FI61049C - Foerfarande foer utvinning av koppar fraon koppar- och jaernhaltig malm eller slig - Google Patents

Description

ESSr^l m m)KuuLUTusjuLKAisu 61049 A»* IBJ V1/ UTLAGGN I NGSSKRI FT ° ' U H * C (^) Patentti myönnetty 10 05 1932

Patent oeddelat * (51) Ky.ik?/I«.ci.3 c 25 C 1/12 SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus — Ratentansekning T603U 6 (22) Hakemlapllv·— Ansäkningadag 12.02.76 * ^ (23) Alkuptlvt—Glkighetsdag 12.02.76 (41) Tullut iulklMktl — Bllvlt offentllg 15. 08.7 6

Patentti· ja rekisterihallitus .... .,-... ., , . . .....

- . . . . ^ ^ (44) Nihtlvlkslpsnon ja kuuL ulkaitun pvm. — n

Patent· oeh registerstyrelsen ' ' Anadkan utiagd oeh uti.«krifc«n pubiicerad 29·01.82 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird priorltat lh.02.75 Australia-Australien(AU) PC 0615 (71) Dextec Metallurgical Proprietary Limited, 119 York Street, Sydney,

New South Wales 2000, Australia-Australien(AU) (72) Peter Kenneth Everett, Chatswood, New South Wales, Australia-Australien (AU) (7M Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Menetelmä kuparin erottamiseksi kupari- ja rautapitoisesta malmista tai rikasteesta - Förfarande för utvinning av koppar frän koppai— oeh järnhaltig malm eller slig Tämä keksintö koskee menetelmää kuparin erottamiseksi kupari- ja rautapitoisesta malmista tai rikasteesta, esimerkiksi sellaisesta, joka sisältää kalkopyriittiä, malakiittia tai at-suriittiä saostamalla kupari sähkökemiallisen diafragmakennon katodille. Keksinnön avulla voidaan kuparimetallia valmistaa pääasiassa saastevapaasti alhaisin kustannuksin ja pääasiassa atmosfääripaineessa yhdessä ainoassa vaiheessa.

Eräs ennestään tunnettu kuparipitoisten malmien, erityisesti sulfidien, käsittelymenetelmä on malmien pyrometallurginen käsittely. Sulfidimalmien pyrometallurginen käsittely on kallis, saastuttava ja edellyttää suurien rikkidioksidi- tai sivutuotteina muodostuvien rikkihappomäärien hävittämisen. Ennestään tunnettujen pyrometallurgisten menetelmien epäkohtien, erityisesti niiden saastuttavan vaikutuksen poistamiseksi on kehitetty lukuisia hydrometallurgisia menetelmiä joiden tarkoituksena on erityisesti kuparin erottaminen kalkopyriittiä, malakiittiä tai atsuriittiä sisältävistä malmeista.

Kalkopyriitti (Cu Fe S2) on yleisimpiä kuparipitoisia aineita ja myös hapetuskestävimpiä mineraaleja ollen jalompi tai 2 61049 hapetusta kestävämpi kuin esimerkiksi pentlandiitti, koboltti-hohde, sinkkivälke, lyijyhohde, kalkosiitti ja pyrrotiitti (vähiten kestävä) ja vähemmän jalo kuin pyriitti ja molybde-niitti.

Kalkopyriittiä voidaan hapettaa seuraavien yhtälöiden mukaisesti :

Cu Fe S2 -> Cu+ + Fe++ + 2S + 3e (1) tai

Cu Fe S2 -» Cu+ + + Fe+ + + + 2S + 5e (2) riippuen hapetusasteestä. Johtuen rikin pysymättömyydestä aikalisissä hapetusliuoksissa on nämä reaktiot suoritettava pH-arvossa alle noin 7.

Nämä reaktiot voidaan suorittaa autoklaaveissa käyttämällä korkeapaine!lmaa tai -happea vastaavalla tavalla kuin on selitetty CA-patentissa no. 618 623 (sinkkimalmeja varten) (Sherritt Gordon Mines Ltd), laitos- ja käyttökustannukset ovat kuitenkin erittäin suuret.

AU-patenttihakemuksessa 52 833/73 (The Anaconda Co) on selitetty menetelmä jonka mukaan kuparisulfideja käsitellään ha-pella ammoniakkiliuoksessa pienpaineautoklaaveissa. Menetelmä on kallis, edellyttää suurien ammoniakki- ja happimäärien käyttämistä ja valmiita markkinoita ammoniumsulfidille jota muodostuu 5-10 kertaa niin paljon kuin kuparia.

