FI107455B - Process for producing copper - Google Patents

Process for producing copper Download PDF

Info

Publication number
FI107455B
FI107455B FI20000535A FI20000535A FI107455B FI 107455 B FI107455 B FI 107455B FI 20000535 A FI20000535 A FI 20000535A FI 20000535 A FI20000535 A FI 20000535A FI 107455 B FI107455 B FI 107455B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copper
solution
leaching
chloride
oxide
Prior art date
Application number
FI20000535A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20000535A0 (en
Inventor
Matti Haemaelaeinen
Olli Hyvaerinen
Original Assignee
Outokumpu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Priority to FI20000535A priority Critical patent/FI107455B/en
Publication of FI20000535A0 publication Critical patent/FI20000535A0/en
Priority to PE2001000220A priority patent/PE20011336A1/en
Priority to ARP010101072A priority patent/AR027619A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI107455B publication Critical patent/FI107455B/en

Links

Abstract

The invention relates to a process for producing copper from copper-containing raw material such as sulphide concentrates, scrap and precipitates. The raw material is dissolved by being dissolved in several stages in a chloride-based solution. The copper-containing solution which results from the dissolution process is subjected to reduction and solution refinement, after which copper which is present in the solution is precipitated out as copper protoxide using magnesium oxide. Magnesium chloride solution which is formed when producing the copper protoxide is fed to pyrohydrolysis, in which the magnesium chloride is regenerated back into magnesium oxide, which is used both in the solution refinement and the precipitation of the copper protoxide. Hydrochloric acid which is formed in the pyrohydrolysis is used for dissolving the concentrate or other raw material. The precipitated copper protoxide is reduced to metallic [lacuna] using a suitable reagent.

Description

1 1074551 107455

MENETELMÄ KUPARIN VALMISTAMISEKSIMETHOD FOR THE PREPARATION OF COPPER

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kuparin valmistamiseksi kupari-pitoisista raaka-aineista kuten sulfidisista rikasteista, romuista ja sakoista. 5 Raaka-ainetta liuotetaan useampivaiheisena liuotuksena kloridipohjaiseen liuokseen. Liuotuksesta tulevalle, kuparia sisältävälle liuokselle suoritetaan pelkistys ja liuospuhdistus, jonka jälkeen liuoksen kupari saostetaan kuparioksiduulina magnesiumoksidin avulla. Kuparioksiduulin valmistuksessa syntyvää magnesiumkloridiliuosta syötetään pyrohydrolyysiin, jossa 10 magnesiumkloridi regeneroidaan takaisin sekä liuospuhdistuksessa että kuparioksiduulisaostuksessa käytettäväksi magnesiumoksidiksi. Pyrohydro-lyysissä syntyvä suolahappo käytetään rikasteen tai muun raaka-aineen liuotukseen. Saostettu kuparioksiduuli pelkistetään metalliseksi sopivalla reagenssilla.This invention relates to a process for the production of copper from copper-containing raw materials such as sulphide concentrates, scrap and fines. 5 The raw material is dissolved in a multi-step solution in a chloride-based solution. The copper-containing solution resulting from the leaching is subjected to reduction and solution purification, after which the copper in the solution is precipitated as copper oxide by means of magnesium oxide. The magnesium chloride solution from copper oxide production is fed to pyrohydrolysis where the magnesium chloride is regenerated into magnesium oxide for both solution purification and copper oxide precipitation. Hydrochloric acid produced by pyrohydrolysis is used to dissolve the concentrate or other raw material. The precipitated copper oxide is reduced to metal with a suitable reagent.

1515

Sulfidisen kupariraaka-aineen liuotus kloridimiljöössä on tunnettua ja sikäli edullista, että liuotus voidaan tehdä normaalipaineessa, ja että liuotuksessa saadaan valtaosa rikasteen kuparista liukenemaan yksiarvoisessa kupro- : muodossa Cu1+:na, mikä periaatteessa pienentää energiankulutusta verrat- j 20 tuna normaaliin, kaksiarvoisesta Cu2+-liuoksesta tapahtuvaan elektrolyytti- « « i sen kuparimetallin valmistukseen. Tyyppiesimerkkeinä tällaisista proses- • * * seista voidaan mainita jo 1890-luvulla kehitelty ns. Hoepfner-prosessi, jota • · · • · on kuvattu US-patentissa 507,130 sekä CLEAR-ja INTEC-prosessit, joista *···’ ensimmäistä on kuvattu mm. US-patentissa 3,785,944 ja jälkimmäistä esim.Leaching of sulphidic copper raw material in the chloride environment is known and it is preferred that leaching can be performed at normal pressure and that leaching will cause most of the concentrate copper to dissolve in monovalent cuprous form as Cu1 +, which in principle reduces energy consumption from -20% to normal, electrolyte for the production of its copper metal. Typical examples of such process * * * stands are the so-called "process" stands already developed in the 1890s. The Hoepfner process described in U.S. Patent No. 507,130, as well as the CLEAR and INTEC processes, the first of which is described, e.g. U.S. Patent 3,785,944 and the latter e.g.

25 artikkelissa van Os, J.: “Australian company reveals low cost process for ' Ϊ/.' granular copper”, Metal Bulletin Monthly, January 1991, s. 67.25 articles by van Os, J.: "Australian company reveals low cost process for 'Ϊ /.' granular copper ', Metal Bulletin Monthly, January 1991, p. 67.

