EA041234B1 - ACID BALANCE IN CHLORIDE HEAP LEACHING - Google Patents

ACID BALANCE IN CHLORIDE HEAP LEACHING Download PDF

Info

Publication number
EA041234B1
EA041234B1 EA202091401 EA041234B1 EA 041234 B1 EA041234 B1 EA 041234B1 EA 202091401 EA202091401 EA 202091401 EA 041234 B1 EA041234 B1 EA 041234B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
acid
copper
ore
leaching
amount
Prior art date
Application number
EA202091401
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Орменьо Дамасо Бариос
Клемент Чилова Чибвана
Йоханнес Маттеус Штраусс
Гари Вернон Рорке
Original Assignee
Биэйчпи Чили Инк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Биэйчпи Чили Инк filed Critical Биэйчпи Чили Инк
Publication of EA041234B1 publication Critical patent/EA041234B1/en

Links

Description

Уровень техникиState of the art

Настоящее изобретение относится к хлоридному выщелачиванию медных руд.The present invention relates to chloride leaching of copper ores.

Кучное выщелачивание низкосортных сульфидных медных руд с использованием кислотносульфатных растворов с бактериями представляет собой традиционный промышленный способ, используемый во всем мире.Heap leaching of low grade copper sulfide ores using acid sulfate solutions with bacteria is a traditional industrial process used throughout the world.

Недавно были разработаны способы хлоридного выщелачивания, обеспечивающие возможность выщелачивания сульфидных медных руд, включая халькопирит, с высокой ожидаемой производительностью без использования бактерий. В WO 2014/030048 и WO 2015/059551 описано, что применение высоких концентраций хлорида (от 100 до 230 г/л хлорида) преодолевает пассивацию халькопирита, обеспечивая возможность работы при окислительном потенциале раствора более 700 мВ, в отличие от SHE (стандартной электродной системы), что приводит к увеличению степени выщелачивания халькопирита и достижению более высокой степени извлечения меди.Recently, chloride leaching processes have been developed that allow leaching copper sulfide ores, including chalcopyrite, to high expected productivity without the use of bacteria. WO 2014/030048 and WO 2015/059551 describe that the use of high chloride concentrations (100 to 230 g/l chloride) overcomes the passivation of chalcopyrite, allowing operation at a solution oxidation potential of more than 700 mV, in contrast to the SHE (Standard Electrode System ), which leads to an increase in the degree of leaching of chalcopyrite and the achievement of a higher degree of extraction of copper.

На практике кучное выщелачивание медных руд в хлоридных растворах в промышленном масштабе ограничено требованиями, которые в случае их игнорирования ограничивают экономическую целесообразность процесса. В технологиях кучного выщелачивания используют различные конфигурации для оптимизации концентраций меди в соответствующих контурах. Это сделано для минимизации капитальных затрат на строительство и эксплуатацию мощностей по экстракции с применением растворителя, а также для снижения потерь меди. Технологические схемы кучного выщелачивания варьируются от систем с одиночными отстойниками до систем с несколькими отстойниками, которые включают отстойники, известные как ILS (для промежуточного выщелачивающего раствора). Их включают в общий процесс в качестве промежуточной стадии для повышения содержания меди в PLS (продуктивном растворе выщелачивания).In practice, heap leaching of copper ores in chloride solutions on an industrial scale is limited by requirements that, if ignored, limit the economic feasibility of the process. Heap leaching technologies use various configurations to optimize the copper concentrations in the respective loops. This is done to minimize the capital cost of building and operating solvent extraction facilities and to reduce copper losses. Heap leach flowsheets range from single settling systems to multiple settling systems that include settling tanks known as ILS (Intermediate Leach Solution). They are included in the overall process as an intermediate step to increase the copper content in the PLS (productive leaching solution).

При выщелачивании сульфидных медных минералов с применением высококонцентрированных солевых растворов используют стадию предварительной солюбилизации меди и снижения расхода кислоты для пустой породы посредством стадии предварительного выщелачивания (описанной в WO 2016/094956) или стадии выстаивания (описанной в WO 2015/059551), на которой руду и раствор оставляют в контакте на некоторый период времени для ускорения растворения реакционноспособных минералов руды до осуществления непрерывного орошения отвала. Затем в каждом случае осуществляют фазу выщелачивания орошением, которая предусматривает уравновешивание кислоты в технологической схеме и сохранение приемлемой пониженной концентрации кислоты в PLS по сравнению с более традиционными кислотно-сульфатными системами. Пониженная концентрация кислоты необходима для обеспечения стабильного процесса эксплуатации с минимальным выпуском раствора из технологической схемы.In the leaching of copper sulfide minerals using highly concentrated salt solutions, a step of copper pre-solubilization and reduction of gangue acid consumption by means of a pre-leach step (described in WO 2016/094956) or a standing step (described in WO 2015/059551) is used, in which the ore and the solution is left in contact for a period of time to accelerate the dissolution of the reactive minerals in the ore prior to continuous irrigation of the dump. Then, in each case, a leach phase is carried out, which involves balancing the acid in the process flow and maintaining an acceptable lower acid concentration in the PLS compared to more traditional acid-sulfate systems. A reduced acid concentration is necessary to ensure a stable operation with minimal release of the solution from the flow sheet.

ОпределенияDefinitions

Следующие выражения, используемые в данном описании, имеют указанные значения, если из контекста очевидно не следует иное.The following expressions, as used in this specification, have the meanings indicated unless the context clearly dictates otherwise.

Руда и сорт:Ore and grade:

Руда представляет собой тип горной породы, который содержит достаточное количество минералов с ценными элементами, включая металлы, которые могут быть экономически эффективно извлечены из породы (ссылка 1). Руда относится к добываемому материалу, а не к концентрату, который получают селективным разделением и извлечением рудных минералов из породы или из компонентов пустой породы руды. Указанный материал можно обрабатывать в том виде, в котором его добывают, т.е. в виде горной массы (ROM), или, после измельчения, в виде размолотой руды. Измельчение руды увеличивает обрабатываемую площадь поверхности рудных минералов и увеличивает степень извлечения содержащихся в них металлов в процессе кучного выщелачивания.An ore is a type of rock that contains sufficient minerals with valuable elements, including metals, that can be economically extracted from the rock (ref. 1). Ore refers to mined material and not to a concentrate that is obtained by selectively separating and extracting ore minerals from the rock or gangue components of the ore. This material can be processed in the form in which it is mined, i. in the form of rock mass (ROM), or, after grinding, in the form of ground ore. The grinding of the ore increases the surface area of the ore minerals to be treated and increases the degree of recovery of the metals they contain in the heap leaching process.

Традиционное окускование (агломерация) руды:Traditional agglomeration of ore:

В процессе кучного выщелачивания обычной практикой является осуществление окускования измельченной руды с последующей стадией подсушивания (выдерживания) после создания отвала. Измельченные частицы руды смешивают с технологическим раствором и кислотой в барабане для окускования до постоянного содержания влаги. Стадия окускования обеспечивает получение мелких частиц, слипшихся с более крупными частицами вследствие образования жидких мостиков под действием поверхностного натяжения. Стадия подсушивания после создания отвала обеспечивает возможность взаимодействия кислоты, добавленной во время окускования руды, с рудными минералами и ускоряет растворение металлов из рудных минералов во время последующего орошения отвала. Традиционный процесс окускования приводит к образованию однородных агломератов частиц, в которых мелкие частицы являются слипшимися с более крупными частицами по всему объему кучи (штабеля) с образованием однородного и проницаемого слоя руды, что ускоряет движение потока для орошения отвала и растворение металлов в рудных минералах. При обработке руд, в которых трудно добиться получения однородных и стабильных агломератов частиц, на стадии окускования можно добавлять связующие агенты для связывания частиц друг с другом. Типичные связующие агенты для кислотного выщелачивания руд основаны на органических полимерах, таких как полиакриламиды.In the heap leaching process, it is common practice to carry out a agglomeration of the crushed ore, followed by a drying (aging) step after the stockpile has been created. The crushed ore particles are mixed with the process solution and acid in the drum for agglomeration to a constant moisture content. The agglomeration step produces small particles that adhere to larger particles due to the formation of liquid bridges under the action of surface tension. The drying step after the spoil is created allows the acid added during the agglomeration of the ore to interact with the ore minerals and accelerates the dissolution of metals from the ore minerals during subsequent irrigation of the spoil. The traditional agglomeration process results in the formation of homogeneous particle agglomerates, in which small particles are agglomerated with larger particles throughout the heap (stack) to form a homogeneous and permeable ore layer, which accelerates the flow to irrigate the dump and dissolve metals in ore minerals. When processing ores in which it is difficult to obtain uniform and stable particle agglomerates, binders can be added during the agglomeration step to bind the particles together. Typical binders for acid leaching of ores are based on organic polymers such as polyacrylamides.

- 1 041234- 1 041234

Технические факторы, имеющие отношение к настоящему изобретениюTechnical factors relevant to the present invention

Цель окускования руды при хлоридном кучном выщелачивании меди:The purpose of ore agglomeration in chloride heap leaching of copper:

В предложенном способе кучного выщелачивания меди, описанном далее, можно использовать процесс окускования для смешивания измельченных частиц руды с активными выщелачивающими реагентами, такими как серная кислота, хлорид, медь и железо. Смешивание реагентов с рудой для создания поверхностной пленки раствора вокруг частиц руды является главным преимуществом стадии окускования в предложенном способе кучного выщелачивания меди, описанном в настоящем документе. Образование рудных агломератов и взаимодействие кислоты с рудными минералами, происходящее при традиционном окусковании руд, имеет вторичное значение. Процесс окускования руды в предложенном способе кучного выщелачивания меди, описанном далее, обеспечивает возможность равномерного распределения реагентов в пленке раствора вокруг всех частиц руды. Пленка раствора создает большую площадь реакционноспособной поверхности вокруг частиц руды. После создания отвала из окускованной руды и во время первоначального периода выстаивания после аэрации, массовый перенос кислорода из воздуха на поверхность частиц руды существенно увеличивается благодаря поверхностным пленкам, окружающим частицы руды, и растворение металлов в рудных минералах существенно усиливается вследствие быстрого образования окислителей Fe(III) и Cu(II) в результате взаимодействия растворенного кислорода с Cu(I). Увеличенная площадь поверхности, доступная для окисления минерала и подвода кислоты, ускоряет выделение тепла и увеличивает температуру руды во время окускования руды.In the proposed copper heap leaching process described below, a agglomeration process can be used to mix crushed ore particles with active leaching agents such as sulfuric acid, chloride, copper and iron. The mixing of reactants with the ore to create a surface film of solution around the ore particles is the main advantage of the agglomeration step in the proposed copper heap leaching process described herein. The formation of ore agglomerates and the interaction of acid with ore minerals, which occurs during the traditional agglomeration of ores, is of secondary importance. The ore agglomeration process in the proposed copper heap leaching process, described below, allows the reactants to be uniformly distributed in the solution film around all the ore particles. The solution film creates a large reactive surface area around the ore particles. After the creation of a pile of agglomerated ore and during the initial standing period after aeration, the mass transfer of oxygen from the air to the surface of the ore particles increases significantly due to the surface films surrounding the ore particles, and the dissolution of metals in ore minerals is significantly enhanced due to the rapid formation of Fe(III) oxidizers. and Cu(II) as a result of the interaction of dissolved oxygen with Cu(I). The increased surface area available for mineral oxidation and acid supply accelerates heat generation and increases the temperature of the ore during ore agglomeration.

Цикл смачивания руды:Ore wetting cycle:

После завершения стадии окускования руды хлоридное выщелачивание может включать пять стадий, а именно: стадии (а) подсушивания, (b) смачивания, (с) орошения, (d) выстаивания или дренирования и е) промывание и окончательного дренирования. Стадию смачивания руды осуществляют для предотвращения образования каналов движения орошающего раствора через отвал. После подсушивания руду периодически орошают рафинатным раствором или в течение периода времени от 10 до 50 дней, обычно 20 дней. В течение указанного периода время орошения постепенно увеличивают от 30 мин до 9 ч, одновременно присоединяя последовательность стадий подсушивания или выстаивания, как показано в таблице А. В табл. А показано, что для 12-часового цикла орошения в первый день отвал орошают в течение 30 мин утром, а затем руду оставляют подсыхать на 23,5 ч. Со 2 по 5 день отвал орошают в течение 30 мин утром и снова повторяют через 12 ч подсушивания в течение того же периода времени. Указанный процесс повторяют с соответствующим увеличением продолжительности цикла орошения/подсушивания до 20 дня, когда осуществляют 24-часовой цикл, состоящий из 12 ч орошения и 12 ч подсушивания.After completion of the ore agglomeration stage, chloride leaching may include five stages, namely: stages of (a) drying, (b) wetting, (c) irrigating, (d) standing or draining, and e) washing and final draining. The stage of wetting the ore is carried out to prevent the formation of channels for the movement of the irrigation solution through the dump. After drying, the ore is periodically irrigated with a raffinate solution or over a period of 10 to 50 days, typically 20 days. During this period, the irrigation time is gradually increased from 30 minutes to 9 hours, while adding a sequence of stages of drying or standing, as shown in table A. In table. A shows that for a 12-hour irrigation cycle on the first day, the dump is irrigated for 30 minutes in the morning, and then the ore is left to dry for 23.5 hours. From Days 2 to 5, the dump is irrigated for 30 minutes in the morning and again after 12 hours drying for the same period of time. This process is repeated with a corresponding increase in the duration of the cycle of irrigation/drying up to 20 days, when a 24-hour cycle is carried out, consisting of 12 hours of irrigation and 12 hours of drying.

Таблица АTable A

День Day Цикл Время орошения х время подсушивания Cycle Irrigation time x drying time № дня цикла cycle day number Общее время орошения (ч) Total irrigation time (h) 1 1 eleven 0,5 х 23,5 0.5 x 23.5 1 1 0,5 0.5 22 0,5 х 11,5 0.5 x 11.5 2 2 1 1 33 0,5 х 11,5 0.5 x 11.5 2 2 1 1 44 0,5 х 11,5 0.5 x 11.5 2 2 1 1 1 5 15 0,5 х 11,5 0.5 x 11.5 2 2 1 1 к To 66 0,5 х 7,5 0.5 x 7.5 3 3 1,5 1.5 S S 7 7 0,5 х 7,5 0.5 x 7.5 3 3 1,5 1.5 го со S go with S 88 0,5 х 7,5 0.5 x 7.5 3 3 1,5 1.5 га ha 1 9 19 0,5 х 7,5 0.5 x 7.5 3 3 1,5 1.5 § § 10 10 0,5 х 3,5 0.5 x 3.5 6 6 3 3 о O 1 11 1 11 0,5 х 3,5 0.5 x 3.5 6 6 3 3 S Q. ш S Q. w 1212 0,5 х 2,5 0.5 x 2.5 8 8 4 4 с With 1313 0,5 х 2,5 0.5 x 2.5 8 8 4 4 1 14 1 14 0,5 х 2,5 0.5 x 2.5 8 8 4 4 1515 0,5 х 1,5 0.5 x 1.5 12 12 6 6 1 16 1 16 0,5 х 1,5 0.5 x 1.5 12 12 6 6 1717 0,5 х 1,0 0.5 x 1.0 16 16 8 8 18 18 0,5 х 1,0 0.5 x 1.0 16 16 8 8 1 19 1 19 0,5 х 1,0 0.5 x 1.0 16 16 8 8 | 20 | 20 0,5 х 0,5 0.5 x 0.5 24 24 12 12

Включение стадии смачивания в общий процесс является важным, поскольку она минимизирует предпочтительные потоки рафинатного раствора после начала орошения. Ее также можно использовать для восполнения кислоты в руде перед орошением; это особенно важно для более плотных руд, которые не образуют мелкие частицы на стадии подготовки и не поглощают достаточное количество влаги на стадии окускования. Кислота имеет решающее значение для предложенного процесса, и ее необходимо обеспечивать в достаточном количестве, необходимом для компенсации расхода вследствие растворения минералов пустой породы и минералов меди.The inclusion of a wetting step in the overall process is important because it minimizes preferred raffinate liquor flows after reflux has started. It can also be used to replenish acid in the ore before irrigation; this is especially important for denser ores that do not form fine particles during the preparation stage and do not absorb sufficient moisture during the agglomeration stage. The acid is critical to the proposed process and must be provided in sufficient quantity to compensate for the consumption due to the dissolution of gangue minerals and copper minerals.

Полный цикл кучного выщелачивания из пяти стадий может включать следующие периоды, кото рые приведены в качестве примера, но не ограничения:A complete five-stage heap leach cycle may include the following periods, which are given by way of example and not limitation:

первоначальное подсушивание руды или стадия выстаивания - 45 дней;initial drying of the ore or maturation stage - 45 days;

смачивание руды - 20 дней;ore wetting - 20 days;

кучное орошение - 360 дней;heap irrigation - 360 days;

стадия дренирования - 2-20 дней;drainage stage - 2-20 days;

- 2 041234 стадия промывания/обмыва - 20 дней;- 2 041234 washing/washing stage - 20 days;

дренирование - 30 дней;drainage - 30 days;

общий цикл кучного выщелачивания - 495 дней.the total heap leaching cycle is 495 days.

Отвалы аэрируют во время цикла кучного выщелачивания, начиная с первоначальной стадии подсушивания руды и до завершения стадии орошения отвала. Аэрацию можно продолжать во время стадии промывания и окончательного дренирования отвала с целью создания благоприятных условий для высоких окислительных потенциалов растворов в технологической схеме. Скорость аэрации обычно составляет, но не ограничивается этим, от 0,05 до 2,0 Нм3/ч.м2 площади отвала для 6-метрового отвала, и предпочтительно от 0,1 до 0,4 Нм3/ч.м2 и около 0,45 Нм3/ч.м2 для выщелачивания сульфидных медных руд в кислотном растворе с высоким содержанием хлоридов. Скорость аэрации определяют по расходу кислорода для выщелачиваемых минералов, а также по высоте или массе руды, собранной в отвал.The dumps are aerated during the heap leaching cycle, from the initial ore drying stage to the completion of the dump irrigation stage. Aeration may be continued during the flushing and final draining of the stockpile to create favorable conditions for high oxidation potential solutions in the flow sheet. The aeration rate is typically, but not limited to, 0.05 to 2.0 Nm 3 /h.m 2 of blade area for a 6 meter blade, and preferably 0.1 to 0.4 Nm 3 /h.m 2 and about 0.45 Nm 3 /h.m 2 for leaching copper sulfide ores in an acid solution with a high chloride content. The rate of aeration is determined by the oxygen consumption of the leached minerals, as well as by the height or weight of the ore collected in the dump.

Контроль кислотыAcid control

В технологической схеме выщелачивания с высокой степенью солености процесс начинают с кислотного окускования и продолжают фазой подсушивания и выстаивания. В указанные периоды времени кислота расходуется в результате взаимодействия кислоты с пустой породой, а также в результате солюбилизации меди в сульфидных медных минералах, таких как халькоцит, ковеллит и халькопирит, в соответствии с общей реакцией, обозначенной как реакция 1.In the high salinity leaching flowsheet, the process begins with acid agglomeration and continues with a drying and settling phase. During these time periods, acid is consumed as a result of the interaction of acid with the gangue, as well as the solubilization of copper in copper sulfide minerals such as chalcocite, covellite and chalcopyrite, in accordance with the general reaction, designated as reaction 1.

CuxFeySz + (х + y)H2SO4 + (х + у)О2 -> xCuS04 + yFeS04 + (х + у)Н2О + zS Реакция 1 где х, у и z представляют собойCu x Fe y S z + (x + y) H 2 SO 4 + (x + y) O 2 -> xCuS0 4 + yFeS0 4 + (x + y) H 2 O + zS Reaction 1 where x, y and z represent

Минерал Mineral X X У At Z Z Халькоцит chalcocyte 2 2 0 0 1 1 Ковеллит covellite 1 1 0 0 1 1 Борнит bornite 5 5 1 1 4 4 Халькопирит Chalcopyrite 1 1 1 1 2 2

В период подсушивания температура повышается, а концентрации реагентов становятся высокими, поэтому указанный период благоприятен для выщелачивания, поскольку оба фактора способствуют кинетике реакции. Это сокращает общее время, в течение которого необходимо выщелачивать руду, и экономит капитальные и эксплуатационные расходы. Чтобы реакция 1 протекала как можно полнее, необходимо обеспечивать достаточное количество кислоты, поскольку она является необходимым реагентом (в соответствии с реакцией 1). На указанной стадии подсушивания/выстаивания кислота также расходуется в реакциях с кислоторастворимыми минералами пустой породы. Скорость указанных реакций также увеличивается при повышенной температуре. Для ускорения выщелачивания меди необходимо достаточное количество кислоты для протекания указанных конкурирующих реакций с пустой породой.During the drying period, the temperature rises and the concentrations of the reactants become high, so this period is favorable for leaching, since both factors contribute to the reaction kinetics. This reduces the total time it takes to leach the ore and saves capital and operating costs. In order for reaction 1 to proceed as completely as possible, it is necessary to provide a sufficient amount of acid, since it is a necessary reagent (according to reaction 1). In this drying/resting step, acid is also consumed in reactions with acid-soluble gangue minerals. The rate of these reactions also increases at elevated temperature. To accelerate the leaching of copper, sufficient acid is needed for these competing reactions to occur with the gangue.

