FI65808C - HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR - Google Patents

HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR Download PDF

Info

Publication number
FI65808C
FI65808C FI750070A FI750070A FI65808C FI 65808 C FI65808 C FI 65808C FI 750070 A FI750070 A FI 750070A FI 750070 A FI750070 A FI 750070A FI 65808 C FI65808 C FI 65808C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
chloride
copper
solution
oxidation
iron
Prior art date
Application number
FI750070A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI65808B (en
FI750070A (en
Inventor
George E Atwood
Charles H Curtis
Original Assignee
Duval Corp
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
Priority claimed from US433208A external-priority patent/US3879272A/en
Application filed by Duval Corp filed Critical Duval Corp
Publication of FI750070A publication Critical patent/FI750070A/fi
Publication of FI65808B publication Critical patent/FI65808B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI65808C publication Critical patent/FI65808C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0063Hydrometallurgy
    • C22B15/0065Leaching or slurrying
    • C22B15/0067Leaching or slurrying with acids or salts thereof
    • C22B15/0069Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0063Hydrometallurgy
    • C22B15/0084Treating solutions
    • C22B15/0089Treating solutions by chemical methods
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

- —---» rftl ΜΛ. KUULUTUSJULKAISU / c ΟΠ β- —--- »rftl ΜΛ. ANNOUNCEMENT / c ΟΠ β

Ma W 01) utlAggningsskript odoOo c ^ Patcr.tu cy”:;r. iy 13 C7 ICO! ^ ^ (S1) /mtci.3 C 22 B 15/08 SUOMI —FINLAND (21) Ptt*nulh«k*mu« — PatantaiMMiiriiig 750070 <B) 13.01.75 ' 7 (23) AUmpiM—GlMglMtadai 13-01.75 (41) Tulkit }ulktMksl — Uhrit afftmUg 15-07.75 htmtti- it rekisterihallitut ... , . ......Ma W 01) utlAggningsskript odoOo c ^ Patcr.tu cy ”:; r. iy 13 C7 ICO! ^ ^ (S1) /mtci.3 C 22 B 15/08 ENGLISH —FINLAND (21) Ptt * nulh «k * mu« - PatantaiMMiiriiig 750070 <B) 13.01.75 '7 (23) AUmpiM — GlMglMtadai 13-01.75 ( 41) Interpreters} ulktMksl - Victims afftmUg 15-07.75 htmtti- it registry controlled ...,. ......

PMMt. och reglsterttyreltea (44) (3^(33)(31) Fyydeity *Mellieiw--HIN prtprtt* 14.01.7^ USA(US) 1*33208 (71) Duval Corporation, 900 Southwest Tower, Houston, Texas, USA(US) (72) George E. Atwood, Tucson, Arizona, Charles H. Curtis, Tucson,PMMT. och reglsterttyreltea (44) (3 ^ (33) (31) Fyydeity * Mellieiw - HIN prtprtt * 14.01.7 ^ USA (US) 1 * 33208 (71) Duval Corporation, 900 Southwest Tower, Houston, Texas, USA (US ) (72) George E. Atwood, Tucson, Arizona, Charles H. Curtis, Tucson,

Arizona, USA(US) (71*) Oy Koi ster Ab (51*) Hydrometal lurginen menetelmä kuparin valmistamiseksi -Arizona, USA (US) (71 *) Oy Koi ster Ab (51 *) Hydrometal lurgical method for the production of copper -

Hydrometa11urgiskt förfarande för framstä11 ning av kopparHydrometa11urgiskt förfarande för framstä11 Ning av koppar

Laajemmassa mielessä tämä keksintö koskee parannettua hydrometallurgista menetelmää metallisen kuparin valmistamiseksi kuparipitoisista materiaaleista. Erityisesti tämä parannettu menetelmä koskee metallikloridiprosessia, jossa lähtöaineena on kuparisulfidimalmin rikaste.In a broader sense, this invention relates to an improved hydrometallurgical process for producing metallic copper from copper-containing materials. In particular, this improved process relates to a metal chloride process starting from a copper sulfide ore concentrate.

Ranskalaisessa patenttijulkaisussa 2 157 835 (vastaa suomalaista patenttihakemusta 2 753/72) kuvataan kuparisulfidimalmirikasteille, erityisesti kupari-kiisua sisältäville, käytettävää hydrometallurgista prosessia. Tähän prosessiin kuuluu neljä perusvaihetta: hapetusvaihe, jossa kuparipitoinen materiaali hapetetaan liuoksella, joka sisältää ferrikloridia ja kuprikloridia, tarkoituksena valmistaa ferrokloridia sekä ylimäärän kuprikloridia sisältävä liuos, pelkistys-vaihe, jossa hapetusvaiheesta saadun liuoksen kuprikloridi pelkistetään kupro-kloridiksi ensisijaisesti käyttämällä tuoretta kuparisulfidimalmia, kuparin taite enottovai he, jossa saadaan metallista kuparia kuparikloridiliuoksesta, edullisesti elektrolyysillä, sekä regenerointi-puhdistusvaihe, jossa ferrikloridi regeneroidaan hapettamalla ja samanaikaisesti poistamalla rauta- ja sulfaatti-ionien ylimäärä ja muut epäpuhtaudet.French Patent Publication 2,157,835 (corresponding to Finnish Patent Application 2,753/72) describes a hydrometallurgical process for copper sulphide ore concentrates, especially those containing copper ore. This process consists of four basic steps: an oxidation step in which the copper-containing material is oxidized with a solution containing ferric chloride and copper chloride to prepare a solution containing ferric chloride and excess copper chloride, a reduction step in which they, in which metallic copper is obtained from a copper chloride solution, preferably by electrolysis, and a regeneration-purification step in which ferric chloride is regenerated by oxidation and at the same time removing excess iron and sulphate ions and other impurities.

6580865808

Kehitettäessä edelleen tämän keksinnön mukaista prosessia on saatu lisätietoa vaihtoehtoisista menetelmistä sekä seikoista, jotka parantavat suomalaisessa hakemuksessa 2753/72 kuvatulla perusprosessilla saavutettavia etuja.Further development of the process according to the present invention has provided additional information on alternative methods as well as aspects which improve the advantages achieved by the basic process described in Finnish application 2753/72.

Keksinnön kohteena on siten parannettu menetelmä metallisen kuparin valmistamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että menetelmävaihtoehdossa, jossa regenerointi-puhdistusvaihe on yhdistetty hapetusvaiheeseen, kloridi-ionien kokonaispitoisuus, jolloin lasketaan mukaan liuoksessa olevat reaktiiviset kloridi-ionit sekä liuokseen lisätystä metallikloridiyhdisteestä peräisin olevat kloridi-ionit, pidetään sellaisella tasolla, että pelkistysvaiheessa kupari(Il)kloridi saadaan pelkistetyksi yli 75~$:isesti kupari(l)kloridiksi ja kuparin häviö liuoksesta mahdollisimman vähäiseksi, lisäämällä metallikloridiyhdistettä, joka voi olla kaliumkloridia, magnesiumkloridia, kaliumkloridin ja magnesiumkloridin seos tai minkä tahansa edellä mainitun yhdisteen ja natriumkloridin seos, jolloin liuoksen kloridi-ionien kokonaispitoisuus pidetään sellaisella tasolla, joka ylittää pitoisuuden, joka voidaan saavuttaa lisäämällä pelkästään natriumklori-dia kyllästymispisteeseen saakka.The invention thus relates to an improved method for producing metallic copper. The process is characterized in that in the process variant in which the regeneration-purification step is combined with the oxidation step, the total chloride ion content, including reactive chloride ions in solution and chloride ions from the metal chloride compound added to the solution, is maintained at a level such that the reduction step reduced to more than 75% copper (I) chloride and minimizing the loss of copper from solution by adding a metal chloride compound which may be potassium chloride, magnesium chloride, a mixture of potassium chloride and magnesium chloride, or a mixture of any of the above compounds and sodium chloride, the total chloride is maintained at a level which exceeds the concentration which can be achieved by the addition of sodium chloride alone up to the point of saturation.

Keksinnöllä saavutetaan siten seuraavat edut: A. kokonaiskloridi-ionipitoisuus prosessiliuoksessa voidaan säätää edulliseksi , B. käytettävissä olevien reaktiivisten kloridi-ionien määrä prosessiliuoksessa säädetään edulliseksi, C. kaliumkloridia lisätään prosessiliuokseen sulfaatti-ionipitoisuuden alentamiseksi ja rajoittamiseksi saostamalla sulfaatti-ioneja liuoksesta regene-rointi-puhdistusvaiheessa, D. yhdistettäessä edullisesti hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet 1. rautapitoisuus reagoineessa liuoksessa saadaan alennetuksi tasolle, joka on edullinen lopullisessa elektrolyysissä, 2. ei-toivottujen erottuneiden kiinteiden aineiden saostumista prosessi-laitteistoon hidastetaan ja rajoitetaan.The invention thus provides the following advantages: A. the total chloride ion content in the process solution can be adjusted to advantageous, B. the amount of reactive chloride ions available in the process solution is adjusted, C. potassium chloride is added to the process solution to reduce and limit sulfate ion content by precipitating sulfate ions from solution during regeneration and purification. , D. preferably combining the oxidation and regeneration-purification steps 1. the iron content in the reacted solution is reduced to a level which is advantageous in the final electrolysis, 2. the precipitation of unwanted separated solids in the process equipment is slowed down and limited.

Muut tähän keksintöön liittyvät edut ilmenevät seuraavasta kuvauksesta, esimerkeistä ja patenttivaatimuksista.Other advantages of the present invention will become apparent from the following description, examples, and claims.

Keksinnön kuvaukseen liittyvissä piirustuksissa kuvio 1 esittää tämän keksinnön mukaisen menetelmän yksinkertaistettua juoksukaaviota, jossa on yhdistettynä hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet.In the drawings related to the description of the invention, Figure 1 shows a simplified flow diagram of the process of the present invention with a combination of oxidation and regeneration-purification steps.

3 658083 65808

Kuvio 2 on kaavio, joka esittää stökiömetristä moolitasapainoa, joka on kuvion 1 mukaisen menetelmän kemiallisena perustana sovellettaessa menetelmää kuparikiisulle.Fig. 2 is a diagram showing the stoichiometric molar equilibrium which is the chemical basis of the method of Fig. 1 when applying the method to copper ore.

Kuvio 3 on tämän keksinnön mukaisen menetelmän erään suoritusmuodon juoksu-kaavio, jossa hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet on yhdistetty.Figure 3 is a flow chart of an embodiment of a process according to the present invention in which the oxidation and regeneration-purification steps are combined.

Kuvio 1* esittää tämän keksinnön mukaisen menetelmän yksinkertaistettua juoksukaaviota, jossa on erillinen hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihe.Figure 1 * shows a simplified flow chart of the process of this invention with a separate oxidation and regeneration-purification step.

