FI74301B - Foerfarande foer utvinning av metaller fraon en uppslamning innehaollande dessa i loest form. - Google Patents

Description

1 74301

Menetelmä metallien talteenottamiseksi lietteestä, joka sisältää näitä liuenneessa muodossa Tämä keksintö koskee metallien talteenottamista liet-5 teestä, joka sisältää tällaisia metalleja liuenneessa muodossa.

Vuoriteollisuudessa louhittu malmi tavallisesti murskataan ja jauhetaan ja tämän jälkeen uutetaan sopivan kemiallisen reagenssin avulla malmissa olevien kiinnostavien 10 arvokkaiden metallien liuottamiseksi, jolloin saatua tuotetta kutsutaan lietteeksi. Tällainen liete voi sisältää noin 1-60 painoprosenttiin kiintoainetta, mutta tyypillisesti sisältää 30-50 painoprosenttia kiintoainetta. Tällaiset lietteet tavallisesti alistetaan neste-kiintoaine-ero-15 tusvaiheeseen ennen arvokkaiden metallien talteenottoa selkeytetystä tai osittain selkeytetystä liuoksesta. Tyypillisesti tällainen neste-kiintoaine-erotusvaihe voi muodostua sakeutuksesta, jota seuraa suodatus. Syklonointia, sentri-fugointia ja vastavirtadekantointia voidaan myös käyttää 20 tällaisessa neste-kiintoaine-erotusvaiheessa.

Aikaisemmat metallurgiset tavat käsitellä tätä selkeytettyä tai osittain selkeytettyä liuosta, joka on tuloksena neste-kiintoaine-erotusvaiheesta, kuten edellä on kuvattu, ovat mitä moninaisimpia. Esimerkiksi ioninvaihtohart-25 sien ja liuotinten, absorbenttien, kuten esimerkiksi aktiivihiilen, käyttö yhdessä metallien kemiallisen saostamisen ja elektrolyysin avulla suoritetun erottamisen kanssa, ovat tavanomaisia tekniikkoja, jotka tunnetaan metallien talteenotossa.

30 Lietettä voidaan myös käsitellä ioninvaihtohartseilla tai adsorbenteilla, kuten aktiivihiilellä esimerkiksi niin-sanotussa "in-pulp"-prosesseissa, joissa valmistelevaa nes-te-kiintoaine-erotusta ei toteuteta. Yksi menestyksellisim-mistä menetelmistä, joita tällä hetkellä käytetään, on 35 carbon-in-pulp-prosessi kullan ja hopean talteenottamiseksi. Tämä menetelmä käsittää lietteen yhdistämisen rakeisen 2 74301 aktiivihiilen kanssa. Kulta ja muut arvometallit adsorboituvat aktiivihiilen pinnalle, josta ne voidaan saada talteen monilla tunnetuilla menettelytavoilla. Tämä menetelmä toteutetaan yleensä saattamalla uutettu liete yhteyteen 5 aktiivihiilen kanssa vastavirtaperiaatteella, joka käsittää sarjan kosketusvaiheita. Jokaisessa vaiheessa aktiivihiiltä sekoitetaan uutetussa lietteessä sopivassa astiassa. Keskimääräiset lietteen viipymisajat prosessissa ovat yleensä alueella neljästä kahdeksan tuntiin kun taas keskimäärälle) set hiilen viipymisajat voivat olla kymmenestä kolmeenkymmeneen päivään. Prosessissa on tavallista hiilen vaiheiden välinen korkeasekoittumisen aste johtuen menetelmästä, joita käytetään hiilen kuljettamisessa vaiheesta toiseen.

Tällä hiilen sekoittumisella on haitallinen vaikutus pro-15 sessin metallurgiseen tehokkuuteen.

Vaikka "carbon-in-pulp"-menetelmässä saadaan erinomaisia kullan ja hopean saantoja, tarvitaan suuria kontak-tiastioita ja paljon energiaa. Suuria kontaktiastioita tarvitaan, koska alhaisia hiilen pitoisuuksia, jotta minimoi-20 täisiin mekaaniset ongelmat, esimerkiksi hiilen vaiheiden välinen seulonta ja rikkoutuminen. Koska hiilen pitoisuus vaikuttaa kriittisesti kullan ja hopean adsorptioon, suhteellisen alhaiset hiilen ja lietteen liikkumisnopeudet ovat tavallisia prosessille. Tällaiset alhaiset liikkumis-25 nopeudet johtavat alhaisiin kultakuormituksiin sen hiilen pinnalla, joka menee edelleen eluointipiiriin, sekä arvo-metallin korkea sulkeutumisaste adsorptiopiirissä. Tämä arvokkaiden metallien sulkeutuminen carbon-in-pulp-piirissä voi muodostaa pääasiallisen välillisen käyttökustannuksen 30 johtuen sisältyvien metallien arvosta. Vaiheiden välinen hiilen seulominen prosessin jokaisessa kontaktivaiheessa voi myös olla pääasiallinen mekaaninen ongelma erityisesti suurissa laitoksissa, joissa suhteelliset seula-alat ovat rajoitettuja johtuen kontaktiastioiden suuresta koosta.