• · • · ·• · • · ·

Kupromuodossa tapahtuvan prosessin energiankulutuksen säästöä • · pienentävät kuitenkin käytännössä monet syyt. Lisäksi on todettava se ♦ · · *·* ‘ 30 haittapuoli, että metalli syntyy raemaisena, mikä ei ole normaali *···’ kauppalaatu. Tämän sekä ehkä myös epäpuhtauksien poistamisen takia 2 107455 raekupari saatetaan vielä joutua sulattamaan ja puhdistamaan ennen kuin se kelpaa myyntiin, kuten CLEAR-prosessin yhteydessä saadut kokemukset osoittavat.However, there are many reasons for reducing the energy consumption of a bubble process • · in practice. In addition, the ♦ · · * · * '30 disadvantage is that the metal is produced in granular, which is not a normal * ···' commercial quality. Due to this, and possibly also to the removal of impurities, 2 107455 grains of copper may still need to be thawed and refined before being marketed, as experience with the CLEAR process shows.

5 Kloridimiljöössä tapahtuvassa elektrolyyttisessä kuparimetallin valmistuksessa Cu1+-liuoksesta on vielä sekin haittapuoli, että elektrolyysikennojen rakenne muodostuu helposti monimutkaiseksi, mikä käy ilmi mm. CLEAR-prosessia myös kuvaavasta US patentista 4,025,400. Rakenteen monimutkaisuuden aiheuttaa lähinnä raemainen tuote, joka kasvaa 10 neulasmaisina kiteinä katodin pinnalle, josta se pitää määrävälein kaapia irti ja pudottaa kennon pohjalle ja edelleen poistaa sieltä. Oma vaikutuksensa on myös sillä, että kennon katodi- ja anoditilat pitää erottaa toisistaan joko diafragmalla tai membraanilla. Tämä ja neulasmaisesti katodin pintaan kasvavat kuparirakeet aiheuttavat sen, että häiriöttömän toiminnan 15 (oikosulut!) takaava elektrodien välinen etäisyys ei voi olla kovin pieni, mikä puolestaan nostaa energian kulutusta.Another disadvantage of electrolytic copper metal production in the chloride environment from the Cu1 + solution is that the structure of the electrolytic cells is easily complicated, e.g. U.S. Patent 4,025,400, which also describes the CLEAR process. The complexity of the structure is mainly caused by the granular product, which grows as 10 needle-like crystals on the surface of the cathode, from which it periodically scrapes off and drops to the bottom of the cell and further removes it. It also has the effect that the cathode and anode spaces of the cell must be separated by either a diaphragm or a membrane. This and the needle-like growth of copper grains on the cathode surface cause that the distance between the electrodes to ensure trouble-free operation 15 (short circuits!) Cannot be very small, which in turn increases energy consumption.

Elektrolyysivaiheen monimutkaisuuksiin ja puutteellisuuksiin on kiinnitetty : huomiota US-patentissa 4,097,271, jossa esitetty menetelmä perustuu j 20 kaasumaisella butadieenillä tapahtuvaan, butadieenin ja kupari(l)kloridin : muodostaman kiinteän additioyhdisteen saostukseen liuoksesta, joka on muodostunut sulfidiraaka-aineiden kloridiliuotuksesta. Menetelmässä saatu *···* kupari(l)kloridikiteiden muodostama vesiliete on seuraavaksi hapetettava ’·♦* autoklaavissa, jossa syntyy kupari(ll)oksikloridisakkaa ja kupari(ll)kloridi- 25 liuosta, joka palautetaan sulfidiraaka-aineen liuotukseen. Oksikloridisakka konvertoidaan tämän jälkeen normaalipaineessa natriumhydroksidiliuoksella *** kupari(ll)oksidiksi (CuO) seuraavan reaktion mukaisesti:Attention is drawn to the complexities and shortcomings of the electrolysis step: U.S. Patent 4,097,271, which discloses a method for precipitating a solid addition compound of butadiene and copper (I) chloride from a solution of sulfide crude chloride in gaseous butadiene and copper (I) chloride. The aqueous slurry of * ··· * copper crystals (l) chloride obtained in the process is then oxidized in an autoclave to produce a copper (II) oxychloride precipitate and a copper (II) chloride solution which is returned to the sulfide raw material leaching. The oxychloride precipitate is then converted at normal pressure with sodium hydroxide solution *** into copper (II) oxide (CuO) according to the following reaction:

CuCI2. 3Cu(OH)2 + 2NaOH = 4CuO + 2 NaCI + 4H20 (1) 3 107455CuCl2. 3Cu (OH) 2 + 2NaOH = 4CuO + 2 NaCl + 4H 2 O (1) 3 107455

Kupari(ll)oksidi puolestaan pelkistetään konvertterissa kuparin sulamispisteen yläpuolisissa tiloissa vetylanssauksella ilmeisestikin reaktion (2) mukaisesti metalliseksi kupariksi:The copper (II) oxide, on the other hand, is reduced in the converter at spaces above the melting point of copper by hydrogen leaching, apparently according to reaction (2), to metallic copper:

CuO + H2 = Cu + HzO (2) 5 Tämän jälkeen edelläkuvatussa menetelmässä reaktion (1) tuottama natriumkloridiliuos ohjataan kloori-alkalielektrolyysiin, joka tuottaa reaktiossa (1) tarvittavan natriumhydroksidin. Sen lisäksi kloori-alkali-elektrolysi tuottaa vetykaasua, jota käytetään hyväksi reaktion (2) mukaisessa kupari(ll)oksidin pelkistyksessä.CuO + H 2 = Cu + H 2 O (2) Then, in the above process, the sodium chloride solution produced by the reaction (1) is subjected to chlor-alkali electrolysis to produce the sodium hydroxide needed for the reaction (1). In addition, chlor-alkali electrolysis produces hydrogen gas which is utilized in the reduction of copper (II) oxide according to reaction (2).

