ES2301557T3 - Metodo para la recuperacion de cobre a partir de menas sulfurosas utilizando lixiviacion a alta presion y temperatura, extraccion mediante disolventes y extraccion electrolitica. - Google Patents

Metodo para la recuperacion de cobre a partir de menas sulfurosas utilizando lixiviacion a alta presion y temperatura, extraccion mediante disolventes y extraccion electrolitica. Download PDF

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Abstract

Un proceso de recuperación de cobre comprendiendo los pasos de: a) proporcionar (200) un material que contenga sulfuro de cobre; b) desmenuzar (202) dicho material que contiene sulfuro de cobre para obtener un material desmenuzado que contenga sulfuro de cobre en forma de lodos; c) someter dichos lodos a una flotación (208) para separar los materiales que contienen sulfuro de cobre y formar (210) un material concentrado que contiene sulfuro de cobre; d) lixiviación a presión (220) de dicho material concentrado que contiene sulfuro de cobre, a una temperatura en la gama de 210ºC a 235ºC en una atmósfera que contenga oxígeno, en una vasija de presión sellada de lixiviación agitada de compartimientos múltiples, para formar un lodo de producto; e) separar (228) dicho lodo de producto en una solución que contiene cobre y un residuo (280) que contiene sólidos; f) ajustar el valor pH de dicha solución que contiene el cobre a un valor pH inferior a 2,2 mediante ajuste químico (232) y combinando dicha solución que contiene cobre con una solución de dilución de aporte (250) para obtener una solución que contiene cobre con pH ajustado, donde la proporción entre dicha solución que contiene el cobre y dicha solución de dilución de aporte está en la gama entre 1:4 a 1:8; g) extracción mediante disolvente (252) y extracción electrolítica (254) de dicha solución de pH ajustado que contiene el cobre para obtener una solución refinada (260) y un cátodo de cobre; h) aplicar dicha solución de refinado que contiene el ácido a una operación de lixiviación en montón (262).

Description

Método para la recuperación de cobre a partir de menas sulfurosas utilizando lixiviación a alta presión y temperatura, extracción mediante disolventes y extracción electrolítica.
Campo de la invención
La presente invención se refiere de forma general a un proceso para la recuperación de cobre y otros metales valiosos partiendo de materiales que contengan metales y más específicamente a un proceso para la recuperación de cobre y otros metales valiosos a partir de materiales que contengan metal, utilizando procesos de lixiviación a alta presión y temperatura.
Antecedentes de la invención
La fusión es uno de los métodos empleados para la recuperación de un metal, tal como cobre, a partir de un material de sulfuro que contenga el metal. Ahora bien, debido al elevado coste de la fusión los minerales de sulfuro de cobre en un cuerpo de una mena, primero se concentran mediante técnicas de flotación para proporcionar un volumen más pequeño para la fusión. El concentrado se envía entonces a un pote de fusión que procesa el concentrado por vía pirometalúrgica a altas temperaturas para formar un producto crudo de cobre que a continuación se refina para obtener un metal de alta pureza.
La recuperación de cobre a partir de concentrados de sulfuro de cobre utilizando lixiviación a presión ha resultado ser una alternativa a la fusión potencialmente atractiva económicamente. Las operaciones de lixiviación a presión generalmente producen menos emisiones fugitivas que las operaciones de fusión, y por lo tanto se pueden conseguir beneficios ambientales. Además, los circuitos de lixiviación a presión se pueden construir más económicamente en el sitio en un concentrador, eliminando el gasto asociado al transporte de concentrado que puedan requerir las operaciones de fusión. Además, cualquier ácido producido como subproducto en el circuito de lixiviación a presión puede ser utilizado en operaciones adyacentes de lixiviación en montón, compensando así parte de los costes asociados al ácido comprado.
El mecanismo mediante el cual el proceso de lixiviación a presión efectúa la liberación del cobre de las matrices de mineral de sulfuro, tales como calcopirita, depende en general de la temperatura, de la disponibilidad de oxígeno y de la química del proceso. En los procesos de lixiviación a alta temperatura y presión, es decir procesos de lixiviación a presión que trabajen por encima de 215ºC, se cree que la reacción de oxidación dominante es la siguiente:
(1)4CuFeS_{2} + 4H_{2}O + 17^{o}{}_{2} \longrightarrow 4CuSO_{4} + 2Fe_{2}O_{3} + 4H_{2}O_{4}
Si hay presente suficiente oxígeno en la vasija del proceso, la conversión de hierro en hematita (Fe_{2}O_{3}) será generalmente incompleta, dando lugar a la formación de sulfato ferroso que es un subproducto de reacción indeseable.
