FI120406B - Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi - Google Patents

Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI120406B
FI120406B FI20070772A FI20070772A FI120406B FI 120406 B FI120406 B FI 120406B FI 20070772 A FI20070772 A FI 20070772A FI 20070772 A FI20070772 A FI 20070772A FI 120406 B FI120406 B FI 120406B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copper
solution
zinc
extraction
chloride
Prior art date
Application number
FI20070772A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20070772A (fi
FI20070772A0 (fi
Inventor
Kari Hietala
Janne Karonen
Eero Ekman
Liisa Haavanlammi
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Priority to FI20070772A priority Critical patent/FI120406B/fi
Publication of FI20070772A0 publication Critical patent/FI20070772A0/fi
Priority to PE2008001766A priority patent/PE20090937A1/es
Priority to PCT/FI2008/050572 priority patent/WO2009050334A1/en
Publication of FI20070772A publication Critical patent/FI20070772A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI120406B publication Critical patent/FI120406B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/22—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0065—Leaching or slurrying
    • C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
    • C22B15/0069—Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0084—Treating solutions
    • C22B15/0089—Treating solutions by chemical methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/26—Refining solutions containing zinc values, e.g. obtained by leaching zinc ores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/10—Hydrochloric acid, other halogenated acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0002—Preliminary treatment
    • C22B15/001—Preliminary treatment with modification of the copper constituent
    • C22B15/0021—Preliminary treatment with modification of the copper constituent by reducing in gaseous or solid state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Description

MENETELMÄ SINKKIÄ JA KUPARIA SISÄLTÄVÄN SULFIDISEN MATERIAALIN HYDROMETALLURGISEKSI KÄSITTELEMISEKSI
KEKSINNÖN ALA
s Keksintö kohdistuu menetelmään, jonka avulla sulfidisesta, ainakin kuparia ja sinkkiä sisältävästä raaka-aineesta, kuten rikasteesta, otetaan talteen arvometallit hydrometallurgisen käsittelyn avulla. Raaka-aineen ainesosina on kuparisulfidi ja sinkkisulfidi, jotka liuotetaan alkalikloridi-kupari(ll)kloridi-liuoksen avulla. Muodostuneesta liuoksesta poistetaan kaksiarvoinen 10 kuparikloridi, ja liuos johdetaan sinkkiuuttoon sinkin poistamiseksi alkali-kloridi-kupari(l)kloridiliuoksesta. Sinkkiuutosta tuleva ja sinkin suhteen köyhtynyt liuos johdetaan lopulliseen liuospuhdistukseen ja kuparin talteenottoon. Prosessissa tarvittavat reagenssit saadaan pääosin prosessiin liittyvän kloori-alkalielektrolyysin tuotteina.
15
KEKSINNÖN TAUSTA
US-patenttijulkaisussa 6,007,600 on kuvattu Outokumpu Oyj:n kehittämää menetelmää kuparin valmistamiseksi hydrometallurgisesti kuparia sisältävästä raaka-aineesta kuten kuparisulfidirikasteesta. Menetelmän 20 mukaisesti raaka-ainetta liuotetaan vastavirtaliuotuksena väkevällä alkali-kloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella useammassa vaiheessa kupari(l)kloridi-liuoksen muodostamiseksi. Koska liuokseen jää aina sekä kaksiarvoista kuparia että muista metalleista muodostuvia epäpuhtauksia, suoritetaan liuokselle kaksiarvoisen kuparin saostus ja liuospuhdistus. Puhdas 25 kupari(l)kloridiliuos saostetaan alkalihydroksidin avulla kupari(l)oksidiksi ja oksidi pelkistetään edelleen elementtikupariksi. Kupari(l)oksidin saostuksen yhteydessä muodostuva aikalikloridiliuos käsitellään edelleen kloorialkali-elektrolyysissä, josta saatavaa kloorikaasua ja/tai kloridiliuosta käytetään raaka-aineen liuotukseen, elektrolyysissä syntyvää alkalihydroksidia 30 kupari(l)oksidisaostukseen ja syntyvää vetyä kuparin pelkistämiseen elementtikupariksi. Menetelmää kutsutaan HydroCopper™ prosessiksi. US-patenttijulkaisussa 6,007,600 kuvataan kuparin talteenottomenetelmää 2 kokonaisuutena, mutta se kohdistuu lähinnä puhtaisiin kuparisulfidi-rikasteisiin.
