ES2713373T3 - Método para separar metales preciosos de minerales - Google Patents
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Abstract
Un método para separar metales preciosos de un material de partida, cuyo método comprende las etapas de a) someter el material de partida a lixiviación a presión oxidativa formando un primer residuo sólido que contiene metales preciosos y una primera disolución de lixiviado b) separar el primer residuo sólido que contiene metales preciosos de la primera disolución de lixiviado mediante separación sólido-líquido, y c) someter el primer residuo sólido que contiene metales preciosos a lixiviación atmosférica con haluro, en donde los metales preciosos se lixivian en una disolución formando una segunda disolución de lixiviado que contiene metales preciosos y un segundo residuo sólido y en donde la lixiviación atmosférica con haluro se realiza a una acidez de la disolución entre pH menor que 2,6 y una concentración de HCl de menos de 100 g/l y en las siguientes condiciones: (i) el licor de lixiviación es una disolución acuosa que contiene iones cúpricos disueltos (Cu2+), cloruro (Cl-) y bromuro (Br-), (ii) el pH está dentro de un intervalo donde el ion cúprico no precipita, (iii) el potencial de oxidación es al menos 450 mV Pt frente a Ag/AgCl, típicamente al menos 500 mV Pt frente a Ag/AgCl, más típicamente al menos 550 mV Pt frente a Ag/AgCl.
Description
DESCRIPCION
Metodo para separar metales preciosos de minerales
Campo de la invencion
La invencion se refiere a un metodo para separar metales preciosos, especialmente metales del grupo del platino (metales PGM) y opcionalmente oro (Au) y plata (Ag) de un material de partida que comprende los mismos. Ademas, los metales base se pueden separar opcionalmente mediante el mismo metodo.
Antecedentes de la invencion
La publicacion WO 00/65111 describe un metodo para recuperar un metal precioso de un material hospedador que comprende las etapas de someter el material hospedador a un procedimiento de lixiviacion a presion oxidativa, en presencia de un ion haluro constitutivo que es reactivo con el metal precioso y a una temperatura elevada de al menos 170°C para causar al menos la extraccion de una porcion del metal precioso mediante una disolucion lixiviada en forma de un complejo de cloruro que porta metales preciosos y recuperar el metal precioso de la disolucion lixiviada. Cuando el material hospedador es un material de mate fundido que incluye un metal base y un metal precioso, dicho mate se somete a un primer procedimiento de lixiviacion a presion oxidativa para recuperar considerablemente la totalidad de dicho metal base en la forma de al menos un complejo sulfato en una primera disolucion lixiviada, y posteriormente dicho material de mate se somete a un segundo procedimiento de lixiviacion a presion oxidativa en presencia de un ion haluro constitutivo.
El documento US 5.869.012 describe un procedimiento para la extraccion de zinc de una mena o producto concentrado de azufre que contiene cobre y zinc que incluye someter el producto concentrado a oxidacion a presion en presencia de oxfgeno y una disolucion de haluro acido para obtener un lodo de oxidacion a presion resultante y someter el lodo a una etapa de separacion lfquido/solido para producir un licor que contiene cobre y zinc en una disolucion.
El documento WO 99/60178 describe un procedimiento de tratamiento hidrometalurgico para extraer metales del grupo del platino de un producto concentrado en flotacion en el cual la invencion resuelve obviando el procedimiento de fusion y granulacion de mate. En lugar de ello, el producto concentrado se somete a lixiviacion a presion, tostado oxidativo o reductivo y recuperacion final por medios de absorcion de intercambio de iones. El tostado se aplica para convertir los metales del grupo del platino en una forma que se disuelve en cloruro/HCl y un lixiviado en cloruro/HCl que deja los metales del grupo del platino en disolucion.
El documento WO 2007/143807 describe una etapa de reciclaje en un procedimiento de lixiviacion a presion oxidativa para recuperar metales utilizando iones haluro, en la que una porcion de los solidos lixiviados se recicla de vuelta a la alimentacion del autoclave, para permitir dos o mas pases a traves de la etapa de lixiviacion a alta temperatura.
La patente US 5.328.669 describe un metodo para extraer metales del grupo del platino, oro y plata de menas complejas, chatarra de automoviles, menas refractarias y como ocurre naturalmente mediante lixiviacion de materiales que contienen metales preciosos con una disolucion que contiene sales de halogeno tales como ioduro y bromuro de potasio o sodio en presencia de iones amonio y oxfgeno. Los materiales y reactivos que contienen metales preciosos se cargan en una zona de reaccion mantenida a altas temperaturas y presiones para formar un lodo que contiene una disolucion de iones de metales preciosos. La disolucion de iones de metales preciosos se separa del lodo y se somete a tecnicas de recuperacion para recuperar los metales preciosos.