35 Tämän keksinnön ansiosta on saatu aikaan menetelmä arvokkaiden metallien talteenottamiseski lietteestä, joka 3 74301 sisältää tällaisia arvokkaita metalleja liuenneessa muodossa. Keksinnölle on tunnusomaista, että se käsittää seuraa-vat vaiheet: a) muodostetaan kerros, joka käsittää satunnaisen 5 massan sellaissen materiaalin osasia, joka pystyy poistamaan metallit kolonnissa, jossa on syöttöpää ja poistopää; b) lietevirtaus johdetaan kolonnin lävitse syöttöpääs-tä poistopäähän siten, että osaset kerroksessa ovat suspen-dotuneena oleellisesti stationaarisessa, ei-fluidisoitunees- 10 sa tilassa kolonnin syöttöpään ja poistopään välillä; c) lietevirtaus kolonnin lävitse pysäytetään jaksottaisesti, jolloin kerroksen osaset kulkeutuvat kolonnin syöttöpäätä kohden samalla kun ne pysyvät oleellisesti stationaarisessa, ei-fluidisoituneessa tilassa; ja 15 d) osasia poistetaan jaksottaisesti kolonnista ker roksen tietystä vyöhykkeestä.

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin .

Alussa kerroksen osaset ovat levossa. Heti kun liete-20 virta alkaa olla kulkenut patjan läpi, osaset liikkuvat kohti kolonnin poistopäätä ja tulevat suspendoiduiksi oleellisesti stationaariseen ei-fluidisoituun tilaan kolonnin syöttöpään ja poistopään välissä. Kun lietevirta kulkee kerroksen läpi, osaset sieppaavat lietteessä olevat arvok-25 kaat metallit, ja kerrokseen syntyy pitoisuus- tai kuormi-tusgradientti, syöttöpäätä lähinnä olevien osasten arvome-tallikuormien ollessa korkeampia kuin poistopään lähellä olevien osasten. On tärkeää ylläpitää kerroksessa tätä pi-toisuusgradienttia niin, että jaksoittaisesti voidaan pois-30 taa kerroksesta ne osaset, joilla on korkeimmat arvometal-likuormat, ja korvata tuoreilla osasilla. Tämä saavutetaan varmistamalla, että osaset joilla on korkeimmat arvometalli-kuormat, ja korvata tuoreilla osasilla. Tämä saavutetaan varmistamalla, että osaset suspendoidaan oleellisen statio-35 naariseen ei-fluidisoituun tilaan niin, että osaset eivät sekoitu kerroksessa.

4 74301 4

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä kolonni on edullisesti ylöspäin kalteva, syöttöpään ollessa poisto-pään alapuolella, ja edullisemmin, kolonni on oleellisesti pystysuora. Tässä tapauksessa lietevirta lasketaan kerrok-5 sen läpi nousuvirtaperiaatteella. Osasten muodostama kerros voidaan sulkea kolonnin sisälle sopivien seulojen avulla, jotka sallivat lietteen virtauksen niiden läpi, mutta jotka estävät osasten kulun niiden läpi. Kun liete virtaa patjan läpi ylöspäin, lietteen virtausnopeus ja viskosi-10 teetti ovat tavallisesti riittävät nostamaan ja suspendoi-maan kerroksen osaset oleellisen stationaariseen ei-flui-disoituun tilaan.

Kerroksesta jaksottaisesti poistetut osaset korvataan samanlaisella tilavuudella tuoreita osasia, jotka tuodaan 15 kolonniin poistopäästä.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan useihin kerroksiin, joista jokainen kerros on erillinen, tai jossa kerrokset muodostavat osan jatkuvaa kerrosta. Tavallisessa toiminnassa lietteen kulku systeemin läpi tapahtuu vasta-20 virtaan kerroksen muodostavan materiaalin osasten liikkeeseen nähden, metallurgisen tehokkuuden maksimoimiseksi. Kerroksen osasten liike tällaisessa toiminnassa voidaan toteuttaa joko jatkuvasti tai jaksoittaisesti.

