FI104986B - Hydrometallurginen menetelmä kuparipitoisen malmin käsittelemiseksi - Google Patents

Description

104986

Hydrometallurginen menetelmä kuparipitoisen malmin käsittelemiseksi 5 Tämä keksintö liittyy uuteen menetelmään kuparimalmin käsittelemiseksi kuparin talteenottamista varten patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaisesti.

Hydrometallurgisessa menetelmässä, joka on tarkoitettu melo tallin, kuten kuparin, eristämiseksi kyseistä metallia sisältävästä malmista, on haluttua eristää mahdollisimman paljon metallia granulometrisellä asteikolla laajalle alueelle ulottuvasta malmijakeesta. Useimmin käytettyyn tavanomaiseen menetelmään, esimerkiksi liuotukseen, kuluu 15 liian paljon aikaa, koska liuotusliuoksen virtaama on liian pieni ja se on siten epätaloudellinen. Tavanomaisessa menetelmässä menee lisäksi hukkaan huomattava määrä energiaa ja siinä tarvitaan kalliita ja monimutkaisia laitteita.

20 Yleisten metallien eristämiseen tarkoitetut liuotusmenetel- mät ovat tunnettuja menetelmiä. Yleisesti käytössä oleviin liuotusmenetelmiin kuuluvat 1) liuotus paikan päällä, 2) : jätekiven liuotus, 3) kasaliuotus, 4) allasliuotus ja 5) • · · · tärytysliuotus.

• I I I

:·. 25 « · · : .·. Paikan päällä suoritettavassa liuotuksessa ruiskutetaan • * i j liuotusliuosta malmiin, joka on pilkottu itse kaivoksessa · !..* räjähdysaineilla. Liuotusliuos valuu malmin läpi painovoi- • · · *·' ’ man vaikutuksesta pinnalta pohjaan ja se otetaan talteen 30 sen käsittelemiseksi tavanomaisella tavalla haluttujen me- • · · *.* * tallien eristämiseksi. Vaikka tämä menetelmä vaikuttaa ole- • · · • V · van taloudellinen siinä mielessä, että siinä ei tarvitse : kuljettaa kaivoksesta tai muusta hienontamisvaiheesta ero- • · · « · tettua materiaalia, se on erittäin hidas ja saanti rajoit- · i i · · • · • « • · 2 104986 tuu pienelle alueelle, koska käsitelty materiaali on raekooltaan suhteellisen karkeaa. Malmin luonteen ja käytetyn toimenpidetyypin mukaan tästä menetelmästä voidaan saada talteen ainoastaan 50 - 60 % erityisen pitkän liuotusajan 5 kuluessa, jonka kesto on 5 - 25 vuotta.

Jätekiven liuotusta käytetään tavallisesti laadultaan vähäarvoisten lähteiden käsittelyyn, joita on koottu aiemmin erityisiin paikkoihin, jotka on varattu erityisesti määri -10 tysten (hylkäävän tuloksen antaneiden määritysten) perus teella rikastamokäsittelyyn soveltumattomille aineksille. Tällä menetelmällä voidaan liuottaa esimerkiksi normaalissa käsittelyssä syntynyttä jätekiveä, kuten esimerkiksi Chuguicamatästä peräisin olevien malmien ollessa kyseessä, 15 jossa vähäarvoisiksi luokiteltuja sulfideja ja jätekiveä muodostuu näitä vastaavien hapettuneiden malmien altaissa. Kuten paikan päällä tapahtuvassa liuotuksessa on asianlaita, tämä menetelmä on erittäin hidas ja hiukkaskoon, materiaalin luonteen ja toimenpidetyypin mukaan on mahdollista 20 saada haluttu mineraali talteen korkeintaan 60-prosentti- sesti liuotusaikana, jonka kesto on 1 - 30 vuotta.

- : Kasaliuotus on usein käytetty vaihtoehto, koska sen inves- * * · tointikustannukset ovat pienet. Tämän tyyppinen liuotus · :·. 25 muistuttaa hyvin paljon paikan päällä ja jätealueella ta-

* M

pahtuvia liuotusmenetelmiä. Kasaliuotuksessa on kuitenkin • · · ! lähtömateriaali murskattava ensin sellaiseen raekokoon, 9 · *,/ että se on tavallisesti alle 2,5 cm. Tätä menetelmää käyt- • · · täen on myös mahdollista liuottaa yli 60 % metallia useista 30 viikoista useisiin kuukausiin kestävän liuotusajan kulues- • · · V · sa, jonka pituuteen vaikuttavat malmin ominaispiirteet ja käytetty menetelmä.

• · • · ♦ • «· • « »

« I I

r r r I I

• ' 1 < * 3 104986

Allasliuotus on hyvin vanha menetelmä, joka on ollut käytössä Chuquicamatassa vuodesta 1915 lähtien. Tässä menetelmässä lähtömateriaalia, jonka raekoko on yli 9,5 mm ja 5 jota on 20 %:sta 30 %:iin materiaalista, liuotetaan 5 - 10 päivän aikana, jolloin käsitellyn malmin luonteen mukaan saadaan 60 - 80 % metallista talteen. Tätä liuotusmenetel-mää voidaan käyttää juoksutusaltaassa tai sumuttamalla liuotusliuosta.

10 Tärytysliuotus on myös hyvin vanha menetelmä, jossa malmi on jauhettava hienoksi. Liuottimelle alttiin malmin suuri pinta-ala tekee mahdolliseksi saavuttaa liuotusaika, jonka kesto on ainoastaan 2-24 tuntia ja maksimaalinen saanto 15 on malmin ominaispiirteiden mukaan lähes 90 %. Vaikka tämä menetelmä on tehokkain nopean saannin osalta, siihen menee liikaa energiaa ja se vaatii suurimmat perustamiskustannukset .

20 Kuten tärytysliuotusta lukuunottamatta voidaan yleisesti todeta, on tavanomaisissa liuotusmenetelmissä liuoksen kineettinen virtaama hyvin pieni ja niissä vaaditaan tämän : johdosta hyvin pitkiä metallien saantiaikoja, joten tämä • · t näkyy lisäksi siitä, että suuri osa kuparista on varastoi-·.” 25 hin sitoutuneena.

t · • · · *;· I Tärytysliuotus vaatii joissakin tapauksissa sen lisäksi, • · · että siinä vaaditaan hienojakoiseksi jauhamista, hyvin pit- • · · '·' * kää liuotusaikaa, mikä johtaa huomattavaan energiankulutuk- 30 seen. Lisäksi tässä tarvitaan erityisesti liuenneen kuparin * · · : talteensaamiseksi vastavirtapesu- ja dekantointivaiheita, joihin käytetään tavallisesti erittäin suuria sakeutusal- X ; taita. Lopuksi pestyt lietteet on vietävä säilytettäväksi • · · 7 [ jätesäiliöihin, joihin liittyy hyvin suuria investointeja < · . 35 ja poisheitetyn lietteen sisältämien vesipitoisten malmi- I · · varojen huomattava hävikki.

• · 4 104986

Vaikuttaville aineille altistavaa käsittelyä seuraava huuhteluliuotus on kuvattu chileläisessä patenttijulkaisussa nro 30 851, joka patentti on myönnetty yhtiölle Codelco-Chile. Tässä patenttijulkaisussa on kuvattu mene-5 telmä silikaattipitoisten kuparimalmien liuotuksessa esiintyvän silikaliuoksen inhiboimiseksi, joka suoritetaan lisäämällä malmiin 3-10 paino-% vettä, ja toisena vaiheena lisätään puhdasta teollista laatua olevaa H2S04:ää annoksina, jotka ovat 7-50 kg/H2S04 kutakin tuhatta malmikiloa 10 kohti. Tuotetta seisotetaan tämän jälkeen korkeintaan 48 tuntia ennen kuin sille suoritetaan huuhteluliuotus altaissa. Tämän menetelmän tavoitteena on saada silika liukenemattomaan muotoon. Tässä patenttijulkaisussa ei kuvata uudellenliettämistä, luokitusta, hienojakoisen fraktion 15 suodatusta lietteestä ja sekundääristä liuotusta luokitellun karkean fraktion kasoissa.

Chileläisessä patenttijulkaisussa nro 32 025, joka patentti on myönnetty yhtiölle Sociedad Minera Pudahuel, kuvatussa 20 menetelmässä liuotetaan ohuissa kerroksissa olevaa malmia, joka on riittävässä määrin agglomeroitu etukäteen H2S04:ssa ja vedessä. Tässä patenttijulkaisussa korostetaan sitä, : että 1 luotusiiuoksen tehokkuuden alenemisen välttämiseksi on tärkeää saada yhtenäisesti agglomeroitunut tuote. Tähän •« · :·. 25 verrattuna tässä keksinnössä ei hienojakoista materiaalia • · · • tarvitse agglomeroida, vaan pikemminkin siinä saadaan t · « *.*' I lähtömateriaalina oleva malmi kostumaan homogeenisesti.

• · · Tässä keksinnössä ei myöskään tarvitse liuottaa agglomeroi- • · tua tuotetta ohuista kerroksista muodostuvissa kasoissa, 30 vaan siinä suoritetaan uudelleenliettäminen, luokitus, hie- • · · V · nojakoisen fraktion suodatus ja karkeajakeisen fraktion « · · V · sekundäärinen liuotus.

* • · • · · • ·· t * « · • · t i · 5 104986

Useissa olemassa olevissa julkaistuissa tietolähteissä on kuvattu menetelmiä, jotka ovat käytössä Sambiassa olevassa Nchangan rikastamossa käytettyjen rikastusjätteiden täry-tysliuotuksessa ja joihin kuuluvat vaiheet, joissa rikas-5 tusjätteet lietetään uudelleen, sakeutetaan, liuotetaan hapolla seosta täryttäen, sakeutetaan ja suodatetaan. Tästä keksinnöstä poiketen siinä ei kuvata vaiheita, joissa materiaali kostutetaan etukäteen H2S04:lla ja vedellä, eikä niissä kuvata happokäsittely- tai seisotusjaksoja. Niissä 10 ei myöskään kuvata luokitusvaihetta eikä sekundääristä liuotusta etukäteen luokitetuista fraktioista tehdyissä kasoissa.

Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on määritelty patent-15 tivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Tässä menetelmässä kuparia sisältävän malmin raekoko voi olla tyypillisesti alueella, joka on murskauksessa syntyvästä raekoosta hienojauhatuksesta saatavaan raekokoon.

20 Käytettävän rikkihapon määrä on alueella 5 - 500 kg/1000 kg ja tämä on edullisesti alueella noin 15 - 60 kg/1000 kg, kun taas käytetyn veden määrä on alueella 0 - noin : 250 kg/1000 kg ja tämä on edullisesti alueella noin 40 - • Il • j. 120 kg/1000 kg. Rikkihapon lähteenä on kätevää käyttää vä- • « · · :·. 25 kevää H2S04-liuosta, veden ollessa rikastamovettä, puhdis- : tettua rikastamoliuosta tai kuparin talteenottoelektrolyy- # · « *. sin poisheitettyä elektrolyyttiä.

· • · • · · • · ·

Malmissa olevan kuparin sulfatoitumisen edistämiseksi voi-30 daan kuparia sisältävään malmiin lisätä kostutusvaiheessa ··· V · sellainen määrä hapetinta, joka riittää hapettamaan kupari-

IM

v v : sulfidit. Kostutusvaiheen kesto on tavallisesti noin : 5 minuutista yhteen vuoteen, kun taas lietteen uudelleen · · .’..I muodostamisessa käytetty viipymäaika on noin 5 minuutis- • « I · · • · • · • » • · 6 104986 ta 24 tuntiin ja tämä on edullisesti noin 10 minuuttia tai tätä lyhyempi aika.

Kun kupari on liuotettu liuokseen, se voidaan saada talteen 5 tavanomaisella SX-EW-menetelmällä ja puhdistettu SX-liuos voidaan kierrättää rikästamovetenä käytettäväksi.

Menetelmä voi myös käsittää vaiheet, joissa sulfatoitu kuparimalmi erotetaan karkeisiin ja hienojakoisiin 10 fraktioihin ja otetaan talteen karkea fraktio; suoritetaan karkean fraktion kasaliuotus rikkihapolla ja vedellä, jolla huomattava osa tässä olevasta kuparista saadaan sulfatoitua ja muodostettua sulfatoitu malmi; ja liuotetaan huomattava osa malmista peräisin olevasta sulfatoidusta kuparista 15 liuokseen. Tässä vaiheessa suoritetaan karkean fraktion kasaliuotus väkevällä rikkihappoliuoksella virtausnopeudella, joka on alueella 2 - 500 1/h malmin neliömetriä kohti. Tehokkuuden lisäämiseksi voidaan karkean fraktion kasaliuotuksesta huuhtoutunut rikkihappoliuos kierrättää 20 uudelleenliettämisvaiheeseen.

Tässä sovellutusmuodossa kupari otetaan talteen liuotetusta 4 · sulfatoidusta kupariliuoksesta, joka on saatu suoraan kasa- i liuotusvaiheesta, tai se yhdistetään ennen tästä suoritet- t m I '.·25 tavan kuparin talteenottoa uudelleenliettämisvaiheesta j : ; saatuun liuotettuun sulfatoituun kupariliuokseen. Malmi . · · voidaan luokittaa käyttäen verkkoa, jonka reikäkoko on • · }·$’. alueella 200 Tyler-asteikon seulamittaa (mesh) - noin 25 mm i ja reikäkoko on edullisesti alueella noin 2 - noin 3 mm.

·· · 30 » * · • · ’..I Tämä menetelmä voi lisäksi käsittää myös sen, että kootaan • » » *, talteen hienojakoinen fraktio; sakeutetaan hienojakoinen 1 *#ϊ fraktio; ja pestään sakeutettu hienojakoinen fraktio vasta- virtapesulla sulfatoidun kuparin liuottamiseksi tästä.