Kuvio p on taulukko arvoista, jotka osoittavat kloridi-ioniväkevyyden vaikutusta kuprikloridin pelkistymiseen kuprokloridiksi käytettäessä erillistä hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihetta.Figure p is a table of values showing the effect of chloride ion concentration on the reduction of copper chloride to cuprous chloride using a separate oxidation and regeneration purification step.

Kuvio 6 on taulukko arvoista, jotka osoittavat kloridi-ioniväkevyyden vaikutusta kuprikloridin pelkistymiseen kuprokloridiksi käytettäessä yhdistettyä hapetus- ja regenerointi-puhdistu3vaihetta.Figure 6 is a table of values showing the effect of chloride ion concentration on the reduction of copper chloride to copper chloride using a combined oxidation and regeneration-purification step.

Kuviossa 7 on esitetty käyrä, joka osoittaa kloridi-ioniväkevyyden vaikutuksen kuprikloridin pelkistymiseen kuprokloridiksi pelkistysvaiheessa.Figure 7 is a graph showing the effect of chloride ion concentration on the reduction of copper chloride to cuprous chloride in the reduction step.

Kuviossa G esitetty käyrä on laadittu pilot plant arvojen perusteelle verrattaessa sulfaatti-ionien pitoisuuksia nesteissä, jotka tulevat yhdistettyyn hapetus-regenerointivaiheeseen ja jotka lähtevät siitä, kun prosessiresteeseen lisätään ainoastaan natriumkloridia ja silloin, kun lisätään natriumkloridin ohella kalsiurakloridia.The curve shown in Figure G is based on pilot plant values comparing the concentrations of sulphate ions in the liquids entering the combined oxidation-regeneration step, starting when only sodium chloride is added to the process grate and when calcium chloride is added in addition to sodium chloride.

UöA-patenttijulkaisussa 3 7Ö5 9^ on kuvattu regenerointi-puhdistusvaiheen ja hapetusvaiheen vaihtoehtoisia käyttötapoja joko erillisinä tai yhdistettyinä. Yhdistetyssä käyttötavassa suoritetaan hapetusvaiheen reaktio hapen läsnäollessa, mikä on regenerointi-puhdistusvaiheen välttämätön toimintaehto. Tällaisessa prosessissa kuparikiisun reaktio, sen ollessa kosketuksessa elektrolyysivaiheen puhdistettuun nesteeseen hapen läsnäollessa, aikaansaa reaktionesteen jatkuvan Hapettumisen, erityisesti kuprokloridin hapettumisen kupriklordiksi ja ferroklo-riuin Hapettumisen ferrikloridiksi siinä määrin kuin käytettävissä oleva reaktio-liuoksen kloridi-ioni-varasto sallii. Jos reaktiivisen kloridi-ionin varasto on riittämätön muuttamaan koko rautamäärää ferrikloridiksi, saostuu ferrihydraattia.U.S. Pat. No. 3,750,900 describes alternative uses for the regeneration-purification step and the oxidation step, either separately or in combination. In the combined mode of operation, the reaction of the oxidation step is carried out in the presence of oxygen, which is a necessary operating condition of the regeneration-purification step. In such a process, the reaction of the copper ore, in contact with the purified liquid of the electrolysis step in the presence of oxygen, causes continuous oxidation of the reaction liquid, in particular oxidation of copper chloride to copper chloride and oxidation of ferric chloride to ferric chloride to the extent possible. If the stock of reactive chloride ion is insufficient to convert the entire amount of iron to ferric chloride, ferric hydrate will precipitate.

Tätä kuvaavat seuraavet kemialliset reaktiotThis is illustrated by the following chemical reactions

Pelkistysvaihe 2CureÖ0 + 3CuCl_ -* äCuCl + FeCl_ + 2S + CuFeS.Reduction step 2CureÖ0 + 3CuCl_ - * äCuCl + FeCl_ + 2S + CuFeS.

2 - + ψ 2 i I -2 - + ψ 2 i I -

Elektrolyysiin Yhdistettyyn hapetus-regenerointi-puh distukseen uFor electrolysis For combined oxidation-regeneration purification approx

Elektro lyysivaihe 6 5 8 0 8 )4CuCl + i'eCl -> 2Cu + 2CuCl_ + FeCl„ I i bElectrolysis step 6 5 8 0 8) 4CuCl + i'eCl -> 2Cu + 2CuCl_ + FeCl „I i b

Tuote Yhdistettyyn hapetus-regenerointi-puhd.Product for Combined Oxidation-Regeneration-Pur.

Yhdistetty hapetus-regenerointi-puhdistusvaiheCombined oxidation-regeneration-purification step

CuFe32 + 23 + 2CuC12 + FeClg + | 02 + 3^0 -»CuFe32 + 23 + 2CuCl2 + FeClg + | 02 + 3 ^ 0 - »

3CuCl0 + 2Fe(0il) +äS3CuClO + 2Fe (0il) + äS

Γ ΓΓ Γ

Pelkistykseen Jäännös hapen saanti lopulliseen liuotusreaktioon, kuten yhdistetty hapetus- ja regene-rointi-puhdistusprosessi edellyttää, tarjoaa kuprikloridin ohella lisäetuna ferrikloridin paremman reaktiivisuuden ja paremman h&petuskyvyn reaktion aikana, ja näin varmistetaan kup&rikiisun Buurin mahdollinen liukeneminen. Yksinkertaistettu reaktioyhtälö osoittaa, että jäännös on fe rrinydroka i di a, mutta menetelmän edullisen suoritusmuodon mukaan se saattaa olla jarosiitin muodossa.For reduction The addition of residual oxygen to the final dissolution reaction, as required by the combined oxidation and regeneration purification process, provides, in addition to copper chloride, the added advantage of better reactivity and ferrous chloride capacity during the reaction, thus ensuring possible dissolution of the copper boiling point. The simplified reaction equation shows that the residue is ferrinhydroxide, but according to a preferred embodiment of the process it may be in the form of jarosite.

Säätämällä prosessinesteen reaktiivisen kloridi-ionin varastoa voidaan reagoineen nesteen lopullisen rautapitoisuuden antaa samanaikaisesti lähestyä nollaa, mikä on edullista elektrolyysivaiheen kannelta. On kuitenkin edullista jättää täysin, reagoineeseen nesteeseen tietty jäännosraudan minimimäärä ferriklo-ridina, jotta varmistutaan siitä, että kaikki reagoinut kupari on liuoksessa kup- t rikloridina. Tätä reaktiivisen kloridi-ionin lisämäärän varaamista proses3inestee-seen kuvaavat seuraavat reaktioyhtälöt, jotka täydentävät aikaisemmin mainittuja prosessin reaktioyhtälöltä PelkistvsvaiheBy adjusting the reactive chloride ion stock of the process liquid, the final iron content of the reacted liquid can be allowed to approach zero at the same time, which is advantageous from the electrolysis step lid. However, it is preferable to leave a certain minimum amount of residual iron as ferric chloride completely in the reacted liquid to ensure that all the reacted copper is in solution as cupric chloride. This addition of additional reactive chloride ion to the process fluid is illustrated by the following reaction equations, which supplement the previously mentioned process reaction equation from the Reduction Step.

2CuFeS2 + 3CuCX24CuCl + FeCX2 + 2S + CuFeS2 O,lCuFeS2 + 0.3FeCl3 Q.XCuCX + 0.4FeCX2 + 0.2S2CuFeS2 + 3CuCX24CuCl + FeCX2 + 2S + CuFeS2 O, 1CuFeS2 + 0.3FeCl3 Q.XCuCX + 0.4FeCX2 + 0.2S

2.XCuFeS2 + 3CuC12 + 0.3FeCX3-» 4,XCuCX + X.4FeCX2 + 2.2S2.XCuFeS2 + 3CuC12 + 0.3FeCX3- »4, XCuCX + X.4FeCX2 + 2.2S

+ CuFeSg+ CuFeSg

Elektrolyysivaihe 4CuCX + FeCl2 2Cu + 2CuC12 + FeCl2 O.ICuCl + 0.4 FeClg -^.O.XCu + 0.3FeCX2 + O.XFeCX3 4.1CaCl + 1.4FeCl2 —* 2.XCu » 20iClo +L$FeClP +.0.XFeCX3 5 65808Electrolysis step 4CuCX + FeCl2 2Cu + 2CuC12 + FeCl2 O.ICuCl + 0.4 FeClg - ^. O.XCu + 0.3FeCX2 + O.XFeCX3 4.1CaCl + 1.4FeCl2 - * 2.XCu »20iClo + L $ FeClP + .0.XFeC 65808

Yhdistetty hapetus-regenerointi-puhdistus-vaihe: 2Fe(OH)Combined oxidation-regeneration-purification step: 2Fe (OH)

CuFeS + 2S + 2CuCl + FeCl. + 3 O. + 3 HO —> 3CuCl„ + -1- 2 2 l 2 2 ^ ^CuFeS + 2S + 2CuCl + FeCl. + 3 O. + 3 HO -> 3CuCl „+ -1- 2 2 l 2 2 ^ ^

+ 4S+ 4S

0,2S + 0,lFeCl3 + 0,3FeCl2 + 0,15 02 + 0,15 ^0 -> 0, lFeCl., + 0,2FeCl_ + 0,lFe(OH)„ + 0,2S 3 3 -J-30.2S + 0.1FeCl3 + 0.3FeCl2 + 0.15 02 + 0.15 ^ 0 -> 0.1FeCl., + 0.2FeCl_ + 0.1Fe (OH) „+ 0.2S 3 3 -J- 3

CuFeS2 + 2,2S + 2CuC12 + l,3FeCl2 + 0,lFeCl3 + 3,15 02CuFeS2 + 2,2S + 2CuCl2 + 1,3FeCl2 + 0.1FeCl3 + 3.15 02

♦ 3,15 HJD —»3CuCl„ + 0,3FeCl„ + 2,lFe(OH), + 4,2S♦ 3.15 HJD -> 3CuCl „+ 0.3FeCl„ + 2.1Fe (OH), + 4.2S

2 2 3 JT 32 2 3 JT 3

Havaitaan, että jäännösraudan minimipitoisuuden varaamisella yhdistetyn hapetus-regenerointi-puhdistusvaiheen lopullisesti reagoineeseen nesteeseen, FeCl^na, jotta varmistetaan kaiken liuoksessa olevan kuparin läsnäolo kuprikloridina, on kompensoiva vaikutus elektrolyysiin. Kupari, jonka tämä ferrikloridijäännös liuottaa pelkistysvaiheeseen syötetystä prosessin kiintoaineesta, aikaansaa katodille elektrolyysivaiheessa laskeutuessaan, stökiömetrisen ferrikloridimäärän regeneroi-tumisen anolyyttiin. On huomattava, että tämä määrä on kolmannes siitä ferriklo-ridimäärästä, joka on alunperin läsnä edellämainitun yhdistetyn hapetusregenerointi-puhdistusvaiheen reagoineessa nesteessä.It is found that reserving the minimum concentration of residual iron in the final reacted liquid of the combined oxidation-regeneration step, FeCl 3, to ensure the presence of all the copper in solution as copper chloride, has a compensatory effect on the electrolysis. The copper which this ferric chloride residue dissolves from the process solids fed to the reduction step causes the stoichiometric amount of ferric chloride to regenerate in the anolyte upon settling in the electrolysis step. It should be noted that this amount is one third of the amount of ferric chloride initially present in the reacted liquid of the above combined oxidation regeneration-purification step.