US-patentissa 3 673 061 (Cyprus Metallurgical Processes Corporation) on selitetty kuparisulfidien hapettaminen sähkökemiallisen kennon anodilla. Raudan läsnäolo malmissa aiheuttaa alhaisen anodivirtatehon johtuen raudan hapettumisreaktioiden kuluttamasta sähkövoimasta, kuten ilmenee edellä esitetyistä yhtälöistä (1) ja (2). Yhtälöstä (1) nähdään että yhden kupariatomin liukeneminen vaatii kolmen elektronin siirtymistä kun taas saostus vaatii vain yhden elektronin siirtymistä josta seuraa että anodinen liukenemisvirtateho on vain 33% kupariin nähden. Tämän epäkohdan välttämiseksi on valmistettava kuparia vastaava määrä elektrolyyttistä rautaa mikä puolestaan edellyttää vastaavaa menekkiä rautatuotteelle, jonka valmistusmenetelmä on erittäin kallis. On myös pyrittävä välttämään alkuainerikin edelleenhapettumisesta sulfaatiksi johtuva virtatehon aleneminen. Menetelmä vaatii korkeita anodivir-tatiheyksiä josta seuraa suurempi anodikulutus ja joka edellyttää huolellisuutta kuparin elektrolyyttisessä talteenotossa elektrolyytin suuresta rautapitoisuudesta johtuen.

3 61049 AU-patenttihakemus 54656/73 (Cyprus Metallurgical Processes Corporation) vastaa suuresti edellä mainittua patenttia ja siihen liittyvät samat epäkohdat.

Eräässä toisessa AU-patenttihakemuksessa 56990/73 (Hazen Research Inc.) on selitetty menetelmä sulfidimalmien uuttamiseksi ferrikloridilla joka regeneroidaan anodisesti. Menetelmä edellyttää jatkuvan elektrolyyttivirtauksen katolyytistä ano-lyyttiin, jotta virtateho ei liioin pääsisi laskemaan katodille kulkeutuneiden ferri-ionien vaikutuksesta. Siinä ei myöskään ole esitetty sellaista menetelmää jonka avulla voitaisiin välttää tehon aleneminen johtuen rautasulfidien läsnäolosta malmissa.

AU-patenttihakemuksessa 46 913/72 (Duval Corporation) on selitetty suhteellisen monimutkainen kiertoprosessi johon sisältyy kuparisulfidimalmien ferrikloridi- ja kuparikloridiuut-taus.

Tämän keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan edellä mainittujen menetelmien epäkohdat poistaa ja se mahdollistaa kalkopyriitin yksivaiheisen muuttamisen alkuainerikiksi, rautaoksidiksi ja metalliseksi kupariksi (suhteellisen rautava-paissa liuoksissa), atmosfääripaineessa, ilman elektrolyyttisen raudan muodostumista.

Suurin tämän keksinnön ja tekniikan tason välinen ero on havainto että kuparipitoisia malmeja tai rikasteita, jopa kalkopyriittiä sisältäviä malmeja voidaan hapettaa ilmalla pääasiassa atmosfääripaineessa ja kohtuullisissa lämpötiloissa (50 - 105°C) ferrioksidin muodostamiseksi , ja sulfidimalmien tai -rikasteiden ollessa kysymyksessä sulfidirikin muuttamiseksi alkuainemuotoon ja kuparin siirtämiseksi liuokseen. Kalkopyriitin sisältämän kuparin hapettumista kuvaavat yhtälöt voidaan esittää seuraavalla tavalla: 2 Cu Fe S2 + 2H+ + 2C>2 -> 2Cu+ + Fe203 + 4S + H20 tai 2 Cu Fe S2 + 4H+ + 2.502-Ψ 2Cu++ + Fe203 + 4S + 2H20 riippuen saavutettavasta hapetusasteesta.

Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan siitä, että malmi tai rikaste upotetaan elektrolyyttiin sähkökemiallisen dia-fragmakennon anoditilassa, näin muodostuneeseen lietteeseen sekoitetaan huolellisesti hienoksi dispergoitua ilmaa tai jotakin muuta happipitoista kaasua pääasiassa atmosfääripä!- 4 61 049 neessa ja 50°C:n ja elektrolyytin kiehumapisteen välisessä lämpötilassa, jolloin mainittu elektrolyytti sisältää kloridi-ioneja konsentraationa joka on alueella jota rajoittavat määrä, joka on riittävä kuproionien pitämiseksi kokonaisuudessaan liuoksessa, sekä kyllästystä vastaava määrä, ja johdetaan virta anodin ja katodin välillä sellaisella voimakkuudella että anodilla vapautuneet vetyionit ylläpitävät pH-arvon välillä 1,5 ja 7,0 elektrolyytissä, jolloin menetelmän aikana liuennut rauta saos tuu ferricksidina, ja sulfidipitoisen malmin tai rikasteen ollessa kysymyksessä olosuhteissa hapettuva sulfidirikki muuttuu pääasiassa alkuaine-muotoon ja kupari saostuu katodille.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräs suurin etu on että se voidaan suorittaa atmos f ääripä inees sa eikä näin ollen tarvitse käyttää paineastioita. Vaikkakin keksinnön mukainen mene teinä voidaan suorittaa korkeammissa paineissa keksintö on rajoitettu tämä etu silmälläpitäen. Näin ollen tässä selityksessä ja vaatimuksissa käytetty sanonta "pääasiassa atmosfääripai-neessa" tarkoittaa paineita joita varten ei tarvita paineastioita.

Kuten edellä esitetyistä tähän menetelmään sisältyvä reaktioita kuvaavista yhtälöistä ilmenee muodostuu sekä kupro- että kupri-ioneja ja niiden suhteelliset määrät riippuvat prosessin kestoajasta ja erityisesti käytetyistä olosuhteista. Kloridi-ionien läsnäolo on välttämätön sen varmistamiseksi että kuproionit pysyvät liuoksessa mutta on ilmeistä että tarvittava minimimäärä vaihtelee edellä mainituista tekijöistä riippuen ja mää-räytyy näin ollen tuloksen perusteella.

Keksinnön mukaisia reaktioita voidaan katalysoida menetelmän alussa lisäämällä kupari-ioneja elektrolyyttiin.

Ilma- tai happipitoinen kaasuvirta johdetaan edullisesti sykähdyk-sittäin elektrolyyttiin hienojakoisessa muodossa esimerkiksi käyttämällä huokoista grafiittidiffusööriä.

Elektrolyytin liuonneen raudan pitoisuus pidetään mieluinmin alle arvon 5 g/1 säätämällä elektrolyytin hapetuspotentiaalia.

Prosessi, sovellettuna sulfidipitoisiin malmeihin nähden, kehittyi seuraavien havaintojen perusteella:

Perusrretallisulfideilla on taipumus passivoitua hapetusreaktioiden aikana paljon herkemmin sulfaattiliudksissa kuin klaridiliuoksissa ja näinollen keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään kloridiliubksia. Toinen syy tälle valinnalle on se että kuparisulfidit, erityisesti vaahdotusrikasteet, vaahtoavat voimakkaasti syötettäessä ilmaa sulfaatti! iuoksi in, kun taas use im- 5 61049 pien kupariainesten vaahtoaminen on merkityksetön kloridiliuok-sissa. Keksinnön mukaisesti käytettävä kloridikonsentraatio on / alueella, jota rajoittavat kaiken läsnäolevan kuproionien liuottamiseksi riittävä määrä ja kyllästystä vastaava määrä (vrt. aikaisempia yhtälöitä).

Ilma on halvin ja helpoin saatavissa oleva hapetusaine.

Alkuainerikki on edullisempi sivutuote kuin ammoniumsulfaatti, koska ei tarvita suuria ammoniakkimääriä eikä laajoja markkinoita ammoniumsulfaattia varten. Alkuainerikin pysymättömyydestä johtuen aikalisissä hapetusliuoksissa on reaktion pH-arvon oltava alle 7. Rautaoksidi on edullisempi sivutuote kuin elektrolyyttinen rauta koska viimemainitun valmistukseen liittyy suurempia kustannuksia ja koska on löydettävä menekkiä ekvivalenttimäärille kuparia ja elektrolyyttistä rautaa, ja näin ollen rautaoksidituotteen stabiliteetti edellyttää reaktio-pH-arvon yli 1,5.