.35 Hienojakoiseen fraktioon voidaan tässä vaiheessa lisätä « * * ennen sakeutusta flokkulointiainetta, jonka määrä on • 14 11 alueella noin 5 - 500 g/1000 kg, ja tämä on edullisesti 7 104986 alueella 40 - 150 g/1000 kg. Otettaessa kupari talteen SX-EW -menetelmällä, voidaan siten karkeajakoisen fraktion kasaliuotuksesta saatu huuhtoutunut rikkihappoliuos mahdollisesti sekoittaa hienojakoisen fraktion sakeutus- ja pesu-5 vaiheesta tulevaan liuokseen; ja seos voidaan kierrättää SX-EW -menetelmään, xxl

Piirrosten lyhyt kuvaus Tämän keksinnön erityispiirteet, kohteet ja edut selviävät 10 paremmin seuraavasta patenttikuvauksesta, siihen liitetyis tä patenttivaatimuksista ja oheen liitetyistä piirroksista, joissa: kuva 1 esittää tämän keksinnön ensimmäisen sovellutusmuodon 15 mukaisen menetelmän juoksukaaviota, kuva 2 esittää tämän keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisen menetelmän juoksukaaviota, 20 kuva 3 esittää tämän keksinnön kolmannen sovellutusmuodon mukaisen menetelmän juoksukaaviota, '··' kuva 4 esittää tämän keksinnön neljännen sovellutusmuodon ...:’ mukaisen menetelmän juoksukaaviota, ! *··25 0 0 : ·' : kuva 5 esittää tämän keksinnön viidennen sovellutusmuodon « · · mukaisen menetelmän juoksukaaviota, jossa esitetään esi-:*·*; merkki teollisesta sovellutuksesta, :v,30 kuva 6 esittää käsittelykasassa esiintyvää lämpötilan- • * ’..I vaihtelua kuvaavat käyrät seisotus- tai käsittelyä jän funk- • · · tiona ja • ♦ · · · · • « • · :>t<: kuva 7 esittää muunnettujen malmien käsittelyyn tarkoitetun ·* «35 rikastamon kaaviota.

• · « • · · • · « 0 0 8 104986

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tämä keksintö on sovellettavissa laajaan valikoimaan granulometrisiä kokoluokkia, jotka voivat vaihdella eri vaiheiden aikana murskausvaiheesta kuivaan hieno-5 jauhatukseen. Tällä keksinnöllä saadaan talteen metalli, erityisesti kupari, tätä sisältävästä malmista menetelmällä, jossa malmi kostutetaan ensiksi H2S04:llä ja vedellä, lietetään uudelleen, erotetaan hienojakoiset ja karkeajakoiset fraktiot ja suoritetaan kasaliuotus karkealle 10 fraktiolle.

Tässä menetelmässä sulfatoidaan kuparia sisältävät malmit kostuttamalla kuparilähteenä oleva malmi ensiksi säännöstellyillä määrillä H2S04:ää ja vettä. Malmin käsittelyyn 15 käytetyn rikkihapon määrä voi vaihdella alueella 5 - 500 kg/1000 kg, ja tämä on edullisesti alueella noin 15 -60 kg/1000 kg. Hapon yhteydessä lisätyn veden määrä voi olla korkeintaan 250 kg/1000 kg, ja tämä on edullisesti noin 40 - 120 kg/1000 kg. Happo voi olla sopivasta lähtees-20 tä saatua väkevää rikkihappoa, kun taas vesi voidaan saada tavanomaisista lähteistä, se voi olla puhdistettua rikastusliuosta tai elektrolyyttiä, joka on peräisin kupa- * · '··' rin talteenottoelektrolyysistä, joka elektrolyytti voitai- ...: siin muussa tapauksessa heittää pois. Voidaan myös käyttää : ‘·25 vesipitoisia rikkihappoliuoksia.

• · I · ·

Malmin raekoot ovat alueella, joka ulottuu kuivasta hieno- • « ·*·*; jauhatuksesta saadun tuotteen koosta murskauksella saadun tuotteen kokoon asti ja tämä vaihe voidaan suorittaa missä :\\30 tahansa näihin tarkoituksiin soveltuvassa tavanomaisessa • · reaktorissa. Edullinen reaktori on pyörivä rumpu. Kuten • · · edellä mainittiin, tämän vaiheen tarkoituksena on malmin • · · •’,· yhtenäinen kostuttaminen tämän agglomeraation sijaan. Tämä käsittely muuttaa perusteellisesti pinnan ominaisuuksia, .·! :35 joten sen sakeutumis- ja suodattumisominaisuudet paranevat • · · ' huomattavasti.

* 9 104986 Tämän jälkeen kostutettua malmia seisotetaan (toisin sanoen sitä vanhennetaan tai käsitellään) riittävän pitkän aikaa, jotta kyettäisiin saamaan aikaan malmissa olevan hapettuneen ja sulfuroidun kuparin maksimaalinen sulfatoituminen.

5 Materiaalin ominaisuuksien mukaan voidaan kostutettu materiaali johtaa suoraan lyhyen käsittelyajan jälkeen jäljempänä kuvattuun uudelleenliettämisvaiheeseen, tai vaihtoehtoisesti sitä voidaan seisottaa korkeintaan kolme kuukautta tai tätäkin pidemmän aikaa korkeammanasteisen sulfa- 10 toitumisen aikaansaamiseksi, joka myös edistää kupari- sulfidien sulfatoitumista. Nämä kostutus- ja seisotus-vaiheet kestävät kunkin nimenomaisen malmin mukaan tavallisesti noin 5 minuutista 1 vuoteen.

15 Tämän vaiheen jälkeen malmi lietetään uudelleen käyttäen vesipitoista liuosta ja hyvin lyhyttä viipymää, jonka kesto on noin 5 minuutista 24 tuntiin eikä sen kesto ole yleensä noin 10 minuuttia pidempi, mikä riittää irrottamaan suurimman osa sulfatoidusta kuparista.

20

Sulfatoitu tuote lietetään uudelleen vesipitoisessa liuoksessa tavanomaisissa reaktoreissa, kuten pesurummuissa, • · '··’·* jotka soveltuvat sellaiselle malmille, jonka lähtöraekoko vaihtelee kuivasta hienojauhatuksesta saatavasta koosta '"25 toisen vaiheen murskauksesta saatavaan kokoon. Tapauksissa, J,; j joissa malmi on raekooltaan hienojakoista tai vaahdotus- jätteistä peräisin olevaa tyyppiä, voidaan uudelleen-liettäminen suorittaa suoraan tärytysreaktoreissa ja jois- * sakin erityisissä tapauksissa voidaan käyttää aiemmin tar-;·.·.3 0 kasteltua Sambiassa olevassa Nchanga-rikastamossa käytettyä menetelmää.

• · · • · · * ψ • f » • V Uudelleenliettämisessä käytetyt liuosmäärät voivat olla sen : **: suuruisia, että ne riittävät antamaan lietteelle ominaisuu- ;35 det, jotka ovat tarpeellisia sen syöttämiseksi nesteenä • · · * ! suodatusvaiheeseen.

• · 10 104986

On myös mahdollista käsitellä sekä hienojakoiset että karkeat fraktiot tarvitsematta suorittaa karkean fraktion hienojauhatusta. Uudelleen lietetty tuote voidaan materiaalin lähtöraekoon mukaan lajitella tai luokittaa tähän tar-5 koitukseen soveltuvilla tavanomaisilla laitteilla. Mikäli lähtömateriaalin raekokoon sisältyy karkeita fraktioita, voidaan uudelleen lietetty malmi lajitella ja karkea fraktio erottaa hienojakoisesta fraktiosta käyttäen mitä tahansa tavanomaista lajitteluun suunniteltua laitteistoa, kuten 10 ravisteluseuloja, täryseuloja, lineaarisia seuloja ja niin edelleen. Toisena vaihtoehtona on mahdollista suorittaa lietteen luokitus sitä pestäessä. Seulan aukkokoko voi hienojakoisten ja karkeiden fraktioiden erottamiseksi olla 5 mm tai tätä pienempi. Karkeat fraktiot voidaan pestä 15 suoraan lajittelulaitteissa ja nämä voidaan tämän jälkeen käsitellä sekundäärisellä kasaliuotusmenetelmällä. Sekundäärisestä kasaliuotuksesta peräisin olevaa väkevää liuosta käytetään edullisesti hienojakoisen fraktion uudelleen liettämisessä tai vaihtoehtoisesti tämä sekoitetaan sakeu-20 tus-, pesu- ja/tai suodatusvaiheessa syntyneeseen väkevään liuokseen.

Koska hienojakoinen fraktio erotetaan karkeista fraktiois-ta, on yksi tällä keksinnöllä saavutettavista muista eduis- I » • '.·25 ta se, että kasaliuotusmenetelmässä käytetään hyvin suuria : ominaisvirtausnopeuksia, joka vähentää huomattavasti liuotusaikaa tavanomaiseen kasaliuotukseen verrattuna.

• ·

Lisäksi sekundääriseen liuotukseen voidaan käyttää menetel-män kaikissa vaiheissa muodostuneita liuoksia, mikä vähen- j1<·<30 tää kokonaiskäyttökustannuksia.

« · • · · · • · · *. 1 Kupari rikastuu tavallisesti hienojakoiseen fraktioon.

: Lietteen hienojakoinen fraktio, johon flokkulointiaine on etukäteen lisätty, voidaan siirtää sakeutusvaiheisiin ja II) / .35 vastavirtapesuun ja tämän jälkeen suodatukseen tai vaihto-! ehtoisesti suoraan suodatukseen tämän kiintoaineiden pro sentuaalisen osuuden mukaan. Sakeutus- ja suodatus- X1 104986 vaiheisiin käytetään tavanomaisia sakeutus- ja suodatus-reaktoreita, jotka ovat tyypiltään yleisten metallien hydrometallurgiassa tavallisesti käytettyjen reaktoreiden tyyppisiä. Molemmissa näistä tapauksista voidaan käyttää 5 flokkulointiaineita, joiden annostelu tapahtuu säännöstel tyinä annoksina.

Lisäksi tähän keksintöön kuuluvat silikan liukenemisen ehkäisy ja kuparia sisältävien malmien sulfatoiminen, joten 10 se antaa mahdollisuuden liuottaa kuparia tehokkaasti pieni- kapasiteettisissa rikastamoissa. Tässä keksinnössä on myös mahdollista hyödyntää parhaimmalla mahdollisella tavalla menetelmän aikana eksotermisistä reaktioista syntynyt lämpö, jolla kyetään käsittelemään joitakin vaikeasti käsitel-15 täviä malmeja, joiden käsittely ei ole tyydyttävää muilla tunnetuilla vaihtoehdoilla, sekä tekemään mahdolliseksi menetelmän kuparivarastojen määrän vähentämisen tavanomaisiin menetelmiin verrattuna, ja koska liukenemis-kinetiikka on tässä menetelmässä hyvin nopeaa, on pieni-20 kapasiteettisissa rikastamoissa mahdollista saada aikaan suuria kuparintuotantoarvoja.

Lisäksi tietyissä tapauksissa karkeajakoinen fraktio pilk-koutuu usein hienojakoiseksi fraktioksi vanhentamis- tai

• V

: ,-25 käsittelyvaiheen johdosta, joten tämä tekee hieno- « · IJj jauhatuksen tarpeettomaksi.

· • · • · · • ·

Liuoksessa oleva kupari voidaan ottaa talteen käyttäen mitä tahansa tavanomaista menetelmää, erityisesti SX-EW-menetel- ;v.30 miä. Tämän mukaisesti tällä keksinnöllä saadaan taloudelli- • · sesti suuria kuparisaanteja, joissa tarvitaan tavanomaisiin • · · vaihtoehtoihin verrattuna kuparipitoisuudeltaan hyvin pie-

Il I

; ’.· niä malmivaroja.

• · · • ♦ • · • · · ;35 Edellä kuvattua menetelmää voidaan käyttää vaihtoehtoisilla ^ I tavoilla, joka käyvät ilmi kuvien 1-5 mukaisista eri sovellutusmuodoista. Seuraavasta esityksestä ilmenevällä 12 104986 tavalla on mahdollista käyttää lähtöraekoon mukaan määräytyviä monia eri tyyppisiä konfiguraatioita, mihin jo edellä viitattiin. Kukin näissä kuvissa esitetty sovellutusmuoto sisältää seuraavat perusnäkökohdat: 5 1) malmin etukäteiskostutus sen erityisten sakeutumis- ja suodatusnopeuksien parantamiseksi tässä käytettävällä malmin happokäsittelyllä; 10 2) hyvin lyhytkestoinen sulfatoidun malmin primääriliuotus; 3) hienojakoisten ja karkeiden fraktioiden erilliskäsittely. Etukäteen liuotetuille ja lajitelluille karkeille fraktioille suoritetaan sekundäärinen kasaliuotus käyt-15 täen liuotusliuoksena SX-menetelmässä syntynyttä puhdistet tua väkevää liuosta, samalla kun hienojakoiset fraktiot johdetaan suodatusvaiheeseen.

Tätä keksintöä selitetään ja kuvataan sen eri sovellutus-20 muotojen avulla. Samaa perusyksikkönumeroa on käytetty merkitsemään samaa tai tätä vastaavaa vaihetta tai keinoa viidessä kuvatussa sovellutusmuodossa. Näiden vaihtoehtojen mukaisten juoksukaavioiden yksityiskohdat on myös esitetty -·- seuraavissa taulukoissa, jotka on laadittu erityisesti : ’‘'25 kuvissa 1-6 esitettyjä vaiheita käyttäen.

v · » · ·

Mi « * · s/.: Kuvassa 1 on esitetty yksi edellä kuvatun menetelmävaiheen sovellutusmuoto. Tässä sovellutusmuodossa murskataan kupa-ria sisältävä malmi fragmenteiksi vaiheessa 1 käyttäen :\\30 tavanomaisia primäärisiä, sekundäärisiä ja tertiäärisiä murskausmenetelmiä. Murskattu malmi lajitellaan vaiheessa • · · 2 ja siitä erotetaan sitten hienojakoinen fraktio 3 ja • · « : V karkea fraktio 4. Sekä hienojakoiset että karkeat fraktiot • · · kostutetaan vedellä pyörörummuissa vaiheessa 5 ja molempiin .·. :35 rumpuihin syötetään kuparin talteenottomenetelmästä saatua * * * puhdistettua väkevää liuosta 6 ja väkevää H2S04:ää 7. Puhdistetun väkevän liuoksen 6 ja väkevän H2S04:n 7 syöttö voi 13 104986 tapahtua samanaikaisesti tai sekoittamalla nämä ennen syöttämistä tai ne voidaan syöttää erikseen missä tahansa järjestyksessä. Hienojakoinen fraktio käsitellään seisottamalla ja käsittelemällä sitä kasassa vaiheessa 8 samalla kuin 5 karkeajakoiselle fraktiolle suoritetaan kasaliuotus vai heessa 9 käyttäen suurta ominaisvirtaamaa. Karkean fraktion läpi huuhtoutunut väkevä liuos 10 kierrätetään ja syötetään uudelleenliettämisvaiheeseen 11. Kasassa käsitelty hienojakoinen fraktio lietetään uudelleen pesurummussa väkevällä 10 liuoksella 10 paineen alaisena vaiheessa 11. Uudelleen lietetty hienojakoinen fraktio suodatetaan ja pestään vaiheessa 12 vedellä 13 ja flokkulointiaineella 14. Väkevälle liuokselle vaiheesta 12 suoritetaan liuos-liuosuutto vaiheessa 16 tavanomaisia menetelmiä käyttäen. Vaiheesta 16 15 peräisin oleva puhdistettu väkevä liuos 17 syötetään vai heeseen 9 kasaliuotusta varten. Kupari otetaan talteen lopuksi tavanomaisilla elektrolyysimenetelmillä vaiheessa 18.

