FI115305B - Kloridiavusteinen nestemetallurginen kuparin uutto - Google Patents

Description

5 115305

Kloridiavusteinen nestemetallurginen kuparin uutto

Keksinnön alue Tämän keksinnön kohteena on kuparisulfidimalmien tai -rikasteiden nestemetallurginen käsittely kloridi-ionien läsnä ollessa. Se kohdistuu myös kuparin lisäksi sinkkiä tai nikkeliä sisältä-10 vän sekamalmin käsittelyyn.

Keksinnön taustaa

Kuparisulfidimalmien kuten kalkopyriitin (CuFeS2) nestemetallurginen käsittely on ongelmallista, koska painehapetusvaiheen 15 vaatimat rajut olosuhteet kuparin tehokkaaksi uuttamiseksi näistä malmeista johtavat malmissa läsnä olevan sulfidin hapettumiseen sulfaatiksi, minkä seurauksena syntyy suuria määriä happoa, joka vaatii kallista neutralointia. Yrityksiä on tehty sulfidirikasteen saamiseksi helpommin uuttuvaksi suhteellisesti 20 lievemmissä olosuhteissa, joissa sulfidi hapettuisi vain alku-ainerikiksi eikä täydellisesti sulfaatiksi. Näistä yrityksistä voidaan mainita rikasteen esikäsittely ennen hapetusvaihetta paineen alaisuudessa sulfidirikasteen saamiseksi helpommin uut-: ·' tuvaksi, sekä rikasteen uuttaminen kloridi-ionien läsnä olles-25 sa, kuten on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 039 406. Tässä :.i,: menetelmässä rikasteessa läsnä oleva arvokas kupari muunnetaan kiinteäksi emäksiseksi kuparisulfaatiksi, josta arvokas kupari on tämän jälkeen otettava talteen, patenttijulkaisussa US-4 338 168 esitetyllä tavalla. Patenttijulkaisussa US-4 039 406 30 kuvatussa menetelmässä merkittävä määrä (20-30 %) malmissa tai rikasteessa läsnä olevasta sulfidistä hapettuu yhä sulfaatiksi, mikä aiheuttaa suuremman hapen tarpeen paineuuton aikana sekä rikkihapon muodostumista. Tämä on erityisen epäedullista heik-kolaatuisten rikasteiden tapauksessa, joissa rikasteissa S/Cu-[ 35 suhde on suuri.

Esillä olevassa keksinnössä saadaan aikaan menetelmä kuparin nestemetallurgiseksi uuttamiseksi, jossa menetelmässä malmissa ’·’ tai rikasteessa läsnä olevan sulfidin hapettuminen sulfaatiksi 115305 2 on vähentynyt, ja jolla menetelmällä kyetään käsittelemään sekä hyvälaatuisia että huonolaatuisia kuparimalmeja tai -rikasteita.

5 Yhteenveto keksinnöstä

Keksinnön mukaisesti aikaan on saatu menetelmä kuparin uuttamiseksi sulfidikuparimalmista tai -rikasteesta, jonka menetelmän käsittämissä vaiheissa malmi tai rikaste käsitellään painehape-tuksella hapen ja happaman kloridiliuoksen läsnä ollessa tulok-10 sena olevan painehapetuksen suodoksen ja liukenemattoman emäksisen kuparisulfaattisuolan saamiseksi, tämän menetelmän ollessa tunnettu sitä, että painehapetus toteutetaan rikkihapon ja happamassa liuoksessa hydrolysoituvan metallisulfaatin joukosta valitun bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähteen läsnä olles-15 sa, tämän bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähteen lisätyn määrän sisältäessä vähintään tämän emäksisen kuparisulfaattisuolan tuottamiseksi tarvittavan stökiometrisen määrän sulfaatti- tai bisulfaatti-ioneja, vähennettynä painehapetuksessa in situ muodostuvan sulfaatin määrällä.

20

Keksinnön erään erityisen suoritusmuodon mukaisesti tähän menetelmään kuuluu lisäksi vaiheet, joissa painehapetuksen suodos : ·' kierrätetään takaisin painehapetusvaiheeseen; painehapetuksessa muodostunut emäksinen kuparisulfaattisuola uutetaan toisessa 25 uuttovaiheessa happamalla sulfaattiliuoksella emäksisen kupari-: suolan liuottamiseksi ja edelleen liuennutta kuparisulfaattia sisältävän uuteliemen ja tuloksena olevan kiinteän jäännöksen tuottamiseksi; uute liemi erotetaan kiinteästä jäännöksestä; uuteliemi käsitellään liuotinuuttomenetelmällä kuparirikaste-30 liuoksen ja raffinaatin tuottamiseksi; ja tämä raffinaatti kierrätetään toiseen uuttovaiheeseen. Tässä suoritusmuodossa painehapetus voidaan toteuttaa noin alueella 115-175 °C olevassa lämpötilassa. Painehapetus voidaan edelleen toteuttaa olosuhteissa, joissa hapen osapaine on noin alueella 445-1825 kPa 35 (50-250 psig) .

115305 3

Painehapetus toteutetaan edullisesti käyttäen edeltäkäsin määrättyä H+/Cu-moolisuhdetta, missä H+ tarkoittaa vetyioneja happamassa kloridiliuoksessa ja Cu tarkoittaa malmissa tai rikasteessa läsnä olevaa kuparia, siten, että kuparin pitoisuus tu-5 loksena olevassa, painehapetuksesta saatavassa painehapetuksen suodoksessa on olennaisesti yhtä suuri kuin kuparin pitoisuus painehapetuksen suodoksessa, joka kierrätetään takaisin paine-hapetusvaiheeseen.

10 Kloridipitoisuus painehapetuksen suodoksessa, joka kierrätetään takaisin painehapetusvaiheeseen, pidetään edullisesti noin alueella 8-20 g/1, edullisesti noin alueella 11-14 g/1, ja tätäkin edullisemmin noin arvossa 12 g/1.

15 Tässä kuvauksessa viitataan kloridin käyttöön. Huomattakoon kuitenkin, että kloridi voidaan toivottaessa korvata bromidil- la.

Toinen uutto toteutetaan edullisesti noin alueella 1,3-2,2 ole- 20 vassa pH-arvossa. Ollaan todettu, että tämä maksimoi kupari-liuoksen ja minimoi rautaliuoksen. Edullisemmin, toinen uutto .· · toteutetaan noin 1,6-1,9 olevalla pH-alueella.

; Toinen uutto voidaan toteuttaa noin alueella 20-70 °C olevassa ·:· 25 lämpötilassa, edullisesti noin 35-45 °C:ssa.

: '· Toisessa uutossa riittäviksi on todettu yhtä tuntia lyhyemmät '/ '· viiveajat, esimerkiksi 15-20 minuuttia.

30 Raffinaatti voidaan jakaa ensimmäiseksi osaksi, joka käsittää noin kaksi kolmasosaa raffinaatista, ja toiseksi osaksi, joka käsittää noin yhden kolmasosan tästä raffinaatista, ja tämä ... ensimmäinen osa voidaan kierrättää toiseen uuttoon ja toinen . osa voidaan alistaa sekundääriseen liuotinuuttoon sekundääri- 35 uutteen ja sekundääriraffinaatin tuottamiseksi. Tätä sekundää-: ·' riuutetta voidaan käyttää uuttajana uuteliemen liuotinuutossa.

115305 4

Keksinnön toisessa suoritusmuodossa painehapetus toteutetaan käyttäen edeltäkäsin määrättyä H+/Cu-moolisuhdetta, missä H+ tarkoittaa vetyioneja happamassa kloridiliuoksessa ja Cu tarkoittaa malmissa tai rikasteessa läsnä olevaa kuparia, siten, 5 että painehapetuksen suodos sisältää ensimmäisen osan malmin tai rikasteen kuparista ja emäksinen kuparisuola sisältää toisen osan malmin tai rikasteen kuparista, tämän suoritusmuodon käsittäessä edelleen vaiheet, joissa painehapetuksen suodos ja emäksinen kuparisuola erotetaan; emäksinen kuparisuola uutetaan 10 toisessa uutovaiheessa happamalla sulfaattiliuoksella kupari-suolan liuottamiseksi ja toisen kupariliuoksen ja kiinteän jäännöksen tuottamiseksi; ja painehapetuksen suodos ja toinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi, josta kupariliuoksesta kupari erotetaan elektro-15 lyyttisesti.

Tämä menetelmä voi edelleen käsittää vaiheet, joissa toinen kupariliuos ja painehapetuksen suodos alistetaan ennen kuparin liuotinuuttoa sinkin liuotinuuttoon orgaanisella sinkkiuutta-20 jalla vastaavasti ensimmäisen ja toisen, sinkillä kuormittuneen uuttajan ja vastaavasti ensimmäisen ja toisen sinkkiuuttoraf-.. · finaatin tuottamiseksi; tämä ensimmäinen sinkkiuuttoraffinaatti alistetaan liuotinuuttoon orgaanisella kupariuuttajalla ensimmäisen, kuparilla kuormittuneen uuttajan ja ensimmäisen kupari-25 uuttoraffinaatin tuottamiseksi; toinen sinkkiuuttoraffinaatti ’. *· alistetaan liuotinuuttoon ensimmäisellä, kuparilla kuormittu- : · neella uuttajalla toisen kuparilla kuormittuneen uuttajan ja : : ·' toisen kupariuuttoraffinaatin muodostamiseksi; ja sinkki erote taan ensimmäisestä ja toisesta sinkillä kuormittuneesta uutta-30 jasta väkevän sinkkiliuoksen tuottamiseksi elektrolyyttistä erotusta varten.

... Toinen sinkillä kuormittunut uuttaja voi sisältää vähän kuparia . sinkin lisäksi ja menetelmä voi edelleen käsittää vaiheen toi- 35 sen sinkillä kuormittuneen uuttajan käsittelemiseksi sinkkisul-faatin vesiliuoksella vastavirtaan tämän uuttajassa läsnä ole-·;·' van pienen kuparipitoisuuden korvaamiseksi sinkillä olennaises- 5 1 1 5305 ti kontaminantteja sisältämättömän sinkkiliuoksen tuottamiseksi elektrolyyttistä erottamista varten, tämän käsittelyn tapahtuessa lukuisissa peräkkäisissä vaiheissa.

5 Painehapetuksen suodos voidaan alistaa sinkin liuotinuutolle ensimmäisellä, sinkillä kuormittuneella uuttajalla toisen sinkillä kuormittuneen uuttajan tuottamiseksi, menetelmän käsittäessä edelleen vaiheet, joissa sinkki erotetaan toisesta sinkillä kuormittuneesta uuttajasta riisutun sinkkiuuttajän tuottami-10 seksi; ja tämä riisuttu sinkkiuuttaja kierrätetään sinkin liuo-tinuuttamiseksi toisesta kupariliuoksesta.

Menetelmä voi käsittää edelleen vaiheet, joissa kupariliuotin-uutosta saadut ensimmäinen ja toinen raffinaatti alistetaan 15 nikkelin liuotinuuttoon orgaanisella nikkeliuuttajalla vastaavasti ensimmäisen ja toisen nikkelillä kuormittuneen uuttajan ja vastaavasti ensimmäisen ja toisen nikkeliuuttoraffinaatin tuottamiseksi; ja nikkeli erotetaan näistä ensimmäisestä ja toisesta nikkelillä kuormittuneesta uuttajasta väkevän nikkeli-20 liuoksen tuottamiseksi elektrolyyttistä erottamista varten.

. Edelleen keksinnön mukaisesti aikaan on saatu menetelmä kuparin ' ; uuttamiseksi sulfidikuparimalmista tai -rikasteesta, joka mene- *·'·· telmä käsittää vaiheet, joissa malmi tai rikaste uutetaan en- '·:· 25 simmäisessä uuttovaiheessa happamalla kloridiliuoksella ensim- ·.’· mäisen kupariliuoksen ja liukenemattoman emäksisen kuparisuolan • "· tuottamiseksi; tämä ensimmäinen kupariliuos ja emäksinen kupa- : : ' risuola erotetaan; emäksinen kuparisuola uutetaan toisessa uut tovaiheessa happamalla sulfaattiliuoksella kuparisuolan liuot-30 tautiseksi ja toisen kuperiliuoksen ja kiinteän jäännöksen tuottamiseksi; ja ensimmäinen ja toinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon orgaanisella uuttajalla väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi kuparin elektrolyyttiseksi erottamiseksi siitä.

35 Keksinnön erään muun piirteen mukaisesti edeltä käsin valittu H+/Cu-suhde valitaan malmin tai rikasteen laadun mukaan siten, 115305 6 että suhteelle valitaan sitä suurempi arvo, mitä köyhempää malmi tai rikaste on.

Keksinnön erään muun suoritusmuodon mukaan aikaan on saatu me-5 netelmä kuparin uuttamiseksi, jossa menetelmässä bisulfaatti-tai sulfaatti-ionien lähde käsittää rikkihappoliuoksen tai ku-parisulfaattiliuoksen, jota lisätään ulkoisesta lähteestä.

Tämä keksintö kattaa myös kuparin, sinkin ja nikkelin, kun ne 10 on tuotettu keksinnön mukaisella menetelmällä.

Keksinnön muut tavoitteet ja edut ilmenevät alla olevasta keksinnön edullisten suoritusmuotojen kuvauksesta.

15 Piirustusten lvhvt kuvaus

Kuvio 1 on keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisen, nestemetal-lurgisen kupariuuttoprosessin virtauskaavio, jolla prosessilla voidaan käsitellä hyvälaatuisia kuparimalmeja tai -rikasteita.

20

Kuvio 2 on keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisen, nesteme-t. , tallurgisen kupariuuttoprosessin virtauskaavio, jolla proses- : · silla voidaan käsitellä keski- ja heikkolaatuisia kuparimalmeja '·:· tai -rikasteita.

25 ·/· Kuvio 3 on keksinnön erään muun suoritusmuodon mukaisen, neste- metallurgisen kupariuuttoprosessin virtauskaavio, jossa proses-:Y: sissa tapahtuu sinkkiuutto kupariuuton lisäksi.

30 Kuvio 4 on keksinnön erään muun suoritusmuodon mukaisen, neste-metallurgisen kupariuuttoprosessin virtauskaavio, jossa prosessissa tapahtuu nikkeliuutto kupariuuton lisäksi.

• . Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus :Y 35

Keksinnön mukainen menetelmä on niin joustava, että sillä voidaan käsitellä hyvin erilaatuisia kuparirikasteita, joissa ku 115305 7 parin pitoisuus vaihtelee pienestä eli noin arvosta 15 % kuparia tai vähemmän, suureen pitoisuuteen, eli noin arvoon 35 % kuparia tai enemmän.

5 Laajasti ottaen menetelmä käsittää painehapetusvaiheen, ilmakehän paineessa toteutettavan uuttovaiheen, yhden tai useamman liuotinuuttovaiheen sekä elektrolyyttisen erotusvaiheen. Rikasteen erilaiset laadut edellyttävät erilaista käsittelyä paine-hapetusvaiheessa, erilaisten toimintatapojen ollessa välttämät-10 tömät. Näitä toimintatapoja kutsutaan toimintatavaksi A ja toimintatavaksi B, vastaavasti. Toimintatavassa A, joka on tehokas uutettaessa hyvälaatuisia kuparimalmeja, kuparia ei uuteta pai-nehapetusvaiheessa. Toimintatavassa B, joka on tehokas uutettaessa keski- tai heikkolaatuisia kuparimalmeja, kupari uutetaan 15 pa inehapetusva iheessa.

Nämä kaksi toimintatapaa kuvataan seuraavassa erikseen. Menetelmän toimintatapa A

20 Kuvio 1 on toimintavan A virtauskaavio. Menetelmä käsittää pai-nehapetusvaiheen 12 painehapetusastiassa tai autoklaavissa, ,. . ilmakehän paineessa tapahtuvan uuttovaiheen 14, primäärin ja sekundäärisen liuotinuuttovaiheet 16 ja 18, vastaavasti, sekä ';· elektrolyyttisen erotusvaiheen 20.

25

Painehapetusvaiheessa 12 kaikki kuparimineraalit muuntuvat • '· emäksiseksi kuparisulfaatiksi CuS04-2Cu(0H)2. Käsittely toteu- ; : . tetaan hapella happaman kloridiliuoksen läsnä ollessa. Happea sekä kloorivetyhappoa HC1 ja rikkihappoa H2S04 johdetaan auto-30 klaaviin tätä tarkoitusta varten. Autoklaavin lämpötila on noin 130-150 °C ja sen paine on noin 800-1500 kPa (100-200 psig). Tämä on kokonaispaine, käsittäen hapen paineen plus höyryn paineen. Viiveaika on noin 0,5-2,5 tuntia ja tämä prosessi toteu-. tetaan normaalisti jatkuvana autoklaavissa. Prosessi voidaan 35 kuitenkin toteuttaa toivottaessa myös panoksittain.