Kuten edellä esitetyistä yhtälöistä ilmenee, hapettuu rauta keksinnön mukaisessa menetelmässä ferrioksidiksi eikä ferri-ioneiksi kuten aikaisemmin tunnetuissa hydrometallurgisissa menetelmissä. Niinpä tämän menetelmän virtatehot kupariin nähden ovat lähellä 100% verrattuna ennestään tunnettujen hydrometallurgisten menetelmien virtatehoihin jotka ovat välillä 30-40%. Näin ollen on esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä ennestään tunnettuja menetelmiä huomattavasti taloudellisempi.

Hapen reaktiot voivat olla melko hitaita happamessa liuoksessa johtuen niiden kinetiikasta. Reaktion 2H+ + 1/2 C>2—>^0 potentiaali on Eq + 1,229 happamessa, ja E0 + 0,815 neutraalissa liuoksessa. Happamessa liuoksessa sisältyy reaktioihin usein hitaita, nopeutta määrääviä vaiheita, kuten hapen alkupelkistys peroksi-diksi. Ferroraudan hapettuminen ilmalla ferri-ioneiksi happamessa liuoksessa tapahtuu vain hitaasti, vastakohtana edellä mainittuihin potentiaaleihin. Reaktio voi kuitenkin tapahtua nopeasti alhaisen happamuuden omaavassa liuoksessa kun siihen samanaikaisesti liittyy ferrioksidin tai -hydroksidin saostus.

Nyt on keksitty menetelmä ilman käyttämiseksi atmosfääripai-neessa ja yli 50°C:n lämpötilassa kalkopyriitin hapettamiseksi pH-alueella 1,5 - 7,0 seuraavien yhtälöiden mukaisesti: ' 4 6 61049 2 Cu Fe S2 + 2H+ + 20? -^ 2Cu+ + Fe2 Og + 4S + H20 tai 2 Cu Fe S2 + 4H + + 2,502->>2Cu + + + Fe203 + 4S + 2H20

Seuraavat esimerkit havainnollistavat kalkopyriitin hapetusta ilmalla pääasiassa atmosfääripaineessa ferrioksidin alkuainerikin ja ionisen kuparin muodostamiseksi.

Esimerkki I

100 g kalkopyriittirikastetta sekoitettiin 1 litran kanssa elektrolyyttiä, joka sisälsi 200 g/1 ammoniumkloridia ja 2 g/1 ionimaista kuparia astiassa joka oli varustettu pohjaa peittävällä huokoisella kudosdiffusöörillä.

90 ml 5N kloorivetyhappqa lisättiin hitaasti kuuden tunnin kuluessa pH-arvon pitämiseksi arvossa 2,0 - 2,5. Lämpötila pidettiin 85°C:ssa ja ilmaa syötettiin diffusöörin kautta.

Tulokset

Aika (tunteja) Liuosanalyysit (g/1)

Cu Fe 0 2,2 0,01 1 10,4 1,8 2 16,8 2,0 3 20 ,2 1,4 4 23,6 0,8 5 25,6 0,7 6 26,8 0,2

Kiintoaineanalyysi %

Kupari Rauta Alkuainerikki

Kuparirikaste 26,2 28,6 Jäännös 2,54 31,8 31,5

Kupari uutettiin yli 90 %:sesti elektrolyytin maksimirautapitoi-suuden ollessa 2 g/1.

Vastaavanlaisia tuloksia on saatu natrium-, magnesium-, sinkki- ja mangaanikloridielektrolyyteillä.

Kalkopyriitin ilmahapetus suoritetaan edullisimmin pH-arvossa noin 2,C - 2,5 kuten osoitetaan seuraavassa esimerkissä.

Esimerkki II

Kolme kalkopyriittirikastelietettä (100 g/1) 20%:sessa natriumkloridiliuoksessa pidettiin pH-alueilla 1 - 1,5, 2 - 2,5 vastaavasti 3 - 3,5, 85°C:ssa esimerkkiä 1 vastaavassa astiassa 7 61049 samalla kun hienojakoista ilmaa syötettiin astian pohjaa peittävän huokoisen kudosdiffusöörin läpi.

Tulokset (g/1) pH-alue 1-1,5 2 - 2,5 3 - 3,5

Aika Cu Fe Cu Fe_ Cu Fe 1 h 8,2 7,0 9,5 2,2 3,5 0,01 2 h 12,8 11 ,5 14,2 1 ,8 5,5 0,02 4 h 1 8 ,5 1 5,5 2 1 ,5 2 ,0 7 ,8 0,04 6 h 20,0 18,0 23,0 0,6 9,5 0,03

Kuparin liukenemisnopeus oli suurin pH-alueella 2 - 2,5 ja liuoksen rautapitoisuus oli sopivan alhainen.