По окончании периода подсушивания/выстаивания обычно (но не ограничиваясь этим) до 50% меди, которая предположительно должна быть растворена в указанном процессе, является солюбилизированной, и основная часть легкорастворимых минералов пустой породы становится выщелоченной. На следующей фазе выщелачивания орошением указанную медь вместе с остальными 50% выщелачиваемой меди извлекают из раствора посредством экстракции растворителем (SX) в сочетании с электролитическим выделением (EW). В указанном процессе образуется 1 моль кислоты на каждый моль меди, осажденной при электролитическом выделении. Полученную кислоту возвращают в процесс кучного выщелачивания посредством экстракции растворителем.At the end of the drying/resting period, typically (but not limited to) up to 50% of the copper expected to be dissolved in said process is solubilized and most of the readily soluble gangue minerals become leached. In the next leach phase, said copper, together with the remaining 50% leachable copper, is recovered from solution by solvent extraction (SX) coupled with electrowinning (EW). This process produces 1 mol of acid for every mol of copper deposited by electrowinning. The resulting acid is returned to the heap leach process via solvent extraction.

Эл. ток ч Реакция 2Email current h Reaction 2

Си5О4 + Н2О------» Си + Н24 + 7О2 Cu5O 4 + H 2 O ------ "Cu + H 2 5O 4 + 7O 2

Таким образом, во время стадии выщелачивания орошением, на которой выделяют всю солюбилизированную медь, может происходить нетто-положительное образование кислоты. В табл. 1 показан различный расход кислоты для различных типов минералов для выщелачивания 50% дополнительной меди и образование кислоты на стадии SX/EW для совокупной растворимой меди.Thus, during the leaching stage by reflux, in which all the solubilized copper is recovered, net positive acid formation can occur. In table. 1 shows the different acid rates for various types of minerals to leach 50% additional copper and acid production in the SX/EW stage for total soluble copper.

Таблица 1Table 1

Если остаточный минерал после подсушивания представляет собой: If the residual mineral after drying is: Моль кислоты на выщелачивани е на 1Х моль Си, выщелоченной на фазе орошения (реакция 1)Moles of acid per leach per 1 X moles of Cu leached in the reflux phase (reaction 1) Моль кислоты, образованной в процессе EW, на каждый моль осажденной Си (реакция 2) Moles of acid formed in the EW process for each mole of precipitated Cu (reaction 2) Нетто-образование кислоты, моль на моль осажденной Си Net acid production, mol per mol precipitated Cu Ковеллит/халькоцит Covellite/chalcocite 0,5 0.5 1,0 1.0 0,5 0.5 Борнит bornite 0,6 0.6 1,0 1.0 0,4 0.4 Халькопирит Chalcopyrite 1,0 1.0 1,0 1.0 0,0 0.0

Результатом является то, что если вся остаточная медь представляет собой халькопирит, то в таком случае кислотный баланс является нейтральным, в противном случае, для всех остальных сульфидов меди, баланс является положительным по кислоте.The result is that if all the residual copper is chalcopyrite, then the acid balance is neutral, otherwise, for all other copper sulfides, the balance is acid positive.

Нейтральность баланса для халькопирита на практике также не соответствует действительности. Это обусловлено тем, что на каждый моль выщелоченной меди из халькопирита выщелачивается также один моль железа. Например, сорта с низким исходным содержанием соответствуют примерно 0,4% меди. Если учитывать, что на указанной стадии орошения солюбилизируется предположительно около 30% меди, то даже для такого низкого сорта это эквивалентно 1,2 кгСцруды. В результате образуется 1,1The neutrality of the balance for chalcopyrite in practice also does not correspond to reality. This is due to the fact that for every mole of copper leached from chalcopyrite, one mole of iron is also leached. For example, grades with a low initial content correspond to approximately 0.4% copper. If we take into account that about 30% of copper is supposedly solubilized at this stage of irrigation, then even for such a low grade, this is equivalent to 1.2 kg Csc / t of ore . The result is 1.1

- 3 041234 кгFe(II)/труды. Единственным выходом растворимого железа из указанного процесса является остаточная влага в выщелоченной руде (выщелоченный остаток), когда ее удаляют из выщелоченного отвала и отправляют в место сброса выщелоченного остатка.- 3 041234 kg Fe ( II ) / t of ore . The only output of soluble iron from this process is the residual moisture in the leached ore (leached residue) when it is removed from the leached heap and sent to a leached residue disposal site.

Типичное содержание влаги составляет примерно 10% (об./мас.). Это означает, что в состоянии равновесия содержание железа в растворе должно составлять 11 г/л, чтобы образованное количество соответствовало выходящему количеству. Способ, описанный в WO 2015/059551, предусматривает стадию промывания по окончании выщелачивания. В процесс промывания обычно улавливают 70% растворенных солей. Такой способ является оптимизацией для снижения количества хлорида натрия, необходимого для данного процесса, а также предполагает, что равновесная концентрация железа должна составлять 36 г/л, чтобы образованное количество было равно количеству, выходящему из процесса. При тестировании было показано, что ограниченная растворимость обусловливает общее содержание растворимого железа в указанном процессе, которое уравновешивается при значении около 5 г/л (см. фиг. 1). После промывания концентрация в отходах составляет 1,5 г/л (или 0,15 г/труды). Это означает, что из 1,1 кг/труды образованного железа 86% железа предположительно выпадает в осадок. Железо выпадает в осадок в описанной схеме по трем уравнениям образования осадка:A typical moisture content is about 10% (v/w). This means that at equilibrium the iron content of the solution must be 11 g/l in order for the amount formed to correspond to the outgoing amount. The method described in WO 2015/059551 includes a washing step after the end of the leaching. The washing process typically captures 70% of the dissolved salts. This method is an optimization to reduce the amount of sodium chloride required for this process, and also assumes that the equilibrium concentration of iron should be 36 g/l, so that the amount formed is equal to the amount leaving the process. In testing, limited solubility was shown to account for the total soluble iron in this process, which equilibrated at about 5 g/l (see FIG. 1). After washing, the concentration in the waste is 1.5 g/l (or 0.15 g/t of ore ). This means that out of 1.1 kg/t ore of formed iron, 86% of the iron is expected to precipitate. Iron precipitates in the described scheme according to three equations of precipitation formation:

±Na2SO4 + 3FeS04 + 32 + ^Н2О θ NaFe^SOMOH^ + 1H2SO4 Реакция 3 ±K2SO4 + 3FeSO4 + |О2 + ^Н2О θ KFe^SO^OH^ + ^H2SO4 Реакция 4±Na 2 SO 4 + 3FeS0 4 + 3 -O 2 + ^H 2 O θ NaFe ^ SOMOH ^ + 1H 2 SO 4 Reaction 3 ±K 2 SO 4 + 3FeSO 4 + |O 2 + ^H 2 O θ KFe ^ SO^OH^ + ^H 2 SO 4 Reaction 4

Na2SO4 + FeS04 + |О2 + ^Н2О θ Aa2Fe(5O4)2(OH) Реакция 5Na 2 SO 4 + FeS0 4 + |O 2 + ^H 2 O θ Aa 2 Fe(5O 4 ) 2 (OH) Reaction 5

Железо (II) превращается в железо (III) и вступает в реакцию с образованием осадков по реакциям 3, 4 и 5. Реакции 3 и 4 представляют собой образование ярозитов. Указанные реакции приводят к неттообразованию кислоты и предполагают общее нетто-образование кислоты вследствие растворения халькопирита на орошаемой фазе кучного выщелачивания, когда медь выделяют посредством комбинации экстракции растворителем (SX) и электролитического выделения (EW).Iron(II) is converted to iron(III) and reacts to form precipitates in reactions 3, 4 and 5. Reactions 3 and 4 represent the formation of jarosites. These reactions result in net acid formation and assume an overall net acid formation due to the dissolution of chalcopyrite in the reflux phase of the heap leach when copper is recovered by a combination of solvent extraction (SX) and electrowinning (EW).

Реакция 5 представляет собой образование мета-сидеронатрита. Суммарная реакция протекает без образования кислоты. Коэффициент разделения между указанными тремя реакции трудно прогнозировать. Он зависит и от равновесного состояния, и от скорости реакции. В случае ярозита калия коэффициент разделения зависит от того, сколько калия выщелочено в раствор из других минералов, растворяющихся в данном процессе (например, из серицита).Reaction 5 is the formation of meta-sideronatrite. The overall reaction proceeds without acid formation. The separation factor between these three reactions is difficult to predict. It depends on both the equilibrium state and the rate of the reaction. In the case of potassium jarosite, the separation factor depends on how much potassium is leached into solution from other minerals that dissolve in the process (for example, from sericite).

Для другой руды количество ярозита, который образуется при обработке крупных образцов руды в амбарах (квадратные колонны 2 мх2 м) в процессе кучного выщелачивания с высокой концентрацией хлоридов, представлено в табл. 2.For other ore, the amount of jarosite, which is formed during the processing of large samples of ore in barns (square columns 2 mx2 m) in the process of heap leaching with a high concentration of chlorides, is presented in table. 2.

Таблица 2. Ярозит в выщелоченном остатке после выщелачивания руды при испытании в открытом контуреTable 2. Jarosite in leached residue from ore leaching in an open loop test

Номер экспериментального абмара и идентификатор руды Experimental Abmar Number and Ore Identifier Процент ярозита, измеренный в выщелоченном остатке Jarosite Percentage Measured in Leached Residue Амбар 1 - А Barn 1 - A 0,5 0.5 Амбар 2 - В Barn 2 - B 0,4 0.4 Амбар 3 - С Barn 3 - C 1,4 1.4 Амбар 4 - D Barn 4 - D 1,0 1.0 Амбар 5 - Е Barn 5 - E 1,0 1.0 Амбар 6 - F Barn 6 - F 1,2 1.2 Среднее Average 0,9 0.9

Испытания проводили в открытой схеме, т.е. раствор однократно пропускали через экспериментальную колонну и не возвращали в цикл. Обычно это приводит к более слабому образованию осадка, поскольку концентрация железа в питающем растворе не превышает концентрацию насыщенного раствора (примерно 5 г/л), и существует лишь небольшое количество дополнительных общих растворенных солей (TDS), вводимых в колонну за один проход, поэтому 0,9% ярозита представляет собой минимальное количество железа, которое может выпадать из раствора в осадок.The tests were carried out in an open circuit, i.e. the solution was passed once through the experimental column and not returned to the cycle. This usually results in weaker sludge formation because the iron concentration in the feed solution does not exceed the saturated solution concentration (about 5 g/l) and there is only a small amount of additional total dissolved salts (TDS) introduced into the column in one pass, so 0 9% jarosite is the minimum amount of iron that can precipitate out of solution.

0,9% ярозита соответствует примерно 3,3 кг/труды осажденного железа. Это в -3 раза больше количества железа, получаемого из чистого халькопирита. Часть полученного железа образуется в результате выщелачивания железосодержащих минералов пустой породы. В случае осаждения ярозита, на каждый моль железа (II), которое окисляется и выпадает в осадок, образуется 1/2 моль кислоты (H2SO4); таким образом, указанное количество ярозита обеспечивает получение 3 кг/труды кислоты. Чистый эффект заключается в том, что дополнительное количество железа, образующегося из халькопирита, вероятно, будет в некоторой степени зависеть от ярозита и, следовательно, кислотный баланс, представленный в табл. 1 для халькопирита, вместо нулевого будет в действительности положительным за счет кислоты, образованной в результате осаждения выщелоченного в форме ярозита железа.0.9% jarosite corresponds to about 3.3 kg/t of precipitated iron ore . This is -3 times the amount of iron obtained from pure chalcopyrite. Part of the produced iron is formed as a result of the leaching of iron-bearing minerals of gangue. In the case of jarosite precipitation, for every mole of iron (II) that oxidizes and precipitates, 1/2 mole of acid (H 2 SO 4 ) is formed; thus, the indicated amount of jarosite provides 3 kg/t acid ore . The net effect is that the additional amount of iron formed from chalcopyrite is likely to be affected by jarosite to some extent and hence the acid balance shown in Table 1. 1 for chalcopyrite, instead of being zero, will actually be positive due to the acid formed as a result of the precipitation of iron leached in the form of jarosite.

Установлено, что при достаточно высокой степени растворения меди на первоначальной фазе подсушивания дальнейшее растворение меди из дисульфидных минералов и ее выделение экстракцией с применением растворителя в сочетании с электролитическим выделением (EW), вероятно, приводит к образованию кислоты. Избыток кислоты возникает в результате:It has been found that at a sufficiently high degree of copper dissolution in the initial drying phase, further dissolution of copper from disulfide minerals and its recovery by solvent extraction in combination with electrowinning (EW) is likely to lead to the formation of acid. Excess acid results from:

- 4 041234- 4 041234

1) дисбаланса между расходом кислоты на выщелачивание дополнительного медного минерала на фазе орошения по сравнению с общим содержанием кислоты для EW меди, выщелоченной на фазе подсушивания и орошения, если медные минералы представляют собой халькоцит и ковеллит;1) the imbalance between the acid consumption for leaching additional copper mineral in the reflux phase compared to the total acid content for EW copper leached in the drying and reflux phase if the copper minerals are chalcocite and covellite;

2) дисбаланса между расходом кислоты на выщелачивание дополнительного медного минерала на фазе орошения по сравнению с общим содержанием кислоты для EW меди, выщелоченной на фазе подсушивания и орошения, а также осаждения части железа (ярозита), если медный минерал представляет собой борнит; и2) the imbalance between the acid consumption for leaching additional copper mineral in the reflux phase compared to the total acid content for EW copper leached in the drying and reflux phase, as well as the precipitation of part of the iron (jarosite), if the copper mineral is bornite; And

3) осаждения ярозита, если медный минерал представляет собой халькопирит.3) jarosite precipitation if the copper mineral is chalcopyrite.

Применительно к руде, упомянутой в отношении фиг. 1, существует некоторое отличие по двум причинам. Высокий расход кислоты на пустую породу нивелирует преимущества, достигнутые на стадии подсушивания/выстаивания, и указанная руда содержит уран. Уран солюбилизируется при высоком содержании хлорида в растворе (например, 150 г/л), но его очень трудно извлекать из раствора вследствие высокого содержания хлорида и высокой концентрации хлоридных комплексов железа. Это приводит к необходимости стадии предварительного выщелачивания орошением. Для ее завершения требуется по меньшей мере 200 дней, и она также обеспечивает выщелачивание существенного количества меди, а также истощение легкорастворимых минералов пустой породы. Вторая часть выщелачивания орошением с использованием высокой концентрации хлорида обеспечивает высокую степень растворения меди, главным образом, благодаря растворению вторичных сульфидов меди (ковеллита, борнита), которые являются преобладающими медными минералами в кусках руды. Образование ярозита и кислота, которая выделяется в результате выщелачивания и электролитического выделения (EW) вторичных сульфидных медных минералов (указанных в табл. 1), обеспечивают высокую степень образования кислоты. Вместе со снижением содержания минералов, растворимых в кислоте, в пустой породе после предварительного выщелачивания это приводит к высокому содержанию кислоты в PLS, в соответствии с прогнозом для процесса выщелачивания с высоким содержанием хлоридов. Это создает трудности при извлечении растворимой меди, как описано далее.With regard to the ore mentioned with respect to FIG. 1, there is some difference for two reasons. The high consumption of acid on the waste rock negates the benefits achieved in the drying/holding stage, and said ore contains uranium. Uranium solubilizes at a high chloride content in solution (eg 150 g/l), but it is very difficult to remove it from solution due to the high chloride content and the high concentration of iron chloride complexes. This necessitates a pre-leach stage by irrigation. It takes at least 200 days to complete and also provides significant copper leaching as well as depletion of readily soluble gangue minerals. The second part of the high chloride reflux leach provides a high degree of copper dissolution, mainly due to the dissolution of secondary copper sulfides (covellite, bornite), which are the predominant copper minerals in the ore lumps. The formation of jarosite and the acid that is released from the leaching and electrowinning (EW) of the secondary copper sulfide minerals (listed in Table 1) provide a high degree of acid formation. Together with the reduction in acid-soluble minerals in the waste rock after pre-leaching, this results in a high acid content in the PLS, as predicted for a high chloride leach process. This makes it difficult to recover soluble copper, as described below.

Экстракция меди растворителем чувствительна к концентрации кислоты. Это обусловлено тем, что такая экстракция влияет на равновесие между медью и кислотой (Н+).Solvent copper extraction is sensitive to acid concentration. This is due to the fact that such extraction affects the equilibrium between copper and acid (H + ).

Нагрузка меди на органическую фазу в тех условиях, в которых водная фаза приведена в контакт с органической фазой, обеспечивает высокое содержание меди с низким содержанием кислоты. Медь отделяют от органической фазы посредством приведения в контакт с водной фазой, которая имеет высокое содержание кислоты. Указанная чувствительность становится более выраженной при очень высоких концентрациях хлорида (от 100 до 150 г/л) вследствие существенно повышенной активности протонов (Н+) при повышенных концентрациях хлорида.The load of copper on the organic phase under conditions in which the aqueous phase is brought into contact with the organic phase provides a high copper content with a low acid content. The copper is separated from the organic phase by bringing it into contact with an aqueous phase which has a high acid content. This sensitivity becomes more pronounced at very high chloride concentrations (100 to 150 g/l) due to the significantly increased proton (H + ) activity at higher chloride concentrations.

В условиях с низким содержанием хлорида оптимальной целью является экстракция примерно 7 г/л Cu за один проход. Это обеспечивает отношение органического потока к водному потоку примерно 1:1. Количество экстрагента в органической фазе является таким, что вязкость органической фазы является умеренной, и может быть достигнуто эффективное разделение фаз. Это обеспечивает высокую технологичность, низкие потери органической фазы (операционные расходы) и минимальные капитальные издержки. В таких условиях типичная кислотность PLS составляет 2-4 г/л, а концентрация кислоты в рафинате при переносе кислоты составляет 12-15 г/л.Under conditions with low chloride content, the optimal goal is to extract about 7 g/l Cu in one pass. This provides an organic flow to water flow ratio of approximately 1:1. The amount of extractant in the organic phase is such that the viscosity of the organic phase is moderate and effective phase separation can be achieved. This ensures high manufacturability, low losses of the organic phase (operating costs) and minimal capital costs. Under such conditions, the typical acidity of PLS is 2-4 g/l, and the acid concentration in the raffinate during acid transfer is 12-15 g/l.

При осуществлении кучного выщелачивания с высоким содержанием хлоридов (обычно от 100 г/л до 180 г/л) трудно достичь значения переноса меди 7 г/л вследствие переноса кислоты в рафинат и повышенной активности протонов. Непосредственной мерой активности протонов является рН. При содержании хлорида 20 г/л и свободной кислоты 12 г/л измеренный рН составляет ~1, тогда как при эквивалентном содержании кислоты, но содержании хлорида 150 г/л измеренный рН составляет ~ 0,2.When performing high chloride heap leaching (typically 100 g/l to 180 g/l), it is difficult to achieve a copper transfer value of 7 g/l due to acid transfer to the raffinate and increased proton activity. pH is a direct measure of proton activity. At a chloride content of 20 g/l and a free acid of 12 g/l, the measured pH is ~1, while at an equivalent acid content, but a chloride content of 150 g/l, the measured pH is ~ 0.2.

Целевое значение переноса меди в процессе выщелачивания с высоким содержанием хлоридов должно составлять 5 г/л или менее, в сочетании с очень низким содержанием кислоты в PLS. При дельте содержания меди 5 г/л это означает, что размер SX контура должен быть на 40% больше для такой же эффективности переноса меди, как для 7 г/л. Это влечет за собой увеличение капитальных и эксплуатационных расходов. Описанная проблема быстро усугубляется, если кислотность в PLS увеличивается при высоком содержании хлорида.The target for copper carryover in a high chloride leaching process should be 5 g/L or less, combined with very low acid PLS. With a copper delta of 5 g/l, this means that the SX loop size must be 40% larger for the same copper transfer efficiency as for 7 g/l. This entails an increase in capital and operating costs. The problem described is rapidly exacerbated if the acidity in PLS increases with high chloride content.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении способа хлоридного выщелачивания медьсодержащих руд, в котором концентрацию кислоты в технологической схеме регулируют для достижения эффективного извлечения меди из раствора методом экстракции с применением растворителя (SX) и для минимизации или исключения вымывания раствора из контура, которое приводит к увеличению потерь меди и эксплуатационных затрат.The object of the present invention is to provide a method for chloride leaching of copper-bearing ores in which the concentration of acid in the process flow is controlled to achieve efficient recovery of copper from solution by a solvent extraction method (SX) and to minimize or eliminate solution washout from the loop, which leads to increased losses. copper and operating costs.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Из вышесказанного понятно, что важно контролировать концентрацию кислоты в технологической схеме кучного выщелачивания для достижения эффективного извлечения меди из раствора в процессе экстракции растворителем. В процессе кучного выщелачивания с высоким содержанием хлорида (от 100 до 180 г/л) эффективное извлечение меди из раствора посредством экстракции растворителем зависит отFrom the foregoing it is clear that it is important to control the acid concentration in the heap leach process flow in order to achieve efficient recovery of copper from solution in the solvent extraction process. In a heap leach process with a high chloride content (100 to 180 g/l), the effective recovery of copper from solution by solvent extraction depends on

- 5 041234 поддержания низкой концентрации кислоты в PLS. Экспериментально показано, что концентрация кислоты в PLS, которая поступает в процесс экстракции растворителем, должна составлять менее 10 г/л, предпочтительно менее 7 г/л и более предпочтительно менее 5 г/л.- 5 041234 maintaining a low acid concentration in the PLS. It has been experimentally shown that the concentration of acid in the PLS that enters the solvent extraction process should be less than 10 g/l, preferably less than 7 g/l and more preferably less than 5 g/l.