115305 δ

Kiintoainepitoisuus autoklaavissa säilytetään noin alueella 12-25 %, eli alueella 150-300 g/1 kiintoainetta, sen määräytyessä lämpötaseen ja viskositeettirajoitusten perusteella.

5 Autoklaavissa tuotettu liete poistetaan yhden tai useamman peräkkäisen paineenalennussäiliön 22 kautta paineen alentamiseksi ilmakehän paineeseen ja lämpötilan saamiseksi alueelle 90-100 °C. Tämän lietteen nesteosaa kutsutaan painehapetusvaiheen 12 tuoteliuokseksi ja sitä merkitään viitenumerolla 21.

10

Paineenalennussäiliö(i)stä 22 saatu liete suodatetaan, kuten on esitetty numerolla 24, ja tuloksena saatu suodatuskakku pestään huolellisesti sen mukana siirtyneen liemen poistamiseksi mahdollisimman tarkoin.

15

Suodatuksesta 24 saatu painehapetuksen suodos kierrätetään pai-nehapetusvaiheeseen 12, lukuunottamatta pientä, noin 5 %:n suuruista poistoa, jota on merkitty numerolla 26. Tämä poisto määräytyy malmissa tai rikasteessa läsnä olevien liukoisten metal- 20 lien, jotka voivat liueta painehapetusvaiheen 12 aikana, pitoisuuden perusteella. Tämä poisto 26 käsitellään pisteessä 28 sammuttamattomalla kalkilla kuparirikasteessa läsnä olevien metallien kuten sinkin ja magnesiumin poistamiseksi kiinteinä jäännöksinä, jolla poistamisella estetään lisäksi näiden metal- 25 lien kerääntyminen painehapetuspiiriin. Painehapetuspiiri on ·. * piiri, joka kulkee painehapetusvaiheen 12, paineenalennussäili- • ön (-säiliöt) 22, suodatuksen 24 ja poiston 26 kautta takaisin • · : painealennusvaiheeseen 12. Sitä on merkitty viitenumerolla 23.

30 Poisto 26 käsitellään liuotinuutolla, kuten numerolla 27 on esitetty, ennen poiston käsittelyä 28. Liuotinuutto 27 toteutetaan sopivalla orgaanisella uuttajalla kuparin poistamiseksi poistosta 26. Tähän liuotinuuttoon liittyvät liuotinuuttovai- \ . heet 16 ja 18, ja siihen viitataan jälleen, kun kaksi viimeksi • · 35 mainittua liuotinuuttovaihetta kuvataan.

* » » > » 115305 9

Ennen painehapetusvaihetta 12 kuparirikaste jauhetaan ensin uudestaan, kuten numerolla 30 on esitetty, hiukkaskoon pienentämiseksi noin arvoon 97 % -325 mesh, joka vastaa P80-arvoa (80-prosenttinen läpimeno) 15 μιη. Tämä uudelleenjauhaminen 30 5 toteutetaan liuoksessa, joka on kierrätetty poiston käsittelystä 28. Näin ollen poiston käsittelystä 28 saadulla lietteellä toteutetaan neste/kiintoaine-erotus, kuten numerolla 32 on esitetty, ja liuos kierrätetään takaisin uudelleenjauhatukseen 30 ja poiston sinkki/magnesiumjäännös ohjataan sivuun, kuten nume-10 rolla 17 on esitetty.

Liuos, joka kierrätetään takaisin uudelleenjauhatukseen 30, on alkalista kloridilientä, jonka pH on noin 10. Tämän liemen käyttö minimoi veden syötön painehapetuspiiriin 23, mikä on 15 tärkeätä lämpötaseen ylläpitämiseksi ja kloridiliuoksen säilyttämiseksi mahdollisimman täydellisesti painehapetuspiirissä 23.

Kuten edellä on mainittu, kupari ei uutu painehapetusvaiheessa 12, vaan se muuttuu liukenemattomaksi emäksiseksi kuparisuolak-20 si. Painehapetusvaiheeseen 12 syötettävää liuosta, joka on suodatuksesta 24 kierrätettävää uuttolientä, on merkitty viitenu-. merolla 25. Vaikka syöttöliuoksessa 25 onkin läsnä kuparia, 1 · ' * niin ylimääräistä kuparia ei uutu, eli prosessi toimii siten, • » '·· että kuparipitoisuus painehapetusvaiheeseen 12 syötettävässä

• I

M. 25 liuoksessa on yhtäsuuri kuin kuparipitoisuus painehapetusvai- heesta 12 saatavassa tuoteliuoksessa 21. Tästä on käytetty mer- * ’· kintää: A[Cu2+] = 0.

« > r ·

Painehapetusvaiheeseen 12 syötettävä liuos 25 sisältää noin 15 30 g/1 Cu ja 12 g/1 Cl, sekä noin 30-55 g/1 rikkihappoa. Happoa lisätään korvaavana rikkihappona H2S04 (tavallisesti 93 %). Painehapetusvaiheesta 12 saatu tuoteliuos 21 sisältää myös noin

4 I

15 g/1 Cu ja 11-12 g/1 Cl, mutta sen pH on noin 3. Tuoteliuok-’ , sessa 21 ei ole jäljellä olennaisesti lainkaan happoa, sillä se 35 kuluu täydellisesti painehapetusvaiheessa 12 siten, että muo-dostuu emäksistä kuparisuolaa.

• I » * < I > 1 » %

Il * » 115305 10

Kuten edellä on esitetty, nestesyöttö 25 painehapetusvaiheeseen 12 koostuu osittain kierrätetystä suodoksesta, johon on lisätty rikkihappoa H2S04. Suodokseen tehdyn happolisäyksen välitön vaikutus on suurentaa suodoksen happamuutta, joka suodos syöte-5 tään autoklaaviin paineuuttovaihetta 12 varten, mutta tärkeimmäksi vaikutukseksi ollaan kuitenkin yllättäen todettu se, että hapon tai erityisemmin sulfaatti-ionien lisääminen todellisuudessa tukahduttaa rikasteesta peräisin olevan rikin hapettumista painehapetusvaiheessa 12.

10

Tyypillisesti, rikin hapettuminen, joka tapahtuu, mikäli happoa ei lisätä, on noin 25-30 % rikasteessa läsnä olevasta syötetystä rikistä, kuten asianlaita on prosessissa, joka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 039 406. Kuitenkin, mikäli happoa li-15 sätään, niin rikin hapettumisen sulfaatiksi on todettu vähenevän noin 5-10 %:ksi. Tällä parannuksella on olennaisia edullisia vaikutuksia nestemetallurgiseen uuttoprosessiin. Rikin hapettuminen sulfaatiksi aiheuttaa lisäkustannuksia monella eri tavalla, joista voidaan mainita reaktiossa tarvittava lisähap-20 pi, täten hapetuksessa muodostuneen hapon neutraloimiseksi tarvittava lisäreagenssi, ja lisäksi on huolehdittava lämmön pois-... tosta, jota lämpöä vapautuu rikin hapettuessa sulfaatiksi, joka ‘ ! hapettuminen tapahtuu hyvin eksotermisesti. Tämä rajoittaa käy- I > tännössä autoklaavin, jossa paineuuttovaihe 12 toteutetaan, » · ’ - · · 25 tuotantokykyä.

* • » r> # » » • ’· Painehapetusvaiheessa 12 tapahtuvan reaktion kemian oletetaan : : muuttuvan seuraavalla tavalla happoa lisättäessä:

Ei happolisäystä: 30 3CuFeS2 + 21/402 + 2H20 —> [CuSO^· 2Cu(OH)2] + 3/2Fe203 + 5S° (1) t t 1 "... Happoa lisätään: 3CuFeS2 + 15/402 + H20 + H2S04 —> CuS04 - 2CU (OH) 2 + 3/3Fe203 + 6S° 35 (2) t > » * I 1 t .

Il1 Näissä kuminassakin reaktiossa kupari saostuu emäksisenä kupari- suolana, jonka on todettu käsittävän pääasiassa emäksistä kupa- risulfaattia.

11 115305 5 Ensimmäisessä reaktiossa näyttää siltä, että emäksisen kupari-sulfaatin sulfaatti saadaan rikasteessa läsnä olevan syöttöri-kin hapettuessa, kun taas toisessa reaktiossa näyttää siltä, että se saadaan autoklaaviin lisätyssä hapossa läsnä olevista sulfaatti-ioneista, jolloin päästään eroon rikin välttämättö-10 mästä hapettumisesta sulfaatiksi. Näin ollen toisessa reaktiossa esiintyy sulfaatti-ionien nettokulutusta emäksisen kupari-suolan muodostamiseksi. Rikkihapon se määrä, joka tarvitaan tukahduttamaan rikin hapettuminen, on todettu kokeellisesti noin 25-75 grammaksi litrassa, rikasteen tyypistä ja rikasteen 15 prosentuaalisesta kiintoainepitoisuudesta riippuen.

Todellisessa kokeellisessa työssä esiintyy enemmän rikin hapettumista kuin mikä on ennustettavissa kumankaan reaktion avulla. Ensimmäisen reaktion perusteella 1/6 eli 16,7 % rikistä hapet-20 tuu, kun taas kokeellisesti todetaan noin 25-30 %. Happoa lisättäessä kokeet osoittavat, että noin 2-16 % rikistä hapettuu sulfaatiksi, eli hapettuminen ei ole nolla, kuten voitaisiin : ennustaa, jos esitetyn yhtälön mukainen toinen reaktio olisi :.5.: ainoa tapahtuva reaktio. Näin ollen nämä reaktioyhtälöt eivät : 25 kuvaa täsmälleen sitä, mitä paineuuttovaiheessa 12 tapahtuu, ·'*.·’ vaan ne ovat ainoastaan suuntaa antavia.

.··.·. Kloridi säilytetään mahdollisimman tarkoin painehapetuspiirissä 23, mutta tyypillisesti noin 3-10 % kloridista menetetään yhden 30 läpimenon aikana kiinteään tuotteeseen suodatuksessa 24. Niinpä tämä kloridi on korvattava lisäämällä kloorivetyä HC1 tai muuta kloridilähdettä siten, että syöttöliuoksen 25 kloridipitoisuu-deksi saadaan 12 g/1. Nämä kloridihäviöt minimoidaan pesemällä ‘ painehapetusvaiheesta 12 saatu kiintoaines huolellisesti suo- 35 dattimessa 24. Pesuveden määrää rajoittaa vaatimus vesitaseen .···. ylläpitämiseksi painehapetuspiirissä 23. Piirin 23 ainoa vesi- ·'· häviö syntyy paineenalennusvaiheesta 22 peräisin olevan höyryn 115305 12 sekä suodatuksen 24 jälkeisen suodatinkakun mukana. Niinpä poiston käsittelystä 28 peräisin olevaa kierrätettyä liuosta täytyy käyttää rikasteen Imettämiseksi jauhatusvaiheessa 30, millä minimoidaan tuoreen veden siirtyminen rikasteesta paine-5 hapetusvaiheeseen 12.

Edulliseksi on todettu se, että Cu-pitoisuus painehapetusvai-heesta 12 peräisin olevassa tuoteliuoksessa 21 säilytetään vähintään arvossa 15 g/1 kiinteänä emäksisenä kuparikloridina 10 CuCl2·3Cu(OH)2 tapahtuvan kloridihäviön vastaan vaikuttamiseksi, jota häviötä voi esiintyä, mikäli liuoksessa on läsnä emäksisen kuparisulfaatin muodostumista ajatellen riittämättömästi kuparia: 4CuC12 + 6H20 —> CuCl2 · 3Cu (OH) 2 + 6HC1 (3) 15 Tätä reaktiota vastaan voidaan vaikuttaa lisäämällä autoklaaviin riittävästi happoa painehapetusvaiheen 12 aikana vähintään riittävän kuparipitoisuuden ylläpitämiseksi liuoksessa muodossa CuCl2 olevan kloorin Cl stökiometristen vaatimusten tyydyttämi-20 seksi. Kun Cl-pitoisuus liuoksessa on 12 g/1, niin stökiometri-nen Cu-määrä on: : 63,5/71 x 12 = 10,7 g/1 Cu 25 Näin ollen 15 g/1 oleva Cu-pitoisuus on turvallinen minimi mer-kittävän, emäksisenä kuparisuolana tapahtuvan kloridihäviön estämiseksi.

Toisaalta kuparipitoisuus painehapetusvaiheesta 12 saatavassa 30 tuoteliuoksessa 21 tulisi pitää mahdollisimman pienenä CuS:n muodostumisen vastustamiseksi, jota yhdistettä CuS muodostuu alkuainerikin reagoidessa kuparisulfaatin vesiliuoksen kanssa.

; “ Tämä reaktio voi tapahtua painehapetusvaiheessa 12 tai liet-'.· teessä autoklaavista poistumisen jälkeen, kuitenkin ennen suo- 35 datusvaihetta 24: 3CuSQ4(aq) + 4S° + 4H20 —> 3CuS(s) + 4H2S04 (4) 115305 13 Tämä reaktio on erityisen epätoivottu, koska CuS on liukenematon ilmakehän paineessa toteutettavan uuttovaiheen 14 laimeissa happamissa olosuhteissa. Näin ollen kuparia ei saada talteen ja tämä johtaa siihen, että kuparia menetetään lopulliseen jään-5 nökseen.

CuS:n muodostumisen vastustamiseksi on välttämätöntä pitää kuparipitoisuus tuoteliuoksessa 21 mahdollisimman pienenä, eli arvon 30 g/1 alapuolella eräiden rikasteiden tapauksessa. CuS:n 10 muodostumistaipumus riippuu ilmeisesti käsiteltävän rikasteen tyypistä siten, että keski- ja hyvälaatuisissa rikasteissa tapahtuu herkemmin CuS:n muodostumista. Niinpä, vaikka suuri kuparipitoisuus tuoteliuoksessa 21 ei ole ongelmallista heikkolaatuisten rikasteiden tapauksessa, sitä ei voida hyväksyä pa-15 rempilaatuisten rikasteiden tapauksessa.

Tämänhetkisen tietämyksen mukaan hyvälaatuiset rikasteet, eli sellaiset, jotka sisältävät kuparia yli 35 %, voidaan käsitellä parhaiten mahdollisimman pienen, eli alle 25 g/1 Cu olevan 20 kuparipitoisuuden tuottamiseksi tuoteliuokseen 21.

Muistaen tarve säilyttää vähintään 15 g/1 oleva Cu-pitoisuus : ·' painehapetuspiirin 23 liuoksessa, hyvälaatuisten rikasteiden tapauksessa kuparipitoisuuden optimialue on 15-25 g/1 Cu. Kes-25 kilaatuisten rikasteiden tapauksessa ylärajaa voidaan venyttää ·/·; huomattavasti ja heikkolaatuisen malmin tapauksessa kuparipi- toisuudella ei ole kovinkaan suurta merkitystä.

Kuparipitoisuutta painehapetuksen suodoksessa 29 voidaan säätää 30 yksinkertaisesti lisäämällä tarvittava määrä happoa painehape-tusvaiheen 12 syöttölluokseen 25. Suurempi happomäärä johtaa suurempaan kuparipitoisuuteen emäksisen kuparisulfaatin liuke-^ nemisesta johtuen: 35 CuS04-2Cu(0H)2(s) + 2H2S04 —> 3CuS04(aq) + 4H20 (5) 115305 14

Noin 1 g/1 olevan happomäärän lisäys johtaa noin 1 g/1 olevaan kuparipitoisuuden suurenemiseen. Todellisuudessa tarvittava happopitoisuus määritetään empiirisesti vertaamalla painehape-tusvaiheen 12 syöttöliuoksen 25 ja painehapetusvaiheesta 12 5 saatavan tuoteliuoksen 21 analyyseja yhtälön A[Cu2+] = 0 tyydyttämiseksi. Kuitenkin piirissä 23 olevan liuoksen tilavuus määräytyy lämpötaseen perusteella.

Kiintoaineen painoprosentuaalinen osuus painehapetusvaiheeseen 10 12 syötettävässä kuparirikasteen lietteessä voi vaihdella va paasti. Painehapetusvaiheeseen 12 syötettävän rikastekiintoai-neen paino määräytyy talteenotettavan kuparimäärän perusteella. Liuoksen paino määräytyy pääasiassa painehapetusvaiheen 12 lämpötaseen perusteella.