Hapetus suoritetaan edullisesti yli noin 70°C:n lämpötilassa kuten osoitetaan seuraavassa esimerkissä.

Esimerkki III

Kolme kalkopyriittirikastelietettä (100 g/1) 20%:sessa nat-riumkloridiliuoksessa pidettiin pH-arvossa 2,0 - 2,5 esimerkkiä I vastaavanlaisessa astiassa ja lämpötiloissa 70°, 80° vastaavasti 90°:ssa syöttämällä astiaan hienojakoista ilmaa esimerkkiä 1 vastaavalla tavalla.

Tulokset (g/1) Lämpötila °C 70° 80° 9£°

Aika Cu Fe Cu Fe Cu Fe 1 h 7,5 1 ,5 9,0 2,2 9,2 2,0 2 h 13,0 1 ,4 14,4 1 ,6 15,0 2,8 4 h 18,2 2,2 22,8 1 ,4 22 ,0 2 ,0 6 h 10 ,2 1 ,1 24,5 0,8 24,7 1 ,6

Noin 80°C:n lämpötila näyttää olevan riittävä.

Veden sähkökemiallisen kennon anodilla tapahtuvaa anodista hapetusta kuvaava yhtälö on seuraava: H20 = 2H+ + 1/202 + 2e Tämän reaktion potentiaali on 0,815 volttia neutraalissa liuoksessa ja 1,229 volttia 1N hapossa, jossa pisteessä kloorin muodostuksesta kloridiliuoksessa tulee kilpaileva reaktio.

Tässä menetelmässä käytetyissä olosuhteissa on teoreettinen potentiaali näiden molempien arvojen välissä.

8 61049 Sähkökemiallisen kennon katodia voidaan käyttää kuparin saos-tamiseksi seuraavan yhtälön mukaisesti: 2 Cu+ --^ 2Cu° - 2e tai 2 Cu + + ->2Cu° - He

Kokonaiskennoreaktio on tällöin: 2 Cu Fe S2 + 1 . 5C>2-^ 2Cu<'i + Fe202 + ^

Vaikkakin on mahdollista kehittää vetyioneja sähkökemiallisen kennon anodilla käyttämällä kloridielektrolyyttiä, vain rajoitettuja määriä voidaan kehittää ennenkuin kloorin muodostuksesta tulee kilpaileva reaktio (riippuen virtatiheyksistä, anodiaineista jne).

Kuviossa 1 on esitetty sylinterimäinen diafragmakenno, jonka anolyyttitilavuus on suuri, köyhien malmien käsittelemistä varten. Ilmaa syötetään pohjassa olevan huokoisen diffusöörin kautta kun taas sähkövirtaa grafiittisauva-anodien ja -katodien välillä.

Kuviossa 1 nuoli A osoittaa ilmavirtauksen suuntaa kennoon.

B on liete, C on viiden litran astia, D on kennon diafragma, E kuparisientä, F huokoista grafiittia ja G tarkoittaa grafiitti-elektrodeja.

Kalkopyriitti muuttuu rautaoksidiksi, alkuainerikiksi ja ionimaiseksi kupariksi joka diffusoituu huokoisen diafragman läpi ja saostuu helposti poistettavassa muodossa katodille. Kuparituote voidaan poistaa kennon pohjalta ja kerätä esimerkiksi suodattamalla.

Kuviossa 2 on esitetty kennon eräs edullinen suoritusmuoto kuparirikasteiden käsittelemiseksi käyttäen tavallista tasalevy-geometriaa.

Kuviossa 2 tarkoittaa A ilman tuloaukkoa, B ilma/malmi/elektro-lyyttidispersiota, C elektrolyyttiä, D viiden litran säiliötä, E katodeja, F anodia ja G katodeilla muodostunutta kuparituotetta joka laskeutuu säiliön pohjalle.