1010

Ennestään tunnetaan myös US-patentissa 6,007,600 kuvattu menetelmä, jonka mukaisesti kupari otetaan talteen kupariraaka-aineesta kloridi-miljöössä siten, että kupari(l)kloridiliuos saostetaan kuparioksiduulina natrium- tai kaliumhydroksidin avulla ja syntynyt kuparioksiduuli pelkistetään 15 elementaariseksi. Menetelmässä käytetään hyväksi hydrometallurgisten kloridiprosessien kuparin kohdalla tarjoama etu: mahdollisuus käyttää hyväksi alempaa hapetusastetta. Asiaa havainnollistaa seuraava reaktio (3), josta nähdään, että alemmalla hapetusasteella tuotetaan samalla vetymää-: :': rällä kuin reaktiossa (2) nyt kaksinkertainen määrä kuparia: 20 CuzO + Hz = 2 Cu + HzO (3) i Kuparioksiduulisaostuksen yhteydessä muodostuva natriumkloridi regene- ·»· roidaan kloori-alkalielektrolyysissä natriumhydroksidiksi ja kierrätetään ·»· • · *···* takaisin oksiduulisaostukseen. Elektrolyysissä syntyy myös vetyä, jota • · ’···' käytetään hyväksi menetelmän pelkistysvaiheissa ja syntyvää klooria ... 25 kupariraaka-aineen liuotukseen.It is also known in the US patent 6,007,600 to recover copper from a copper raw material in a chloride atmosphere by precipitating the copper (I) chloride solution as copper oxide with sodium or potassium hydroxide and reducing the resulting copper oxide to elemental. The process takes advantage of the advantage of hydrometallurgical chloride processes for copper: the possibility of utilizing a lower degree of oxidation. This is illustrated by the following reaction (3), which shows that at a lower oxidation rate the same amount of copper is now produced with the same amount of copper as in reaction (2): 20 CuzO + Hz = 2 Cu + HzO (3) i Sodium chloride formed by copper oxide precipitation is regenerated in chlor-alkali electrolysis to sodium hydroxide and recycled into oxide precipitation. Electrolysis also produces hydrogen, which is · · '···' utilized in the reduction steps of the process and the chlorine produced ... to dissolve 25 copper raw materials.

• · • · · • · · » · ’’S Nyt kehitetyn menetelmän tarkoituksena on poistaa edelläkuvatuissa natrium- tai kaliumkloridipohjaisissa menetelmissä esiintyneitä haittoja.The purpose of the presently developed process is to eliminate the drawbacks of the sodium or potassium chloride based methods described above.

» Lähtökohtana on kupariraaka-aineen, kuten kuparisulfidirikasteen, romujen V : 30 tai sakkojen vastavirtaliuotus magnesiumkloridimiljöössä niin, että tuloksena ’···' saadaan oleellisesti rautavapaa magnesiumkloridi-kuparikloridiliuos, jossa 4 107455 kupari on valtaosin yhdenarvoisena eli Cu1+-muodossa. Magnesium-kloridimiljöön eduista voidaan mainita, että siinä toimittaessa liuoksen kloridipitoisuus saadaan suuremmaksi kuin esimerkiksi natriumkloridi-miljöössä. Tästä seuraa, että rikasteen liuotuksen tuottaman liuoksen 5 Cu2+/Cu1+-suhde muodostuu MgCI2-pohjalta toimittaessa edullisemmaksi kuin natriumkloridipohjalta toimittaessa, mikä vähentää liuotuksen jälkeistä pelkistystarvetta ja prosessin sisäistä kuparikiertoa. Lisäksi magnesium-oksidin regenerointi magnesiumkloridista voidaan tehdä termisellä energialla kun taas esimerkiksi natriumhydroksidin regenerointi natriumit) kloridista pitää tehdä sähkön (elektrolyysin) avulla. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista vaatimuksista.»The starting point is the countercurrent leaching of a copper raw material such as copper sulphide concentrate, scrap V: 30 or fine in a magnesium chloride environment to yield a · ···’ essentially iron-free magnesium chloride-copper chloride solution with 4 107455 copper in most monovalent or Cu1. Among the advantages of the magnesium chloride milieu, it can be mentioned that, when operated therein, the solution has a higher chloride content than, for example, a sodium chloride milieu. As a result, the Cu2 + / Cu1 + ratio of solution 5 produced by concentrate leaching is more advantageous when operating on a MgCl2 basis than on a sodium chloride base, which reduces the need for post-leaching reduction and in-process copper circulation. In addition, the regeneration of magnesium oxide from magnesium chloride can be done by thermal energy, whereas the regeneration of sodium hydroxide from sodium) chloride, for example, must be done by means of electricity (electrolysis). The essential features of the invention will be apparent from the appended claims.

