DE2311285A1

DE2311285A1 - Verfahren zur gewinnung von kupfer aus sulfidischen kupfermineralien

Info

Publication number: DE2311285A1
Application number: DE19732311285
Authority: DE
Inventors: Nathaniel Arbiter; Martin Clifford Kuhn
Original assignee: Anaconda Co
Current assignee: Anaconda Co
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1973-09-13
Also published as: IL41673A0; IE37431L; FI58352B; NL7303110A; BR7301658D0; ES412375A1; IT980495B; FI58352C; ZA731446B; ZA731445B; TR17595A; YU58673A; AU5283373A; JPS48102024A; IL41673A; AU476026B2; CA997567A; BR7301662D0; NO135942C; PH10189A

Description

Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus sulfidischen Kupfermineralien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus sulfidisohen Kupfermineralien, bei welchen durch Aufschlämmen der in feinverteilter Form vorliegenden sulfidischen Mineralien in einer Ammoniumsulfat und freies Ammonium enthaltenden wäßrigen lösung aus den Mineralien Kupfer duroh Ammoniak komplex herausgelöst und die dabei entstandene kupferhaltige lösung von dem ungelösten, an Kupfer verarmten mineralischen Material getrennt wird.

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Dae annoniakallsohe Auslaugen von Kupfererzen und Kupfer* Konzentraten 1st seit langem bekannt. Das Auslaugen von gediegenen (native) Kupfer und von oxydierten Kupfererzen (Kupferoxiden, Kupferlcarbonaten, Kupfersilikaten und dergleichen) stellt für solche Materialien keine Schwierigkeit dar, die mit awDonlakalischen Auslaugungsreagen~ zien unter freiem Luftzutritt ohne weiteres reagieren. Aoraonlakallsohe Auslaugungsverfahren wurden mindestens seit den Anfang des 2o. Jahrhunderte zur Gewinnung von Kupfer aas natürlichen und oxydierten Kupfererzen angewandt.

Auch eulfidisohe Kupfermaterialieα sind bekanntHöh in anvonlakalisohen Lösungen unter oxydierenden Bedingungen löslioh. Jedoch sind diese Verbindungen weniger leioht löslich ale oxydierte Mineralien oder natürliches Kupfer und te bestehen zwischen den verschiedenen üblichen Kupferaulfidalnerallen grofie Lösliohkeitsunterschiede. Beispielsweise bereitet die Lösung von Ohalcooit (Ou₂S) an wenigsten Schwierigkeiten, wohingegen Clfiaoopyrit (CuPeS₂) und Snarglt (Cu₅AeS.) sich nur unter erhebllohen Schwierigkeiten lösen. Vorschläge zur Gewinnung von Kupfer aus sulfidischen Mineralien durch ammoniakalieohe Auslaugungen reioben zurück bis in das

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Ende dee 19, Jahrhunderte, Beispielsweise let es aus der 1897 erteilten US-PS Hr. 581 16o bekannt, Kupfer aue Kupfersulfiden durch Aue laugen «it einer wäfirigeη Ammoniaklösung und einem Hitrat wie Ammoniumnitrat eu extrahieren» Jedoch hat eich keines der früheren Verfahren Bur direkten Auelaugung von Kupfersulfiden jemals als praktieoh anwendbar erwiesen, und diejenigen, die diese Verfahren ausführten, griffen meistens wieder darauf surüok, die Sulfide an der Luft en rObten und danach das oxydierte lupf er aus dem gerösteten Produkt nach den US-PS 585 355 und 883 961 auBEulaugen. Da ein solches Verfahren mit den übrigen Sohmeleverfahren nicht konkurrenafähig iat and gegenüber diesen auch keine anderen Vorteile aufweist, fand es keine praktische Anwendung.

Vor einigen Jahrzehnten fand ein Verfahren zur Extraktion von liokel aus seinen sulfidisohen Erzen durch Behandlung mit einer ammoniakalieohen Lösung unter oxydierenden Bedingungen bei hoher Temperatur und hohem Druck Interesse. In solchen Erzen ist Kupfer oft ein Begleiter des Hiokels, so daß das Verfahren auch auf die Gewinnung von Kupfer angewandt wurde. Das in den fünfziger Jahren beispielweise aus den US-PS 2 576 314, 2 726 934 und 2 822 263 bekannte Verfahren bestand darin, eine Aufschlämmung des Grund»

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materials in einer wäßrigen Ammoniaklösung herzustellen und die Aufschlämmung in einem Autoklaven unter kräftigem Rühren über eine Zeitdauer von mehreren Stunden zu erhitzen«, Dabei wurden Luft und Ammoniak in den Autoklaven eingeführt, an die für Auslaugungeprozeeee notwendigen Bedingungen zu schaffen. Zwar wird in den vorgenannten Patentschriften darauf hingewiesen, daß der Auslagungsprozeß unter atmosphäre sehen Druck und niederen Temperaturen wie 8 ⁰C (1oo ⁰F) durchgeführt werden kann. Ee wird jedoch eingeräumt, daß unter βοloheη Bedingungen der Auslaugungsprozeß viel zu langsam verläuft, um von wirtschaftlichem Interesse zu sein. Das Verfahren soll daher bei Temperaturen nahe oder über dem Siedepunkt, vorzugsweise zwischen etwa 8o und 1o7 ⁰C (175 ⁰P bis 225 ⁰P) und Drücken von etwa 2,1 kg/cin² - 7 kg/cm² (3o - 1oo psi) durchgeführt/. Aber selbst unter diesen Bedingungen ist es nicht möglich, die vorbekatinten Verfahren auf die Auslaugung von schwerlöslichen Kupfersulfiden wie Chal· oopyrlt und Enargit mit Erfolg anzuwenden.

Die vorgenannten Verfahren sind die einzigen ammonlakali« sehen Auslaugungsverfahren, die sich jemals zur Extraktion von Kupfer aus seinen sulfidischen Materialien als geeignet erwiesen haben. Derartige Verfahrensweisen bleiben jedoch auf die Behandlung von Kupfer enthaltenden Nickelerzen be-

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3. Mara 1973

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schränkt, weil die Gewinnung dee wertvollen Nickele zweifellos dazu notwendig let, die relativ boneη Kosten, die bei einen im Autoklaven durchzuführenden Verfahren entstehen, zu tragen. Es ist kein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Behandlung üblicher Kupfererze oder Kupferkonzentrate bekannt, in welchen Kupfer den einzigen Bestandteil oder den Hauptbestandteil bildet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und in wirtschaftlicher Weise durchführbares Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus kupferhaltigen sulfidischen Mineralien zu entwickeln. Insbesondere soll ein Verfahren entwickelt werden, bei dem hohe Temperaturen und Drücke nicht erforderlich sind, so daß eine kostspielige und aufwendige Behandlung im Autoklaven nicht notwendig isto

Bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, daß die Aufschlämmung der sulfidischen Kupfermineralien bei einem maximalen Druok von 1o psig nacheinander durch zwei oder mehr einzelne, geschlossene Auslaugungebehälter geleitet wird, daß die Temperatur der Aufschlämmung in den Behältern zwischen 5o und 8o ⁰C gehalten und innerhalb der angegebenen Grenzen fort« schreitend von Behälter zu Behälter erhöht wird, daß in Je-

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3. Härjs 1973
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de· einzelnen Behälter unter Sauere toff zufuhr heftig ge-» rührt und eine kräftige Umwälzbewegung des sauerstoffhal» tigen Gases von dem Raun oberhalb der Oberfläche der Auf« sohläBHOung in einen ziemlich tief unter der Oberfläche der Aufschlämmung gelegenen Bereich erzeugt wird.