Adams, M. et al. Hydrometallurgical processing of Platreef flotation concentrate, Minerals Engineering 2011, Vol. 24, pag. 545 - 550, describe itinerarios de procedimiento hidrometalurgico para extraer metales del grupo del platino y metales base de productos concentrados en flotacion. El procedimiento descrito en el artfculo utiliza reactivos bastante costosos en altas concentraciones, es decir, gas Chy HCl. Las condiciones descritas en el artfculo son exigentes en varios sentidos, por ejemplo, la concentracion de acido requerida es 220 g/l, lo que exige la eliminacion de azufre antes de la lixiviacion con el fin de mantener un procedimiento economico.
El documento WO 2007/093666 describe un procedimiento para recuperar oro de residuos de lixiviacion esencialmente libres de cobre. Un metodo hidrometalurgico tradicional para recuperar metales PGM de material solido es lixiviarlo con gas C hy alta concentracion de HCl. Cuando se utiliza gas cloro el potencial de oxidacion de la disolucion es normalmente muy alto, por encima de 800 mV. El procedimiento de recuperacion de oro descrito utiliza un potencial de oxidacion de menos de 650 mV. La publicacion no menciona metales PGM.
Se ha descubierto que los metodos descritos anteriormente no son aplicables como tales a la separacion y recuperacion eficaces de metales preciosos de materiales de partida a base de minerales. En consecuencia, existe una necesidad de metodos mejorados para separar metales preciosos de varios materiales de partida a base de minerales, tales como productos concentrados minerales. Especialmente existe una necesidad de metodos mejorados en condiciones mas suaves y con reactivos menos costosos, cuyos metodos tambien se aplican de manera economica.
Breve descripcion de la invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para separar y recuperar metales preciosos de materiales de partida a base de minerales. Los objetos de la invencion se logran mediante un metodo y un aparato, que se caracterizan por lo establecido en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la invencion se describen en las reivindicaciones dependientes.
La invencion esta basada en la aplicacion de un procedimiento de lixiviacion en dos etapas que comprende una lixiviacion a presion oxidativa y una lixiviacion atmosferica con haluro para la separacion de metales preciosos. Opcionalmente, los metales base se pueden separar en el mismo procedimiento. Mas detalladamente, cuando se combina la lixiviacion a presion oxidativa con la lixiviacion atmosferica con haluro, los PGM, oro y plata pueden recuperarse con buen rendimiento con menos etapas de procedimiento y reactivos menos costosos. Por ejemplo, no es necesaria la etapa de tostado tradicional. El tostado se ha utilizado tfpicamente para eliminar el azufre, si el azufre no se elimina se disolvera en la siguiente etapa de lixiviacion cuando las condiciones de lixiviacion de PGM tradicionales se utilizan provocando un elevado consumo de reactivos caros.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion, la invencion se describira en mayor detalle por medio de las reivindicaciones preferidas en referencia a los dibujos complementarios adjuntos, en los que
La Figura 1 es un diagrama de flujo ilustrativo de una realizacion del metodo de la invencion.
La Figura 2 es un diagrama de flujo ilustrativo de otra realizacion de la invencion, que comprende como etapas precedentes fundir y lixiviar con acido atmosferica.
Descripcion detallada de la invencion
La invencion se refiere a un metodo para separar metales preciosos de un material de partida. En una realizacion de la invencion, los metales base se pueden separar en el mismo procedimiento. El metodo comprende las etapas de a) someter el material de partida a lixiviacion a presion oxidativa formando un primer residuo solido que contiene metales preciosos y una primera disolucion de lixiviado,
b) separar el primer residuo solido que contiene metales preciosos de la primera disolucion de lixiviado mediante separacion solido-lfquido, y
c) someter el primer residuo solido que contiene metales preciosos a lixiviacion atmosferica con haluro, en donde los metales preciosos se lixivian en una disolucion formando una segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos y un segundo residuo solido. En el metodo la lixiviacion atmosferica con haluro a una acidez de la disolucion entre pH menor que 2,6 y concentracion de HCl de menos de 100 g/l y en las siguientes condiciones:
(i) el licor de lixiviacion es una disolucion acuosa que contiene iones cupricos (Cu2+) disueltos, cloruro (Cl-) y bromuro (Br),
(ii) el pH esta dentro de un intervalo en el que el ion cubico no precipita,
(iii) el potencial de oxidacion es al menos 450 mV Pt frente a Ag/AgCl, tfpicamente al menos 500 mV Pt frente a Ag/AgCl, mas tfpicamente al menos 550 mV Pt frente a Ag/AgCl.