Menetelmässä raaka-aineen rikki poistuu prosessista elementaarisena. Vastavirtaliuotuksen tuottaman liuoksen kaksiarvoinen kupari, Cu2+, pelkis-15 tetään yksiarvoiseksi esimerkiksi metallisella kuparilla tai vetykaasulla ennen liuoksen johtamista liuospuhdistukseen, jossa liuoksesta poistetaan sen sisältämät haitalliset epäpuhtaudet. Puhdistetusta kupari(l)magnesium-kloridiliuoksesta saostetaan magnesiumoksidin avulla kuparioksiduulia, joka : pelkistetään metalliseksi sopivalla reagenssilla. Pelkistys tapahtuu joko 20 vesilietteestä autoklaavissa tai uunissa, jolloin sakka voi olla kiinteässä tai « « j.j j sulassa tilassa. Oksiduulisakka voidaan myös syöttää kuparisulattoonIn the process, the sulfur of the raw material is removed from the process in an elementary manner. The divalent copper, Cu2 +, of the solution produced by the countercurrent leaching is reduced to monovalent, for example, with metallic copper or hydrogen gas before the solution is subjected to a solution purification to remove the harmful impurities present in the solution. From the purified copper (I) magnesium chloride solution, copper oxide is precipitated with magnesium oxide, which is: reduced to a suitable reagent for the metal. The reduction is effected either from 20 aqueous slurries in an autoclave or in an oven, whereby the precipitate may be in a solid state or in a molten state. The oxide dust precipitate can also be fed into the copper smelter

»M»M

johonkin kuparinvalmistusprosessille sopivaan kohtaan.at some point suitable for the copper manufacturing process.

• * « · • * * • · · • · *···* Kuparioksiduulin saostus tehdään esimerkiksi magnesiumkloridin 25 pyrohydrolyysin tuottamalla magnesiumoksidilla seuraavan reaktion • · mukaisesti: • · V’ 2CuCI + MgO = Cu20 + MgCI2 (4) • · · *·;·' Pyrohydrolyysin käyttö on keksinnölle ominainen piirre, sillä se regeneroi : 30 Cu20-saostuksessa syntyvän magnesiumkloridin magnesiumhydroksidiksi ja 5 107455 tuottaa samalla prosessissa käytettävää suolahappoa seuraavan reaktion mukaisesti:The precipitation of copper oxide is carried out, for example, by the magnesium oxide produced by pyrohydrolysis of magnesium chloride according to the following reaction: · V '2CuCl + MgO = Cu20 + MgCl2 (4) • · · * The use of pyrohydrolysis is a feature of the invention in that it regenerates: 30 magnesium chloride formed in the Cu20 precipitation into magnesium hydroxide and 5 107455 produces hydrochloric acid for the same process according to the following reaction:

MgCI2+ H20 = MgO + 2 HCI (5)MgCl 2 + H 2 O = MgO + 2 HCl (5)

Reaktio on sinänsä tunnettu ja teollisuudessa käytetty, mutta ei kuparin 5 valmistuksen yhteydessä. Pyrohydrolyysissä magnesiumkloridille suoritetaan vesihöyryn avulla terminen hajotus, jonka tuloksena syntyy magnesiumoksidia ja suolahappoa, kun lämpötila on tarpeeksi korkea.The reaction is known per se and used in industry, but not in the preparation of copper 5. In pyrohydrolysis, magnesium chloride is subjected to a thermal decomposition by means of water vapor, which produces magnesium oxide and hydrochloric acid when the temperature is high enough.

Pyrohydrolyysin tuottama suolahappo käytetään hyväksi sulfidisen 10 Cu-rikasteen tai muun kuparin raaka-aineen liuotuksessa, esimerkiksi regeneroitaessa liuottimena toimivaa Cu2+-ionia seuraavan reaktion mukaisesti: 2CuCI + 0,5 02 + 2HCI =2CuCI2 + H20 (6) 15 Keksintöä kuvataan vielä oheisen kuvan 1 avulla, jossa on esitetty virtaus-kaavio eräästä keksinnön mukaisesta kuparin valmistusmenetelmästä.The hydrochloric acid produced by the pyrohydrolysis is utilized to dissolve the sulfuric 10 Cu concentrate or other copper raw material, for example, to regenerate the solvent Cu 2+ ion according to the following reaction: 2CuCl + 0.5 02 + 2HCl = 2CuCl 2 + H 2 O 1, which shows a flow diagram of a copper fabrication method according to the invention.

Kuvan 1 mukainen kuparin valmistusmenetelmässä kupariraaka-aineen j kuten kalkopyriittisen kuparirikasteen (CuFeS2) 1 liuotus suoritetaan I · t i 20 useampivaiheisena vastavirtaliuotuksena 2. Liuotus suoritetaan tässä tapa- : uksessa kiertävään, joko kuparivapaaseen tai kuparipitoiseen *·.·' MgCI2-liuokseen 3. Ilmaa 4 johdetaan johonkin liuotuksen keskivaiheilla • * * • ♦ *···* olevaan osavaiheeseen raaka-aineessa olevan raudan saostamiseksi. Rikki • · · • « ’··’ jää sakkaan elementtirikkinä ja erotetaan rautasakkaa sisältävästä liuotus- 25 jätteestä 5 tunnetuilla tavoilla, jos erotus on tarpeen.In the copper production process of Figure 1, the leaching of a copper raw material j such as chalcopyrite copper concentrate (CuFeS2) 1 is carried out in I · ti 20 in a multi-step countercurrent leaching 2. In this case, leaching is performed in circulating, either copper 4 is led to one of the intermediate stages of leaching • * * • ♦ * ··· * to precipitate iron in the raw material. The sulfur remains in the precipitate as elemental sulfur and is separated from the iron precipitated leaching residue 5 in known ways, if separation is required.