Vorzugsweise wird die Ammoniakkonzentration in jedem einzelnen Aualaugungsbehälter der Temperatur der in diesem Be· hälter befindlichen Aufschlämmung derart angepaßt, da6 die Summe der Partialdruoke von Ammoniak und Wasserdampf minde« stens einige o_to7 kg/om (einige psi) unter dem in dem Bebälter herrschenden Gesamtdruck liegt.

Der pH-Wert der wäßrigen Phase der Aufschlämmung wird bei der Durobführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vorteil zwischen einem Wert zwischen 9 und 11 gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Aueführungsform wird zumindest dem ersten Auslaugungsbehälter einer nacheinander angeordneten Reihe von Behältern freies Ammoniak in einer etwa dem Verbrauoh des Ammoniaks entsprechenden Menge zugesetzt.

Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den pH-Wert der wäßrigen Phase der Aufschlämmung im ersten, auf die nied-

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rigete Temperatur gehaltenen Auslaugungsbehälter etwa aaf 1o, and 1« loteten, auf der huoheten Temperatur gehaltenen Behälter auf etwa 9,5 einzustellen.

Io allgemeinen wird das erfindungegemäfie Terfahren bei Drüoken swisoben ο,21 kg/on und ο,56 kg/on (3-5 peig) durchgeführt.

Bei der Auswahl der Temperatur innerhalb der angegebenen Greneen hat ee eich ale zweckmäßig erwiesen, in de« ersten einer Reihe von Auslaugungebehältern die Temperatur der Aufsohläaoung zwisohen etwa 5o und 65 ⁰C zu halten und die Temperatur der Aufschlämmung beim Durchgang durch sumindst einige weitere Behälter am Anfang einer Reihe von Behälter zu Behälter um 3 - 1o ⁰C, vorzugsweise um etwa 5 ⁰C, zu erhöhen. Bei in Form eines Flotationskonzentrate mit hohe« Chaloocitanteil vorliegenden Kupfermaterial ist es zweokmäfiig, die Temperatur der Aufschlämmung im ersten Auslaagungsgefäfi auf 5o - 6o ⁰C zu halten und die Aufschlämmung aus dem letzten Auslaugungegefäß mit einer Temperatur zwischen etwa 65 ⁰C und 75 ⁰C abzulassen. Bei einem in Form

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eines Flotationskonzentrats mit einen wesentlichen Chalcopyritanteil vorliegenden Kupfermineral soll die Temperatur der Aufschlämmung in ersten AuslaagungsgefäS vorzugsweise zwisohen 6o und 7o ⁰O gehalten und die Aufschlämmung aus de« lotsten Auslaugungebehälter bei Temperaturen zwischen 7ο und 8o ⁰C abgelasen werden.

Der sus Rühren der Aufschlämmung in jedem einzelnen Behälter erforderliche Energieaufwand liegt mindestens bei o,o5 und vorzugsweise bei mehr als O₉1 FS pro etwa o,9 cbm (cubic foot). Die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung in den Auelaugangebehälterη insgesamt beträgt etwa 3 bis 6 Stunden.

falls das sulfidische Kupfermineral nach dem ersten Auslau» gungsprozefi noch nioht genügend entkupfert ist, kann man das sulfidische Material eine« zweiten Auslaugungsprozefi unter» werfen. Zu diesem Zweck wird das aus der kupferhaltigen Re-•ktfcnslösung des ersten Auslaugungsprozesses abgetrennte, restliches ungelöstes Kupfer enthaltende ?eststoffmaterial ■it wäßriger, freies Ammoniak enthaltender Ammonium·uIfatlöeung erneut vermischt and bei Drucken von maximal o,7 kg/om einer sweiten Auslaugangebehandlung in einem geschlossenen AuslaugunfSfefäs unter Einhaltung eines niedrigeren pH-¥eres und einer höheren Temperatur als bei der ersten Auslaugung

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3. Märe 1973 " ' '^^ÖD

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in den einzelneη Behältern unter heftigen Rühren der Auf» schlämmung und unter Zutritt von Sauerstoff unterzogen. Auch hierbei wird eine kräftige ttawälzbewegung des sauerstoffhaltlgen Gases von dem Raum oberhalb der Oberfläohe der Aufschlämmung in einen ziemlich tief unter der Oberfläohe der Aufschlämmung gelegenen Bereich erzeugt.

Je nach dem auszulaugenden Material kann der zweite Auelaugungsprozeß über eine längere Zeltdauer hinweg durchgeführt werden als der erste Auslaugungeprozeß. Des weiteren kann der zweite Auslaugungeprozeß nur in einem einzigen Auslaugungsgefäß durchgeführt werden. Wird bei der Sekundärbehandlung die Aufschlämmung durch zwei oder mehr einzelne Auslaugungsbehälter geleitet, so kann im ersten Behälter der pH-Wert der Aufschlämmung höher und die Temperatur niedriger gehalten werden als in dem letzten der von der Aufschlämmung durchflossenen Behälter. Vorzugsweise wird bei der Lurohführung des zweiten Auslaugungsprozesses die Temperatur der Aufschlämmung auf etwa 75 ⁰O gehalten.

Nach beendeter Auslaugung wird die dabei erhaltene kupferhalt ige Lösung in metallisches Kupfer und wäßrige Ammoniumsulfatlösung aufgearbeitet und die zurückgewonnene wäßrige AmmoniumsuIfatlösung zur Herstellung einer Aufschlämmung

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sulfidisohen Kupfermateriala erneut verwendet.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei Atmosphärendruok oder nahe de« Atmosphärendruok liegenden Drücken hohe Ausbeuten erzielt. Gemäß der Erfindung können Ausbeuten bis zu 99 i> aus Kupferkonzentraten erhalten werden, die einen wesentlichen Anteil nur sehr schwierig in LUsung gehender Mineralien wie Chaloopyrit und Enargit enthalten. Darüber hinaus wird das Verfahren bei Temperaturen durchgeführt, die größtenteils von selbst durch den exothermen Ablauf der Auslaugungereaktion entstehen. Bei der Durchführung des Verfahrene wird die Bildung von Schwefeloxiden oder anderen atmosphärischen Verunreinigungen aus den Kupfersulfidmineralien vermieden und dabei gleichzeitig der in sulfidisohen Kupfererzen und Konzentrate fast immer anwesende beträchtliche Anteil an Eisensulfiden (wie Pyriten oder fyrrhotiten) unverändert und in einfach gewinnbarer fester Form zurückgelassen. Aus der ammoniakalischen kupferhaltigen Auslauglösung kann in einfacher Weise das metallische Kupfer in handelsüblicher form erhalten werden. Außerdem kann die ammoniakallsohe Auslauglösung wiedergewonnen und der in fester Form vorliegende, aas den Kupfermineralien stammende Sohwefel in einfacher Welse abgetrennt und verworfen werden.