US-patenttijulkaisussa 5,487,819 kuvataan menetelmää kuparin valmista-5 miseksi hydrometallurgisesti kuparia ja mahdollisesti muita arvoaineita sisältävästä raaka-aineesta kuten sulfidirikasteesta. Menetelmän mukaisesti raaka-ainetta liuotetaan vastavirtaliuotuksena natriumkloridi-kuparikloridi-liuoksella useammassa vaiheessa. Jos raaka-aineessa on muitakin sulfideja kuin kuparisulfidia, menetelmässä kuvataan, että muut sulfidit liuotetaan ίο liuotuksen ensimmäisessä vaiheessa, josta liuos poistetaan jatkokäsittelyä varten. Liukenemattoman raaka-aineen liuotusta jatketaan kupari(l)kloridi-liuoksen ja rautaa ja rikkiä sisältävän sakan muodostamiseksi. Ensimmäisestä liuotusvaiheesta poistettavan liuoksen jatkokäsittelynä on sakeutuksen ja suodatuksen jälkeen esimerkiksi hopean ja elohopean poisto. Toisena 15 vaiheena poistetaan rauta, arseeni, vismutti, elohopea, antimoni jne.
tunnetuilla menetelmillä. Kun liuos käsittää lyijyä ja sinkkiä, lyijy otetaan ensin talteen omalla elektrolyysillään, sen jälkeen liuoksesta otetaan sinkki talteen toisessa elektrolyysissä. Julkaisun mukaan kummassakin elektrolyysissä metalli tuotetaan katodille, jota pyyhitään niin, että sekä lyijy että 20 sinkki saadaan talteen hiukkasmaisessa muodossa kennon pohjalle.
Sinkin ja lyijyn talteenotto elektrolyysissä, jossa tuotetaan hiukkasmaista metallia, ei liene teollisessa käytössä. Käytännön toteutus vaikuttaa joka tapauksessa hankalalta.
25 WO-patenttihakemuksesta 2006/070052 tunnetaan menetelmä, jossa arvo-metallit otetaan talteen sulfidisesta rikasteesta, jolloin rikastetta liuotetaan ensin sulfaattimiljöössä muun arvometallin kuin kuparin liuottamiseksi ja kupari liuotetaan jäljellejääneestä sakasta kloridiliuotuksella. Siten muiden 30 arvoaineiden, kuten sinkin tai nikkelin talteenotto tapahtuu puhtaasti sulfaattimiljöössä.
3 US-patenttijulkaisusta 4,288,304 tunnetaan menetelmä, jossa sinkkiä sisältävä sulfidirikaste, jossa on myös muita arvometalleja kuten kupari, johdetaan kloridipohjaiseen liuotukseen arvometallien talteenottamiseksi. Arvometallien liuotus rikasteesta tapahtuu kaksiarvoisen kuparin avulla ja 5 liuoksessa on mahdollisesti myös alkalimetallikloridia yksiarvoisen kuparin liukoisuuden parantamiseksi. Liuotuksen jälkeen liuoksen kupari on pääosin yksiarvoisessa muodossa. Arvometallipitoinen liuos johdetaan ensin sinkin neste-nesteuuttoon, joka tapahtuu orgaanisen fosforihapon kuten D2EHPAn avulla. Sinkkiuutossa liuokseen syntyy vety-ioneja ja liuoksen pH laskee, ίο mutta menetelmässä estetään pH:n lasku toiminta-alueen 0,3 - 1,5 ulkopuolelle syöttämällä uuttovaiheeseen happea, jolloin liuoksen yksiarvoinen kupari hapettuu kaksiarvoiseksi ja samalla muodostuu vettä. Jos kuparin määrä rikasteessa on matala, se kierrätetään takaisin liuotukseen ja osa voidaan ottaa talteen sementoimalla. Jos kuparin määrä on korkeampi, 15 sinkkiuutosta tuleva liuos, jossa kupari on kaksiarvoisena, johdetaan kupariuuttoon.
US-julkaisun 4,288,304 mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että uutto-vaiheen olosuhteita kontrolloidaan syöttämällä sinne happea. On kuitenkin 20 todettu, että happea syötettäessä myös orgaaninen uuttoliuos hapettuu, mikä on ei-toivottu ilmiö ja estää tehokkaan uuttotapahtuman. Menetelmässä kupari hapetetaan takaisin kaksiarvoiseksi sinkkiuuton aikana, mutta kaksiarvoisen kuparin pelkistäminen metalliseksi elektrolyyttisessä käsittelyssä vaatii enemmän energiaa kuin yksiarvoisen pelkistys. On myös 25 käytännön kokeissa todettu, että kuparin hapettuminen uuton aikana orgaanista fosforihappoa käytettäessä aiheuttaa hankalaa sakan muodostusta, joka vaikeuttaa uuttoa.