Преимущество заключается в том, чтобы не ограничивать добавление кислоты на стадии окускования руды, чтобы растворение минералов меди не было ограничено кислотой и чтобы растворение меди, достигаемое во время подсушивания руды, было максимальным.The advantage is that the addition of acid during the ore agglomeration step is not limited, that the dissolution of copper minerals is not limited by the acid, and that the copper dissolution achieved during the drying of the ore is maximized.

Конфигурация технологической схемы кучного выщелачивания может быть адаптирована, при этом выщелачивание осуществляют во множестве отвалов или секций отвала для максимизации количества кислоты, расходуемого остаточными кислоторастворимыми минералами пустой породы, и регулирования концентрации кислоты в PLS.The configuration of the heap leach flowsheet can be adapted, with leaching being carried out in multiple dumps or dump sections to maximize the amount of acid consumed by the residual acid soluble gangue minerals and to control the acid concentration in the PLS.

В случае использования двух или более стадий выщелачивания, предпочтительно, чтобы выщелачивающий раствор двигался в противоположном направлении относительно погрузки руды в отвалы и удаления руды из отвалов.In the case of using two or more leaching stages, it is preferable that the leaching solution move in the opposite direction of loading the ore into the dumps and removing the ore from the dumps.

В основе вышеуказанного подхода лежит тот факт, что всегда остаются медленно выщелачивающиеся минералы пустой породы, такие как гематит и серицит. Скорость растворения таких минералов обычно пропорциональна содержанию кислоты. Указанные минералы присутствуют в большом количестве, а степень их растворения является низкой, поэтому количество указанных минералов в цикле выщелачивания существенного не уменьшается.The above approach is based on the fact that slowly leaching gangue minerals such as hematite and sericite always remain. The dissolution rate of such minerals is usually proportional to the acid content. These minerals are present in large quantities, and the degree of their dissolution is low, so the amount of these minerals in the leaching cycle is not significantly reduced.

В широком смысле, вышеуказанная задача может быть достигнута с учетом природы кислоторастворимых минералов пустой породы в отвале и количества кислоты, необходимой для растворения медного минерала, и посредством изменения в соответствии с ними добавления кислоты на стадии окускования. Это обеспечивает возможность максимизации извлечения меди на стадии подсушивания.In a broad sense, the above object can be achieved by taking into account the nature of the acid-soluble minerals of waste rock and the amount of acid required to dissolve the copper mineral, and by changing the addition of acid in the agglomeration step accordingly. This makes it possible to maximize copper recovery in the drying step.

Количество кислоты, необходимой во время окускования, можно рассчитать с учетом скорости реакции каждого минерала пустой породы и количества кислоты, необходимой для растворения содержащихся медных минералов, т.е. количество добавляемой кислоты оптимально контролируют для компенсации расхода на стадии подсушивания.The amount of acid needed during agglomeration can be calculated from the reaction rate of each gangue mineral and the amount of acid needed to dissolve the contained copper minerals, i.e. the amount of added acid is optimally controlled to compensate for the consumption during the drying step.

Медь, выщелоченная на стадии подсушивания, поступает в контур PLS, а кислоту, возвращаемую в результате экстракции меди из PLS на стадии SX, возвращают в рафинат, используемый для кучного орошения во время цикла выщелачивания. Указанный процесс может приводить к избытку кислоты в рафинате, создавая положительный кислотный баланс. Избыточная кислота может быть удалена в результате растворения минералов пустой породы в цикле кучного выщелачивания посредством адаптации конфигурации технологической схемы кучного выщелачивания, в которой выщелачивание осуществляют в нескольких отвалах или секциях отвала, используя противоточный метод циркуляции выщелачивающего раствора относительно загрузки руды в отвалы и удаления руды из отвалов.The copper leached in the drying stage is fed to the PLS loop, and the acid recycled from copper extraction from the PLS in the SX stage is returned to the raffinate used for heap reflux during the leaching loop. This process can lead to an excess of acid in the raffinate, creating a positive acid balance. Excess acid can be removed from the dissolution of gangue minerals in the heap leach circuit by adapting the configuration of the heap leach flowsheet, in which leaching is carried out in several dumps or sections of the dump, using a countercurrent leach solution circulation method with respect to loading ore into dumps and removing ore from dumps .

Таким образом, количество кислоты, добавляемой в рафинат, зависит от количества кислоты, добавленной во время окускования. Таким же образом, количество кислоты, добавленной во время окускования, зависит от количества кислоты, добавленной в рафинат для компенсации расхода на растворение меди в присутствии пустой породы, во время цикла выщелачивания.Thus, the amount of acid added to the raffinate depends on the amount of acid added during agglomeration. Similarly, the amount of acid added during agglomeration depends on the amount of acid added to the raffinate to compensate for the expense of dissolving copper in the presence of gangue during the leaching cycle.

Растворение меди во время окускования и в течение последующего периода выстаивания или подсушивания может быть ограничено регламентированным количеством кислоты, добавленной во время окускования руды, что обусловливает более высокий расход кислоты на фазе орошения и исключает образование избытка кислоты во время цикла выщелачивания после удаления меди и возвращения кислоты в рафинат на стадии SX экстракции.Dissolution of copper during agglomeration and during the subsequent soaking or drying period can be limited by the regulated amount of acid added during ore agglomeration, resulting in a higher consumption of acid in the reflux phase and avoiding the formation of excess acid during the leaching cycle after copper removal and acid recovery into the raffinate in the SX extraction step.

Первый PLS, собранный после первоначального орошения амбаров после подсушивания руды, может иметь высокое содержание кислоты (>10 г/л) и высокое содержание меди (>20 г/л). В таком случае первый PLS можно использовать для окускования руды следующих куч перед осуществлением фазы подсушивания. Приведенные значения являются иллюстративными и не ограничивающими.The first PLS harvested after the initial irrigation of the barns after drying the ore may have a high acid content (>10 g/l) and a high copper content (>20 g/l). In such a case, the first PLS can be used to agglomerate the ore of the following heaps before the drying phase is carried out. The values given are illustrative and non-limiting.

В качестве альтернативы вышеописанным процессам, можно снизить степень промывания по окончании цикла выщелачивания для увеличения количества кислоты, удаляемой с выщелоченной рудой (выщелоченным остатком). Однако это является менее предпочтительным, поскольку увеличиваются растворимые потери меди и хлорида натрия. Это влечет за собой увеличение упущенной выгоды и рост эксплуатационных расходов.As an alternative to the processes described above, it is possible to reduce the amount of flushing at the end of the leach cycle to increase the amount of acid removed with the leached ore (leached residue). However, this is less preferred as the soluble losses of copper and sodium chloride increase. This entails an increase in lost profits and an increase in operating costs.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

Далее в данном документе описаны два варианта реализации настоящего изобретения, соответственно, со ссылкой на фиг. 2-7 и фиг. 8-12, которые являются сопроводительными графическими материалами:Hereinafter, two embodiments of the present invention are described, respectively, with reference to FIGS. 2-7 and FIG. 8-12, which are accompanying graphic materials:

Фиг. 2 представляет собой обобщенную схему реактора;Fig. 2 is a generalized diagram of a reactor;

На фиг. 3 представлена стандартная схема процесса кучного выщелачивания;In FIG. 3 shows a typical heap leaching process;

На фиг. 4 схематически изображен многостадийный процесс кучного выщелачивания, осуществляемый в соответствии с первым вариантом реализации настоящего изобретения;In FIG. 4 is a schematic representation of a multi-stage heap leaching process carried out in accordance with the first embodiment of the present invention;

На фиг. 5 отображены кривые профилей содержания свободной кислоты в зависимости от времени в качестве параметров PLS, ILS и рафината;In FIG. 5 shows profiles of free acid versus time as PLS, ILS and raffinate parameters;

- 6 041234- 6 041234

На фиг. 6 представлена схема производственного процесса в соответствии с настоящим изобретением с противоточной циркуляцией;In FIG. 6 is a diagram of a manufacturing process in accordance with the present invention with countercurrent circulation;

Фиг. 7 аналогична фиг. 6, но с прямоточной циркуляцией;Fig. 7 is similar to FIG. 6, but with once-through circulation;

На фиг. 8 представлена общая технологическая схема процесса, осуществляемого в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения;In FIG. 8 is a general flow diagram of a process carried out in accordance with a second embodiment of the present invention;

На фиг. 9 представлено более подробное изображения процесса, показанного на фиг. 8;In FIG. 9 is a more detailed view of the process shown in FIG. 8;

Фиг. 10 графически отображает профили концентрации PLS, демонстрирующие концентрации кислоты, меди и железа в зависимости от показателя орошения PLS при скорости орошения 3 л/ч.м2;Fig. 10 is a graphical representation of PLS concentration profiles showing acid, copper and iron concentrations as a function of PLS reflux rate at a reflux rate of 3 l/h.m 2 ;

На фиг. 11 изображен экспериментальный реактор для определения расхода кислоты на пустую породу при постоянном рН;In FIG. 11 depicts an experimental reactor for determining the flow rate of acid on waste rock at a constant pH;

На фиг. 12 графически изображен расход кислоты на пустую породу для гипогенного типа руды как функция от рН, в зависимости от времени;In FIG. 12 is a graphical representation of acid consumption per waste rock for a hypogene ore type as a function of pH versus time;

Фиг. 13-27 относятся к технологическим схемам, использованным в экспериментальной работе, а также к графикам, представляющим данные, полученные в результате экспериментальной работы.Fig. 13-27 refer to the flow charts used in the experimental work, as well as graphs representing the data obtained from the experimental work.

Описание предпочтительных вариантов реализацииDescription of Preferred Embodiments

Далее описан первый вариант реализации настоящего изобретения со ссылкой на фиг. 2-7, а второй вариант реализации настоящего изобретения описан далее со ссылкой на фиг. 8-12.Next, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2-7, and the second embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 8-12.

Вариант реализации 1. Многостадийная эксплуатация кучного выщелачиванияImplementation Option 1: Multi-stage heap leaching operation

На фиг. 2 изображен типичный реактор 10. По указанному реактору можно определить массовый баланс реагента С. Для простоты сделано допущение, что объемные потоки в (12) и из (14) равны. Кроме того, поскольку реальные отвалы неожиданно являются хорошо перемешанными, для простоты сделано допущение, что концентрация реагента в реакторе 10 является такой же, как в потоке, выходящем из реактора (т.е. из реактора с однородным смешиванием).In FIG. 2 shows a typical reactor 10. From this reactor, the mass balance of reactant C can be determined. For simplicity, it is assumed that the volume flows in (12) and from (14) are equal. In addition, since real waste dumps are unexpectedly well mixed, it is assumed for simplicity that the reactant concentration in reactor 10 is the same as the reactor effluent (i.e., the homogeneously mixed reactor).

Ниже представлен массовый баланс для реагента С: Поступление = выход + потери в реакции F. Ci = F.Co + rV;Below is the mass balance for reagent C: Intake = yield + losses in the reaction F. Ci = F.Co + rV;

где F представляет собой скорость потока; Ci представляет собой концентрацию на входе; Co представляет собой концентрацию на выходе; V представляет собой объем реактора и r представляет собой скорость расхода кислоты, которая в данном случае, как указано ранее, пропорциональна концентрации кислоты Co.where F is the flow rate; Ci is the inlet concentration; C o is the outlet concentration; V is the volume of the reactor; and r is the rate of consumption of the acid, which in this case, as stated earlier, is proportional to the acid concentration C o .

Таким образом, r = kCo, где k представляет собой константу скорости реакции для рассматриваемого минерала.Thus, r = kC o , where k is the reaction rate constant for the mineral in question.

Данное уравнение можно переписать следующим образом: F.Ci = F.Co + k.Co.VThis equation can be rewritten as follows: FC i = FC o + kC o .V

Отношение V/F имеет единицу измерения времени и известно как среднее время пребывания или τ.The V/F ratio has a unit of time and is known as the mean residence time or τ.

Данное уравнение можно переписать следующим образом:This equation can be rewritten as follows:

Ci (1+кт) 1 1Ci (1+kt) 1 1

Показатель k является постоянным, а τ является постоянным для фиксированного слоя отвала при фиксированной скорости орошения на единицу площади. Это означает, что процентное превращение (Co/Ci) концентрации поступающей кислоты является постоянным, независимо от концентрации на входе.The index k is constant and τ is constant for a fixed spoil layer at a fixed irrigation rate per unit area. This means that the percentage conversion (C o /C i ) of the incoming acid concentration is constant, regardless of the inlet concentration.

На фиг. 3 представлена схема производственного процесса для стандартной схемы 18 кучного выщелачивания, в которой примерно 50% PLS подают в обход для оптимизации CuSX. На фиг. 3 используют один отвал 20. В отличие от этого в процессе 24, изображенном на фиг. 4, используют два отвала 20А и 20В соответственно.In FIG. 3 is a process flow diagram for a standard heap leach scheme 18 in which approximately 50% PLS is bypassed for CuSX optimization. In FIG. 3, one blade 20 is used. In contrast, in the process 24 shown in FIG. 4 use two blades 20A and 20B, respectively.

В обоих процессах (фиг. 3 и 4) на стадию (30) CuSX переносят одинаковое количество меди, в результате такого переноса меди содержание кислоты увеличивается на 7 г/л.In both processes (FIGS. 3 and 4), the same amount of copper is transferred to the CuSX stage (30), as a result of this transfer of copper, the acid content increases by 7 g/l.

На технологической схеме, изображенной на фиг. 3, содержание кислоты в PLS 32 составляет у г/л. Тогда рафинат 34 содержит у + 7 г/л кислоты. Обходной поток 36 и рафинат 34 снова объединяют (38) с получением средней концентрации кислоты (2у+7)/2. Ее пропускают через отвал 20, где превращение предположительно составляет 50%. Такое превращение происходит, независимо от концентрации кислоты, так, как показано в уравнении А.In the flow diagram shown in Fig. 3, the acid content of PLS 32 is y g/l. Then raffinate 34 contains y + 7 g/l of acid. Bypass stream 36 and raffinate 34 are combined again (38) to give an average acid concentration of (2y+7)/2. It is passed through dump 20, where the conversion is expected to be 50%. This conversion occurs regardless of acid concentration, as shown in Equation A.

В равновесном состоянии процесс 18 должен уравновешиваться, следовательно: у (в PLS) = 50%. (2у+7)/2In the equilibrium state, process 18 must be balanced, therefore: y (in PLS) = 50%. (2y+7)/2

Таким образом, у = 3,5 г/л кислоты.Thus, y = 3.5 g/l of acid.

PLS в примере, изображенном на фиг. 3, разделяют пополам. Это сделано для простоты сравнения с примером, изображенным на фиг. 4. Если PLS не разделяется, то концентрация кислоты в PLS остается прежней. Однако увеличение содержания кислоты в данном рафинате составляет 3,5 г/л.PLS in the example shown in FIG. 3 is divided in half. This is done for ease of comparison with the example shown in FIG. 4. If the PLS does not separate, then the acid concentration in the PLS remains the same. However, the increase in acid content in this raffinate is 3.5 g/L.

На технологической схеме, изображенной на фиг. 4, содержание кислоты в PLS (32) также составляет у г/л. Данный PLS уже составляет % от примера, изображенного на фиг. 3. Данный PLS (32) поступает в CuSX (30), и 7 г/л кислоты переходит в раствор. Тогда полученный раствор (рафинат) 34 содержит у + 7 г/л кислоты. Его пропускают через отвал 20В, где степень превращения предположительно составляет 50%. Затем его пропускают через отвал 20А, где происходит еще 50% превращение.In the flow diagram shown in Fig. 4, the acid content of PLS (32) is also y g/l. This PLS is already % of the example shown in FIG. 3. This PLS (32) enters CuSX (30) and 7 g/l of acid goes into solution. Then the resulting solution (raffinate) 34 contains y + 7 g/l of acid. It is passed through a 20B dump where the conversion is expected to be 50%. Then it is passed through the dump 20A, where there is another 50% conversion.

- 7 041234- 7 041234

В равновесном состоянии процесс (24) должен уравновешиваться, следовательно: у (в PLS) = 50%.In the equilibrium state, the process (24) must be balanced, therefore: y (in PLS) = 50%.

50%. (у+7), и таким образом, у = 2,3 г/л кислоты.50%. (y+7), and thus y = 2.3 g/l of acid.

Если процесс расширен до 3 стадий, то у (в PLS) = 50%.50%.50% (у + 10,5), и у = 1,5 г/л кислоты.If the process is extended to 3 steps, then y (in PLS) = 50%.50%.50% (y+10.5), and y=1.5 g/l acid.

Таким образом, эксплуатируя указанный процесс с использованием двух или более ILS стадий 42, можно существенно уменьшить количество кислоты в PLS 46, поступающем на стадию экстракции меди растворителем, без негативного влияния на процесс. Пример эффективности предложенного способа можно наблюдать по изменению содержания свободной кислоты в пересоленной секции (от 100 до 150 г/л хлорида) пилотной установки, показанной на фиг. 5.Thus, by operating this process using two or more ILS stages 42, it is possible to significantly reduce the amount of acid in the PLS 46 entering the solvent copper extraction stage without adversely affecting the process. An example of the effectiveness of the proposed method can be seen from the change in free acid content in the oversalted section (from 100 to 150 g/l chloride) of the pilot plant shown in FIG. 5.

Многостадийное воплощение способа согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью осуществления процесса в противоточном режиме с рудой или в прямоточном режиме с ней, как показано, соответственно, на фиг. 6 и фиг. 7.A multi-stage embodiment of the process according to the present invention may be configured to carry out the process in counter-current mode with the ore or co-current mode with it, as shown, respectively, in FIG. 6 and FIG. 7.

Противоточная эксплуатация имеет преимущество над прямоточной эксплуатацией в том отношении, что на последней стадии осуществляют орошение отвала 20С рафинатом (34). Рафинат имеет наименьшее содержание меди и, следовательно, это минимизирует растворимые потери меди до выщелоченного остатка.Counter-current operation has an advantage over once-through operation in that the final stage is to irrigate the dump with 20C raffinate (34). The raffinate has the lowest copper content and hence this minimizes soluble copper loss to leachate.

Вариант реализации 2. Контроль и оптимизация количества кислоты, добавляемой во время окускованияImplementation 2: Control and optimization of the amount of acid added during agglomeration

Контроль избытка кислотыAcid control

В любой из схем, изображенных на фиг. 3-7 (в качестве примеров), кислота в PLS (32) или рафинат (34) можно возвращать в агломератор с получением растворимой меди, железа и кислоты. Кислота необходима для окускования руды для снижения рН на фазе подсушивания/выстаивания, а также для образования окислителя для выщелачивания сульфида меди (реакция 1). Железо и медь необходимы в качестве окислителей. Эффективность окислителей увеличивается с концентрацией.In any of the schemes depicted in Fig. 3-7 (as examples), the acid in PLS (32) or raffinate (34) can be returned to the agglomerator to produce soluble copper, iron and acid. The acid is necessary for agglomeration of the ore to lower the pH during the drying/settling phase, as well as for the formation of an oxidizing agent for copper sulfide leaching (reaction 1). Iron and copper are needed as oxidizing agents. The effectiveness of oxidizing agents increases with concentration.

Типичная упрощенная общая технологическая схема предложенного процесса представлена на фиг. 8. На ней изображен двухстадийный процесс, в котором раствор для окускования берут из PLS.A typical simplified general flow diagram of the proposed process is shown in FIG. 8. It depicts a two step process in which the agglomeration solution is taken from the PLS.

На фиг. 9 представлено более подробное изображениt процесса, показанного на фиг. 8.In FIG. 9 is a more detailed view of the process shown in FIG. 8.

Обнаружено, что при орошении слоя руды после периода выстаивания и подсушивания руды первый дренажный раствор или исходный PLS содержит исключительно высокие концентрации меди, железа и кислоты. Дополнительной оптимизацией предложенного способа является использование указанного исходного PLS или первого промывочного раствора сначала на стадии окускования руды для повышения содержания окислителей (растворимой меди и железа) на последующей стадии подсушивания/выстаивания, а затем в соответствии со стратегией контроля кислоты, при наличии избытка кислоты, количество свежей кислоты, добавляемой для окускования следующей руды, может быть снижено на это количество кислоты. Это способствует устранению избытка кислоты на фазе выщелачивания.It has been found that when irrigating the ore layer after a period of standing and drying the ore, the first drainage solution or initial PLS contains exceptionally high concentrations of copper, iron and acid. An additional optimization of the proposed method is the use of the specified initial PLS or the first washing solution, first at the stage of ore agglomeration to increase the content of oxidants (soluble copper and iron) at the subsequent stage of drying / standing, and then in accordance with the acid control strategy, in the presence of excess acid, the amount fresh acid added to agglomerate the next ore may be reduced by this amount of acid. This helps to eliminate excess acid in the leaching phase.

Это продемонстрировано результатами, представленными на фиг. 10, для амбара размером 2мх2мх8м, испытанного на полупромышленной установке, использованной для обработки гипогенной руды с содержанием меди 0,79%, с применением 70% меди в форме халькопирита с таким размером дробленых частиц, что примерно 80% из них проходят через 19 мм сито.This is demonstrated by the results presented in Fig. 10, for a 2m x 2m x 8m barn tested in a pilot plant used to treat hypogene ore with a copper content of 0.79% using 70% copper in the form of chalcopyrite with a crushed particle size such that about 80% of them pass through a 19 mm sieve .