Näin on ilmaistu keinot, joiden avulla "yhdistetty" prosessi antaa mahdollisuuden käyttää hyväksi ferrikloridin uuttotehoa (kuparikiisun maksimaalisen liukenemisen varmistamiseksi) ja samalla rajoittaa elektrolyytin rautapitoisuutta toivotulla tavalla säätämällä prosessinesteessä olevaa reaktiivisen kloridi-ionin varastoa.Thus, means have been expressed by which the "combined" process allows the extraction power of ferric chloride to be exploited (to ensure maximum dissolution of copper ore) while limiting the iron content of the electrolyte in the desired manner by controlling the reactive chloride ion storage in the process liquid.

On huomattava, että yhdistetty hapetus-regenerointi-puhdistusprosessi on perusedellytyksiltään samanlainen kuin Duval Corporationin USA-patenttijulkaisussa 3 785 944 kuvattu prosessi, jonka hapetusvaiheessa käytetään hyväksi ferrikloridin hapetustehoa, joka on suurempi kuin kuprokloridin, jotta varmistetaan kuparikiisun mahdollisimman tehokas liukeneminen sekä yhteistoiminta pelkistysvaiheen kanssa, jossa hapetusvaiheen reagoinut neste saatetaan kosketukseen prosessiin syötetyn kiintoaineen kanssa (stökiömetrisesti ylimäärin), jolloin kuprikloridi pääasiallisesti pelkistyy kuprokloridiksi elektrolyysin valmennusvaiheessa. Tämän "yhdistetyn" prosessin antama tieto on, että samanaikainen hapetus-regenerointi-puhdistus-reaktio tekee mahdolliseksi säätää reagoineen nesteen rautapitoisuuden vähenemistä nollaa kohti. Tällä tavoin voidaan elektrolyysin syöttöliuoksen rautapitoisuus rajoittaa oleellisesti siihen määrään, joka liukenee vain pelkistysvai- 6 65808 heessa, ja tällä on edullinen vaikutus elektrolyyttisesti valmistetun kuparin laatuun.It should be noted that the basic oxidation-regeneration-purification process is basically similar to the process described in Duval Corporation's U.S. Patent 3,785,944, which utilizes an oxidizing power of ferric chloride greater than that of copper chloride to ensure the most efficient dissolution of copper ore. the reacted liquid of the oxidation step is contacted with the solid fed to the process (stoichiometrically in excess), whereby copper chloride is mainly reduced to cuprous chloride in the electrolysis preparation step. The information provided by this "combined" process is that the simultaneous oxidation-regeneration-purification reaction makes it possible to control the decrease in the iron content of the reacted liquid towards zero. In this way, the iron content of the electrolysis feed solution can be substantially limited to the amount that is soluble only in the reduction step, and this has a beneficial effect on the quality of the electrolytically produced copper.

Yhdistetty hapetus-regenerointi-puhdistusprosessi tarjoaa lisäksi sen edun, että jarosiittimuotoinen rautahydraatti saostuu, samoinkuin muut regenerointi-puhdistusreaktioon liittyvät yhdisteet, liukenemattomien kiintoainejäännösten läsnäollessa, ja tällatavoin pyritään vähentämään ja rajoittamaan prosessilaitteis-ton taipumusta hilseilyyn.The combined oxidation-regeneration-purification process further offers the advantage that jarosite-shaped iron hydrate precipitates, as do other compounds associated with the regeneration-purification reaction, in the presence of insoluble solid residues, and thus seeks to reduce and limit the tendency of the process equipment to flake.

a) Kiinto-osasten epäsäännöllinen pinta, joka on kooltaan huomattavasti suurempi kuin laitteiston sileä pinta, johon ne ovat kosketuksessa, tarjoaa saostuvia yhdisteitä puoleensavetäviä kiteytymiskohtia.(a) The irregular surface of the solids, which is considerably larger in size than the smooth surface of the apparatus with which they are in contact, provides crystallization sites that attract precipitated compounds.

b) Järjestelmässä läsnäolevat kiintoaineet aikaansaavat kulutusvaikutuksen ja sen seurauksena hilse pyrkii irtoamaan laitteiston pinnalta.b) The solids present in the system create a wear effect and as a result the dandruff tends to come off the surface of the equipment.

Yhdistämällä hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihe saavutetaan lisäksi se etu, että tuotantovaiheet edelleen yksinkertaistuvat ja laitteistolle asetettavat vaatimukset vähenevät.In addition, combining the oxidation and regeneration-purification steps has the advantage that the production steps are further simplified and the equipment requirements are reduced.

USA-patentti julkaisussa 3 735 9¼ selostetaan erinomaisia etuja, jotka saavutetaan säilytettäessä proeessine3teessä toivottu kloridi-ionien kokonaisväke-vyys kasvattamalla prosessinesteen reaktiivisen kloridi-ionin varastoa lisäämällä prosessinesteeseen "sopivaa raetallikloridisuolaa kuten natriumkloridia, kalium-kloridia, magnesiumkloridia tai näiden seoksia". U3A-patenttijulkaisussa 3 785 9M kuvatut natriumkloridilla saavutettavat edulliset vaikutukset ovat seuraavat: 1) kuprokloridin liukoisuus paranee 2) sekundäärinen reaktio, joka johtaa kuparihäviöihin pelkistysvaiheen liuoksesta (vaihe A), hidastuu ja näin aikaansaadaan pelkistyksen tehostuminen 3) kuparin liukenevuue paranee hapetusvaiheesea ä) rikin hapettuminen sulfaatti-ioneiksi hidastuu 5) saadaan suoja kuprokloridin uudelleenhapettumista vastaan ilmakehän vaikutuksesta käsiteltäessä prosessiliuosta sen kulkiessa pelkistysvaiheesta metallin talteenottovaiheen läpi 6) vaikutetaan edullisesti elektrolyyttisen kuparituotteen laatuun.U.S. Patent 3,735,900 discloses the excellent advantages of maintaining the desired total chloride ion concentration in the process by increasing the stock of reactive chloride ions in the process fluid by adding to the process fluid a "suitable alkali metal salt such as sodium chloride, potassium chloride or magnesium chloride thereof". The preferred effects of sodium chloride described in U3A 3,785,9M are as follows: 1) the solubility of cuprous chloride is improved 2) the secondary reaction leading to copper losses from the solution of the reduction step (step A) is slowed down and thus the intensification of the reduction is achieved sulphate ions are slowed down 5) protection against oxidation of cuprous chloride by atmospheric treatment is obtained when the process solution is passed from the reduction step through the metal recovery step 6) the quality of the electrolytic copper product is preferably affected.

Aikaisemmin on todettu, että yhdistetyllä hapetus-regenerointipuhdistuspro- sessilla saavutetaan se etu, että rautamäärän huomattava aleneminen alentaa samalla prosessinesteen kloridi-ionien kokonaisväkevyyttä. USA-patenttijulkaisun 3 7Ö5 9^ mukaan tulee kloridien kokonaisväkevyys pysyttää toivotulla tasolla lisäämällä sopivaa metallikloridisuolaa "natriumkloridia, kaliumkloridia, magnesiumkloridia ja näiden seoksia".It has previously been found that the combined oxidation-regeneration purification process has the advantage that a significant reduction in the amount of iron at the same time reduces the total concentration of chloride ions in the process liquid. According to U.S. Pat. No. 3,750,9, the total concentration of chlorides should be maintained at the desired level by the addition of the appropriate metal chloride salt "sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride and mixtures thereof".

i 7 65808i 7 65808

Laboratoriokokeet ja pilot plant kokeet, joissa on tukittu hapetusta ja regenerointipuhdistusta erillisinä vaiheina, sekä tarkkailtu prosessinesteen rautapitoisuutta, osoittavat kuten on esitetty USA-patenttijulkaisun 3 785 9M kuviossa 2, että toivottu prosessinesteen kloridi-ionien kokonaisväkevyys voidaan saavuttaa näissä olosuhteissa lisäämällä metallikloridisuolaa, yksinomaan natrium-kloridia lähes kyllä3tysrajaan asti. Tätä on pidetty sopivana käytäntönä ja USA-patenttijulkaisun 3 785 9M mukaan tämä on "edullinen suoritusmuoto", koska nat-riumkloridi on tavallisesti taloudellisessa mielessä kaikkein edullisin metalliklo-ridisuola.Laboratory experiments and pilot plant experiments with blocked oxidation and regeneration purification in separate steps, as well as monitored process fluid iron content, show, as shown in Figure 2 of U.S. Patent 3,785,9M, that the desired total process chloride chloride ion concentration can be achieved under these conditions by adding metal chloride. chloride to near saturation. This has been considered a suitable practice and according to U.S. Pat. No. 3,785,9M this is a "preferred embodiment" because sodium chloride is usually the most economically preferred metal chloride salt.

Jatketut laboratoriokokeet ja pilot plant kokeet, joissa hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet yhdistettiin ja suoritettiin samanaikaisesti tässä selostuksessa aikaisemmin mainittujen kemiallisten reaktioiden mukaisilla edullisilla menettelyillä, ovat osoittaneet, ettei haluttua kloridi-ionien kokonais-väkevyyttä voida tyydyttävästi saavuttaa lisäämällä metallikloridisuolana yksinomaan natriumkloridia lähes kyllä3tymisrajaan saakka. Prosessinesteen alhaiseen rautapitoisuuteen liittyvä kloridi-ionien lisäämistarve voidaan kuitenkin tyydyttää käyttämällä lisättävänä metallikloridisuolana magnesiumkloridia natriumklo-ridin sijasta, tai mieluiten lisäämällä kaliumkloridia prosessinesteeseen, joka on jo melkein kyllästetty natriumkloridilla, väkevyyteen saakka, joka on lähellä näiden kahden metallikloridisuolan yhdessä aikaansaamaa prosessinesteen kyllästymistä.Extended laboratory experiments and pilot plant experiments, in which the oxidation and regeneration purification steps were combined and performed simultaneously by the preferred procedures of the chemical reactions mentioned earlier in this specification, have shown that the desired total chloride ion concentration cannot be satisfactorily achieved by adding sodium chloride alone. However, the need to add chloride ions associated with the low iron content of the process fluid can be met by using magnesium chloride instead of sodium chloride as the metal chloride salt to be added, or preferably by adding potassium chloride to the process fluid already almost saturated with sodium chloride to a concentration close to

Kaliumkloridin käyttäminen yhdessä natriumkloridin kanssa prosessinesteeseen lisättävänä metallikloridisuolana on edullista, koska on havaittu, että siinä määrin kuin kaliumkloridia (yhdessä raudan kanssa) on prosessinesteessä saostuvat käytännöllisesti katsoen kaikki Bulfaatti-ionit prosessinesteestä kaliumrautajarosiit-tina regenerointipuhdistusreaktiossa. Tämä on huomattava etu valvottaessa proses-silaitteiston hilseilyä.The use of potassium chloride in combination with sodium chloride as the metal chloride salt to be added to the process fluid is preferred because it has been found that to the extent that potassium chloride (along with iron) is present in the process fluid, virtually all Bulphate ions precipitate from the process fluid as potassium iron rosin in the regeneration purification reaction. This is a significant advantage in controlling the flaking of the process equipment.