20 Kuvan 2 mukainen sovellutusmuoto

Kuvassa 2 on esitetty toinen edellä kuvattu menetelmävaihe.

Tässä sovellutusmuodossa kuparia sisältävä malmi murskataan fragmenteiksi vaiheessa 1 käyttäen tavanomaisia primääri- siä, sekundäärisiä ja tertiäärisiä murskausvaiheita kuvan 1 • : ’*·25 mukaisen sovellutusmuodon mukaisesti. Tässä sovellutus- • f j muodossa ei käytetä kuvan 1 mukaisen sovellutusmuodon vai- :\j heitä 2-4. Murskattu malmi kostutetaan vedellä pyörö- rummussa vaiheessa 5 ja rumpuun syötetään puhdistettua • liuosta 6 ja väkevää H2S04:ää 7. Puhdistettu väkevä liuos ja ;v.30 väkevä H2S04 voidaan syöttää samanaikaisesti tai ne voidaan • i syöttää sekoituksen jälkeen tai erikseen missä tahansa « « » järjestyksessä. Murskatulle malmille suoritetaan tämän * * * ; *.* jälkeen kasaliuotus vaiheessa 8 ja uudelleen liettäminen • ♦ * voidaan sitten suorittaa pesurummussa vaiheessa 19 käyttäen ;35 väkeviä liuoksia 26 ja 28, jotka on saatu vaiheen 25 kar- • t · keamman fraktion sekundäärisessä kasaliuotuksessa, jossa « « käytetään vaiheessa 16 olevassa kuparintalteenotto- M 104986 menetelmässä saatua puhdistettua väkevää liuosta 17. Kostea murskattu malmi lajitellaan vaiheessa 20 ja pestään vaiheessa 21 karkeajakoisen fraktion rikastamiseksi. Tässä vaiheessa erotetaan toisistaan hienojakoinen fraktio 5 22 (raekoko <2 mm) ja karkeajakoinen fraktio 23 (raekoko >2 mm).

Hienojakoinen fraktio käsitellään vaiheiden 12 - 18 mukaisesti, jotka on kuvattu kuvan 1 mukaisessa sovellutus-10 muodossa. Kuitenkin vaiheessa 12 erotetaan suodatuksesta ja pesusta peräisin oleva jäännös 24, joka viedään jätevarastoon, ja karkean fraktion sekundäärinen kasaliuotus suoritetaan vaiheessa 25 rikastukseen käytetyllä vaiheesta 16 peräisin olevalla väkevällä liuoksella 17. Vaiheessa 25 15 suoritetusta sekundäärisestä kasaliuotuksesta saatu väkevän liuoksen käsittelyjäännös 26 jaetaan syötettäväksi murskausvaiheen 1 aikana saatuun neutralointikasaan 27 ja uudelleenliettämisvaiheeseen 19. Neutralointikasan liuottamiseen käytettyä väkevää liuosta 28 syötetään myös vaihee-20 seen 19, joka puolestaan vaiheessa 29 palautuu vaiheen 25 sekundääriseen kasaliuotukseen.

Kuvan 3 mukainen sovellutusmuoto · ·

Kuvassa 3 on esitetty vielä yksi edellä kuvatun menetelmä-: '··25 vaiheen sovellutusmuoto. Tässä sovellutusmuodossa kostute- j taan pyörivässä rummussa jätekivikasoista peräisin olevaa i\j kuparipitoista vaahdotusjätettä, jota on käsitelty kuvan 1 mukaisen sovellutusmuodon vaiheen 5 mukaisesti. Rumpuun » johdetaan väkevää H2S04:ää 7. Sulfatoitu malmijäte käsitel- :v,30 lään seisottamalla ja käsittelemällä sitä kasassa vaiheessa • « 8 ja se lietetään vaiheessa 30 uudelleen paineen alaisena • * · tärytysreaktorissa ja pesurummuissa väkevällä liuoksella ti· : V 37, joka on peräisin tavanomaisesta hydrometallurgisesta t * t menetelmästä 36, jossa käytetään SX-EW-kuparintalteenotto-,·, : 35 menetelmästä 33 saatua puhdistettua väkevää liuosta 35.

• · i ,|ftJ Tämän jälkeen uudelleenlietetty malmi sakeutetaan ja/tai suodatetaan ja pestään vaiheessa 31, syöttäen flokkulointi- 15 104986 ainetta 14 ja pesuliuosta 32. Vaiheesta 31 saatu jäännös 24 erotetaan ja heitetään pois. Vaiheesta 31 saatu väkevä liuos 15 syötetään tavanomaiseen SX-EW-kuparintalteenotto-menetelmään 33. Vaiheesta 33 saatua puhdistettua väkevää 5 liuosta 34 ja 35 palautetaan vaiheeseen 5 ja johdetaan tavanomaiseen hydrometallurgiseen menetelmään 36. On huomattava, että uutta kuparipitoista malmia johdetaan myös tavanomaiseen menetelmään 36 ja tästä saatua väkevää liuosta 37 syötetään samalla vaiheeseen 30.

10

Kuvan 4 mukainen sovellutusmuoto

Kuvassa 4 on esitetty vielä yksi edellä kuvatun prosessi-vaiheen mukainen sovellutusmuoto. Kuparia sisältävä malmi murskataan fragmentteihin käyttäen tavanomaisia primääri-15 siä, sekundäärisiä ja tertiäärisiä murskausvaiheita ja lajitellaan vaiheessa 1. Kuiva hienojauhatus eli fraktio 39 kostutetaan tämän jälkeen pyörivässä rummussa vaiheessa 5 ja tähän lisätään väkevää H2S04:ää 7 ja vaiheesta 33 saatua puhdistettua väkevää liuosta 34. Tämän jälkeen sulfatoitu 20 hienojakoinen fraktio käsitellään seisottamalla sitä kasas sa vaiheessa 8 ja se lietetään uudelleen vaiheessa 11 käyttäen väkevää liuosta 28, joka on saatu neutralointikasan 27 i 1 *”·1 liuottamisesta, jossa on käytetty vaiheesta 33 saatua ri- kastukseen käytettyä väkevää liuosta 35. Tämän jälkeen a 1 • ’-·25 uudelleen lietetty hienojakoinen fraktio sakeutetaan ja/tai i suodatetaan ja pestään vaiheessa 31 samalla kun siihen ;\j syötetään flokkulointiainetta 14 ja pesuliuosta 32. Vai- ·1·’; heesta 31 saatu jäännös 24 viedään jätevarastoon, samalla kun tästä saatua väkevää liuosta 15 syötetään tavanomaiseen 30 SX-EW-kuparintalteenottomenetelmään 33. Vaiheesta 33 saa- « · tua puhdistettua väkevää liuosta 34, 35 johdetaan vaihee- • « « seen 5 ja neutralointikasaan 27, joka on vaiheesta 1 saatu 91 9 ; 1.· karkeajakoinen fraktio 38, tämän liuottamiseksi. Neutra- J,..! lointikasan liuottamisesta peräisin oleva väkevä liuos 28 S, ;35 palautetaan uudelleenliettämisvaiheeseen 11.

• «t # « f f··! * · ie 104986

Kuvan 5 mukainen sovellutusmuoto

Kuvassa 5 on esitetty vielä yksi edellä kuvatun prosessi-vaiheen sovellutusmuoto, joka kuvaa esimerkkiä menetelmästä, joka on peräisin Minä Sur -halkeamasta 40. Uusi malmi 5 41 lisätään liuotettavaksi altaassa vaiheessa 43. Muunnettu malmi 42 ja 44 lajitellaan pieniksi fragmenteiksi, joiden raekoko on alle 9,5 mm ja suuriin fragmentteihin, joiden raekoko on yli 9,5 mm tehoseulalaitteistossa vaiheessa 47. Hieno murske 45, joka on peräisin allasliuotusvaiheesta, 10 agglomeroidaan vaiheessa 46. Agglomeroidulle murskeelle suoritetaan kasaliuotus vaiheessa 48. Väkevää liuosta 50 ja 54, josta arseeni on poistettu ja joka on saatu vaiheessa 48, syötetään uudelleenliettämisvaiheeseen 55 ja SX-EW-menetelmään 62.

15

Lajiteltu hienojakoinen fraktio 49 agglomeroidaan vaiheessa 51 ja tämä käsitellään seisottamalla vaiheessa 53 ja lajiteltu suurijakoinen fraktio 52 lisätään allasliuotus-vaiheeseen 43 yhdessä uuden malmin 41 kanssa. Vaiheessa 53 20 lietetään agglomeroitu malmi uudelleen pesurummussa käyt täen väkevää liuosta 50 ja tämä lajitellaan tämän jälkeen käyttäen tavanomaista täryverkkoa vaiheessa 56. Lajiteltu f hienojakoinen fraktio 57, jonka raekoko on alle 2 mm, suo- < i i <<ί datetaan ja pestään vaiheessa 59. Vaiheesta 59 peräisin 4 4 } f,,25 oleva jäännös 61 heitetään pois. Lajitellulle karkea- * · jakoiselle fraktiolle 58, jonka raekoko on yli 2 mm, suori- » *.j tetaan kasaliuotus vaiheessa 64 käyttäen puhdistettua väke- vää liuosta 63, joka sisältää arseenia ja joka on saatu SX-EW-menetelmästä. Suodatuksen ja pesuvaiheen 59 jälkeen 30 väkevä liuos käsitellään käyttäen tavanomaista SX-EW- · • · >··. kuparintalteenottomenetelmää 62. Tämän jälkeen väkevä liuos • · # 63, joka sisältää vaiheesta 62 peräisin olevaa arseenia, : V johdetaan kasaliuotusvaiheeseen 64. Väkevä liuos 65 vai- • · · J,,,! heesta 64 johdetaan kasaliuotusvaiheeseen 48. Arseenia « ,·, : 35 sisältävä väkevä liuos 67, joka on saatu jauheen valmista-

' M

miseen tarkoitetun käsittely-yksikön liekkisulatusuunista, • < „ 104986 sekoitetaan väkeviin liuoksiin 54 ja 60 ja syötetään SX-EW-kuparintalteenottomenetelmään 62.

Kuvassa 6 on esitetty kasassa suoritetun seisotuskäsittelyn 5 aikana esiintyvät lämpötilanvaihtelut käsittelyajan funk tiona tunteina. Käyrä 68 edustaa 10 000 kg:n kasaa ja käyrä 69 edustaa 500 kg:n kasaa. Kuten käyristä käy ilmi, on kasan 68 lämpötilakäyrä korkeammalla ja vanhentamisaikana tapahtuva lämpötilan muutos on pienempi kuin 500 kg:n ka-10 sassa. Tätä kuvaa tarkastellaan yksityiskohtaisemmin esi merkissä 4.

Kuva 7 esittää muunnettujen kuparimalmien käsittelyyn tarkoitetun järjestelmän, jossa käytetään tätä keksintöä.

15 Tässä nimenomaisessa sovellutusmuodossa muunnettujen malmien kasa 70 viedään kuljettimella (laite) lajittelevaan raidesyöttösuppiloon 72. Lajitteleva syöttösuppilo erottaa suurikokoiset malminkappaleet ja raekokoa 15,24 cm suuremmat malminkappaleet syöttösuppilon 72 pohjan 74 läpi, pois 20 vietäväksi. Näitä pienikokoisemmat erotetut malminkappaleet syötetään syöttösuppilosta 72 ensimmäiselle kuljettimelle (ei merkitty), joka vie malminkappaleet nousevalle kuljet-timelle 75 ja tämän jälkeen toiselle nousevalle kuljetti- • · · melle 76 syötettäväksi nämä täryverkolle 77. Tässä erote- :·. 25 taan fraktio 79, jonka raekoko on yli 9,5 mm. Fraktion • · · 1 . loppuosa, jonka raekoko on alle 9,5 mm, johdetaan fraktio- • · · ; kasaan 80 toisen nousevan kuljettimen 78 välityksellä.

• · ·

Kasasta 80 ja 81 peräisin oleva fraktio johdetaan syöttö- • · · *·* ' suppiloon 82 syötettäväksi agglomerointirumpuun 83 käyttäen 30 hihnakuljetinta (tätä ei ole numeroitu). Rumpuun 83 syöte- • » · • V tään vettä 84 ja H2S04:ää 85 ja nämä sekoitetaan fraktioon ·/· : tämän kostuttamiseksi ja sulfatoimiseksi ja suoritetaan ··*·, vanhentamiskäsittely kasassa 86. Käsitelty fraktio syöte- i · tään toiseen syöttösuppiloon 88 käyttäen edullisesti siir-

• I

"'35 rettävää hihnakuljetinta 87, ja nämä viedään lisäksi hihna- t t kuljettimen (tätä ei ole numeroitu) avulla pesurumpuun 89. Tämän jälkeen fraktio lajitellaan seulalla 91 pesten ja 18 104986 erottaen karkea fraktio 92 ja liete 93. Vettä 90 johdetaan pesurumpuun pesun ja lajittelun aikana. Karkeajakoinen fraktio 92 syötetään sekundääriliuotuksen huuhteluputkeen 95 ja puhdistettua SX-vaiheen liuosta 94 (sama kuin 108) 5 syötetään sekundäärisen liuotuksen huuhteluputkeen 95 ja läpihuuhtoutunut väkevä liuos 96 käsitellään jatko-käsiteltäväksi, kun taas jäännös 96A heitetään pois.

Liete 93 ja pesuvesi 100 syötetään pumppuun 97 ja ne johde-10 taan nauhasuodattimelle 99 syöttäen samalla nauha- suodattimelle flokkulointiainetta 98. Suodatettu fraktio 101 johdetaan varastoitavaksi jätteenä, kun taas suodatettu kuparia sisältävä väkevä liuos 103 syötetään toiseen pumppuun 102 johdettavaksi syöttövarastoon 104, josta tämä 15 johdetaan syöttöpumppuun 105, joka puolestaan vie tämän SX- syöttöyksikköön 106 syötettäväksi SX-menetelmään. Tarkemmin sanottuna 105 johtaa syötteen SX El-yksikköön 107 ja tämä rikastetaan yksikössä E2. Rikastukseen käytetty väkevä liuos 108 (sama kuin 94) kootaan talteen E2-yksiköstä käy-20 tettäväksi uudelleen. Käytetty materiaali 117 käytetyn materiaalin varastosta 116 syötetään S2-yksikköön 109 ja johdetaan ulos 0,5 g/min. El-yksiköstä johdettu orgaaninen . materiaali 110 syötetään EL-yksikköön syöttäen tähän samal-

• » I

la pesuvettä 111. Pesuvesi 112 heitetään pois. SX-syötettä

• a I

;·. 25 Sl-yksiköstä johdetaan koetehtaan EW-yksikön kammioihin 114 • · · . koetehtaan varaston kautta (tälle ei ole annettu numeroa) , « · I ' ' ' • « · *" 1 ja tämä on osa käytetyn aineen säiliöstä 116). Poisjohdettu · · liuos 115 syötetään käytetyn aineen säiliöön 116. Kupari • « · *·’ 1 erotetaan elektrolyyttisellä menetelmällä 118. Tässä kek- 30 sinnössä kuvatut sovellutusmuodot ja sen seuraavaksi esite- • # · • V tyt erityiset esimerkit on tarkoitettu kuvaamaan tämän

• M

: keksinnön periaatteita. Tämän mukaisesti tämä keksintö ei :·1·, rajoitu ainoastaan tässä kuvattuihin ja esitettyihin tark- • · \.!f koihin konfiguraatioihin, esimerkkeihin ja vaiheisiin.