Результаты, представленные на фиг. 10, демонстрируют, что исходный дренажный раствор или первый PLS, выходящий из рудного слоя абмара (G10/2), содержит исключительно высокие концентрации кислоты (80 г/л) (А), меди (55 г/л) (В) и железа (35 г/л) (С). Указанный раствор PLS можно эффективно использовать для окускования новой партии руды вместо рафината с преимуществом использования высоких концентраций кислоты, меди и железа для ускорения выщелачивания минералов, что обеспечивает возможность уменьшения количества добавляемой свежей кислоты для данной партии руды. Объем используемого PLS зависит от требуемого содержания влаги для окускования руды. Типичный объем в данном примере составляет примерно 0,07 м3/т; что соответствует первым 10 дням дренирования PLS из слоя руды при скорости орошения 3 л/ч.м2. Железо в растворе окисляется до железа (III) в процессе окускования руды и дальнейшего процесса подсушивания в условиях аэрации, что способствует выщелачиванию медных минералов. Высокие концентрации меди ускоряют окисление ионов железа (II), увеличивая окислительный потенциал раствора, и увеличивают скорость выщелачивания медных минералов во время подсушивания. Также можно предположить, что избыток железа (III) в растворе в ходе указанного процесса будет выпадать в осадок в форме ярозитов или в форме мета-сидеронатрита, как описано в реакциях 3, 4 и 5 соответственно. Это приводит к снижению концентраций железа в растворе и сохранению содержания железа при ожидаемой равновесной концентрации в рафинате, обычно, но не ограничиваясь этим, на уровне примерно 5 г/л в растворах с концентрацией хлорида 150 г/л.The results shown in FIG. 10 demonstrate that the initial drainage solution or first PLS emerging from the Abmar ore layer (G10/2) contains exceptionally high concentrations of acid (80 g/l) (A), copper (55 g/l) (B) and iron (35 g/l) (C). This PLS solution can be effectively used to agglomerate a new batch of ore in place of the raffinate, with the advantage of using high concentrations of acid, copper and iron to accelerate the leaching of minerals, allowing the amount of fresh acid to be added to a given batch of ore to be reduced. The volume of PLS used depends on the required moisture content for agglomeration of the ore. A typical volume in this example is about 0.07 m 3 /t; which corresponds to the first 10 days of draining the PLS from the ore layer at an irrigation rate of 3 l/h.m 2 . Iron in solution is oxidized to iron (III) in the process of ore agglomeration and further drying process under aeration conditions, which contributes to the leaching of copper minerals. High concentrations of copper accelerate the oxidation of iron(II) ions, increasing the oxidation potential of the solution, and increase the rate of leaching of copper minerals during drying. It can also be assumed that excess iron (III) in solution during this process will precipitate in the form of jarosites or in the form of meta-sideronatrite, as described in reactions 3, 4 and 5, respectively. This results in lower iron concentrations in the solution and maintains the iron content at the expected equilibrium concentration in the raffinate, typically, but not limited to, about 5 g/l in solutions with a chloride concentration of 150 g/l.

Определение расхода кислоты на пустую породу (GAC) и регулирование добавления кислоты для кучного выщелачиванияGap Acid Rate (GAC) Determination and Acid Addition Control for Heap Leaching

Кислоту, необходимую для хлоридного выщелачивания, добавляют в виде свежей концентрированной кислоты во время окускования руды или в качестве подпиточной кислоты для рафинатного раствора. Таким образом, при работе со стадией окускования руды кислоту обеспечивают посредством добавления концентрированной кислоты в руду и/или только в виде кислоты в рафинатном растворе. ДобавлениеThe acid required for the chloride leach is added as fresh concentrated acid during ore agglomeration or as make-up acid for the raffinate liquor. Thus, when dealing with an ore agglomeration step, acid is provided by adding concentrated acid to the ore and/or only as acid in the raffinate solution. Addendum

- 8 041234 рафината регулируют для достижения конечного содержания влаги, заданного для данной окускованной руды.- 8 041234 raffinate is adjusted to achieve the final moisture content specified for this agglomerated ore.

В случае выщелачивания руды без окускования руды кислоту обеспечивают в потоке рафината, используемом для орошения отвала.In the case of leaching the ore without agglomerating the ore, the acid is provided in the raffinate stream used to irrigate the dump.

Необходимое количество кислоты рассчитывают по потреблению кислоты минералами пустой породы и по количеству кислоты, необходимому для выщелачивания медных минералов. Скорость расхода кислоты при выщелачивании минералов зависит от концентрации кислоты в растворе и от температуры.The amount of acid needed is calculated from the acid consumption of the gangue minerals and from the amount of acid needed to leach the copper minerals. The rate of acid consumption during leaching of minerals depends on the concentration of acid in the solution and on temperature.

Разработаны экспериментальные методы для определения количества кислоты, расходуемой на выщелачивание минералов пустой породы, поэтому для конкретного типа руды можно определить расход кислоты на пустую породу (GAC) в зависимости от рН раствора или концентрации кислоты и температуры. Результаты указанных испытаний GAC используют для определения параметров модели, которые используют для расчета расхода кислоты на выщелачивание минералов пустой породы, характеризующихся быстрым, средним и медленным выщелачиванием. Так, для конкретного типа руды можно определить GAC и регулировать добавление кислоты для окускования руды и в рафинат с целью компенсации расхода кислоты без образования избыточной концентрации кислоты в растворе. Количество кислоты, необходимой для растворения меди, можно рассчитать на основании сорта меди, ожидаемого растворения меди, определенного в испытаниях, и с учетом минерального состава руды и стехиометрии реакций, определенной реакциями выщелачивания, например, в соответствии с реакцией 1. Затем полученные данные используют для определения количества добавляемой кислоты, необходимой для окускования руды, и концентрации кислоты, которая должна быть в рафинате для поддержания выщелачивания минералов, а также для максимизации растворения меди и сохранения оптимальной концентрации кислоты в PLS для обеспечения эффективной экстракции меди в процессе SX.Experimental methods have been developed to determine the amount of acid used to leach gangue minerals, so for a particular type of ore it is possible to determine acid consumption per waste rock (GAC) as a function of solution pH or acid concentration and temperature. The results of these GAC tests are used to determine the model parameters that are used to calculate acid consumption for leaching waste rock minerals characterized by fast, medium and slow leaching. Thus, for a particular type of ore, the GAC can be determined and the addition of acid to the ore lump and to the raffinate can be adjusted to compensate for the consumption of acid without creating an excessive concentration of acid in the solution. The amount of acid needed to dissolve the copper can be calculated based on the grade of copper, the expected dissolution of copper determined in the tests, and taking into account the mineral composition of the ore and the reaction stoichiometry determined by the leaching reactions, for example, in accordance with reaction 1. The data obtained is then used to determining the amount of added acid required to agglomerate the ore and the concentration of acid that must be present in the raffinate to maintain mineral leaching, as well as to maximize copper dissolution and maintain optimum acid concentration in the PLS to ensure efficient copper extraction in the SX process.

Определение оптимального количества кислоты, добавляемой во время окускованияDetermination of the optimal amount of acid added during agglomeration

Медьсодержащие руды содержат множество минералов. Сульфидные минералы, такие как пирит и халькопирит, не выщелачиваются в условиях низкого Eh в испытании GAC. Минералы пустой руды, выщелачиваемые серной кислотой, обычно включают оксиды и карбонаты металлов, а также различные силикаты калия-железа(II)-магния-алюминия. Реакция кислоты с минералом пустой породы предположительно приводит к стехиометрическому растворению минерала, например:Copper-bearing ores contain many minerals. Sulfide minerals such as pyrite and chalcopyrite do not leach under low Eh conditions in the GAC test. Waste ore minerals leached by sulfuric acid typically include metal oxides and carbonates, as well as various potassium-iron(II)-magnesium-aluminum silicates. The reaction of an acid with a gangue mineral presumably results in stoichiometric dissolution of the mineral, for example:

Кальцит: СаСОз + 2Н+ -у Са2+ + СО2 + Н2ОCalcite: CaCO3 + 2H + -y Ca 2+ + CO 2 + H 2 O

Хлорит: Mg3Fe2AI2Si30io(OH)8 + 16Н+ -у 3Mg2+ + 2Fe2+ + 2AI3+ + 3SiO2 + 12Н2ОChlorite: Mg 3 Fe 2 AI 2 Si30io (OH) 8 + 16H + -y 3Mg 2+ + 2Fe 2+ + 2AI 3+ + 3SiO 2 + 12H 2 O

Полевой К-шпат: KAISi3O8 + 4Н+ К+ + Al3+ + 3SiO2 + 2Н2ОFeldspar: KAISi 3 O 8 + 4H + K + + Al 3+ + 3SiO 2 + 2H 2 O

Каолинит: AI2Si2O5(OH)4 + 6Н+ -у 2AI3+ + 2SiO2 + 5Н2ОKaolinite: AI 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 6H + -y 2AI 3+ + 2SiO 2 + 5H 2 O

Химическая реакция между кислотой и минералом пустой породы в руде приводит к высвобождению ионов в раствор. Если раствор является относительно разбавленным, и осаждением сульфатного минерала можно пренебречь, то количество кислоты, расходуемой в реакции с пустой породой, можно рассчитать по сумме общего заряда, высвобожденного в форме ионов, математически выраженной как:The chemical reaction between the acid and the gangue mineral in the ore releases ions into solution. If the solution is relatively dilute and precipitation of the sulfate mineral is negligible, then the amount of acid consumed in the reaction with gangue can be calculated from the sum of the total charge released in the form of ions, mathematically expressed as:

Δ[Η+ ] = Δ[Κ+ ] + 2 A[Fe2+ ] + 2 A[Mg2+ ] + 3 Δ[Al3+ ] + · · - Δ[ΟΓ ] (1} где Δ[Η+] представляет собой затраченное количество Н+ (протонов) (моль/л), а Δ[Κ+], Δ[Fe2+], Δ[Α13+] и т.д. представляют собой изменения концентрации ионов (моль/л) в процессе реакции. Производят суммирование всех катионов, высвобожденных во время реакции. В расчет включают изменение концентрации хлорида А[С1'] для поправки на растворение NaCl в руде, который высвобождает катионы Na+ (и анионы Cl-) в раствор, но не расходует кислоту, а также на возможное просачивание KCl из рНзонда, который высвобождает катионы K+ (и анионы Cl-) в раствор, но не расходует кислоту.Δ[Η + ] = Δ[Κ + ] + 2 A[Fe 2+ ] + 2 A[Mg 2+ ] + 3 Δ[Al 3+ ] + · · - Δ[ΟΓ ] (1} where Δ[Η + ] represents the spent amount of H + (protons) (mol/l), and Δ[Κ + ], Δ[Fe 2+ ], Δ[Α1 3+ ], etc. represent changes in ion concentration (mol/ k) during the reaction.Sum all the cations released during the reaction.The calculation includes the change in the concentration of chloride A[C1'] to correct for the dissolution of NaCl in the ore, which releases Na + cations (and Cl - anions) into solution, but does not consume acid, as well as the possible leakage of KCl from the pH probe, which releases K + cations (and Cl - anions) into the solution, but does not consume acid.

Расход кислоты составляет 49 Δ[Η+] в r-H2SO4/л, или 49 Δ[Η+] V/M в kf-H2SO4/t руды, где V представляет собой объем раствора в реакторе и М представляет собой массу руды (кг). Если известен состав раствора в различные моменты времени в ходе реакции кислоты с пустой породой, то расход кислоты можно рассчитать как функцию от времени реакции.The acid consumption is 49 Δ[Η + ] in r-H2SO4/l, or 49 Δ[Η + ] V/M in kf-H2SO 4 /t ore, where V is the volume of the solution in the reactor and M is the mass of the ore ( kg). If the composition of the solution is known at different times during the reaction of the acid with the gangue, then the acid consumption can be calculated as a function of the reaction time.

Концентрацию кислоты в растворе во время реакции можно рассчитать по балансу общего заряда, математически выраженному какThe concentration of an acid in a solution during a reaction can be calculated from the total charge balance, mathematically expressed as

[H4 = 2[SOy] + m-[K4-2[Fe24-2[Mg!4-3[A^ (2) где [Н+] представляет собой концентрацию протонов или общую концентрацию Н (в форме Н+ и HSO4) в растворе (моль/л). Концентрация сульфата [SO42-] известна на основании концентрации серы [S] в растворе.[H 4 = 2[SOy] + m-[K 4 -2[Fe 2 4-2[Mg ! 4-3[A^ (2) where [H + ] is the concentration of protons or the total concentration of H (in the form of H + and HSO4) in solution (mol/l). The concentration of sulfate [SO4 2- ] is known from the concentration of sulfur [S] in solution.

Концентрация кислоты в растворе представляет собой у 49 [Н+] в г-H2SO4/л. Концентрацию кислоты можно рассчитать как функцию от времени реакции.The concentration of the acid in the solution is y 49 [H + ] in g-H 2 SO 4 /l. The acid concentration can be calculated as a function of the reaction time.

рН раствора в реакторе во время реакции кислоты с пустой породой поддерживают постоянным посредством добавления в реактор концентрированной кислоты. Количество кислоты, добавленной для поддержания рН, записывают как функцию от времени и выражают в кг-H2SO4/т руды.The pH of the solution in the reactor is kept constant during the reaction of the acid with the gangue by adding concentrated acid to the reactor. The amount of acid added to maintain the pH is recorded as a function of time and expressed as kg-H 2 SO 4 /t ore.

Количество кислоты, добавленной для поддержания постоянного рН, не равно количеству кислоты, затраченной на реакцию с пустой породой. В действительности количество кислоты, добавленной для поддержания постоянного рН, обычно больше, чем количество кислоты, затраченной на реакцию с пустой породой, и это утверждение более верно при низких рН, что можно объяснить следующим образом.The amount of acid added to maintain a constant pH is not equal to the amount of acid used to react with the gangue. In fact, the amount of acid added to maintain a constant pH is usually greater than the amount of acid required to react with the gangue, and this is more true at low pH, which can be explained as follows.

- 9 041234- 9 041234

Кислота H2SO4 диссоциирует в растворе с образованием кислотных химических частиц Н+ и HSO4-, но лишь Н+ (благодаря своей активности) влияет на рН раствора. Поскольку HSO4- не влияет на рН, то количество кислоты, которое необходимо добавить для поддержания рН, больше, чем количество израсходованной кислоты. Геохимическая модель EQ3/6 прогнозирует, что содержание HSO4- в растворах H2SO4 при рН1 и рН2 составляет примерно 40 и 20% соответственно. Высвобождение катионов в раствор во время реакции кислоты с пустой породой в соответствии с прогнозом, увеличивает процентное содержание HSO4-. Полученные результаты позволяют предположить, что при рН1 количество кислоты, добавляемой для поддержания постоянного рН, может быть в два раза больше, чем количество кислоты, расходуемой для ее реакции с пустой породой.Acid H2SO4 dissociates in solution with the formation of acid chemical particles H + and HSO4 - , but only H + (due to its activity) affects the pH of the solution. Since HSO4 does not affect the pH, the amount of acid that needs to be added to maintain the pH is greater than the amount of acid used. The EQ3/6 geochemical model predicts that the HSO4 - content in H2SO4 solutions at pH1 and pH2 is approximately 40% and 20%, respectively. The release of cations into the solution during the reaction of the acid with the gangue is predicted to increase the percentage of HSO4 - . The results obtained suggest that at pH1 the amount of acid added to maintain a constant pH may be twice as much as the amount of acid required to react with the gangue.

Как указано, количество кислоты, добавляемой для поддержания постоянного рН, измеряют непосредственно во время протекания реакции кислоты с пустой породой. Количество добавляемой кислоты также можно рассчитать по данным о составе раствора, и такой расчет обеспечивает возможность проверки правильности этих данных. Количество кислоты, добавляемой в течение данного времени реакции, рассчитывают как сумму количества кислоты, израсходованной за данный период, рассчитанного по уравнению (1), и разности между концентрациями кислоты в растворе в конце и в начале данного периода времени, которую рассчитывают по уравнению (2), что можно выразить следующим образом:As stated, the amount of acid added to maintain a constant pH is measured directly while the acid is reacting with the gangue. The amount of acid to be added can also be calculated from the composition of the solution, and such a calculation provides an opportunity to check the correctness of these data. The amount of acid added during a given reaction time is calculated as the sum of the amount of acid consumed in a given period, calculated by equation (1), and the difference between the acid concentrations in the solution at the end and at the beginning of this time period, which is calculated by equation (2 ), which can be expressed as follows:

Δ[Η+]ρΗ=2Δ[8Ο4 2] (3)Δ[Η + ] ρΗ =2Δ[8Ο 4 2 ] (3)

Количество кислоты, добавляемой для поддержания постоянного рН, составляет 49 Δ[Η+]ρΗ н V/M в KΓ-H2SO4/Tруды.The amount of acid added to maintain a constant pH is 49 Δ[Η + ] ρΗ n V/M in KΓ-H2SO4/Tru.

С помощью уравнения (3) можно рассчитать количество кислоты, добавляемой в реактор, по изменению концентрации сульфата в растворе. Такое простое соотношение является следствием того факта, что реакция между кислотой и пустой породой не приводит к изменению концентрации сульфата в растворе.Equation (3) can be used to calculate the amount of acid added to the reactor from the change in sulfate concentration in the solution. This simple relationship is a consequence of the fact that the reaction between acid and gangue does not change the concentration of sulfate in the solution.

Для создания модели конкретная скорость реакции для расхода кислоты на минералы пустой породы выражена уравнением:To create a model, the specific reaction rate for acid consumption on gangue minerals is expressed by the equation:

η _σ daGA , σ d^Gal , σ ^Ga oGal Ί, ' &Ga2 ι. ' &Ga3 ι.η _ σ da GA , σ d^Gal , σ ^Ga oGal Ί , '&Ga2 ι. '&Ga3 ι.

at at at (4) где RGa представляет собой конкретную скорость реакции (кг кислоты/т руды.с), выраженную как сумма трех элементов, характеризующих быструю, среднюю и медленную реакцию, со степенью превращения пустой породы aGa1, aGa2 и aGa3 и итоговым расходом кислоты gGa1, gGa2 и gGa3 (кг кислоты/т руды), соответственно. Для каждого из трех типов расхода кислоты степень превращения пустой породы варьируется от нуля до единицы, а расход кислоты варьируется от нуля до g, в зависимости от скорости протекания реакции. Представленные три типа расхода кислоты можно рассматривать как характерные для различных видов пустой породы: например, быстрый (кальцит), средний (хлорит и биотит) и медленный (каолинит, полевой K-шпат и серицит).at at at (4) where RGa is the specific reaction rate (kg acid/t ore.s) expressed as the sum of three fast, medium and slow reaction elements, with gangue conversion a Ga1 , a Ga2 and a Ga3 and final consumption of acid g Ga1 , g Ga2 and g Ga3 (kg acid/t of ore), respectively. For each of the three types of acid consumption, the gangue conversion varies from zero to one, and the acid consumption varies from zero to g, depending on the reaction rate. The three types of acid flow presented can be considered as representative of different types of waste rock: for example, fast (calcite), medium (chlorite and biotite) and slow (kaolinite, feldspar and sericite).

Расход кислоты на пустую породу определяют интегрированием скорости реакции, представленной уравнением (4), за прошедшее время реакции:The acid consumption per waste rock is determined by integrating the reaction rate represented by equation (4) over the elapsed reaction time:

GAC= gGalaGal + gGa2aGa2 +gGa3aGa3 (3) где GAC представляет собой расход кислоты в кг кислоты/т руды.GAC = g Gal a Gal + g Ga2 a Ga2 + g Ga3 a Ga 3 (3) where GAC is the acid consumption in kg acid/t ore.

Для каждого из трех типов расхода кислоты скорость превращения пустой породы в ходе реакции выражается уравнением Аррениуса в следующей форме:For each of the three types of acid consumption, the rate of gangue transformation during the reaction is expressed by the Arrhenius equation in the following form:

где kGa представляет собой константу скорости ((л/моль)пН/с), EGa представляет собой энергию активации (кал/моль), dp представляет собой размер частиц руды (мм), d0 представляет собой характеристический размер частиц руды (взятый за 10 мм), [Н+] представляет собой концентрацию протонов (моль/л), Т представляет собой температуру (K), R представляет собой универсальную газовую постоянную (1,986 кал/моль.K) и np, nH и na представляют собой степенные показатели для размера частиц, концентрации кислоты и превращения пустой породы соответственно. Как показано в уравнении (5), скорость расхода кислоты пустой породой выражена в единицах концентрации протонов, а не активности протонов или рН.where k Ga is the rate constant ((l/mol) pN /s), EGa is the activation energy (cal/mol), dp is the ore particle size (mm), d0 is the characteristic ore particle size (taken as 10 mm), [H + ] is the concentration of protons (mol/l), T is the temperature (K), R is the universal gas constant (1.986 cal/mol.K) and np, n H and n a are power indicators for particle size, acid concentration and gangue conversion, respectively. As shown in equation (5), the waste rock acid consumption rate is expressed in units of proton concentration, not proton activity or pH.