Prosessinestettä koskevat kemialliset tiedot kloridi-ioniväkevyyden osalta vaihtoehtoisten käyttösovellutusten yhteydessä on esitetty kuvioissa 5 ja 6.Chemical data for the process fluid with respect to chloride ion concentration for alternative applications are shown in Figures 5 and 6.

Taulukoissa mainitaan pelkistysvaihereaktiota koskevat kemialliset arvot prosessista, jossa hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihe toimivat erillisinä (USA-patenttijulkaisun 3 7Ö5 9^ kuvion 2 mukaisesti) verrattuna yhdistettyyn proses sivaihtoehtoon, joka on tässä hakemuksessa lähemmän tarkastelun ja kehittelyn kohteena.The tables list the chemical values for the reduction step reaction from the process in which the oxidation and regeneration purification steps operate separately (according to Figure 2 of U.S. Patent No. 3,750,9 ^) compared to the combined process option, which is the subject of further consideration and development in this application.

Reaktiojärjestelmän kemiallinen rakenne on ilmoitettu mooleina 1000 moolia kohti vettä sekä paino-Utteina.The chemical structure of the reaction system is expressed in moles per 1000 moles of water as well as by weight.

Reaktioaika pidettiin vakiona arvossa 1 tunti ja lämpötila vakiona arvossa 107°C suljetussa sekoitusastiassa, joka oli varustettu palautusjäähdyttimellä.The reaction time was kept constant at 1 hour and the temperature at 107 ° C in a sealed stirred vessel equipped with a reflux condenser.

On huomattava, että arvot on esitetty progressiivisesti muuttuville kloridi- 8 65808 ionin, Cl > määrille, jotka ovat läsnä prosessin eri toimintavaihtoehtojen pelkis-tysvaiheeseen menevässä syöttönesteessä: 1. Erilliset hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet a) 175 moolia pitämällä natriumkloridipitoisuus arvossa 71 moolia h) 155 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden alenemisesta arvoon 51 moolia, tehokkuuden lisäämiseksi c) 1^*0 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden alenemisesta arvoon 36 moolia, tehokkuuden lisäämiseksi d) 125 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden alenemisesta arvoon 21 moolia, tehokkuuden lisäämiseksi 2. Yhdistetyt hapetus-regenerointi-puhdistusvaiheet a) 122 moolia Cl johtuen rautakloridipitoisuuden alenemisesta arvosta 32,5 moolia FeCl^ arvoon ä,0 moolia FeCl^ b) l40 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden kohoamisesta arvosta 71.0 moolia arvoon 80,5 moolia (hyvin lähelle kyllästymistä) sekä kaliumkloridi-määrän 8,5 moolia lisäämisestä.It should be noted that the values are given for the progressively varying amounts of chloride ion, Cl> present in the feed to the reduction step of the different process options: 1. Separate oxidation and regeneration purification steps a) 175 moles keeping the sodium chloride content at 71 moles h ) 155 moles Cl due to reduction of sodium chloride to 51 moles, to increase efficiency c) 1 * * 0 moles Cl due to reduction of sodium chloride to 36 moles, to increase efficiency d) 125 moles Cl due to reduction of sodium chloride to regeneration to 21 moles, efficiency purification steps a) 122 moles Cl due to a decrease in the ferric chloride content from 32.5 moles FeCl 2, 0 moles FeCl 2 b) 140 moles Cl due to an increase in the sodium chloride content from 71.0 moles to 80.5 moles (very close to saturation) and potassium chloride , 5 moles of addition.

c) 155 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden kohoamisesta arvosta 71.0 moolia arvoon 80,5 (hyvin lähelle kyllästymistä) ja kaliumkloridimää-rän 23,5 moolia lisäämisestä d) 175 moolia Cl johtuen natriumkloridipitoisuuden kohoamisesta arvosta 71.0 moolia arvoon 80,5 (hyvin lähelle kyllästymistä) ja kaliurakloridimäärän U3,5 moolia lisäämisestä e) 175 moolia Cl , joka saatiin aikaan lisäämällä yksinomaan magnesiumklo-riditi metallikloridisuolana määrä 62,0 moolia 1000 moolia kohti vettä.c) 155 moles Cl due to an increase in sodium chloride from 71.0 moles to 80.5 (very close to saturation) and an increase in potassium chloride of 23.5 moles d) 175 moles Cl due to an increase in sodium chloride from 71.0 moles to 80.5 (very close to saturation) and increasing the amount of potassium chloride to U3.5 moles e) 175 moles of Cl obtained by adding magnesium chloride alone as the metal chloride salt in an amount of 62.0 moles per 1000 moles of water.

Havaitaan, että kokonais Cl - pitoisuuden aleneminen edelläkuvatuissa olosuhteissa aikaansai kupri-ionien osuuden vähenemisen syöttöliuoksen arvosta 100 %, kuproioneiksi pelkistymisen kautta, reagoineessa liuoksessa vaihtelualu-eelle 97,3 ' 99,7 /»:sta pitoisuudella 175 moolia Cl 75,0 - 76,9 %'·in pitoisuudella 122-125 moolia Cl . Sekundäärisen reaktion ei havaittu aiheuttavan liuokseen kuparihäviöitä edes silloin kun saavutettiin suuri pelkistymisaste kupro-ioneiksi.It is found that the decrease in the total Cl content under the conditions described above resulted in a 100% reduction in the proportion of cuprous ions in the feed solution, through reduction to cuprous ions, in the reacted solution to a range of 97.3 '99.7 / »at 175 moles Cl 75.0-76 .9% at a concentration of 122-125 moles of Cl. The secondary reaction was not found to cause copper losses in the solution even when a high degree of reduction to cupro ions was achieved.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kuvioiden 5 ja 6 esittämät taulukkoarvot osoittavat pelkistysvaiheen (vaihe A) kloridi-ionien kokonaisväkevyyden huomattavan vaikutuksen pelkistettäessä kuprikloridia kuprokloridiksi, kun raaka kupari-sulfidirikaste saatetaan reaktioon. Kun hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihe toimivat erillisinä, vaihdeltiin kloridi-ionien kokonaisväkevyyttä säätämällä 9 65808 natriumkloridin, HaCl, väkevyyttä. Yhdistetyssä menetelmävaihtoehdossa, jossa rautapitoisuutta alennettiin, aikaansaatiin tasaava kloridi*ionilisäys esitetyllä tavalla korvaamalla magnesiumkloridilla, MgCl^, natriumkloridi ja vaihtoehtoisesti lisäämällä kaliumkloridia, KC1, jotta saavutettiin toivottu kloridi-ionien koko-naisväkevyys, joka oli suurempi kuin yksinomaan NaCl:lla aikaansaatava, johtuen HaCl:n rajoitetusta liukoisuudesta.In summary, the tabular values shown in Figures 5 and 6 show the significant effect of the total concentration of chloride ions in the reduction step (Step A) in reducing copper chloride to cuprous chloride when the crude copper sulfide concentrate is reacted. When the oxidation and regeneration-purification steps operated separately, the total concentration of chloride ions was varied by adjusting the concentration of 9,680,808 sodium chloride, HaCl. In the combined process variant, where the iron content was reduced, a compensating chloride * ion addition was provided as shown by replacing with magnesium chloride, MgCl 2, sodium chloride, and alternatively adding potassium chloride, KCl, to achieve the desired total chloride ion concentration greater than that of NaCl alone. limited solubility of.

Kuvioiden 5 ja 6 taulukoissa esitetyt tiedot on kuvattu nyös graafisesti kuviossa 7.The data shown in the tables of Figures 5 and 6 are also graphically illustrated in Figure 7.

Progressiivinen suhde kloridi-ionin Cl” pitoisuuden ja siihen liittyvän kuprikloridin kuprokloridiksi pelkistymisen välillä reagoineessa nesteessä on kuvattu kloridi-ionin kokonaisväkevyyden alueella 122-175 moolia Cl 1000 moolia kohti H^Q, ja ilmaistuna vaihtoehtoisesti kloridi-ionien väkevyysalueella 16-21 % Cl" .The progressive relationship between the concentration of chloride ion Cl 2 and the related reduction of cupric chloride to cuprous chloride in the reacted liquid is described in the total chloride ion concentration range of 122-175 moles Cl per 1000 moles of H 2 O, and alternatively expressed in the chloride ion concentration range of 16-21% Cl 2.

Havaitaan, että käytettäessä yhdistettyä hapetusta ja regenerointipuhdis-tusta, kloridijärjestelmä, jonka rautapitoisuus on alhainen ja johon on lisätty natrium- ja kaliumkloridia, esitettynä piirroksessa yhtenäisillä viivoilla, tarjoaa edullisemmat olosuhteet kuprimuodon pelkistymiselle kupromuotoon kuin olosuhteet erillistä hapetusta ja regenerointipuhdistusta käyttävässä sovellutuksessa, jossa on korkean rautapitoisuuden kloridijärjestelmä, johon lisätään yki yksinomaan natriumkloridia (esitetty piirroksessa katkoviivoin). Tämä toteamus on lisäperusteena sille, että kaliumkloridi kuuluu metalliklorideina järjestelmään lisättäviin suoloihin.It is found that when using combined oxidation and regeneration purification, a low iron chloride system to which sodium and potassium chloride have been added, shown in the drawing by solid lines, offers more favorable conditions for reducing a chloride system to which only sodium chloride is added (shown in dashed lines in the drawing). This finding is a further justification for the fact that potassium chloride belongs to the salts added to the system as metal chlorides.

Prosessisovellutuksen, jossa hapetus- ja regenerointipuhdistusvaiheet on yhdistetty, stökiömetriset moolitasapainon mukaiset kemialliset perusteet on esitetty kuviossa 2, kuparikiisun käsittelyyn liittyvinä.The stoichiometric molar equilibrium chemical basis of the process application in which the oxidation and regeneration purification steps are combined is shown in Figure 2 in connection with the treatment of copper ore.