De acuerdo con una realizacion de la invencion la etapa b) se lleva a cabo directamente tras la etapa a) y la etapa c) se lleva a cabo directamente tras la etapa b). De acuerdo con una realizacion de la invencion la realizacion de las etapas directamente unas tras otras significa que no son necesarias otras etapas de procedimiento que impliquen llevar a cabo reacciones para la disolucion de los minerales entre las etapas a), b) y c). Un ejemplo tfpico de tal etapa de procedimiento es por ejemplo el tostado.
De acuerdo con una realizacion de la invencion el metodo consiste en las etapas a), b) y c) mencionadas anteriormente.
En el contexto de la presente invencion, los metales preciosos tfpicamente comprenden metales del grupo del platino (metales PGM). Tambien se pueden separar con el siguiente metodo oro (Au) y plata (Ag).
En una realizacion de la invencion, los metales preciosos comprenden metales PGM.
En el contexto de la presente invencion, los metales PGM pueden comprender cualquier metal PGM seleccionado entre platino (Pt), paladio (Pd), rodio (Rh), iridio (Ir), osmio (Os), rutenio (Ru), especialmente uno o mas de Pt, Pd y Rh. En el contexto de la presente invencion, los metales base pueden comprender cualquier metal base seleccionado entre cobre (Cu), plomo (Pb), mquel (Ni), zinc (Zn), hierro (Fe) y cobalto (Co), especialmente Cu, Co y Ni.
Material de partida
El material de partida para el metodo puede ser cualquier producto concentrado mineral que contiene metales preciosos, tipicamente metales PGM y Au y Ag, especialmente un producto concentrado mineral que contiene metales PGM. El material de partida tambien se puede seleccionar de residuos de lixiviacion que contienen metales preciosos, tipicamente metales PGM y Au y Ag, especialmente residuos de lixiviacion que contienen metales PGM.
Especialmente, el material de partida se puede seleccionar entre productos concentrados mquel-cobre, productos concentrados de PGM, productos concentrados de cobre y productos concentrados de mquel. El material de partida tambien se puede seleccionar entre residuos de lixiviacion obtenidos de la lixiviacion de productos concentrados mquelcobre, productos concentrados de PGM, productos concentrados de cobre y productos concentrados de mquel.
En una realizacion de la invencion, el material de partida puede ser un producto obtenido de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre. Dicho producto puede ser un mate obtenido directamente de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre, llevandose a cabo la fusion en un horno instantaneo o un horno electrico. Dicho producto puede ser tambien un mate sometido a un tratamiento adicional, tal como un producto de lixiviacion obtenido de lixiviacion atmosferica con acido de dicho mate. El material de partida para el procedimiento de la invencion puede ser el producto lixiviado como tal (sin separacion solido/lfquido) o un residuo de lixiviacion obtenido de la lixiviacion (residuo de lixiviacion solido obtenido de la separacion solido/lfquido del producto de lixiviacion).
El material que porta mquel y/o cobre sometido anteriormente a fusion se puede seleccionar entre cualquier producto concentrado que contiene mquel, cobre, metales PGM, Au y Ag, especialmente productos concentrados minerales que contienen mquel, cobre y metales PGM. Especialmente, el material que porta mquel y/o cobre se puede seleccionar entre productos concentrados de mquel-cobre, productos concentrados de PGM, productos concentrados de cobre y productos concentrados de mquel.
La fusion del material que porta mquel y/o cobre se lleva a cabo tipicamente en un horno instantaneo para obtener un mate y una escoria. El mate se somete a molienda, tras lo cual se introduce en lixiviacion atmosferica con acido. La escoria se puede someter a limpieza en un horno electrico, produciendo un mate limpio y una escoria adicional. El mate limpio tambien se somete a molienda y a continuacion a lixiviacion atmosferica con acido. Un acido tfpico utilizado en la lixiviacion con acido es el acido sulfurico.