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3. Kara 1973 ^L6 ' ¹

Die eur Durchführung dee erfindungegemäßeη Verfahrens anwendbaren sulfidischen Kupfermineralien können Kupfererse oder Kupferkonsentrate anfassen. In gleicher Weise können aaoh natürliches oder metallisches Kupfer, oder irgendwelche anderen natürlioh oder ale Zwischenprodukte vorkommende Materialien verwendet werden, welche Kupfer in sulfidisoher for« gegebenenfalls zueaamen mit metallischem Kupfer, wie beispielsweise Kumpferzement, enthalten. Dabei können Metall· wie Hikkel, Zink, Molybdän, Silber und Gold, die in der Hatur oft zusammen Kit Kupfer vorkommen, anwesend sein oder nicht. Besonders geeignet für die Auslaugung nach de« erfindungsgemässen Verfahren sind die üblichen Kupferflotationskonsentrate, welche i« allgemeinen Chalcooit und häufig auch Chaloopyrit sowie andere Kupfernlneralien enthalten.

Es ist nicht erfindungswesentlich, daß Amnoniuvsulfat schon dann in der Aufschlämmung enthalten ist, wenn diese in den ereten Auslaugungebehälter gelangt. Ammoniumsulfat bildet sich jedoch bei der Oxydation des sulfidischen Kupferminerale von selbst während As Auslaugungsrorgangee. Darüber hinaus enthält die aas dem Auslaagungsprosefi wiedergewonnene ammoniakalische Löeang im allgemeinen mindesten· etwas Ammoniumsulfat, ·ο dafl dieses praktieoh während d·· sjansen Aoalaagaagsproseeaea anwesend 1st.

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Der pH-Wert der wäßrigen Phase der Aufschlämmung wird während des AaslaugungeVorganges im Bereich zwischen 9 und 11 gehalten. Dadurch wird eine optimale Konzentration an freien Ammoniak für eine wirksame Auslaugung gewährleistet. Dies kann dadurch erreioht werden, daß man der Aufschlämmung nindeetene in dem ersten oder den ersten Behältern einer Reihe freies Ammoniak, vorzugsweise gasförmiges Ammoniak, zuführt· Die Konzentration des freien Ammoniaks in jedem einzelnen Auslaugungsbehälter wird vorzugsweise in Abhängigkeit ▼on der Temperatur der in jedem einzelnen Behälter sich befindlichen Aufschlämmung ausgewählt. Torzugsweise wird der pH-Wert der Aufschlämmung bei einem solchen Wert Innerhalb der angegebenen Grenzen gehalten, daß die Summe der Partlaldrüoke von Ammoniak und Wasserdampf über der Aufschlämmung etwas unter dem in dem Behälter herrschenden Gesamtdruck gehalten wird. Natürlich muß der in dem Behälter herrschende Gesamtdruok höher sein als die Summe der Partialdrucke von Ammoniak und Wasserdampf, damit dem System Sauerstoff zugeführt werden kann. Torzugswelse soll der Sauerstoffpartial-

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druok etwa o,35 kg/cm oder o,42 kg/cm (5 oder 6 psi) betragen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Terfahrens kann Luft als Oxydationsmittel verwendet werden, vorzugsweise wird

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3. März 1973
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jedoch handelsüblicher Sauastoff eingesetzt. Durch die Verwendung von Luft addiert sich zu den in System herrschenden Geßartdruck ein nicht unwesentlicher Stickstoffpartialdruok und da das erfindungsgemäße Verfahren bei oder nahe bei At* moephärendruck durchgeführt werden soll, ist es besser, reinen Sauerstoff zu verwenden und die dauernde Zufuhr von Stickstoff, der ein Begleiter des Sauerstoffe in der Luft ist, zu vermeiden.

Im ersten oder in einest der ersten Behälter einer Reihe von Auslaugungsbehältern werden zunächst die leichter löslichen Kupfersulfide herausgelöst. Diese leichter löslichen Materialien können bei niedrigeren Temperaturen im Bereich zwlsoben 5o und 6o ⁰C herausgelöst werden, wobei die Umsetzung durch Erhöhung der Konzentration des verfügbaren freien Ammoniaks begünstigt wird. Aus diesem Grunde kann in dem ersten Auslaagungsbahälter, in welchem die Temperatur am niedrigsten ist, so viel Ammoniak zugesetzt werden, daß sich ein pH-Wert von etwa 1o oder mehr einstellt. Der pH darf jedoch einen Wert von 11 nicht übersteigen, da dann das stabilere Cu(OH)₂ entsteht und die Bildung des löslichen Kupfer-Ammonlakkomplezes hindert. Im letzten Auslaugungsbehältor, in welches nur noch die am schwersten löslichen Kupfersulfide in der festen Phase enthalten sind und in welohem

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3. Mir· 1973
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die Temperatur innerhalb des angegebenen Bereiche an höch-■ten gehalten wird, am diese Sulfide zu lösen, wird der pH-Wert der Aufschlämmung -vorzugsweise auf 9» 5 reduziert, um dadurch einen entsprechenden Sauerstoffpartlaldruok zu gewährleisten.

Obwohl das Verfahren unter Atmosphärendruok durchgeführt wird, sind geschlossene Auslaugungebehälter erforderlich, ua das Verfahren unter Kontrolle zu halten und den Verlust freien Ammoniaks zu vermeiden. Bartiber hinaus nähert sioh b«i den höheren Temperaturen, die notwendig sind, um die Auslaugungsreaktion mit ausreichender Geschwindigkeit durch» führen zu können und bei den bevorzugten pH-Bereichen zwisohen 9 und 11 die Summe der Fartialdrucke von Ammoniak und Wasserdampf dem Atmosphärendruck. Aue diesem Grunde ist es vorteilhaft, die Auslaugungsgefäfie unter einem leiohten poeitlven, o,7 kg/cm nioht übersteigenden Druck zu halten. Vorzugsweise soll der Druck zwischen o,21 kg/om und o,56 kg/om betragen. Bei derart niederen Drüoken können die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtungen (Auslaugungsgefäfie, Gasdiohtungen für geschlossene Systeme, Bohrungen, Dichtungen u. dgl.) für atmosphärischen Druok bestimmt sein, so daß kostspielige Ausrüstungen, die zur Durchführung eines Verfahrene im Autoklaven verwendet wer-

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den müssen, nicht notwendig sind.

Hachdem die leiobter löslicheren der Mineralien bei niederen Temperaturen herausgelöst werden können, verbleiben die sohwerer löslichen Mineralien ungelöst in der festen Phase und gelangen so in die letzteren einer Reihe von Auslaugnngsbehältern der Serie. Es ist daher vorteilhaft, die Kupferkonzentrate in allgemeinen in der Weise zu behandeln, dafi die Temperatur der Aufschlämmung im ersten Auslaugungsgefäfi der Serie zwischen etwa 5o bis 65 °C gehalten wird und dann bei der Weiterleitung der Aufschlämmung die Temperatur in jedem nachfolgenden Behälter, mindestens in den ersten Behältern einer Serie, jeweils um 5 ⁰C zu steigern. Im Balle der Yerwendung hauptsächlich Chalooclt enthaltender Konzentrate, die keine oder nur einen geringen Anteil schwerer löslicher Kupfersulfide enthalten, wird die Temperatur der Aufschlämmung in dem ersten Auslaugungsgefäfr vorzugsweise zwischen 5o und 6o ⁰C gehalten und die Aufschlämmung aus dem letzten Auslaugongsbehälter mit einer Temperatur von etwa 65 - 7ο ⁰C abgelassen. Enthält das zu behandelnde Konzentrat jedoch einen wesentlichen Anteil sohwer löslicher Mineralien wie Chalcopvrit und Enargit, so wird die Temperatur der Aufschlämmung im ersten Auslaugungsbehälter sweckmäfiig zwischen 6o und 7o ⁰C gehalten und die Aufschlämmung aus dera letzten

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3. Märe 1973
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Behälter der Reibe vorzugsweise mit einer Temperatur zwischen etwa 7ο und 8o ⁰C abgelassen.