« « « · · • < · « « · 104986

Esimerkit Tässä keksinnössä esitetyt esimerkit on arvioitu laboratorio- ja koetehdastasoilla, joten metallurgian alan ammattimiehet voivat todentaa tämän keksinnön tärkeyden kuparin 5 hydrometallurgiassa. Tämän johdosta alan ammattimies kykenee muodostamaan muita vaihtoehtoja, joissa hyödynnetään tämän keksinnön perusperiaatteita ja sen henkeä.

Esimerkki 1 10 Tässä esimerkissä on liuotettujen lietteiden sakeuttamista verrattu tavanomaiseen tärytysliuotukseen.

Tavalliset sedimentaatiotutkimukset suoritettiin lietteille, jotka oli saatu käyttäen tätä keksintöä ja sitä käyttä-15 mättä. Käytetty näyte oli pintakomposiitti, joka oli

Chuquicamata Division -alueelta olevalta Minä Sur -kaivokselta tuleva muunnettujen malmien jätevarasto nro 4:stä, joka on sellaista materiaalia, jolle on ominaista suuri kaoliniitti- ja montmorriloniittityyppisten savimineraali-20 pitoisuus ja se, että sitä on vaikea käsitellä tavanomai silla hydrometallurgisilla menetelmillä. Taulukossa nro 1 on esitetty yhteenveto, joka esittää vallinneet käyttöolo-suhteet ja saadut metallurgiset tulokset.

• · • » 25 Taulukko 1 Happoseisotuskäsittelyn vaikutus liuotettujen . lietteiden sedimentoitumiseen • · ·

Iti · • · • · · Lähtömateriaalin raekoko: 100 % Tyler-seulamitta -20 • · · • · · 30 Seisotusaika hapon kanssa « · · • V ilman seisotusta (i.s.): 0 tuntia seisottamalla (s.): 24 tuntia • · · • « · • · ’..I Liuotusaika « · ;* 35 Ilman seisotusta (i.s.): 120 minuuttia

Seisottamalla (s.): 5 minuuttia « · 20 104986

Flokkulointiaineen annos: 40 g/1000 kg

Seisotusvaiheessa käytetyt annokset

Toimen- (kg/1000 kg) Sakeutukseen Ominaissakeu- pide- - menevä tumisnopeus 5 tyyppi H2S04 H20 kiintoaine-% (m2/TPD) i.s. 50 0 25 0,244 s. 50 0 25 0,177 s. 50 50 25 0,074 10 S. 50 100 25 0,074 i.s. 50 0 33 0,172 s. 50 0 33 0,097 i.s. 50 0 25 0,345 s. 50 50 25 0,149 15 i.S. 100 0 25 0,353 s. 100 50 25 0,118 i.s. 150 0 25 0,345 < i s. 150 50 25 0,118 i ♦ · • · « i r : .*.20 « · · ! Huomautus: Tutkimuksissa, joissa happoseisotusta ei käytet- * * * ·./ ty, lisättiin vastaava happomäärä suoraan liuotusliuokseen.

• * · • · t Näiden tulosten tarkastelu varmistaa sen, että ehdotetun • · · • *.:25 menetelmän käyttöön liittyy faasien erottumisnopeuksien : :: huomattava kohoaminen sedimentoinnissa.

* • · « • « · • · \.t Tarkasteltaessa parasta näistä tapauksista voidaan havaita, että sedimentoitumisnopeudet voidaan tätä keksintöä käyt- t · ','••30 täen käytännöllisesti katsoen kolminkertaistaa tavanomai- *: : sella menetelmällä saatuihin nopeuksiin verrattuna.

m 21 104986

Esimerkki 2 Tässä esimerkissä on verrattu liuotettujen lietteiden suodatusta tavanomaisen tärytysliuotuksen suodatukseen.

5 Lietteille, jotka oli saatu käyttäen ehdotettua menetelmää tai ilman tätä, tehtiin tavalliset suodatuskokeet. Käytetyt näytteet olivat Chuquicamata Division -alueella olevasta Minä Sur -kaivoksesta peräisin olevia muunnettuja malmeja, jolle materiaalille on ominaista se, että se sisältää run-10 säästi kaoliniitti- ja montmorriloniittityyppisiä savi-mineraaleja ja jossa kupari esiintyy periaatteessa ata-kamiittina ja kuparisuomalmina.

Tutkimukset suoritettiin lisäksi uusilla malmeilla maini-15 tusta Minä Sur -kaivoksesta, jossa kaoliniitti ja mont-morriliittityyppisten savimineraalien pitoisuudet ovat hyvin alhaiset ja kupari esiintyy periaatteessa kryso-kollana ja kuparihilkkana. Yhteenveto, josta käy ilmi vallinneet käyttöolosuhteet ja saadut metallurgiset tulokset, 20 on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2 Happoseisotuskäsittelyn vaikutus ominais-.·. suodatusnopeuksiin: vertailu ilman edeltävää happoseisotus- käsittelyä suoritettuun tavanomaiseen tärytysliuotus-25 menetelmään ··· ; Lähtökosteus • · :.*’i Ilman seisotusta hapon kanssa: o,00 % • « · : Seisottamalla hapon kanssa: 10,00 % 30 H2S04:n annos: 150 kg/lOOO kg • » • · • t · • · ·

Seisotusaika hapon kanssa • « i

Ilman seisotusta hapon kanssa: o,0 tuntia • · *•’35 Seisottamalla hapon kanssa: 24, o tuntia « « ·;·*: Lähtömateriaalin raekoko: 100 % Tyler—seulamittaa —20 22 104986

Suspensiossa oleva kiintoaines-%: 50 %

Liuotusaika

Ilman seisotusta hapon kanssa : 120 minuuttia 5 Seisottamalla hapon kanssa : 5 - 15 minuuttia

Flokkulointiaineen annos : 40 g/1000 kg Magnafloc 351, 0,05 %

Ominaissuodatusnopeudet kg/h x m2

Ilman happo- Happoseiso-

Malmityyppi seisotusta tusta käyttäen 10___

Pintasekamalmi, jäte- 80,26 488,13 kivikasa nro 4

Rinne, jätekivikasa nro 4 83,71 507,24 15 Muunnettu malmikivi hai- 86,31 542,68 keamasta

Muunnettu malmihiekka 59,41 646,68 halkeamasta « « r

t f I

Keskiarvo 77,42 546,24 i'..20 Uudet malmit 88,54 1 089,18 > · · lii • I t · .'.j Edellä olevat tulokset osoittavat suodatusnopeuden nousevan • 0 huomattavasti tämän keksinnön mukaista menetelmää käytet- • · · täessä. Muunnettujen malmien osalta uuden menetelmän käyttö .. . 25 lisää suodatuskapasiteetin keskimäärin käytännöllisesti • · · *.,· katsoen seitsenkertaiseksi, kun taas uusien malmien osalta 11« ‘•j 1 lisäys on noin 12-kertainen. Tämä esimerkki muodostaa yhden tämän niistä perusperiaatteista, joihin tämän keksinnön mu-kaisen hydrometallurgisen kuparin talteensaantimenetelmän .30 soveltaminen perustuu.

I · « « · 23 104986

Esimerkki 3

Suoritettiin liuotuksen standardikokeita käyttäen tämän keksinnön mukaista menetelmää ja ilman tätä käyttäen useita Minä Sur -malmia muunnetuista malmeista peräisin olevia 5 näytteitä. Näille malmeille on luonteenomaista niiden suurin kaoliniitti- ja montmorriloniittityyppisten savi-mineraalien pitoisuus, joissa esiintyy absorboitua kuparia, jossa kupari esiintyy atakamiittina ja kuparisuomalmina. Näitä malmeja on hyvin vaikea käsitellä tavanomaisella 10 hydrometallurgisilla menetelmillä.

Käsiteltäessä näitä malmeja huuhtelualtaissa, joissa niihin on sekoitettu 20 paino-% uusia malmeja, ei niiden saanti (muunnetut malmit) ylitä 30 %. Lisäksi käsiteltäessä tätä 15 malmia liuotusyksikössä tärytystä käyttäen 1 200 tonnia päivässä, menetelmä ei osoittautunut olevan teknisesti eikä taloudellisesti käyttökelpoinen, koska sen saantitaso oli pieni ja koska sakeutusaltaissa esiintyi kriittisiä faasien erotusongelmia. Yhteenveto vallinneista käyttöolosuhteista 20 ja saaduista metallurgisista tuloksista on esitetty taulu kossa nro 3.

. Taulukko 3 Tavanomaisella tärytyksellä suoritetun liuotus- menetelmän ja ehdotetun menetelmän laboratoriotutkimuksissa • · « · 25 talteen saatujen kuparimäärien vertailu • · • · · • · · I Liuotuksessa käytetty kiintoaines-%: 50 % • ·· « · * ♦ · • · « ’·* * Liuotusaika: 30 Tavanomainen ilman seisotusta (i.s.): 120 min t · · ; *.· Ehdotettu seisottamalla (s.): 5-15 min • · · • · · • f «

Malmin alkukosteus: • · )··. Tavanomainen ilman seisotusta (i.s.): o % • 35 Ehdotettu seisottamalla (s.): 10 % • « · 4 4 4 Lähtömateriaalin raekoko: 100 % Tyler-seulamittaa -20 24 104986 Käytetyt H2S04-annosmäärät ja niitä

Seisotuk- vastaavat talteesaadut kuparimäärät sen kesto Toimenpide-- (päivää) tyyppi 50 75 100 5_____ Jätekivivaraston nro 4 pintakomposiitti 0 i.s. 39,53 - 43,52 1 s. 51,17 - 61,25 3 s. 57,22 - 65,86 10 5 S. 50,83 - 62,12

Muunnettu malmihiekka halkeamasta 0 i.s. 43,89 - 47,77 1 s. 54,52 - 54,94 3 s. 54,52 - 66,65 15 5 s. 53,26 - 68,23

Muunnettu malmikivi halkeamasta 0 i.s. 46,41 - 51,17 * ’’’’’’ 1 s. 56,95 - 59,92 \V' 3 S. 46,19 ' - 68,72 : .·. 20 5 s. 54,22 - 73,75 « · « · · V·· Jätekivivaraston nro 4 rinne * · 0 i.s. - 33,52 39,61 ;·... IS. - 48,24 49,40 • · • · 3 S. - 47,82 52,70 « :*·*: 25 5 s. - 49,66 53,57 • · • « · « « • ·

Edellä olevat tulokset osoittavat, että kaikissa ehdotetun « · ....: menetelmän tapauksissa havaitaan huomattava kuparin erottu- • · 25 104986 misen nousu verrattuna tavanomaiseen järjestelmään, jossa tämän keksinnön mukaista menetelmää ei käytetä.

Esimerkki 4 5 Tässä esimerkissä tarkastellaan ehdotetussa menetelmässä saavutettavia lämpötiloja. Varastossa oleville muunnetuille malmeille suoritettiin kostumiskokeita käyttäen H20:n ja H2S04:n annoksina 100 kg/1000 kg koemittakaavassa rakennetussa agglomaraatiorummussa, jonka halkaisija oli 0,75 m ja 10 pituus 2,3 m. Lähtömateriaalin raekoko oli 100 % <9,5 mm.

Rummusta saadusta tuotteesta valmistettiin sulfatointi-kasat, joiden painot olivat 500 kg ja 10 000 kg ja näissä saavutetut lämpötilat mitattiin systemaattisesti.

15 Yhteenveto, josta käyvät ilmi saadut tulokset, on esitetty kuvassa 6, josta voidaan havaita, että kasan koon suuretessa jäävät ajan kuluessa saavutettavat lämpötilat korkeammiksi, mikä ilmeisesti johtuu pienemmistä lämpöhäviöistä, jotka johtuvat massa-pinta-suhteen vaikutuksesta. Havaitaan 20 esimerkiksi, että 500 kg:n kasassa (59 kuvassa 6) annet taessa kasan olla sellaisenaan 72 tuntia, oli saavutettu lämpötila käytännöllisesti katsoen ympäristön lämpötila, kun taas 10 00 kg:n kasassa 68 säilyi lämpötila 40 °C:ssa.

m

On korostettava sitä, että lämpötila on tärkeä muuttuja !!" 25 hydrometallurgisissa menetelmissä.

• · · • · • · « ” ; Esimerkki 5 • · · '· Tässä menetelmässä tarkastellaan tämän keksinnön mukaisen • · · *.* · menetelmän käsittelyä "El Abra":sta peräisin olevien hapet- 30 tuneiden malmien käsittelyssä. El Abran hapettuneet malmit • · · • *t'· edustavat mineraalilähdettä, joiden arvioidut varat ovat 462 miljoonaa tonnia, joiden keskimääräinen kokonaiskupari-määritysekvivalentti on 0,92 %. Kaivosgeologisissa tutki- « · \.t muksissa tämä malmi on luokiteltu kolmeen luokkaan: • · « # ... 35

Tyyppi 1: Biotiittinen, joka edustaa 20 - 25 % esiinty-·;·; mästä.

26 104986

Tyyppi 2: Fylliittinen, joka edustaa noin 5 % esiintymästä.

Tyyppi 3: Maasälpäinen tai kalimaasälpäinen, joka edustaa 70 - 75 % esiintymästä.

5

Kuvan 1 mukaisen sovellutusmuodon laboratorioarviointi Tässä vaihtoehdossa tarkastellaan seuraavia vaiheita: - Vaiheessa 1 oleva primäärinen, sekundäärinen ja tertiää- 10 rinen murskaus - Kuivaluokitus 4 mm:ksi vaiheessa 2, 8, 11, 12.

- Happokäsittely, lietteen muodostaminen ja <4 mm:n fraktion suodatus - Kasaliuotus >4 mm:n fraktiolle 15 - Liuenneen kuparin talteenotto SX- ja EW-menetelmillä vaiheessa 33.