Metodo
En la primera etapa de lixiviacion a), el material de partida se somete a lixiviacion a presion oxidativa formando un primer residuo solido que contiene metales preciosos y una primera disolucion de lixiviado. La lixiviacion a presion oxidativa se lleva a cabo tfpicamente en presencia de una concentracion de acido de hasta 100 g/l. El acido se puede seleccionar entre acido sulfurico, por ejemplo.
La lixiviacion a presion oxidativa se lleva a cabo tfpicamente a una temperatura de 120 - 240°C, preferiblemente 200 - 220°C para los productos concentrados minerales definidos anteriormente y 140 - 190°C para los productos obtenidos de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre.
La presion aplicada en la lixiviacion a presion oxidativa esta, por normal general en el intervalo de 0,8 - 3 MPa (8 - 30 bares), preferiblemente 2,4 -2 ,8 MPa (24 - 28 bares) para los productos concentrados minerales y 1,1 - 1,8 MPa (11 - 18 bares) para los productos obtenidos de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre. La lixiviacion se lleva a cabo tfpicamente en un autoclave.
Ademas, la lixiviacion a presion oxidativa requiere una fuente de oxidacion, que se puede seleccionar entre oxfgeno, aire enriquecido con oxfgeno, aire o peroxido de hidrogeno. La sobrepresion parcial de oxfgeno puede estar en el intervalo de 0,4 - 0,8 MPa (4 a 8 bares), por ejemplo, aproximadamente 0,6 MPa (6 bares).
La lixiviacion a presion oxidativa puede ir seguida de una fase de curado en caliente, en donde la temperatura disminuye a un intervalo de 85 a 95°C, preferiblemente aproximadamente 90°C.
En la etapa de lixiviacion a presion oxidativa a), los metales base (tales como cobre, cobalto y mquel) son lixiviados en una disolucion formando una primera disolucion de lixiviado. Los metales preciosos (tales como platino, paladio y rodio, asf como oro y plata) permanecen en el residuo lixiviado formando un primer residuo solido que contiene metales preciosos.
Tras la etapa de lixiviacion a presion oxidativa a), el metodo comprende una separacion solido-lfquido b), donde el primer residuo solido que contiene metales preciosos se separa de la primera disolucion de lixiviado.
La segunda etapa de lixiviacion c) del metodo de la invencion comprende la lixiviacion atmosferica con haluro del primer residuo solido que contiene metales preciosos, obtenidos en la etapa a). La etapa de lixiviacion atmosferica con haluro c) se lleva a cabo tipicamente en las siguientes condiciones:
(i) el licor de lixiviacion es una disolucion acuosa que contiene iones cupricos (Cu2+) disueltos, cloro (Cl-) y bromo (Br),
(ii) el pH esta dentro de un intervalo donde los iones cupricos no precipitan,
(iii) el potencial de oxidacion es al menos 450 mV Pt frente a Ag/AgCl, tipicamente al menos 500 mV Pt frente a Ag/AgCl, mas tipicamente al menos 550 mV Pt frente a Ag/AgCl.
La lixiviacion atmosferica con haluro se puede llevar a cabo a una temperatura de al menos 50°C, preferiblemente de 88 a 100°C.
La lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a un pH de menos de 2,6, preferiblemente menos de 2,2.
La lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a una concentracion de HCl de menos de 100 g/l, tipicamente menos de 50 g/l.
La lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a una acidez de la disolucion, que esta entre un pH 2,6 y una concentracion de acido HCl de 100 g/l.
Tfpicamente la acidez de la disolucion esta entre un pH 2,2 y una concentracion de acido HCl de 50 g/l.
En la lixiviacion atmosferica con haluro, se proporciona una fuente de oxidacion en el licor de lixiviacion con haluro. La fuente de oxidacion puede ser una alimentacion de oxfgeno, una alimentacion de aire enriquecido con oxfgeno, una alimentacion de aire o una alimentacion de peroxido de hidrogeno a la disolucion. El proposito de la fuente de oxidacion es permitir que el cobre de la disolucion se mantenga en forma de iones 2+.
Las concentraciones de Cu2+, Cl- y Br- en el licor de lixiviacion con haluro son tfpicamente en el intervalo de 10 - 120 g/l de Cu2+, 50 - 300 g/l de Cl- y 1 - 120 g/l de Br-. Mas tipicamente la concentracion de Br- en el licor de lixiviacion con haluro es tfpicamente en el intervalo de 35 - 80 g/l de Br-. La presencia de iones Br- en la etapa de lixiviacion atmosferica da como resultado la formacion de complejos, que mejora adicionalmente la recuperacion de PGM y oro y plata.