15

Painehapetusvaiheen 12 toivottu toimintalämpötila on noin 150 °C, ja tämä lämpö on saatava autoklaavissa suureksi osaksi sul-fidimineraalien ja suurpainehapen välisen reaktion reaktioläm-pönä. Hyvälaatuisten rikasteiden, jollaisia käsitellään par-20 haillaan kuvattavan menetelmän toimintatavan A mukaisesti, tapauksessa tämä tarkoittaa suhteellisen pientä S/Cu-suhdetta ja näin ollen pienempää lämmöntuotantoa autoklaavissa käsiteltyä : kuparitonnia kohden. Suuri osa vapautuvasta lämmöstä ei ole peräisin kuparin hapettumisesta, vaan rikasteessa läsnä olevan : : ' 25 kahden muun pääasiallisen alkuaineen eli raudan ja rikin hapet- tumisesta. Mikäli rikasteen laatu on hyvä, niin tällöin S/Cu-ja Fe/Cu-suhteet ovat pieniä, jolloin lämmön tuotanto on vähäi-sempää.

30 Toimintalämpötilan saavuttamiseksi lähtemällä esimerkiksi alueella 50-80 °C olevasta lähtölämpötilasta, joka on tyypillinen suodatuksen 24 jälkeen kierrätettävälle painehapetuksen suodokselle 29, kuumennettavan veden määrää on säädettävä, kos-·.· ka vesi on pääasiallinen lämpöloukku painehapetusvaiheessa 12.

35 Autoklaavin sisällä olevan lietteen epäsuora jäähdyttäminen tai kuumentaminen esimerkiksi kuumentavien tai jäähdyttävien kieru-• · koiden avulla on epäkäytännöllistä, koska kaikille pinnoille, 1 1 5305 15 erityisesti läramönvaihtimiin muodostuu nopeasti karstaa, joka johtaa hyvin huonoihin lämmönsiirto-ominaisuuksiin. Suora kuumentaminen tai jäähdyttäminen injektoimalla höyryä tai vettä on samoin epäkäytännöllistä vesitaseeseen liittyvistä seikoista 5 johtuen. Tästä syystä on välttämätöntä, että lämpötasetta ylläpidetään tasapainottamalla reaktiolämpönä saatava lämmöntuotanto syötettävien materiaalien eli kierrätettävän syöttöliuoksen 25 ja rikastelietteen lämpökapasiteetin avulla. Tärkein muuttuja, jota voidaan tällöin säätää, on syöttöliuoksen 25 tilavuus. 10 Tämä on yksi selvistä eroista toimintatapojen A ja B välillä. Menetelmän toimintatavassa B, joka kuvataan jäljempänä, lämmön vapautuminen on paljon voimakkaampaa ilmoitettuna muodossa lämpö kuparituotetonnia kohden. Näin ollen on mahdollista käyttää suurempaa liuostilavuutta painehapetusvaiheen 12 syötössä.

15

Kun liuostilavuus on kiinnitetty, liuoksen happamuus voidaan määrittää, sillä hapon kokonaismassa määräytyy tarpeesta tyydyttää yhtälö A[Cu2+] = 0. Tyypillisesti hyvälaatuisen rikasteen tapauksessa happoa tarvitaan noin 35-55 g/1.

20

Edulliseksi ollaan todettu sellaisten tiettyjen pinta-aktiivis-ten aineiden lisääminen pieninä pitoisuuksina, jotka pinta-ak-: tiiviset aineet muuttavat nestemäisen alkuainerikin (S°) kemi- allisia ominaisuuksia autoklaavissa painehapetusvaiheen 12 ai-25 kana. Sellaiset pinta-aktiiviset aineet kuten ligniinisulfo-naatti ja kebratso, lisättyinä painehapetuksen syöttöliuokseen ·"·. pieninä määrinä, eli alueella 0,1-3 g/1 olevina määrinä, voivat pienentää nestemäisen rikin viskositeettia sekä myös muuttaa kemiaa autoklaavissa.

30

Pinta-aktiivisten aineiden lisäys voi vähentää rikin hapettumista tavoilla, joita ei ymmärretä hyvin, mutta jotka ovat • edullisia tälle prosessille. Tämän oletetaan johtuvan pienem mästä viskositeetista, joka johtaa nestemäisen rikin ja kiinto-35 aineiden vähentyneeseen taipumukseen viipyä autoklaavissa, jolloin näiden aineiden viiveaika lyhenee, ja jolloin rikin hapet-tumistaipumus heikkenee.

115305 16

Samoin ollaan todettu, että prosessissa päästään kuparimineraa-lien täydellisempään reaktioon, mikäli pinta-aktiivisia aineita lisätään, mikä johtuu ilmeisesti rikistä, jonka viskositeetti on pienempi, joka rikki ei "kastele" reagoimatta jääneitä sul-5 fidimineraaleja, jolloin toivottu reaktio voi edetä täydellisesti loppuun.

Reaktio (5) kuvaa sitä, kuinka rikkihapon lisääminen painehape-tuksen syöttöön 25 säätelee kuparipitoisuutta painehapetuksen 10 suodoksessa 29. Painehapetuksen kokonaisreaktio rikkihappoa lisättäessä on esitetty edellä reaktiolla (2) kalkopyriittimal-min tapauksessa.

Samankaltainen reaktio voidaan kirjoittaa käyttäen yhdistettä 15 CuS04 sulfidi-ionien lähteenä rikkihapon H2S04 sijasta: 3CuFeS2 + 15/402 + 3H20 + 3/2CuSC>4 —> 3/2CuS04 · 2CuOH) 2 + 3/2Fe203 + 6S° (6) 20 Huomattakoon, että 3/2 moolia sulfaattia tarvitaan kuparisul-faattina reaktiossa (6) verrattuna yhteen mooliin rikkihappoa reaktiossa (2). Näin ollen, mikäli yhdistettä CuS04 käytetään :’·* sulfaatti-ionien lähteenä rikkihapon sijasta, niin tällöin on . välttämätöntä käyttää 1,5 kertainen moolimäärä yhdistettä . .·. 25 CuS04. Tämän seikan huomioon ottamiseksi keksijä on kehittänyt .·" Ylimääräisen Sulfaatin Ekvivalentin periaatteen, jonka avulla .! voidaan laskea se, kuinka paljon happoa täytyy lisätä paineha- *, . petuksen syöttöliuokseen 25 tavoitteena olevan kuparipitoisuu den saavuttamiseksi, reaktio (6) edelleen huomioon ottaen.

30

Reaktio (6) huomioon ottaen on mahdollista laskea "a priori" se happomäärä, joka tarvitaan muuttumattomaan kuparipitoisuuteen ;painehapetuksen suodoksessa 29. Ylimääräisen Sulfaatin Ekviva-lent in periaatteesta on apua: 35

Ylimääräisen Sulfaatin Ekvivalentti on yhtäsuuri kuin paineha-'··' petuksen syöttöliuoksessa 25 saatavilla oleva sulfaatti emäk- 115305 17 sisen kuparisulfaatin muodostamiseksi painehapetusvaiheen 12 aikana. Käytettävissä oleva sulfaatti on CuS04:lle ja CuCl2:lle määritettyä perustasoa suurempi määrä.

5 CuS04:n ja CuCl2:n perustaso riittää pitämään CuCl2-muodossa olevan liuoksen kloridipitoisuuden arvossa 12 g/1 ja lisäksi Cu-pitoisuuden noin arvossa 4,3 g/1 Cu CuS04. CuCl2:n pitoisuus, joka vastaa 12 g/1 olevaa kloridipitoisuutta liuoksessa, on 134,5/71*12 = 22,7 g/1 CuCl2, joka sisältää 10,7 g/1 kuparia 10 Cu liuoksessa. Näin ollen ylimääräinen 4,3 g/1 kuparia tarkoittaa yhteensä 15 g/1 kuparia yhdistettynä muotoon CuCl2 ja CuS04 perustasolla.

Käytettävissä oleva sulfaatti on tällöin kokonaissulfaatti muo-15 dossa CuS04, josta vähennetään perustaso. Esimerkiksi, mikäli kuparin kokonaispitoisuus on 28 g/1 painehapetuksen suodoksessa 29, niin tällöin saatavilla oleva sulfaatti on 28-15 = 13 g/1 Cu * 98/63,5 = 20 g/1 H2S04 yhdisteestä CuS04 saatavilla olevana sulfaattina.

20 Tämän jälkeen Ylimääräisen Sulfaatin Ekvivalentti (ESE) lasketaan yhdisteestä CuS04 saatavilla olevana sulfaattina jakamalla : · luvulla 1,5: 25 ESE = {muodossa CuS04 saatavilla oleva sulfaatti} / 1,5

Niinpä, kun kuparin kokonaispitoisuus on esimerkiksi 28 g/1 tai kun yhdisteestä CuS04 saatavilla olevan sulfaatin pitoisuus on 20 g/1, niin yhdisteestä CuS04 saatava ESE on 20/1,5 = 30 13,3 g/1.

Lopuksi, mikäli tavoiteltu vapaan hapon ekvivalentti on esimer-[ kiksi 52 g/1 H2S04 painehapetuksen syöttöliuoksessa 25, niin tällöin tarvittava happomäärä on 52 miinus ESE (13,3 g/1) eli :Y 35 38,7 g/lH2S04:ää. Tämä on se määrä, joka on lisättävä paineha- petusvaiheen 12 syöttölluokseen 25 muuttumattoman kuparipitoi- I * ♦ t * ( · 115305 18 suuden tuottamiseksi painehapetuksen suodokseen 29, eli 15 g/1 Cu olevan perustason saavuttamiseksi.

Muita reaktioita voidaan kirjoittaa käyttäen sulfaatti-ionien 5 lähteenä yhdisteitä Fe2(S04)3 ja ZnS04 rikkihapon H2S04 sijasta. ZnS04:n tapauksessa sinkin oletetaan hydrolysoituvan emäksiseksi sinkkisulfaatiksi, ZnS04·3Zn(OH)2, joka on emäksisen kupari-sulfaatin kanssa analoginen emäksinen Zn-suola. Nämä reaktiot on esitetty seuraavassa reaktioina (7) ja (8).

10 3CuFeS2 + 15/402 + 2H20 + l/3Fe2(S04)3 —>

CuS04 · 2Cu(OH) 2 + 11/6 Fe203 + 6S° (7) 3CuFeS2 + 15/402 + 13/3H20 + 4/3ZnS04 —> 15 CuS04 · 2CU (OH) 2 + 6S° + Fe203 + 1/3 {ZnS04 · 3ZnOH) 2 · 4H20} (8)

Painehapetusvaiheesta 12 suodatuksen 24 jälkeen saadut kiintoaineet käsitellään ilmakehän paineessa uuttovaiheessa 14 noin alueella 1,5-2,0 olevassa pH-arvossa, käyttäen primääristä uut-20 tovaiheesta 16 saatua raffinaattia, joka on hapanta, emäksisen kuparisulfaatin liuottamiseksi. Tämä uuttaminen 14 tapahtuu noin 40 °C:n lämpötilassa, noin 15-60 minuutin pituisen viive-ajan aikana. Kiintoaineen prosentuaalinen pitoisuus on tyypil-lisesti noin 5-15 % tai noin 50-170 g/1, vaikka mahdollista 25 onkin toteuttaa tämä prosessi tämän alueen ulkopuolella.

Ilmakehän paineessa toteutetun uuttovaiheen 14 aikana emäksiset ,·,· kuparisuolat liukenevat lähes täydellisesti, kun taas hyvin vähän rikasteessa läsnä olevasta raudasta liukenee.

30

Tyypillisesti, nesteen ja kiintoaineen erotuksen 34 jälkeen saatu uuttoliemi 33 sisältää noin 10-20 g/1 kuparia, riippuen kiintoaineen prosentuaalisesta osuudesta uuton 14 syötössä, raudan pitoisuuden ollessa alueella 0,1-1,0 g/1 ja kloridin ·,· 35 pitoisuuden ollessa noin 0,1-1,0 g/1. Suuri osa tästä raudasta ja kloridista on peräisin syöttöraffinaatista 37 eikä paineha-'>’· petuksen kiintoaineesta, eli ne on kierrätetty. Rautaa ja klo- 115305 19 ridia liukenee tyypillisesti noin 0,1-0,2 g/1 yhtä läpimenoa kohden.

Kuparin uuttumisen on todettu olevan noin 95-98 % laskettuna 5 paineuuttovaiheen 12 alkuperäisestä syötöstä. Raudan uuttuminen liuokseen on todettu vähäisemmäksi kuin noin 1 %.

Ilmakehän paineessa toteutetusta uuttovaiheesta saadun lietteen 31 suodattaminen on vaikeata, ellei peräti mahdotonta, mutta se 10 laskeutuu hyvin. Ajatellen tarvetta pestä uuton kiintoaineet hyvin perusteellisesti, liete 31 pumpataan tästä syystä vastavirtaan dekantoivaan (CCD) pesupiiriin, joka esitetään symbolisesti kiintoaineen ja nesteen erotuksena 34 kuviossa 1. Tässä CCD-piirissä 34 kiintoaineet syötetään peräkkäisten paksuntimi-15 en läpi, joihin paksuntimiin lisätään vettä vastakkaisesta suunnasta. Tällä menetelmällä kiintoaine saadaan pestyksi ja mukana kulkeutunut liuos poistetuksi. Paksuntimia tarvitaan noin 3-5 (ei esitetty) ja vesisuhteen (vesimäärä kiintoainetta kohden) ollessa noin 5-7, mukana kulkeutuneen liemen määrän 20 vähentämiseksi arvoon, joka on alle 100 ppm Cu lopullisessa jäännöksessä.

Viimeisen paksuntimen alaosasta saatava virtaus on lopullinen 'jäännösvirtaus 35, jonka kiintoainepitoisuus on noin 50 %. Sitä :,i, 25 voidaan käsitellä arvokkaiden matellien kuten kullan ja hopean talteenottamiseksi tai se voidaan johtaa jätteisiin. Arvokkaita metalleja voidaan ottaa talteen tunnetuilla menetelmillä kuten syanidoimalla. Virran 3 5 pääasialliset komponentit ovat hema-tiitti ja alkuainerikki, joka voidaan ottaa talteen vaahdotuk-30 sella, mikäli se voidaan perustella markkinointitilanteella.

Ensimmäisen paksuntimen yläosasta saatava virtaus on tuoteliuos 33, joka syötetään primääriin liuotinuuttovaiheeseen 16 esitetyllä tavalla. Tämä liuos sisältää noin 12 g/1 Cu, 1 g/1 Cl ja

• I

' 35 0,5 g/1 Fe.

s * » ; ► 115305 20

Optimaalinen kuparipitoisuus määritetään liuotinuuttovaiheen 16 kykynä uuttaa mahdollisimman paljon kuparia liuoksesta 33. Koska liuotinuuttovaiheesta 16 saadun raffinaatin osa eli noin 1/3 mahdollisesti neutraloidaan, niin tärkeätä on minimoida tämän 5 raffinaatin kuparipitoisuus.

Liuotinuuton suorituskyky on paras laimeilla kupariliuoksilla johtuen siitä seikasta, että väkevä kupariliuos johtaa suurempaan happopitoisuuteen raffinaatissa, mikä pyrkii alentamaan 10 uuton tehokkuutta. Väkevämpien liuosten käsitteleminen on kuitenkin halvempaa investointikustannuksia ajatellen, koska tilavuus on pienempi. Kuitenkin tietyn pisteen yläpuolella suurempi pitoisuus ei pienennä liuotinuuttoyksikön kokoa, koska (i) orgaanisella kuormituksella on maksimi ja (ii) veden tilavuus 15 pidetään yleensä yhtä suurena kuin orgaaninen tilavuus sekoituksen toteuttamiseksi vesikierron avulla. Tästä syystä orgaanisen uuttajan ja vesiliuoksen kokonaistilavuus määräytyy vain orgaanisen uuttajan tilavuuden perusteella. Suurin orgaaninen kuormitus ja näin ollen orgaaninen tilavuus määräyty-20 vät erityisesti valitun orgaanisen liuottimen pitoisuuden ja tunnusomaisten piirteiden perusteella. Tyypillisen liuottimen, esimerkkinä LIXtm-reagenssi yhtiöstä Henkel Corporation, ta- • pauksessa suurin kuormitus läpimenoa kohden on noin 12 g/1 Cu, ! kun tilavuuspitoisuus laimentimessa on 40 %. Näin ollen myös * 25 tuoteliuoksen 33 tulisi sisältää noin 12 g/1 Cu.