En la lixiviación a alta presión y temperatura, el sulfuro contenido en el material que contiene el metal (p.e. el concentrado) se convierte normalmente en sulfato. En combinación con tales operaciones de procesado de lixiviación a presión el cobre se recupera normalmente de la solución mediante técnicas de extracción por disolvente y técnicas de extracción electrolítica para proporcionar un producto de cobre catódico de alta pureza.
En la extracción mediante disolventes (o extracción por solución o intercambio de iones líquidos, tal como se denomina algunas veces), la lejía nueva adicionada se mezcla normalmente con un disolvente orgánico (es decir un extractante), que elimina de modo selectivo el cobre de la lejía nueva adicionada. El extractante cargado de cobre se mezcla entonces con una solución acuosa de ácido que separa el cobre del extractante produciendo un flujo de solución adecuado para la extracción electrolítica: este flujo de solución resultante presenta una alta concentración de cobre y es relativamente puro y se procesa normalmente para obtener cobre catódico de alta calidad en un circuito de extracción electrolítica.
En general la extracción electrolítica del cobre consiste en la deposición electrolítica (denominada a veces "chapado") del cobre sobre un cátodo, y la producción de oxigeno en un ánodo. En un diseño sencillo de un ejemplo de unidad de extracción electrolítica, un conjunto de cátodos y ánodos se colocan en una cámara de reacción que contiene el electrolito que contiene cobre. Cuando se aplica corriente a la unidad, los iones cobre se reducen sobre el cátodo (es decir se chapan). El chapado del cobre tiene lugar normalmente sobre láminas iniciadoras de cobre o trozos de acero inoxidable. Los ánodos son cuasi-inertes en el electrolito y proporcionan una superficie para la producción de oxígeno. Las planchas de cobre producidas en la unidad de extracción electrolítica pueden tener una pureza superior al 99,99%.
La depuración del cobre procedente de la lejía nueva adicionada, mediante extracción por disolvente ha resultado ser un medio satisfactorio de obtener una solución de cobre concentrado, adecuada para la extracción electrolítica de cobre metálico de alta pureza. Ahora bien, las enseñanzas del arte anterior sugieren la importancia que tiene asegurarse de que la concentración de ácido de la lejía nueva adicionada se controle adecuadamente; a menudo mediante neutralización, tal como mediante el uso de cal o de una mena que consuma ácido.
Otros han reconocido que el uso de cal para neutralizar el ácido de la solución no solamente aumenta los costes de explotación debido al consumo de cal sino también puede dar lugar a la formación de unos fangos de pulpa de baja densidad, tendiendo de este modo a que sea más difícil recuperar el cobre de esos fangos. Como respuesta, Placer Dome, Inc. de Vancouver, Columbia Británica, Canadá, ya propuesto por ejemplo en las Patentes US N^{os} 5.698.170 y 5.895.633 métodos para recuperar el cobre de materiales que contengan cobre, especialmente cobre procedente de sulfuros de cobre tales como calcopiritas, donde una solución que contiene cobre y que contenga un ácido se contacta, es decir se diluye, con un diluyente acuoso que contenga no más de aproximadamente 5 g/l de ácido para obtener una solución diluida que contiene cobre, con una concentración de ácido entre aproximadamente 2 a aproximadamente 8 g/l, antes de la fase de extracción del cobre mediante disolvente de la solución diluida que contiene el cobre. En sus Patentes, Placer Dome requiere el uso importante de una solución de dilución para reducir los niveles de ácido en la solución que contiene el cobre, lo suficiente para alcanzar unas condiciones de equilibrio favorables durante la extracción mediante disolvente, técnica que Placer Dome sugiere que reduce de forma importante las pérdidas de cobre con relación a numerosos procesos existentes en los cuales se emplea la neutralización del ácido en la solución antes de la extracción mediante disolvente.
Para conseguir estos resultados, Placer Dome enseña que las gamas deseadas de concentración de ácido se pueden obtener cuando se pone en contacto una cantidad suficiente de solución diluyente con la solución que contiene el cobre, para obtener la solución diluida que contiene cobre. Específicamente, Placer Dome enseña que la relación del volumen de la solución que contiene el cobre respecto al volumen de la solución diluyente debe estar en una gama entre aproximadamente 1:10 hasta aproximadamente 1:500. De este modo, el ácido generado durante la lixivación a presión
se neutraliza después y preferentemente no antes de la extracción mediante disolvente y de la extracción electrolítica.