El metodo puede comprender adicionalmente alimentar gas cloro a la lixiviacion atmosferica con haluro, opcionalmente junto con oxfgeno como fuente de oxidacion para mantener el potencial de oxidacion a un nivel deseado.
Las condiciones de la lixiviacion atmosferica con haluro posibilitan que no sea necesaria una etapa separada de oxidacion en azufre, tal como un tostado, en todo el procedimiento. En el presente metodo, el azufre posiblemente presente en el material que se va a lixiviar en la lixiviacion atmosferica con haluro no se oxida hasta el punto de causar grandes costes de reactivos. El azufre puede oxidarse ya en la etapa de lixiviacion a presion oxidativa dependiendo de la materia prima.
El metodo puede comprender adicionalmente una etapa d) de separacion de la segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos del segundo residuo solido mediante separacion solido-lfquido.
Ademas, el metodo puede comprender adicionalmente la recuperacion uno o mas metales preciosos de la segunda disolucion de lixiviado obtenida en la etapa de lixiviacion atmosferica con haluro c). La recuperacion de metales preciosos se lleva a cabo por metodos convencionales, tales como precipitacion, intercambio ionico y extraccion con disolvente.
En una realizacion de la invencion, la segunda disolucion de lixiviado empobrecida en metales preciosos (tras la recuperacion de los metales preciosos) puede hacerse circular hacia la etapa de lixiviacion atmosferica con haluro c).
Cuando el material de partida es un producto lixiviado de lixiviacion atmosferica con acido de un mate obtenido de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre, el segundo residuo solido (el residuo de la lixiviacion atmosferica con haluro c) puede hacerse circular hacia la fusion del material que porta mquel y/o cobre. Ademas, la primera disolucion de lixiviado (el producto lfquido de la lixiviacion a presion oxidativa) se puede hacer circular hacia la lixiviacion atmosferica con acido. Cuando el producto lixiviado introducido en la lixiviacion oxidativa a presion es un residuo lixiviado solido de la lixiviacion atmosferica con acido, el correspondiente producto lfquido se puede introducir en la recuperacion de metales base.
Ademas, el metodo puede comprender adicionalmente la recuperacion de uno o mas metales base de la primera disolucion de lixiviado obtenida en la etapa de lixiviacion a presion oxidativa (a). La recuperacion de los metales base se lleva a cabo mediante metodos convencionales.
En una realizacion de la invencion, la primera disolucion de lixiviado empobrecida en metales base (tras la recuperacion de los metales base) se puede hacer circular hacia la etapa de lixiviacion a presion oxidativa a).
Realizaciones de las Figuras 1 y 2
A continuacion, la invencion se ilustra mediante la referencia a la Figura 1. La Figura 1 es una realizacion ilustrativa de la invencion, que comprende la recuperacion de los metales PGM, Au y Ag y tambien la recuperacion de metales base Cu, Co y Ni. De acuerdo con la Figura 1, un producto concentrado PGM (5) se introduce en la lixiviacion a presion oxidativa (lixiviacion POX 10). La lixiviacion a presion oxidativa se lleva a cabo en presencia de una disolucion acida (acido sulfurico acuoso) proporcionado por una corriente de H2SO4 (7) y una corriente de agua (8). El producto lixiviado
de la lixiviacion POX (10) (que comprende una disolucion de lixiviado que contiene metales base y un residuo solido que contiene metales PGM, Au y Ag) se introduce en una separacion solido/lfquido (S/L 20), donde la disolucion de lixiviado y el residuo solido se separan una de otro.
El residuo solido que contiene metales PGM, Au y Ag de la separacion solido/lfquido (20) se introduce en la lixiviacion con haluro (30). El producto lixiviado de lixiviacion con haluro (30) (que comprende un residuo solido y una segunda disolucion de lixiviado que comprende metales PGM, Au y Ag) se introduce en la separacion solido/lfquido (S/L 40). El residuo lixiviado solido se recupera como residuo de lixiviacion (45). La disolucion de lixiviado que contiene metales PGM, Au y Ag de la separacion solido/lfquido (40) se introduce en la recuperacion de metales PGM, Au y Ag (recuperacion de PGM, Au, Ag 60). Se recupera un producto que contiene metales PGM, Au y Ag (65). La disolucion obtenida de la recuperacion de PGM, Au, Ag y empobrecida en metales PGM, Au y Ag se hace circular hacia la lixiviacion con haluro (30).