• · • · · «t · • · * « '}\ Raaka-aineen sisältämä kupari liukenee vastavirta liuotuksessa ja liuotuksen I · » tuloksena saadaan olennaisesti rautavapaa, kuparin suhteen entistä *:* väkevämpi liuos 6, jossa rikasteesta liuennut kupari on pääosin yksiarvoise-The copper contained in the raw material is soluble in countercurrent in leaching, and leaching results in a substantially iron-free, copper-rich solution *: * a more concentrated solution 6 in which the leached copper is essentially monovalent -

• » I• »I

’ 30 na kupro-ionina Cu1+, mutta osin myös kaksiarvoisena kupri-ionina Cu2+.'30 as a cupro-ion Cu1 +, but also partially as a divalent cupro-ion Cu2 +.

’···' Raaka-aineen liuotuksesta tuleva liuos 6 jaetaan kahteen osaan, joista 6 107455 toinen 6a, johdetaan reaktion (6) mukaan tapahtuvaan hapetusvaiheeseen 7 kaksiarvoisen kuparin regeneroimiseksi vastavirtaliuotukseen. Toinen osa liuoksesta, 6b johdetaan pelkistykseen 8, jonka tarkoituksena on pelkistää kaikki liuoksen sisältämä kaksiarvoinen kupari yksiarvoiseksi. Pelkistys 5 suoritetaan edullisesti myöhemmästä prosessivaiheesta saatavalla element-tikuparilla 9. Kuparin sijasta voidaan käyttää myös vetyä tai muuta sopivaa pelkistintä.The solution 6 from the leaching of the raw material is divided into two portions, 6 107455 of the other 6a, is passed to an oxidation step 7 according to reaction (6) to regenerate the divalent copper by counter-current leaching. A second portion of the solution 6b is led to a reduction 8 which is intended to reduce all the divalent copper contained in the solution to monovalent. The reduction 5 is preferably carried out with a pair of elemental batteries 9 obtained from a later process step. Instead of hydrogen, hydrogen or other suitable reducing agent may also be used.

Pelkistyksestä tuleva liuos 10, jossa kaikki kupari on nyt yksiarvoisena, 10 johdetaan tämän jälkeen liuospuhdistukseen 11, jossa CuCI-MgCI2-liuoksen epäpuhtauksia poistetaan käyttämällä tavanomaisia menetelmiä ja reagensseja 12 sekä prosessin myöhemmistä vaiheista saatavia tuotteita: kuparia 9 ja pyrohydrolyysissä 13 syntyvää magnesiumoksidia 14. Liuospuhdistuksessa kupari(l)kloridiliuoksesta saostetaan metalliset 15 epäpuhtaudet sakkoina 15, jotka poistetaan prosessista.The reduction solution 10, where all the copper is now monovalent, is then passed to a solution purification 11 where the impurities in the CuCl-MgCl 2 solution are removed using conventional methods and reagents 12 and the downstream products: copper 9 and magnesium oxide 14 from pyrohydrolysis 13 precipitating the metallic impurities 15 from the copper (I) chloride solution as fines 15 which are removed from the process.

Puhdas kuparikloridi-magnesiumkloridiliuos 16 johdetaan kuparin saostus-vaiheeseen 17 kuparin saostamiseksi liuoksesta kuparioksiduulina Cu20 18. i, i ; Saostus suoritetaan pyrohydrolyysissä 13 syntyvällä magnesiumoksidilla 14.The pure copper chloride-magnesium chloride solution 16 is led to a copper precipitation step 17 to precipitate copper from the solution as copper oxide Cu20 18. i, i; Precipitation is carried out with magnesium oxide 14 formed by pyrohydrolysis 13.

j'V 20 i Osa saostuksesta 17 saatavasta magnesiumkloridiliuoksesta 3 johdetaan ’···’ pyrohydrolyysiin 13. Loppuosa magnesiumkloridiliuoksesta johdetaan • · · • » takaisin vastavirtaliuotukseen 2. Pyrohydrolyysin kautta kierrätetään • · sellainen määrä liuosta, että syntynyt MgO riittää liuospuhdistuksessa ja ... 25 oksiduulisaostuksessa tarvittaviin reaktioihin. Pyrohydrolyysissä 13 • · J”. polttoaineen 19 avulla muodostuvaa suolahappoa 20 syötetään hapetukseen 7 ja sen tuoteliuos 21, joka sisältää nyt kaksiarvoista kuparia, edelleen rikasteen liuotukseen. Polttoaineena 19 voidaan käyttää kaasua tai öljyä.j'V 20 i A portion of the magnesium chloride solution 3 from precipitation 17 is passed to '···' for pyrohydrolysis 13. The remainder of the magnesium chloride solution is • • · • »returned to countercurrent leaching 2. · Through the pyrolysis, · the amount of solution is sufficient to 25 for the reactions required for oxide precipitation. In Pyrohydrolysis 13 • · J ”. the hydrochloric acid 20 formed by the fuel 19 is fed to the oxidation 7 and its product solution 21, which now contains bivalent copper, is further leached. The fuel 19 may be gas or oil.