Seuraavat esimerkit havainnollistavat kalkopyriitin suoraa muuttamista kuparimetalliksi, rautaoksidiksi ja alkuainerikiksi. Esimerkki IV

Poikkileikkaukseltaan suorakaiteenmuotoinen, polypropyleeni-kudoksesta valmistettu diafragma varustettiin polypropyleenikudos-ilmadiffusöörillä, joka peitti anoditilan pohjan. Anoditilaan si- 9 61049 joitettiin uritettu grafiittilevy suuren pinta-alan omaavaksi anodiksi.

Anodi ja anoditila upotettiin elektrolyyttiin jonka koostumus oli 10 g/1 Cu:ta ja 20% natriumkloridia 10 l:n säiliössä.

Grafiittisauvoja upotettiin elektrolyyttiin anoditilan ulkopuolelle katodeiksi.

350 g kalkopyriittirikastetta lisättiin anoditilaan ja syötettiin riittävä määrä ilmaa malmin fluodoimiseksi ja happiylimäärän aikaansaamiseksi malmia varten. Virtaa syötettiin nopeudella 12 amps . . . . 2 6 tunnin aikana katodin virtatiheyden ollessa 50 amps/m ja anodin 2 virtatiheyden ollessa 50 amps/m . Kuparia kerättiin elektrodeilta ja kennon pohjalta reaktion päätyttyä.

Tulokset - (lämp. = 85°C)

Elektrolyyttianalyysi Cu (g/1) Fe (g/1) pH

Alku 10,4 0,1 4,5

Loppu (6 tuntia) 8,5 1,4 2,7

Kiintoaineanalyysi Cu % Fe %

Kalkopyriitti 25,2 27,2 Jäännös 2,3 21,5

Tuote (90 g) 99,8 0,005

Kennojännite =1,0 volttia kulutetut amp-tunnit = 72 KWh/kg =0,8 Jäännös oli punainen, helposti suodatettavissa oleva aine joka analyysin perusteella sisälsi 31,5 % S.

Muodostuneen jäännöksen tyypillä on erityisen suurta merkitystä jälkeenpäin seuraavassa neste/kiintoaine-erottamisvaiheessa, ja myös koska liivatemaisen ferrihydroksidisakan muodostumisella on epäedullinen vaikutus reaktionopeuksiin. Tämän vuoksi on todettu edulliseksi syöttää ilmavirta sykähdyksittäin esimerkiksi 30 sekunnin aikana per minuutti. Tämän parannuksen aikaansaavaan mekanismiin saattaa.-liittyä ferroionien diffuusio pois malmipartikkeleista ennen niiden saostumista ferrioksidina.

Edellä mainittujen olosuhteiden käyttäminen raudan poistamiseksi elektrolyytistä edesauttaa suuresti hapetettujen kupari-malmien, kuten malakiitin ja atsuriitin käsittelyä. Näitä mineraaleja käsitellään usein liuottamalla ne rikkihappoon ja sen jälkeen elektrolysoimalla tai saostamalla romuraudalle. Kun malmi 10 61049 sisältää suuria määriä happoliukoista rautaa, kalsiumia, magnesiumia jne. prosessi kuluttaa huomattavia määriä happoa mikä tekee monet saostumat epätaloudellisiksi.

Vaihtoehtoinen menetelmä, jossa käytetään ammoniumkarbonaattia, on kallis, monimutkainen ja siinä saadaan kuparioksidituotetta.

Edellä kuvattuja olosuhteita hyväksikäyttäen on mahdollista uuttaa kuparia, hopeaa jne selektiivisesti raudan ja myös kalsiumin ja magnesiumin läsnäollessa (niiden kemiallisesta muodosta riippuen) ja näin ollen vähentää reagenssien kuluminen minimiin.

Ilman tai korkeiden lämpötilojen käyttö on välttämätön vain silloin kun sulfideja on läsnä, jolloin ilma kuitenkin tarjoaa sopivan menetelmän malmin suspensoimiseksi.

Esimerkki V

2 kg hapetettua malmia, jossa oli 2,4 % Cu:ta, suspensoitiin ilmadiffusöörin yläpuolella sylinterimäisen diafragmakennon anodi- tilassa jossa oli 4 1 elektrolyyttiä joka sisälsi 200 g/1 ammonium- kloridia ja 10 g/1 kuparia liuoksessa ja jonka lämpötila oli 90°C.

Virta johdettiin grafiittianodien ja -katodien välillä käyttäen 2 2 virtatiheyksmä 50 amps/m vastaavasti 300 amps/m kuuden tunnin aj an.