Tutkitut käyttöolosuhteet olivat seuraavat: Lähtömateriaalin raekoko: 100 % (<9,5 mm) 20 Hienojakoisen fraktion erotuskoko: 4 mm <4 mm:n fraktion määritystulokset: El Abra # 1: 1,52 %, El Abra # 3: 2,11 % , Seisotusvaiheessa käytetyt annosmäärät <4 mm:n fraktiolle: • · · H2S04 : 40 - 60 - 80-100 kg/1000 kg, H20: 100 kg/1000 kg

• IM

;·. 25 Sulfatointiaika: 1-3-5 päivää « · ; Liuottamisessa käytetty kiintoaines-%: 50 % * · · I Liuotusaika: 5 minuuttia 4 · «

Flokkulointiaineen annos ennen suodatusta: 40 g/1000 kg * Magnafloc 351, 0,05 % 30 Pesuun käytetty H20 suodatuksessa: 0,33 kg/1000 kg malmia.

• · · • · · • · • » V : Arvioitujen olosuhteiden osalta saadaan parhaat metallurgi- set tulokset käyttämällä seuraavia käyttöolosuhteita hieno- • 1 ,···. jakoiselle fraktiolle seuraavan luettelon mukaisesti: « · • · · « • · t # # · « ·

Tarkasteltava kohde El Abra #1 El Abra # 3 27

Malmi Malmi 104986 Lähtömateriaalin raekoko 100 % <4 mm 100 % <4 mm 5 Seisotusvaiheen annosmäärät (kg/1000 kg) H20 100 100 H2S04 6 0 6 0

Seisotusaika (päiviä) 3 3 10 Sulfatoidun tuotteen 1 1 uudelleenliettämisessä käytetty H20-määrä (m3/1000 kg malmia, <4 mm)

Liuotusaika uudelleen-liet- 5 5 15 tämisessä (min)

Flokkulointiaineen annos 40 40 ennen suodatusta (g/1000 kg malmia, <4 mm) , Pesuun käytetty H20-määrä 0,33 0,33

I

20 suodatuksessa (m3/1000 kg « · · 1« malmia, <4 mm) v 1 • « · * t · r i i «ti 1 Kuvattujen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seuraa- 4 I » • · · vat metallurgiset tulokset: « · 1 • · « v · · • m 1 • · • · «•I m · » • » » 9 * 1 1 * » · • ♦ • · • 4 « « · ( I I • V · t · » « · ·

Malmi Malmi

Tarkasteltava kohde El Abra # 1 El Abra # 3 104986 28

Talteenotettu 82,95 84,66 5 kuparimäärä (%) H2S04:n kulutus (kg/1000 kg) 52,60 47,42

Ominaissuodatus- 1 501 1 421 nopeudet (kg/h1m2)

Suodatteen keski- 7/8 9 10 määräinen paksuus(mm) Jäännöksen kosteus 20,88 21,92

Kiintoaineiden liuos (%) 4 5 Väkevän liuoksen 6 10,2 H2S04-määrä (g/1) 15

Koko menetelmää koskevan talteen saadun kokonaiskupari-määrän arvioitiin olevan 80,47 %, jolloin H2S04:n kulutus oli 48,72 kg/1000 kg, mikäli karkeiden fraktioiden kasa-liuotus luettiin mukaan.

20 «

Kuvan 2 mukaisen sovellutusmuodon laboratorioarviointi f Tässä vaihtoehdossa tarkastellaan seuraavia peräkkäisiä ; vaiheita: 4 • Ψ 4 ( 1 • « · I «« « ;1\;25 - Primäärinen, sekundäärinen ja tertiäärinen murskaus vai- • · heessa 1 a « · - Koko malmin happokäsittely vaiheessa 5 . - Lietteen valmistus ja luokitus 4 mm:n raekoossa » 1 · * ·1 - <4 mm fraktion suodatus vaiheissa 19 ja 20

••f J

tav *·1 '30 - Sekundäärinen liuotus <4 mm fraktiosta koostuvista ka- * ·1·1: soissa vaiheessa 25 ψ m - Liuenneen kuparin talteenotto SX- ja EW-menetelmillä M 1 / . vaiheessa 33 • 1 · i « » « · 35 Tutkitut käyttöolosuhteet olivat seuraavat: 29 104986 - Lähtömateriaalin raekoko : 100 % <9,5 mm - Määritykset malmista: El Abra #1: 1,49 % El Abra # 3: 1,80 % - Seisotusvaiheessa käytetyt annosmäärät: H2S04: 40-50-60, 5 H20: 100 - Sulfatointiaika: 1-3-5 päivää - Liettämisessä käytetty H20 (m3/1000 kg) El Abra 1: 0,50,

El Abra 3: 0,55 - Liuotusaika liettämisessä (min): 5 10 - Flokkulointiaineen annos ennen suodatusta: 40 g/1000 kg

Magnafloc 351, 0,05 % - Pesuun käytetty H20 suodatuksessa 0,33 m3/1000 kg malmia

Arvioitujen olosuhteiden osalta saadaan parhaat metallur-15 giset tulokset käyttämällä seuraavia käyttöolosuhteita: r t i ' i i i * i i i i < f i ·

I I

» I I I < 4 <

1 ' I

I 4 f f » 4 I • · £ · · • 99 f · • * ·

I 4 I

• « · * « 9 • · • 4 • 9 9 m 9 9 « · 9 9 • *9 9 • 9 · • · 9 9

I I I

’ * » 4 * I • « 9 19 9 • *1 4 9 9 Ι/ΙΊ · 30 104986

Malmi Malmi

Tarkasteltava kohde El Abra #1 El Abra # 3 Lähtömateriaalin raekoko 100 % 100 % <9,5 mm <9,5 mm

Seisotusvaiheen 5 annosmäärät (kg/1000 kg) H20 1 00 1 00 H2S04 4 0 50

Seisotusvaiheen kesto (päi- 5 3 viä) 10 Seisotuskäsitellyn tuotteen 0,5 0,55 uudelleenliettämisessä käytetty H20-määrä (m3/ 1000 kg)

Liuotusaika uudelleenliet- 5 5 tämisessä (min) 15 Flokkulointiaineen annos- 40 40 määrä ennen suodatusta (g/1000 kg malmia, -4 mm) H20-pesu <4 mm fraktion suo- 0,33 0,33 datuksessa (m3/1000 kg) ..:l’2o

Esitettyjen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seu- • raavat metallurgiset tulokset.

• · · · • · · · • «· • · • 1 · • 1 · • « · • · · t · · • · • · · • · · • · · • · · * I <

« I

I ·

« · I

• 9 9 9 9 ·

Tarkasteltava kohde El Abra #1 El Abra # 3 31

Malmi Malmi 104986

Sulfatoidun tuotteen paino 1,08 1/11 (t/1000 kg malmia) 5 Ominaissuodatusnopeus 2 229 2 337 (kg/h x m2)

Suodatteen keski- 9 9 paksuus (mm) Jäännösten paino 10 (kg/1000 kg malmia): >4 mm fraktio 154 151 <4 mm fraktio 812 781 Jäännösten kosteus (%) : >4 mm fraktio 5,15 10,75 15 4 mm fraktio 16,49 20,74

Keskimääräinen talteen- 76,48 75,38 otettu kuparimäärä (%)

Kulutus H2S04 (kg/1000 kg) 37,95 45,01 « « "i Kiintoaineiden liuos (%) 3,4 6,81 • · A · | 2 0 H2S04 väkevässä 3,5 7,70 : .·. liuoksessa (g/1) • · · • · · · • · • · · • ·· ,

On pantava merkille, että tässä sovellutusmuodossa on eri- • · · • tyisesti malmin hajoaminen edistynyt pitkälle siinä käyte- 25 tyn happokäsittelyn johdosta. Seuraava taulukko kuvaa • · « : ·’ yhteenvetona tätä ilmiötä tärkeimpien seulamittojen osalta: • · · • · · * • · · • · ψ m 4 • · m 4 4 4 • i · • fl 4 • · · • · 1 » 32 104986

Osittainen Osittainen seulalle seulan lä- TYLER-seula- jäänyt päissyt

Malmityyppi mitta %-määrä %-määrä

El Abra #1 6 45,09 11,55 20 12,99 22,30 5 -200 2,17 16,87

El Abra #3 6 44,46 9,50 20 14,02 24,33 -200 1,95 19,24 10 Tällä ilmiöllä on tärkeä merkitys tavanomaisessa kasa- liuotusmenetelmässä, koska siinä voi syntyä liiallisesti hienojakoisia fraktioita, jotka voivat teollisuuskäytössä vaikuttaa häiritsevästi käsiteltävän kerroksen läpäisykyyn. Toisaalta tässä keksinnössä on hienojakoisten fraktioiden 15 muodostuminen suotuisa piirre. Koko menetelmän osalta arvioitiin talteen saaduksi kuparin kokonaismääräksi 82,5 %, H2S04:n kulutuksen ollessa 44,46 kg/1000 kg kun luokitetun karkeajakoisen fraktion kasaliuotus otetaan mukaan.

-t||'20 Kehitettyjen menetelmien ja tavanomaisen kasaliuotus- menetelmän alustava teknillisekonominen analyysi • Alustavaa analyysiä varten otaksuttiin, että rikastamossa • · t · : käsitelty malmi on sekoitus, jossa on 25 % malmia nro 1 ja • · 75 % malmia nro 3. Rikastamossa käsitellyn materiaalin • · t 25 arveltiin lisäksi vastaavan tertiääristä murskaustuotetta .. . ja kaivosalueella olevien investointien ollessa samanlaisia • · · kuin kuvien 1 ja 2 mukaisissa sovellutusmuodoissa ja kasa- • · · ’·] * liuotuksessa. Seuraavassa on esitetty yhteenveto, josta käy ilmi tämän keksinnön mukaisten kuvien 1 ja 2 mukaisten • · :'*·;30 sovellutusmuotojen pääasiallisimmat arviointitulokset, • · .* . joita on merkitty A:11a ja B:llä ja joita on verrattu i i · '· tavanomaiseen kasaliuotusmenetelmään, jota on merkitty CCP:llä (tässä ei oteta huomioon kaivosaluetta): 33 104986

Tarkasteltava kohde A B CCP

Talteenotettu kokonaiskuparimäärä (%) 80,47 82,52 75 5 H2S04:n kulutus (kg/1000 kg) 48,72 44,46 50

Tehtaan koko: t/päivä 60 000 60 000 60 000 Määritys-% 0,97 0,97 0,97

Liuenneen kuparin saanti (%) 86 86 84

Hienolaatuisen kuparin tuotanto 10 Ensimmäisen vuoden tuotanto (t) 138 952 147 308 117 440

Myöhempi vuosituotanto (t) 147 095 150 745 133 955

Perustamiskustannukset <1000 US$) 129 374 126 823 117 371

Vuotuiset käyttökustannukset ensimmäisen 58 890 66 400 48 550 toimintavuoden jälkeen: 1000 US$ 15 cUS$/kg 40,04 44,05 36,24

Vuositulot ensimmäisen toimintavuoden jälkeen (1000 US$) hintaan 1,10 USJ/kg 162 143 166 166 147659 hintaan 1,43 US$/kg 210 786 216 016 191 956 2 0 hintaan 1,76 USJ/kg 259 429 265 866 236 254

Vuosittainen liikevoitto ensimmäisen toimintavuoden jälkeen (1000 US$) • « · hintaan 1,10 US$/kg 103 253 99 766 99 109 il" hintaan 1,43 US$/kg 151 896 149 616 143 406 • · · .25 hintaan 1,76 US$/kg 200 539 199 466 187 704 « · 1 • 0 *«l • » » i · • · · • 1 ··« * On lisäksi otettava huomioon, että menetelmän jaksojen osalta (45 päivää kasaliuotuksen osalta) A ja B edustavat :v:30 tulopuolella runsaan hienolaatuisen kuparin tuottoa ensim- • t mäisenä toimintavuonna, josta saadaan vielä seuraavat lisä-voitot suoritettaessa edellä esitettyjä laskutoimituksia • · vastaavat toimenpiteet.

« · V · « • · • · · • · ·

Tarkasteltava kohde A B

34 104986

Ylimääräinen hienolaatui- 9 992 15 148 sen kuparin tuotanto (t) 5 Ylimääräiset liikevoitot (1000 US%) hintaan 1,10 US$/kg 7 014 109 026 hintaan 1,43 US$/kg 10 318 15 035 hintaan 1,76 US$/kg 13 623 20 044 10

Edellä olevat tulokset osoittavat, että tämän keksinnön mukaiset edullisuusmuuttujat ovat suotuisampia kuin tavanomaiset kasaliuotusmenetelmän vastaavat muuttujat.

15

Esimerkki 6 Tässä esimerkissä tarkastellaan tämän menetelmän soveltamista Chuqui Norten hapettuneiden malmien käsittelyyn.

20 Chuqui Norten hapettuneet malmit edustavat lähdettä, jonka määrä on noin 317 miljoona tonnia ja tämän sisältämän kokonaiskuparin määräksi on määritetty keskimäärin 0,86 %.

Suoritettiin kokeellinen ohjelma laboratoriotasolla, joka i!” oli hyvin paljon samanlainen kuin kehitetty El Abran hapet- • · . 25 tuneita malmeja koskeva ohjelma. Saadut asiaa koskevat • · · : tulokset on kuvattu seuraavana: • · • · · • »· • · • * * · Kuvan 1 mukaisen sovellutusmuodon laboratorioarviointi

Parhaat käyttöolosuhteet hienojakoisten fraktioiden käsit-30 telemiseksi ovat seuraavat: • * 9 V · « · « lii - Lähtömateriaalin raekoko: 100 % (<4 mm) · · - Määritykset: kokonaiskuparipitoisuus 0,77 %, liukoisen

• P

kuparin pitoisuus 0,69 % :’·.:35 - Agglomeraatiovaiheessa käytetyt annosmäärät: ·;· H20: 150 kg/1000 kg, H2S04 : 40 kg/1000 kg 35 1 0 4 9 8 6 -Seisotusaika hapon kanssa: 5 päivää -Uudelleenliettämisessä käytetty H20-määrä: 1 m3/1000 kg hienojakoista malmia -Liuotusaika uudelleenliettämisessä (min): 5 5 -Flokkulointiaineen annos ennen suodatusta: 40 g/1000 kg -H20 suodatuksessa: 0,666 m3/1000 kg malmia.