• · ·'·, Kupari uutetaan CCD-paksuntimen yläosasta saadun virran muodos- . V tamasta tuoteliuoksesta 33 primäärin liuotinuuttovaiheen 16 kahdessa uuttovaiheessa raffinaatin 37 aikaansaamiseksi, joka 30 raffinaatti sisältää noin 20 g/1 vapaata happoa ja noin 0,3-1 g/1 Cu. Suurin osa tästä raffinaatista 37 kierrätetään ilmakehän paineessa toteutettavaan uuttovaiheeseen 14, mutta noin ‘ 25-30 % on liikaa ilmakehän paineessa toteutettavan uuttovai- heen 14 happovaatimukselle ja on neutraloitava. Tämä ylimäärä » * ;Y 35 121 ohjataan pois, kuten numerolla 36 esitetään, ja se neutra- loidaan.

s t I * ’ » * · 115305 21

Neutralointi tapahtuu kahdessa vaiheessa kuparin talteenoton maksimoimiseksi ja mahdollisten, kuparia sisältävästä neutralointi jäännöksestä johtuvien ympäristöongelmien estämiseksi, eli kupari, jota ei saada talteen raffinaatista 37, saostuu 5 neutraloinnin aikana ja se voi sitten liueta myöhemmin uudestaan esimerkiksi jätelammikossa.

Ensimmäisen vaiheen neutralointi tapahtuu alueella 2-3 olevassa pH-arvossa, kuten numerolla 38 on esitetty, käyttäen kalkkiki-10 veä, joka on hyvin taloudellinen reagenssi verrattuna sammut-tamattomaan kalkkiin. Neutralointituote suodatetaan pisteessä 40 ja tuloksena oleva kiintoaine pestään ulkoisesta lähteestä 45 saatavalla vedellä. Kiintoaineet, jotka ovat pääasiassa kipsi ja rautahydroksidit, ohjataan sivuun, kuten numerolla 41 on 15 esitetty.

Suodos 39 johdetaan sekundääriseen liuotinuuttovaiheeseen 18 arvokkaan jäännöskuparin talteenottamiseksi. Tämä sekundäärinen liuotinuutto 18 hyötyy primäärineutraloinnista 38 ja tuloksena 20 on hyvin pieni kuparipitoisuus sekundääriraffinaatissa 43, tämän pitoisuuden ollessa tyypillisesti noin 0,03-0,06 g/1 Cu.

Kuten kuviossa 1 on esitetty katkoviivoin, sekundäärisessä liuotinuuttovaiheessa 18 käytetään samaa orgaanista uuttajaa : ·' 25 kuin primäärissä liuotinuuttopiirissä 16. Siihen on myös lii-tetty painehapetuksen suodoksen poiston 26 liuotinuutto 27. Orgaaninen uuttaja, joka pestään pisteessä 42 ulkoisesta läh-• teestä 45 saatavalla pesuvedellä 112, ja riisutaan pisteessä i ·.. 44, kierrätetään sekundääriseen liuotinuuttovaiheeseen 18 ja 30 johdetaan sitten primääriin uuttovaiheeseen 16. Riisuttu orgaaninen liuotin 125 jaetaan ja osa siitä johdetaan liuotinuuttoon 27. Liuotinuutosta 27 saatu raffinaatti lisätään liuotinuutosta 16 peräisin olevaan orgaaniseen kuormaan 123 ennen pesua 42.

.. Pesusta 42 saatu pesuvesi 47 johdetaan painehapetussuodattimeen \ 35 24 suodattimelle 24 syötettävänä pesuvetenä. Tuloksena oleva pesusuodos lisätään painehapetuksen suodokseen 29, jolloin 115305 22 liuotinuuton pesuveden (47) kupari- ja kloridisisältö saadaan talteen.

Sekundäärisestä liuotinuuttovaiheesta 18 peräisin oleva raffi-5 naatti 43 neutraloidaan jälleen sekundäärisessä neutralointi-vaiheessa 46, tällä kertaa pH-arvossa 10, ja se suodatetaan pisteessä 48 kaikkien liuenneiden raskasmetallien poistamiseksi, jolloin saadaan liuos 51, jota käytetään pesuvetenä CCD-piirissä 34 lopullisen uuttojäännöksen 36 pesemiseksi. Suoda-10 tuksen 48 kiinteä jäännös ohjataan sivuun, kuten numerolla 53 on esitetty.

Kuormittuneen ja pestyn orgaanisen liuottimen riisuminen pisteessä 44 toteutetaan elektrolyyttisestä erotusvaiheesta 20 15 saatavalla jätehapolla tai elektrolyytillä 55 puhtaan kupari-sulfaattiliuoksen tai rikastetun ("pregnant”) elektrolyytin 57 saamiseksi, joka elektrolyytti johdetaan sitten elektrolyyttiseen erotusvaiheeseen 20 elektrolyyttisen erotuksen toteuttamiseksi tavalliseen tapaan.

20

Todetaan, että prosessin kaikkia liuosvirtoja kierrätetään eikä prosessista poistu liuoksia. Prosessista ohjataan sivuun ainoastaan kiinteitä jäännöksiä.

: ·' 25 Menetelmän toimintatapa B

Kuvio 2 esittää toimintatavan B virtauskaaviota. Samoilla vii-tenumeroilla on merkitty kuvion 1 mukaista aikaisempaa suori-:/·; tusmuotoa vastaavan menetelmän vaiheita tai toimenpiteitä. Esi- merkiksi painehapetusvaihetta merkitään nytkin numerolla 12, 30 ilmakehään paineessa toteutettavaa uuttovaihetta merkitään numerolla 14, elektrolyyttistä erotusvaihetta merkitään numerolla 20, paineenalennussäiliö(i)tä merkitään numerolla 22, paineha-petussuodatusta merkitään numerolla 24, painehapetuksen suodok-sen 29 poisteen käsittelyä merkitään viitenumerolla 28, jauha-’ 35 misvaihetta merkitään viitenumerolla 30 ja CCD-pesupiiriä mer- kitään viitenumerolla 34.

24 115305 Tärkein säätelymenetelmä on happomäärä painehapetusvaiheen 12 syöttöliemessä 25. Happopitoisuutta säädetään puolestaan jäljempänä kuvattavan, painehapetuksen suodoksen 29 liuotinuutosta saadun raffinaatin neutralointiasteen avulla. Tavallisesti noin 5 25-50 % haposta on neutraloitava, tarvittavasta happomäärästä riippuen.

Painehapetusvaiheen 12 aikana muodostunut happo vaihtelee rikasteesta toiseen sekä käytetyistä olosuhteista riippuen. Mikä-10 li rikaste tuottaa suuren määrän happoa painehapetusvaiheen 12 aikana, niin tällöin syöttöliuoksessa 25 tarvitaan vähemmän happoa toivottuun tulokseen pääsemiseksi. Vähimmäismäärä kuparia (syötetystä rikasteesta), jonka tulisi siirtyä liemeen 21, on noin 10 %. 10 %:n alapuolella pH putoaa riittävän alas si-15 ten, että rautapitoisuudet painehapetuksen suodoksessa 29 suurenevat nopeasti. Rautaa on normaalisti 10-50 ppm, mutta jos pH on alle 2 ja emäksinen kuparisulfaatti katoaa jäännöksestä, niin tällöin rauta voi kohota sangen nopeasti yli 1 g/1 olevaan arvoon. Tämä on epätoivottavaa, koska läsnä on useita epäpuh-20 tausalkuaineita kuten As ja Sb, jotka poistuvat liuoksesta ainoastaan samanaikaisesti raudan hydrolyysin kanssa. Näin ollen raudan puuttuminen liuoksesta on hyvä tae painehapetuksen suodoksen 29 pienelle epäpuhtauspitoisuudelle. Myös itse rauta on epäpuhtaus, jota on vältettävä mahdollisimman tarkoin elektro-: . 25 lyyttisen erotuksen piirissä 20.

: Kuitenkin myös eräs toinen tekijä rajoittaa suurinta Cu-pitoi- suutta liuoksessa. Yllättäen ollaan todettu, että tietyt rikas-• teet ite asiassa uuttuvat täydellisemmin, jos kuparipitoisuus .·.· 30 on pieni. Tämän oletetaan johtuvan joko sekundäärisen CuS:n muodostumisesta, kuten edellä on kuvattu, tai jostakin muusta sellaisesta ilmiöstä, joka liittyy ensisijaisen mineraalin eli kalkopyriitin huonoihin hapettumisominaisuuksiin liuoksissa, joissa kuparipitoisuus on suuri. Ollaan todettu, että alkuaine-> " 35 rikki, jota syntyy painehapetusvaiheessa 12 tapahtuvan reaktion ’.· aikana, voi pinnoittaa tai itse asiassa kapseloida reagoimatto- •V mia kalkopyriittihiukkasia ja estää reagenssien pääsyn niihin.

> I » 25 115305 Tämä johtaa kuparin huonoon talteensaantiin. Liuoksen suuret Cu-tasot korostavat ilmeisestikin tätä ilmiötä. Se voidaan välttää tai sitä voidaan vaimentaa käyttämällä pinta-aktiivisia aineita, kuten edellä on kuvattu. Tämä ongelma on vakavampi 5 eräillä rikasteilla, erityisesti hyvälaatuisilla rikasteilla kuin muilla. Niinpä näiden rikasteiden tapauksessa on toivottavaa rajoittaa kuparin pitoisuutta painehapetuksen suodoksessa (eli enemmän kuin noin 95 %) kokonaisuudessaan. Tähän pääsemiseksi on välttämätöntä, että olennainen osa kuparista on emäk-10 sistä kuparisulfaattia, eli painehapetusvaiheesta 12 saadussa kiinteässä jäännöksessä eikä painehapetuksen suodoksessa. Tyypillisesti, 20-40 % kuparista voi sisältyä tarvittaessa kiintoaineeseen kuparipitoisuuden pitämiseksi riittävän pienenä suureen kuparisaantoon pääsemiseksi.

15

Parempilaatuisiin rikasteisiin liittyy ongelmana heikko kuparin talteensaanto, kun kuparia on runsaasti liuoksessa. Tästä syystä, mitä parempi laatu, sitä suurempi osa kuparista on oltava kiintoaineessa. Kolmella erilaisella rikasteella toteutetut 20 kokeet havainnollistavat tätä suhdetta.

Cu-jakautuminen H /Cu- ............................ Talteensaatu

Rikaste % Cu moolisuhde P0-liemi PO-jäännös kokonaismäärä 25 .............................. ....................

1 41 0,55 0 100 97,3 • · 2 28 0,70 63 37 95,7 . .* 30 3 22 0,96 85 15 94,7 ,! 35 H+/Cu-moolisuhteella tarkoitetaan H+ -ioneja syötettävässä ha- , possa ja kuparia Cu syötettävässä rikasteessa. H* -ioneilla syötettävässä hapossa tarkoitetaan niitä kaikkia protoneja, jotka ovat käytettävissä hapon täydellisen dissosioitumisen jälkeen siinäkin tapauksessa, että happo ei dissosioidu täydel-40 lisesti vallitsevissa olosuhteissa. Taulukossa esitetty H+ on :·, optimitaso, jonka on todettu kokeellisesti johtavan parhaisiin : |‘ tuloksiin.

26 115305

Rikasteen 1, joka oli hyvälaatuinen rikaste, tapauksessa valittu prosessi oli toimintatapa A, jossa kaikki kupari on läsnä uuttoliemessä ja A[Cu2+] = 0. H+/Cu-suhde on se löydetty suhde, joka todettiin kokeellisesti välttämättömäksi toivottuun tu-5 lokseen A[Cu2+] = 0 pääsemiseksi.

Rikasteen 2, joka oli keskilaatuista rikastetta, tapauksessa valittiin toimintatapa B, jossa kuitenkin olennainen määrä kuparia sisältyi kiinteään emäksiseen kuparisulfaattiin. Tähän 10 päästiin pitämällä H+/Cu-suhde riittävän pienenä siten, ettei kaikki kupari liuennut liemeen.

Rikasteen 3, joka oli heikkolaatuista rikastetta, tapauksessa valittiin myös toimintatapa B, mutta nyt mahdollisimman pieni 15 määrä kuparia saatiin sisältymään jäännökseen asettamalla H+/Cu-suhde riittävän suureksi.

Painehapetusvaiheesta 12 saatu jäännös uutetaan 14 liuotinuu-tosta 16 palaavalla raffinaatilla 37, joka on laimeata happoa, 20 jonka pitoisuus on 3-10 g/1 H2S04. Koska suurin osa painehapetusvaiheesta 12 saadusta kuparista sisältyy painehapetuksen suodokseen 29 ja vain pieni osa painehapetuksen jäännökseen, niin ilmakehän paineessa toteutetusta uutosta 14 tuloksena saatu uuttoliemi 21 on melko laimeata kuparin suhteen. Tällöin : . 25 puolestaan liuotinuutossa 16 syntyy laimeata raffinaattia.

Ilmakehän paineessa toteutetun uuton liemi 31 sisältää tyypil-: : ' lisesti 3-7 g/1 Cu ja 0,2-0,5 g/1 Fe.

Ilmakehän paineessa toteutetussa uuttovaiheessa 14 syntyvän .·.· 30 lietteen suodattaminen on vaikeata, kuten asianlaita oli myös toimintatavassa A. Hyvä nesteen ja kiintoaineen erotua ja pestu voidaan kuitenkin toteuttaa samoin kuin edellä käyttäen peräkkäisin paksuntimia CCD-menettelytavan 34 mukaisesti. Pesuvetenä 51 käytetään liuotinuutosta 16 saatua raffinaattia, joka neut-: *' 35 raloidaan, kuten numerolla 46 on esitetty. Tämä on samankal-v täistä kuin toimintatavassa A. Ainoa huomattava ero on liuoksen '.· 33 pienempi pitoisuus ja pienempi tilavuus.

27 115305

Ilmakehän paineessa toteutetussa uuttovaiheessa 14 syntynyt liuos 33 alistetaan liuotinuuttoon 16. Painehapetusvaiheesta 12 saatu, kuparia sisältävä liuos 29 johdetaan liuotinuuttovaihee-seen 50. Prosessiin kuuluu siis kaksi liuotinuuttotoimenpidet-5 tä, eli 16 ja 50, joissa käsitellään kahta eri liemivirtaa 33 ja 29, vastaavasti. Keksinnön mukaisen prosessin eräs piirre on se, että liuotinuuttotoimenpiteiden toteuttamiseksi käytetty orgaaninen uuttaja on sama kummassakin liuotinuutossa 16 ja 50.

10 Kuten kuviosta 2 nähdään, yhteisestä riisumistoimenpiteestä 44 tuleva riisuttu orgaaninen aine 125 johdetaan ensin liuotinuut-topiiriin 16, jossa kuparin pitoisuus on pienin vesipitoisessa syöttövirrassa 33, ja tästä syystä orgaanisen uuttajan kuormituksen on oltava mahdollisimman pieni, jotta uuttaja olisi te-15 hokasta.

Tämän jälkeen liuotinuutosta 16 saatu kuormittunut orgaaninen aine 126 johdetaan liuotinuuttoon 50, jossa se saatetaan kosketukseen liemen 29 kanssa, jossa liemessä kuparin pitoisuus on 20 suurempi. Välttämätöntä ei ole se, että liuotinuutossa 50 saavutetaan suuri uuttosuhde, koska tästä uutosta saatu raffinaat-ti 63 kierrätetään esitetyllä tavalla painehapetusvaiheeseen 12. Toisaalta liuotinuutosta 16 saatu raffinaatti 37 kierrätetään vain osittain ja osa neutraloidaan 46 liian hapon poista-. 25 miseksi piiristä. Tästä syystä on tärkeämpää päästä kuparin suureen talteensaantiin liuotinuutosta 16.

* * I 4

Liuotinuutosta 16 saatu raffinaatti 37 jaetaan pisteessä 36 samoin kuin toimintatavassa A siten, että noin yksi kolmasosa V 30 121 johdetaan neutralointiin 46 ja kaksi kolmasosaa 120 kierrä

tetään ilmakehän paineessa toteutettavaan uuttovaiheeseen 14. Tärkeä ero toimintatapaan A nähden on se, että liuotinuutosta 16 saatu raffinaatti 37 sisältää riittävän vähän kuparia, eli alle 100 ppm siten, ettei sekundääristä liuotinuuttovaihetta ' 35 tarvita ennen neutralointia 46, toisin kuin toimintatavan A

’.· tapauksessa. Tämä johtuu pienemmästä kuparipitoisuudesta ja I · l I I ·

I t t » I

s l » 28 115305 liuostilavuudesta, joiden ansiosta liuotinuutto 16 voi olla tehokkaampi.