Концентрация катионов, высвобожденных в раствор во время реакции кислоты с пустой породой, выражается следующим образом:The concentration of cations released into solution during the reaction of the acid with gangue is expressed as follows:

+ gGo2aGa2%2 +gGa3aGa3^C3)^^(^d^) где [С] представляет собой концентрацию катионов (моль/л), и YC1, YC2 и YC3 представляют собой факторы высвобождения катионов для каждого из трех классов материалов, потребляющих кислоты, выраженные как количество моль катионов, высвобожденных на один моль израсходованной кислоты (моль С/моль кислоты). Например, если кальцит является единственным быстро реагирующим материалом пустой породы, то фактор высвобождения для катионов Са2+ равен YCa1 = 1. Аналогично, если хлорит является единственным материалом, реагирующим со средней скоростью, то факторы высвобождения для катионов Mg2+, Fe2+ и Al3+ равны YMg2 = 0,375, YFe2 = 0,25 и YAl2 = 0,25 соответственно.+ g Go 2 a Ga2%2 + gGa3 a Ga3^C3)^^(^d^) where [C] is the cation concentration (mol/L) and Y C1 , Y C2 and Y C3 are the cation release factors for each of the three acid-consuming material classes, expressed as the number of moles of cations released per mole of acid consumed (mol C/mol acid). For example, if calcite is the only rapidly reacting gangue material, then the release factor for Ca 2+ cations is YCa1 = 1. Similarly, if chlorite is the only material that reacts at a medium rate, then the release factors for Mg 2+ , Fe 2+ cations and Al 3+ are YMg2 = 0.375, Y Fe2 = 0.25, and Y Al2 = 0.25, respectively.

- 10 041234- 10 041234

Итоговая масса элемента, высвобожденного в процессе взаимодействия между кислотой и материалами пустой породы, должна быть меньше массы данного элемента в руде:The total mass of the element released during the interaction between the acid and the gangue materials must be less than the mass of this element in the ore:

%Л1 +&Л +gMro)Wc/98<Gc (8) где Wc представляет собой атомную массу элемента и Gc представляет собой содержание (кг С/т руды) элемента в руде.%L1 +&L +g M r o )W c /98<G c (8) where Wc is the atomic weight of the element and Gc is the content (kg C/t of ore) of the element in the ore.

Факторы высвобождения катионов должны соответствовать условию баланса заряда: % + 2KFe(n) + 2TMg + ЗУре(Ш) + ЗУА1 + · · · = 2 (9)The cation release factors must comply with the charge balance condition: % + 2K Fe(n) + 2T Mg + ZUr e(N) + ZU A1 + · · · = 2 (9)

Параметры модели в уравнениях (4) - (7), а именно kGa, EGa, gGa, Y, np, nH и na, определяют посредством аппроксимации модели расчетного расхода кислоты и состава раствора к данным, измеренным в испытаниях GAC.The model parameters in equations (4) - (7), namely k Ga , E Ga , g Ga , Y, n p , n H and n a , are determined by fitting the model of the calculated acid flow and solution composition to the data measured in tests GAC.

Экспериментальное определение GAC проводят с помощью установки 100, представленной на фиг. 11. Указанная установка включает реакционную емкость 102 объемом 5,5 л, оснащенную верхним выходным отверстием 104 на уровне 4,5 л, в указанную емкость загружают 2750 г образца 106 руды (размер образца увеличивают для более крупных фракций). Реакционная емкость 102 соединена трубой с расположенным рядом реактором 110 объемом 3 л. В указанную соединенную систему вводят основную часть выщелачивающего реагента (5300 мл) и закачивают с помощью насоса 116 из расположенного рядом реактора 110 в реакционную емкость 102 с постоянной скоростью, при этом обратный поток движется в расположенный рядом реактор 110 под действием силы тяжести.Experimental determination of GAC is carried out using the setup 100 shown in FIG. 11. Said plant includes a 5.5 liter reaction vessel 102 equipped with a 4.5 liter top outlet 104, into which 2750 g of ore sample 106 is charged (sample size is increased for larger fractions). The reaction vessel 102 is connected by a pipe to a nearby reactor 110 with a volume of 3 liters. The main part of the leaching agent (5300 ml) is introduced into this connected system and pumped by pump 116 from the adjacent reactor 110 into the reaction vessel 102 at a constant rate, while the return flow moves to the adjacent reactor 110 under the action of gravity.

После загрузки 5300 мл выщелачивающего реагента в систему, указанный выщелачивающий агент доводят до определенной температуры с помощью нагревателей 118, расположенных под реакторами 102, 110. рН и конечный объем доводят до требуемых исходных значений посредством добавления 200 мл железосодержащего раствора 124 кислоты с получением конечного объема 5500 мл.After loading 5300 ml of the leaching agent into the system, said leaching agent is brought to a certain temperature using heaters 118 located under the reactors 102, 110. The pH and the final volume are adjusted to the desired initial values by adding 200 ml of iron-containing acid solution 124 to obtain a final volume of 5500 ml.

Над поверхностью реакционной смеси поддерживают восстановительную атмосферу, удаляя воздух из реакторов 102 и 110 и вводя поток азота 126 в реакторы 102, 110. Реакторы герметично закрывают, обеспечивая возможность прямого объемного вытеснения азота из реакторов 102, 110. Из расположенного рядом реактора 110 берут образцы раствора с определенными интервалами времени и анализируют на содержание некоторых элементов с помощью компьютера 130. В компьютере 130 записывают значения рН и окислительно-восстановительного потенциала раствора в зависимости от времени.A reducing atmosphere is maintained above the surface of the reaction mixture by removing air from reactors 102 and 110 and introducing a stream of nitrogen 126 into reactors 102, 110. The reactors are hermetically sealed, allowing direct volumetric displacement of nitrogen from reactors 102, 110. Samples of the solution are taken from the adjacent reactor 110 at certain time intervals and analyzed for the content of certain elements using computer 130. Computer 130 records the pH and redox potential of the solution as a function of time.

На фиг. 12 представлено графическое изображение результатов, полученных на экспериментальной установке 100, изображенной на фиг. 11. Расход кислоты в зависимости от времени показан для значений рН1 (С), рН1,5 (В) и рН2 (А). Можно видеть, что расход кислоты в значительной степени зависит от рН раствора, т.е. концентрации кислоты в растворе.In FIG. 12 is a graphical representation of the results obtained on the experimental setup 100 shown in FIG. 11. Acid consumption versus time is shown for pH1 (C), pH1.5 (B) and pH2 (A). It can be seen that the acid consumption largely depends on the pH of the solution, i.e. acid concentration in solution.

Реактор 100 также можно использовать для определения влияния температуры и влияния различного размера частиц в образцах руды на скорость расхода кислоты.The reactor 100 can also be used to determine the effect of temperature and the effect of different particle sizes in ore samples on the rate of acid consumption.

Типичные результаты, полученные с использованием экспериментального реактора для осуществления метода определения GAC, представлены на фиг. 12. Полученные результаты свидетельствуют о значительном влиянии рН раствора или концентрации кислоты в растворе на расход кислоты. Показано, что можно проводить испытание влияния температуры и различного размера частиц руды для определения скорости расхода кислоты в зависимости от размера частиц и температуры.Representative results obtained using the pilot reactor for the GAC method are shown in FIG. 12. The results obtained indicate a significant effect of the pH of the solution or the concentration of acid in the solution on the consumption of acid. It has been shown that it is possible to test the effect of temperature and various ore particle sizes to determine the acid consumption rate as a function of particle size and temperature.

Следующее описание со ссылкой на фиг. 13-23 относится к испытаниям, проведенным в отношении различных аспектов настоящего изобретения, описанных выше.The following description with reference to FIG. 13-23 relate to the tests carried out on the various aspects of the present invention described above.

Пример 1. Описание технической оценки интегрированной пилотной установки для осуществления способа согласно настоящему изобретению.Example 1 Description of the technical evaluation of an integrated pilot plant for carrying out the method according to the present invention.

Собирали интегрированную пилотную установку, содержащую 9 амбаров и установку экстракции растворителем для воспроизведения промышленного применения способа согласно настоящему изобретению в полупромышленном масштабе. Описанный способ предназначен для обработки различных низкосортных руд халькопирита с динамичной эксплуатацией выщелачивания отвала в стиле гоночной трассы. Отвал в стиле гоночной трассы содержит несколько секторов. Новые секторы укладывают в форме стопки, а самые давние, наиболее выщелоченные секторы удаляют из закладки. Закладку используют повторно.An integrated pilot plant was assembled containing 9 bins and a solvent extraction unit to reproduce the industrial application of the method according to the present invention on a pilot scale. The described method is designed to process various low-grade chalcopyrite ores with dynamic race track style dump leaching operation. The race track style blade contains several sectors. New sectors are laid in the form of a stack, and the oldest, most leached sectors are removed from the bookmark. The bookmark is reused.

Каждый амбар содержит примерно 40 т руды, имеет площадь поперечного сечения 4 м2, рабочую высоту 7,5 м и общую высоту 10 м. Амбары эксплуатируют с целью имитации промышленной работы с 9 секторами. Как и для промышленного отвала, предложенный способ является динамическим с периодическим удалением выщелоченного остатка из законченного амбара и заменой остатка на свежую руду в свободном амбаре.Each barn contains approximately 40 tons of ore, has a cross-sectional area of 4 m 2 , a working height of 7.5 m and an overall height of 10 m. The barns are operated to simulate industrial operation with 9 sectors. As with the industrial dump, the proposed method is dynamic with periodic removal of the leached residue from the finished pit and replacement of the residue with fresh ore in the free pit.

Осуществляли три отдельных этапа эксплуатации. Проводили испытание различного состава главных сульфидных медных минералов и минералов пустой породы, содержащихся в образцах руды, и краткое описание эксплуатации обобщенно представлено в табл. 1А.Three separate operating phases were carried out. Various compositions of the major copper sulfide minerals and gangue minerals contained in the ore samples were tested, and a summary of the operation is summarized in Table 1. 1A.

- 11 041234- 11 041234

Таблица 1А. Краткое описание рабочих этапов для технической оценки полупромышленной установкиTable 1A. Brief description of the work steps for the technical evaluation of a pilot plant

Параметр Parameter Этап 1 Stage 1 Этап II Stage II Этап III Stage III Размер частиц руды, прохождение 80% частиц (мм) Ore particle size, passing 80% particles (mm) 19.05 19.05 19.05 19.05 19.05 19.05 Содержание меди (%) Copper content (%) 0,49-0,75 0.49-0.75 0,38-0,79 0.38-0.79 0,3-0,6 0.3-0.6 Содержание халькоцита CSR* (%) Content of chalcocite CSR* (%) >10 >10 10-20 10-20 10-20 10-20 Содержание ковеллита CSR* (%) Covellite content CSR* (%) 10-20 10-20 < 10 < 10 < 10 < 10 Содержание халькопирита CSR* (%) Chalcopyrite content CSR* (%) 40-75 40-75 65 -75 65 -75 40-75 40-75 Пирит(%) Pyrite(%) 2-6 2-6 2-4 2-4 3-7 3-7 Хлорит(%) Chlorite(%) 0,1 - 1 0.1 - 1 0-1 0-1 0-9 0-9 Биотит(%) Biotite(%) 0-0,3 0-0.3 0-0,03 0-0.03 0-2 0-2 Каолинит (%) Kaolinite (%) 8-16 8-16 10-45 10-45 10-30 10-30 Описание этапа эксплуатации Stage description exploitation Запуск и сбор исходных данных Launch and collection of initial data Экспериментальное изменение условий выщелачивания и типа РУДЫ Experimental change of leaching conditions and type of ORE Эксплуатация в замкнутом контуре Closed loop operation

*CSR - Содержание меди в сырье (суммарный процент меди, содержащейся в минерале)*CSR - Copper content in the raw material (total percentage of copper contained in the mineral)

Образцы руды измельчали в 3-стадийном цикле дробления. Измельченную руду подвергали окускованию перед загрузкой в амбары. В процессе окускования в руду добавляли хлорид натрия (соль), кислоту и рафинат (или другой технологический раствор, содержащий медь, железо и кислоту). Затем окускованную руду помещали в пустой амбар; подсушивали в течение некоторого времени, затем начинали орошение. По окончании цикла орошения каждый амбар дренировали, орошали водой для промывания, снова дренировали и, наконец, выгружали. Затем пустой амбар готовили к приему свежей окускованной руды.The ore samples were crushed in a 3-stage crushing cycle. The crushed ore was subjected to agglomeration before being loaded into barns. In the process of agglomeration, sodium chloride (salt), acid and raffinate (or other process solution containing copper, iron and acid) were added to the ore. Then the agglomerated ore was placed in an empty barn; dried for some time, then irrigation was started. At the end of the irrigation cycle, each barn was drained, sprayed with rinsing water, drained again, and finally unloaded. The empty barn was then prepared to receive the fresh, lumpy ore.

Этап I и этап II включали начало эксплуатации и сбор исходных данных, а также сооружение дополнительных амбаров для эксплуатации в замкнутом контуре на этапе III.Phase I and Phase II included the start of operation and the collection of baseline data, as well as the construction of additional barns for closed-loop operation in Phase III.

На III фазе эксплуатации использовали низкосортные руды с содержанием меди лишь 0,3% Cu и с содержанием меди, связанной в халькопирит, до 75% (CSR халькопирита 75%). Рабочий цикл состоял из 45 дней периода подсушивания, 20 дней периода смачивания, 360 дней орошения, 20 дней промывания и 30 дней дренирования (всего 475 дней), после чего осуществляли разгрузку и обработку образцов.In the III phase of operation, low-grade ores were used with a copper content of only 0.3% Cu and with a copper content bound in chalcopyrite up to 75% (CSR of chalcopyrite 75%). The work cycle consisted of 45 days of drying period, 20 days of wetting period, 360 days of irrigation, 20 days of washing and 30 days of draining (475 days in total), after which the samples were unloaded and processed.

График эксплуатации на III фазе разработан с возможностью загрузки и разгрузки амбара каждые 45 дней, что является моделью промышленной динамической эксплуатации закладки и работы с промышленными жидкостями. Такое прекращение работы было необходимым для получения равновесных концентраций примесей и определения возможных проблем при эксплуатации. Работу проводили в замкнутой системе с повторной подачей промывочной воды для получения нового рафината, утраченного вследствие остаточной влажности и испарения. Скорость подачи воды поддерживали при 0,11 м3/т руды. Свежую подпиточную воду использовали для вымывания органических соединений, добавленных для удаления хлоридов, и для промывания остаточной руды в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, описанным выше.The phase III operation schedule is designed to load and unload the barn every 45 days, which is a model of industrial dynamic operation of backfill and industrial fluids. This shutdown was necessary to obtain equilibrium impurity concentrations and identify possible problems during operation. The work was carried out in a closed system with repeated supply of wash water to obtain a new raffinate lost due to residual moisture and evaporation. The water feed rate was maintained at 0.11 m 3 /ton of ore. Fresh make-up water was used to flush out organic compounds added to remove chlorides and to flush out residual ore in accordance with the process of the present invention described above.

Пилотную установку эксплуатировали как замкнутую систему, тщательно контролируя выходные и входные отверстия для имитации промышленной работы при кучном выщелачивании. То есть входные и выходные отверстия регулировали так, чтобы количество добавленной свежей воды точно соответствовало потере воды на испарение, потере в форме влаги в выщелоченном остатке (или в остатке после выщелачивания) и потере при замене воды в технологическом промывочном растворе (в случае необходимости для снижения содержания примесей). Технологическая схема пилотной установки представлена на фиг. 13. Основные компоненты и операции пилотной установки обобщенно описаны ниже:The pilot plant was operated as a closed system, with carefully controlled outlets and inlets to simulate industrial heap leaching operation. That is, the inlets and outlets were adjusted so that the amount of fresh water added exactly corresponded to the loss of water to evaporation, the loss in the form of moisture in the leached residue (or in the residue after leaching), and the loss during the replacement of water in the process wash solution (if necessary to reduce impurity content). The technological scheme of the pilot plant is shown in Fig. 13. The main components and operations of the pilot plant are summarized below:

Рафинатный бак 1:Refinery tank 1:

Хранение возвратного рафината из установки 7 экстракции растворителем (SX). Обеспечивает подачу в отдельные 1 м3 рафинатные питающие баки 2A-I в каждый амбар 3A-I. В рафинатный бак по мере необходимости можно добавлять подпиточную кислоту для удовлетворения технологического расхода кислоты в указанном процессе.Storing the return raffinate from the solvent extraction unit 7 (SX). Provides separate 1 m 3 2A-I raffinate feed tanks to each 3A-I barn. Make-up acid can be added to the raffinate tank as needed to meet the process flow rate of acid in said process.

Продуктивный раствор выщелачивания (PLS) 4 и 5: Раствор PLS из каждого амбара (3A-I) собирают в 1 м3 баки для PLS 4A-I. PLS подают из баков 4A-I в бак-накопитель 5 PLS.Productive leach solution (PLS) 4 and 5: The PLS solution from each barn (3A-I) is collected in 1 m 3 PLS tanks 4A-I. PLS is fed from tanks 4A-I to storage tank 5 PLS.

PLS 6 с высоким содержанием Cu: Первый PLS, собранный после первоначального орошения амбаров после подсушивания руды имеет высокое содержание меди. Исходный PLS собирают в бакнакопитель 6. В бак 6 для PLS с высоким содержанием меди можно добавлять подпиточную кислоту. В бак 6 для PLS с высоким содержанием меди можно добавлять промывочную воду из SX.PLS 6 High Cu: The first PLS harvested after the initial irrigation of the barns after drying the ore has a high copper content. The original PLS is collected in tank 6. Make-up acid can be added to high copper PLS tank 6. Tank 6 for high copper PLS can be filled with SX wash water.

Окускование 8 руды:Agglomeration of 8 ore:

Руду окусковывают в агломерационном барабане. В руду добавляют рафинат из бака 1. Добавляют кислоту и твердую соль для достижения требуемого количества добавленной кислоты и общей соли, по необходимости. PLS 6 с высоким содержанием меди можно использовать для окускования руды для обеспечения непосредственного возврата меди и кислоты (содержащейся в PLS с высоким содержанием Cu) на окускование руды. Высокое содержание меди в окускованной руде с кислотой может улучшатьThe ore is agglomerated in a sinter drum. The raffinate from tank 1 is added to the ore. Acid and solid salt are added to achieve the required amount of added acid and total salt, as needed. High copper grade PLS 6 can be used for ore agglomeration to provide direct return of copper and acid (contained in high Cu grade PLS) to ore agglomeration. High copper content in acid agglomerated ore can improve

- 12 041234 растворение меди во время подсушивания руды на первоначальной стадии выстаивания. Окускованную руду подают на погрузку в амбары (3A-I) по мере необходимости.- 12 041234 dissolution of copper during the drying of the ore at the initial stage of maturation. The agglomerated ore is fed into barns (3A-I) as needed for loading.

Руду выщелачивают в амбарах 3A-I:Ore is leached in barns 3A-I:

Окускованную руду загружают в амбары. Ее оставляют на подсушивание (первоначальный период выстаивания). Затем начинают орошение. Орошение начинают медленно для обеспечения смачивания руды. Орошение осуществляют посредством подачи рафината с низким содержанием меди из процесса экстракции растворителем в верхнюю часть амбаров. Раствор распределяют по поверхности амбара с помощью капельной системы. В каждом амбаре раствор проходит вниз через руду. Одновременно в нижней части каждого амбара осуществляют подачу воздуха. Медь солюбилизируется под совместным действием кислоты в технологическом растворе и кислорода в воздухе. Орошающий раствор поступает в основание амбара. Теперь он имеет повышенное содержание меди и называется PLS (продуктивный раствор выщелачивания). Его собирают и подают в процесс экстракции растворителем.The agglomerated ore is loaded into barns. It is left to dry (the initial standing period). Then irrigation begins. Irrigation is started slowly to ensure wetting of the ore. Irrigation is accomplished by feeding the low copper raffinate from the solvent extraction process to the top of the barns. The solution is distributed over the surface of the barn using a drip system. In each barn, the solution passes down through the ore. At the same time, air is supplied in the lower part of each barn. Copper is solubilized by the combined action of the acid in the process solution and oxygen in the air. Irrigation solution enters the base of the barn. Now it has an increased copper content and is called PLS (productive leaching solution). It is collected and fed into the solvent extraction process.

После выщелачивания руды прекращают орошение руды рафинатом. Слой руды оставляют для стекания жидкости, а затем промывают руду свежей водой для извлечения захваченного хлорида (соли) и растворенной меди. Затем промытый выщелоченный остаток руды выгружают из амбара в отходы.After leaching of the ore, irrigation of the ore with raffinate is stopped. A layer of ore is left to drain off the liquid, and then the ore is washed with fresh water to recover the trapped chloride (salt) and dissolved copper. Then the washed leached ore residue is unloaded from the barn to waste.