KEKSINNÖN TARKOITUS
30 Keksinnön mukaisen menetelmässä on tarkoituksena ottaa kuparia ja sinkkiä sisältävästä sulfidisesta raaka-aineesta talteen kuparin lisäksi myös sinkki. Sinkin talteenotto tapahtuu kuparin talteenottoprosessiin liitettävänä 4 osaprosessina, jolloin kupari(ll)kloridi-alkalikloridiliuotuksesta tuleva liuos johdetaan sinkin neste-nesteuuttoon. Sinkkiuutossa ylläpidetään olosuhteita, joissa liuoksen kupari pysyy yksiarvoisena ja uuttoliuoksen hapettuminen vältetään.
5
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on oleellista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksissa.
10 Keksintö kohdistuu menetelmään kuparin ja sinkin talteenottamiseksi näitä sisältävästä sulfidisesta raaka-aineesta hydrometallurgisen käsittelyn avulla. Raaka-aine liuotetaan väkevällä alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella ja syntynyt kupari(l)kloridiliuos, joka sisältää myös liuenneen sinkin, johdetaan neste-nesteuuttoon sinkin talteenottamiseksi liuoksesta. Neste-nesteuuton 15 uuttovaiheessa syntyvät vetyionit neutraloidaan alkalihydroksidin avulla. Neutraloinnin avulla uuton pH säädetään alueelle 2-4, jolloin estetään liuoksessa olevan kupari(l)kloridin hapettuminen kupari(ll)kloridiksi. Sinkki otetaan orgaanisesta liuoksesta talteen sinänsä tunnetulla tavalla rikkihappopitoiseen liuokseen ja metallinen sinkki muodostetaan edullisesti 20 sinkkielektrolyysin avulla. Sinkkiuutosta poistuvasta, sinkin suhteen köyhtyneestä kupari(l)kloridiliuoksesta saostetaan alkalihydroksidin avulla kupari(l)oksidia, joka pelkistetään sopivalla tavalla metalliseksi kupariksi.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan sulfidinen raaka-aine on 25 sulfidirikaste.
Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan sulfidinen raaka-aine on sinkkipitoinen kuparisulfidisakka.
30 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että alkalikloridi- kupari(ll)kloridiliuoksen alkalikloridipitoisuus on vähintään 200 g/L.
5
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että käytettävä alkali on natrium.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä neste-nesteuutto sisältää uutto- pesu-5 ja takaisinuuttovaiheet. Neste-nesteuuton pesuvaiheen pesuliuoksena käytetään sinkkisuolaa sisältävää vesiliuosta, jonka pH on säädetty olemaan luokkaa 1 -3. Pesuvaiheen pesuliuoksen sinkkipitoisuus on edullisesti säädetty olemaan luokkaa 10-30 g/L ja uuttoliuoksen ja pesuliuoksen virtauksien suhde luokkaa 5-40:1.
10
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että kuparin talteenottoprosessiin kuuluu kloori-alkalielektrolyysi.
Menetelmälle on edullista, että uuttovaiheen neutralointiin ja kupari(l)oksidin 15 saostukseen kupari(l)kloridiliuoksesta käytetään sellaista alkalihydroksidia, mikä syntyy kloori-alkalielektrolyysissä. Kupari(l)oksidin saostuksessa muodostunut alkalikloridiliuos johdetaan kloori-alkalielektrolyysiin raaka-aineen liuotuksessa, uuton neutraloinnissa ja kuparin talteenotossa tarvittavien kloorin, alkalihydroksidin ja vedyn tuottamiseksi.
20
KUVALUETTELO
Kuva 1 esittää virtauskaaviota sellaisesta keksinnön mukaisesta menetelmästä, jossa käsitellään kupari-sinkkisulfidirikastetta.
25 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksintö kohdistuu menetelmään, jonka avulla otetaan sinkki- ja kuparipitoisesta sulfidisesta materiaalista sinkki talteen uuton avulla ennen kuparin talteenottoa. Kupari- ja sinkkipitoinen materiaali liuotetaan alkalikloridi-Cu(ll)kloridiliuokseen, jolloin alkalikloridi saadaan prosessiin 30 kuuluvasta kloori-alkalielektrolyysistä. Sinkki- ja kuparipitoisella materiaalilla tarkoitetaan lähinnä sinkki- ja kuparipitoista sulfidirikastetta tai jossakin prosessivaiheessa syntynyttä, ko. metalleja sisältävää sulfidisakkaa.