Die beim Auslaugungeprozeß ablaufenden Umsetzungen sind exotherm und erzeugen somit genug Wärme, die Temperatur der Lösung auf den gewünschten Wert zu bringen und auf diesem Vert zu halten. Dies gilt besonders für die ersten Behälter einer Reihe von Behältern, in denen das meiste Kupfer herausgelöst wird. In vielen Fällen ist es sogar notwendig, im ersten oder in den ersten einer Reihe von Behältern eine Kühlung vorzusehen, um die Temperatur in dem Behälter im gewünschten Bereich zu halten. Dies kann zweokmässig daduroh erreicht werden, daß man in den Behältern Kühlschlangen vorsieht oder die Behälter mit Kühlschlangen od. dgl. umgibt. In dem letzten Behälter oder in den letzten Behältern einer Reihe aufeinanderfolgender Behälter, bei deren Erreichen das meiste Kupfer aus den Feststoffen schon extrshiert worden ist und in den Feststoffen nur noch die schwerer löslichen und langsam in lösung gehenden Kupfermineralien enthalten sind, reicht die bei der Auelaugung gebildete Wärme manchmal nicht aus, um in der Aufschlämmung die in diesen Behältern erforderlichen höheren Temperaturen au erzeugen oder aufrechtzuerhalten. Es kann daher notwendig werden, die Aufschlämmung daduroh zu erwärmen, daß in die Behälter

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3. Μβχβ 1973 ZJ U/:öö

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Värmesoblangen eingeführt oder die Behälter mit Heizungen od. dgl· versehen werden.

Während der Durchführung des Auelaugungsproseeaes wird die Aufschlämmung in jedem einzelnen Auslaugungebehälter vor-Eugsweise mittels eines motorbetriebenen Rührers kräftig gerührt, der durch das obere geschlossene Ende jedes Be-; hälters hindurchgeführt ist. um eine mOgliohst intensive Durohmisohung bu erreichen, sollte der Rührer mit einem

Energieaufwand von mindestens o,o5 und vorzugsweise o,1 PS

3 der
oder mehr pro QJOQBBm /in dem Gefäß enthaltenen Aufschlämmung gerührt werden. Dieser Wert entspricht etwa der Energie, mit der eine in einer Sohaumflotationszelle enthaltene Masse gerührt wird. Wird weniger stark gerührt, so hat dies but Folge, daß die Wirksamkeit und die aus den Konzentraten oder anderen Feststoffen herausgelösten Kupfermengen in einem nicht wünschenswerten Ausmaß reduziert werden.

Während des heftigen Rührens der Aufschlämmung wird gleichzeitig eine kräftige Urawälhung des sauerstoffhaltigen Gases von dem Raum über der Oberfläche der Aufschlämmung jedes einzelnen Behälters zu einem ziemlioh tief unter der Oberfläche der Aufschlämmung gelegenen Bereich erzeugt. Diese Umwälzung kann am besten mittels eines eine Pumpe oder einen

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Bläser enthaltenden Zirkulationssysterns erreicht werden, weloheβ kontinuierlich Gas aus dem oberen Bereich innerhalb dee Behälters abzieht und dieees Gas den Behälter in einem Bereich nahe an Boden der Aufschlämmung wieder zuführt. In kleinen Auslaugungsbehältern, in denen die Tiefe der Aufschlämmung weniger als etwa 1,8 m beträgt, ist die Verwendung eines ünterbelüftungsflotationspropellers möglich, der die Aufschlämmung rührt und gleichseitig die Gasphase durch die Aufschlämmung hindurohpunpt. Jedooh erfordert eine wirtschaftliche Durchführung des Verfahrene größere Auslaugungsbehälter, in welchen die Aufschlämmung etwa 3 bis 3,6 η (1o oder 12 Fuß) tief stehen kann. In solchen Behältern ist es notwendig, daß die Gasumwälzung unabhängig von dem Rühren der Aufschlämmung gehalten wird.

Sie Auslaugung ist nach 3-6, im allgemeinen naoh 5 Stunden beendet. Dies 1st die Durchlauf zeit der Aufschlämmung durch die Reihe der aufeinanderfolgenden Auslaugungsgefäße. Grundsätzlich ist es möglich, während dieser Zeit in die wäßrige Phase etwa 9o i» oder mehr des Kupfergehalts eines üblichen Kupferkonzentrats zu extrahieren, das einen großen Anteil an Chalcocit als Kupfermineral neben einer nicht unbedeutenden Menge von Chaloopvrit und anderen relativ schwierig löslichen Kupfermineralien enthält.

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3. MKri 1973

Die wäfirige Phase der aas den letzten Auslaugungsbeh&lter Reihe abgelassenen Aufschlämmung enthält das in Lösung gegangene Kupfer in Form eines Kupfer-Ammonium-Komplexes. Sie enthält ferner die Sohwefelkomponente des gelüsten Kupferminerale in Vorn von Ammoniumsulfat sovie restliches freies Ammoniak und, in geringeren Mengen, SuIf amete und Thionate. Sie feste Phase, welche um die Menge leichter geworden ist, and an Volumen abgenommen hat, die der herausgelösten Kupfermineralmenge entspricht, enthält praktisch alle Restprodntcte, beispielsweise unveränderte, im Kupferkonsentrat enthaltene Pyrite und Pyrrhotite sowie Erdbestandteile wie beispielsweise Siliciumdioxid und Aluminiumoxid. Gegebenenfalls kann die feste Phase auch noch unlösliche Me« talie wie Silber und Gold sowie Molybdänsulfid enthalten.

Each beendeter Auslaugung wird die kupferreiche wäßrige Phase von der festen Phase getrennt. Die flüssige Phase kann

nach üblichen Verfahren zur Kupfergewinnung aufgearbeitet werden. Die Aomoniumsulfatlösung oder freies Ammoniak oder beide kennen zurückgewonnen und einem neuen Auslaugungsprose β wieder zügeführt werden. Überschüssiges, bei der Oxydation and Auflösung der sulfidischen Komponente des Minerals entstandenes Sulfat kann abgetrennt werden.