Kahdessa peräkkäisessä liuotinuuttotoimenpiteessä 16, 50 syn-5 tynyt kuormittunut orgaaninen aine 65 pestään kahdessa vaiheessa vastavirtaan laimealla happamalla vesiliuoksella 122, kuten numerolla 42 on esitetty. Tällä pyritään pääasiassa poistamaan mukana kulkeutunut vesiliuos kuormittuneesta orgaanisesta aineesta 65 ja erityisesti pienentämään kloridisisältöä ennen 10 orgaanisen aineen johtamista riisumisvaiheeseen 44. Tarvittu pesuveden määrä on noin 1-3 % orgaanisen aineen tilavuudesta. Tuloksena tuotettu pesuneste 47 kierrätetään painehapetusvai-heeseen 12.

15 Pesty orgaaninen aine 69 riisutaan pisteessä 44 elektrolyyttisestä erotusvaiheesta 20 saadulla käytetyllä elektrolyytillä 55 puhtaan kupariliuoksen tai rikastetun elektrolyytin 57 aikaan saamiseksi tavanomaiseen tapaan toteutettavaa elektrolyyttistä erotusta varten.

20

Raffinaatti 63 jaetaan pisteessä 70 kahteen osaan 72, 74 tarvittavasta H+/Cu-moolisuhteesta riippuvalla tavalla. Osa 72 kierrätetään takaisin painehapetusvaiheeseen 12. Osa 74 neutraloidaan pH-arvossa 2 kalkkikivellä pisteessä 76 ja suodatetaan • · 25 78. Kiinteä jäännös pestään ja johdetaan sivuun, kuten numerol- M. la 80 on esitetty. Suodos 82 kierrätetään osan 72 kanssa paine- hapetusvaiheeseen 12 johdettavan syöttöliuoksen 25 muodostami-i . seksi.

30 Näin ollen prosessin uusi piirre on yhteisen orgaanisen aineen käyttö kuparin uuttamiseksi kahdesta erillisestä vesipitoisesta syöttöliemestä. Tällä tavalla liuotinuuttopiireissä saavutetaan huomattavia taloudellisia etuja pienempien investointikustannusten ja toimintakustannusten ansiosta. Se tekee myös mahdol- » • 35 liseksi runsaiden vesimäärien käytön ilmakehän paineessa toteu- V tettavan uuton CCD-piirissä siten, että lopullinen jäännös saa- i > l. * t »

I * I

« · il» 29 115305 daan pestyksi hyvin kuitenkin niin, että kupari saadaan edelleen talteen tällaisesta laimeasta liemestä.

Ollaan todettu, että rikin hapettumisen voimakkuus painehape-5 tusvaiheessa 12 riippuu suuresti rikasteen tyypistä kuten esimerkiksi käsiteltävän rikasteen laadusta ja mineralogiasta, sekä painehapetusvaiheen 12 olosuhteista. Tiettyjen rikasteiden tapauksessa rikin hapettuminen on huomattavasti voimakkaampaa, eli rikasteessa läsnä oleva rikki hapettuu sulfaatiksi ja tämä 10 ilmiö on erityisen selvä heikkolaatuisten rikasteiden tapauksessa, joissa rikasteissa Cu-pitoisuus on vähemmän kuin noin 28 %. Keksijä on todennut, ettei niinkään itse kuparipitoisuus ole niinkään merkittävää tätä vaihtelua ajatellen, vaan kupa-ri/rikki-suhde rikasteessa. Kuperirikasteiden pääasialliset 15 epäpuhtausalkuaineet ovat rauta ja rikki johtuen siitä, että kuparimalmit koostuvat yleensä kalkopyriitistä yhdessä muiden mineraalien kuten pyriitin FeS2 tai pyrrholiitin FeS kanssa.

Menetelmän toimintatavassa B käsitellään sitä ongelmaa, joka 20 liittyy rikin liialliseen hapettumiseen painehapetusvaiheessa 12 heikkolaatuisia rikasteita käytettäessä, liuottamalla tarkoituksellisesti 90 % kuparista ja minimoimalla emäksisen kupa-• risulfaatin muodostuminen. Kalkopyriitin reaktio on: : 25 CuFeS2 + 5/402 + H2S04 —> CuS04 + l/2Fe203 + 2S° + H20 (6)

Niinpä painehapetusvaiheesta 12 saatu suodos 29 sisältää suuria ··,·. määriä kuparisulfaattia ja kuparikloridia ja sitä käsitellään liuotinuuttovaiheessa 50 puhtaan kuparisulfaattiliuoksen tuot-30 tamiseksi, joka liuos johdetaan elektrolyyttiseen erotusvaihee-seen 20.

; ·· Kuvioon 3 viitaten, se esittää nestemetallurgista prosessia sinkin uuttamiseksi kuparin ohella. Samoilla viitenumeroilla on 35 merkitty aikaisempia suoritusmuotoja vastaavien menetelmien vaiheita tai toimenpiteitä.

30 115305

Rikaste jauhetaan uudestaan 30 samoin kuin aikaisemmissa suoritusmuodoissa .

Seka-sinkki-kupari-rikasteen painehapetus toteutetaan samalla 5 tavalla kuin kuviossa 2 ainoastaan kuparia sisältävän rikasteen tapauksessa.

Sinkki hapettuu yhtä helposti tai helpommin kuin kupari, ja sitä on todennäköisemmin läsnä uuttoliemessä 29 kuin painehape-10 tuksen jäännöksessä. Tämä johtuu siitä, että sinkki hydrolysoituu huonommin emäksiseksi sinkkisulfaatiksi kuin kupari, eli suuremmassa pH-arvossa.

Suuret liuospitoisuudet eivät estä kuparin talteenottoa niin-15 kuin ilmeisesti todettiin hyvälaatuisten kuparirikasteiden tapauksessa. Tästä syystä on mahdollista, että suurin osa kuparista ja sinkistä on läsnä painehapetuksen suodoksessa 29, eli samoin kuin menetelmän toimintatavassa B. Rikin hapettuminen on heikkoa, joten painehapetusvaiheessa 12 syntyneen hapon määrä 20 on pieni. Niinpä suuren H+/Cu-suhteen saamiseksi on välttämätöntä kierrättää lähes kaikki happo liuotinuuttovaiheesta 12 sitä mahdolllisimman vähän neutraloiden. Syötön happopitoisuus : '.· voi olla niinkin suuri kuin 75 g/1 H2S04, sen sisältäessä noin · 10 g/1 Cu, 5 g/1 Zn ja 12 g/1 Cl.

: 25

Painehapetuksen suodos 29 sisältää sekä sinkkiä että kuparia ;·. olennaisina pitoisuuksina, riippuen syötetyn rikasteen koostu- muksesta. 20 % Cu ja 5 % Zn sisältävän rikasteen tapauksessa painehapetuksen suodos 29 voi sisältää noin 50 g/1 Cu, 15 g/1 30 Zn ja 12 g/1 Cl.

Painehapetuksen jäännös uutetaan 14 jo esitetyllä tavalla käyt-·· täen liuotinuutosta 16 saatua raffinaattia 37, jolloin saadaan seka-Cu-Zn-liuos syötettäväksi liuotinuuttopiireihin. Sinkki 35 uutetaan ensin ja sitten kupari.

31 115305

Prosessissa on kaksi vesivirtaa, jotka käsitellään liuotinuu-tolla samoin kuin menetelmän toimintatavassa B kuparirikasteita varten. Painehapetuksen suodos 29 sisältää suuria Cu- ja Zn-pi-toisuuksia, kun taas ilmakehän paineessa toteutetun uuton liuos 5 33 sisältää näitä alkuaineita vain vähän.

Liuotinuuttopiirin uutta toteutustapaa, joka on kuvattu edellä esitettyjen suoritusmuotojen yhteydessä, jatketaan sinkin liuo-tinuuttamiseksi, toisin sanoen heikko liemi saatetaan ensin 10 kosketukseen orgaanisen uuttajan kanssa, ja vasta sitten vahva vesiliemi. Tässä tapauksessa menetelmään kuuluu kaksi piiriä, yksi sinkkiä ja yksi kuparia varten.

Mahdollista on uuttaa ensin kupari ja sitten sinkki riippuen 15 valitusta orgaanisesta uuttajasta sekä sen suhteellisesta affiniteetista näiden kahden alkuaineen suhteen. Hakija on todennut, että tyydyttäviä tuloksia voidaan saada käyttämällä ensimmäisenä uuttajana dietyyli-heksyyli-fosforihappoa (DEPHA), joka on selektiivisempää sinkin kuin kuparin suhteen. Tästä 20 syystä toteutetaan kaksi DEHPA-uuttoa 100 ja 102, ensimmäinen uutto 100 kohdistetaan heikkoon liemeen 33 ja toinen uutto 102 kohdistetaan vahvempaan liemeen 29, jotka liemet 33 ja 29 saa- daan painehapetusvaiheesta 12, sinkin talteenottamiseksi ja : : . kuparin suurimman osan jättämiseksi liuokseen.

: :'· 25

Sinkin uuttamista DEHPA:11a estävät huonot uuttumisominaisuudet suurten happopitoisuuksien läsnä ollessa. Käytännössä tämä tar-·· koittaa sitä, että uuttuminen pysähtyy käytännössä noin pH-ar- vossa 1,4 tai noin 7-10 g/1 H2S04 olevassa happopitoisuudessa.

30 Tämän ongelman ratkaisemiseksi sinkin liuotinuuttoon sisällytetään välivaiheena neutralointi 104 pH-arvossa 2. Näin ollen sinkin liuotinuutto tapahtuu kahdessa vaiheessa eli vaiheessa 102 ja toisessa vaiheessa 103, joiden vaiheiden välissä toteu-tetaan neutralointi 104. Kummassakin vaiheessa 102, 103 sinkkiä ,·,· 35 uuttuu vain 5-7 g/1 ennenkuin raffinaatissa tuloksena oleva happopitoisuus pysäyttää uuttumisen. Vaihdeiden välistä neut-ralointia 104 käyttäen sinkin kokonaisuuttuminen voidaan nostaa 32 115305 arvoon 10 g/1 Zn tai sitä suuremmaksi. Ensimmäisestä uuttovai-heesta 102 saatu raffinaatti 97 neutraloidaan noin pH-arvoon 2-2,5 pisteessä 104 halvalla kalkkikivellä (CaC03) kipsikiintoai-neen tuottamiseksi, joka kiintoaine erotetaan suodattamalla 5 pisteessä 98 ja johdetaan sivuun. Sitten suodos 99 syötetään toiseen liuotinuuttovaiheeseen 103. Toisen vaiheen syöttö sisältää tyypillisesti 10 g/1 Zn ja 50 g/1 Cu, pH-arvon ollessa 2-2,5. Uuttamisen jälkeen toinen raffinaatti 124 sisältää tyypillisesti 5 g/1 Zn, 50 g/1 Cu ja 8 g/1 happoa.

10

Liuotinuuttopiirissä 16 sinkkipitoisuudet ovat niin pienet, ettei niistä aiheudu ongelmia.

Optimaalinen sinkkipitoisuus painehapetuksen suodoksessa 29 15 määräytyy suureksi osaksi sen perusteella, kuinka sinkin liuo-tinuuttopiiri kykenee uuttamaan sinkkiä. Johtuen siitä seikasta, että käytettävissä olevat uuttajat (esim. DEHPA) uuttavat sinkkiä sangen huonosti, korkeintaan noin 5-7 g/1 sinkkiä kyetään uuttamaan ennenkuin hapon kerääntyminen raffinaattiin py-20 säyttää reaktion. Lisäuuttuminen edellyttää hapon neutralointia. Vaiheiden välinen neutralointi tekee mahdolliseksi paljon suurempien Zn-pitoisuuksien uuttamisen, kuitenkin tämä vaihei-: . den välinen neutralointi poistaa piiristä sulfaattia, joka on korvattava joko rikin hapetuksella tai lisäämällä uutta happoa : 25 painehapetuspiiriin 23.

Yksi vaiheiden välinen neutralointi on todennäköisesti yhteen-sopiva sulfaattitaseen kanssa, tästä syystä on edullista pitää Δ[Ζη2+], joka on sinkin pitoisuus painehapetuksen suodoksessa 30 29 miinus sinkin pitoisuus kierrätetyssä raffinaatissa 72, noin arvossa 10 g/1. Näin ollen, jos raffinaattina 72 liuotinuutosta painehapetukseen kierrätetty happosyöttö sisältää 5 g/1 Zn, * ' niin tällöin painehapetuksesta tuotteena saadun suodoksen 29 ·.* tulisi sisältää noin 15 g/1 sinkkiä. Tämä Δ[Ζη]-arvon rajoitus 35 tekee prosessin erilaiseksi sinkin ja kuparin välillä. Kuparin liuotinuuton suurempi uuttokyky tarkoittaa sitä, että kuparin '·'· hyvään uuttumiseen voidaan päästä paljon suuremmilla happopi- 33 115305 toisuuksilla, jotka voivat olla raffinaatissa jopa 75 g/1 H2S04 verrattuna vain noin 7-10 g/1 olevaan arvoon sinkin tapauksessa. Näin ollen kuparia voidaan uuttaa 50 g/1 Cu sisältävistä syöttövirroista.

5

Uuttamisen jälkeen Zn-piiristä (DEHPA) saatu kuormittunut orgaaninen aine 106 sisältää jonkin verran kuparia johtuen DEHPA-uuttajan epätäydellisestä Zn-selektiivisyydestä sekä yksinkertaisesti myös vahvan Cu-liemen mukanakulkeutumisesta. Tyypilli-10 sesti, Zn-liuotinuutosta saadussa kuormittuneessa orgaanisessa aineessa 106 Zn/Cu-suhde on noin 150-300:1. Mikäli kuparia ei poisteta, niin kaikki kupari erottuu yhdessä sinkin kanssa liuottimen puhdistuksessa 114, joten se siirtyy Zn-rikkaaseen elektrolyyttiin 120, joka syötetään sinkin elektrolyyttiseen 15 erotukseen 118. Sinkin elektrolyyttisessä erotuksessa tarvitaan hyvin puhdasta sinkkirikasta elektrolyyttiä tyydyttävän (puhtaan) Zn-katodin tuottamiseksi kohtuullisella virran hyötysuhteella. Zn/Cu-suhteen on oltava noin 100 000:1 sinkkirikkaassa elektrolyytissä. Tästä syystä on olennaista poistaa lähes kaik-20 ki kupari joko kuormittuneesta orgaanisesta aineesta 106 tai myöhemmin Zn-rikkaasta elektrolyytistä ennen elektrolyyttistä erotusta. Kuormittuneen orgaanisen aineen 106 puhdistaminen on paljon helpompaa.

:;'· 25 Tämän kuparin poistamiseksi tarvitaan lukuisia, esimerkiksi 3-10, pesu- tai käsittelyvaiheita 106, tyypillisesti 5. Pesu ta-;·. pahtuu laimealla happamoitetulla sinkkisulfaatin vesiliuoksel- ’·(._ la. Pesuvaiheet on sijoitettu peräkkäin, eli ensimmäisestä pe- suvaiheesta saatu käsitelty orgaaninen aine joutuu toiseen pe-30 suvaiheeseen ja tällä tavalla kaikkien muidenkin vaiheiden läpi, kunnes orgaaninen aine poistuu viimeisestä vaiheesta. Jonkin verran sinkkiä huuhtoutuu pois kuparin mukana, tästä syystä ;’· on välttämätöntä minimoida lisätyn pesuveden määrä sekä käyttää sen sijaan useita vastavirtaan toteuttettavia pesuvaiheita.

.·/’ 35 » i · 34 115305

Tuloksena syntyvä pesuliemi 110 kierrätetään ilmakehän paineessa toteutettavan uuton piiriin arvokkaan kuparin ja sinkin talteen ottamiseksi.

5 Pesun jälkeen DEHPA-uutosta saatu orgaaninen virta 112 on valmis riisuttavaksi 114 sinkin elektrolyyttisen erotuksen piiristä 118 saadulla käytetyllä elektrolyytillä 116. Tällä tavalla saadaan rikastettu elektrolyytti 120 sinkin elektrolyyttiseksi erottamiseksi suurella virran hyötysuhteella.

10

Riisumisen 114 jälkeen uuteliuotinta puhdistetaan edelleen 131 raudan poistamiseksi ennen uuttajan kierrättämistä takaisin liuotinuuttoon 100. Tämä raudan erotus 131 toteutetaan korvaavalla HCl-liuoksella 133, jota johdetaan painehapetusvaihee-15 seen.