Экстракция 7 растворителем (SX):Extraction with 7 solvent (SX):

Медь извлекают из PLS посредством экстракции растворителем. Медь переходит в органическую фазу на двух стадиях экстракции, Е1 и Е2. Затем нагруженную органическую фазу промывают водой на двух стадиях промывания, L1 и L2. Промывание необходимо для удаления захваченного водного раствора, чтобы содержание хлорида в очищенном электролите после выделения нагруженной органической фазы составляло <50 м.д. После стадии промывания осуществляют выделение нагруженной органической фазы в S1 для извлечения меди с получением очищенного электролита 7b. Отработанный электролит для выделения нагруженной органической фазы подают из бака-накопителя 7с. При необходимости можно добавлять подпиточную кислоту в отработанный электролит в баке-накопителе 7с для повышения концентрации кислоты до количества, необходимого для завершения выделения нагруженной органической фазы. Очищенный электролит выводят из контура для извлечения меди, а отработанный электролит возвращают в контур. Эффективность промывания нагруженной органической фазы может быть повышена посредством увеличения количества стадий промывания до трех, как указано в представленном выше описании. Повышение эффективности промывания снижает объем промывочной воды, необходимой для промывания нагруженной органической фазы, что позволяет увеличить количество воды для промывания выщелоченного остатка руды, что обеспечивает увеличение извлечения хлорида и меди благодаря вытеснению раствора, удерживаемого в остатке руды.Copper is recovered from PLS by solvent extraction. Copper enters the organic phase in two extraction steps, E1 and E2. The loaded organic phase is then washed with water in two washing steps, L1 and L2. Washing is necessary to remove the entrapped aqueous solution so that the chloride content of the purified electrolyte after separation of the loaded organic phase is <50 ppm. After the washing step, separation of the loaded organic phase in S1 is carried out to recover copper to obtain a purified electrolyte 7b. The spent electrolyte for separating the loaded organic phase is fed from the storage tank 7c. If necessary, make-up acid can be added to the spent electrolyte in the storage tank 7c to increase the acid concentration to the amount necessary to complete the separation of the loaded organic phase. The purified electrolyte is removed from the copper recovery circuit, and the spent electrolyte is returned to the circuit. The washing efficiency of the loaded organic phase can be improved by increasing the number of washing steps to three, as described in the above description. Increasing the washing efficiency reduces the amount of wash water required to wash the loaded organic phase, which allows more water to be washed in the leached ore residue, which increases the recovery of chloride and copper by displacing the solution retained in the ore residue.

Рабочие параметры для этапа I, этапа II и этапа III обобщены в табл. 2А.The operating parameters for stage I, stage II and stage III are summarized in Table 1. 2A.

Таблица 2А. Параметры эксплуатации полупромышленной установки для операций на этапе I, этапе II и этапе IIITable 2A. Pilot Plant Operating Parameters for Phase I, Phase II and Phase III Operations

Параметр Parameter Единицы измерения Units Этап 1 Stage 1 Этапы II и III Stages II and III Площадь орошения амбара (на амбар) Barn irrigation area (per barn) м2 m 2 4 4 4 4 Высота слоя руды Ore layer height м m 5,4 5.4 7,5 7.5 Загрузка руды (на амбар) Loading ore (on a barn) т T 36 36 44 44 Кислота в окускованной руде Acid in agglomerated ore кг/т kg/t 12 12 12 12 Целевое содержание влаги в окускованной руде Target moisture content in agglomerated ore % масс. % wt. 8,5 8.5 8,6 8.6 Насыпная плотность руды Bulk density of ore т/м3 t/m 3 1,65 1.65 1,60 1.60 Первоначальный период выстаивания или подсушивания Initial period aging or drying дни days 45 45 45 45 Температура слоя руды Ore layer temperature °C °C 15-30 15-30 15-30 15-30 Скорость аэрации Aeration rate Нм3/ч/м2 Nm 3 /h/m 2 0,13 0.13 0,13 и 0,325 0.13 and 0.325 Норма внесения рафината по периоду Application rate of raffinate by period - - в течение 9 часов при 6 л/ч/м2 within 9 hours at 6 l/h/ m2 в течение 12 часов при 6 л/ч/м2 within 12 hours at 6 l/h/ m2 Эксплуатация цикла выщелачивания Cycle operation leaching Дни days Орошение 200500 Irrigation 200500 20 дней слабого орошения (смачивание руды), 360 дней орошения, 20 дней цикла промывания. 20 days of low irrigation (wetting the ore), 360 days of irrigation, 20 days of washing cycle. Эксплуатация технологической схемы Operation of the technological scheme - - Замкнутая с SX Closed with SX Замкнутая с SX и стадией промывания Closed circuit with SX and flushing stage Рафинатный раствор для замкнутого контура Raffinate solution for closed circuit - - 5 г/л Си, 15 г/л Fe, 8 г/л H2SO4, 150 г/л CI5 g/l Cu, 15 g/l Fe, 8 g/l H 2 SO 4 , 150 g/l CI 0,5 г/л Си, 1-3 г/л Fe, 8 г/л H2SO4, 150 г/л CI 0.5 g/l Cu, 1-3 g/l Fe, 8 g/l H2SO4, 150 g/l CI

Упрощенная схема массового баланса для полупромышленного отвала, где показаны входящие и выходящие потоки, представлена на фиг. 14. Типичные значения для баланса руды, кислоты и воды представлены в табл. 3.A simplified mass balance diagram for a semi-industrial dump, showing incoming and outgoing flows, is shown in Fig. 14. Typical values for the balance of ore, acid and water are presented in table. 3.

- 13 041234- 13 041234

Таблица 3. Обобщенный массовый баланс полупромышленной установки, демонстрирующий входящие и выходящие потоки для эксплуатации на этапе IITable 3. Generalized mass balance of a pilot plant showing inflows and outflows for operation in stage II

Массовый баланс полупромышленной установки на этапе II Mass balance of pilot plant in stage II Входящий Incoming Выходящий outgoing Входящий (кг/т) Input (kg/t) Выходящий (кг/т) Output (kg/t) Руда и медь Ore and copper Общая загрузка сухой руды (т) - 9 амбаров Total load of dry ore (t) - 9 barns 348,6 348.6 - - Общая загрузка меди (0,5% СиТ) (т) Total copper load (0.5% CuT) (t) 1,7 1.7 5,00 5.00 Общее количество извлеченной меди при средней степени извлечения 60% (т) Total copper recovered at 60% average recovery (t) 1,0 1.0 3,00 3.00 Общие потери меди в остатке (т) Total loss of copper in the balance (t) 0,7 0.7 2,00 2.00 Общее количество остатка без полезной нагрузки (т) Total residue without payload (t) 348,6 348.6 - - Кислотный баланс acid balance Количество кислоты, добавленной для окускования при расходе 12 кг/т (кг) Amount of acid added for agglomeration at a rate of 12 kg/t (kg) 4183,2 4183.2 12,0 12.0 Потери кислоты в остаточной влаге при содержании влаги 10,5% (кг) Loss of acid in residual moisture at a moisture content of 10.5% (kg) 18,0 18.0 0,05 0.05 Общий расход кислоты (на пустую породу и растворение металлов) (кг) Total acid consumption (for waste rock and dissolution of metals) (kg) 6274,8 6274.8 18,00 18.00 Количество кислоты, выделенной при EW (кг) Amount of acid released at EW (kg) 1708,1 1708.1 Количество добавленной подпиточной кислоты (кг) Amount of make-up acid added (kg) 401,4 401.4 1,15 1.15 Водный баланс Water balance Вода для промывания органической фазы при SX (м3) Water for washing the organic phase at SX (m3) 4,3 4.3 Количество промывочной воды при расходе 0,1 мЗ/т (м3) The amount of flushing water at a flow rate of 0.1 m3/t (m3) 34,9 34.9 Содержание влаги в остатке при среднем значении 10,5% (м3) Moisture content in the residue at an average value of 10.5% (m3) 36,6 36.6 Потери воды вследствие испарения при 5,4 л/сутки (м3) Water loss due to evaporation at 5.4 l/day (m3) 2,6 2.6 Выпущенная вода (м3) Released water (m3) ноль zero

Конфигурация технологической схемы пилотной установки зоны выщелачивания представлена на фиг. 15. Такая конфигурация является приемлемой технологической схемой, поскольку руда, используемая при эксплуатации полупромышленной установки, представляла собой, главным образом, халькопирит, и имела низкое исходное содержание меди. Ключевым аспектом представленной технологической схемы является образование рафината с низким содержанием кислоты во время экстракции растворителем. Полученный рафинат с низким содержанием кислоты распределяют между всеми секторами (в данном случае амбарами). Низкое содержание кислоты минимизирует степень выщелачивания пустой породы.The configuration of the technological scheme of the pilot plant of the leaching zone is shown in Fig. 15. This configuration is an acceptable flowsheet because the ore used in the operation of the pilot plant was mainly chalcopyrite and had a low initial copper content. A key aspect of the flowsheet presented is the formation of a low acid raffinate during solvent extraction. The resulting low acid raffinate is distributed among all sectors (in this case barns). The low acid content minimizes waste rock leaching.

Если руда является более высокосортной и особенно если содержащаяся в ней медь представляет собой, главным образом, второстепенные медные минералы, такие как ковеллит, халькоцит или борнит, то можно использовать технологическую схему, способствующую увеличению расхода кислоты на пустую породу в процессе выщелачивания, как описано ранее. Такая технологическая схема представлена на фиг. 16.If the ore is of a higher grade, and especially if the copper content is primarily minor copper minerals such as covellite, chalcocite, or bornite, then a flow chart can be used to increase the acid consumption of the waste rock during the leaching process, as previously described. . Such a technological scheme is shown in Fig. 16.

Вариант, изображенный на фиг. 16, можно эксплуатировать показанным способом или с экстракцией растворителем, осуществляемой с использованием раствора из вторых 4 амбаров, а не из первых четырех амбаров, как показано на чертеже. Количество стадий можно увеличить с двух до трех или до любого значения, которое предположительно может быть необходимым.The variant shown in Fig. 16 can be operated in the manner shown, or with solvent extraction carried out using the solution from the second 4 pits, and not from the first 4 pits, as shown in the drawing. The number of stages can be increased from two to three, or to any value that may be expected to be necessary.

Пример 2. Кислотный балансExample 2. Acid balance

В изложенном выше описании указана необходимость сохранения баланса кислоты в течение всего процесса. Кислота необходима в качестве реагента на стадии окускования для обеспечения растворения меди на фазе подсушивания. Кислота также необходима в качестве реагента на фазе выщелачивания для растворения меди. Кислота образуется при электролитическом выделении растворенной меди с образованием металлической меди. Полученную кислоту возвращают в процесс через стадию экстракции растворителем, и вся кислота поступает в процесс на стадии выщелачивания.The above description indicates the need to maintain the balance of the acid throughout the process. Acid is required as a reactant in the agglomeration step to ensure copper dissolution in the drying phase. The acid is also needed as a reactant in the leach phase to dissolve the copper. The acid is formed during the electrolytic separation of dissolved copper with the formation of metallic copper. The resulting acid is returned to the process through the solvent extraction stage, and all of the acid enters the process in the leaching stage.

На фазе выщелачивания описанного процесса количество кислоты, образованной во время EW, необходимо компенсировать на то количество кислоты, которое расходуется в реакции с пустой породой и сульфидными медными минералами, а также на то количество, которое выходит с влагой после промывания выщелоченной руды.In the leaching phase of the described process, the amount of acid formed during EW must be compensated for by the amount of acid consumed in the reaction with gangue and copper sulfide minerals, as well as by the amount that exits with moisture after washing the leached ore.

При идеальной работе количество кислоты, необходимой для выщелачивания, и количество кислоты, образующейся при EW, совпадает, и этап выщелачивания при такой эксплуатации является нейтральным по кислоте. В таком случае расход и поступление кислоты сбалансированы, что обеспечивает достижение баланса кислоты. Допустимо также, если необходимо добавлять некоторое количество кислоты на фазе выщелачивания. Следует избегать ситуации, в которой на этапе выщелачивания из процесса EW возвращается больше кислоты, чем расходуется на выщелачивание пустой породы и сульфидного медного минерала. Это обусловлено тем, что эксплуатацию проводят в замкнутом контуре с конечной стадией промывания, поэтому избыток кислоты будет накапливаться. Повышенная концентрация кислоты в технологических растворах будет негативно влиять на процесс экстракции растворителем, поскольку для него необходимо низкое содержание кислоты в сырье для облегчения перехода меди в органическую фазу (равновесие протоны/медь).In ideal operation, the amount of acid required for leaching and the amount of acid generated during EW are the same, and the leaching step in such operation is acid neutral. In this case, the consumption and intake of acid are balanced, which ensures that a balance of acid is achieved. It is also acceptable, if necessary, to add some acid in the leaching phase. The situation in which more acid is returned from the EW process during the leaching step than is used to leach the gangue and copper sulfide mineral. This is due to the fact that the operation is carried out in a closed circuit with a final washing stage, so excess acid will accumulate. Higher concentrations of acid in process solutions will adversely affect the solvent extraction process, as it requires a low acid content in the feed to facilitate the transfer of copper to the organic phase (proton/copper equilibrium).

В табл. 3 представлен баланс между амбарами для работы на II этапе из примера 1. Во-первых,In table. Figure 3 shows the balance between the barns for work at stage II from example 1. First,

- 14 041234 можно видеть, что количество кислоты, выходящей из процесса выщелачивания с влагой после промывания выщелоченной руды, является крайне низким (0,05 кг/труды) и, следовательно, им можно пренебречь при дальнейшем описании. Во-вторых, можно видеть, что этап выщелачивания, в среднем, является отрицательным по кислоте. Во время выщелачивания добавляли небольшое количество кислоты для регулирования рН (1,15 кг/труды). Такой вариант является идеальным, и если будет соблюдена указанная комбинация руды, загружаемой в процесс и обрабатываемой таким образом, то не возникнет проблем сточки зрения кислоты.- 14 041234 it can be seen that the amount of acid leaving the leaching process with moisture after washing the leached ore is extremely low (0.05 kg/t ore ) and therefore can be neglected in the following description. Second, it can be seen that the leaching step is, on average, acid negative. During the leaching, a small amount of acid was added to adjust the pH (1.15 kg/t ore ). This is ideal, and if the specified combination of ore fed into the process and treated in this way is observed, there will be no problems from an acid point of view.

В табл. 4 представлен расход кислоты и растворение меди для каждого амбара.In table. 4 shows acid consumption and copper dissolution for each barn.

Таблица 4. Данные по меди и кислоте для каждого амбара на II этапеTable 4. Data on copper and acid for each pit at stage II

Код абмара Abmar code G5/2 G5/2 G9/2 G9/2 G10/2 G10/2 G3/2 G3/2 G6/2 G6/2 G4/2 G4/2 G1/2 G1/2 G2/2 G2/2 G8/2 G8/2 Кислота, использованная при подсушивании (кг/т руды) Acid used in drying (kg/t ore) 10,19 10.19 9,07 9.07 12,84 12.84 12,62 12.62 11,84 11.84 11,53 11.53 12,25 12.25 12,26 12.26 11,89 11.89 Общее количество кислоты (кг/т руды) Total acid (kg/t ore) 20,73 20.73 16,41 16.41 19,47 19.47 20,26 20.26 16,38 16.38 16,43 16.43 21,63 21.63 16,09 16.09 18,66 18.66 Медь, выщелоченная при подсушивании Drying leached copper 11% eleven% 6% 6% 7% 7% 15% 15% 8% 8% 16% 16% 18% 18% 3% 3% 9% 9% Общее количество выщелоченной меди Total leached copper 60% 60% 55% 55% 55% 55% 75% 75% 61% 61% 65% 65% 69% 69% 56% 56% 61% 61% Исходное содержание меди Initial copper content 0,62% 0.62% 0,66% 0.66% 0,79% 0.79% 0,45% 0.45% 0,37% 0.37% 0,37% 0.37% 0,59% 0.59% 0,36% 0.36% 0,43% 0.43% Масса кислоты, использованной при подсушивании (кг/т руды) Mass of acid used in drying (kg/t of ore) 10,19 10.19 9,07 9.07 12,84 12.84 12,62 12.62 11,84 11.84 11,53 11.53 12,25 12.25 12,26 12.26 11,89 11.89 Масса кислоты, использованной при выщелачивании (кг/т руды) Weight of acid used in leaching (kg/t of ore) 10,55 10.55 7,34 7.34 6,63 6.63 7,64 7.64 4,54 4.54 4,90 4.90 9,37 9.37 3,83 3.83 6,77 6.77 Масса Си, выщелоченной при подсушивании (кг/т руды) Weight of Cu leached during drying (kg/t of ore) 0,71 0.71 0,40 0.40 0,58 0.58 0,66 0.66 0,31 0.31 0,58 0.58 1,06 1.06 0,09 0.09 0,39 0.39 Масса Си, выщелоченной в цикле Mass of C leached in the cycle 2,99 2.99 3,26 3.26 3,74 3.74 2,72 2.72 1,96 1.96 1,82 1.82 3,02 3.02 1,94 1.94 2,22 2.22 выщелачивания (кг/т руды) leaching (kg/t of ore) Кислоты, образованная при EW во время цикла выщелачивания (кг/т руды) Acid generated by EW during the leaching cycle (kg/t ore) 5,71 5.71 5,64 5.64 6,66 6.66 5,22 5.22 3,50 3.50 3,71 3.71 6,29 6.29 3,14 3.14 4,02 4.02 Является ли этап выщелачивания положительным по кислоте? Is the leaching step acid positive? нет No нет No да Yes нет No нет No нет No нет No нет No нет No Процент Си, выщелоченной при подсушивании, относительно общего выщелоченного количества Percentage of Cu leached upon drying relative to the total amount leached 19% 19% 11% eleven% 13% 13% 20% 20% 13% 13% 24% 24% 26% 26% 4% 4% 15% 15%

Данные, представленные в табл. 4, демонстрируют количество выщелоченной меди, а также количество кислоты, использованной на фазе подсушивания и фазе выщелачивания для каждого амбара. В таблице также показано количество кислоты, образующейся и возвращаемой в процесс при EW.The data presented in table. 4 show the amount of leached copper as well as the amount of acid used in the drying phase and the leaching phase for each barn. The table also shows the amount of acid generated and returned to the process at EW.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что, в целом, почти все амбары являются отрицательными по кислоте во время выщелачивания, за исключением амбара G10/2. При промышленной работе с данной конкретной рудой, указанным образом и в течение продолжительного периода времени, в контуре будет накапливаться кислота. При такой эксплуатации потребуется либо снижать количество кислоты, подаваемой на этап окускования, чтобы довести контур до состояния нейтральности по кислоте, либо использовать технологическую схему, изображенную на фиг. 16 вместо использованной технологической схемы (фиг. 15), и это будет способствовать увеличению расхода кислоты на пустую породу и возвращению процесса до нейтрального состояния по кислоте или до недостаточного содержания кислоты. Последний вариант является предпочтительным, поскольку он обеспечивает возможность сохранения рабочих характеристик выщелачивания меди на стадии подсушивания.The data presented indicate that, in general, almost all pits are negative for acid during leaching, with the exception of the G10/2 pit. When commercially operating this particular ore in the manner indicated and over an extended period of time, acid will accumulate in the circuit. This operation would require either reducing the amount of acid fed to the agglomeration step to bring the loop to acid neutrality, or using the flow diagram shown in FIG. 16 instead of the flow chart used (FIG. 15) and this will increase the acid consumption per waste rock and return the process to acid neutral or acid deficient. The latter option is preferred as it allows the copper leaching performance to be maintained during the drying step.

Существует два основных различия между рудой в G10/2 и другими рудами. Первым является исходное содержание. Указанная руда имеет более высокое, по сравнению со средним, содержание меди, и это в сочетании с приемлемым растворением означает, что на стадии EW будет образовано больше кислоты, чем в среднем. Во-вторых, количество кислоты, израсходованной на пустую породу и медные минералы на этапе выщелачивания, составило лишь 6,6 кг/т. Это меньше, чем количество, которое, вероятно, необходимо для выщелачивания 3,7 кг/т меди, образованной за указанный период. Это позволяет предположить, что минералы пустой породы имеют низкую реакционную способность в отношении кислоты и, возможно, имеет место осаждение кислотообразующих соединений, таких как ярозит.There are two main differences between the ore in G10/2 and other ores. The first is the original content. This ore has a higher than average copper content and this, combined with acceptable dissolution, means that more acid than average will be formed in the EW stage. Secondly, the amount of acid used for waste rock and copper minerals during the leaching stage was only 6.6 kg/t. This is less than the amount likely to be needed to leach the 3.7 kg/t of copper formed over the period indicated. This suggests that the gangue minerals are of low acid reactivity and that acid forming compounds such as jarosite may have precipitated.

В приведенном примере показано, что может потребоваться регулирование для того, чтобы описанный процесс не стал кислотообразующим, и что понимание протекания выщелачивания минералов пустой породы является ключевым для прогнозирования потребления кислоты. Затем описанные соображения необходимо связать с соответствующей конфигурацией технологической схемы для данного периода выщелачивания для достижения оптимального значения. Оптимальное значение обычно представляет собой максимальное количество меди, которое может быть выщелочено, поскольку ценность меди существенно выше, чем стоимость кислоты.This example shows that regulation may be required to prevent the described process from becoming acidic, and that understanding the leaching behavior of gangue minerals is key to predicting acid consumption. The considerations described then need to be linked to the appropriate flowsheet configuration for a given leaching period to achieve the optimal value. The optimum value is usually the maximum amount of copper that can be leached since the value of the copper is substantially higher than the value of the acid.

Пример 3. Кислотный баланс - взаимодействие между этапом подсушивания и конечной степенью растворения медиExample 3 - Acid balance - interaction between the drying step and the final degree of copper dissolution

В случае добавления дополнительной кислоты на стадию окускования этапа II и если указанная кислота обеспечивает пропорциональное увеличение выщелачивания халькопирита, можно оценить, в какой момент времени кислотный баланс для амбаров на этапе II станет положительным по кислоте.If additional acid is added to the step II agglomeration step, and if said acid provides a proportional increase in chalcopyrite leaching, it can be estimated at what point in time the acid balance for the step II barns will become acid positive.