6
Kun kysymyksessä on kupari-sinkkisulfidirikaste, kuparin määrä on yleensä noin kaksinkertainen, jopa kolminkertainen sinkin määrään nähden. Tällainen rikaste on koostumukseltaan esimerkiksi seuraava: Cu 14 %, Zn 3,4 %, Fe 5 35 %, S 42 %, Pb 0,5 %, As 0,3 % ja Sb 0,1 %. Liuotus tapahtuu atmosfäärisissä olosuhteissa pääpiirteissään US-patenttijulkaisussa 6,007,600 kuvatulla tavalla. Atmosfäärisillä olosuhteilla tarkoitetaan lämpötilaa, joka on korkeintaan liuoksen kiehumispiste eli noin 105 °C ja painetta, mikä muodostuu paineistamattomia reaktoreja käytettäessä, ίο Kuvassa 1 on esitetty kaaviokuva sinkkipitoisen kupari-sinkkirikasteen liuotuksesta. Yhteisrikaste eli Cu-Zn-rikaste 1 johdetaan liuotusvaiheeseen 2, jossa rikasteen liuotus tapahtuu vastavirtaliuotuksena väkevällä alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella 3. Alkalikloridin määrä liuoksessa on vähintään 200 g/l. Alkalikloridi on yleensä natriumkloridi, Liuotuksen aikana tapahtuvissa is reaktioissa rikasteen sisältämät yhdisteet hajoavat ja reaktioiden tuloksena syntynyt elementtirikki, rauta- ja arseeniyhdisteet samoin kuin kulta ja muut jalometallit (PGM) jäävät liuotusjäännökseen. Liuotusjäännös käsitellään tarpeen vaatiessa halutulla tavalla esimerkiksi kullan ja muiden jalometallien talteenottamiseksi. Liuotusvaiheeseen 2 syötetään hapettavaa kaasua kuten 20 ilmaa tai happea. Sinkki liukenee sinkkikloridina ZnCI2 ja kupari pääosin yksiarvoisena kuprokloridina CuCI.
Liuotusvaiheesta 2 tuleva liuos on sinkkikloridipitoinen kuparikloridi-alkali-kloridiliuos 4. Kuparin määrä liuoksessa on luokkaa 50-100 g/L. Suurin osa 25 kuparikloridista on yksiarvoisena kuprokloridina CuCI, mutta osa on myös kuprikloridina CuCI2, jonka vuoksi liuokselle on edullista suorittaa saostus 5, jolloin kaksiarvoinen kupari saostetaan esimerkiksi emäksisenä kupari(ll)-kloridina Cu2CI(OH)3 alkalihydroksidin, kuten natriumhydroksidin NaOH avulla. Kupari(ll)kloridin saostusta liuoksesta on kuvattu esimerkiksi EP-30 patenttijulkaisussa 1 438 439. Emäksinen kuparikloridi liuotetaan joko omana liuotusvaiheenaan ja muodostunut kupari(ll)kloridi johdetaan takaisin 7 rikasteen liuotukseen tai se johdetaan suoraan takaisin rikasteen liuotukseen (kuvassa katkoviivalla).
Sinkki voidaan erottaa selektiivisesti HydroCopper -liuotuksesta saadusta 5 kupari(l)kloridiliuoksesta 6 neste-nesteuuttoprosessilla. Neste-nesteuuton avulla tuotetaan puhdasta sinkkiliuosta, joka soveltuu sinkkielektrolyysiin, jolla tuotetaan sinkkikatodeja. Tarvittaessa prosessiin voidaan kuitenkin myös liittää tavanomainen sinkkisulfaattiliuoksen puhdistusprosessi ennen sinkkielektrolyysiä, mutta tätä ei ole virtauskaaviossa tarkemmin kuvattu.
10
Sinkin uuttovaiheessa 7 voidaan käyttää kaupallista uuttoainetta, kuten orgaanista fosforihappoa D2EHPA (di-(2-etyyliheksyyli)-fosforihappo) tai orgaanista fosfiinihappoa, joka tunnetaan esimerkiksi kauppanimellä Cyanex 272. Uuttoaineen väkevyys uuttoliuoksessa 8 valitaan syöttöliuoksen 6 15 sinkkipitoisuuden mukaan ja se vaihtelee 10-50 til-%. Uuttoaineet laimennetaan sopivaan hiilivetyliuottimeen, esimerkiksi Shellsol D70. Sinkin uutto suoritetaan käyttämällä yhtä tai useampaa sarjaankytkettyä uuttoaskelta. Uuttolaitteina voidaan käyttää sekoitin-selkeytinlaitteita, jotka on kytketty vastavirtaan Kuvassa on uuttoliuosta kuvattu katkoviivalla ja 20 vesiliuosta yhtenäisellä viivalla.