La disolucion de lixiviado que contiene metales base (de la separacion solido/lfquido 20) se introduce en una etapa de recuperacion de metales base (recuperacion de Cu, Co, Ni 50), donde Cu, Co y Ni (55) se separan y se recuperan de la disolucion restante (56).
A continuacion, la invencion se ilustra mediante la referencia a la Figura 2. La Figura 2 es una realizacion ilustrativa de la invencion, que comprende la fusion, la molienda y la lixiviacion atmosferica con acido como etapas de pretratamiento previas a la lixiviacion POX y la lixiviacion atmosferica con haluro. De acuerdo con la Figura 2, se introduce un material con comportamiento de mquel (producto concentrado de mquel) en la fundicion en horno instantaneo (1'). Se produce un mate y una escoria. El mate se introduce en la molienda (2') y de a h a la lixiviacion atmosferica con acido (3'). La escoria de la fusion rapida en horno se somete a limpieza en un horno electrico (1”). El mate obtenido de esta manera se introduce en la molienda (2”) y a continuacion en la lixiviacion atmosferica con acido (3'). El producto lixiviado obtenido de la lixiviacion atmosferica con acido se introduce en la lixiviacion POX (10), tras lo cual el metodo prosigue de la misma manera que en la Figura 1. El residuo de lixiviacion (45) obtenido de la segunda separacion solido/lfquido (40) se hace circular hacia la fusion (1').
En una realizacion alternativa de la Figura 2 (no mostrada en la Figura 2), el producto lixiviado de la lixiviacion atmosferica con acido se puede someter a separacion solido/lfquido, tras lo cual el residuo lixiviado solido se introduce en la lixiviacion POX (10), mientras la disolucion se introduce en la recuperacion de metales base (recuperacion de Cu, Co y Ni 50). En una realizacion alternativa adicional de la Figura 2 (no mostrada en la Figura 2), el producto lfquido de la primera separacion solido/lfquido (20) se puede hacer circular hacia la lixiviacion atmosferica con acido (3').
Equipo
El equipo para separar metales preciosos de un material de partida, comprende
a) una primera unidad de lixiviacion, que se adapta para formar un primer residuo solido que contiene metales preciosos y una primera disolucion de lixiviado por lixiviacion a presion oxidativa, conectada a
b) una primera unidad de separacion, que se adapta para separar el primer residuo solido de la primera disolucion de lixiviado mediante separacion solido/lfquido, y conectada a
c) una segunda unidad de lixiviacion, que se adapta para formar una segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos y un segundo residuo solido del primer residuo solido mediante lixiviacion atmosferica con haluro.
En una realizacion la unidad a) se conecta directamente a la unidad b) y la unidad b) se conecta directamente a la unidad c). De acuerdo con una realizacion la conexion de las unidades directamente una tras otra significa que no son necesarias otras unidades de procesamiento que impliquen reacciones que afecten a la disolucion de los minerales entre las unidades a), b) y c). Un ejemplo tfpico de tal unidad de procesamiento es por ejemplo el tostado.
De acuerdo con una realizacion el equipo consiste en las unidades a), b) y c).
En una realizacion la primera unidad de lixiviacion esta precedida por una unidad de fusion y una unidad de lixiviacion atmosferica.
En una realizacion adicional la primera unidad de lixiviacion se proporciona adicionalmente con medios para realizar una fase de curado en caliente.
En otra realizacion adicional mas, la segunda unidad de lixiviacion esta seguida de una segunda unidad de separacion, que se adapta para separar la segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos del segundo residuo solido mediante separacion solido-lfquido.
En otra realizacion adicional mas, la segunda unidad de separacion esta seguida de una unidad de recuperacion adaptada para recuperar uno o mas metales preciosos de la segunda disolucion de lixiviado.
En otra realizacion adicional mas, la unidad de recuperacion se proporciona con medios adaptados para hacer circular
la disolucion empobrecida en metales preciosos a la segunda unidad de lixiviacion.
En otra realizacion adicional mas, la segunda unidad de separacion se proporciona con medios para hacer circular el segundo residuo lixiviado a la unidad de fusion.
En otra realizacion adicional mas, el equipo comprende adicionalmente una unidad de recuperacion adicional adaptada para recuperar uno o mas metales base de la primera disolucion de lixiviado.
En otra realizacion adicional mas, la unidad de recuperacion adicional se proporciona con medios para hacer circular la disolucion empobrecida en metales base a la primera unidad de lixiviacion.