- 15 041234- 15 041234

Таблица 5. Данные о содержании меди и кислоты в отдельных амбарах на этапе II из расчета 30% увеличения расхода кислоты на этапе подсушивания в пересчете на медьTable 5. Data on the content of copper and acid in individual pits at stage II based on a 30% increase in acid consumption at the stage of drying in terms of copper

Код абмара Abmar code G5/2 G5/2 G9/2 G9/2 G10/2 G10/2 G3/2 G3/2 G6/2 G6/2 G4/2 G4/2 G1/2 G1/2 G2/2 G2/2 G8/2 G8/2 Поправка на расход кислоты на стадии подсушивания Correction for acid consumption at the stage of drying 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% 30% thirty% Кислота, использованная при подсушивании (кг/т руды) Acid used in drying (kg/t ore) 13,24 13.24 11,79 11.79 16,69 16.69 16,41 16.41 15,40 15.40 14,99 14.99 15,93 15.93 15,94 15.94 15,45 15.45 Общее количество кислоты (кг/т руды) Total acid (kg/t ore) 20,73 20.73 16,41 16.41 19,47 19.47 20,26 20.26 16,38 16.38 16,43 16.43 21,63 21.63 16,09 16.09 18,66 18.66 Медь, выщелоченная при подсушивании Drying leached copper 27% 27% 19% 19% 23% 23% 42% 42% 39% 39% 46% 46% 38% 38% 36% 36% 36% 36% Общее количество выщелоченной меди Total leached copper 60% 60% 55% 55% 55% 55% 75% 75% 61% 61% 65% 65% 69% 69% 56% 56% 61% 61% Исходное содержание меди Initial copper content 0,62% 0.62% 0,66% 0.66% 0,79% 0.79% 0,45% 0.45% 0,37% 0.37% 0,37% 0.37% 0,59% 0.59% 0,36% 0.36% 0,43% 0.43% Масса кислоты, использованной при подсушивании (кг/т руды) Mass of acid used in drying (kg/t of ore) 13,24 13.24 11,79 11.79 16,69 16.69 16,41 16.41 15,40 15.40 14,99 14.99 15,93 15.93 15,94 15.94 15,45 15.45 Масса кислоты, использованной при выщелачивании (кг/т руды) Weight of acid used in leaching (kg/t of ore) 7,49 7.49 4,2 4.2 2,78 2.78 3,85 3.85 0,98 0.98 1,44 1.44 5,70 5.70 0,15 0.15 3,21 3.21 Масса Си, выщелоченной при подсушивании (кг/т руды) Weight of Cu leached during drying (kg/t of ore) 1,70 1.70 1,28 1.28 1,82 1.82 1,89 1.89 1,46 1.46 1,70 1.70 2,25 2.25 1,28 1.28 1,55 1.55 Масса Си, выщелоченной в цикле выщелачивания (кг/т руды) Mass of Cu leached in the leaching cycle (kg/t of ore) 2,00 2.00 2,38 2.38 2,49 2.49 1,49 1.49 0,81 0.81 0,70 0.70 1,83 1.83 0,75 0.75 1,06 1.06 Кислоты, образованная при EW во время цикла выщелачивания (кг/т руды) Acid generated by EW during the leaching cycle (kg/t ore) 5,71 5.71 5,64 5.64 6,66 6.66 5,22 5.22 3,50 3.50 3,71 3.71 6,29 6.29 3,14 3.14 4,02 4.02 Является ли этап выщелачивания положительным по кислоте? Is the leaching step acid positive? нет No да Yes да Yes да Yes да Yes да Yes да Yes да Yes да Yes Процент Си, выщелоченной при подсушивании, относительно общего Percentage of Cu leached upon drying relative to the total 46% 46% 35% 35% 42% 42% 56% 56% 64% 64% 71% 71% 55% 55% 63% 63% 59% 59% выщелоченного количества leached amount

В табл. 5 показано, что если количество кислоты, расходуемой на этапе подсушивания, увеличено на 30%, то суммарный результат будет таким, что 8 из 9 амбаров станут положительными по кислоте на этапе выщелачивания. Это приведет к необходимости изменения технологической схемы на многостадийный вариант. Возможно, что помимо изменения конфигурации технологической схемы потребуется некоторое уменьшение количества кислоты, добавляемой на этапе подсушивания, для предотвращения указанного явления и для ограничения растворения меди.In table. 5 shows that if the amount of acid consumed in the drying step is increased by 30%, then the total result will be such that 8 out of 9 barns will become acid positive in the leaching step. This will lead to the need to change the technological scheme to a multi-stage option. It is possible that in addition to changing the configuration of the technological scheme, it will be necessary to slightly reduce the amount of acid added during the drying stage in order to prevent this phenomenon and to limit the dissolution of copper.

Представленные руды имеют достаточно высокое содержание халькопирита. Известно, что халькопирит выщелачивается медленнее, чем другие сульфидные медные минералы, такие как халькоцит и ковеллит. Можно предположить, что в конце этапа выщелачивания происходит, главным образом, выщелачивание халькопирита. Для выщелачивания халькопирита требуется 4 протона (Н+) на каждый Cu2+, высвобожденный в раствор. Однако при EW образуется лишь два протона (Н+) на каждый Cu2+, осажденный в виде металлической меди (Cu). Это означает, что если конечная степень выщелачивания меди, происходящей на этапе выщелачивания, увеличивается для указанных руд, то существует момент, в котором процесс снова становится отрицательным по кислоте при выщелачивании, независимо от более эффективного растворения меди, достигнутого на этапе подсушивания, при низком содержании в руде породы, расходующей кислоту, и при проведении выщелачивания в соответствии с технологической схемой, изображенной на фиг. 15.Presented ores have a fairly high content of chalcopyrite. Chalcopyrite is known to leach more slowly than other copper sulfide minerals such as chalcocite and covellite. It can be assumed that at the end of the leaching stage, mainly the leaching of chalcopyrite occurs. Chalcopyrite leaching requires 4 protons (H + ) for each Cu 2+ released into solution. However, at EW, only two protons (H + ) are produced for each Cu 2+ deposited as copper metal (Cu). This means that if the final degree of copper leaching occurring in the leaching step is increased for these ores, then there is a point at which the process becomes acid negative again in the leaching, regardless of the more efficient copper dissolution achieved in the drying step at low grades. in the ore of an acid-consuming rock and when leaching is carried out in accordance with the flow diagram shown in FIG. 15.

В табл. 6 представлены результаты выщелачивания нескольких колонн из таких же руд. Указанные колонны демонстрировали более высокие характеристики, чем амбары, отчасти благодаря технологическим условиям, и отчасти вследствие более эффективного распределения раствора в колоннах. Подробные причины такого изменения характеристик не имеют отношения к представленному описанию. Важно то, что указанные колонны демонстрируют, что несмотря на более высокую степень растворения меди на этапе подсушивания, все они являются отрицательными по кислоте на стадии выщелачивания, включая руду, использованную в амбаре G10/2 (см. столбец MK104), что обусловлено дополнительным выщелачиванием, достигнутым на этапе выщелачивания, и последующим потреблением кислоты, как описано в предыдущем абзаце.In table. 6 shows the results of leaching several columns from the same ores. These columns performed better than barns, partly due to process conditions and partly due to more efficient solution distribution in the columns. The detailed reasons for this change in characteristics are irrelevant to the description presented. Significantly, these columns show that despite the higher degree of copper dissolution during the drying stage, they are all negative in acid during the leaching stage, including the ore used in the G10/2 barn (see column MK104), due to additional leaching reached during the leaching step and subsequent acid consumption as described in the previous paragraph.

- 16 041234- 16 041234

Таблица 6. Данные о содержании меди и кислоты в отдельных выщелачиваемых колоннах для выщелачивания колонн из тех же руд, которые были использованы в программе эксплуатации амбаров на II этапеTable 6. Data on copper and acid content in individual leach columns for leaching columns from the same ores that were used in the stage II barn operation program

Код колонны Column code МК11 7 MK11 7 мкю 2 mcu 2 МКЮ 4 ICJ 4 МК11 5 MK11 5 МК11 3 MK11 3 МК11 4 MK11 4 МКЮ 4 ICJ 4 МК11 9 MK11 9 МК12 0 MK12 0 Кислота, использованная при подсушивании (кг/т руды) Acid used in drying (kg/t ore) 10,3 10.3 10,6 10.6 14,5 14.5 13,1 13.1 8,4 8.4 11,6 11.6 14,5 14.5 12,5 12.5 12,5 12.5 Общее количество кислоты (кг/т руды) Total acid (kg/t ore) 26,2 26.2 23,8 23.8 25,9 25.9 24,9 24.9 18,7 18.7 20,9 20.9 25,9 25.9 26,7 26.7 18,9 18.9 Медь, выщелоченная при подсушивании Drying leached copper 21% 21% 26% 26% 27% 27% 29% 29% 10% 10% 12% 12% 27% 27% 36% 36% 27% 27% Общее количество выщелоченной меди Total leached copper 77% 77% 76% 76% 68% 68% 79% 79% 51% 51% 46% 46% 68% 68% 85% 85% 74% 74% Исходное содержание меди Initial copper content 0,62% 0.62% 0,66% 0.66% 0,79% 0.79% 0,45% 0.45% 0,68% 0.68% 0,81% 0.81% 0,37% 0.37% 0,59% 0.59% 0,36% 0.36% Масса кислоты, использованной при подсушивании (кг/т руды) Mass of acid used in drying (kg/t of ore) 10,34 10.34 10,64 10.64 14,52 14.52 13,08 13.08 8,41 8.41 11,64 11.64 14,52 14.52 12,53 12.53 12,50 12.50 Масса кислоты, использованной при выщелачивании (кг/т руды) Weight of acid used in leaching (kg/t of ore) 15,85 15.85 13,18 13.18 11,40 11.40 11,87 11.87 10,27 10.27 9,23 9.23 11,40 11.40 14,22 14.22 6,36 6.36 Масса Си, выщелоченной при подсушивании (кг/т руды) Weight of Cu leached during drying (kg/t of ore) 1,29 1.29 1,74 1.74 2,11 2.11 1,31 1.31 0,69 0.69 0,94 0.94 0,99 0.99 2,11 2.11 0,98 0.98 Масса Си, выщелоченной в цикле выщелачивания (кг/т руды) Mass of Cu leached in the leaching cycle (kg/t of ore) 3,49 3.49 3,26 3.26 3,30 3.30 2,22 2.22 2,79 2.79 2,82 2.82 1,55 1.55 2,93 2.93 1,67 1.67 Кислоты, образованная при EW во время цикла выщелачивания (кг/т руды) Acid generated by EW during the leaching cycle (kg/t ore) 7,37 7.37 7,72 7.72 8,35 8.35 5,46 5.46 5,38 5.38 5,79 5.79 3,91 3.91 7,78 7.78 4,09 4.09 Является ли этап выщелачивания положительным по кислоте? Is the leaching step acid positive? нет No нет No нет No нет No нет No нет No нет No нет No нет No Процент Си, выщелоченной при подсушивании, относительно общего выщелоченного количества Percentage of Cu leached upon drying relative to the total amount leached 27% 27% 35% 35% 39% 39% 37% 37% 20% 20% 25% 25% 39% 39% 42% 42% 37% 37%

Пример 4. Экстраполяция данных для амбаров на этапе IIExample 4: Extrapolation of data for barns in stage II

Можно экстраполировать данные для амбаров на этапе II для получения информации об идеальном разделении между растворением меди на этапе подсушивания и на этапе выщелачивания указанных руд, обеспечивающем максимальную эффективность. Максимальное целевое значение для растворения меди в указанных типах руд составляет ~85%. При достижении указанного значения и сохранении тех же требований к расходу кислоты на пустую породу можно оценить общее максимальное процентное количество меди, выщелачиваемой на этапе подсушивания, но при сохранении нейтральности процесса по кислоте на этапе выщелачивания. На фиг. 17 показано, что существует тесная взаимосвязь между растворением меди на этапе подсушивания и исходным содержанием меди в руде. При низком исходном содержании вся медь может выщелачиваться на этапе подсушивания, и этап выщелачивания будет оставаться нейтральным по кислоте. Это имеет смысл, поскольку количество, образованной при EW, прямо пропорционально массе выщелоченной меди. Таким образом, при низком исходном содержании меди в процессе EW образуется лишь небольшое количество кислоты, и эта кислота расходуется остаточными кислоторастворимыми минералами пустой породы на этапе выщелачивания. При увеличении исходного содержания имеет место недостаточный расход кислоты на пустую породу для компенсации кислоты, образующейся при EW, и, следовательно, на этапе выщелачивания необходимо выщелачивать большее количество халькопирита.It is possible to extrapolate from the stage II barns to obtain information on the ideal separation between the copper dissolution in the drying stage and the leaching stage of these ores, providing maximum efficiency. The maximum target value for the dissolution of copper in these types of ores is ~85%. By achieving this value and maintaining the same requirements for acid consumption per waste rock, it is possible to estimate the total maximum percentage of copper leached during the drying stage, but while maintaining the neutrality of the process for acid during the leaching stage. In FIG. 17 shows that there is a close relationship between the dissolution of copper during the drying step and the initial grade of copper in the ore. At a low initial grade, all of the copper may be leached out in the drying step and the leaching step will remain acid neutral. This makes sense since the amount of EW formed is directly proportional to the mass of leached copper. Thus, with a low initial copper grade, only a small amount of acid is produced in the EW process, and this acid is consumed by the residual acid-soluble gangue minerals in the leaching step. As the initial grade increases, there is insufficient acid flow to the waste rock to compensate for the acid produced by the EW, and therefore more chalcopyrite needs to be leached in the leaching step.

Несмотря на то, что линия тренда сглажена относительно полученных данных, точки данных рассеяны вследствие непостоянства состава минералов пустой породы в разных образцах руды, и, следовательно, то же происходит с точкой схождения кислотного баланса. Это важно, поскольку данный факт подчеркивает, что знание и понимание протекания выщелачивания минералов пустой породы необходимы для оптимизации процесса.Although the trend line is smoothed relative to the data obtained, the data points are scattered due to the variability in the composition of the gangue minerals in different ore samples, and therefore the same happens with the point of convergence of the acid balance. This is important because this fact highlights that knowledge and understanding of the leaching behavior of gangue minerals is necessary to optimize the process.

Представленный график будет выглядеть иначе, если основными медными минералами являются борнит, халькоцит или ковеллит. Для данных минералов количество протонов (Н+), необходимых для выщелачивания, составляет 2,4, 2 и 2 соответственно. Таким образом, существует небольшое отличие или отсутствует отличие между количеством протонов, необходимых для выщелачивания меди, и количеством протонов, образующихся при EW. Таким образом, предложенный способ будет в большей степени зависеть от постоянного расхода кислоты на пустую породу на этапе выщелачивания, чтобы он не стал положительным по кислоте. Альтернативно, может потребоваться более слабое выщелачивание меди на этапе подсушивания.The presented graph will look different if the main copper minerals are bornite, chalcocite, or covellite. For these minerals, the number of protons (H + ) required for leaching is 2.4, 2 and 2, respectively. Thus, there is little or no difference between the amount of protons needed to leach copper and the amount of protons produced by EW. Thus, the proposed method will rely more on a constant flow of acid to the waste rock during the leaching step so that it does not become acid positive. Alternatively, a weaker copper leaching may be required during the drying step.

Линия тренда на представленной диаграмме смещается вверх при использовании многостадийного процесса выщелачивания.The trend line in the presented chart shifts upwards when using a multi-stage leaching process.

Пример 5. Оценка расхода кислоты на пустую породуExample 5 Estimation of acid consumption per waste rock

Результаты на фиг. 18 демонстрируют общий расход кислоты при работе амбаров G5 (В) и G7 (А), в которых обрабатывают два различных типа руды, при эксплуатации полупромышленной установки на этапе III. Минеральный состав двух типов руды, загруженных в указанные амбары, представлен в табл. 7. Полученные результаты демонстрируют более высокое содержание биотита и хлорита в руде типа С (амбар G5 на этапе III), по сравнению с рудой типа D (амбар G7 на этапе III). Обнаружено, что биотит и хлорит вносят основной вклад в GAC, поскольку обычно выщелачиваются с большей скоростью, по сравнению с другими силикатными минералами.The results in FIG. 18 show the total acid consumption during the operation of barns G5 (B) and G7 (A), which process two different types of ore, during the operation of a pilot plant in stage III. The mineral composition of the two types of ore loaded into these pits is presented in Table. 7. The results obtained demonstrate a higher content of biotite and chlorite in the type C ore (G5 pit in stage III) compared to the type D ore (G7 pit in stage III). Biotite and chlorite have been found to be major contributors to GAC as they typically leach at a faster rate than other silicate minerals.

- 17 041234- 17 041234

Таблица 7. Минеральный состав руды типа С и D, отражающий минеральный состав пустой породыTable 7 Mineral Composition of Type C and D Ore Reflecting Mineral Composition of Waste Rock

Минерал Mineral Руда типа С с низким расходом кислоты Type C ore with low acid consumption Руда типа D с очень низким расходом кислоты Type D ore with very low acid consumption Халькоцит chalcocyte 0,13 0.13 0,08 0.08 Ковеллит covellite 0,08 0.08 0,06 0.06 Халькопирит Chalcopyrite 1,07 1.07 1,15 1.15 Борнит bornite 0,00 0.00 0,00 0.00 Другие минералы Си Other Si Minerals 0,13 0.13 0,11 0.11 Пирит Pyrite 6,25 6.25 2,93 2.93 Другие сульфиды Other sulfides 0,05 0.05 0,05 0.05 Оксиды Fe Fe oxides 0,53 0.53 0,15 0.15 Кварц Quartz 26,56 26.56 22,16 22.16 Полевые шпаты feldspars 24,29 24.29 28,29 28.29 Мусковит/серицит Muscovite/sericite 18,51 18.51 19,85 19.85 Каолинит/глины Kaolinite/clays 10,36 10.36 23,38 23.38 Биотит Biotite 8,26 8.26 0,03 0.03 Хлорит Chlorite 2,07 2.07 0,08 0.08 Фрозит Frosite 0,21 0.21 0,00 0.00 Другие сульфаты Other sulfates 0,47 0.47 0,62 0.62 Прочие Other 1,01 1.01 1,09 1.09 Всего Total 1,01 1.01 1,09 1.09

Общий расход кислоты включает количество кислоты на выщелачивание медных минералов и количество кислоты на выщелачивание минералов пустой породы (GAC). Расход кислоты на выщелачивание медных минералов представлен на фиг. 19 вместе с массой выщелоченной меди. Извлечение меди, достигнутое за тот же период времени, представлено для справки на фиг. 20.The total acid consumption includes the amount of acid to leach copper minerals and the amount of acid to leach gangue minerals (GAC). The consumption of acid for the leaching of copper minerals is shown in Fig. 19 along with a mass of leached copper. The copper recovery achieved over the same period of time is shown for reference in FIG. 20.

Расход кислоты на пустую породу (GAC) для конкретного типа руды и содержания меди можно оценить способом согласно настоящему изобретению посредством вычитания расхода кислоты на извлечение меди из общего расхода кислоты. Полученный результат дает нетто-расход кислоты (NAC), который в случае способа согласно настоящему изобретению равен истинному расходу GAC. Расчетный расход кислоты на пустую породу для амбаров G5 и G7 на этапе III представлен на фиг. 21.The acid consumption per waste rock (GAC) for a particular ore type and copper grade can be estimated by the method of the present invention by subtracting the acid consumption for copper recovery from the total acid consumption. The result obtained gives a net acid consumption (NAC), which in the case of the method according to the present invention is equal to the true consumption of GAC. Estimated acid consumption per waste rock for pits G5 and G7 in Stage III is shown in FIG. 21.

На стадии выделения S1 полупромышленной установки SX (представленной на фиг. 13) медь выделяют из нагруженной органической фазы, используя отработанный электролит с высоким содержанием кислоты. Медь переходит в очищенный водный раствор электролита, который подают на выделение меди посредством электролитического осаждения. Медь в органической фазе вытесняют кислотой и полученную выделенную органическую фазу с высоким содержанием кислоты возвращают на стадию Е1 экстракции меди, на которой медь экстрагируют из PLS, как показано на фиг. 13. Таким образом, процесс SX обеспечивает возврат кислоты в рафинатный раствор после экстракции меди из PLS. Кислоту в рафинате используют для выщелачивания дополнительного количества медных минералов и для компенсации расхода GAC во время цикла выщелачивания.In the recovery step S1 of the pilot plant SX (shown in FIG. 13), copper is recovered from the loaded organic phase using a high acid spent electrolyte. Copper passes into a purified aqueous electrolyte solution, which is fed to the extraction of copper by electrolytic deposition. The copper in the organic phase is displaced with acid, and the resulting acid-rich separated organic phase is returned to the copper extraction stage E1, in which copper is extracted from the PLS as shown in FIG. 13. Thus, the SX process ensures that the acid is returned to the raffinate solution after copper is extracted from the PLS. The acid in the raffinate is used to leach additional copper minerals and to offset the GAC consumption during the leaching cycle.