Mientras que el proceso patentado de Placer Dome puede utilizarse en numerosas situaciones, en cambio en aquellos casos en que sea deseable reducir los costes de explotación y/o si la mena que contiene el metal en un emplazamiento determinado no garantiza esas condiciones, sería deseable obtener una alta recuperación de metal en procesos en los que no se requiere tal dilución.
Resumen de la invención
Aunque más adelante se describe con mayor detalle la forma en que la presente invención proporciona estas ventajas respecto al arte anterior, en general se mejora el proceso de recuperación de cobre y de otros metales valiosos desde un material que contenga el metal, de acuerdo con diversos aspectos de la presente invención, por el hecho de que la solución de lixiviación a presión no tiene que estar diluida de forma importante antes de que se recupere el cobre y/o otros metales valiosos, por ejemplo mediante extracción mediante disolvente, extracción electrolítica u otros procesos. De este modo se pueden reducir los costes de inversión y de explotación sin sacrificar la extracción de cobre o de otros metales.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención un proceso para la recuperación del cobre procedente de un material que contenga cobre incluye de forma general los pasos de: (i) proporcionar un caudal de alimentación que contenga material que contenga cobre; (ii) lixiviación a presión del caudal de alimentación que contiene cobre para obtener una solución que contiene cobre; y (iii) recuperar cobre catódico de la solución que contiene cobre utilizando extracción mediante disolvente y extracción electrolítica, sin diluir de forma importante la solución que contiene el cobre. En general los procesos de recuperación conformes a la presente invención permiten una recuperación mayor de cobre, por ejemplo superior al 98%, dando al mismo tiempo otros beneficios importantes.
Breve descripción del dibujo
El objeto de la presente invención se señala especialmente y se reivindica claramente en la parte concluyente de la especificación. No obstante se puede conseguir un entendimiento más completo de la presente invención haciendo referencia a la descripción detallada y a las reivindicaciones, considerándolas en combinación con las figuras del dibujo, donde números iguales indican elementos iguales, y en las cuales
la Fig. 1 ilustra un diagrama de flujo general del proceso de recuperación de metal, un esquema general de la presente invención;
la Fig. 2A ilustra un diagrama de flujo más detallado de un proceso de recuperación de metal conforme a los pasos a) al c) de la presente invención; y
la Fig. 2B ilustra otros aspectos del proceso de recuperación del metal de la Fig. 2A, abarcando los pasos f) al h) de la presente invención.
Descripción detallada de ejemplos de realización de la invención
La presente invención presenta avances importantes respecto a procesos del arte anterior, especialmente con respecto a las proporciones de recuperación de metal y ventajas de coste del proceso. Además, los procesos de recuperación de metal existentes que utilizan una secuencia de proceso convencional de lixiviación atmosférica o a presión/extracción mediante disolvente/extracción electrolítica, se pueden reacondicionar en muchos casos con facilidad para explotar las numerosas ventajas comerciales que proporciona la presente invención.
Haciendo referencia a la Fig. 1, un material 102 que contiene el metal se dispone para su procesamiento de acuerdo con el proceso de recuperación de metal 100. El material que contiene un metal 102 puede ser una mena, un concentrado o cualquier otro material del cual se puede recuperar metal valioso. De los materiales que contienen metal se pueden recuperar metales valiosos tales como por ejemplo cobre, oro, plata, zinc, metales del grupo del platino, níquel, cobalto, molibdeno, renio, uranio, metales de tierras raras y similares. Sin embargo la presente invención trata de la recuperación de cobre procedente de concentrados y/o menas de sulfuro de cobre, tales como por ejemplo calcopirita (CuFeS_{2}), chalcocita (Cu_{2}S), bornita (C_{5}FeS_{4}) y covellita (CuS). Por lo tanto, el material 102 que contiene metal es en particular una mena o concentrado de cobre, y más particularmente una mena o concentrado de sulfuro de cobre.
El material 102 que contiene el metal ser puede preparar para el proceso de recuperación de metal de cualquier modo que permita que las condiciones del material 102 que contiene el metal, tales como por ejemplo su composición y la concentración de componentes, sea adecuada para el método de procesado elegido, y esas condiciones pueden afectar la eficacia y rendimiento general de las operaciones de procesado. Los parámetros deseados de composición y concentración de componentes se pueden conseguir mediante una diversidad de fases de procesado químico y/o físico, cuya elección dependerá de los parámetros de trabajo del esquema de procesado elegido, del coste de los equipos y de las especificaciones del material. Por ejemplo, tal como se trata más adelante con algún detalle, el material 102 que contiene el metal puede someterse a desmenuzado, flotación, mezclado y/o formación de lodos, así como acondicionamiento químico y/o físico.