Uuttovaiheen askelissa vesifaasin happamuus säädetään alueelle pH 2-4 neutraloimalla uuttoreaktiossa syntyvät vetyionit natriumhydroksidilla, jota saadaan HydroCopper-prosessiin kuuluvan kloori-alkalielektrolyysin tuot-25 teenä. Natriumhydroksidin eli lipeän käyttö on prosessissa edullista, koska sitä saadaan prosessiin kuuluvan kloori-alkalielektrolyysin tuotteena. Vaikka lipeä on tuotteena kalliimpaa kuin kalkki, sen käyttö neutraloinnissa on silti edullisempaa, sillä käytetyllä pH-alueella kalsium uuttautuu sinkin mukana ja aiheuttaa ongelmia prosessin myöhemmissä vaiheissa. Uuttoprosessista 30 raffinaattiliuos 19, josta sinkki on poistettu, jatkaa eteenpäin kuparin taltioimisvaiheisiin.
8
Esimerkiksi uutettaessa sinkkiä 25 g/L Zn sisältävästä syöttöliuoksesta voidaan käyttää 45 til-% D2EHPA -uuttoliuosta. Tällöin orgaanisen uuttoliuoksen tilavuusvirran suhteen ollessa vesiliuoksen tilavuusvirtaan n.
1.3 -1.5:1 voidaan saavuttaa 95-100% sinkkisaanti.
5
Sinkkiä sisältävä orgaaninen uuttoliuosfaasi LO (Loaded Organic) 9 sisältää uuton jälkeen epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet ovat joko kemiallisesti uuttautuneita tai kulkeutuvat uuttoliuoksessa fysikaalisesti epätäydellisen faasien erottumisen seurauksena vesipisaroissa. Epäpuhtauspitoisuudet ίο saatetaan riittävän alhaiselle tasolle johtamalla uuttoliuos pesuvaiheeseen 10, joka koostuu yhdestä tai useammasta sarjaankytketystä pesuaskeleesta.
Pesuvaiheen pesuliuoksena käytetään vesiliuosta 11, jossa on sinkkisuolaa sekä happoa, jolla liuoksen happamuus on säädetty olemaan pH-arvossa noin 1-3. Kun pesuliuoksen sinkkipitoisuus on kyllin korkea, esim. 10-30 g/L is Zn, estyy sinkin takaisinuuttautuminen happamaan pesuliuokseen. Epäpuhtausaineet takaisinuuttautuvat happamaan pesuliuokseen 12 ja korvautuvat sinkillä, joka siirtyy orgaaniseen liuokseen. Säätämällä uuttoliuoksen ja pesuliuoksen virtauksen suhdetta, joka voi olla 5-40:1, voidaan uuttoliuosfaasi saada riittävän puhtaaksi.
20
Haluttaessa voidaan pesuvaiheen jälkeen käyttää lisäpesuvaihetta, jossa uuttoliuoksesta poistetaan puhtaalla vedellä edellisestä pesuvaiheesta peräisin olevat epäpuhtauksia sisältävät selkeytymättömät vesipisarajäämät.
Tämän pesuvaiheen käytetty liuos voidaan käyttää edellisen pesuvaiheen 25 liuoksen valmistukseen (ei tarkemmin kuvassa).
Epäpuhtauksista puhdistetusta orgaanisesta uuttoliuoksesta CLO 13 (Clean Loaded Organic) siirretään sinkki vesiliuokseen takaisinuuttovaiheessa 14.
Kun uuttoliuos on takaisinuuttovaiheessa kontaktissa vesiliuoksen LE (Lean 30 Electrolyte) 15 kanssa, joka en tyypillisesti sinkkielektrolyysistä tulevaa rikkihappopitoista liuosta, sinkki vapautuu uuttoliuoksesta happoliuokseen sinkkisulfaattina uuttoreaktiolle käänteisessä reaktiossa. Takaisinuutto j 9 voidaan suorittaa yhdessä tai useammassa takaisinuuttoaskelessa, joissa sinkki saadaan poistettua käytännöllisesti katsoen täysin uuttoliuosfaasista 8, joka palautuu takaisin uuttovaiheeseen 7. Takaisinuutosta saatava rikas sinkkielektrolyytti RE (Rich Electrolyte) 16 sisältää elektrolyysiprosessista 5 riippuen 50-150 g/L sinkkiä sinkkisulfaattina. Sinkkielektrolyysissä 17 sinkki otetaan talteen liuoksesta ja saostetaan katodeille.