El equipo comprende una concentracion de HCl de menos de 100 g/l, tipicamente menos de 50 g/l. en la unidad de lixiviacion atmosferica con haluro. La unidad de lixiviacion atmosferica con haluro comprende una acidez de la disolucion entre pH 2,6 y una concentracion de acido HCl de 100 g/l. Tfpicamente la acidez de la disolucion se encuentra entre pH 2,2 y una concentracion de acido HCl de 50 g/l.
Ejemplos
Los ensayos de lixiviacion se llevaron a cabo para dos productos concentrados PGM distintos como materia prima: “producto concentrado PGM 1” (PGM 1, ensayo 1) y “producto concentrado PGM 2” (PGM 2, ensayo 2). La lixiviacion se efectuo en dos etapas. En la primera etapa de lixiviacion, los metales base se disolvieron utilizando lixiviacion a presion oxidativa (lixiviacion POX). En la segunda etapa de lixiviacion, los metales PGM, oro y plata se disolvieron utilizando lixiviacion atmosferica con haluro.
1. Ensayo de lixiviacion POX
Los ensayos de lixiviacion a presion oxidativa (POX) para ambas materias primas se llevaron a cabo en un autoclave con dos concentraciones de acido iniciales. Las condiciones se presentan en la Tabla I.
Tabla I Condiciones de ensayo de lixiviacion POX
La composicion qmmica de los productos concentrados PGM 1 y 2 se muestran en la Tabla II.
Tabla II Composicion qmmica de los productos concentrados PGM 1 y 2
La Tabla III muestra los resultados del ensayo de lixiviacion POX. Se disolvio casi todo el cobalto, el cobre y el mquel. Los rendimientos de metales base se aproximaron a 100% despues de ambos ensayos de lixiviacion POX. El rendimiento de hierro fue aproximadamente 25% en el primer ensayo porque el hierro precipito en forma de hematita en el autoclave (donde se llevo a cabo la lixiviacion POX). En el ensayo 2, el rendimiento de hierro fue aproximadamente 98%.
El Oro y la plata no se disolvieron en la lixiviacion POX. El Paladio y el platino no se disolvieron esencialmente en la lixiviacion POX. Una pequena parte de rodio se disolvio en la lixiviacion POX.
Tabla III Rendimiento de los metales despues de la lixiviacion POX (%)
2. Ensayo de lixiviacion atmosferica con haluro
Los ensayos de lixiviacion con haluro de los residuos obtenidos de la lixiviacion POX anteriormente se llevan a cabo en condiciones atmosfericas a 98°C. Las condiciones se presentan en la Tabla IV.
Tabla IV Condiciones de ensayo de la lixiviacion con haluro
En el primer ensayo, la materia prima fue un residuo que contema hematita del primer ensayo de lixiviacion POX. En el segundo ensayo, la materia prima fue un residuo con escasa concentracion de hierro del segundo ensayo de lixiviacion POX. Las composiciones de las materias primas se muestran en la Tabla V.
Tabla V Composiciones qrnmicas de los residuos de la lixiviacion POX
Los resultados de los ensayos de lixiviacion con haluro se muestran en la Tabla VI.
Los rendimientos de paladio, oro y plata fueron los mismos en el segundo ensayo que en el primer ensayo. El rendimiento de platino fue aproximadamente 87% y 67%, respectivamente. El rendimiento de rodio fue aproximadamente 95%.
Tabla VI Rendimientos de los metales PGM, oro y plata despues de la lixiviacion con haluro (%)
La invencion y sus realizaciones no se limitan a los ejemplos descritos anteriormente, pero pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.
Claims (29)
1. Un metodo para separar metales preciosos de un material de partida, cuyo metodo comprende las etapas de a) someter el material de partida a lixiviacion a presion oxidativa formando un primer residuo solido que contiene metales preciosos y una primera disolucion de lixiviado
b) separar el primer residuo solido que contiene metales preciosos de la primera disolucion de lixiviado mediante separacion solido-lfquido, y
c) someter el primer residuo solido que contiene metales preciosos a lixiviacion atmosferica con haluro, en donde los metales preciosos se lixivian en una disolucion formando una segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos y un segundo residuo solido y en donde la lixiviacion atmosferica con haluro se realiza a una acidez de la disolucion entre pH menor que 2,6 y una concentracion de HCl de menos de 100 g/l y en las siguientes condiciones: (i) el licor de lixiviacion es una disolucion acuosa que contiene iones cupricos disueltos (Cu2+), cloruro (Cl-) y bromuro (Br-),
(ii) el pH esta dentro de un intervalo donde el ion cuprico no precipita,
(iii) el potencial de oxidacion es al menos 450 mV Pt frente a Ag/AgCl, tfpicamente al menos 500 mV Pt frente a Ag/AgCl, mas tfpicamente al menos 550 mV Pt frente a Ag/AgCl.
2. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde los metales preciosos comprenden metales del grupo del platino (metales PGM).
3. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde los metales preciosos comprenden metales PGM.
4. El metodo segun la reivindicacion 2 o 3, en donde los metales PGM comprenden uno o mas de Pt, Pd y Rh.
5. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material de partida es un producto concentrado que contiene metales preciosos, especialmente metales PGM y Au y Ag.
6. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material de partida es un producto concentrado que contiene metales PGM.
7. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el material de partida se selecciona entre productos concentrados de mquel-cobre, productos concentrados de PGM, productos concentrados de cobre y productos concentrados de mquel.
8. El metodo segun la reivindicacion 1, en donde el material de partida es un producto obtenido de la fusion de un material que porta mquel y/o cobre.
9. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion a presion oxidativa a) se lleva a cabo en presencia de una concentracion de acido de hasta 100 g/l.
10. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion a presion oxidativa a) se lleva a cabo a una temperatura de 120 - 240°C.
11. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion a presion oxidativa a) se lleva a cabo a una presion de 0,8 - 3 MPa (8 - 30 bares).
12. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa de lixiviacion a presion oxidativa (a) adicionalmente comprende una fase de curado en caliente, en donde la temperatura se reduce a un intervalo de 85 a 95°C, preferiblemente aproximadamente 90°C.
13. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion atmosferica con haluro c) se lleva a cabo a una temperatura de al menos 50°C, preferiblemente de 88 a 100°C.
14. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a un pH de menos de 2,2.
15. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a una concentracion de HCl de menos de 50 g/l, tfpicamente la lixiviacion atmosferica con haluro se lleva a cabo a una acidez de la disolucion entre pH 2,6 y una concentracion de acido HCl de 100 g/l, mas tfpicamente entre pH 2,2 y una concentracion de acido HCl de 50 g/l.
16. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la lixiviacion atmosferica con haluro c) se lleva a cabo proporcionando una fuente de oxidacion.
17. El metodo segun la reivindicacion 16, en donde la fuente de oxidacion es una alimentacion de ox^geno, una alimentacion de aire enriquecido con ox^geno, una alimentacion de aire o una alimentacion de peroxido de hidrogeno a la disolucion.
18. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el metodo adicionalmente comprende alimentar gas cloro a la lixiviacion atmosferica con haluro, opcionalmente junto con ox^geno.
19. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las concentraciones de Cu2+, Cl- y Br- en el licor de lixiviacion atmosferica con haluro es 10 - 120 g/l Cu2+, 50 - 300 g/l Cl- y 1 - 120 g/l Br-.
20. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la concentracion de Br- en el licor de lixiviacion atmosferica con haluro es 35 - 80 g/l Br-.
21. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el metodo comprende una etapa adicional d) de separacion de la segunda disolucion de lixiviado que contiene metales preciosos del segundo residuo solido mediante separacion solido-lfquido.
22. El metodo segun la reivindicacion 21, en donde el metodo adicionalmente comprende recuperar uno o mas metales preciosos de la segunda disolucion de lixiviado.
23. El metodo segun la reivindicacion 22, en donde la segunda disolucion de lixiviado empobrecida en metales preciosos se hace circular en la etapa de lixiviacion atmosferica con haluro c).
24. El metodo segun las reivindicaciones 8 y 21, en donde el segundo residuo solido es se hace circular en la fusion de material que porta mquel y/o cobalto.
25. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera disolucion de lixiviado obtenida en la etapa a) es una disolucion que contiene metales base.
26. El metodo segun la reivindicacion 25, en donde el metodo adicionalmente comprende recuperar uno o mas metales base de la primera disolucion de lixiviado.
27. El metodo segun la reivindicacion 26, en donde la primera disolucion de lixiviado empobrecida en metales base se hace circular en la etapa de lixiviacion a presion oxidativa a).
28. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, en donde los metales base comprenden uno o mas de Cu, Co y Ni.
29. El metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa b) se lleva a cabo directamente despues de la etapa a) y la etapa c) se lleva a cabo directamente despues de la etapa b).
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