Esitettyjen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seu-raavat metallurgiset tulokset: 10 - Talteenotettu kuparimäärä: 84,31 % - H2S04:n kulutus: 27,00 kg/1000 kg - Ominaissuodatusnopeus: 1,279 kg/h x m2 - Suodatteen kosteus: 16,9 % 15 - Suodatteen keskipaksuus: 8 mm

Koko menetelmää koskevan talteen saadun kokonaiskupari-määrän arvioitiin olevan 80,40 %, jolloin H2S04:n kulutus oli 19,42 kg/1000 kg, mikäli karkeiden fraktioiden kasa-20 liuotus luettiin mukaan.

Kuvan 2 mukaisen sovellutusmuodon laboratorioarviointi

Parhaat käyttöolosuhteet menetelmän käyttämiseksi ovat seuraavat: ••'••25 i * : " - Lähtömateriaalin raekoko 100 % (<9,5 mm) • · :.· i - Määritykset: kokonaiskuparipitoisuus, 0,68 %, liukoisen • · :.*·· kuparin pitoisuus 0,55 % - Agglomeraatiovaiheessa käytetyt annosmäärät: H20, 30 100 kg/1000 kg, H2so4, 30 kg/1000 kg ·*·*· - Seisotusaika hapon kanssa: 5 päivää • · - H20-määrä uudelleenliettämisessä: 0,47 m3/1000 kg malmia - Flokkulointiaineen annos ennen <4 mm fraktion suodatusta: • · · ·' ·’ 40 g/1000 kg, <4 mm:n fraktio ««« * • · *...*35

Esitettyjen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seu- • · ....j raavat metallurgiset tulokset.

36 1 0 4 9 8 6 - Kuparin saanti: 70,61 % - H2S04:n kulutus: 23,25 kg/1000 kg - Ominaissuodatusnopeudet: 1,160 kg/h x m2 - Suodatteen kosteus: <4 mm fraktio: 16,27 %, >4 mm frak- 5 tio: 5,33 % - keskikostean suodatteen paksuus: 8 mm

Koko menetelmää koskevan talteen saadun kokonaiskupari-määrän arvioitiin olevan 84,72 %, jolloin H2S04:n kulutus 10 oli 27,09 kg/1000 kg, mikäli karkeiden fraktioiden sekun däärinen liuotus luettiin mukaan.

Kehitettyjä menetelmiä ja kasaliuotusmenetelmää vertaileva alustava teknillisekonominen analyysi 15 Tätä alustavaa analyysiä varten otaksuttiin, että kyseessä olevassa rikastamossa käsitellään 49 024 tonnia päivässä malmia ja että syötteen kokonaiskuparipitoisuudeksi on määritetty 0,86 %. Rikastamossa käsiteltävän malmin otaksutaan vastaavan tertiääristä murskaustuotetta ja kaikkien 20 seuraavien vaihtoehtojen kaivosalueiden perustamis kustannukset oletetaan samanlaisiksi. Seuraavassa on esitetty yhteenveto, josta käy ilmi tämän keksinnön mukaisten kuvien 1 ja 2 mukaisten sovellutusmuotojen pääasiallisimmat *·1'·' arviointitulokset, joita on merkitty A: 11a ja B:llä ja ...:25 joita on verrattu tavanomaiseen kasaliuotusmenetelmään, I f : jota on merkitty CCP:llä (tässä ei oteta huomioon kaivos- • 1 ·.· : aluetta) : • · • 1 » • ·· • ·

• M

• · • · · • « · • · · • · • » · • • · · • · · • · · • i • f « · ( • · • · « f

• I I

• I

37 104986

Tarkasteltava kohde A B CCP

Talteenotettu kokonaiskuparimäärä (X) 80,AO 84,72 70,7 H2S04:n kulutus (kg/1000 kg) 19,42 27,09 25,50 5 Liuotetun kuparin saanti (X) 86 86 84 hienolaatuisen kuparin tuotanto ensimmäisen vuoden tuotanto (t) 110 741 123 531 81 972 myöhempi vuosituotanto (t) 123 724 130 374 108 799

Perustamiskustannukset (1000 US$) 108 941 118 935 95 937 10 Vuosittaiset käyttökustannukset ensim- 42 669 48 943 33 123 maisen toimintavuoden jälkeen: 1000 US$ cUS$/kg 40,04 44,05 36.24

Vuositulot ensilmaisen toimintavuoden jälkeen (1000 US$) 15 hintaan 1,10 US$/kg 117 288 123 592 100 740 hintaan 1,43 US$/kg 152 474 160 670 130 962 hintaan 1,76 US$/kg 187 661 197 747 161 185

Vuosittainen liikevoitto ensimmäisen toimintavuoden jälkeen (1000 US$) 20 hintaan 1,10 US$/kg 74 619 74 649 67 717 hintaan 1,43 US$/kg 109 805 111 727 97 839 hintaan 1,76 US$/kg 144992 148804 128062 a « • « · i • »aa : ’..25 On lisäksi otettava huomioon, että menetelmän jaksojen

i johdosta (90 päivää kasaliuotuksen kyseessä ollessa) A ja B

• 1 · · ·'·.· edustavat tulopuolella hienolaatuisen kuparin runsasta • · tuotantoa ensimmäisenä toimintavuonna, josta saadaan vielä seuraavat lisävoitot suoritettaessa edellä esitettyjä ...30 laskutoimituksia vastaavat toimenpiteet.

• e • · »M • 1 1 • 9 9 * • · · • · «

lii f I

I 1 » • > · · I · · ·

Tarkasteltava kohde A B

38 1 0 4 9 8 6

Ylimääräinen hienolaatuisen kupa- 15 071 21 761 rin tuotanto (t) 5

Ylimääräiset liikevoitot (1000 US$) hintaan 1,10 US$/kg 10 569 14 488 hintaan 1,43 US$/kg 15 553 21 684 hintaan 1,76 US$/kg 20 536 28 880 10

Esimerkki 7 Tässä esimerkissä tarkastellaan Minä Sur':n vanhojen jäte-kivien käsittelyä. Minä Sur':n malmien jatkuva käsittely 15 altaissa on johtanut jätekiven kerääntymiseen, jotka on enimmäkseen varastoitu jätekasan erityiseen sektoriin. On arvioitu, että tällä hetkellä noin 60 miljoonaa tonnia on kerääntynyt jätekasan yhteen sektoriin, jonka pitoisuuden on kuparimäärityksellä osoitettu olevan 0,47 %. Näiden 20 jätekivien fysikaaliset ominaisuudet tekevät nämä käytän nöllisesti katsoen läpäisemättömiksi eivätkä ne ole käsiteltävissä tavanomaisin menetelmin. Tämän perusteella ryh- 4 · · "J dyttiin toteuttamaan tutkimusohjelmaa seuraavien vaihto- ehtojen arvioimiseksi: i ·

< I

: . 25 vt· ;·· : A. Jätekiven kuivaluokitus • · *: Hienojakoinen fraktio: Happokäsittely, uudelleenliettäminen • · · V ·’ ja suodatus

Karkea fraktio: Lisääminen Chuquin oksidijätekiveen !*-*: 3 0 • · B. Koko jätekivimassan happoseisotuskäsittely, uudelleen-liettäminen ja märkäluokitus • · *

Hienojakoinen fraktio: Suodatus • * ’···* Karkea fraktio: Lisääminen Chuquin oksidi jätekiveen 35 • · « · 104986 j y

Kuvan 1 mukaisen sovellutusmuodon arviointi laboratorio-mittakaavassa (jätekiven alustava kuivaluokitus)

Parhaat käyttöolosuhteet, jotka saatiin tämän menetelmän käyttämiseksi, olivat seuraavat: 5 - Jätekiven kuivaluokitus: 4 mm - >4 mm fraktio: yhdistäminen Chuquin oksidijätekiveen - <4 mm fraktio: seisotus hapon kanssa, uudelleen-liettäminen ja suodatus 10 - hienojakoisen materiaalin lähtöraekoko: 100 % <4 mm - agglomeraatiovaiheessa käytetyt annosmäärät: H20, 100 kg/1000 kg hienojakoista fraktiota, H2S04 50 kg/1000 kg hienojakoista fraktiota - seisotusaika: 5 päivää 15 - uudelleenliettämisessä käytetty H20-määrä: 867 kg/1000 kg hienojakoista fraktiota - Liuotusaika uudelleenliettämisessä (min): 5 - flokkulointiaineen annos ennen suodatusta: 40 g/1000 kg hienojakoista fraktiota 20 - Pesuun käytetty H20-määrä suodatuksessa: 333 kg/1000 kg hienojakoista fraktiota.

Kuvattujen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seuraa-

I I

vat metallurgiset tulokset: ...’•'25

I I

: ’· - Talteenotettu kokonaiskuparimäärä 67,91 % jt| · - H2S04:n kulutus: 42,70 kg/1000 kg hienojakoista fraktiota - ominaissuodatusnopeus 987 kg/h x m2 * · - suodatteen kosteus 19,17 % 30 - suodatteen keskipaksuus 6,5 mm • · · • · « • ·

Jos otaksutaan, että <4 mm fraktion liuotustehokkuus on • i · 70 % ja sen haponkulutus on samaa luokkaa, saadaan seuraa- • · · ; ’,· vat kokonaistehokkuuden tunnusluvut: • « * : :3 5 a a X · Talteenotettu kuparimäärä: 68,39 % • «· H2S04:n kulutus: 41,70 kg/1000 kg * t 40 104986

Kuvan 2 mukaisen sovellutusmuodon arviointi laboratorio-mittakaavassa: Koko jätekivimassan happokäsittely, lietteen muodostaminen ja märkäluokitus

Parhaat käyttöolosuhteet, joihin päädyttiin menetelmän 5 suorittamiseksi, olivat seuraavat: - seisotusvaiheessa käytetyt annosmäärät: H20, 100 kg/1000 kg, H2S04 50 kg/1000 kg - vanhentamisaika: 3 päivää 10 - H20-määrä uudelleenliettämisessä: 575 kg/1000 kg - märkäluokitus: 8 Tyler-seulamittaa - uudelleenliettämisaika (min): 5 - flokkulointiaineen annos ennen suodatusta: 40 g/1000 kg kiintoainesuodosta 15 - pesuun käytetty H20-määrä suodatuksessa: 192 kg/1000 kg jätekiveä.

Kuvattujen olosuhteiden osalta on mahdollista saada seuraavat metallurgiset tulokset: 20 - sulfatoidun tuotteen paino-osuus: 1,15 t/1000 kg jäte-kiveä - talteenotettu kuparimäärä: 69,68 % - H2S04:n kulutus: 47,79 kg/1000 kg jätekiveä * 25 - ominaissuodatusnopeus: 917 kg/h x m2 j · ί - suodatteen kosteus 21,26 % 4 4 ·.· ; - suodatteen keskipaksuus 6/7 mm w 4 9 · 4 * 44 • 4 }':*♦ Kuten oli asian laita edellisen tapauksen kyseessä ollessa, 30 niin mikäli oletetaan, että >8 Tyler-seulamittaisen frak- tion liuotustehokkuus on 70 % ja haponkulutus samaa luok- « « ··'· kaa, niin menetelmän kokonaistehokkuutta kuvaaviksi • · · 9 m · · tunnusluvuiksi saadaan: ·· · 4 4 4 4 * « 9 4 4 * :,,/35 Kuparin saanti: 82,92 % ,·, ; H2S04:n kulutus: 47,79 kg/1000 kg 4*1 4 4 4 «4··· 4 «

Esimerkki 8 41 104986 Tässä esimerkissä tarkastellaan muunnettujen malmien käsittelyn soveltamista koetehdasmittakaavassa. Koetehtaan yksiköiden juoksukaavio on esitetty kuvassa 7. Keskeisenä 5 ajatuksena on jatkaa >9,5 mm:n fraktioiden käsittelyä al taissa ja <9,5 mm:n fraktion rikastusta ehdotetulla menetelmällä.

Muunnettujen malmien käsittely lähtee niiden siirtämisestä 10 varastosta lajiteltaviksi, jossa ne luokitellaan fraktioihin, jotka ovat <9,5 mm ja >9,5 mm, >152,4 mm:n fraktion ollessa jo etukäteen eliminoitu. <9,5 mm:n fraktio kuljetetaan oksidikoetehtaaseen. Menetelmän ensimmäinen vaihe käsittää malmin agglomeroinnin koetehtaan rummussa, jonka 15 halkaisija on 0,75 m ja pituus 2,3 m, ja johon syötetään putkistosta H20:ta ja H2S04;:ää. Laitteisto on suunniteltu sellaiseksi, että rummun 83 pyörimisnopeutta ja kaltevuutta voidaan säätää. Syöttöä säädetään muunneltavalla nopeudella toimivalla nauhalla. Agglomeroitu malmi siirretään pienissä 20 vaunuissa säilytyskasoihin sulfatointia varten. Sulfatoitu malmi varastoidaan tämän jälkeen syöttösuppiloon 88 liikuteltavalla hihnakuljettimella 87.

r

Toinen ja viimeinen vaihe käsittää SX- ja EW-menetelmien ,ϋ'25 väkevien liuotusliuosten puhdistuksen ja väkevöinnin. Tätä I « • '· tarkoitusta varten käytetään Denver SX-yksikkÖä 109, ; :’i 0,5 g/min, kun taas kuparin elektrolyyttinen liuotus suori- /·,· tetaan toisessa kahdesta koetehtaan yksiköstä (114), joista • · »wi·. kunkin kapasiteetti on 0,1 m3, jotka toimivat käyttäen 30 tasasuuntaajaa ja säädettävää jännitettä (yksikössä käyte- •V. tään li anodia, jotka on valmistettu Pb-Ca-lejeeringistä, • · ’..I ja 12 siemenlevyä) .

• i # f « ·« t • \« SX-menetelmästä saatua puhdistettua liuosta käytetään lo- ij":35 puksi aiemmin luokitellun karkean fraktion liuotuksessa.

i « < I < I ( I I « > 4 • « t · » f ♦ 42 104986

Kemiallisesta, mikroskooppisesta ja instrumentti-analyyttisestä luonnehtimisesta saatiin seuraavat tulokset: Pääasiallisin kuparia sisältävä mineraalityyppi: Atakamiit-5 ti, kuparisuomaImi.

Pääasiallisimmat savimineraalityypit: Kloriitti, kaoliniit-ti ja montmorriloniitti, joiden koostumuksessa on kuparia.

10 Elektronimikroskooppisen analyysin avulla määritetyt mineraalilajit: kupari- ja mangaanimalmit (kuparisuomalmi ja kuparihilkka), jotka vastaavat Fe:n, Cu:n, MN:n, Si:n, K:n, Na:n jne. amorfisia oksideja; 15 kryptomelaani, joka vastaa mangaanin amorfista oksidia, jonka koostumukseen kuuluu bariumia ja kuparia; elektroneja läpäiseviä mineraaleja, kuten atakamiittia ja krysokollaa, elektronitiheitä mineraaleja, kuten magnetiit-20 tiä, hematiittiä, ilmeniittiä, rutiilia, sfeeniä, limoniit- tiä ja satunnaisesti natiivia kuparia, kupriittia, kalko-pyriittiä, pyriittiä ja kovelliiniä; krysokolla-inkluusioita suurissa kvartsirakeissa.