Первоначально добавленное количество кислоты при окусковании руды в амбаре G7 на этапе III (руда типа D с очень низким GAC) составило 11,3 кг/т. В случае амбара G5 на этапе III (руда типа С низким GAC) количество добавленной кислоты при окусковании руды составило 10,6 кг/т. В случае амбара G7 на этапе III исходная концентрация кислоты в растворе была выше, чем в амбаре G5 на этапе III вследствие более низкой степени GAC для руды типа D на стадии подсушивания. Более высокая исходная концентрация кислоты для орошения руды в амбаре G7 на этапе III обусловливает увеличение скорости расхода кислоты. Однако как только происходит истощение силикатных минералов пустой породы, скорость расхода кислоты уменьшается. В случае амбара G5 на этапе III исходная концентрация кислоты была относительно низкой, а исходная скорость расхода была ниже, чем для амбара G7 на этапе III, несмотря на более высокое значение GAC для руды типа С в амбаре G5 на этапе III. Однако при орошении кислотным рафинатом скорость расхода кислоты на пустую породу, GAC, была заметно выше для амбара 5 на этапе III, так что к концу выщелачивания на 250 день значение GAC для амбара G7 составляло 11,8 кг/т по сравнению с 12,9 кг/т для амбара G5 на этапе III. Указанные тренды отражаются в соответствующих профилях концентрации кислоты в PLS для обоих амбаров, представленных на фиг. 22, и в соответствующих профилях рН PLS, представленных на фиг. 23.Initially, the amount of acid added in the G7 ore agglomeration in Stage III (very low GAC type D ore) was 11.3 kg/t. In the case of pit G5 in stage III (low GAC type C ore), the amount of added acid in ore agglomeration was 10.6 kg/t. In the case of pit G7 in stage III, the initial concentration of acid in the solution was higher than in pit G5 in stage III due to the lower degree of GAC for type D ore during the drying stage. The higher initial concentration of acid for irrigating the ore in pit G7 in stage III causes an increase in the acid consumption rate. However, once the waste rock silicate minerals are depleted, the rate of acid consumption decreases. In the case of pit G5 in stage III, the initial acid concentration was relatively low and the initial flow rate was lower than in pit G7 in stage III, despite the higher GAC value for type C ore in pit G5 in stage III. However, when irrigated with acid raffinate, the rate of acid to waste rock consumption, GAC, was markedly higher for pit 5 in stage III, so that by the end of the leach at day 250, the GAC value for pit G7 was 11.8 kg/t compared to 12.9 kg/t for barn G5 at stage III. These trends are reflected in the respective PLS acid concentration profiles for both pits shown in FIG. 22 and the corresponding PLS pH profiles shown in FIG. 23.

Исходная концентрация кислоты в растворе при орошении зависит от количества кислоты, добавленной при окусковании руды, и от расхода GAC в руде. Слишком малое добавленное количество ограничивает исходное содержание свободной кислоты, доступной для выщелачивания медных минералов. Слишком большое добавленное количество обусловливает избыток кислоты в PLS на стадии выщелачивания, что неблагоприятно влияет на извлечение меди в процессе экстракции растворителем. Различные варианты расхода кислоты и концентрации кислоты в растворе, представленные на фиг. 21 и 22, являются допустимыми рабочими параметрами для осуществления способа согласно настоящему изобретению. Представленные результаты демонстрируют, как слабо влияют различные значения GAC руды и количество добавленной кислоты на концентрацию кислоты в PLS, а также показывают важность понимания GAC в различных типах выщелачиваемой руды и количества кислоты, необходимой для выщелачивания медных минералов.The initial concentration of acid in the solution during irrigation depends on the amount of acid added during ore agglomeration and on the consumption of GAC in the ore. Too little addition limits the initial free acid available to leach copper minerals. Too much addition causes an excess of acid in the PLS during the leaching step, which adversely affects copper recovery during the solvent extraction process. Various variants of acid consumption and acid concentration in the solution presented in Figs. 21 and 22 are valid operating parameters for carrying out the method according to the present invention. The results presented demonstrate how little the effect of different ore GAC values and the amount of added acid on the acid concentration in PLS, and also show the importance of understanding the GAC in different types of leached ores and the amount of acid required to leach copper minerals.

- 18 041234- 18 041234

Пример 6. Влияние концентрации хлорида на рН раствора PLS при различных концентрациях кислотыExample 6 Effect of Chloride Concentration on PLS Solution pH at Different Acid Concentrations

Влияние концентрации хлорида на рН раствора в зависимости от кислотности представлено в результатах, приведенных на фиг. 24. Представленные результаты демонстрируют, что при низкой концентрации хлорида (<5 г/л хлорида) концентрация свободной кислоты составляет 4 г/л при рН раствора 1,5. Соответствующий рН при высокой концентрации хлорида (150 г/л) составляет примерно рН 0,8. Эффективность экстракции растворителем зависит от рН PLS. Идеальный рН PLS составляет примерно рН 1,5 для достижения максимальной эффективности экстракции меди на стадии SX. Эффективность экстракции меди ухудшается при рН PLS менее 1. Таким образом, понятно, что в PLS с высоким содержанием хлорида свободная кислотность должна быть как можно ниже, менее 10 г/л кислоты или предпочтительно менее 7 г/л, более предпочтительно менее 2 г/л и в идеале 1 г/л.The effect of chloride concentration on solution pH as a function of acidity is shown in the results shown in FIG. 24. The results presented demonstrate that at a low chloride concentration (<5 g/l chloride), the free acid concentration is 4 g/l at a solution pH of 1.5. The corresponding pH at high chloride concentration (150 g/l) is approximately pH 0.8. The solvent extraction efficiency depends on the pH of the PLS. The ideal pH of PLS is approximately pH 1.5 to achieve maximum copper extraction efficiency in the SX stage. The efficiency of copper extraction deteriorates when the pH of the PLS is less than 1. Thus, it is understood that in PLS with a high content of chloride, the free acidity should be as low as possible, less than 10 g/l acid or preferably less than 7 g/l, more preferably less than 2 g/l. l and ideally 1 g/l.

Пример 7. Влияние количества кислоты, добавленной при окусковании руды, на извлечение меди на стадии подсушиванияExample 7. The effect of the amount of acid added during ore agglomeration on the extraction of copper at the stage of drying

Проводили испытание серии колонн размером 1 м, в которых было показано, что, например, для определенного типа руды, для которого растворение медных минералов на стадии подсушивания является высоким и ограничено количеством добавленной кислоты, увеличение количества добавленной кислоты для окускования руды способствует извлечению меди. Результаты представлены на фиг. 25, где использовали фиксированное количество добавленной соли, 10 кг/т руды, а количество добавленной серной кислоты изменяли от 10 до 21 кг/т руды. Стадию подсушивания после окускования руды осуществляли в течение 50 дней. Первоначальное растворение меди, отображающее количество меди, выщелоченной на стадии подсушивания, увеличивалось от примерно 30 до 80% при увеличении количества добавленной кислоты. Общее извлечение меди увеличивалось с 78 до 98% за 70 дней суммарного периода выщелачивания, с 20 днями орошения рафинатным раствором.A series of 1 m columns were tested and it was shown that, for example, for a certain type of ore, for which the dissolution of copper minerals in the drying stage is high and limited by the amount of added acid, increasing the amount of added acid for ore agglomeration promotes copper recovery. The results are shown in FIG. 25 where a fixed amount of salt added was used, 10 kg/t ore, and the amount of sulfuric acid added was varied from 10 to 21 kg/t ore. The stage of drying after agglomeration of the ore was carried out for 50 days. The initial copper dissolution, indicative of the amount of copper leached from the drying step, increased from about 30% to 80% as the amount of added acid increased. The overall copper recovery increased from 78 to 98% over a 70 day total leach period, with 20 days of raffinate reflux.

Пример 8. Пример кривых растворения меди для различных типов рудExample 8 Example of copper dissolution curves for different types of ores

Растворение меди способом кучного выщелачивания с высоким содержанием хлорида (150 г/л хлорида), описанным в настоящем документе, продемонстрировано для различных типов руд с помощью результатов, представленных на фиг. 26. Результаты получены для испытаний колонн высотой 6 м, проведенных способом выщелачивания с высоким содержанием хлорида (150 г/л), описанным в сущности настоящего изобретения. Количество кислоты, добавленной в руду при окусковании руды, общий расход кислоты и NAC (общий расход кислоты за вычетом количества кислоты, использованной для выщелачивания меди, указанную кислоту возвращают из SX в рафинат после экстракции меди) представлены в таблице 8. Полученные результаты демонстрируют высокую степень извлечения меди, которая может быть достигнута способом согласно настоящему изобретению на стадии подсушивания, если количество добавленной кислоты не является ограничивающим. Приведенные результаты также показывают значимость извлечения меди на стадии подсушивания относительно общего достигнутого извлечения меди. Полученные результаты относятся к низкосортным рудам с высоким содержанием халькопирита (от 0,3 до 0,6% Cu) с содержанием меди в сырье (CSR) в форме халькопирита 40-75%.The dissolution of copper by the high chloride (150 g/l chloride) heap leach method described herein has been demonstrated for various types of ores using the results presented in FIG. 26. The results are obtained for tests of 6 m high columns carried out by the leaching method with a high chloride content (150 g/l) described in the essence of the present invention. The amount of acid added to the ore during ore agglomeration, the total consumption of acid and NAC (total acid consumption minus the amount of acid used to leach copper, this acid is returned from SX to the raffinate after copper extraction) are presented in Table 8. The results obtained show a high degree recovery of copper, which can be achieved by the method according to the present invention at the stage of drying, if the amount of added acid is not limiting. The results also show the significance of the copper recovery in the drying step relative to the overall copper recovery achieved. The results obtained refer to low-grade ores with a high content of chalcopyrite (from 0.3 to 0.6% Cu) with a copper content in the raw material (CSR) in the form of chalcopyrite of 40-75%.

Таблица 8. Количество добавленной кислоты, расход кислоты и извлечение меди для различных руд в испытании колонн высотой 6 мTable 8. Amount of added acid, acid consumption and copper recovery for various ores in a test of 6 m columns

Испытание Trial Количество добавленной кислоты при окусковании руды (кг/т) Amount of acid added during ore agglomeration (kg/t) Общий расход кислоты (кг/т) Total acid consumption (kg/t) Нетторасход кислоты (NAC) (кг/т) Net Acid Consumption (NAC) (kg/t) Извлечение меди на стадии подсушивания (%) Extraction of copper at the stage of drying (%) Общее извлечение меди (%) Total copper recovery (%) А A 11,3 11.3 23,0 23.0 16,2 16.2 50 50 85 85 В IN 10,9 10.9 22,5 22.5 16,8 16.8 45 45 67 67 С WITH 10,3 10.3 14,4 14.4 11,9 11.9 40 40 62 62 D D 10,6 10.6 22,0 22.0 17,5 17.5 25 25 53 53

Пример 9. Влага при окусковании - влияние на характеристики подсушиванияExample 9 - Moisture at agglomeration - influence on drying characteristics

В предыдущих примерах рассмотрена оптимизация количества кислоты, добавляемой на этапе подсушивания, и ее значение для оптимизации технологической схемы. Важно отметить, что было установлено, что способ добавления кислоты влияет также на характеристики подсушивания.The previous examples have discussed the optimization of the amount of acid added during the drying step and its implications for flowsheet optimization. It is important to note that it has been found that the way the acid is added also influences the drying characteristics.

Технологические растворы возвращают на окускование руды для ее смачивания. Объем жидкости в слое руды представляет собой объем раствора в реакторе, в котором происходит образование окислителя для выщелачивания минералов. Количество окислителя, образованного в единицу времени, зависит от объема раствора. Окислитель отвечает за окисление сульфидных медных минералов, которое приводит к солюбилизации меди. Если количество доступной жидкости ограничено, то может образовываться недостаточное количество окислителя, и это будет ограничивать степень выщелачивания минерала. Указанный эффект аналогичен ограничению количества кислоты, добавленной в руду, в результате чего количество доступной кислоты является недостаточным для удовлетворения расхода на растворение металлов с учетом того, что кислота расходуется и на руду, и на минералы пустой породы. Однако возвращение на окускование слишком большого количества технологического раствора может негативно вли-Technological solutions are returned to the agglomeration of the ore for its wetting. The liquid volume in the ore bed is the volume of solution in the reactor in which the oxidizer is formed to leach the minerals. The amount of oxidizing agent formed per unit of time depends on the volume of the solution. The oxidizing agent is responsible for the oxidation of copper sulfide minerals, which leads to copper solubilization. If the amount of liquid available is limited, then insufficient oxidizing agent may be formed and this will limit the degree of leaching of the mineral. This effect is analogous to limiting the amount of acid added to the ore, whereby the amount of acid available is insufficient to meet the cost of dissolving metals, given that the acid is consumed by both the ore and the gangue minerals. However, the return of too much process solution for agglomeration can adversely affect

Claims (12)

ять на прочность агломерата и, следовательно, проницаемость кучи для потоков газа и жидкости. На фиг.the strength of the agglomerate and, consequently, the permeability of the heap for gas and liquid flows. In FIG. 27 показано различие характеристик выщелачивания для колонны, в которую подавали ограниченное количество влаги (В) на стадии окускования, по сравнению с колонной, в которую подавали идеальное количество влаги (А) на стадии окускования. На основании представленных трендов становится понятно, как недостаточное количество влаги ограничивает растворение меди.27 shows the difference in leaching performance for a column fed with a limited amount of moisture (B) during the agglomeration step compared to a column fed with an ideal amount of moisture (A) during the agglomeration phase. Based on the presented trends, it becomes clear how insufficient moisture limits the dissolution of copper. Важность приведенного примера заключается в том, что несмотря на то, что показана возможность изменения выщелачивания меди на стадии подсушивания посредством уменьшения количества кислоты или влаги (как в данном случае), фаза выщелачивания является не столь эффективной в отношении выщелачивания меди и не может догнать упущенное. Поэтому для оптимизации предложенного процесса оптимальным решением для обеспечения максимальной степени извлечения меди является модификация технологической схемы для противодействия избыточному количеству кислоты при выщелачивании. Ограничение стадии подсушивания следует рассматривать лишь как крайнюю меру.The importance of this example is that although it has been shown that it is possible to change the copper leaching in the drying step by reducing the amount of acid or moisture (as in this case), the leaching phase is not as effective in terms of copper leaching and cannot catch up. Therefore, to optimize the proposed process, the optimal solution to ensure the maximum degree of copper recovery is to modify the technological scheme to counteract the excess amount of acid during leaching. Limiting the drying step should only be considered as a last resort. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ регулирования кислотного баланса в процессе кучного выщелачивания медных руд с использованием растворов с высоким содержанием хлорида, проводимом при комнатной температуре, где концентрация хлорида составляет от 100 до 180 г/л с обеспечением того, что растворение меди на стадии окускования не ограничено кислотой для максимизации растворения меди на стадии подсушивания и, таким образом, увеличения общего извлечения меди, где указанный способ включает:1. A method for controlling the acid balance in a heap leaching of copper ores using high chloride solutions, conducted at room temperature, where the chloride concentration is from 100 to 180 g/l, ensuring that the dissolution of copper in the agglomeration step is not limited by acid for maximizing the dissolution of copper in the drying step and thus increasing the overall recovery of copper, where the specified method includes: a) стадию окускования, на которой объединяют кислоту и технологические растворы с рудой перед укладкой с образованием кучи;a) a agglomeration stage, which combines acid and process solutions with ore prior to stacking to form a pile; b) этап аэрированного, но без орошения подсушивания для выщелачивания части меди в руде в указанной куче, где растворение меди на стадии подсушивания составляет по меньшей мере 30%;b) an aerated but non-irrigated drying step to leach out a portion of the copper in the ore in said heap, wherein the copper dissolution in the drying step is at least 30%; c) этап выщелачивания орошением, в ходе которого выщелачивают остальные медные минералы и извлекают медь из продуктивного раствора выщелачивания на стадии экстракции растворителем с последующей стадией электролитического выделения, при этом общее растворение меди на этапе подсушивания и на этапе выщелачивания орошением составляет более 40% и при этом указанная куча содержит множество секций кучи, в которых избыточное содержание кислоты на этапе выщелачивания орошением уменьшают посредством пропускания выщелачивающего раствора через секции кучи в противоположном направлении относительно загрузки руды в секции кучи и относительно удаления указанной руды из секций кучи, что обеспечивает увеличение расхода кислоты на растворение минералов пустой породы пропорционально количеству орошаемых секций кучи, и концентрация кислоты в продуктивном растворе выщелачивания, который поступает на стадию экстракции растворителем, составляет менее 10 г/л для обеспечения эффективного извлечения меди из продуктивного раствора выщелачивания на стадии экстракции растворителем.c) a flash leach step that leaches the rest of the copper minerals and recovers copper from the leach product in a solvent extraction step followed by an electrowinning step, wherein the total copper dissolution in the drying step and the spray leach step is greater than 40% and said heap contains a plurality of heap sections, in which the excess acid content in the irrigation leaching step is reduced by passing the leaching solution through the heap sections in the opposite direction relative to the loading of ore in the heap section and relative to the removal of said ore from the heap sections, which provides an increase in the consumption of acid for the dissolution of minerals waste rock is proportional to the number of irrigated sections of the heap, and the acid concentration in the productive leaching solution that enters the solvent extraction stage is less than 10 g/l to ensure efficient recovery of copper from the ductive leaching solution in the solvent extraction step. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация кислоты в продуктивном растворе выщелачивания составляет менее 7 г/л.2. The method according to claim 1, characterized in that the acid concentration in the productive leaching solution is less than 7 g/l. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация кислоты в продуктивном растворе выщелачивания составляет менее 2 г/л.3. The method according to claim 1, characterized in that the acid concentration in the productive leaching solution is less than 2 g/l. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что рафинат, образующийся во время стадии экстракции растворителем, имеет содержание меди менее 1 г/л.4. Process according to claim 1, characterized in that the raffinate formed during the solvent extraction step has a copper content of less than 1 g/l. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что указанное содержание меди составляет менее 0,5 г/л.5. Method according to claim 4, characterized in that said copper content is less than 0.5 g/l. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения этапа выщелачивания орошением осуществляют промывание кучи.6. The method according to claim 1, characterized in that after completion of the stage of leaching by irrigation, washing of the heap is carried out. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество кислоты, добавляемой в процесс, рассчитывают по количеству кислоты, расходуемой минералами пустой породы, и по количеству кислоты, необходимой для выщелачивания медных минералов.7. The method of claim 1, wherein the amount of acid added to the process is calculated from the amount of acid consumed by the gangue minerals and from the amount of acid needed to leach the copper minerals. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптимальное количество кислоты, добавленной в процесс, определяют по содержанию кислоторастворимых минералов пустой породы и медных минералов в руде.8. The method according to claim 1, characterized in that the optimal amount of acid added to the process is determined by the content of acid-soluble gangue minerals and copper minerals in the ore. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что кислоту, необходимую для оптимального выщелачивания меди, добавляют в руду на стадии окускования.9. The method according to claim 7, characterized in that the acid necessary for optimal leaching of copper is added to the ore at the stage of agglomeration. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что добавление кислоты в раствор рафината, который используют для орошения кучи, осуществляют для компенсации расхода кислоты на выщелачивание минералов на этапе выщелачивания орошением.10. The method according to claim 7, characterized in that the addition of acid to the raffinate solution used to irrigate the heap is carried out to compensate for the consumption of acid for leaching minerals in the stage of leaching by irrigation. 11. Способ по п.8, отличающийся тем, что первый продуктивный раствор выщелачивания, собранный при первоначальном орошении кучи после этапа подсушивания, добавляют в руду во время стадии окускования для использования кислоты в первом продуктивном растворе выщелачивания на последующем этапе подсушивания.11. The method of claim 8, wherein the first leach solution collected during the initial irrigation of the heap after the drying step is added to the ore during the agglomeration step to utilize the acid in the first leach solution in a subsequent drying step. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что количество кислоты, добавленной в руду во время стадии окускования, определяют по расходу на растворение медных минералов и минералов пустой породы на этапе подсушивания.12. The method according to claim 8, characterized in that the amount of acid added to the ore during the agglomeration step is determined by the consumption for dissolving copper minerals and gangue minerals during the drying step. --
EA202091401 2017-12-21 2018-12-20 ACID BALANCE IN CHLORIDE HEAP LEACHING EA041234B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA2017/08731 2017-12-21
ZA2018/00345 2018-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA041234B1 true EA041234B1 (en) 2022-09-28

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2928524C (en) Heap leaching of copper
JP7206466B2 (en) Acid balance in chloride heap leaching
EP2307582A1 (en) Process for controlled homogeneous acid leaching
AU2002317121B2 (en) Heap bioleaching process for the extraction of zinc
Romero-García et al. Valorisation of a flotation tailing by bioleaching and brine leaching, fostering environmental protection and sustainable development
AU2002317121A1 (en) Heap bioleaching process for the extraction of zinc
US7455715B2 (en) Heap bioleaching process for the extraction of zinc
EA041234B1 (en) ACID BALANCE IN CHLORIDE HEAP LEACHING
CN103298957A (en) Heap leaching of manganese-containing ores
Mishra et al. Uranium processing
Fuls et al. Evaluation of processing options for the treatment of zinc sulphide concentrates at Skorpion Zinc
AU2018392981B2 (en) Water balance in a chloride heap leach
Dlamini A techno-economic comparison of three process routes for the treatment of Gamsberg zinc ore
Van Wyk Flowsheet development and comparison for the recovery of precious metals from Cyanide Leach Solutions
EA041170B1 (en) WATER BALANCE IN CHLORIDE HEAP LEACHING
Grewal Oxidative pressure leaching of chalcocite in sulphuric acid
Barriga Seawater Leaching of Copper Oxides at Marcobre
AU2003265736A1 (en) Hydrometallurgical processing of manganese containing materials