30 » « 7 10745530 »« 7 107455

Cu20-saostuksesta tuleva kuparioksiduulisakka 18 pelkistetään metallurgisessa reaktorissa 22 pelkistimen 23 avulla metalliseksi kupariksi 9, joka voidaan sulattaa edelleen valanteeksi. Pelkistimenä metallurgisessa reaktorissa käytetään kaasua, öljyä tai hiiltä. Osa pelkistetystä kuparista 5 käytetään pelkistimenä 9 kaksiarvoisen kuparin pelkistysvaiheessa 8 ja liuospuhdistusvaiheessa 11.The copper oxide precipitate 18 from the Cu20 precipitation is reduced in the metallurgical reactor 22 by means of a reducing agent 23 to a metallic copper 9, which can be further smelted. The reducing agent used in the metallurgical reactor is gas, oil or coal. Part of the reduced copper 5 is used as the reducing agent 9 in the divalent copper reduction step 8 and the solution purification step 11.

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan vielä oheisen esimerkin avulla.The method according to the invention is further illustrated by the following example.

10 Esimerkki10 Example

Suoritetussa kokeessa tutkittiin kuparioksiduulin saostamista magnesium-oksidin avulla kuparikloridi-magnesiumkloridiliuoksesta. Koe suoritettiin siten, että kahden litran kannelliseeen laboratorioreaktoriin pantiin aluksi pohjapanokseksi 250 ml liuosta, joka sisälsi 220 g/l MgCI2. Reaktori 15 lämmitettiin lämpötilaan 55 °C, jossa se pidettiin koko kokeen ajan. Reaktoriin puhallettiin koko kokeen ajan pieni määrä typpikaasua. Tarkoituksena oli estää sekä ilman pääsy reaktoriin että Cu1+:n hapettuminen Cu2+:ksi.In an experiment, the precipitation of copper oxide with magnesium oxide from a solution of copper chloride-magnesium chloride was investigated. The experiment was carried out by initially loading 250 ml of a solution containing 220 g / l MgCl 2 into a two liter laboratory reactor with a lid. Reactor 15 was heated to 55 ° C where it was maintained throughout the experiment. A small amount of nitrogen gas was blown into the reactor throughout the experiment. The purpose was to prevent both the entry of air into the reactor and the oxidation of Cu1 + to Cu2 +.

Ensimmäisen kahden tunnin aikana syötettiin reaktoriin tasaisella vauhdilla 20 10 ml/min liuosta, joka sisälsi 70 g/l yksiarvoista kuparia kuparikloridina ::v CuCI ja 220 g/l MgCI2. Lisäksi reaktoriin syötettiin tasaisella nopeudella 2,5 ; ; ml vesilietettä, joka sisälsi 100 g/l MgO. Magnesiumoksidi oli hienojakoista • · · • · φ \y..\ kaupallista laatua. Toisen kahden tunnin aikana ei reaktoriin syötetty enää .···, mitään, mutta lietettä sekoitettiin. Koe siis kesti yhteensä neljä tuntia.During the first two hours, a solution of 70 g / l monovalent copper in the form of copper chloride :: v CuCl and 220 g / l MgCl 2 was fed to the reactor at a constant rate of 20 ml / min. In addition, the reactor was fed at a constant rate of 2.5; ; ml of aqueous slurry containing 100 g / l MgO. Magnesium oxide was of fine commercial grade. During the second two hours, the reactor was no longer fed. ···, nothing but the slurry was stirred. So the test took a total of four hours.

• · t .··. 25 » · • · ·• · t · · ·. 25 »· • · ·

Reaktorista mitattiin lietteen pH ja lietteestä otetuista liuosnäytteistä tehtiin •: · ·: analyysit. Tulokset olivat seuraavat: « · · • tThe pH of the slurry was measured from the reactor and samples of the slurry were subjected to •: · ·: analyzes. The results were: «· · • t

• I• I

• I• I

."! 30 • · · · 8 107455. "! 30 • · · · 8 107455

Taulukko 1table 1

Aika pH Cu Mg (h) (55 "Cj “ gJ\ g/i Ö 5Ä Ö 567 Ö25 7^8 367 . — — 457 Ϊ7 7J2 67 477 2 ~~ 7J3 67 497 3 T29 37 5Ö6 4 77 37 5ΪTime pH Cu Mg (h) (55 "Cj" gJ \ g / i Ö 5ÄÖ 567 Ö25 7 ^ 8 367. - - 457 Ϊ7 7J2 67 477 2 ~~ 7J3 67 497 3 T29 37 5Ö6 4 77 37 5Ϊ

Kokeen päätyttyä sakasta otettiin näyte, joka pestiin huolellisesti. Kuivattuna 5 sakka sisälsi 78 % Cu, 1,3 % Mg. Röntgendiffraktion mukaan näyte sisälsi vain kuparioksiduulia, Cu20 ja vähän, ilmeisestikin näytteen käsittelyssä syntynyttä Cu(II)oksidia CuO.At the end of the experiment, a sample was taken from the precipitate and washed thoroughly. When dried, the precipitate contained 78% Cu, 1.3% Mg. According to X-ray diffraction, the sample contained only copper oxide, Cu 2 O, and a small amount of Cu (II) oxide, apparently formed during sample treatment.