·:·25 * « < Röntgensädediffraktioanalyysillä havaitut kiteiset •mineraalilajit: kaoliniitti, alfa-kvartsi ja plagioklaasi-··· · .·. : maasälpä - • · · *· • ·

• M

• · · • · « 30 Röntgensädefluoresenssitutkimus: Tärkeimmät alkuaineet: Si, .. . AL, K; vähäisinä määrinä esiintyvät alkuaineet: Cu, Mn, Ti, # · ·

Ca; hivenaineet: S, Ba, Zr, Zn, P, Sr, Rb, Cr ja As.

• · · • · · « :**: Klassillinen kemiallinen analyysi ja kuparin jakautuminen j * * * .3 5 seulamitan mukaisesti: (tuloksia on tarkasteltu taulukoissa 4-6).

• · · • · · • · • · 43 104986

Muunnetuissa malmeissa on suuri määrä liukenematonta kuparia, joka useiden näytteiden osalta voi vaihdella 33 %:sta 58 %:iin näytteessä olevasta kokonaiskuparista. Tämän johdosta tästä malmista saadut kuparin liuotusmäärät ovat 5 tavallisesti pieniä. On huomattava, että tavanomaisessa tärytyksen käyttöön perustuvassa liuotusprojektissa PELA:ssa huomioitiin liuotuksesta saatu kuparin 55-%:nen saanti, mutta menetelmä ei ollut elinkykyinen eikä sen soveltamista jatkettu.

10

Taulukoista 4, 5 ja 6 käy ilmi seuraavaa: Minä Sur':n muunnettujen malmien tyypillinen koostumus; koetehtaaseen syötetyn kuparin granulometrinen luonnehtiminen ja jakautuma <9,5 mm fraktion seulamitan mukaisesti ja vastaavan koe-15 tehtaan toiminta-aikana käytetyn <9,5 mm fraktion epä puhtauksien määrä.

Taulukko 4 Minä Sur:n muunnettujen malmien tyypillinen koostumus 20 I edustaa komposiittipintajätekasaa nro 4; II edustaa rinnejätekasaa nro 4; III edustaa lohkeaman muunnettua malmikiveä; IV edustaa lohkeaman muunnettua malmihiekkaa; .,*·*25 V edustaa ja j *.. VI edustaa puoliksi teollisuusmittakaavaan rakennetun ; Polycom-tehtaan tuotetta ♦ ·· · • · • · « • · · • · • m · • · · • · i • · · • · · • · • · • · · • · ·

• · I

• · · • · « « · • · a f i • · a · • · « · · · · 44 104986

Alkuperä ja koostumus (%)

I II III IV V VI

Kokonaiskupari: 1,58 1,27 0,64 1,74 1,40 1,29

Liukoinen kupari: 0,75 0,54 0,32 0,82 0,68 0,87 5 Liukenematon kupari: 0,87 0,73 0,32 0,92 0,72 0,42

Tavanomaisessa menetelmässä 52,53 57,48 50,00 52,87 51,43 32,56 liukenematon kupari (%)

Rauta: 5,95 5,43 3,36 3,00 5,24 4,21

Mangaani: 0,22 0,27 0,09 0,60 0,23 0,24 10 Alumiini: 10,40 13,80 9,35 9,26 10,26 9,40

Silika: 50,15 58,90

Kloridi: 0,07

Taulukko 5 Koetehtaan syötteenä käytetyn <9,5 mm:n fraktion 15 kuparin granulometrinen luonnehtiminen ja jakautuma seu- lamitan mukaan « · • » • · · • · 1 • · ♦ · • · v · · • · 1 • 1 • · · • · · • · · • · · • · · t » * · • · « • · « · 1 * · « « I t · « » • 1 45 104986

Tyler- aukon Granulometrinen jakautuma Kupari CuFT-jakautuma.

seula- koko - - -

mitta (mm) osittais-% kumul.-% kokonais liukeneva osittais-X kumul.-X

5 3 6,680 2,74 2,74 1,51 1,06 3,28 3,28 4 4,699 4,72 7,46 1,43 1,02 5,34 8,62 6 3,327 6,46 13,92 1,28 0,89 6,55 15,17 8 2,362 7,33 21,25 1,24 0,86 7,19 22,36 10 1,651 7,65 28,90 1,22 0,83 7,39 29,75 10 14 1,168 7,76 36,66 1,21 0,82 7,43 37,18 20 0,833 9,05 45,71 1,18 0,76 8,45 45,63 28 0,589 7,80 53,51 1,12 0,70 6,92 52,55 35 0,417 8,31 61,82 1,08 0,65 7,10 59,65 48 0,295 9,05 70,87 1,12 0,72 80,2 67,67 15 65 0,208 7,88 78,75 1,16 0,74 7,20 74,87 100 0,147 6,80 85,55 1,23 0,76 6,62 81,49 150 0,104 5,33 90,88 1,37 0,81 5,78 87,27 200 0,074 4,64 95,52 1,63 0,99 5,99 93,26 -200 4,48 100 1,89 1,11 6,74 100 2 0 Näyte yhteensä 1,263 0,816

Tavanomaisessa menetelmässä liukenematon kupari (X) 35,39 • · · « · · 25 TAULUKKO 6 Koetehtaan käyttökautena käytetyssä <9,5 mm:n ·' ” fraktiossa olevien epäpuhtauksien pitoisuudet • 1 · • · · • M · • · · « • · · • · • ♦ · • « f · · 9 9 9 9 9 « 9 a

• I

• · · • · · • · · * • · · « « · » « • at · • a · a aa 46 104986

Ainesosatyyppi % koostumuksesta

Silika 56,91

Alumiini 8,99

Rauta 4,94 5 Kokonaiskupari 1,26

Liukoinen kupari 0,82

Kalium 1,28

Natrium 1,08

Mangaani 0,18 10 Kloridi 0,08

Koboltti 0,003

Arseeni 0,005

Molybdeeni 0,004

Uraani 10 ppm 15

Koetehdastutkimukset: Kostutus agglomerointirummussa 83 (kuva 7)

Agglomerointivaiheen käyttö on teknillisesti mahdollista 20 käyttäen laajalla alueella vaihtelevia käyttöolosuhteita: H20-määrä: 100 kg/1000 kg H2S04-määrä 100 - 130 kg/1000 kg

Rummun pyörimisnopeus: 7-10 kierrosta minuutissa 25 Rummun kallistus: 6-10 astetta

Viipymä rummussa: 30 - 67 sekuntia • Täyttöerän viemä tilavuus: 4,22 - 8,21 o/v ··· · • · • · · * · · • ·

Arvioitiin, että hienon kuparin tuottamiseksi käsittelemäl- • « · 30 lä 80 tonnia <9,5 mm:n fraktiota päivässä vaaditaan hal- .. . kaisijaltaan 3 m ja pituudeltaan 9 m oleva rumpu.

· · • o · • · · • · « ' Agglomeroidun tuotteen 86 (kuva 7) viipymäajat !**: Määritettiin, että 24 tunnin käsittelyaika (curing) on ;'";35 riittävä. Tänä aikana vallitsevat lämpötilat voivat vaih- I I · . della 80 °C ja 50 °C välillä.

· · • · 4V 104986

Uudelleenliettämisvaihe pesurummussa 89 (kuva 7) Uudelleenliettämisvaiheen suoritus pesurummuissa on teknillisesti mahdollista ja parhaat tulokset saadaan käyttäen 2 mm:n aukkokokoista 91 seulamittaista jaetta. Toisena 5 käyttökelpoisena vaihtoehtona on harkita muiden lajittelu- menetelmien, kuten täryverkkojen, käyttöä, joilla voidaan tuottaa raekooltaan hienompaa tuotetta mahdollisesti pienehköllä suodatinten määrällä.

10 Suodatusvaihe 99 (kuva 7)

Parhaat tulokset saavutetaan käyttäen seuraavia käyttöolosuhteita :

Materiaalin raekoko suodatuksessa: 100 % <2 mm.

15 Suodatettavan syötteen kiintoaines-% (tähän sisältyy flokkulointiaineen lisäys): 45 - 53 % Flokkulointiaineen tyyppi, annos ja konsentraatio:

Guarfloc, 0,05 % 80 - 130 g/1000 kg suodatettua jäännöstä 20 Suodatinkankaan tyyppi: Monisäie

Keskimääräinen tyhjiö: 43 kPa H20:n annosmäärät pesuvaiheessa: 98,4 - 163 kg/1000 kg suodatettua jäännöstä i i i .:.25 Kuvattujen olosuhteiden osalta voidaan saada seuraavat • « u metallurgiset tulokset: • v • · · • f · ’!* ! Kiinteän aineksen alustava liuotus pesurummussa: 7 % • a

Talteenotettu kuparimäärä suodatusvaiheeseen mennessä (pri- • · * '·' ‘30 määrinen liuotus): 58,22 %

Ennen käyttämättömän H2S04:n kulutus: 98 kg/1000 kg • · a : *.· Karkean ylitteen (>2mm) kuivapaino alustavassa luokitus-

«M

V ! vaiheessa: 277 kg/1000 kg syötettä

Karkean ylitteen (>2 mm) kosteus: 10,43 % • t ,••,35 Kuivan suodatteen paino: 653 kg/1000 kg syötettä •

Suodatteen kosteus: 21,77 % • ·

Suodatteen keskipaksuus: 10,67 mm • « 48 1 0 4 9 8 6

Kuivan suodatteen suodatuskapasiteetti: 878 kg/h x m2 Suodoksessa suspendoituneina olevien kiintoainesten pitoisuus: 20 ppm 5 Suodatetun liuoksen koostumus on osoittautunut seuraavien tulosten mukaiseksi

Cu: 6,5 - 7,9 H2S04: 1,0 - 3,6 10 Ph: 2,06 - 2,2

Eh: 471 - 480 FeT: 4,7 - 7,1 Fe (II): 0,16 - 0,43 Cl: 0,63 - 0,80 15

Neste-nesteuutto 109 SX-menetelmällä (kuva 7)

Parhaimmat metallurgiset tulokset saadaan käyttämällä seu-raavia käyttöolosuhteita: 20 Uuttovaiheiden määrä: 2

Takaisinuuttovaiheiden määrä: 2 Pesuvaiheiden määrä: 2

Viipymä (min) : El E2 SI S2 Pesu (EL) i i a :·!’ 1,98 1,98 2,46 2,47 2,53 • aa : 25 ominaisvirtaus 2,06 2,06 1,66 1,65 1,61 •aa · r f t r (m3/h x m2) : • · • a » V * Faasien jatkuvuus: 0000 0 ... O/V-suhde ilman takai- 1,04 1,04 2,0 2,0 1,87 • · · sin-kierrätystä V *30 (i.t.): • * · ·' * takaisin-kierrätyksel- i.t. i.t. 1,73 1,75 1,00 f 4 4 *'...: lä (t.): « · • · a • aa • ·

Toimintalämpötila: ympäristön lämpötila • a 49 104986

Uuttoliuoksen tyyppi ja konsentraatio: 50 % LIX 984, 50 % ACORGA PT5050 25 o/v Escaid 100:ssa 5

Kuvatuissa olosuhteissa on mahdollista taata liuos-liuos-uutuosta saatavaksi vähimmäismääräksi 90 %. Epäpuhtaus-saostumien muodostumisnopeudet ovat noin 300 litraa syötteen kutakin 1000 kuutiometriä kohti.

10

Elektrolyyttinen talteenotto 114 (kuva 7) Sx-syöttöliuoksissa olevan kuparin sähkösaostaminen on teknillisesti mahdollista. Arvioitujen olosuhteiden osalta on mahdollista saada yli 90-%:siä virtahyötysuhteita 15 elektrolyyteille, joiden FeT-pitoisuudet ovat korkeintaan 1,3 g/1, mangaanipitoisuus 98 ppm, kobolttipitoisuus 90 ppm ja kloridipitoisuus 80 ppm. Saadut katodit ovat kemialliselta laadultaan tavallisesti hyviä. Lukuunottamatta yhtä saantoa, jossa kloriditasot saavuttivat 20 arvon 128 ppm, olivat viidestä saannista saadut epäpuhtauk sien keskimääräiset pitoisuudet seuraavan luettelon mukaisia : . Alkuaine Koostumus « · « .:.25 Kupari 99,9592

Kloridi (g/mg) 18,25 · · *. · Arseeni 0,2 0 '** I Antimoni 0,14 • f ·

Rauta 0,34 ’·’ ‘30 Nikkeli 0,10

Lyijy 2,32 • · · : '.· vismutti 0,10 ϊ.ϊ J Tellurium 0,10 sinkki 0,16 35 Tina 0,16 ”* Kadmium 0,10 f i

Hopea 0,66 « · 50 104986

Guarfloc lisättiin kiinteänä pitoisuutena 200 g/1000 kg katodia.

Lajitteluvaiheessa erotetun karkean fraktion (>2 mm) sekun-5 däärinen liuotus

Kuparipitoisuudet vaihtelevat alueella 0,54 - 0,82 % karkeissa fraktioissa, jotka on liuotettava kokonaissaannon parantamiseksi. Tässä on mahdollista käyttää kasaliuotusta suurilla ominaisvirtausnopeuksilla, koska ainoastaan kar-10 keat fraktiot liuotetaan erikseen. Kuparin saantiarvoiksi saadaan jopa 65,07 % H2S04-kulutuksen ollessa 12,6 kg/1000 kg käytön tapahtuessa seuraavissa olosuhteissa: 15 Etukäteisluokituksen seulamitta: 2 mm

Liuotusaine: SX-menetelmän puhdistettu liuos

Keskimääräinen ominaisvirtaama: 110 litraa/h x m2 Kasan korkeus: 278 m Liuotussykli: 255 tuntia 20 liuotuksesta saadun liuoksen m3-määrä/1000 kg kiinto ainesta: 7,64.

Näissä olosuhteissa puhdistetun liuoksen kuparini! konsentraatio nousee 0,56 g:11a litraa kohti.

25 • Ml I n, Talteen saatu kuparimäärä ja H2S04:n primäärisessä liuotuk- « i /, sessa, karkeiden fraktioiden sekundäärisessä liuotuksessa • · · 9 ··* · .·. : ja menetelmässä kokonaisuutena » ·« ·..* Primäärisen liuotuksen käsitetään tarkoittavan menetelmää f I 1 I I « 30 ja tuloksia, jotka on saatu lietteen suodatukseen mennessä ,, , huomioonottamatta karkeiden fraktioiden käsittelyä.

t i » • ·* Sekundäärinen liuotus käsittää karkeiden fraktioiden käsit- ·* # * * V * telyn SX-menetelmästä 109 peräisin olevalla puhdistetulla *'«*: liuoksella. Liuotettu kokonaismäärä on edellisten arvojen I f ,‘".35 painotettu summa kunkin fraktion painojen mukaisesti.