Tässä selostuksessa jo aikaisemin mainittu tärkeä havainto, että siinä määrin kuin kaliumioneja (yhdessä raudan kanssa) on prosessinesteessä saatavana saostuvat nesteestä käytännöllisesti katsoen kaikki sulfaatti-ionit kaliumrauta-jarosiittina regenerointi-puhdietusreaktiolla, ilmenee pilot plant kokeiden tuloksista, jotka on esitetty graafisesti kuviossa 8. Havaitaan, että sulfaatti-ionien määrä nesteessä hapetuksen jälkeen, kun natriumkloridia on läsnä ainoana lisättynä metallikloridisuolana, putoaa jyrkästi lähelle nollaa, kun kaliumkloridia lisätään järjestelmän prosessinesteeseen.The important finding mentioned earlier in this report that, to the extent that potassium ions (along with iron) are available in the process fluid, virtually all sulfate ions precipitate from the fluid as potassium iron jarosite by regeneration-purification reaction, is shown by the results of pilot plant experiments shown graphically in Figure 8. that the amount of sulfate ions in the liquid after oxidation, when sodium chloride is present as the only added metal chloride salt, drops sharply to near zero when potassium chloride is added to the process liquid of the system.

Kuparipitoisten materiaalien käsittelyyn tarkoitettu yksinkertaistettu perusprosessi, jossa hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheet on yhdistetty, ilmenee selvästi kuvion 1 kaaviosta ja tätä prosessia koskevat stökiömetriset 10 65808 moolitasapainon mukaiset kemialliset perusarvot on esitetty kuviossa 2, sovellettuna kuparikiisulle. Prosessin edullisen suoritusmuodon osalta viitataan kuitenkin kuvioon 3 sekä seuraavaan yksityiskohtaiseen selostukseen.A simplified basic process for the treatment of copper-containing materials, in which the oxidation and regeneration-purification steps are combined, is clear from the diagram of Figure 1, and the stoichiometric molar equilibrium chemical values for this process are shown in Figure 2, applied to copper ore. However, with respect to a preferred embodiment of the process, reference is made to Figure 3 and the following detailed description.

Käsiteltäessä kuparisulfidimalmirikasteita, jotka sisältävät pääasiassa kuparikiisua, lisätään tuore nalmirikaste pelkistysvaiheeseen 1, vaihe A, jodon 2 kautta, kuvio 3. Kun tässä yhteydessä käytetään termiä "tuore" tai "raaka", tarkoitetaan kuparipitoisia materiaaleja, jotka eivät ole aikaisemmin reagoineet prosessissa minkään aineen kanssa. Kuprikloridia, natriumkloridia ja kaliuraklori-dia syötetään pelkistysvaiheeseen 1, vaihe A, johdon 3 kautta. Ilatriumkloridi ja kaliumkloridi syötetään johtoon 3 johdon 3A kautta.In the case of copper sulphide ore concentrates containing mainly copper ore, fresh ore concentrate is added to reduction step 1, step A, via iodine 2, Figure 3. When the term "fresh" or "crude" is used herein, copper-containing materials have not previously reacted with any substance in the process. . Copper chloride, sodium chloride and potassium chloride are fed to reduction step 1, step A, via line 3. Sodium chloride and potassium chloride are fed to line 3 via line 3A.

Pelkistysvaiheessa 1, vaihe A, joka on oleellisesti ilmakehältä suljettu, liuoksessa oleva kuprikloridi pelkistyy pääasiallisesti kuprokloridiksi reaktiolla sulfidimalmirikasteen kanssa lähellä atmosfääristä kiehumislämpötilaa, noin o . ♦ . · . , 107 C. Osittain reagoinut sulfidimalminkaste samoinkuin liuos, joka sisältää jonkinverran reagoimatonta kuprikloridia, kuprokloridia, ferrokloridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia ohjataan johdon ^ kautta erotuslaitteeseen 5, missä kiintoaine erotetaan liuoksesta painovoimasedimentoinnilla.In reduction step 1, step A, which is substantially closed from the atmosphere, the copper chloride in solution is reduced mainly to cuprous chloride by reaction with a sulfide ore concentrate near atmospheric boiling point, about o. ♦. ·. , 107 C. The partially reacted sulfide ore dew as well as the solution containing some unreacted copper chloride, cupric chloride, ferric chloride, sodium chloride and potassium chloride are passed via a line to a separator 5, where the solid is separated from the solution by gravity sedimentation.

Erottimesta 5 tuleva liuos, joka sisältää kuprikloridia, kuprokloridia, ferrokloridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia, ohjataan sitten johdon 6 kautta pelkistysvaiheeseen 7, vaihe B, johon syötetään myös sementoitua kuparia johdon 3 kautta. Sementoitua kuparia käytetään oleellisesti kaiken jäljelläolevan kupriklo-ridin pelkistämiseksi kuprokloridiksi lähellä atmosfääristä kiehumislämötilaa, noin 107°C. Samanaikaisesti sementoitua kuparia liukenee kuprokloridiksi.The solution from the separator 5 containing copper chloride, cuprous chloride, ferric chloride, sodium chloride and potassium chloride is then passed via line 6 to reduction step 7, step B, to which cemented copper is also fed via line 3. Cemented copper is used to reduce substantially all of the remaining copper chloride to cuprous chloride near atmospheric boiling point, about 107 ° C. At the same time, the cemented copper dissolves into cuprous chloride.

Pelkistysvaiheen 7» vaihe U, liuos, joka sisältää kuprokloridia, ferroklo-ridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia, poistetaan johdon 9 kautta ja se menee sopivaan suodattimeen 12, esim. hiekkasuodattimeen, jossa poistetaan suspendoitu-neet kiintoaineet.In step 7 of reduction step 7, the solution containing cuprous chloride, ferric chloride, sodium chloride and potassium chloride is removed via line 9 and passed to a suitable filter 12, e.g. a sand filter, where suspended solids are removed.

Jos kalsium8ulfaattisuolaa kerääntyy prosessinesteeseen, voidaan sen määrä säätää hyväksyttävälle tasolle käyttämällä kiteytysvaihetta tämän yhdisteen poistamiseksi järjestelmästä. Suodatettu elektrolyysiliuos kulkee sitten johdon 13 kautta ja menee elektrolyysikennoihin Ik. Näissä kennoissa kuprokloridi elektrolysoi-daan ja kerrostetaan metallisena kuparina katodeille samalla kun kuprikloridia regeneroituu anodeilla. Metallinen kupari samoinkuin sen kanssa kerrostunut hopea poistetaan elektrolyysikennoista 1^ kohdassa 15·If the calcium sulphate salt accumulates in the process liquid, its amount can be adjusted to an acceptable level by using a crystallization step to remove this compound from the system. The filtered electrolysis solution then passes through line 13 and enters the electrolysis cells Ik. In these cells, copper chloride is electrolysed and deposited as metallic copper on the cathodes while copper chloride is regenerated by anodes. Metallic copper as well as silver deposited with it is removed from electrolytic cells 1 ^ at 15 ·

Elektrolyysikennojen liuos, joka sisältää ferrokloridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia sekä regeneroitunutta kuprikloridia, johdetaan sitten johdon 16 11 65808 kautta hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihee3eer. 19. Vaiheeseen 19 lisätään myös johdon 17 kautta kiintoainetta, jonka mukana tulee osittain reagoinutta malmirikastetta erotuslaitteesta 5. Reaktiolämpötila pidetään arvossa noin lU0°C ja paine arvossa noin U,2 kp/cm ja johdetaan johdon 18 kautta ilmaa tai happea vaiheeseen 19, missä ferrokloridi hapettuu ferrikloridiksi liuoksessa olevan kupri-kloridin toimiessa katalyyttinä. Samanaikaisesti ferrikloridi ja kuprikloridi reagoivat kiintoaineen kanssa siten, että oleellisesti kaikki kiintoaineen kupari liukenee. Prosessiliuokseen liuennut raudan ylimäärä, sulfaatti-ionit ja muut järjestelmässä läsnäolevat epäpuhtaudet saostuvat samalla emäksisenä rautaoksidina ja kaliumjarosiittina, Tämä yhdistetty vaihe suoritetaan edullisesti korotetussa lämpötilassa hapetukseen ja regenerointi-puhdistusreaktioihin tarvittavan ajan lyhentämiseksi. Arvelujen mukaan lämpötilassa, joka on rikin sulamispisteen yläpuolella mutta alapuolella lämpötilan, jossa rikin viskositeetti nopeasti kohoaa, se on lämpötila-alueella noin 115"159°C, ylikuumennettu vesiliuos poistaa rikin mineraalipinnoilta ja estää näin "sokeutumisen", joten mineraalipinta paljastuu ja pääsee kosketukseen hapettavan liuoksen kanssa. Sopivin lämpötila-alue on noin lU0-150°C. Esimerkiksi laboratoriokokeissa, jotka tehtiin noudattaen edelläkuvattua menettelyä lämpötilassa ll40°C ja paineessa 1+,2 kp/cm^ käyttäen happea, reaktioajan ollessa 60 minuuttia, saatiin 99,5 % kuparia liukenemaan kuparisulfidimalmirikasteesta, joka oli pääasiassa kuparikiieua ja jolla oli tyypillinen osaskokojakautuma.A solution of electrolytic cells containing ferric chloride, sodium chloride and potassium chloride, as well as regenerated copper chloride, is then passed through line 16 11 65808 to the oxidation and regeneration-purification step. 19. A solid is also added to step 19 via line 17 with the partially reacted ore concentrate from separator 5. The reaction temperature is maintained at about 10 ° C and the pressure at about U, 2 kp / cm and air or oxygen is passed through line 18 to step 19, where ferric chloride oxidizes to ferric chloride with copper chloride in solution acting as a catalyst. At the same time, ferric chloride and copper chloride react with the solid so that substantially all of the copper in the solid dissolves. Excess iron dissolved in the process solution, sulfate ions, and other impurities present in the system simultaneously precipitate as basic iron oxide and potassium jarosite. This combined step is preferably performed at elevated temperature to reduce the time required for oxidation and regeneration-purification reactions. It is estimated that at a temperature above but below the melting point of sulfur, where the viscosity of sulfur rapidly rises, is in the temperature range of about 115 "159 ° C, the superheated aqueous solution removes sulfur from mineral surfaces and thus prevents" blinding ", exposing the mineral surface and The most suitable temperature range is about 100 DEG-150 DEG C. For example, in laboratory experiments carried out according to the above procedure at 11 DEG-140 DEG C. and at a pressure of 1 +, 2 kp / cm <2> using oxygen for a reaction time of 60 minutes, 99.5% was obtained. copper to dissolve from the copper sulfide ore concentrate, which was predominantly copper flux and had a typical particle size distribution.