Kokeen tulokset osoittavat ammattimiehelle, että hienojakoisella MgOrlla 10 kuten MgCI2-liuoksen pyrohydrolyysituotteella, voidaan käytännössä saostaa kupari CuCI-MgCI2-lioksesta riittävän täydellisesti ja selektiivisesti « « « j .!t kuparioksiduulina Cu20, joka on sopivaa eri tavoilla tapahtuvaan « « r .·♦·] kuparimetallin valmistukseen. Saostuksen ei tarvitse olla täydellinen, koska • » • · · .···. CuCI ei pyrohydrolyysissä hajoa niissä lämpötiloissa, missä MgCI2 hajoaa.The results of the test indicate to a person skilled in the art that with fine MgO 10 such as a pyrohydrolysis product of MgCl 2 solution, copper can be practically sufficiently and selectively precipitated from the CuCl-MgCl 2 solution as Cu 2 O, suitable for various processes. ·] For the production of copper metal. Precipitation does not have to be complete because • »• · ·. ···. At pyrohydrolysis, CuCl does not decompose at temperatures where MgCl 2 decomposes.

♦ ·» ;***; 15 Selektiivisyyden ei myöskään tarvitse olla täydellistä, koska Mg ei ole • · · haitallinen aine kuparin sulatukseeen päättyvässä pyrometallurgisessa 7”: prosessissa. On myös huomattava, että keksinnön mukaisella menetelmällä tuotettua, mahdollisesti hieman Mg-pitoista kuparioksiduulia voidaan "·; käsitellä kuvan 1 pyrohydrolyysin tuottaman suolahapon vesiliuoksella, 20 jolloin tapahtuu reaktio: .·!·. MgO +2HCI ~> MgCI2 (7) * I · ♦ ♦ · 9 107455♦ · »; ***; 15 Also, the selectivity does not have to be perfect, since Mg is not a · · · harmful substance in the 7 ″ pyrometallurgical process ending in copper smelting. It should also be noted that the possibly slightly Mg-containing copper oxide produced by the process of the invention may be treated with an aqueous solution of hydrochloric acid produced by the pyrohydrolysis of Figure 1, whereby the reaction: · · · · MgO + 2HCl -> MgCl 2 (7) * I · ♦ ♦ · 9 107455

Kyseinen reaktio liuottaa kuparioksiduulista pois magnesiumin, jos se haittaa jatkokäsittelyä.This reaction dissolves magnesium from the copper oxides if it hinders further processing.

I I I * • · • * « # • · · • · • · • * · »«* • · • · ··· • · · • · • · ·«· « · « • f *I I I * • • • * «# • • • • • • • • • • • • • • • *

Claims (11)

10 10745510 107455 1. Menetelmä kuparin talteenottamiseksi kuparin raaka-aineista (1) kuten sulfidisista rikasteista, romuista ja sakoista kloridimiljöössä, jolloin 5 raaka-aineen liuotus tapahtuu kuparivapaaseen tai kuparipitoiseen kloridiliuokseen (3) useampivaiheisena vastavirtaliuotuksena (2) kuparin suhteen entistä väkevämmän liuoksen saamiseksi, joka liuos (6) johdetaan pelkistykseen (8) ja liuospuhdistukseen (11), jonka jälkeen kupari saostetaan kupari(l)kloridipitoisesta liuoksesta (16) kuparioksiduulina (18) ja 10 syntyvä kuparioksiduuli pelkistetään (22) elementaariseksi kupariksi (9), tunnettu siitä, että kuparin raaka-aineen liuotus (2) suoritetaan magne-siumkloridin (3) avulla, ja osa magnesiumkloridista regeneroidaan oksiduulisaostuksen (17) jälkeen pyrohydrolyysissä (13) magnesium-oksidiksi (14), jota käytetään Cu20-saostuksen (16) saostusreagenssina. 15A process for recovering copper from copper raw materials (1) such as sulfide concentrates, scrap and fines in a chloride environment, wherein the 5 raw materials are leached into copper-free or copper-containing chloride solution (3) by multi-step countercurrent leaching (2) 6) is subjected to reduction (8) and solution purification (11), after which the copper is precipitated from the chloride-containing solution (16) as copper oxide (18) and the copper oxide formed (22) is reduced to elemental copper (9), characterized in that leaching (2) of the material is carried out by means of magnesium chloride (3), and part of the magnesium chloride is regenerated after the oxidation precipitation (17) by pyrohydrolysis (13) to magnesium oxide (14) which is used as the precipitation reagent for Cu20 precipitation (16). 15 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuparin raaka-aineen liuotuksesta (2) tulevasta liuoksesta osa (6a) johdetaan hapetusvaiheeseen (7), jossa liuoksen yksiarvoista kuparia hapetetaan : kaksiarvoiseksi pyrohydrolyysistä (13) tulevan suolahapon (20) avulla ja i : 20 saatu tuoteliuos (21) johdetaan takaisin raaka-aineen liuotukseen (2). « « • · · • ·Process according to Claim 1, characterized in that a portion (6a) of the solution from the copper raw material leaching (2) is led to an oxidation step (7), wherein the monovalent copper in the solution is oxidized: by dichloromethane (13) hydrochloric acid and The product solution (21) obtained 20 is recycled to the raw material leaching (2). «« • · · • · 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyro- • · • · hydrolyysissä (13) syntyvää magnesiumoksidia (14) käytetään hyväksi liuos- • a puhdistuksessa (11). 25 • · • · · .···. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mene- • · * * • « · y]·' telmässä syntyvää elementaarista kuparia (9) käytetään hyväksi liuos- .*···. puhdistuksessa (11). a i • · t « • · a « · ·Process according to Claim 1, characterized in that the magnesium oxide (14) produced by the pyrolysis (13) is utilized as a solution in the purification (11). 25 • · • · ·. ···. 4. A method according to claim 1, characterized in that the elemental copper (9) produced in the process is utilized in solution. in cleaning (11). a fence " · · 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari-raaka-aineen liuotuksesta tulevalle liuokselle (6b) suoritetaan kaksiarvoisen 11 107455 kuparin pelkistys yksiarvoiseksi menetelmässä syntyvän elementaarisen kuparin (9) avulla.Method according to claim 4, characterized in that the solution (6b) resulting from the leaching of the copper raw material is subjected to reduction of divalent 11 107455 copper to monovalent by the elemental copper (9) produced in the method. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari-5 raaka-aineen liuotus suoritetaan Cu20-saostuksesta (17) tulevalla magne- siumkloridiliuoksella (3).Process according to Claim 1, characterized in that the leaching of the copper-5 raw material is carried out with a magnesium chloride solution (3) coming from a Cu20 precipitation (17). 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari-oksiduulin pelkistys suoritetaan kiinteässä tilassa. 10A process according to claim 1, characterized in that the reduction of the copper oxide gas is carried out in a solid state. 10 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari-oksiduulin pelkistys suoritetaan vesilietteenä autoklaavissa.Process according to Claim 1, characterized in that the reduction of the copper oxide gas is carried out as an aqueous slurry in an autoclave. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari-15 oksiduulin pelkistys suoritetaan metallisen kuparin läsnäollessa kuparin sulamispisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa.Process according to Claim 1, characterized in that the reduction of copper oxide gas is carried out in the presence of metallic copper at temperatures above the melting point of copper. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari- :.: ; oksiduuli pelkistetään syöttämällä se kuparisulaton sopivaan vaiheeseen. : V 20The method according to claim 9, characterized in that the copper:.:; the oxide gas is reduced by feeding it to a suitable step in the copper smelter. : V 20 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ele- • · · • · mentaarinen kupari (9) sulatetaan ja valetaan kompaktiksi kupariksi. • * • · ♦ ♦ · ·«« • ♦ • · ·«« • · ♦ • · • · • · · • · « • · • · • · · • · « • · « • · • ψ • * * « « * · « »M * « · I I | * · a a 107455The method according to claim 1, characterized in that the elemental copper (9) is melted and cast into compact copper. • * • · ♦ ♦ · «• ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ * * * * * * «« * · «» M * «· II | * · A a 107455
FI20000535A 2000-03-09 2000-03-09 Process for producing copper FI107455B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20000535A FI107455B (en) 2000-03-09 2000-03-09 Process for producing copper
PE2001000220A PE20011336A1 (en) 2000-03-09 2001-03-06 METHOD FOR THE PRODUCTION OF COPPER
ARP010101072A AR027619A1 (en) 2000-03-09 2001-03-07 METHOD FOR COPPER PRODUCTION