• * ·

Keskimääräiset tulokset ovat seuraavat: • · • « · * · I • * « • 1*1« • ♦ 5i 104986

Talteen otettu kupari- Käyttämättömän määrä H2S04:n kulutus

Tarkasteltava kohde (%) (kg/1000 kg) kg/kg

Primäärinen liuotus 58,22 98 13,33

Sekundäärinen liuotus 65,07 0 0 5 Menetelmä koko- 67,61 98 11,93 naisuudessaan

Huomautus: Sekundäärisessä liuotuksessa ei käytetä uutta puhdasta happoa, vaan siinä käytetään puhdistusmenetelmässä 10 regeneroitua happoa.

On huomautettava, että kun tämä malmi lisätään perkolaatio-altaisiin, niin sen saanto ei ylitä 30 %. Faasien erottumisesta tulee lisäksi kriittinen tekijä käsiteltäessä sitä 15 tavanomaisella tärytysliuotusmenetelmällä eikä tämän mene telmän soveltaminen ole teknisesti mahdollista.

, Esimerkki 9 • i Tässä menetelmässä tarkastellaan tämän menetelmän käyttöä f i i .<; 20 Chuquicamata-yksikön muiden hapettuneiden lähteiden käsit-

I I

" telyyn koetehdasmittakaavassa.

4 * • ♦ · 9 4 4 944 4 ir’.· Käyttäen samaa koetehdasta kuin mikä on kuvattu edellä, jT: tätä menetelmää käytettiin seuraavien yksikön hapettuneiden 25 lähtien käsittelyyn: li ·

• » I

• I

• · - Minä Sur -malmin syöte perkolaatioaltaisiin: peräisin • * ·

Minä Sur -esiintymästä ja hienonnettu raekokoon >9,5 mm.

•» I

1 · I

• t

f I « I I

'„,'30 - Uusi Minä Sur -jätekivi: peräisin allasliuotus- t : menetelmästä. Raekoko 25 - 30 % >9,5 mm.

• ♦ 4 * « « « I « I · 4 9 52 104986 - Vanha Mina Sur -jätekivi: Peräisin Mina Sur jätekivi-kasoista. Raekoko 20 - 25 % >9,5 mm.

- Chuqui Norte -malmi: Peräisin Chuqui Norte esiintymästä 5 ja hienonnettu raekokoon >9,5 mm.

- El Abra -malmi: Peräisin "El Abra" -esiintymästä ja hienonnettu raekokoon <12,4 mm (malmiseos, jossa on 20 % maasälpää) .

10

Yhteenvedot käytetyistä tärkeimmistä käyttöolosuhteista ja saaduista metallurgisista tuloksista on esitetty taulukoissa 7 ja 8. Nämä tulokset osoittavat, että tätä menetelmää on teknillisesti mahdollista käyttää minkä tahansa tyyppi-15 sen hapetetun kuparimalmilähteen käsittelyyn.

Taulukoissa 7 ja 8 I edustaa Minä Sur -malmeja, II edustaa uutta Minä Sur jätekiveä, III edustaa vanhaa Minä Sur -jätekiveä; IV edustaa Chuqui Norte -malmeja ja V edustaa El 20 Abra -malmeja.

• « i · < • · M · « • · • ·

• I I

• · • · • · · • « V · • · • · t • M t · • · · • · ·

• I I

* • · 1 • · · • t « «1«

I t I

• · f • I < <

I I

I I

« «

I

I ·

• I

• « · · « 104986 53

Taulukko 7 Koetehtaan arvioinnissa käytetyt käyttöolosuhteet

Tarkasteltava kohde I II III IV V

5 Annos (kg/1000 kg) H2S04 6 0 4 0 4 0 4 0 4 0 H20 50 0 50 60 40

Seisotusaika (päivää) 11111

Uudelleenlietetyn tuot- 22222 10 teen pesurummun luokitus- seulan seulamitta (mm) Lähtömateriaalina olevan malmin koostumukseen kuuluva %:eina ilmoitettu 15 Kokonaiskupari: 1,57 0,57 1,26 1,12 0,89

Liukoinen kupari: 1,19 0,36 0,82 0,73 0,82

Sekundäärisen liuotuksen 30 30 - 30 34 kesto, >2 mm fraktio (päivää) 20 • « • < 1

I I

• « · 4 • · • · · • · · • · « « • · · • · « • · • · · • · « • 1 » I « · « · • · « « « • · • · · • · 1 • « · * « < I t 54 104986 TAULUKKO 8 Tärkeimmät metallurgiset tulokset, koetehdas-tutkimukset

Tarkasteltava kohde I II III* IV V

5 - - - - - -

Talteenotettu 61,70 47,40 73,80 46,20 56,60 kuparimäärä primäärisessä liuotuksessa: 10 Talteenotettu 18,80 23,40 - 43,80 26,90 kuparimäärä sekundaarisessa liuotuksessa:

Menetelmässä tai- 80,50 70,80 73,80 90,00 86,50 15 teenotettu kuparin kokona i smäärä:

Patenttilainsäädännön mukaisesti olemme selvittäneet tämän keksinnön periaatteen, edullisen konstruktion ja sen käyt-20 tötavan ja katsomme antamamme kuvauksen ja selvityksen edustavan sen parhaita sovellutusmuotoja. On kuitenkin selvää, että tätä keksintöä voidaan käyttää muillakin kuin erityisesti kuvatuilla ja selitetyillä tavoilla, jotka kuuluvat oheen liitettyjen patenttivaatimusten suojani '25 piiriin.

• * • · * • · • · · • · · ··· · • · • · · • · · * · ·»· • · · • · * i i · • « · t · • « · • « · • « · • ( * <

I I

» r i < i «il I i I • «

Claims (15)

55 1 0 4 9 8 6

1. Menetelmä kuparin eristämiseksi kuparia sisältävästä malmista, jossa menetelmässä kuparia sisältävä malmi kostutetaan olennaisesti tasaisesti rikkihappoa sisältävällä ve- 5 siliuoksella niin pitkän ajan, että malmi kostuu tasaisesti ja malmin pinnan ominaisuudet muuttuvat niin, että malmin sakeutus- ja suodattumisominaisuudet lisääntyvät ja että merkittävä osa siinä olevasta kuparista sulfatoituu, ja jossa kuparia otetaan talteen kostutetun kuparia sisältävän 10 malmin kuparia sisältävästä liuoksesta, tunnettu siitä, että kostutetussa malmissa vanhenemisen annetaan edelleen sulfa-toida siinä oleva kupari ja muodostaa olennaisesti sulfa-toi tunut kuparimalmi; ja 15 vanhentunut sulfatoitunut kuparimalmi lietetään toisella vettä ja mahdollisesti rikkihappoa sisältävällä vesipitoisella liuoksella olennaisen osan sulfatoidusta kuparista erottamiseksi siitä kuparia sisältävän liuoksen muodostamiseksi, josta liuoksesta kupari otetaan talteen. 20

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den kopparhaltiga malmen har en typisk partikelstorlek i en intervall som sträcker sig frän den partikelstorlek som erhälls vid krossning tili den partikelstorlek som erhälls 5 med finmalning, att svavelsyran är en koncentrerad svavel-syralösning och att den vattenhaltiga lösningen är ett anläggningsvattenraffinat erhället vid lösningsmedlets separeringsprocess eller ett utloppsraffinat erhället vid en elektrolytisk kopparutvinningsmetod. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ·; tä, että kuparia sisältävän malmin tyypillinen raekoko on alueella, joka ulottuu murskauksesta saatavasta raekoosta : hienojauhatuksella aikaansaatuun raekokoon, että rikkihappo • I I « .·. : 25 on väkevä rikkihappoliuos ja vesipitoinen liuos on liuotti- men erotusprosessista saatua laitosveden raffinaattia tai • * · elektrolyyttisestä kuparintalteenottomenetelmästä saatua ,, poistoraffinaattia. « · • · • · • · · *.* *30 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- * • tä, että rikkihapon määrä ensimmäisessä liuoksessa valitaan • · · · .·**. olemaan 5 - 500 kg/1000 kg malmia ja veden määrä valitaan • M olemaan 0 - 250 kg/1000 kg malmia.

3. Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat av att mängden svavelsyra i den första lösningen väljs som 5 -500 kg/1000 kg malm och vattenmängden väljs som 0 - 250 kg/1000 kg malm. 15

4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att föräldringsskedet räcker 5 min - l är.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että vanhenemisvaihe kestää 5 min - 1 vuoden. « 104986 ob

4. I « « I « I

5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att 20 äteruppslamningsskedet räcker 5 min - 24 timmar.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleenliettämisvaihe kestää 5 min - 24 tuntia.

6. Förfarande enligt patentkrav l, kännetecknat av att kopparn ätervinns ur malmen med lösningsmedlets separe- ...‘j’ rings-elektrolysmetod och raffinatet ätercirkuleras frän i · • 25 lösningsmedlets separeringsprocess för att användas som vattentillförsel i vattenhaltiga lösningar. • · • · · • ·« • ·

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii- 5 tä, että kupari otetaan talteen malmista liuottimenerotta- mis-elektrolyysimenetelmällä ja raffinaatti kierrätetään liuottimen erottamisprosessista käytettäväksi käyttövetenä vesipitoisia liuoksia varten.

7. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att den sulfaterade kopparmalmen klassificeras i grova och finför- 30 delade fraktioner enligt partikelstorleksfördelningen och • · ♦ *.. den finfördelade fraktionen fuktas, föräldras och äter- • t · * uppslammas, varefter den avvattnas för att erhälla en r · kopparhaltig lösning. c K f % r I ’ .Λ 35 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den ' finfördelade fraktionen förtjockas och tvättas enligt mot- strömsprincipen för att separera den sulfaterade kopparn. m 59 104986

7. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että sulfatoitu kuparimalmi luokitetaan karkeisiin ja hienoihin fraktioihin hiukkaskoon jakautuman mukaan ja hieno fraktio kostutetaan, vanhennetaan ja uudelleen liete-tään, minkä jälkeen siitä poistetaan vettä kuparipitoisen 15 liuoksen saavuttamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että hieno fraktio sakeutetaan ja pestään vastavirtape-riaatteen mukaisesti sulfatoidun kuparin erottamiseksi sii- 20 tä. « I I I

9. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den finfördelade fraktionen förtjockas och filtreras för att separera den sulfaterade koppam. 5

10. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den finfördelade fraktionen filtreras direkt för att separera den sulfaterade kopparn.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • » · tä, että hieno fraktio sakeutetaan ja suodatetaan sulfatoi- : *" dun kuparin erottamiseksi siitä. • · ' — — • « · 25 ί M 10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • · tä, että hieno fraktio suodatetaan suoraan sulfatoidun ku-parin erottamiseksi siitä. • · • « * • · · 3 0 11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen menetelmä, • · tunnettu siitä, että hienoon fraktioon lisätään flokkuloin- • · i tiainetta määrässä noin 5 - noin 500 g tonnia kohti ennen • · · sakeuttamista tai suodatusta. »f « · f I I : 35 12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu sii- φ · · tä, että kuparimalmia kasauutetaan vettä ja rikkihappoa sisältävän vesipitoisen liuoksen muodostamiseksi ja että ai- 57 1 0 4 9 8 6 ainakin osa tätä liuosta kierrätetään käytettäväksi uudel-leenliettämisvaiheen vesipitoisena liuoksena.

11. Förfarande enligt patentkrav 8, 9 eller 10, känneteck-10 nat av att till den finfördelade fraktionen tillsätts flockuleringsmedel i en mängd mellan ca 5 och ca 500 g per ton före förtjockningen eller filtreringen.

12. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att 15 kopparxnalmen urlakas i hög för att bilda en vatten- och svavelsyrahaltig lösning och att ätminstone en del av denna lösning ätercirkuleras för att användas som en vattenhaltig lösning i äteruppslamningsskedet. 20 13. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att den kopparhaltiga lösningen som erhällits ur agglomera-tionsextraktionen kombineras med den kopparhaltiga lösnin-gen som erhällits i avvattningsskedet före ätervinningen av f koppar ur denna. 25 «

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että kasauutosta saatu kuparia sisältävä liuos yh distetään vedenpoistovaiheessa saatuun kuparia sisältävään liuokseen ennen kuparin talteenottamista tästä.

14. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että karkea fraktio kasauutetaan rikkihapolla ja vedellä sulfatoidun karkean malmifraktion muodostamiseksi, joka malmifraktio uudelleenlietetään toisen kuparia sisältävän liuoksen saavuttamiseksi, ja että kupari otetaan talteen yhdestä tai useammasta kuparia sisältävästä liuoksesta. 15

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin osa kasauutosta talteenotetusta liuoksesta uudelleenkierrätetään käytettäväksi uudelleen liettä-misvaiheen vesipitoisena liuoksena. 20 • · · • « « • · a l. Förfarande för att isolera koppar ur kopparhaltig malm, :·. varvid den kopparhaltiga malmen fuktas väsentligen jämnt * · · • ... 25 med en svavelsyrahaltig vattenlösning sä länge att malmen * · · T | fuktas jämnt och malmens ytegenskaper förändras sä att malmens förtjocknings- och filtreringsegenskaper ökar och • · · *' * att en avsevärd del av den ingäende kopparn sulfateras, och varvid koppar ätervinns ur en lösning innehällande koppar • M ·.· : 30 av fuktad kopparhaltig malm, kännetecknat av att • · · V · i den fuktade malmen fär föräldring ytterligare sulfatera ; den ingäende kopparn och bilda en väsentligen sulfaterad • · · kopparmalm; och • « . den föräldrade sulfaterade kopparmalmen uppslammas med en «· · : ’.·* 35 annan vatten- och eventuellt svavelsyrahaltig lösning för att separera en väsentlig del av den sulfaterade kopparn i syfte att bilda en kopparhaltig lösning, ur vilken kopparn ätervinns. 58 104986

14. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att den M· « :*·.· grova fraktionen agglomerationsextraheras med svavelsyra • · och vatten för att bilda en sulfaterad grov malmfraktion, som äterförslammas för att erhdlla en andra kopparhaltig 30 lösning, och att kopparn ätervinns ur en eller flera • · ♦ I.. kopparhaltiga lösningar. • · * • · * 9 9

!,*.! 15. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att ‘: ätminstone en del av den lösning som ätervunnits ur agglo- 35 merationsextraktionen ätercirkuleras för att äteranvändas f « t « « ' som en vattenhaltig lösning i uppslamningsskedet. « «