Kupari, joka saostui katodeille helposti poistettavassa muodossa, suodatettiin, pestiin, kuivattiin ja punnittiin jäännöksenä. Saatiin seuraavat tulokset:

Cu Fe Ca Mg Pb Zn Ag % ppm

Malmi 2,4 9,0 7,7 8,9 160 160 7 Jäännös 0,2 8,8 7,6 8,5 80 80 1

Tuote 99 0,007 ei ei 20 20 125

Kennon jännite = 0,8 V, virrankulutus =1,1 amph/g Cu. Energiankulutus = 0,88 KWh/kg Cu.

Edellä ilmoitetut tulokset osoittavat että yli 90% Cu:sta ja 85% Ag:sta tuli uutetuksi ja talteenotetuksi, sitävastoin tuli vain pieniä määriä Fe, Ca ja Mg uutetuiksi. Kennon jännite 0,8 V

11 61049 on erittäin alhainen ja näin ollen ovat prosessiin liittyvät energiakustannukset myös erittäin pienet.

Edellä olevasta seuraa että menetelmä on sopiva sulfidi-, oksidi- ja sulfidi/oksidisekamalmien käsittelemiseksi ja sillä on seuraavat edut: 1. Erittäin alhaiset energiakustannukset jotka pääasiassa ovat riippumattomat rautasulfidien läsnäolosta; 2. voidaan suorittaa sekä panosprosessina käyttäen erittäin yksinkertaista laitteistoa, pienmittakaavaprosessina (esim. louhintapaikalla), että jatkuvana prosessina suuremmassa mittakaavassa; 3. happoa ei välttämättä kulu, kuten rikkihapposaostuskäsitte-lyssä; ä. ei ole saastuttava ja siinä muodostuu alkuainerikkiä (joka voidaan ottaa talteen) eikä rikkidioksidia tai sivutuotteita, kuten ammoniumsulfaattia; 5. ei kuluta suuria määriä reagensseja, ja 6. saadaan helposti suodatettavissa oleva jäännös.

Esimerkeissä on käytetty kalkopyriittiä koska se on kuparin tavallisimpia sulfidimalmeja ollen jaloin ja vaikein hajottaa kuparin sulfideista, ja koska se on erittäin vaikea käsitellä johtuen suurista kemiallisesti sitoutuneista rautamääristä. Kuparin muut sulfidit ovat yleensä helpommin käsiteltävissä tällä menetelmällä kuin kalkopyriitti.

Claims (5)

61049 12

1. Menetelmä kuparin erottamiseksi kupari- ja rautapitoi sesta malmista tai rikasteesta, esimerkiksi sellaisesta, pka sisältää kalkopyriittiä, malakiittia tai atsuriittiä saostamal-la kupari sähkökemiallisen diafragmakennon katodille, tunnettu siitä, että malmi tai rikaste upotetaan elektrolyyttiin sähkökemiallisen diafragmakennon anoditilassa, näin muodostuneeseen lietteeseen sekoitetaan huolellisesti hienoksi dispergoitua ilmaa tai jotakin muuta happipitoista kaasua pääasiassa atmosfääripaineessa ja 50°C:n ja elektrolyytin kiehuma-pisteen välisessä lämpötilassa, jolloin mainittu elektrolyytti sisältää kloridi-ioneja konsentraationa joka on alueella jota rajoittavat määrä, joka on riittävä kuproionien pitämiseksi kokonaisuudessaan liuoksessa, sekä kyllästystä vastaava määrä, ja johdetaan virta anodin ja katodin välillä sellaisella voimakkuudella että anodilla vapautuneet vetyionit ylläpitävät pH-arvon välillä 1,5 ja 7,0 elektrolyytissä, jolloin menetelmän aikana liuennut rauta saostuu ferrioksidina, ja sulfidipitoisen malmin tai rikasteen ollessa kysymyksessä olosuhteissa hapettuva sulfidirikki muuttuu pääasiassa alkuaine-muotoon ja kupari saostuu katodille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että menetelmän alussa lisätään kupari-ioneja elektrolyyttiin katalysaattoriksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuonneen raudan pitoisuus elektro lyytissä pidetään alle arvon 5 g/1 säätämällä elektrolyytin hapetuspotentiaalia.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrolyyttiin syötetään ilmaa tai happipitoista kaasua sykähdyksittäin.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaa tai happipitoista kaasua syötetään huokoisen grafiitin kautta.