Siguiendo haciendo referencia a la Fig. 1, una vez que el material 102 que contiene el metal ha sido preparado adecuadamente, el material que contiene el metal se somete a un procesamiento reactivo (fase 104) para poner un metal o metales valiosos en el material 102 que contiene el metal en un estado tal que se pueda someter a los siguientes pasos de recuperación del metal, concretamente al paso de recuperación de metal 106. Por ejemplo, procesos especialmente adecuados incluyen procesos reactivos que tienden a liberar el o los metales valiosos en el material 102 que contiene el metal, del material 102 que contiene el metal. De acuerdo con el esquema general del presente invento, el paso de procesado 104 comprende lixiviación a presión, en particular lixiviación a alta presión y temperatura. Tal como se utiliza aquí el término de "lixiviación a presión" se refiere a un proceso de recuperación de metal en el cual el material se pone en contacto con una solución ácida y oxígeno en condiciones de alta temperatura y presión.
Tal como se ha indicado brevemente con anterioridad, los procesos de lixiviación a presión dependen en general, entre otras cosas, de la temperatura, de la disponibilidad de oxígeno y de la química del proceso. Mientras que para cada uno se pueden utilizar diversos parámetros, de acuerdo con la presente invención la temperatura durante la lixiviación a presión se mantiene dentro de la gama de 210ºC a 235ºC.
Para mantener la temperatura dentro de esta gama deseada, se puede emplear un líquido de refrigeración. Tal como se apreciará, la lixiviación a presión de numerosos sulfuros metálicos tiende a ser una reacción exotérmica, y el calor generado es generalmente superior al que se requiere para calentar los lodos de alimentación a la temperatura de trabajo deseada. El exceso de calor se puede eliminar manteniendo la temperatura de trabajo deseada, poniendo liquido de refrigeración en contacto con el lodo alimentado a la vasija del reactor. El líquido de refrigeración puede ser fase liquida reciclada procedente de los lodos del producto, solución neutralizada de refinado, agua de aportación fresca o mezclas de éstos, o bien puede ser proporcionado por cualquier otra fuente. La cantidad de líquido de refrigeración añadida durante la lixiviación a presión variará según la cantidad de sulfuros minerales que reaccionen (y por lo tanto el calor generado por la reacción de lixiviación a presión).
La duración de la lixiviación a presión en cualquier aplicación determinada depende de una serie de factores, incluidas por ejemplo las características del material que contiene el metal y la presión y temperatura del proceso de lixiviación a presión. De acuerdo con diversos aspectos de la presente invención, la duración de la lixiviación a presión abarca preferentemente gamas desde aproximadamente menos de una 1 hasta unas 3 horas, y se encuentra óptimamente en el orden de aproximadamente cuarenta y cinco (45) a noventa (90) minutos. Aunque se puede utilizar para la lixiviación a presión cualquier vasija de reactor, se emplea preferentemente una vasija de lixiviación a presión agitada de compartimientos múltiples.
De acuerdo con el esquema general de la presente invención, el paso de procesado 104 mediante la lixiviación a presión del material 104 que contiene el metal produce un producto de lodo con un contenido relativamente alto de ácido y metales, y está caracterizado por una alta recuperación de metal (por ejemplo cobre) a través del paso de recuperación de metal 106. Por ejemplo, generalmente se pueden recuperar mediante la oxidación a presión, utilizando las condiciones antes descritas, no menos de aproximadamente el 98% del metal (por ejemplo cobre) en la calcopirita preferida y en otros sulfuros de cobre.
A diferencia de los procesos del arte anterior, tal como por ejemplo el antes mencionado proceso Placer Dome, en el que se combinan cantidades importantes de solución diluyente con el licor de la lixiviación a presión para reducir la concentración de ácido, en cambio de acuerdo con la presente invención se utilizan unas proporciones de dilución relativamente bajas. La dilución se conduce de tal modo que la relación de dilución esté en el orden de entre 1:4 y 1:8 entre la solución que contiene el metal y la solución de aporte.
