concentrate dissolves in the tank, corresponding to a considerably greater heat release than is necessary to raise and maintain the temperature of the slurry to the desired value.

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.In the third, fourth and fifth leach tanks 13, 14 and 15, no ammonia is added to the slurry, and as a result, the pH of the aqueous phase decreases as the slurry passes through the tanks and additional copper dissolves. In the third tank 13, the pH of the solution drops to about 9.7 while the temperature rises to 65 ° C. The lowering of the pH is important here with regard to the temperature rise in order to keep the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor below 42 kPa determined as the oxygen is introduced into the system and to maintain the amount of oxygen in the tank for efficient leaching. The dissolution rate of copper is reduced because the remaining copper minerals in the solid phase are very difficult to dissolve. As a result, the heat released is hardly enough to achieve and maintain the desired suspension temperature. There is no need for the suspension to be cooled, but, on the other hand, there is no need to supply heat to maintain exactly the desired 65 ° C. Approximately 10% of the copper content of the concentrate is dissolved in this tank.

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.In the fourth and fifth leach tanks 14 and 15, the pH of the aqueous phase of the suspension is about 9.6 and 9.5, and about 70 ° C is maintained in both vessels. The rate of dissolution of copper in these tanks is slow, in both tanks the suspension is heated by a medium guided through a snake to reach and maintain the temperature of the suspension.

Doba setrvání suspenze v každé nádobě je okolo jedné hodiny, takže trvání prvého vyluhování je · celkem asi 5 hodin.The residence time of the suspension in each container is about one hour, so that the first digestion time is about 5 hours in total.

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.The aqueous phase of the suspension from the first tank contains about 22 g / l of copper, the second tank about 35 g / l of copper, the third about 42 g / l of copper and the fourth about 46 g / l of copper. The final slurry flowing into the reservoir 21 has in its aqueous phase about 50 g / l copper, about 130 g / l total ammonia, of which about 10 g / l free ammonia, about 54 g / l copper ammonia complex and approximately 150 g / l of sulfate ions. The solid phase in this suspension is only about 500 kg for each ton of dry concentrate introduced into the system. It contains all the pyrites and tailings (silica, alumina) contained in the concentrates and all insoluble valuable metals such as gold and silver, and contains about 10% of the original copper content, mostly in the form of sparingly soluble minerals, chalcopyrite and energy.

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.The slurry from tank 20 is decanted in settling tank 22 to separate the aqueous phase as a clear solution that can be treated to give the copper contained in the metal form and recover a solution of ammonium sulfate and ammonium hydroxide for return to prepare fresh suspension with feed concentrates.

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.The dense bottom solids stream from settler 22 contains about 65% solids by weight. This slurry is diluted to 50%; solids content with fresh solution of ammonium sulphate and ammonium hydroxide. It is introduced into a further leacher 23. Here, it is vigorously mixed into the suspension as in the first leach tank and the pH of the aqueous phase is adjusted and maintained at about 9.6 by introducing ammonia gas at a rate of about 20 m / min. Commercially pure oxygen is introduced together at about 40 kPa. As with the first leaching, the oxygen-containing gas, which is above the mass of the stirred suspension, is vigorously recirculated to near the bottom. The suspension is heated to about 75 ° C by the circulating thermal medium of the snakes in the vessel.

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.The flow rate of the suspension through the other leach 23 is slow, so that the residence time is about 6 hours. The flow through this leachate to the stirred tank 27 occurs by gravity. Approximately 90% of the copper content of the solid phase of the feed slurry is dissolved therein to the next leach 23. Together, in the first and second leaching of the original concentrate, substantially 99% of the copper is obtained.

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.The slurry collected in reservoir 27 contains in its aqueous phase 68 g / l of copper and 150 g / l of ammonium ions (ammonium sulfate and ammonium hydroxide). It also contains about 160 g / l of sulfate. The solid phase in the slurry is substantially free of copper, but contains attainable amounts of silver and gold.

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.The slurry flows from the reservoir 27 to the rinsed countercurrent washed settlers 29, 30 and 31. The aqueous phase of the overhead stream from the first settler is combined from the first digestion operation in the settling tank 22. The solids from the second digestion suspension are substantially free of copper washing. and collected as a thick deposit containing only about half of the total weight of the concentrates fed into the system and only about 0.6% copper by test.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A process for obtaining copper from sulphide copper minerals, comprising preparing a suspension of said minerals in finely divided form in an aqueous solution containing ammonium sulphate and free ammonia, by passing the suspension at a pressure lower than that required using an autoclave to a closed leach tank. maintaining the temperature of the slurry in the range of 50-80 ° C, and extracting the slurry containing the copper-ammonia complex dissolved in the aqueous phase and the copper-depleted solid in the solid phase, characterized in that the slurry is intensively in the leach tank mixes, with an impeller power of at least 1.3 kW, based on 1 m ^{3 of} slurry in the tank, introducing oxygen below the surface of the stirred slurry.

2. The method of claim 1, wherein the sum of the ammonia partial pressure and the water vapor partial pressure in the leach tank is maintained at least 34 kPa below the total pressure in the leach tank.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the leaching of the aqueous phase the suspension is maintained at a pH in the range from 9 to 11.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the overpressure in the leach tank is maintained between 21 and 56 kPa.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the suspension in each leach tank is mixed with the power of the impeller motor 2.6 kW, based on 1 m 3 of the suspension in the tank.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the leaching is carried out by passing the suspension through a series of leaching tanks, wherein the pH of the aqueous phase of the slurry drops substantially from 10 in the first leaching tank to 9.5 in the last leaching tank of the series.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the solids containing the remaining undissolved copper, separated from the copper-containing leaching solution, are subjected to a second leaching in at least one further leaching tank.