Jäähdyttämisen jälkeen alapuolelle atmosfäärisen kiehumislämpötilan äkkinäisen leimahtamisen estämiseksi, missä lämpötilassa alkuainerikki on kiinteässä muodossa, saatu liete, joka sisältää rikkiä, liukenematon jäännöstä, kaliumjarosiit-tisaostumaa, kuprikloridia, ferrikloridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia ohjataan johdon 20 kautta erotuslaitteeseen 21. Tässä laitteessa käytetään painovoi-masedimentointia erotettaessa liukenematon jäännös, rikki ja kaliumjarosiittisaos-tuma liuoksesta, joka sisältää kuprikloridia, ferrikloridia, natriumkloridia ja kaliumkloridia. Tämä liuos palautetaan sitten johdon 3 kautta pelkistysvaiheeseen 1, vaihe A. Kiintoaine poistetaan laitteesta 21 johdon 22 kautta pesusuodattimeen 23, missä oleellisesti kaikki jäljelläoleva prosessineste poistetaan. Suodatettu kiintoaine (rikki, liukenematon jäte ja kaliumjarosiittisaostuma) poistetaan kohdasta 2h ja talteenotettu neste lisätään johdossa 3 kulkevaan liuokseen johdon 25 kautta. Kiintoaine voidaan käsitellä edelleen tavanomaisin menetelmin ja poistaa alkuainerikki, kaliumjarosiittisaostuma sekä liukenemattomat jalometallit.After cooling below the atmospheric boiling temperature to prevent a sudden flash at which the elemental sulfur is in solid form, a slurry containing sulfur, insoluble residue, potassium jarosite precipitate, copper chloride, ferric chloride, sodium chloride is used. separating the insoluble residue, sulfur and potassium jarosite precipitate from a solution containing copper chloride, ferric chloride, sodium chloride and potassium chloride. This solution is then returned via line 3 to reduction step 1, step A. The solids are removed from the device 21 via line 22 to the wash filter 23, where substantially all of the remaining process liquid is removed. The filtered solid (sulfur, insoluble waste and potassium jarosite precipitate) is removed at 2h and the recovered liquid is added to the solution in line 3 via line 25. The solid can be further treated by conventional methods to remove elemental sulfur, potassium jarosite precipitate, and insoluble precious metals.

6580865808

On havaittu, että kun yhdistetty vaihe suoritetaan atmosfäärisessä kiehumia lämpötilassa, vaaditaan keskimäärin 10-12 tuntiin pidennetty reaktioaika halutun 99 /«:sen kuparin liukenemisen saavuttamiseksi osaskooltaan tavanomaisesta kuparikiisurikasteesta. Prosessin suorittaminen ilmakehän paineessa, mikä on laitteiston mekaanisen toiminnan kannalta edullista, voi sentähden tapahtua vain pidennetyn reaktioajan kustannuksella.It has been found that when the combined step is carried out at atmospheric boiling temperature, an extended reaction time of an average of 10 to 12 hours is required to achieve the desired dissolution of 99 .mu.l of copper from a conventional copper-pyrite concentrate. Carrying out the process at atmospheric pressure, which is advantageous for the mechanical operation of the equipment, can therefore only take place at the expense of an extended reaction time.

Säätämällä prosessinesteen kloridi-ionien varastoa voidaan reagoineen nesteen lopullisen rautapitoisuuden antaa lähetä arvoa nolla, jolloin prosessinesteen rautamäärä saadaan minimiin ja parannetaan elektrolyysivaiheesta saatavan kup&rituotteen laatua. On kuitenkin edullista jättää pieni rautamäärä reagoineeseen nesteeseen (ferrikloridina), jotta varmistutaan siitä, että kaikki reagoinut kupari on liuoksessa kuprikloridina.By adjusting the stock of chloride ions in the process liquid, the final iron content of the reacted liquid can be allowed to send a value of zero, thereby minimizing the amount of iron in the process liquid and improving the quality of the copper product obtained from the electrolysis step. However, it is preferable to leave a small amount of iron in the reacted liquid (as ferric chloride) to ensure that all the reacted copper is in solution as copper chloride.

Vaikkakin tämän keksinnön erästä suoritusmuotoa on kuvattu sovellettuna pääasiassa kuparikiisua olevan kuparisulfidimalmirikasteen käsittelyyn, on myös havaittu, että tällaisen sulfidimalmirikasteen seosta ei-sulfidisten materiaalien kanssa, kuten luontaisen kuparin ja kuparioksidien, -karbonaattien ja silikaattien kanssa, voidaan yhtä hyvin käsitellä tehokkaasti tämän keksinnön mukaisella menetelmällä. Koska oleellisesti kaikki kuparimalmit sisältävät kuparikiisua ja tällaisten malmien useimmat muut kuparipitoiset materiaalit liukenevat helpommin, on tämän keksinnön mukaisen prosessin erinomaisena etuna se, että mitä tahansa malmirikastetta tai kuparirikasteiden seoksia voidaan uuttaa kaupallisessa mittakaavassa.Although one embodiment of the present invention has been described as being applied primarily to the treatment of copper ore copper sulphide ore concentrate, it has also been found that a mixture of such sulphide ore concentrate with non-sulphide materials such as natural copper and copper oxides, carbonates and silicates can be treated efficiently by this process. Since substantially all copper ores contain copper ore and most other copper-containing materials of such ores dissolve more readily, an excellent advantage of the process of this invention is that any ore concentrate or copper concentrate mixtures can be extracted on a commercial scale.

Tämän keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa, joka on esitetty juoksu-kaaviona kuviossa U, on havaittu edulliseksi käyttää kaliumkloridia yksinomaan tai natriumkloridin kanssa sellaisessa prosessissa, jossa suoritetaan erikseen regenerointi-puhdistusvaihe ja hapetusvaihe. Lisäämällä kaliumkloridia saadaan prosessinesteeseen kaliumioneja ja sen kautta voidaan käytännöllisesti katsoen kaikki sulfaatti-ionit seostaa nesteestä kaliumjaxosiittina regenerointi-puhdistus-reaktiolia. Tällä on tärkeä merkitys, kun halutaan valvoa prosessilaitteiston hilseilyä.In another embodiment of the present invention, shown as a flow chart in Fig. U, it has been found advantageous to use potassium chloride alone or with sodium chloride in a process in which the regeneration-purification step and the oxidation step are performed separately. Addition of potassium chloride gives potassium ions to the process liquid and through it practically all sulphate ions can be doped from the liquid as potassium jaxosite regeneration-purification reaction. This is important when controlling the flaking of process equipment.

Saatettaessa hapetusvaiheen kuprikloridi reaktioon tuoreen kuparikiisun kanssa pelkistysvaiheessa, on havaittu, että saavutettavaa pelkistysastetta saattaa rajoittaa sekundäärinen reaktio ja tästä on seurauksena liuoksen kuparihäviöitä. Pidetään todennäköisenä, että tällöin saostuu muodoltaan stabiilia kuparisulfidia.When the copper chloride of the oxidation step is reacted with fresh copper ore in the reduction step, it has been found that the degree of reduction achievable may be limited by the secondary reaction and this results in copper losses in the solution. It is considered probable that a stable copper sulfide will then precipitate.

On edelleen havaittu, että reaktio on lämpötilaan nähden herkkä ja että rajoittamalla lämpötila atmosfääriseen kiehumiskohtaan, noin 107°C, tehdään mahdolliseksi 13 65808 kuprikloridin pelkistyminen ilman liuoksen kuparihäviöitä tai minimaalisin kupa-rihäviöin, noin 1» tunnin keskimääräisellä reaktioajalla. On sentähden ymmärrettävää, että pelkistysreaktion lämpötilan rajoittaminen saattaa rajoittaa reaktio-nopeutta siinä määrin, että reaktiota voidaan tällä tavoin käytännössä säätää.It has further been found that the reaction is temperature sensitive and that limiting the temperature to atmospheric boiling point, about 107 ° C, allows the reduction of 13 65808 copper chloride without copper losses in solution or with minimal copper losses, with an average reaction time of about 1 hour. It is therefore understood that limiting the temperature of the reduction reaction may limit the reaction rate to such an extent that the reaction can be practically controlled in this way.

Pelkistyksen ensimmäisen vaiheen kuprikloridin edelleen pelkistäminen voidaan suorittaa sopivilla pelkistysaineilla kuten rikkidioksidilla, natriumsul-fiitilla, metallisella raudalla sekä materiaaleilla, jotka sisältävät metallista kuparia, idikäli romukuparia tai sementoitua kuparia on taloudellisesti saatavana, on sen käyttö ilmeisen edullista sentähden, että tällaisen kuparin laatu paranee sen tullessa elektrolyyttikupariksi elektrolyysivaiheessa. Kuprikloridi voidaan todella pelkistää täydellisesti kuprokloridiksi käyttämällä jotain näistä pelkis-timistä.Further reduction of the copper chloride of the first stage of the reduction can be carried out with suitable reducing agents such as sulfur dioxide, sodium sulfite, metallic iron and materials containing metallic copper, idioc scrap copper or cemented copper is economically available, its use is obviously advantageous because the quality of such copper is improved. electrolytic copper in the electrolysis step. Copper chloride can actually be completely reduced to cuprous chloride using one of these reducing agents.

Pelkistyksen toisessa vaiheessa (myös nimitetty vaiheeksi 3) vaihtelee edullinen reaktiolämpötila käytetyn spesifisen pelkistimen mukaan. Käytettäessä esimerkiksi sementoitua kuparia tai metallista rautaa on havaittu sopivaksi lähellä atmosfääristä kiehumispistettä, noin 107°C, oleva lämpötila.In the second step of the reduction (also referred to as Step 3), the preferred reaction temperature varies depending on the specific reducing agent used. When using, for example, cemented copper or metallic iron, a temperature close to the atmospheric boiling point, about 107 ° C, has been found to be suitable.

Sekä hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheessa että pelkistysvaiheesea on havaittu edulliseksi suorittaa reaktio estämällä yhteys ilmakehään, jotta höyrys-tymishäviöt saadaan mahdollisimman pieniksi ja jotta pelkistysvaiheesea vältetään kuprokloridin hapettuminen kuprikloridiksi.In both the oxidation and regeneration purification step and the reduction step, it has been found advantageous to carry out the reaction by preventing contact with the atmosphere in order to minimize evaporation losses and to avoid oxidation of cuprous chloride to cupric chloride during the reduction step.

On havaittu edulliseksi säätää elektrolyysin lämpötilaa. Lämpötilan kohottaminen parantaa elektrolyytin sähkönjohtokykyä ja liuoksessa olevien suolojen liukoisuutta, mitkä kummatkin vaikutukset ovat edullisia. Tällöin kuitenkin myös kloorivetyhapon höyrynpaine elektrolyysissä kohoaa ja tämä on epäedullista. Laboratoriokokeet sekä pilot plant kokeet ovat osoittaneet, että elektrolyysiin sopiva lämpötila on noin 30 - 60°C, ja mieluiten käytetään lämpötilaa noin 55°C.It has been found advantageous to control the electrolysis temperature. Raising the temperature improves the electrical conductivity of the electrolyte and the solubility of the salts in solution, both effects being advantageous. In this case, however, the vapor pressure of hydrochloric acid in the electrolysis also increases, and this is disadvantageous. Laboratory experiments as well as pilot plant experiments have shown that a temperature suitable for electrolysis is about 30 to 60 ° C, and preferably a temperature of about 55 ° C is used.