Siguiendo haciendo referencia a la Fig. 1, de acuerdo con el esquema general de la presente invención el paso de recuperación de metal 106 comprende preferentemente extracción convencional mediante disolvente y extracción elec-
trolítica (SX/EW). No obstante debe tenerse en cuenta que se pueden utilizar otros procesos de recuperación del metal.
Mientras que el paso 106 de recuperación del metal comprende SX/EX, este procesado se conduce preferentemente de modo convencional. Como tal, se deben emplear reactivos de extracción adecuados. Estos reactivos de extracción incluyen preferentemente aldoxima, mezclas de aldoxima/quetoxima y/o aldoximas modificadas. Por ejemplo los reactivos especialmente preferidos para la extracción mediante disolvente incluyen reactivos LIX, tales como por ejemplo LIX 622N, que comprende una mezcla de 5-dodecilsalicilaldoxima e iridecanol en un diluyente de hidrocarburo de alto punto de inflamación, disponible de Cognis Corporation; LIX 984 también disponible de Cognis Corporation, que es una mezcla de 5-dodecilsalicilaldoxima y 2-hidroxi-5- nonilacetofenonoexima en un diluyente de hidrocarburo de alto punto de inflamación, o M-5774, disponible de Avecia, un reactivo para la extracción por disolvente Acorga^{TM}, que comprende una aldoxima modificada (5-nonilsalicilaldoxima). Sin embargo se pueden emplear también otros reactivos adecuados para la extracción mediante disolvente.
Tal como se apreciará por la descripción siguiente, el proceso de recuperación de metal 100 permite obtener diversas ventajas sobre los procesos de recuperación en los que se requiere una dilución más importante. Por ejemplo, utilizando unas relaciones de dilución relativamente bajas, se pueden obtener potencialmente unos costes de explotación más bajos, principalmente debido al menor volumen de los fluidos que se han de manejar con el proceso de recuperación de metal 100.
Haciendo ahora referencia a las Figs. 2A y 2B, se ilustra la presente invención con mayor detalle. De acuerdo con la invención, un material que contiene el metal 200, en particular un metal que contiene cobre, se desmenuza en el paso 202 para formar un material desmenuzado 204. El material 200 que contiene el metal comprende en particular un material que contiene sulfuro de cobre.
El material desmenuzado 200 se somete preferentemente a flotación con espuma (paso 208) para separar los materiales que contienen el sulfuro de cobre de los minerales de ganga. Se obtiene el concentrado de flotación, es decir el material 210 concentrado que contiene el sulfuro de cobre, que contiene cobre y otros metales.
Para obtener una distribución de tamaños deseada para la lixiviación a presión puede ser necesaria una desmenuzación adicional del material 210 concentrado que contiene el sulfuro de cobre. Tal como se apreciará, al aumentar el grado de finura del material 210 se tiende a aumentar la velocidad de reacción durante la lixiviación a presión, y por lo tanto puede permitir el uso de unos aparatos de lixiviación a presión más pequeños y más económicos. En consecuencia, el material 210 tiene un tamaño de partículas de aproximadamente un 80% que pasa a menos de aproximadamente 150 \mum, más preferentemente menos de aproximadamente 100 \mum y óptimamente entre aproximadamente 30 y aproximadamente 70 \mum. En algunos casos y con el fin de obtener el tamaño de partículas óptimo o para dejar al descubierto superficies frescas o abrir terrones, se puede emplear una fase 212 de retriturado. Durante el paso de retriturado 212 se puede añadir al concentrado de flotación 210 una solución (por ejemplo lodos de alimentación 206 u otros), para facilitar el proceso de triturado. Se forma entonces un lodo de producto 214, preferentemente con la adición de por ejemplo ácido sulfúrico, dispersantes y similares, antes de la lixiviación a alta presión y temperatura (paso 220). El lodo de producto 214 tiene preferentemente menos de aproximadamente un 50% en peso de sólidos.