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Sie feste Phase, die von der flüssigen Phase der Aufschlämmung des Auslaugangsprozeeses mit konventionellen Mitteln, beispielsweise duroh Dekantieren oder filtrieren, abgetrennt wird, kann verworfen werden. Sofern die feste Phase Jedoch noch gewinnbares Kupfer in nennenswerten Mengen enthält, wird gemäß der Erfindung vorgesehen, diese feststoffe einem zweiten Auslaugungsprossefi zu unterwerfen. Zu diesem Zweck werden die feststoffe in einer freies Ammoniak enthaltenden wäßrigen Ammoniumlusung wieder aufgeschlämmt und in einem geschlossenen Aoelaugungsbehälter in einer dem ersten Auslaugungsverfahren ähnlichen Weise behandelt. Dabei wird die Aufschlämmung unter einem o,7 kg/cm nicht übersteigenden Druck auf einen niedrigeren pH-Wert und auf eine höhere Tem» peratur gebracht als in den Behältern, in denen die erste Auslaugung vorgenommen worden ist. Auch in dem Wiederaus lau·=» gungsbehälter wird die Aufschlämmung unter Sauerstoffzutritt heftig gerührt und eine kräftige umwälzung des saueretoffhaltigen Gases von dem Raum oberhalb der Oberfläche der Aufschlämmung in einem ziemlich tief unter der Oberfläche der Aufschlämmung gelegenen Bereich erzeugt. Danach wird die kupfer ha It ige wäßrige Phase von der an Kupfer verarmten festen Phase abgetrennt. Die flüssige Phase kann dann mit der flüssigen Phase aus dem ersten Auslaugungeprozeß vereinigt wer« den. Den Rückstand kann man verwerfen oder zur Gewinnung

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3. Ute« 1973 Δ3 \ \ Δ00

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restlioher Metalle wie Silber, Gold oder Molybdän weiterverarbeiten.

Da die !■ Wiederauslaugungsprozeß zu behandelnden Feststoffe die sohwerer lösHohen Komponenten des au Beginn auegelaugten Materials enthalten, wird der Wiederauslaugungspro~ see üblicherweise langsamer durchgeführt als die erste Auslaugung· Beispielsweise kann die Wiederauslaugung 5 - 8,
in den meisten Fällen 6 Stunden dauern. Da das Volumen der Festbestandteile im Verhältnis zu dem Volumen der als Ausgangsprodukte eingesetzten Stoffe relativ klein ist, werden sehr grofie Vorrichtungen für den langen Wiederauslaugungeprozeß nioht benötigt.

Wie bei der ersten Auslaugung, so wird auch bei der zweiten Auslaugung der Aufschlämmung Ammoniak zugeführt, um den pH-Wert der wäßrigen Phase auf einem optimalen Wert zu halten. Dieser variiert im allgemeinen zwischen 9,3 und 9,7 und beträgt in vielen Fällen 9₉5« Gegebenenfalls muß erwärmt werden, um die Aufschlämmung in dem Wiederauslaugungsbehälter auf den gewünschten Wert zu bringen,\ der im allgemeinen zwischen 7ο und 8o ⁰C schwankt und meistens 75 ⁰C beträgt.

Die Wiederauslaugung kann oft in einem einzigen Behälter er

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folgen. Sie kann aber auch in einer Reihe von Behälter durchgeführt werden, duroh welche die Aufschlämmung nacheinander hindurohfließt. Im letzteren Fall 1st es wünschenswert, ebenso wie bei der ersten Auelaugung, in dem zweiten Auelaugnngsbehälter die Temperatur der Aufschlämmung höher und den pH-Wert niedriger zu halten als in dem ersten Behälter. Im zweiten Behälter kann die Temperatur gegenüber dem ersten Be« hälter um 2 - 5 ⁰C erhöht werden. Der pH-Wert der Aufschlämmung kann in zweiten Behälter auf 9,4, im ersten Behälter auf 9,5 oder 9*6 gehalten werden.

Bei der Wiederaus laugung werden in den meisten Fällen etwa 9o Ji des Kupfers gewonnen, die in den Feststoffen nach der ersten Auslaugung noch enthalten sind. Auf diese Welse wird das Köpfer aas den ursprünglichen Konzentraten oder den anderen ursprünglichen Ausgangsprodukten in einer Ausbeute von 99 i» gewonnen.

Die Zeichnung stellt ein Fließbild einea besondere vorteil« haften Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Torrichtung dar, die zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden kann«,

Bei den duroh das Fließbild dargestellten Verfahren wird

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3. Märe 1973

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eine Aufschlämmung aus feinverteilten Kupferkonsentraten in einer wäßrigen Annoniak-AnnoniansulfatlSsang in den verschlossenen Behälter 1o hergestellt. Aas diesen Behälter wird die Aufschlämmung unter der Einwirkung der Schwerkraft oder nittels einer Pumpe in den ersten Behälter einer Reihe primärer Aaalaugangebehälter 11, 12, 13, 14 and 15 geleitet. Die Aufschlämmung wird in jeden der dargestellten Auslangnngsbehälter auf einer nit L bezeichneten Höhe gehalten and fließt der Schwerkraft folgend durch die ganze Reihe der Behälter. Jeder der verschlossenen Behälter 11-15 kann innen nit nicht dargestellten Heiz- bzw. Ktthlsohlangen od. dgl. versehen sein, welohe von einen Heiz- oder Kühlmittel durchflossen werden. Jeder Behälter ist nit einen durch den Motor M betätigten Rührer 16 versehen, nittels dessen die Aufschlämmungen heftig gerührt werden. Jeder Behälter ist des weiteren nit einer Gasumwälzpumpe oder einen Bläser 17 ausgerüstet, welcher das Gas in den Raun über der Oberfläche L der Aufschlämmung zu einen tief unter der Oberfläche L gelegenen Punkt kontinuierlich und heftig anwälzt.

Alle Bestandteile der Yorriohtung, einschließlich den Dichtungen für den Rührer sind für Verfahren vorgesehen, die In wesentlichen unter atmosphärischem Druck vorgenommen wer- * den. Vorrichtungen, wie sie bei Autoklaven verwendet werden,

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3. Mars

werden nicht benötigt. Sie die Aufschlämmung aufnehmenden Behälter sind lediglich verschlossen, um Ammoniak, Sauerstoff und Wasserdampf einzuschließen.

Jedem der Auelaugungsbehälter 11-15 wird Sauerstoff aus dem Vorrats ta nie 18 zugeführt. Der Sauerstoff wird unter geringen Überdruck, beispielsweise o,42 kg/cm (6 psi) durch das Druckventil P zugeleitet und in jedem einzelnen der Aus«* laugungsgefäße unter diesem Druck gehalten. In jeden der beiden ersten Behälter 11 und 12 wird gasförmiges Ammoniak aus den Vorratsbehälter 19 durch den Mengenmesser P und Ventile V eingeleitet, duroh welche die Zugabemenge des Ammoniaks zu jeden der beiden Behälter unabhängig voneinander kontrolliert werden kann.

Die Aufschlämmung wird aus dem letzten Auslaugungsbehälter 15 der Reihe in einen Vorratsbehälter 2o abgelassen, welcher mit einen durch den Motor M betriebenen Rührer versehen ist. Von dem Tank 2o fließt die Aufschlämmung in die Eindickungsvorrichtung 22, aus welcher die flüssige, das Kupfer gelöst enthaltende Phase nach oben abfließt und aus welchem die Festbestandteile in Form eines eingedickten Schlamms abflJsssen. Aus der nach oben abfließenden Lösung wird nach der Kupfergewinnung die wäßrige Ammoniak-Ammoniumsulfatlösung wieder

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A 11 484

3. Harz 1973

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dem Tank 1o zur Herstellung einer weiteren Aufschlämmung zugeführt. Aus der wiedergewonnenen Ammoniak-AmmoniumsulfatlOsung wird ein Seitenstrom abgezweigt, um Ubersdttssigee Sulfat» das aus dem Kupfersulfidkonzentraten herausgelöst worden ist, abeutrennen, wobei das dabei wiedergewonnene Ammoniak dem den Tank 1o augeleiteten Flüssigkeitsstrom wieder zugesetzt wird· Bas Ammoniak kann natürlich auch in den Ammoniakvorrat zurüokgeleitet werden.