Kumpikin DEHPA:11a toteutetuista sinkin uutoista saatu raffi-naatti 122, 124 uutetaan selektiivisellä kuparin uuttajalla, esimerkkinä LIXtm, vastaavasto liuotinuutoissa 16 ja 50.

20 Näiden kahden piirin 16, 50 toteutus on samankaltainen kuin menetelmän toimintatavassa B, ja yhteistä orgaanista liuotinta * \ käytetään ensin liuotinuutossa 16 ja sitten liuotinuutossa 50.

: ; Sitten tämä kuormittunut orgaaninen liuotin pestään ja riisu- : 25 taan kuten edellä, vastaavasti pisteissä 42 ja 44.

• ♦ > · :·, Neutralointivaatimukset liuotinuuton 50 piirissä on todettu .. vähäisiksi sinkkipiirissä jo toteutetusta neutraloinnista joh tuen .

30 LIXtm-uutoista saadut raffinaatit kierrätetään kuten aikaisemminkin takaisin painehapetusvaiheeseen 12 sekä ilmakehän paineessa toteutettavaan uuttovaiheeseen 14, vastaavasti.

35 Kuvioon 4 viitaten, siinä on esitetty nestemetallurginen uut-toprosessi nikkelin talteenottamiseksi kuparin lisäksi.

35 115305

Samoilla viitenumeroilla on merkitty aikaisempia suoritusmuotoja vastaavien menetelmien vaiheita tai toimenpiteitä.

Nikkeli-kupari-rikasteiden tapauksessa prosessi on hyvin saman-5 kaltainen kuin sinkin tapauksessa, paitsi että kaikki käytettävissä olevat liuotinuuttoaineet ovat vähemmän selektiivisiä nikkelin kuin kuparin suhteen. Tästä syystä kumpikin nikkelin liuotinuuttopiiri 130, 132 on sijoitettu kulloinkin vastaavien kuparin liuotinuuttopiirien 16, 50, jälkeen.

10

Liuotinuutosta 132 saatu kuormitettu nikkelin uuttaja 135 johdetaan pesuun 137 ja sitten se riisutaan 139 ennen sen kierrättämistä liuotinuuttoon 130. Riisuminen 139 toteutetaan nikkelin elektrolyyttisestä erotuksesta 140 saadulla käytetyllä elektro-15 lyytillä.

Lisäksi nikkelin uuttuminen on niin heikkoa, että in situ-neut-ralointi esimerkiksi ammoniakilla on välttämätöntä, kuten on esitetty vastaavasti numeroilla 134, 136. Ammoniakki on otet-20 tava talteen vastaavista raffinaateista esimerkiksi kalkinkeit-toprosessilla 138 ja kierrätettävä.

- \ Keksinnön mukaista menetelmää havainnollistetaan nyt edelleen ;esimerkkien avulla. Esimerkit 1-7 havainnollistavat prosessin ; 25 painehapetusvaihetta 12. Esimerkit 8 ja 9 havainnollistavat ilmakehän paineessa toteutettavan uuttovaiheen 14 toteuttamis- > # : = , ta. Esimerkit 10 ja 11 havainnollistavat prosessin liuotinuut- tovaiheita.

I t 30 Esimerkki l (Koe 258) : '· Brittiläisessä Kolumbiassa sijaitsevasta kuparikaivoksesta V Highland Valley Copper Mine saatu kuparirikaste käsiteltiin V 35 painehapetuksella ja ilmakehän paineessa toteutettavalla uutol-la seuraavissa olosuhteissa (panoksittaan) : * ·

• I I

r * » * 36 115305

Ilmakehän paineessa toteu-Painehapetus tettu uutto

Lämpötila: 150 °C Lämpötila: 40 °C

Viiveaika: 60 min. Aika: 60 min.

5 Paine: 1500 kPa (200 psig) pH: 1,5-1,7

Painehapetukseen johdetun rikasteen paino: 225 g % (37,9 Cu, 21,4 Fe, 28,3 S) 10 Syöttöliuos: 1100 ml g/1 (26,1 Cu, 12,4 Cl, 24,8 H2S04, 0 ppm Fe)

Suodos: 985 ml g/1 (30,1 Cu, 12,2 Cl, 3,4 pH, 10 ppm Fe) 15

Ilmakehän paineessa toteutetun uuton syöttöliuos: 3000 ml g/1 (1,9 Cu, 0,8 Cl, 0,91 Fe)

Suodos: 3915 ml g/1 (20,0 Cu, 0,9 Cl, 20 0,88 Fe, 1,9 pH) Jäännös: 154 g % (1,27 Cu, 29,5 Fe)

Tulokset on esitetty taulukossa 1.

25

Taulukko 1

Cu:n % jakautuminen

Cu:n uuttu- H /Cu- Rikin hapet- 30 Suodos Jäännös AEClr+] minen, % moolisuhde tuminen, % • 0% 100% 0,9 97,7 % 0,41 9,1% M.·* 35 : Esillä olevissa esimerkeissä kaikki a[Cu2+]-arvot laskettiin vastaamaan syöttöliuoksen ja painehapetuksen suodoksen vakioti-lavuutta. Happoa lisättiin ilmakehän paineessa toteutetun uuton ’ 40 liuokseen tarvittaessa esitetyn lopullisen pH-arvon saavuttami seksi. Taulukossa 1 esitetty kuparin prosentuaalinen jakautuminen viittaa painehapetukseen.

Voidaan todeta, ettei painehapetuksen suodos sisältänyt lähes 45 lainkaan ylimääräistä kuparia syöttöluoksessa läsnä olleen kuparin lisäksi. Kaikki syötetystä rikasteesta peräisin ollut kupari oli läsnä emäksisessä kuparisuolassa. Rikin hapettuminen ···’ oli vain 9,1 % ja kuparin kokonaissaanto ilmakehän paineessa 37 115305 toteutetun uuton jälkeen oli 97,3 %. Rikin hapettuminen laskettiin sulfaattitasapainoon perustuvalla menetelmällä.

Esimerkit 2 ja 3 5 (Kokeet 263 ja 265)

Kaksi muuta koetta toteutettiin samoissa olosuhteissa kuin edellä esimerkissä 1, paitsi että painehapetuksen syöttöliuok-sessa oli läsnä 0 g/1 happoa esimerkissä 2 ja 35 g/1 esimerkis-10 sä 3. Taulukossa 2 on verrattu esimerkkien 1-3 tuloksia. Esimerkkien 1-3 mukaiset kokeet toteutettiin panoksittain autoklaavissa .

Taulukko 2 15

Happoa Cu:n uuttu- Rikin hapet-

Esim. syötössä, g/1 A[Cu2+] minen, % tuminen, % 2 0 -14,7 97,1 % 13,8 % 20 1 25 0,9 97,7 % 9,1 % 3 35 9,9 97,4 % 7,9

Voidaan nähdä, että painehapetuksen syötön happamuus vaikuttaa : rikin hapettumiseen. Kun painehapetuksen syötön happamuus nos- : 25 tetaan arvosta 0 arvoon 35 g/1, niin rikin hapettuminen vähenee . ’· arvosta 14 % arvoon 8 %. Painehapetuksen syötön happamuus vai- : kuttaa samoin kuparipitoisuuden muuttumiseen syötön ja suodok- ··_ sen välillä. Arviolta 25 g/1 happoa tarvitaan säilyttämään ku- . parin tasapainopitoisuus painehapetuksen ajan. Mikäli hapon 30 pitoisuus syötössä on yli 25 g/1, niin tällöin kuparia kerääntyy suodokseen.

Esimerkki 4 :’·· (Koe 198) 35 Tässä käytettiin samaa rikastetta kuin edellisissä esimerkeis-sä, painehapetuskoe toteutettiin autoklaavissa jatkuvana pro-;·. sessina eikä panosprosessina, seuraavissa olosuhteissa: 38 115305

Painehapetus Ilmakehän paineessa toteu tettu uutto (näytteellä)

Lämpötila: 150 °C Lämpötila: 40 °C

Viiveaika: 149 min. pH: 1,5-1,7 5 Paine: 1500 kPa (200 psig)

Osastojen lkm. 4

Kuivan kiintoaineen nopeus: 4,0 kg/h, kiintoainepitoisuus 69 %

Hapon syöttönopeus: 12,4 1/h

Liuoksen syöttölämpötila: 85 °C

10 Rikaste: Highland Valley Copper

Painehapetuksen tuotelietteestä otettu näyte suodatettiin ja suodatuskakku uutettiin sitten panoksena ilmakehän paineessa 15 toteutetun uuton olosuhteissa kuparin kokonaissaannon määrittämiseksi.

Painehapetukseen johdetun rikasteen paino: 49 kg % (39,5 Cu, 16,85 Fe, 24,9 S) 20

Syöttöliuos: 39 1 g/1 (13,1 Cu, 11,7 Cl, 53,7 H2S04, 286 ppm Fe)

Tuoteliuos: 25 (arvioitu til.) 125 1 g/1 (17,5 Cu, 3,1 pH, 10 ppm Fe)

Ilmakehän paineessa toteutetun uuton jäännös (arvioitu paino): 34 kg % (1,3 Cu) 30 : ·’ Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Taulukko 3 :·. 35 Cu:n % jakautuminen : " -------------------- Cu:n uuttu- H+/Cu-

Suodos Jäännös A[Cu2+] minen, % moolisuhde 40 1 % 99 % 2,6 97,6 % 0,50

Voidaan nähdä, että rikasteesta peräisin oleva kupari oli läsnä .·;· suureksi osaksi emäksisenä kuparisuolana; vain noin 1 % oli • · 45 läsnä suodoksessa. AtCU2*] -arvo oli pieni ja kuparin kokonais-uuttuminen oli 97,3 % ilmakehän paineessa toteutetun uuton jäl-keen. Rikin hapettumiseksi laskettiin 6,6 % syöttö- ja tuote-virran välisen rikkitaseen perusteella, mikä havainnollistaa 39 115305 sitä, kuinka rikin hapettuminen saadaan mahdollisimman vähäiseksi käyttämällä suurta sulfaattipitoisuutta syöttöliuoksessa.

Esimerkki 5 5 (Koe 206) Tässä toteutettiin eräs toinen koe, joka oli samankaltainen kuin esimerkissä 4, nytkin jatkuvana prosessina autoklaavissa. Tällä kertaa syöttöliuos sisälsi enemmän kuparia ja vähemmän 10 happoa:

Painehapetus Ilmakehän paineessa toteu tettu uutto

Lämpötila: 150 °C Lämpötila: 40 °C

15 Viiveaika: 149 min. pH: 1,5-1,7

Paine: 1500 kPa (200 psig)

Tilavuus: 341

Osastojen lkm. 4

Kuivan kiintoaineen nopeus: 4,0 kg/h, kiintoainepitoisuus 69 % 20 Hapon syöttönopeus: 12,4 1/h

Liuoksen syöttölämpötila: 72 °C

Rikaste: Highland Valley Copper

Painehapetukseen johdetun 25 rikasteen paino: 47 kg % (40,1 Cu, 15,6 Fe, 24,9 S)

Syöttöliuos: 143 1 g/1 (34,1 Cu, 12,1 Cl, ;·,· 33,6 H2S04, 16 ppm Fe) : 30 Tuoteliuos: (arvioitu til.) 129 1 g/1 (12,4 Cu, 3,2 pH, 4 ppm Fe) .·. . Ilmakehän paineessa toteutetun ’·‘ uuton jäännös (arvioitu paino): 33 kg % (1,47 Cu) 35 40 115305

Taulukko 4

Cu:n % jakautuminen ...................- Cu:n uuttu- H /Cu- Rikin hapet- 5 Suodos Jäännös A[CLT+] minen, X moolisuhde tuminen, %

-18,5 % 118,5 X -23 97,4 X 0,35 4,2 X

10 Tämä esimerkki havainnollistaa sitä, kuinka syöttöliuoksen hap-popitoisuutta voidaan vähentää lisäämällä syöttöliuokseen kuparia sekä esimerkiksi 33,6 g/1 H2S04, eikä 53,7 g/1, kuten edellisessä esimerkissä. Nytkin rikin hapettuminen on hyvin vähäis-15 tä johtuen suuresta sulfaattipitoisuudesta syöttöliuoksissa.

Seuraavat kokeet toteutettiin heikkolaatuisella rikasteella, käyttäen prosessin toimintatapaa B, keksinnön tämän suoritusmuodon havainnollistamiseksi. Tässä suoritusmuodossa on toivot-20 tavaa uuttaa suurin osa rikasteen kuparista liuokseen.

Esimerkki 6 (Koe 352) 25 Koe toteutettiin panosprosessina seuraavissa olosuhteissa:

Ilmakehän paineessa toteu-Painehapetus tettu uutto

1 Lämpötila: 150 °C Lämpötila: 40 °C

Viiveaika: 60 min. Aika: 60 min.

, .·. 30 Paine: 1500 kPa (200 psig) pH: 1,5-1,7

Painehapetukseen johdetun .! rikasteen paino: 225 g % (22,8 Cu, 25,3 Fe, 28,9 S) 35 Syöttöliuos: 1100 ml g/1 (13,6 Cu, 11,7 Cl, ’·’ ‘ 34,0 H2S04, 0 ppm Fe)

Tuoteliuos: 1035 ml g/1 (53,5 Cu, 10,9 Cl, (arvioitu til.) 2,9 pH, 32 ppm Fe) 40 : Ilmakehän paineessa toteutetun uuton syöttöliuos: 1420 ml g/1 (3,4 Cu, 0,7 Cl, 1,7 pH, 2,3 H2S04, 0,62 Fe) 45 V. Jäännös: 184 g % (1,43 Cu, 27,6 Fe) (arvioitu paino) • « » » I k · 41 115305

Tulokset on esitetty taulukossa 5.

Taulukko 5 5

Cu:n % jakautuminen ..........-......... Cu:n uuttu- H /Cu- Rikin hapet-

Suodos Jäännös ACClr ] niinen, % mooli suhde tuminen, % 10 79 % 21 % 35,0 95 % 0,95 13,5 % Tässä tapauksessa suurin osa kuparista on suodoksessa. Rikin 15 hapettuminen oli 13,5 % ja 95,0 %. Tässä päästiin kuparin uut-tumiseen. 79 %:n suuruinen kuparimäärä oli läsnä suodoksessa suuren H+/Cu-suhteen seurauksena.

Esimerkki 7 20 (Koe 88)

Edelleen eräs muu koe toteutettiin käyttäen tätä samaa heikkolaatuista rikastetta ja jatkuvaa prosessia autoklaavissa, seuraavissa olosuhteissa: 25

Painehapetus Ilmakehän paineessa toteu tettu uutto

Lämpötila: 150 °C Lämpötila: 40 °C

' Viiveaika: 53 min. pH: 1,5-1,7 ; 30 Paine: 1500 kPa (200 psig)

Osastojen lkm. 5

Kuivan kiintoaineen nopeus: 7,2 kg/h, kiintoainepitoisuus 68 % ‘ ··· Hapon syöttönopeus: 32,8 1/h

: ·, Liuoksen syöttölämpötila: 45 °C

35 Rikaste: Island Copper

Painehapetukseen johdetun rikasteen paino: 55 kg % (22,5 Cu, 25,4 Fe, 29,1 S) 40 SyöttÖliuos: 250 1 g/1 (9,4 Cu, 13,2 Cl, 35,0 H2S04)

Tuoteliuos: ; ’·. (arvioitu til.) 225 1 g/1 (50,8 Cu, 2,8 pH) ... 45 *.· Ilmakehän paineessa toteutetun uuton jäännös (arvioitu paino): 47 kg % (1,4 Cu) ”’· 50 Tulokset on esitetty taulukossa 6.

42 115305

Taulukko 6

Cu:n % jakautuminen .................... Cu:n uuttu- H /Cu- Rikin hapet- 5 Suodos Jäännös AEClr ] minen, % moolisuhde tuminen, % 73% 27% 36,3 94.6 % 0,83 16,5% 10

Nytkin suuri osa kuparista oli läsnä painehapetuksen suodokses-sa suuresta H+/Cu-suhteesta johtuen.