Käytettäessä D2EHPA -uuttoainetta uuttautuu syöttöliuoksen 6 sisältämä rauta niin voimakkaasti uuttoaineeseen, että se ei poistu uuttoliuoksesta kuin ίο vähäisessä määrin pesu- ja takaisinuuttovaiheissa. Tämä aiheuttaa raudan akkumuloitumista uuttoliuokseen, mikä pienentää sen aineesiirto-kapasiteettia. Rauta voidaan poistaa johtamalla pieni sivuvirta uuttoliuosta erilliseen happamaan raudanpoistovaiheeseen 19, jossa käytetään väkevää suolahappoa.
15
Uuttovaiheesta 7 tuleva vesiliuos eli raffinaatti 19, josta sinkki on poistettu, johdetaan kuparin talteenottoon. Raffinaattiliuos sisältää kuparin lisäksi myös pienen määrän muita liuenneita metalleja, jotka otetaan liuoksesta talteen tunnetulla tavalla liuospuhdistusvaiheessa 20 ennen kuparin saostusta 20 liuoksesta. Erästä tunnettua tapaa on kuvattu EP-patenttijulkaisussa 1497474, jossa epäpuhtauksien erotus suoritetaan ioninvaihdolla.
Liuospuhdistuksen yhteydessä liuoksesta saostetaan kuparin mukana liuennut lyijy tunnetuilla menetelmillä. Puhtaasta kupari(l)kloridiliuoksesta 21 25 saostetaan alkalihydroksidin avulla kupari(l)oksidia saostusvaiheessa 22. Kupari(l)oksidin saostuksessa muodostunut alkalikloridiliuos johdetaan kloori-alkalielektrolyysiin 23 raaka-aineen liuotuksessa ja kuparin talteenotossa tarvittavien kloorin, alkalihydroksidin ja vedyn tuottamiseksi. Syntynyt kupari(l)oksidi 24 pelkistetään sopivalla tavalla pelkistysvaiheessa 25 30 metalliseksi kupariksi. Jos monikomponenttirikasteessa on mukana jalometalleja, erityisesti kultaa, myös ne on mahdollista saada talteen 10 esimerkiksi menetelmällä jota on kuvattu HydroCopper prosessiin liittyvässä WO-patenttihakemuksessa 03/091463.
Vaikka keksintöä on ohessa kuvattu menetelmänä, jossa sinkki ja kupari 5 otetaan talteen rikasteesta, menetelmä sopii myös sulfidisen, sinkkiä ja kuparia sisältävän sakan jatkokäsittelyksi.
ESIMERKIT Esimerkki 1 ίο Kupari-sinkkisulfidirikaste, jossa on 14% kuparia, 28.5% rautaa, 40.4% rikkiä, 2.4% sinkkiä ja 1.6% arseenia, liuotetaan atmosfäärisissä olosuhteissa, jossa rikasteen liuotus tapahtuu vastavirtaliuotuksena väkevällä alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella. Liuotusvaiheesta tuleva liuos on sinkkikloridi-pitoinen kuparikloridi-alkalikloridiliuos. Liuos johdetaan liuospuhdistukseen, 15 jossa kaksiarvoinen kupari saostetaan emäksisenä kupari(ll)kloridina Cu2CI(OH)3 alkalihydroksidin, natriumhydroksidin NaOH avulla ja muodostunut kupari(ll)kloridi johdetaan takaisin rikasteen liuotukseen. Tämän jälkeen sinkki erotetaan selektiivisesti HydroCopper -liuotuksesta saadusta kupari(l)kloridiliuoksesta neste-nesteuuttoprosessilla. Neste-20 nesteuuton avulla tuotetaan puhdasta sinkkiliuosta, joka soveltuu sinkkielektrolyysiin, jolla tuotetaan sinkkikatodeja. Uuttovaiheesta tuleva vesiliuos eli raffinaatti johdetaan kuparin talteenottoon. Raffinaattiliuos sisältää kuparin lisäksi myös pienen määrän muita liuenneita metalleja, jotka otetaan liuoksesta talteen esimerkiksi ioninvaihdolla.