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20000535 2000-03-09
FI20000535A FI107455B (en) 2000-03-09 2000-03-09 Process for producing copper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20000535A0 FI20000535A0 (en) 2000-03-09
FI107455B true FI107455B (en) 2001-08-15

Family

ID=8557875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20000535A FI107455B (en) 2000-03-09 2000-03-09 Process for producing copper

Country Status (3)

Country Link
AR (1) AR027619A1 (en)
FI (1) FI107455B (en)
PE (1) PE20011336A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012117163A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Outotec Oyj Method for producing a copper product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012117163A1 (en) 2011-03-01 2012-09-07 Outotec Oyj Method for producing a copper product

Also Published As

Publication number Publication date
FI20000535A0 (en) 2000-03-09
AR027619A1 (en) 2003-04-02
PE20011336A1 (en) 2002-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU669906B2 (en) Production of metals from minerals
EP1434893B1 (en) Zinc recovery process
CN101278064B (en) Method for processing nickel bearing raw material in chloride-based leaching
FI104837B (en) Process for Hydrometallurgical Copper Production
US3798026A (en) Copper hydrometallurgy
AU2006326812A1 (en) Process for recovering iron as hematite from a base metal containing ore material
FI61522B (en) FOERFARANDE FOER UTVINNING AV ICKE-JAERNMETALLER UR SULFIDMATERIAL
Subramanian et al. Review of the hydrometallurgy of chalcopyrite concentrates
JP4316582B2 (en) Method for producing metallic nickel from crude nickel sulfate
EP0155250A1 (en) A method for recovering the metal values from materials containing iron
AU2013204948B2 (en) Pretreated gold ore
US6159356A (en) Process for the production of high purity copper metal from primary or secondary sulphides
FI107455B (en) Process for producing copper
US20170044644A1 (en) Process of extracting gold and silver from ores and mining by-products
WO2007071021A1 (en) Process for recovering a base metal from a sulfide ore material
JP5204402B2 (en) Production method of concentrate
CA2464398C (en) A method for purifying the solution in the hydrometallurgical processing of copper
AU2013100641A4 (en) Pretreated gold ore
AU2002333937A1 (en) A method for purifying the solution in the hydrometallurgical processing of copper
JP5091493B2 (en) Method for producing antimony oxide and method for producing metal antimony
ME et al. Concentrated cupric chloride solutions: Possibilities offered in copper production
RU2171856C1 (en) Method of processing of copper sulfide concentrates containing nickel, cobalt and iron
US629856A (en) Process of extracting lead, zinc, or silver from complex sulfidic ores.
KR930006088B1 (en) Hydrometallurgical recovery of metals and elemental sulphur from metallic sulphides
CN114525412A (en) Method for leaching copper sulfide concentrate by using chloride

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: OUTOTEC OYJ

Free format text: OUTOTEC OYJ