Die aus dem Eindicker 22 nach unten abfließende Masse wird in der wiedergewonnenen wäßrigen Ammoniak-Ammoniumeulfatlösung wieder aufgesohlämmt oder vermischt oder in den sekundären Auslaugungsbehälter 23 gebracht. Dieser Tank entspricht in allen wesentlichen Teilen den bei der primären Auslegung verwendeten Behältern 11 und 12. Der Behälter 1st ausgerüstet mit einem Rührer 24, einer Pumpe oder einem Bläser 25 für die heftige Gasumwälzung aus dem Raum oberhalb der ?lüs-Bigkeitsoberfläche L der Aufschlämmung in den Behälter auf einem tief unter der Oberfläche der Aufschlämmung gelegenen Niveau. Der Behälter weist des weiteren Verbindungsleitungen für die Zufuhr von Sauerstoff aus dem Vorratsbehälter 18 und für die Zufuhr von Ammoniak aus dem Torratebehälter 19 duroh ein Heßgerät F und ein Ventil V auf. Gegebenenfalls kann

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3. Mir«

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vorsugsweise ein swelter sekundärer Aus laugungstank 26 vorgesehen sein, der in ähnlioher Weise wie der erste Tank 23 ausgerüstet ist und der die aus den ersten lank 23 abfliessende Aufschlämmung aufnimmt.

Die aus dem sekundären Auslaugungstank 23, oder gegebenenfalls aus dem sweiten sekundären Auslaugungstank 26 abfliessende Aufschlämmung gelangt in einen Vorratstank 27» welcher mit einem motorbetriebenen Rührer 28 versehen ist. Ton diesem Tank fließt die Aufschlämmung in den ersten einer Reihe von Bindiokern 29* 3o und 31, in welchen die Aufschlämmung im Gegenstroa mit Wasser gewasohen wird. Das aufsteigende Vasohwasser vereinigt sich mit der kupferhaltigen Auslaugungslösung, die aus dem ersten Eindicker 29 durch Überflies* sen abdekandiert wird. Sie so erhaltene Lösung wird mit der Aufschlämmung aus der ersten Auelaugoperation in den Eindikker 22 gebraoht, aus welchem die gereinigte kupferhaltige Lösung des Laugungsprozesses genommen wird. Das zum Schluß gewaschene, nach unten abfließende Produkt aus dem letzten Eindicker 31 in der Auswaschvorrichtungsserle ist fast vollständig von Kupfer befreit und kann zur Gewinnung anderer Metalle, beispielsweise Silber, Gold und Molybdänsulfid, falls solche enthalten sind, weiterbehandelt oder verworfen werden.

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3. Mrs 1973
a - me

I« folgenden soll die Erfindung an einen bevorzugten Aueführ ungsbeispiel erläutert werden, dae in der savor beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wurde und bei de« genau die Reihenfolge der Terfahreneechritte eingehalten wird, die in de« Pliefibild beschrieben worden sind.

Knpferkonsentrate alt einem Gehalt von 3o Gewichts-^ Kupfer, das stm grofien Teil in Form von Chalcooit aber auoh in beachtlichen Mengen als andere Mineralien, darunter Covellit, Enargit and Chalcopyrlt vorlag, wurden im Tank 1o mit einer wäfirlgen Lösung von Ammoniumeulfat und Aomoniumhydrozid aufgeschlämmt, welche 87 g/l Ammoniak (freies und gebundenes) and kein gelöstes Köpfer enthielt. Die Aufschlämmung wurde

etwa
aas/1 25o Gallonen Lösung und 2 5oo Pfund eines nassen,' 2o Gewiohts-Jt Wasser enthaltenden Konzentrats hergestellt, wobei eine Aufschlämmung erhalten wurde, die etwa 15 Gewiohta-Jt Feststoffe enthielt. Die so erhaltene Aufschlämmung wurde kontinuierlich in den ersten der primären Auslaugungebehälter 11 gepumpt, von wo es der Schwerkraft folgend einen Behälter nach dem anderen der Reihe durchfloß.

Handelsübliches reines Sauerstoffgas wurde in den ersten and jeden nachfolgenden Behälter unter einem Druck von 0,4-2 kg/cm (6 psi) durch das Druckventil P eingeleitet und

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a - me

der Druck in allen Auslaugungebehältern auf diesem Wert gehalten. In die Behälter 11 und 12 wurde gasförmiges Ammoniak durch geeignete Mengenmesser und Ventile in solchen Mengen eingeleitet, dafi der pH-Wert der Aufschlämmung in diesem Tank etwa 9i9 beträgt. Dazu war ein Ammoniakzufluß in jedem Behälter in einer Menge von etwa 5$3 Standardkubikfuß pro Minute notwendig.

Die in den ersten beiden (und ebenso auch die in den anderen) Behältern eich befindliche Aufschlämmung wurde mittels, der Rührvorrichtungen 16 heftig gerührt. Jeder Behälter enthielt etwa 6o Gallonen der Aufschlämmung und die Rührer eines jeden Behälters wurden mit einem Energieaufwand von 6 PS betrieben, was einem Rühren mit einer Kraft von etwa o,1 PS per KubikfuS der Aufschlämmung entsprach.

Das in dem Raum über der Oberfläche L der Aufschlämmung in jeden der fünf Behälter befindliche sauerstoffhaltige Gas wurde duroh die Pumpe 17 in das Innere der Aufschlämmung in einen Bereich nahe am Boden des Tanks umgewälzt. Sie Geschwindigkeit dieser Umwälzung wurde von Tank zu Tank in Übereinstimmung mit der Verlangsamung der Lösungsreaktionep vermindert, die eintritt, wenn die In der Aufschlämmung enthaltenen Feststoffe an leichter löslichen Kupfermineralien

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3. März 1973

verarmen. Sie Umwälzmenge betrug im ersten Behälter 11 etwa 22 Kubikfuß pro Minute, im zweiten Behälter 12 etwa 14 Kubikfuß pro Minute, im dritten Behälter 13 etwa 7,3 Kublkfuß pro Minute, im vierten Behälter 14 etwa 4,7 Kubikfuß pro Minute und im fünften Behälter 15 etwa 2,1 Kubüfuß pro Minute.

Im ersten Behälter 11, in welchem die Menge des herausgelösten Kupfers am größten ist und in welchem sich fast die Hälfte des Gesamtkupfergehalts des Konzentrats löst, wurde die Temperatur der Aufschlämmung bei etwa 55 °C gehalten. Infolge der großen Wärmeentwicklung bei dem exotherm verlaufenden Lösungevorgang mußte die Aufschlämmung durch Einleiten von Kühlwasser in die in dem Behälter vorgesehenen Kühlschlangen gekühlt werden. Im zweiten Behälter 12 stieg die Temperatur auf etwa 6o ⁰C an, so daß auch hier eine Kühlung notwendig war, um die Aufschlämmung bei dieser Temperatur zu halten. In diesem Behälter lösten eich etwa weitere 25 $> des Gesamtkupfergehalts des Konzentrats mit einer dementsprechend großen Wärmeentwicklung, welche mehr als ausreichend war, um die Temperatur der Aufschlämmung auf die gewünschte Höhe zu bringen und auf dieser Höhe zu halten.