On myös havaittu edulliseksi selkeyttää täysinäinen liuos ennen sen johtamista elektrolyysikennoihin. Tallatavoin saadaan poistetuksi kaikki liuokseen jääneet pienet osaset, jotka saattavat vaikuttaa haitallisesti metallisen kuparin laatuun, kun kupari laskeutuu elektrolyysikennojen katodeille. Tällainen selkeyttäminen voidaan suorittaa millä tahansa sopivalla laitteella kuten hiekkasuodat-timella.It has also been found advantageous to clarify the complete solution before introducing it into the electrolytic cells. The trace method removes any small particles left in the solution that may adversely affect the quality of the metallic copper as the copper settles on the cathodes of the electrolytic cells. Such clarification can be performed with any suitable device such as a sand filter.

Täysinäisen (syöttö-) liuoksen, joka sisältää kuprokloridia ja ferrokloridia, elektrolyysin seurauksena kupari-ionit siirtyvät katodille metalliseksi kupariksi ja samanaikaisesti kloridi-ionit siirtyvät anodille ja vapautuvat anolyyttiliuoksen läsnäollessa, ja tällöin liuoksen kuprokloridi hapettuu kuprikloridiksi. Silloin kun käytetään erillistä hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaihetta, on edullista säätää prosessi siten, että elektrolyyttisesti seostuvan kuparin määrä ei ole lit 65808 suurempi kuin noin puolet elektrolyysiin syötetyn täysinäisen liuoksen kuproku-parin määrästä.As a result of the electrolysis of a complete (feed) solution containing cuprous chloride and ferric chloride, the copper ions are transferred to the cathode as metallic copper and at the same time the chloride ions are transferred to the anode and released in the presence of the anolyte solution, oxidizing the cuprous chloride to copper chloride. When a separate oxidation and regeneration-purification step is used, it is preferable to adjust the process so that the amount of electrolytically alloyable copper is not more than about half the amount of the copper pair of the complete solution fed to the electrolysis.

Aikaisemmin on todettu, että käytettäessä yhdistettyä hapetusta ja regene-rointi-puhdistusta, on kuitenkin edullista syöttää pieni määrä ferrikloridia pelkistysvaiheeseen hapetusvaiheesta saadun kuprikloridin kanssa. Tässä tapauksessa tulee elektrolyysikennossa poistetun kuparin määrän olla yli puolet täysinäisen liuoksen kuparipitoisuudesta, ja ylittävän määrän tulee olla sama kuin määrä, jonka ferrikloridi on liuottanut pelkistysvaiheessa. Elektrolysoituun kuperiin nähden stökiömetrisesti ekvivalenttinen ferrikloridimäärä, joka on kolmannes pelkistys-vaiheessa ferrokloridiksi/Pelkistyneestä määrästä, hapettuu ferrikloridiksi kennon anodiooastossa.However, it has previously been found that when using combined oxidation and regeneration purification, it is preferable to feed a small amount of ferric chloride to the reduction step with copper chloride obtained from the oxidation step. In this case, the amount of copper removed in the electrolytic cell should be more than half the copper content of the complete solution, and the amount in excess should be the same as the amount dissolved by the ferric chloride in the reduction step. A stoichiometrically equivalent amount of ferric chloride relative to the electrolyzed convex, one-third of the amount reduced to ferric chloride / reduced in the reduction step, is oxidized to ferric chloride in the anode section of the cell.

Elektrolyyalkemioissa käytettävien diafragmojen toivottavia ominaisuuksia ovat oleellinen inerttisyys liuoksen suhteen ja mahdollisimman hyvä vastustuskyky liuoksen hydrauliseen virtaukseen nähden ja mahdollisimman pieni sähköinen vastus. Saatavana oleviin, nämä vaatimukset täyttäviin materiaaleihin kuuluvat teflon, polypyleeni, polyetyleeni, ja polyakryyli, kun näiden rakenne on sopiva, kuten nuopumainen, kudottu, neulamainen tai kaasulla laajennettu, ja kun nämä materiaalit on valmistettu siten, että niiden liuoksen läpäisykyky on rajoitettu samalla kun niiden sähkövastus on mahdollisimman pieni. Muita saatavana olevia materiaaleja ovat kalvot, joita käytetään poistettaessa vedeetä sähköisesti suoloja, kuten kloorisulfonoidut polyetyleenilevyt.Desirable properties of diaphragms used in electrolytic chemistry are substantial inertness to the solution and the best possible resistance to the hydraulic flow of the solution and the lowest possible electrical resistance. Available materials that meet these requirements include Teflon, polyethylene, polyethylene, and polyacrylic when suitably structured, such as popped, woven, needle-like, or gas-expanded, and when these materials are made so that their solution permeability is limited while the electrical resistance is as low as possible. Other materials available include films used to electrically remove salts from water, such as chlorosulfonated polyethylene sheets.

Liuospintojen keskinäiset korkeudet elektrolyysikennon katolyytti- ja ano-lyyttiosastossa säädetään patolaitteilla siten, että säilytetään hydraulinen gradientti katolyyttiosastosta anolyyttiosastoon, jotta estetään anolyyttiliuoksen virtaaminen diafragman läpi vastakkaiseen suuntaan katolyyttiosastoon. Anolyytti-liuos sisältää kuprikloridia. Jos tämän liuoksen annettaisi virrata takaisin katolyyttiosastoon, pyrkisi se liuottamaan kuparia takaisin katodeista, mikä huonontaisi sähkön tehokasta käyttöä.The relative heights of the solution surfaces in the catholyte and anolyte compartments of the electrolytic cell are adjusted by dam devices so as to maintain a hydraulic gradient from the catholyte compartment to the anolyte compartment to prevent the anolyte solution from flowing through the diaphragm in the opposite direction to the catholyte compartment. The anolyte solution contains copper chloride. If this solution were allowed to flow back into the catholyte compartment, it would tend to dissolve copper back from the cathodes, which would impair the efficient use of electricity.

Tämän keksinnön soveltamista ei rajoiteta mihinkään erityislaitteistoon. Tässä kuvatut prosessin vaiheet voidaan suorittaa panoksittaan tai jatkuvina missä tahansa sopivissa tavanomaisissa laitteistoissa, kuten esim. reaktoreissa, säiliöissä ja astioissa, jotka saattavat olla tavanomaiseen tapaan avoimia tai ilmakehältä suljettuja. Tässä kuvatut eri vaiheet voidaan lisäksi suorittaa yhdessä tai useammassa reaktorissa, astiassa tai säiliössä. Tämän keksinnön piiriin kuuluu edelleen osastoiksi erotettujen, jaettujen tai segmentoitujen laiteyksikkö-jen käyttäminen.The application of this invention is not limited to any particular apparatus. The process steps described herein may be performed in batches or continuously in any suitable conventional equipment, such as, for example, reactors, tanks, and vessels, which may be conventionally open or closed from the atmosphere. The various steps described herein may further be performed in one or more reactors, vessels or tanks. The present invention further encompasses the use of compartmentalized, divided, or segmented device units.

Claims (9)