El lodo de producto 214 se somete a continuación a lixiviación a alta presión y temperatura (paso 220), a una temperatura en la gama de 210ºC a 235ºC, en una vasija sellada de lixiviación a presión, agitada y de compartimientos múltiples, con una sobrepresión de oxígeno de por lo menos aproximadamente 483 kPa (70 psig) durante aproximadamente 1-3 horas. Durante el paso de lixiviación a presión 220 se añade preferentemente de modo continuo oxígeno a la vasija de lixiviación a presión para mantener una sobrepresión de oxígeno óptima para la continuación de las reacciones químicas deseadas. Es decir, se inyecta adecuadamente suficiente oxígeno para mantener preferentemente una presión parcial de oxígeno en la vasija de lixiviación a presión entre aproximadamente 414 kPa hasta aproximadamente 1034 kPa (aproximadamente 50 a aproximadamente 300 psig) y superior, preferentemente en la gama de aproximadamente 345 kPa hasta aproximadamente 2068 kPa (aproximadamente 60 a aproximadamente 150 psig). La presión total en la vasija sellada de lixiviación a presión es superatmosférica, y puede estar en una gama desde aproximadamente 2068 hasta aproximadamente 5171 kPa (aproximadamente 300 hasta aproximadamente 750 psig), y está preferentemente en la gama desde aproximadamente 2758 hasta aproximadamente 4137 kPa (aproximadamente 400 hasta aproximadamente 600 psig). El fango de producto 222 se obtiene de ahí de modo convencional.
El lodo de producto 222 se puede someter a evaporación rápida (paso 224) para descargar la presión y enfriar por evaporación el lodo de producto 222, mediante el escape de vapor con el fin de formar un lodo de producto 226 de producto de evaporación rápida. El lodo de producto de evaporación rápida 226 tiene después preferentemente una temperatura en una gama desde aproximadamente 85ºC hasta aproximadamente 100ºC. La solución recuperada del vapor generado durante el paso de evaporación instantánea 224 se puede enfriar y utilizar como solución de aporte al proceso (no representado).
De acuerdo con otros aspectos de la presente invención, una vez que el lodo de producto 222 se ha sometido a la evaporación rápida atmosférica (paso 224), utilizando por ejemplo un tanque de evaporación rápida para conseguir aproximadamente condiciones ambientales de presión y temperatura, el lodo de producto de la evaporación rápida 226 se puede seguir acondicionando preparándolo para los posteriores pasos de recuperación de metales valiosos. En algunos casos puede ser ventajoso utilizar un intercambiador de calor para enfriar los lodos, de tal modo que tenga lugar la separación de las fases sólida-líquida. Preferentemente se pueden utilizar una o varias etapas de separación de fase sólida-líquida (paso 228) para separar la solución de metal solubilizado de las partículas sólidas. Esto se puede conseguir de cualquier modo convencional, incluyendo el empleo de sistemas de filtración, circuitos de decantación a contracorriente (CCD), espesadores y similares. La decisión relativa al empleo de un circuito CCD, un espesador, un filtro o cualquier otro dispositivo adecuado en un aparato de separación sólido-líquido se puede ver afectada por una diversidad de factores tales como el equilibrio de material del proceso, reglamentos medioambientales, composición de los residuos, consideraciones económicas y similares. Ahora bien, se debe apreciar que cualquier técnica de acondicionamiento de los lodos de producto 226 procedentes de la evaporación rápida, para la posterior recuperación de metales valiosos se encuentra dentro del ámbito de la presente invención. El lodo de producto 226 obtenido por evaporación rápida se somete preferentemente a una separación de fase sólida-líquida (paso 228) para obtener una solución resultante 230 de líquido que contiene la fase de cobre, así como un residuo de fase sólida 280.
El lodo de producto obtenido por evaporación rápida 228 se somete convenientemente a una separación de fase sólida-líquida (paso 228), mediante lavado por decantación a contracorriente (CCD) en múltiples etapas, en espesadores.
Durante el paso 228 se puede añadir, según se desee, una solución de lavado y un floculante adecuado. De acuerdo con otro aspecto alternativo de esta realización de la presente invención el lodo de producto obtenido por evaporación rápida 226 se puede espesar en un espesador primario para recuperar aproximadamente un 96% o más del cobre soluble en una lejía nueva añadida de alto grado. En este caso, el sedimento del espesador primario pasa a un circuito de lavado CCD de etapas múltiples, pudiendo añadirse según necesidad una solución de lavado y un floculante adecuado (no representados).
Haciendo ahora referencia a la Fig. 2B y con el fin de optimizar la extracción de cobre por solución, se ajusta el pH de la solución 230 que contiene el cobre procedente del paso 228 de separación de fase sólida-líquida, de acuerdo con la presente invención, a un valor pH inferior a 2,2, preferentemente a un pH de aproximadamente 1 a aproximadamente 2,2, más preferentemente a un pH de aproximadamente 1,2 hasta aproximadamente 2,0, y aún más preferentemente a un pH de 1,4 a aproximadamente 1,8. Este ajuste se puede conseguir de múltiples maneras. De acuerdo con la presente invención, la solución 230 que contiene el cobre se somete a un paso 232 de ajuste químico del pH que puede ir seguido opcionalmente de otra separación sólido-líquido (paso 234) para obtener una solución final 236 que contiene el metal para la extracción mediante disolvente. En ese caso, el residuo 238 procedente del paso 234 puede ser embalsado (paso 240) o eliminado de alguna otra manera.