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3. Märe 1973 a - ββ

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In dritten, vierten und fünften Behälter 13, 14 und 15 wurde der Aufschlämmung kein weiteres gasförmiges Ammoniak mehr zugeführt, so daß sioh der pH«=Wert der wäßrigen Phase beim Durchgang der Aufschlämmung durch diese Behälter und beim weiteren Auflösen von Kupfer verringerte. Im dritten Tank 13 fiel der pH-Wert der Lösung auf etwa 9,7 ab, während die Temperatur auf 65 ⁰C anstieg. Um die Summe der Fartialdrucke von Ammoniak und Wasserdampf genügend weit unterhalb dem Druck von

o,42 kg/cm zu halten, mit dem der Sauerstoff zugeführt wird und dadurch eine genügend hohe Sauerstoffkonzentration in dem Behälter für eine wirksame Durchführung der Auslegungsreaktion zu gewährleisten, ist es wichtig, daß bei dem Temperaturanstieg der pH-Wert sich verringert. Hier verringerte sich die Menge gelösten Kupfers deshalb, weil die meisten der in der festen Phase noch verbliebenen Kupfermineralien schwerer löslich sind* Aus diesem Grunde ist die Wärmeentwicklung nur etwa eusreichend, daß in der Aufschlämmung die gewünschte Temperatur erreicht wird und aufrechterhalten bleibt. Eine Kühlung der Aufschlämmung war somit nicht notwendig, die Wärmeentwicklung reichte jedoch aus, die Aufschlämmung nahe bei dem gewünschten Wert von 65 ⁰C zu halten. In diesem Behälter wurden etwa 1o Jo des Gesamtkupfergehalts des Konzentrats herausgelöste

In den vierten und fünften Behältern 14 und 15 betrug der pH«

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3. Märe 1973

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Wert der wäßrigen Phase der Aufschlämmung etwa 9,6 and 9,5, wobei die Temperatur in beiden Behältern nahe bei 7o ⁰C gehalten wurde· Die Menge gelösten Kupfers in diesen Behältern ist gering, so daß die Aufschlämmung in beiden Behältern duroh Hindurohleiten eines heißen flüssigen Mediums durch die in den Behältern vorgesehenen Sohlangen auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt werden nußte,

Die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung In jedem einzelnen Behälter betrug etwa 1 Stunde, so daß der primäre Auslangongsprozeß insgesamt eine Zeit von etwa 5 Stunden in Anspruoh nahm.

Sie aus dem ersten Tank stammende wäßrige Phase der Aufschlämmung enthielt etwa 22 g/l Kupfer, die des zweiten Tanks etwa 35 g/l Kupfer, die des dritten Tanks etwa 42 g/l Kupfer und die des fünften Tanks etwa 46 g/l Kupfer. Sie in den Behälter 21 abgelassene Aufschlämmung aus dem letzten Behälter enthielt in ihrer wäßrigen Phase etwa 5o g/l Kupfer, etwa 13o g/l Gesamtameoniak (darunter etwa 1o g/l freies Ammoniak), etwa 54 g/l komplex an Kupfer gebundenes Ammoniak und etwa 15o g/l SuIf ationen. Sie feste Phase in dieser Aufschlämmung war nur in einer Menge von etwa 499 kg/t in das System eingesetzten trockenen Konzentrats enthalten. Sie feste Phase ent-

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hielt alle Pyrite und die Gangart (Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und dgl.)_v Begleitstoffe der Konzentrate und alle ungelösten Metalle nie Gold und Silber sowie etwa 1o j6 des ursprünglich enthaltenen, hauptsächlich in Pore schwerlöslicher C haie opyrit- und Snargltnlneralien vorliegenden Kupfers.

Sie in Behälter 2o gesammelte Aufschlämmung wurde in der Eindickvorrichtung 22 dekantiert, un die wäßrige Phase in

Form einer klaren Lösung abzutrennen, welche zur Gewinnung

in

ihres Kupfergehalts/metallisoher Form und zur Wiedergewinnung der Ammoniumsulfat-Ammoniumhydroxidlösung weiterverarbeitet wird, wobei die Ammoniumsulfat-Ammoniumhydroxidlusuug zur Bereitung einer neuen Konzentrataufschlämmung zurückgeleitet wurde.

Die eingedickte, aus dem Behälter 22 nach unten abfließende Masse enthielt etwa 65 Gewichts-^ Feststoffe. Durch Zusatz einer frisohen Ammoniumsulfat-Ammoniumhydroxidlösung wurde diese Aufschlämmung auf 5o $> Feststoffgehalt verdünnt und in den sekundären Auslaugungsbehälter 23 eingeführt. Hler wurde die Aufschlämmung in ähnlicher Weise wie die Aufschlämmung beim ersten Auslaugungsprozeß heftig gerührt und der pH-Wert der wäßrigen Phase durch Zufuhr gasförmigen Aistaoniaks auf 9,6 gebracht und bei diesem Wert gehalten. Zu diesem

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3. Httre 1973 "^M*⁰⁰

Zweck wurde dae Ammoniak in einer Menge von etwa ο,7 Standazdcubikfuß pro Minute eingeleitet. Gleichseitig wurde ein in Handel erhältlioher reiner Sauerstoff unter einen Druck von etwa o,42 at (6 pel), eingeführt. Wie bein ersten Aus» laugungsprozefi wurde das sauerstoffhaltige Gas, welches sich in Raun oberhalb der gerührten Aufschlämmung befand, kräftig in einen Bereioh nahe an Boden des Behälters ungewälzt. Sie Aufschlännung wurde auf etwa 75 ⁰C mittels einer duroh die Schlangen in den Behälter hindurchgeleiteten Heizflüssigkeit erwärnt.

Die flieBgesohwindigkeit der Aufschlämmung duroh den zweiten Auslaugungebehälter 23 war langsam, so daß die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung in diesen Behälter etwa 6 Stunden betrug. Der Durchfluß durch diesen Behälter und in den gerührten Vorratsbehälter 27 wurde durch die Schwerkraft bewirkt. Etwa 9o i> des Kupfergehalts der festen Phase der den sekundären Auslaugungsbehälter 23 zugeführten Aufschlämmung wurde in diesem Behälter gelöst, wodurch sich eine etwa 99" £ige Wiedergewinnung des Kupfers des ursprünglichen Konzentrats bei einer Kombination des primären und sekundären Auslaugungsprozesses ergab.

Die in dem sekundären Vorratsbehälter 27 gesammelte Auf-

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sohlämrang enthielt in Ihrer wäßrigen Phase etwa 68 g/l Kupfer und 15o g/l Aomoniualonen (Aamouiuvsulfat + Ammoniumhydroxid). Die wäßrige Phase enthielt außerdem etwa 1oo g/l Sulfat (16o g/l Sulfat). Die feste Phase der Aufschlämmung war fast vollständig von lupfer befreit, enthielt jedoch nooh wiedergewinnbares Silber und Oold.