15 Esimerkit 8 ja 9 Nämä esimerkit havainnollistavat ilmakehän paineessa toteutetun uuton ja vastavirtapesun toteuttamista jatkuvalla tavalla toimintatavoissa A ja B. Toimintaolosuhteet kummassakin esimerkis-20 sä ovat seuraavat:

TOIMINTAOLOSUHTEET

Ilmakehän paineessa Vastavirta-Parametri toteutettu uutto pesu 25 -------------------------------------------------------------

Lämpötila 40-45 °C 32-25 °C

• Lopullinen pH 1,7 3,5 . .· 30 '*'· Reaktoreiden lkm. 3 5 sekoitussäiliötä : 5 pylvästä

Kolmen reaktorin 35 kokonaistilavuus 69 1 i : Viiveaika 45-60 min 40 Esimerkki 8 havainnollistaa prosessin suoritusmuodon toimintatapaa A (kuvio 1), jossa kupari sisältyy olennaisen täydellisesti painehapetuksen suodatuskakkuun ja esimerkki 9 havainnol-t' listaa toimintatavan B (kuvio 2) mukaista suoritusmuotoa, jossa vain pieni osa kuparista sisältyy suodatuskakkuun. Tulokset on ’ * 45 esitetty vastaavasti taulukoissa 7 ja 8. Esimerkissä 8 kuparin kokonaisuuttuminen oli 97,5 % ja esimerkissä 9 se oli 94,6 %.

115305

S

σ>

. « · LH

φ ro to m roro o »o »-* O* « Φ O Φ Φ * o · o "'s O) — «— ro r\j ro ro o *— *— o · k · . - - · ·» *—* r~ i Φ *— Φ Φ «— «—

O

3 c -J “rv (0 ro ·—« o o T- o aro o « - o - » Q. Q. · T- · · ro T3 ro m *- -*s*. ro Q. —· sf ro roro o > ro ·ν. «o o · 3: · dc 3 :c ic 3= W •-j£ oi w w φ α φ φ a. w a cl a 3 3 > (Ö

r—I

P °> ^ σι «—» c\i o-? r*- •<*4 3 un roro n- *~ •*u CJ - m ΝΊ co * · - - «— ^ <-« o ro fM <- φφ« <— o » «-

Vt· 03 03 3

E

3 ~ PS p

«15 S

O ro —> φ n o s s +-1 . w 4_» Π3 σ> ro * * V* C *O ro , H*' — 00 000 00 ·— - «. >» «— - 3 0 o o co vj· t— <— o -vj· o co cl ti* id · ^ • Ui

* ? “H

> . :ro * , c , * 1 :ro s 1 T- J* w t_ » ^ a> ;ro s * ^ co ^ e ‘ * 3 w ‘ j 3 - ra - σ> w , ίυ > o _ , . 1) <0 c m o —· —' _ p : -M —f\j co m o o co o r^· rn -r- ra ro cm m ro o Ό o cm O ro 1— p* O. t— m «- ·- N-roco cm ro oj 3 > 10 P O ΙΌ

(0 <\i M

P c

C·.- O

p» ra t— o •H p> — ro tn *-» rap ro un ti S row Φ c c ro 3 * ..-4 c >* c φ o 3 c co —* 3 » H > φ c p 33 3 —» c Π m-—*θ(Λ3·^3τ- co ro m co» ·— M-OP-*-*ro3ro φ φ ro c TJ p *» -P ro u- p 3 o. ·— Ο.Ο.ΦΦΟ * i_ p 3 p ro ero p ro ro ro E > 3 « 1 ^3 <1)PC C33 C p* p» p* 3 — o *— • -H ··- φ Q.w :rop»ro ·— e *- p l. ra ro p* —* *\ LJ u -'C ro 3 ^φρ* p ro ro-r .γρ O A :raaJO-CP*<i>wc_ö—'Φ>><- o ro • * Mm* < :ro iw <D ro _*3·— Ό 3 >ro ro·— e·-' o • · p- e ai 01 c~ö ro Φ > .e σ> 3 p w> -q » · AiLi et ·— P·*- -—o Sp·- ro ro roro ro— ooro o '* *3 Tv m u :<o o ro 3 —' o —' ro o roro ro—* -j <d 3 ,,, P φ > o. “30. o. ro ►— p>» > ^ cl> > ro a.> to rH g 3 -H 10 03

H W

,,,, in o m o m o m • rH h n) 00 n n 115305

N

σ> ι-, . · · ro ro n ro ·«— ro to anoo >·ί U. « O · · · · - ' * <—· o o n a» anoo · o “ s.

a · —-o ro ro ro ro o O co o - ro . - · · - - φ T- ano o o 0 C c

« S

fl3 o m o Λ >. O «*

Pi O · · * ro ~Q cm \ <λ —> o ro ro roro O c\i r/Γ r\i*v T- CO · * · · ac 3 ar uj x o> «— «“ n r— and to cl · «— 3 3 > 3

rH

•H ^ < jJ en o ^ 5*2

r-, · · OJ

•zrt 30 o un ro ro «- ro *- *— •'V> o - o «... · · - - - ^ *-* o ro ro N- a a © *- o » ·>* S <u * en w 2 1 2 li ^ n W .£ O ro w 0o >* *v 4-* en cd * _vj e **· ·— o o o o o o ro —·.* lO N- · · · O' · 1 /-« S'Soioor'-cNj τ— «— o ro o <o • 5 * (0 :. k

, P

•H

• > , e * I - 2

V» Λ L

m O) :«J

CO -X E

* 3 w . 3 -» ϋ) D) . (U > O —» -X —· —· -X — _i_j ro e r\i —* —» _ -M o - vt o 00 Ό —’ o tn ·— ro ro o o uo ^ *-· «- cg *- _ co »— 4-J Q. ro «— *— ι/Ί'ΐΌ i\l O O' (0 > (0 y O ΙΌ (0 f\J ΙΌ -P e

Π·*- O

v ro t— o •H -m co ιλ *-*

Ero +» co __ uo ^ ti ro *-* ne e :ro 3 , ,—j e >. e n o 3 e co —^ 3

* 'J φ e 4-» 3 3 3 —* C

O H- —· O co 3 ·— 3 «- Ö3wmcn — . i Ί- o w (0 3ro n n ro cp ^ >»» -P ro £— *-> 3 _x a. — 0. cl n η o * efk e. *-» 3 -*-> ro C<o +·* ro ro co E > 3 . w -X3n.XC33C*-* *-* 3 - O ·— , ./-{ ·— n o. ro -.ro «-* ro **- e — t- t- ro ro +* —* .. Λ ij i- —> e ro3 j: a ±-> v n co·»- ·—*-* —'«e * O a :ro no .c-m η ^ e. o —' ro> > l. oco * * _S^ <:ro « ·μ a ro -x 3 — Ό 3 >n ro ~ C —> o < * •^'Γ* π- ε neo co ron> js o 3 ·*-» *-'> ···»- t? > lj oi ··“ v ·· *- o ε -m ··- ro ro co co co ·>— e/? co o ϊ * *3 νϊ\ ·-> c_:roo (0 3 —. o —' ro o nro ro — _i n 3 ... P Q) > ο. ό o. Q_co ^ o. > > n a. > e/)

H E

‘ ,,, 3 -H

. . id in ^ w in o m o m o in -" h h m nj n n 23 115305

Prosessin tässä toimintatavassa painehapetus 12 toteutetaan sekä syöttörikasteen sisältämän kuparin suurimman osan hapetta-miseksi ja uuttamiseksi liuokseen. Tyypillisesti noin 85-90 % kuparista uuttuu liuokseen, ja vain noin 10-15 % jää jäännök-5 seen emäksisenä kuparisulfaattina.

Olosuhteet autoklaavissa toteutettavassa painehapetuksessa 12 ovat samankaltaiset kuin prosessin toimintatavassa A, paitsi että kiintoaineen prosentuaalinen osuus on pienempi, eli 150-10 225 g/1.

Prosessin tässä toimintatavassa a[Cu2+] on tyypillisesti 30-40 g/1, eli kuparipitoisuus on suurempi painehapetusvaiheesta 12 saadussa tuoteliuoksessa. Painehapetusvaiheeseen 12 syötettävä 15 liuos sisältää tyypillisesti 10-15 g/1 Cu ja 12 g/1 Cl, sekä noin 20-30 g/1 rikkihappoa.

Tässä toimintatavassa rikkihappoa ei lisätä ulkoisesta lähteestä painehapetusvaiheeseen 12, niinkuin asian laita on kuvion 1 20 suoritusmuodossa. Tässä toimintatavassa happo saadaan prosessin kierroista, esimerkiksi kierrättämällä painehapetuksen suodosta 29. Painehapetusvaiheesta 12 saatu tuoteliuos 21 sisältää noin 40-50 g/1 Cu ja 11-12 g/1 Cl, pH-arvon ollessa noin 2-2,5.

: 25 Painehapetusvaiheesta 12 tuoteliemeen 21 uuttunutta kuparia on säädettävä, jotta päästään kuparin toivotunlaiseen jakautumi-\i.‘ seen liemen (85-90 %) ja jäännöksen (10-15 %) välille. Tämä jakautuminen johtaa pieneen mutta tärkeään määrään emäksistä i‘*.. kuparisulfaattikiintoainetta uuttojäännöksessä. pH on emäksisen iY: 30 kuparisulfaatin tarkoituksenmukainen osoittaja, koska se on puskuroiva aine. Kun liuoksen kuparisulfaattipitoisuus on suuri, niin 2-2,5 oleva pH-alue on osoituksena emäksisestä kupari-sulfaatista. pH-arvon 2 alapuolella lähes kaikki emäksinen ku-parisulfaatti on liuennut, kun taas pH-arvon 2,5 yläpuolella • ’’ 35 muodostuu liikaa emäksistä kuparisulfaattia ja todennäköistä on se, että liuoksessa 21 esiintyy riittämättömästi kuparia.

115305 45

Esimerkit 10 ja 11 Nämä esimerkit havainnollistavat prosessin liuotinuuttovai-heita. Esimerkissä 10 prosessi on kuviossa 1 esitetyn suori-5 tusmuodon mukainen ja esimerkissä 11 se on kuviossa 2 esitetyn suoritusmuodon mukainen. Kummassakin tapauksessa toimintapara-metrit ovat seuraavat:

Viiveaika sekoittiraessa: 3-6 minuuttia

10 Lämpötila: 40-45 °C

Kuparin orgaaninen uuttaja: 40 % til/til LIX

suhteessa 70:30 til/til 860n:84N Orgaaninen laimennin: 60 % til/til ORFOM SX-ll 15

Tulokset on esitetty taulukoissa 9 ja 10. Eri virtoja osoittavat viitenumerot on esitetty vastaavasti kuvioissa 1 ja 2.

115305 46

Taulukko 9 T ilavuus 5 (perustuen Kuparihäviöt 24 tuntiin) [Cu] H2SC>4 [Cl] lopulliseen

Virta litraa g/l g/l * ppm raffinaattiin

Tuoteliuos 33 3168 11,5 1,5 1050 10

Raffinaatti 120 2112 0,5 18 1050 (ilmakehän paineessa toteutettavaan uuttoon) 15 Raffinaatti 121 1056 0,5 18 1050 (neutralointi in)

Suodos 39 1056 0,5 pH 2 1050 20 Sekundäärinen 1056 0,05 1,7 1050 raffinaatti 43

Liuos 51 1056 0,004 pH 9 1050 0,1 % 2 5 Pesuves i 122 43 0 pH 1,3 0

Pesutuote 47 43 0,45 6,2 220

Primääri kuormittunut 3168 17 30 uuttaja 123

Sekundäärinen 3168 6,35 kuormittunut uuttaja 124 35 Riisuttu uuttaja 125 3168 6,2 Jäte-elektrolyytti 55 3168 41 200 20

Rikastettu 3168 30 184 20 40 elektrolyytti 57 115305 47

Esimerkissä 11 noin kaksi kolmasosaa riisutusta uuttajasta 125 ohitti liuotinuuton 16 ja syötettiin suoraan liuotinuuton 50 ensimmäiseen vaiheeseen, jossa on kaksi osaa. Vain yksi kolmasosa riisutusta uuttajasta 125 syötettiin liuotinuuttoon 16, 5 josta saatiin primääri kuormittunut uuttaja, joka johdettiin liuotinuuton 50 toiseen vaiheeseen, jossa se liittyi liuotinuu-toista 16 ja 50 saatuihin virtoihin siten, että saatiin yhdistetty kuormittunut uuttaja 65.

10 Taulukko 10 T ilavuus (perustuen [Cl] KuparihäviÖt 15 24 tuntiin) [Cu] **9/l lopulliseen

Virta litraa g/l g/l ppm raffinaattiin

Tuoteliuos 33 1152 4,1 pH 1,9 **0,89 20 Raffinaatti 120 768 0,08 9,3 (ilmakehän paineessa toteutettavaan uuttoon)

Raffinaatti 121 384 0,08 9,3 25 (neutralointiin)

Liuos 51 384 0 pH 9 0,7 %

Painehapetuksen 778 49,9 pH 3,2 **11,36 3 0 suodos 29

Rraffinaatti 63 778 12,9 56,5 - 0,1 %

Suodos 82 e.a. 12,9 pH 2 35

Pesuvesi 122 43 0 pH 1,3 0 ; Pesutuote 47 43 8,7 21,5 4,9 40 Kuormittunut uuttaja 126 1152 10,3

Kuormittunut uuttaja 65 3168 18,2

Riisuttu uuttaja 125 3168 6,07 ; . 45 : " Jäte-elektrolyytti 55 3168 28,5 184 21 ’‘ Rikastettu 3168 40,8 167 23 elektrolyytti 57 50 115305 48

Vaikka edellä onkin kuvattu yksityiskohtaisesti ainoastaan keksinnön mukaisia edullisia suoritusmuotoja, niin keksintö ei kuitenkaan rajoitu niihin ja muokkauksia voidaan tehdä liitteenä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

5

Claims (51)

115305 49

1. Menetelmä kuparin uuttamiseksi sulfidikuparimalmista tai -rikasteesta, jonka menetelmän käsittämässä vaiheissa: 5 malmi tai rikaste käsitellään painehapetuksella hapen ja happaman kloridiliuoksen läsnä ollessa tuloksena olevan painehape-tuksen suodoksen ja liukenemattoman emäksisen kuparisulfaatti-suolan saamiseksi, tunnettu sitä, että painehapetus toteutetaan 10 rikkihapon ja happamassa liuoksessa hydrolysoituvan metallisul-faatin joukosta valitun bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähteen läsnä ollessa, ja että tämä bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähteen lisätty määrä sisältää vähintään tämän emäksisen kuparisulfaattisuolan tuottamiseksi välttämättömän stökiometri-15 sen määrän sulfaatti- tai bisulfaatti-ioneja vähennettynä pai-nehapetuksessa in situ muodostuvan sulfaatin määrällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, joka käsittää lisäksi vaiheet, joissa: 20 painehapetuksen suodos kierrätetään takaisin painehapetukseen; ! painehapetuksessa muodostunut emäksinen kuparisulfaattisuola uutetaan toisessa uuttovaiheessa happamalla sulfaattiliuoksella 25 emäksisen kuparisuolan liuottamiseksi ja edelleen liuennutta kuparisulfaattia sisältävän uuteliemen ja tuloksena olevan kiinteän jäännöksen tuottamiseksi; uuteliemi erotetaan kiinteästä jäännöksestä; :;: 3 0 uuteliemi käsitellään liuotinuuttomenetelmällä kuparirikaste-liuoksen ja raffinaatin tuottamiseksi; ja tämä raffinaatti • kierrätetään toiseen uuttovaiheeseen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetus toteutetaan käyttäen edeltä käsin määrättyä H+/Cu-moolisuhdetta, jossa H+ tarkoittaa vetyioneja happamassa 50 115305 kloridiliuoksessa ja Cu tarkoittaa malmissa tai rikasteessa läsnä olevaa kuparia, siten, että kuparin pitoisuus tuloksena olevassa, painehapetuksesta saatavassa painehapetuksen suodok-sessa on olennaisesti yhtä suuri kuin kuparin pitoisuus paine-5 hapetuksen suodoksessa, joka kierrätetään takaisin painehape-tusvaiheeseen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloridipitoisuus painehapetuksen suodoksessa, joka kier- 10 rätetään takaisin painehapetusvaiheeseen, pidetään noin alueella 8-20 g/1 olevassa arvossa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloridipitoisuus pidetään noin alueella 11-14 g/1 olevassa 15 arvossa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloridipitoisuus pidetään noin 12 g/1 olevassa arvossa.