Y en combinación con el método antes descrito, se ajusta el pH de la solución 230 que contiene cobre por medio de dilución (paso 250). A diferencia de los métodos del arte anterior que se basan en una dilución importante, según la presente invención cuando se emplea la dilución, se utilizan unas proporciones bajas de dilución entre la solución de aporte y la solución que contiene cobre 230. El paso de dilución 250 puede conseguirse diluyendo con la solución de proceso, con agua fresca o con cualquier otro vehículo líquido, con unas proporciones de dilución entre la solución que contiene cobre y la solución de aporte, del orden de entre 1:4 a 1:8. Una vez que se haya ajustado adecuadamente el pH de la solución 230 que contiene el cobre, la recuperación del metal se consigue preferentemente mediante extracción por disolvente (paso 252), utilizando en caso de necesidad unas concentraciones relativamente altas de extractantes en el diluyente orgánico, seguido de extracción electrolítica (paso 254).
De acuerdo con la presente invención, en algunos casos la solución que contiene el cobre se puede someter directamente a la extracción electrolítica. Si las propiedades de la solución 230 lo permiten, el paso de extracción electrolítica 254 se puede realizar directamente (es decir sin someter primeramente la solución 230 a una extracción mediante disolvente).
Cuando proceda, la extracción mediante disolvente conforme a aspectos preferidos de esta realización de la presente invención se lleva a cabo antes de la extracción electrolítica, y se conduce de una forma generalmente convencional. Normalmente se eligen unas condiciones de equilibrio tales que los reactivos de extracción mediante disolvente recojan el cobre en la solución 230 que contiene el cobre. Los reactivos que contienen el cobre se someten entonces a unas condiciones más ácidas para desplazar las condiciones de equilibrio y dar lugar a que el cobre se intercambie por el ácido en una solución de extracción ácida de alto contenido ácido (no representada). Según sea necesario se pueden utilizar varios pasos del proceso para proporcionar un flujo adecuado para alimentar el proceso de extracción electrolítica y obtener un disolvente sustancialmente estéril para poder volver a ser utilizado en el proceso de extracción. Durante la extracción mediante disolvente 252, el cobre procedente de la solución 230 que contiene el cobre se puede cargar de forma selectiva sobre un agente orgánico de quelación, tal como LIX 984 o Acorga^{TM} M-5574, se disuelve en un diluyente orgánico para dar lugar a la extracción del cobre de la solución que contiene el metal, que se puede recuperar mediante extracción electrolítica convencional (paso 254) para obtener el producto metálico deseado 258. Tal como se ha mencionado anteriormente, el LIX 984 es una mezcla de 5-dodecilsalicilaldoxima y 2-hidroxi-5-nonilacetofenona oxima, en un diluyente de hidrocarburo de alto punto de inflamación, que forma complejos con varios cationes metálicos tales como Cu^{2+}. Otros disolventes reactivos de extracción se pueden utilizar de acuerdo con diversos aspectos de la presente invención. Ahora bien, esos agentes de extracción se deben elegir de modo que faciliten una extracción adecuada y las subsiguientes operaciones de depuración.
El paso 252 de extracción mediante disolvente y el paso 254 de extracción electrolítica pueden entrañar también diversas operaciones de depuración y reciclado del disolvente (no estando representadas ninguna de éstas), que se pueden llevar a cabo de forma convencional. Preferentemente se recupera no menos de aproximadamente el 98% del cobre contenido en la solución 230 que contiene el cobre, en forma de producto de cobre catódico 256, mediante la extracción por disolvente 252 y la extracción electrolítica 254.
Siguiendo haciendo referencia a la Fig. 2B, el paso 254 de extracción electrolítica se lleva a cabo también preferentemente de forma convencional para obtener un producto de cobre catódico puro 256. De acuerdo con los diversos aspectos de esta realización de la presente invención se puede obtener un producto de cobre catódico 256 de alta calidad chapado uniformemente, sin someter la solución 230 que contiene el cobre a una dilución importante antes de la extracción por disolvente. Como apreciarán los que conocen el arte, existen una diversidad de métodos y aparatos para la extracción electrolítica del cobre y de otros metales valiosos, cualquiera de los cuales se puede utilizar adecuadamente de acuerdo con esta realización de la presente invención.