Die Aufschlämmung wurde too Torratsbehälter 27 in einer Reihe la Gegenstrom waschender Eindicker 29, 3o und 31 geführt. Die'aas den ersten Eindicker überlaufende wäßrige Phase wurde alt der Aufschlämmung aus dem ersten Auslaugungsprozeß in der Eindickvorrichtung 22 vereinigt. Der Feststoff anteil der Aufschlämmung aus der sekundären Auslaugung wird nahezu kupferfrei gewaschen und als eingedickter Sohlamu gewonnen, we loher nor nooh die Hälfte Aes Gesamtgewichts des in das System eingeführten Konzentrats aufweist und nur noch etwa o,6 f Kupfer enthält.

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Claims

3. Mte« 1973

Patentansprüche

1. Yeriahren zur Gewinnung von Kupfer aua sulfidischen Kupferalneralien, bei welchen durch Aufeohlännen der in feinverteilter Fora vorliegenden aulfidiaohen Mineralien in einer Aoaoniuasulfat und freies Aaaoniua enthaltenden «ädrigen Lösung aus den Mineralien Kupfer durch Ammoniak Iconplex herauegelBet und die dabei entstandene kupferhaltige Lösung von de« ungelösten, an Köpfer veraraten mineralischen Material getrennt wird, dadurch gekennselohnet, daß die Aufschlämmung der sulfidischen Kupfereineralien bei einen aaxiaalen Druck von 1o psig nacheinander durch z-wel oder aehr einzelne, geschlossene Auelaugungebehälter geleitet wird, daß die Tenperatur der Aufschlämmung in den Behältern ewiachen 5o und 8o ⁰C gehalten und innerhalb der angegebenen Greneen fortschreitend von Behälter BU Behälter erhöht wird, daß in jeden eineeinen Behälter unter Sauerstoffzufuhr heftig gerührt und eine kräftige Umwälabewegung des sauerstoffhaltigen Gases von den Raun oberhalb der Oberfläche der Aufschlämmung in einen ziemlich tief unter der Oberfläche der Aufschlän-

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3. Märe 1973 ^^MZ

a - ββ

oung gelegenen Bereich erzeugt wird.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekenn» zeichnet, daß die Ammoniakkonzentration in jedem Auslaugungebehälter der Temperatur der in diesem Behälter befindlichen Aufschlämmung derart angepaßt wird, daß die Summe der Partieldrucke von Ammoniak und Wasserdampf mindestens etwas unter dem in dem Behälter herrschenden Gesantdruck liegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sulfidischen Kupfermineralien Chalcocit oder Chalcopyrit oder beide Verbindungen enthaltende Flotationskonzentrate sind.

4· Verfahren naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des gesamten Auslaugungsprozesses in der wäßrigen Phase der Aufschlämmung ein pH-Wert von 9-11 eingehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest dem ersten Auslaugungsbehälter freies Ammoniak in einer etwa dem Verbrauch dee Ammoniaks entsprechenden Menge zugesetzt wird.

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3. Mure 1973

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadaroh gekennzeichnet, dafi der pH-Wert der wäßrigen Phase der Aufschlämmung im ersten, auf die niedrigste Temperatur gehaltenen Auslaugungebehälter etwa 1 ο and im letzten auf der höohsten I_emperatur gehaltenen Behälter auf etwa 9» 5 eingestellt wird·

7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadaroh gekennzeichnet, dafi in den Auslaugungsbehältern ein Druck von 3-8 peig eingehalten wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafi die Temperatur der in dem ersten einer Reihe von Auslaugungsbehältern befindlichen Aufschlämmung zwischen 5o und 65 ⁰C gehalten und beim Durchgang durch zumindest einige wei-

von tere Behälter am Anfang einer Reihe/Behälter zu Behälter

um 3 bis 1o ⁰C, vorzugsweise um etwa 5 ⁰C, erhöht wird. .

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dafi bei in Form eines Flotationskonzentrats mit hohem Chalcocitanteil vorliegenden Kupfermi-

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3. März 1973 ^ZJ ' ^I

a - me

nerallen die Temperatur der Aufschlämmung im ersten Auslaugungegefäß auf 5o bis 6o ⁰C gehalten und die Aufschlämmung aas dem letzten Auslaugungsgefäß mit einer Temperatur zwischen 65 ⁰C und 75 ⁰C abgelassen wird.

10. Verfahren naoh Anspruoh 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Form eines Flotationskonzentrats mit einem wesentlichen Chaloopyritanteil vorliegenden Kupfer minerals die Temperatur der Aufschlämmung im ersten Auslaugungsgefäfi auf 6o - 7ο ⁰C gehalten und die Aufschlämmung aus dem letzten Auslaugungegefäß bei Temperaturen zwischen 7ο ⁰C und 8o ⁰C abgelassen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung in jedem Auslaugungsbehälter mit einem Energieaufwand vo» mindestens o,o5 und vorzugsweise mehr als o,1 PS pro Fuß^ gerührt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufin auf

enthaltsdauer der Aufschlämmung/den Auslaugungebehältern/

Insgesamt 3 ~ 6 Stunden gehalten wird.

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3. MBuW 1973

a - me

13. Verfahren nach ein·· der -vorhergehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, daß - aas der kupferbaltigen Reaktionslösung abgetrennte , restliches ungelöstes Kopfer enthaltende Feststoffe alt wäßriger, freies Ammoniak enthaltender AmmoniumsuIf etlösung vermieoht and bei Drucken von maximal 1 ο peig einer «weiten Auslaugungsbehandlong in einem geschlossenen Auslaugungegefäß unter Einhaltung eines niedrigeren pH-Wertes and einer höheren Temperatur als bei der ersten Auslaugung in den einzelnen Behältern unter heftigem Rühren der Aufschlämmung and unter Zutritt von Sauerstoff antersogen«exten» wobei eine kräftige Umwälzbewegung des sauerstoffhaltig^ Gases von dem Raum oberhalb der Oberfläche der Aufschlämmung in einen ziemlich tief unter der Oberfläche der Aufschlämmung gelegenen Bereich erzeugt wird, und dafi anschließend die kupferhaltige wäßrige Phase von der an Kupfer verarmten festen Phase abgetrennt wird.

14· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Auslaugungsprozeß über eine längere Zeitdauer hinweg durchgeführt wird als der erste Auslaugungsprozeß.

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Mftre 1973

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15. Verfahren nach eines der Ansprüche 13 oder H_f dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Auslaugungsprozeß in einen einzigen Auslaugungsgefäß durchgeführt wird.

16· Verfahren nach einen der Ansprüche 13 oder 14t dadurch gekennzeichnet, daß in zweiten Auslaugungsprozeß die Aufschlämmung durch zwei oder nehr einzelner Behälter geleitet wird, wobei im ersten Behälter der pH-Wert der Aufschlämmung höher und die Tenperatur niedriger gehalten wird als in den letzten der von der Aufschlämmung durchflossenen Behälter.

17· Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet „ daß bei den zweiten Aus» laugungeprozefi die Tenperatur der Aufschlämmung auf etwa 75 ⁰C gehalten wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a ·

die durch gekennzeichnet, daß/bei dem Auslaugungsprozeß erhaltene, kupferhaltige Lösung in metallisches Kupfer und wäßrige Aasmoniumsulfatlöeüßg aufgearbeitet aod die zurückgewonnene wäßrige Lösung zur Herstellung einer Aufschlämmung sulfidischen rals wiederverwendet wird.

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