25
Esimerkki 2
Esimerkkinä on HydroCopper-laitos, joka on sijoitettuna sinkkitehtaan läheisyyteen. Kupari-sinkkisulfidirikaste, 14,5% kuparia, 34,1% rautaa, 40.3% rikkiä, 5,3% sinkkiä ja 0,2% arseenia, liuotetaan atmosfäärisissä 30 olosuhteissa, jossa rikasteen liuotus tapahtuu vastavirtaliuotuksena väkevällä alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella. Liuotukseen voidaan syöttää myös erilaisia kupari- ja sinkkipitoisia sakkoja sinkkitehtaalta. Liuotus- 11 vaiheesta tuleva liuos on sinkkikloridipitoinen kuparikloridi-alkalikloridiliuos. Liuos johdetaan liuospuhdistukseen, jossa kaksiarvoinen kupari saostetaan emäksisenä kupari(ll)kloridina Cu2CI(OH)3 natriumhydroksidin NaOH avulla ja muodostunut kupari(ll)kloridi johdetaan takaisin rikasteen liuotukseen. 5 Tämän jälkeen sinkki erotetaan selektiivisesti HydroCopper-liuotuksesta saadusta kupari(l)kloridiliuoksesta neste-nesteuuttoprosessilla. Neste-nesteuuton avulla tuotetaan puhdasta sinkkiliuosta, joka syötetään tehdaskombinaatin alueella olevaan sinkkitehtaaseen. Uuttovaiheesta tuleva vesiliuos eli raffinaatti johdetaan kuparin talteenottoon. Raffinaattiliuos 10 sisältää kuparin lisäksi myös pienen määrän muita liuenneita metalleja, jotka otetaan liuoksesta talteen esimerkiksi ioninvaihdolla.

Claims (15)

1. Menetelmä kuparin ja sinkin talteenottamiseksi sinkkiä ja kuparia sisältävästä sulfidisesta raaka-aineesta, tunnettu siitä, että sulfidi- 5 materiaalia liuotetaan alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella kuparin ja sinkin liuottamiseksi, jonka jälkeen sinkki otetaan liuoksesta talteen neste-nesteuutolla, jossa uuttovaiheen pH säädetään alueelle 2 - 4 alkalihydroksidisyötön avulla kupari(l)kloridin hapettumisen estämiseksi; uuton jälkeen kupari saostetaan ίο sinkkiköyhästä kupari(l)kloridiliuoksesta alkalihydroksidin avulla kupari(l)oksidina, joka pelkistetään metalliseksi kupariksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfidinen raaka-aine on sulfidirikaste. 15
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfidinen raaka-aine on sinkkipitoinen kuparisulfidisakka.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksen alkalikloridipitoisuus on vähintään 200 g/L.
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkali on natrium. 25
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neste-nesteuutto sisältää uutto- pesu- ja takaisinuuttovaiheet.
7. Patenttivaatimuksen 1 ja 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että neste-nesteuuton pesuvaiheen pesuliuoksena käytetään sinkkisuolaa sisältävää vesiliuosta, jonka pH on säädetty olemaan luokkaa 1 -3.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesuvaiheen pesuliuoksen sinkkipitoisuus on luokkaa 10-30 g/L.
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesuvaiheessa uuttoliuoksen ja pesuliuoksen virtauksien suhde on 5-40:1.
10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että io neste-nesteuuton takaisinuuttovaiheen vesiliuoksena on rikkihappopitoinen liuos.
11. Patenttivaatimusten 1 ja 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sulfidinen raaka-aine sisältää rautaa, jolloin liuotusvaiheessa 15 liuennut ja uuttovaiheessa uuttoliuokseen sitoutunut rauta poistetaan johtamalla osa uuttoliuoksesta raudan poistoon, joka tapahtuu väkevän suolahapon avulla.
12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 kuparin talteenottoprosessiin kuuluu kloori-alkalielektrolyysi.
13. Patenttivaatimuksen 1 ja 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttovaiheen neutralointiin ja kupari(l)oksidin saostukseen kupari(l)kloridiliuoksesta käytetään sellaista alkalihydroksidia, mikä 25 syntyy kuparin talteenottoprosessiin kuuluvassa kloori-alkali- elektrolyysissä.
14. Patenttivaatimuksen 1 ja 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kupari(l)oksidin saostuksessa muodostunut alkalikloridiliuos 30 johdetaan kloori-alkalielektrolyysiin raaka-aineen liuotuksessa, uuton neutraloinnissa ja kuparin talteenotossa tarvittavien kloorin, alkalihydroksidin ja vedyn tuottamiseksi.