La solución refinada 260 procedente del paso de extracción mediante disolvente 252 se puede utilizar de una serie de modos. Por ejemplo, la totalidad o una parte del refinado 260 se puede utilizar en operaciones de lixiviación en montón 262. De acuerdo con la presente invención, el uso del refinado 260 en las operaciones de lixiviación en montón 262 es deseable por cuanto el refinado 260 puede tener niveles de ácido superiores, y por este motivo en algunos casos puede afectar más ventajosamente las operaciones de lixiviación en montón 262. Alternativamente se puede ajustar químicamente el pH de la solución de refinado 260, tal como se indica en el paso 264, enviando el producto resultante para su embalsado (paso 266). De acuerdo con otro aspecto más de esta realización de la presente invención, la solución de refinado 260 se puede agitar en una operación del tanque de lixiviación (paso 268).
Haciendo nuevamente referencia a la Fig. 2A, si el contenido de metal de los sólidos lavados, es decir el residuo 280 procedente del paso 228 de separación sólido-líquido es suficientemente alto para asegurar un nuevo procesamiento, los metales allí contenidos se pueden recuperar por medios convencionales tales como por ejemplo mediante fusión (paso 282) o procesado establecido de recuperación de metales preciosos (paso 284). En cambio si el contenido de metales en el residuo 280 es demasiado bajo para justificar su posterior tratamiento, el residuo se puede enviar a una zona de embalsado (paso 286).
Por ejemplo, si bien a lo largo de esta descripción se ha hecho referencia principalmente a la recuperación de cobre, se pretende que la invención sea también aplicable a la recuperación de otros metales valiosos.

Claims (6)

1. Un proceso de recuperación de cobre comprendiendo los pasos de:
a)
proporcionar (200) un material que contenga sulfuro de cobre;
b)
desmenuzar (202) dicho material que contiene sulfuro de cobre para obtener un material desmenuzado que contenga sulfuro de cobre en forma de lodos;
c)
someter dichos lodos a una flotación (208) para separar los materiales que contienen sulfuro de cobre y formar (210) un material concentrado que contiene sulfuro de cobre;
d)
lixiviación a presión (220) de dicho material concentrado que contiene sulfuro de cobre, a una temperatura en la gama de 210ºC a 235ºC en una atmósfera que contenga oxígeno, en una vasija de presión sellada de lixiviación agitada de compartimientos múltiples, para formar un lodo de producto;
e)
separar (228) dicho lodo de producto en una solución que contiene cobre y un residuo (280) que contiene sólidos;
f)
ajustar el valor pH de dicha solución que contiene el cobre a un valor pH inferior a 2,2 mediante ajuste químico (232) y combinando dicha solución que contiene cobre con una solución de dilución de aporte (250) para obtener una solución que contiene cobre con pH ajustado, donde la proporción entre dicha solución que contiene el cobre y dicha solución de dilución de aporte está en la gama entre 1:4 a 1:8;
g)
extracción mediante disolvente (252) y extracción electrolítica (254) de dicha solución de pH ajustado que contiene el cobre para obtener una solución refinada (260) y un cátodo de cobre;
h)
aplicar dicha solución de refinado que contiene el ácido a una operación de lixiviación en montón (262).
2. El proceso de la reivindicación 1, comprendiendo además el paso de someter dicho residuo del paso (e) a un nuevo procesado (282).
3. El proceso de la reivindicación 2, en la que dicho paso de nuevo procesado comprende la recuperación de metales preciosos (284).
4. El proceso de la reivindicación 2, en el que dicho paso de nuevo procesado comprende el embalsado (281).
5. El proceso de la reivindicación 1, en el que en dicho paso (252) de extracción mediante disolvente, dicha solución de pH ajustado que contiene cobre se pone en contacto con un reactivo de extracción que comprende una mezcla de aldoxima/quetoxima.
6. El proceso de la reivindicación 1, en el que dicho paso de ajustar (232) el pH de dicha solución que contiene cobre comprende la combinación de dicha solución que contiene cobre con una solución de dilución de aporte para obtener una solución de pH ajustado que contiene el cobre, en la que la relación entre dicha solución que contiene el cobre a dicha solución de dilución de aporte se encuentra en la gama de entre 1:4 y 1:8, y el pH de dicha solución de pH ajustada que contiene el cobre está entre 1,4 y 1,8.
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