15 6 5 80 815 6 5 80 8 1. Hydrometallurginen menetelmä metallisen kuparin valmistamiseksi, jossa kupari liuotetaan metalliklorideja, mm. kupari(Il)kloridia sisältävällä uutto-liuoksella, minkä jälkeen muodostunut kupari(i)kloridi elektrolysoidaan, jolloin menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (l) hapetusvaiheen, jossa kuparisulfidi-malmirikastetta sisältäviä materiaaleja hapetetaan liuoksessa, joka sisältää ferrikloridia ja kupari(Il)kloridia, kunnes näiden materiaalien sisältämästä kuparista olennainen osa on liuennut kupari(il)kloridina, (2) hapetusvaiheesta erillään olevan pelkistysvaiheen, jossa ainakin olennainen osa hapetusvaiheesta saadun liuoksen kupari(II)kloridista pelkistetään kupari(l)kloridiksi, (3) elektro-lyysivaiheen, jossa metallinen kupari otetaan talteen ja kupari(II)kloridi regeneroidaan elektrolysoimalla pelkistysvaiheesta saatu kupari(l)kloridiliuos, ja (U) regenerointipubdistusvaiheen, joka voi olla erillään hapetusvaiheesta tai yhdistetty siihen, mutta erillään pelkistys- ja elektrolyysivaiheista, jolloin regenerointi-pubdistusvaiheessa elektrolyysivaiheesta saadun ferrokloridiliuok-sen annetaan reagoida hapen kanssa regeneroidun kupari(ll)kloridin läsnäollessa, jolloin hapetusvaiheessa tarvittava ferrikloridi regeneroidaan ja rautaoksidi-yhdisteet, mm. ne, joissa on jarosiitin rauta/sulfaatti-suhteet, saostetaan hydro-lyysin avulla ylimääräisen raudan ja sulfaatti-ionien sekä muiden liuoksessa olevien epäpuhtauksien poistamiseksi, jolloin menetelmän kaikissa vaiheissa liuoksen kloridipitoisuutta säädellään lisäämällä metallikloridiyhdistettä, joka voi olla kaliumkloridi, magnesiumkloridi tai natriumkloridi tai näiden seos, tunnettu siitä, että menetelmävaihtoehdossa, jossa regenerointi-puhdistusvaihe on yhdistetty hapetusvaiheeseen, kloridi-ionien kokonaispitoisuus, jolloin lasketaan mukaan liuoksessa olevat reaktiiviset kloridi-ionit sekä liuokseen lisätystä metallikloridiyhdisteestä peräisin olevat kloridi-ionit, pidetään sellaisella tasolla, että pelkistysvaiheessa kupari(II)kloridi saadaan pelkistetyksi yli 75~#:isesti kupari(l)kloridiksi ja kuparin häviö liuoksesta mahdollisimman vähäiseksi, lisäämällä metallikloridiyhdistettä, joka voi olla kaliumkloridia, magnesiumkloridia, kaliumkloridin ja magnesiumkloridin seos tai minkä tahansa edellä mainitun yhdisteen ja natriumkloridin seos, jolloin liuoksen kloridi-ionien kokonaispitoisuus pidetään sellaisella tasolla, joka ylittää pitoisuuden, joka voidaan saavuttaa lisäämällä pelkästään natriumkloridia kyllästymispistee-seen saakka.A hydrometallurgical process for the production of metallic copper, wherein the copper is dissolved in metal chlorides, e.g. by an extraction solution containing copper (II) chloride, followed by electrolysis of the formed copper (i) chloride, the method comprising the steps of: (l) oxidizing a copper sulfide-ore concentrate-containing materials in a solution containing ferric chloride and copper (II) chloride; until a substantial portion of the copper contained in these materials is dissolved as copper (II) chloride, (2) a reduction step separate from the oxidation step, wherein at least a substantial portion of the copper (II) chloride of the solution obtained from the oxidation step is reduced to copper (I) chloride, (3) an electrolysis step the metallic copper is recovered and the copper (II) chloride is regenerated by electrolysis of the copper (I) chloride solution obtained from the reduction step, and (U) a regeneration bubbling step which may be separate from or combined with the oxidation step it is given react with oxygen in the presence of regenerated copper (II) chloride, whereby the ferric chloride required in the oxidation step is regenerated and iron oxide compounds, e.g. those with jarosite iron / sulphate ratios are precipitated by hydrolysis to remove excess iron and sulphate ions and other impurities in the solution, the chloride content of the solution being controlled at all stages of the process by the addition of a metal chloride compound which may be potassium chloride, magnesium chloride or sodium chloride , characterized in that in the process variant, in which the regeneration-purification step is combined with the oxidation step, the total chloride ion content, including reactive chloride ions in solution and chloride ions from the metal chloride compound added to the solution, is kept at a level such that copper in reduction step II) reduced to more than 75% copper (I) chloride and minimizing the loss of copper from solution by the addition of a metal chloride compound which may be potassium chloride, magnesium chloride, a mixture of potassium chloride and magnesium chloride, or any a mixture of the above compound and sodium chloride, wherein the total concentration of chloride ions in the solution is maintained at a level which exceeds the concentration which can be achieved by adding sodium chloride alone to the point of saturation. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloridi-ioniväkevyys prosessiliuoksessa pidetään lähellä prosessiliuoksen metal -likloridisuolojen sallimaa maksimiliukoisuutta.Process according to Claim 1, characterized in that the chloride ion concentration in the process solution is kept close to the maximum solubility permitted by the metal chloride salts of the process solution. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaliumkloridia on metallikloridilisäyksessä sellainen määrä, joka tarvitaan edul- 16 65808 lisesti käytännöllisesti katsoen kaikkien sulfaatti-ionien saostamiseen liuoksesta. k. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallikloridisuolana kaiiumkloridin kanssa käytetään natriumkloridia.Process according to Claim 2, characterized in that the potassium chloride is present in the metal chloride addition in an amount which is preferably required for the precipitation of practically all sulphate ions from solution. Process according to Claim 3, characterized in that sodium chloride is used as the metal chloride salt with potassium chloride. 5- Jonkin patenttivaatimuksen 1-U mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylimääräinen rauta seostetaan liuoksesta säätämällä käytettävissä olevien reaktiivisten kloridi-ionien määrää prosessiliuoksessa.Process according to one of Claims 1 to U, characterized in that the excess iron is doped from the solution by adjusting the amount of reactive chloride ions available in the process solution. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheiden yhdistelmästä saadun reagoineen liuoksen jäännösrautapitoisuutta rajoitetaan säätämällä käytettävissä olevien reaktiivisten kloridi-ionien määrää prosessiliuoksessa.Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the residual iron content of the reacted solution obtained from the combination of the oxidation and regeneration purification steps is limited by adjusting the amount of reactive chloride ions available in the process solution. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raudan poistaminen kloridiliuoksesta hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheiden yhdistelmässä on rajoitettu elektrolyysivaiheen vuoksi sellaiseksi, että rautaa jää liuokseen vain riittävästi rauta(III)kloridina varmistamaan, että kaikki kuparikloridi on lopullisesti reagoineessa liuoksessa kupari(II)kloridina.Process according to Claim 6, characterized in that the removal of iron from the chloride solution in the combination of the oxidation and regeneration purification steps is limited so that only sufficient iron remains in the solution as iron (III) chloride to ensure that all copper chloride is copper (II) in the finally reacted solution. ) chloride. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrolyysivaiheessa katodeille muodostuneen metallisen kuparin määrä pidetään ekvivalenttisena prosessiliuokseen liukenevan kuparimäärän kanssa, kupari(l)klo-ridin hapettuessa anolyytissä kuparitII)kloridiksi ja ferrokloridin hapettuessa anolyytissä ferrikloridiksi määränä, joka on ekvivalenttinen kolmanneksen jäljellä olevan hapetus- ja regenerointi-puhdistusvaiheiden yhdistelmässä lopullisesti reagoineen liuoksen ferrikloridimäärän kanssa.Process according to Claim 7, characterized in that the amount of metallic copper formed on the cathodes in the electrolysis step is kept equivalent to the amount of copper soluble in the process solution, copper (I) chloride oxidized in the anolyte to copper II) chloride and ferric chloride oxidized in the anolyte to ferric chloride. and a combination of regeneration and purification steps with the amount of ferric chloride in the final reacted solution. 9- Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydrometallurginen menetelmä metallisen kuparin valmistamiseksi kuparisulfidimalmirikasteesta, joka sisältää pääasiallisesti kuparikiisua, jossa menetelmässä on pelkistysvaihe, jossa msilmirikastetta syötetään ensin kuparitII)kloridia sisältävään kloridivesiliuokseen, jotta osa mainitun materiaalin sisältämästä kuparista liukenisi ja kuparitII)kloridi pelkistyisi käytännöllisesti katsoen täydellisesti kupari(I)kloridiksi, ja metallinen kupari otetaan talteen kuparin talteenottovaiheessa elektrolysoimalla elektro-lyysikennoissa pelkistysvaiheesta saatu liuennut kupari(I)kloridi metallisen kuparin valmistamiseksi katodiosastossa ja kuparit II)kloridin regeneroimiseksi anodiosastossa, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu regenerointi-puh-distusvaiheeseen yhdistetty hapetusvaihe, jolloin ei-toivottujen erottuneiden kiinteiden aineiden saostuminen laitteistoon saadaan vähenemään ja jossa kuparin talteenottovaiheesta saatu liuos saatetaan reagoimaan hapen kanssa ferrikloridia sisältävän liuoksen saamiseksi ja samalla pelkistysvaiheesta saadun reagoimattoman malmirikasteen hapettamiseksi, jotta käytännöllisesti katsoen kaikki mainitussa malmirikasteessa jäljellä oleva kupari liukenisi, jolloin saatu liuos sisältää 17 65808 kupari(II)kloridia ja erittäin pienen määrän ferrikloridia, määritettynä proses-siliuoksen sisältämän säädetyn käytettävissä olevan kloridipitoisuuden avulla, ja samalla hydrolyysin avulla seostetaan liuoksesta rautayhdisteet ja muut epäpuhtaudet, ja kupari(Il)kloridia ja hyvin pienen ferrikloridimäärän sisältävä kloridiliuos palautetaan pelkistysvaiheeseen. ie 6 5 8 0 8A hydrometallurgical process for producing metallic copper from a copper sulphide ore concentrate containing mainly copper ore according to claim 1, the process comprising a reduction step of first feeding the copper concentrate to an aqueous chloride-containing chloride solution to dissolve and ) to chloride, and the metallic copper is recovered in the copper recovery step by electrolysis in electrolytic cells of dissolved copper (I) chloride from the reduction step to produce metallic copper in the cathode compartment and copper II) to regenerate the chloride in the anode compartment. - the precipitation of the desired separated solids in the equipment is reduced and the solution obtained from the copper recovery step is reacted with oxygen to obtain a solution containing ferric chloride while oxidizing the unreacted ore concentrate from the reduction step to dissolve virtually all of the copper remaining in said ore concentrate, the resulting solution containing 17,680,808 copper (II) chloride and a very small amount of ferric chloride and, at the same time, by hydrolysis, iron compounds and other impurities are mixed from the solution, and the chloride solution containing copper (II) chloride and a very small amount of ferric chloride is returned to the reduction step. ie 6 5 8 0 8
FI750070A 1974-01-14 1975-01-13 HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR FI65808C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US433208A US3879272A (en) 1971-10-07 1974-01-14 Hydrometallurgical process for the production of copper
US43320874 1974-01-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI750070A FI750070A (en) 1975-07-15
FI65808B FI65808B (en) 1984-03-30
FI65808C true FI65808C (en) 1984-07-10

Family

ID=23719256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI750070A FI65808C (en) 1974-01-14 1975-01-13 HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR

Country Status (10)

Country Link
JP (1) JPS50103415A (en)
AU (1) AU475096B2 (en)
CA (1) CA1083524A (en)
DE (1) DE2501010A1 (en)
FI (1) FI65808C (en)
FR (1) FR2257697B1 (en)
GB (1) GB1488260A (en)
PH (1) PH12991A (en)
SE (1) SE7500200L (en)
ZA (1) ZA7586B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060182674A1 (en) 2005-02-02 2006-08-17 Javier Jara Reduction of copper content in the molybdenite concentrate

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785944A (en) * 1971-10-07 1974-01-15 Duval Corp Hydrometallurgical process for the production of copper
US3776826A (en) * 1972-07-19 1973-12-04 Du Pont Electrolytic recovery of metal values from ore concentrates

Also Published As

Publication number Publication date
SE7500200L (en) 1975-07-15
FI65808B (en) 1984-03-30
PH12991A (en) 1979-10-29
FR2257697B1 (en) 1978-06-23
GB1488260A (en) 1977-10-12
ZA7586B (en) 1976-01-28
AU475096B2 (en) 1976-08-12
JPS50103415A (en) 1975-08-15
CA1083524A (en) 1980-08-12
FR2257697A1 (en) 1975-08-08
AU7691374A (en) 1976-07-01
DE2501010A1 (en) 1975-07-17
FI750070A (en) 1975-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2138777C (en) Production of metals from minerals
FI116905B (en) Process for extracting nickel or cobalt values from a metal ore or concentrate
JP4999108B2 (en) Gold leaching method
JP4352823B2 (en) Method for refining copper raw materials containing copper sulfide minerals
FI104837B (en) Process for Hydrometallurgical Copper Production
US4337128A (en) Cupric and ferric chloride leach of metal sulphide-containing material
EA005630B1 (en) System and process for recovering copper from a copper-containing material
US3961028A (en) Method of producing cuprous sulfate and bisulfate solutions
JP4203076B2 (en) Method for producing cadmium
US4159232A (en) Electro-hydrometallurgical process for the extraction of base metals and iron
FI61049C (en) FOERFARANDE FOER UTVINNING AV KOPPAR FRAON KOPPAR- OCH JAERNHALTIG MALM ELLER SLIG
JPH02197533A (en) Separation of valuable metal
US4190508A (en) Process for removing chalcophile elements from aqueous solutions by electrolysis
US4632738A (en) Hydrometallurgical copper process
FI65808C (en) HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR
US3937657A (en) Electrowinning of copper
US6159356A (en) Process for the production of high purity copper metal from primary or secondary sulphides
JPS62500388A (en) Production of zinc from ores and concentrates
AU734584B2 (en) Production of electrolytic copper from dilute solutions contaminated by other metals
US20100012502A1 (en) Process for recovery of metal-containing values from minerals and ores
JP2003277067A (en) Method for manufacturing nickel sulfide with excellent oxidation resistance
AU2021258686B2 (en) Equipment and method for inducing leaching copper, and method for producing electrolytic copper using said equipment and method
JPH04301043A (en) Separation of valuable metal
JPH10140258A (en) Removing method of impurity from chlorine leaching liquid of nickel
JP2024145680A (en) Method for removing silver from nickel chloride solution

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: DUVAL CORPORATION