15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä kuparin ja sinkin talteenottamiseksi sinkkiä, kuparia ja rautaa sisältävästä sulfidi-sesta raaka-aineesta, tunnettu siitä, että sulfidimateriaalia 5 liuotetaan väkevällä alkalikloridi-kupari(ll)kloridiliuoksella kuparin ja sinkin liuottamiseksi, jolloin muodostetaan pääosin rautaa ja rikkiä sisältävä liuotusjäännös ja sinkkipitoinen alkalikloridi-kupari(l)kloridiliuos, josta sinkki otetaan liuoksesta talteen neste-nesteuutolla, jossa uuttovaiheen pH säädetään alueelle 2 - 4 ίο alkalihydroksidisyötön avulla, sinkki siirretään takaisinuutossa rikkihappopitoiseen vesiliuokseen ja metallinen sinkki otetaan talteen sinkkisulfaattiliuoksesta elektrolyyttisesti; uuttovaiheessa muodostuneesta sinkkiköyhästä kupari(l)kloridiliuoksesta otetaan kupari talteen alkalihydroksidin avulla kupari(l)oksidina, joka 15 pelkistetään metalliseksi kupariksi. 20
FI20070772A 2007-10-16 2007-10-16 Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi FI120406B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070772A FI120406B (fi) 2007-10-16 2007-10-16 Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi
PE2008001766A PE20090937A1 (es) 2007-10-16 2008-10-14 Metodo para el procesamiento hidrometalurgico de material sulfidico que contiene zinc y cobre
PCT/FI2008/050572 WO2009050334A1 (en) 2007-10-16 2008-10-14 Method for the hydrometallurgical processing of sulphidic material containing zinc and copper

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20070772 2007-10-16
FI20070772A FI120406B (fi) 2007-10-16 2007-10-16 Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20070772A0 FI20070772A0 (fi) 2007-10-16
FI20070772A FI20070772A (fi) 2009-04-17
FI120406B true FI120406B (fi) 2009-10-15

Family

ID=38656784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20070772A FI120406B (fi) 2007-10-16 2007-10-16 Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI120406B (fi)
PE (1) PE20090937A1 (fi)
WO (1) WO2009050334A1 (fi)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI122188B (fi) * 2010-03-18 2011-09-30 Outotec Oyj Hydrometallurginen menetelmä metallisen nikkelin valmistamiseksi
FI122781B (fi) * 2011-03-01 2012-06-29 Outotec Oyj Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi
CN103805776B (zh) * 2014-01-29 2016-05-18 同济大学 一种从含铜锌废物中分离富集铜、锌的方法
WO2016168930A1 (en) 2015-04-21 2016-10-27 University Of Saskatchewan Methods for simultaneous leaching and extraction of precious metals
CN105349792B (zh) * 2015-11-10 2017-12-19 广州科城环保科技有限公司 一种黄铜炉渣回收再利用工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2323766A1 (fr) * 1975-04-21 1977-04-08 Penarroya Miniere Metallurg Procede hydrometallurgique pour traiter des minerais sulfures
JPH1192836A (ja) * 1997-09-04 1999-04-06 Choyang Chem Ind Co Ltd 金属類の分離回収方法
JP3769201B2 (ja) * 2001-03-12 2006-04-19 日鉱金属株式会社 亜鉛の分離方法
FI117389B (fi) * 2004-12-28 2006-09-29 Outokumpu Oy Menetelmä useampia arvometalleja sisältävän sulfidirikasteen hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi
AU2006298627B2 (en) * 2005-10-03 2011-06-30 Metso Outotec Finland Oy Method for processing nickel bearing raw material in chloride-based leaching

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009050334A1 (en) 2009-04-23
PE20090937A1 (es) 2009-07-27
FI20070772A (fi) 2009-04-17
FI20070772A0 (fi) 2007-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125027B (fi) Menetelmä metallien talteenottamiseksi niitä sisältävästä materiaalista
CA2639165C (en) Method for recovering metal from ore
CA2945541C (en) Process for recovery of copper from arsenic-bearing and/or antimony-bearing copper sulphide concentrates
US10023936B2 (en) Method of recovering copper and precious metals
US20080170976A1 (en) Method for the Hydrometallurgical Treatment of Sulfide Concentrate Containing Several Valuable Metals
FI122188B (fi) Hydrometallurginen menetelmä metallisen nikkelin valmistamiseksi
FI125216B (fi) Menetelmä metallien talteenottamiseksi
JP5439997B2 (ja) 含銅鉄物からの銅回収方法
FI120406B (fi) Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi
ZA200501592B (en) Method for the recovery of metals using chloride leaching and extraction
RU2628946C2 (ru) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЧИСТОГО ЭЛЕКТРОЛИТА CuSO4 ИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ И ЕГО РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КАТОДНОЙ МЕДИ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ С НЕРАСТВОРИМЫМ АНОДОМ
EP1507878B1 (en) Chloride assisted hydrometallurgical extraction of metals
JP2022155328A (ja) ルテニウム及びイリジウムの分別方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120406

Country of ref document: FI