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetus toteutetaan käyttäen edeltä . * käsin määrättyä H+/Cu-moolisuhdetta, jossa H* tarkoittaa vety- y ioneja happamassa kloridiliuoksessa ja Cu tarkoittaa malmissa tai rikasteessa läsnä olevaa kuparia, siten, että kuparin pi-,· 25 toisuus tuloksena olevassa, painehapetuksesta saatavassa paine- hapetuksen suodoksessa on noin 10-25 g/1.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen uutto toteutetaan noin alueella 30 1,3-2,2 olevassa pH-arvossa.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ; että toinen uutto toteutetaan noin alueella 1,6-1,9 olevassa pH-arvossa. : 35 115305 51

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen uutto toteutetaan noin alueella 20-70 °C olevassa lämpötilassa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen uutto toteutetaan noin alueella 35-45 °C olevassa lämpötilassa.

12. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-11 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa kupari- rikasteliuos johdetaan elektrolyyttiseen erotukseen kuparin talteenottamiseksi siitä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että liuotinuuttoprosessissa, johon toisesta uutosta saatu uuttoliemi johdetaan, tähän uuttoliemeen sekoitetaan orgaanista uuttajaa kuormittuneen uuttajan tuottamiseksi, tämä kuormittunut uuttaja pestään vedellä ja kuormittunut uuttaja riisutaan rikkihappoliuoksella kuparirikasteliuoksen tuottamiseksi elekt-20 rolyyttistä erotusta varten.

,· 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rikkihappoliuos käsittää loppuun käytettyä tai jäte-elekt-rolyyttiä, joka on kierrätetty elektrolyyttisestä erotuksesta. . ·.; 25

15. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 2-14 mukainen menetelmä, ·. tunnettu siitä, että raffinaatti jaetaan ensimmäiseksi osaksi, > joka käsittää noin kaksi kolmasosaa raffinaatista, ja toiseksi , osaksi, joka käsittää noin yhden kolmasosan tästä raffinaatis- '7! 30 ta, ja että tämä ensimmäinen osa kierrätetään toiseen uuttoon ja toinen osa johdetaan sekundääriseen liuotinuuttoon kuparin ; poistamiseksi ja sekundääriuutteen sekä sekundääriraffinaatin • tuottamiseksi.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekundääriuutetta käytetään orgaanisena uuttajana toisesta uutosta saadun uuteliemen liuotinuutossa. 175305 52

17. Patenttivaatimuksen 15 tai patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa tämä toinen osa johdetaan noin pH-alueella 1,5-3 toteutettavaan ensimmäiseen neutralointiin sen happosisällön neutra-5 loimiseksi ennen sekundääristä liuotinuuttoa, ja sekundääriraf-finaatti johdetaan noin pH-alueella 9-10 toteutettavaan toiseen neutralointiin sen happosisällön neutraloimiseksi ja liuenneiden metallien poistamiseksi siitä.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisesta uutosta saadun uuttoliemen ja kiinteän jäännöksen erottaminen toteutetaan dekantointimenetelmällä vastavirtaan, ja että sekundääriraffinaatti kierrätetään toisen neutraloinnin jälkeen sen käyttämiseksi pesuvetenä vastavirtaan toteutetta-15 vassa dekantointimenetelmässä kiinteän jäännöksen pesemiseksi.

19. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetus toteutetaan noin alueella 115-175 °C olevassa lämpötilassa. 20

20. Minkä tahansa edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen : * menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetus toteutetaan koro- / tetussa paineessa, joka käsittää noin alueella 445-1825 kPa : (50-250 psig) olevan hapen osapaineen. • 25

21. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetuksen aikana muodostuu nestemäistä alkuainerik-kiä, ja että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa painehapetuk- , seen lisätään pinta-aktiivista ainetta tämän nestemäisen alku- ; 30 ainerikin viskositeetin saamiseksi mahdollisimman pieneksi painehapetuksen aikana.

* » • 22. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetuksen suodos kierrätetään painehapetukseen sen ; 35 käyttämiseksi bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähteenä. 115305 53

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa painehapetuksen suodos alistetaan liuotinuuttoon liuenneen kuparin poistamiseksi siitä ennen suodoksen kierrättämistä takaisin painehapetukseen. 5

24. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bisulfaatti- tai sulfaatti-ionien lähde käsittää ulkoisesta lähteestä lisättävää rikkihappoliuosta tai kuparisulfaatti-liuosta. 10

25. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetus toteutetaan käyttäen edeltä käsin määrättyä H+/Cu-moolisuhdetta, jossa H+ tarkoittaa vetyioneja happamassa kloridiliuoksessa ja Cu tarkoittaa malmissa tai rikasteessa 15 läsnä olevaa kuparia, siten, että painehapetuksen suodos sisältää ensimmäisen osan malmin tai rikasteen kuparista ja emäksinen kuparisuola sisältää toisen osan malmin tai rikasteen kuparista, tämän menetelmän käsittäessä edelleen vaiheet, joissa: 20 painehapetuksen suodos ja emäksinen kuparisuola erotetaan; emäksinen kuparisuola uutetaan toisessa uutovaiheessa happamal-,,,1 la sulfaattiliuoksella kuparisuolan liuottamiseksi sekä toisen . ;: kupariliuoksen ja kiinteän jäännöksen tuottamiseksi; ja ;·.· 25 ( painehapetuksen suodos ja toinen kupariliuos alistetaan liuo- ·;. tinuuttoon väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi, josta kupari- i liuoksesta kupari erotetaan elektrolyyttisesti.

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotinuutto käsittää vaiheet, joissa: :'· toinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon orgaanisella uut tajalla ensimmäisen kuormittuneen uuttajan ja ensimmäisen raf-; 35 finaatin muodostamiseksi; 115305 54 painehapetuksen suodos alistetaan liuotinuuttoon ensimmäisellä kuormittuneella uuttajalla toisen kuormittuneen uuttajan ja toisen raffinaatin muodostamiseksi; ja 5 kupari erotetaan toisesta kuormittuneesta uuttajasta riisutun uuttajan ja väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi elektrolyyttistä erotusta varten.

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 10 että toinen kuormittunut uuttaja pestään vedellä kloridin poistamiseksi siitä ennen kuparin erottamista toisesta kuormittuneesta uuttajasta.

28. Patenttivaatimuksen 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että toisen kuormittuneen uuttajan pesusta saatu vesi kierrätetään malmin tai rikasteen painehapetuksen aikana syntyneen liukenemattoman emäksisen kuparisuolan pesemiseksi.

29. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 25-28 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että toinen kuparisuola ja kiinteä jäännös toisesta uutosta erotetaan vastavirtaan toteutettavalla dekantoin-timenetelmällä .

30. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 26-29 mukainen menetelmä, i 25 tunnettu siitä, että riisuttu uuttaja kierrätetään toisen kupa-riliuoksen liuotinuuton toteuttamiseksi ensimmäisen kuormittuneen uuttajan ja ensimmäisen raffinaatin tuottamiseksi.

31. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 26-30 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheet toisen raffinaatin kierrättämiseksi painehapetusvaiheeseen, jossa se toimii ‘happamana kloridiliuoksena.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että toinen raffinaatti jaetaan ensimmäiseksi osaksi ja toi- ' seksi osaksi ennen toisen raffinaatin kierrättämistä, ja raffi naatin ensimmäinen osa kierrätetään, ensimmäisen osan ja toisen 115305 55 osan suhteellisten määrien määräytyessä HVCu-moolisuhteen perusteella .

33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että se käsittää edelleen vaiheen, jossa raffinaatin toinen osa neutraloidaan kipsijäännöksen ja neutraalin liuoksen muodostamiseksi, jäännös erotetaan ja neutraali liuos kierrätetään pai-nehapetukseen.

34. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 26-32 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa ensimmäinen raffinaatti kierrätetään toiseen uuttovaiheeseen, jossa se toimii happamana sulfaattiliuoksena uuttamisen toteuttamiseksi . 15

35. Patenttivaatimuksen 34 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen raffinaatti jaetaan suureksi osaksi, joka käsittää noin kaksi kolmasosaa raffinaatista, ja pieneksi osaksi, joka käsittää noin yhden kolmasosan raffinaatista, ennen ensim- 20 mäisen raffinaatin kierrättämistä, ja raffinaatin ensimmäinen osa kierrätetään. • · t t

36. Patenttivaatimuksen 35 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : : : että se käsittää lisäksi vaiheen, jossa raffinaatin toinen osa :*·.· 25 neutraloidaan kipsiä ja metallihydroksideja käsittävän jäännök- j’. _ sen muodostamiseksi.

37. Patenttivaatimusten 26 ja 36 mukainen menetelmä, tunnettu , siitä, että se käsittää edelleen vaiheet ensimmäisen raffinaa- 30 tin toisen osan neutraloinnissa tuloksena olevan jäännöksen i erottamiseksi ja tuloksena saadun neutraloidun liuoksen kier-rättämiseksi siten, että se toimii pesuvetenä vastavirtaan to-;·* teutettavassa dekantointimenetelmässä toisesta uutosta peräisin olevan kiinteän jäännöksen pesemiseksi. 35

'·*’ 38. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 25-37 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheen, jossa paine- 1 1 5305 56 hapetuksen suodos ja toinen kupariliuos alistetaan liuotinuut-toon sinkin uuttamiseksi näistä liuoksista.

39. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 25-38 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheen, jossa pai- nehapetuksen suodos ja toinen kupariliuos alistetaan liuotin-uuttoon nikkelin uuttamiseksi näistä liuoksista.

40. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 25-39 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että edeltä käsin valittu H+/Cu-moolisuhde valitaan malmin tai rikasteen laadun mukaan siten, että suhteelle valitaan sitä suurempi arvo, mitä köyhempää malmi tai rikaste on.

41. Patenttivaatimuksen 40 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmin tai rikasteen laatu on sellainen, että kuparin pitoisuus siinä on noin alueella 28-22 paino-%, ja että HVCu-moolisuhde on noin alueella 0,7-1,0.

42. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmi tai rikaste sisältää myös sinkkiä kuparin ohella, ja ,1 että se käsittää edelleen vaiheet, joissa: ; : toinen kupariliuos ja painehapetuksen suodos alistetaan ennen >,· 25 kuparin liuotinuuttoa sinkin liuotinuuttoon orgaanisella sink- kiuuttajalla vastaavasti ensimmäisen ja toisen, sinkillä kuor-;·, mittuneen uuttajan ja vastaavasti ensimmäisen ja toisen sinkki- uuttoraffinaatin tuottamiseksi; * 30 tämä ensimmäinen sinkkiuuttoraffinaatti alistetaan liuotinuut- » toon orgaanisella kupariuuttajalla ensimmäisen kuparilla kuor-mittuneen uuttajan ja ensimmäisen kupariuuttoraf f inaatin tuot-·;·· tamiseksi; 35 toinen sinkkiuuttoraffinaatti alistetaan liuotinuuttoon ensim- '>·’ maisella kuparilla kuormittuneella uuttajalla toisen kuparilla 115305 57 kuormittuneen uuttajan ja toisen kupariuuttoraffinaatin muodostamiseksi; ja sinkki erotetaan ensimmäisestä ja toisesta sinkillä kuormittu-5 neesta uuttajasta väkevän sinkkiliuoksen tuottamiseksi elektrolyyttistä erotusta varten.

43. Patenttivaatimuksen 42 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen toisen sinkkiuuttoraffinaatin käsittelemistä liuo-10 tinuutolla tämä toinen sinkkiuuttoraffinaatti neutraloidaan yhdessä tai useammassa neutralointivaiheessa vastaavan neutraloidun liuoksen ja vastaavan kipsijäännöksen muodostamiseksi; vastaava kipsijäännös erotetaan vastaavasta neutraloidusta 15 liuoksesta kunkin vaiheen jälkeen lopullisen neutraloidun liuoksen saamiseksi; tämä lopullinen neutraloitu liuos alistetaan edelleen sinkin liuotinuuttoon tuloksena olevan sinkkiraffinaatin muodostami-20 seksi; ja V tuloksena oleva sinkkiraffinaatti alistetaan liuotinuuttoon ensimmäisellä kuparilla kuormittuneella uuttajalla.

44. Patenttivaatimuksen 42 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehapetuksen suodos alistetaan sinkin liuotinuuttoon ensimmäisellä, sinkillä kuormittuneella uuttajalla toisen, < » sinkillä kuormittuneen uuttajan tuottamiseksi, ja että se käsittää lisäksi vaiheet, joissa: > 30 sinkki erotetaan toisesta sinkillä kuormittuneesta uuttajasta i riisutun sinkkiuuttajan tuottamiseksi; ja t tämä riisuttu sinkkiuuttaja kierrätetään sinkin liuotinuuttami-35 seksi toisesta kupariliuoksesta. 115305 58

45. Patenttivaatimuksen 42 tai 43 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen sinkillä kuormittunut uuttaja sisältää myös pienen kuorman kuparia sinkin lisäksi, ja että se käsittää edelleen vaiheen tämän toisen, sinkillä kuormittuneen uuttajan 5 käsittelemiseksi sinkkisulfaatin vesiliuoksella vastavirtaan tämän uuttajassa läsnä olevan pienen kuparikuorman korvaamiseksi sinkillä kontaminantteja olennaisesti sisältämättömän sink-kiliuoksen muodostamiseksi elektrolyyttistä talteenottoa varten, tämän käsittelyn tapahtuessa lukuisissa peräkkäisissä vai-10 heissä.

46. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmi tai rikaste sisältää myös nikkeliä kuparin ohella, ja että se käsittää edelleen vaiheet, joissa: 15 kuparin liuotinuutosta saadut ensimmäinen ja toinen raffinaatti alistetaan nikkelin liuotinuuttoon orgaanisella nikkelin uuttajalla vastaavan ensimmäisen ja toisen, nikkelillä kuormittuneen uuttajan ja vastaavan ensimmäisen ja toisen nikkeliuuttoraffi-20 naatin tuottamiseksi; ja nikkeli erotetaan ensimmäisestä ja toisesta nikkelillä kuormit-: tuneesta uuttajasta väkevän nikkeliliuoksen tuottamiseksi elek- ;_ trolyyttistä erottamista varten. :’· · 25 j'· t

47. Patenttivaatimuksen 46 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuparin liuotinuutosta saatu toinen raffinaatti alistetaan « I i nikkelin liuotinuuttoon ensimmäisellä, nikkelillä kuormittu-. neella uuttajalla toisen, nikkelillä kuormittuneen uuttajan 30 tuottamiseksi, ja että menetelmä käsittää edelleen vaiheet, joissa: I III ;··· nikkeli erotetaan toisesta nikkelillä kuormittuneesta uuttajas ta riisutun nikkeliuuttajan tuottamiseksi; ja 35 115305 59 tämä riisuttu nikkeliuuttaja kierrätetään nikkelin liuotinuut-tamiseksi kuparin liuotinuutosta saadusta ensimmäisestä raffi-naatista.

48. Menetelmä kuparin uuttamiseksi sulfidikuparimalmista tai -rikasteesta, tämän menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: malmi tai rikaste uutetaan ensimmäisessä uuttovaiheessa, hapen läsnä ollessa happamalla kloridiliuoksella ensimmäisen kupari-10 liuoksen ja liukenemattoman emäksisen kuparisuolan tuottamiseksi; ensimmäinen kuparisuola ja emäksinen kuparisuola erotetaan; 15 emäksinen kuparisuola uutetaan toisessa uuttovaiheessa happamalla sulfaattiliuoksella kuparisuolan liuottamiseksi, jolloin saadaan toinen kupariliuos ja kiinteä jäännös; ja ensimmäinen ja toinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon or-20 gaanisella uuttajalla väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi ja kuparin erottamiseksi siitä elektrolyyttisesti. \t>

49. Patenttivaatimuksen 48 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ;: että liuotinuutto käsittää vaiheet, joissa: >.· 25 » toinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon uuttajalla ensimmäisen kuormittuneen uuttajaliuoksen ja ensimmäisen raffinaatin muodostamiseksi; ; 30 ensimmäinen kupariliuos alistetaan liuotinuuttoon ensimmäisellä kuormittuneella uuttajaliuoksella toisen kuormittuneen uuttaja- *: liuoksen ja toisen raffinaatin muodostamiseksi; ja » kupari erotetaan toisesta kuormittuneesta uuttajasta riisutun ; 35 uuttajan ja väkevän kupariliuoksen tuottamiseksi elektrolyyt tistä erotusta varten. 115305 60

50. Patenttivaatimuksen 49 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että riisuttu uuttaja kierrätetään toisen kupariliuoksen liuo-tinuuton toteuttamiseksi, jolloin saadaan ensimmäinen kuormittunut uuttajaliuos ja ensimmäinen raffinaatti. 5

51. Patenttivaatimuksen 49 tai 50 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen vaiheen toisen raffinaatin kierrättämiseksi ensimmäiseen uuttovaiheeseen, jossa se toimii happamana kloridiliuoksena uuton toteuttamiseksi. 10