Materiaali, joka pystyy poistamaan arvokkaat metal-25 lit lietteestä, voi olla sopiva ioninvaihtohartsi, sopiva kelaatinmuodostushartsi, tai adsobentti kuten aktiivihiili.

Arvokkaiden metallien adsorptionopeuden liuoksesta täytyy olla sellainen, että osasten kokonaismäärä ja arvokkaiden metallien muodostama kuorma osasten pinnalla ovat 30 hyväksyttävissä rajoissa. Tavallisesti tämä merkitsee suhteellisen pienten osasten käyttöä, joilla on suhteellisen suuri pinta-ala yksikkötilavuutta kohti.

Lisäksi materiaalin osasten täytyy olla kooltaan ja muodoltaan sellaisia, että ne sallivat lietteen kulun osas-35 ten muodostaman kerroksen läpi. Osaset voivat olla muodoltaan pitkänomaisia ja voivat olla kompakteja tai niissä voi 5 74301 olla pitkänomainen reikä, joka ulottuu osittain tai kokonaan niiden läpi. Esimerkiksi, kun materiaali on aktiivi-hiiltä, osaset voivat käsittää suulakepuristamalla valmistettuja sauvoja, joilla on oleellisen pyöreä poikkileik-5 kaus halkaisijan ollessa 2-5 mm. Kuitenkin osasten muut muodot ja koot ovat myös sopivia keksinnön mukaisessa menetelmässä, esimerkiksi epäsäännöllisen muotoiset kappaleet, joiden maksimidimensio on 2-20 mm.

Oleellista keksinnön mukaiselle menetelmälle on, että 10 arvokkaat metallit otetaan talteen lietteestä eikä selkeytetystä liuoksesta. Lietteellä, joka voidaan muodostaa uuttamalla murskattua ja jauhettua malmia sopivalla kemiallisella reagenssilla, on tavallisesti kiintoainepitoisuus 10-60 painoprosenttia, tyypillisemmin 30-50 painoprosenttia. Tällai-15 sissa lietteissä olevat kiintoaineet ovat tavallisesti hie-norakeisessa muodossa, esimerkiksi siten, että tyypillinen raekoko on vähemmän kuin 300 yum.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on erityistä käyttöä kullan ja hopean talteenotossa lietteestä, joka sisäl-20 tää tällaisia arvokkaita metalleja liuenneessa muodossa.

Tässä tapauksessa on edullista käyttää kerroksessa aktiivi-hiilen osasia.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksinnön mukaista menetelmää.

25 Esimerkki 1 Tämä esimerkki valaisee President Steyn Gold Mine'in kultalaitoksesta saadun jätelietteen käsittelyä keksinnön mukaisesti.

Liete, joka oli tuloksena tavanomaisesta kullanuutto-30 operaatiosta, sisälsi noin 48 painoprosenttia kiintoainetta. Noin 80 prosenttia kiintoaineesta oli raekooltaan vähemmän kuin 74 ;um. Koska lietteessä oli läsnä huomattava määrä puun kuitua, tämä seulottiin pois käyttämällä 425 pi täry-seulaa ennen käyttöä. Liete pantiin sopivalla sekoittajalla 35 varustettuun 200 litran astiaan, josta se kierrätettiin pystysuoraan kolonnin läpi. Kolonni oli 2 metriä pitkä ja 6 74301 sen sisäläpimitta oli 200 nun. Kiilamainen lankasihti, jossa oli 2 mm:n rakoaukko, asetettiin kolonnin yläpäähän kerroksen sulkemiseksi kolonniin. Noin 30 kg poltetusta kookospähkinän kuoresta saatua aktiivihiiltä, joak oli etu-5 käteen seulottu kokoon 3-15 mm, laitettiin kolonniin, jättämällä noin 15 mm:n vapaalaitasyvyys. Liete kierrätettiin kolonnin läpi virtausnopeudella 15-20 litraa minuutissa. Manometripaineen aleneminen kolonnin poikki tämän operaation aikana oli 80-90 kPa. Viisi tuntia kestäneen jatkuvan 10 toiminnan jälkeen kolonni ei ollut tukkeutunut karkealla kiintoaineella.

Esimerkki 2 Tämä esimerkki valaisee sellaisen kultalaitoksen jä-telietteen käsittelyä, keksinnön mukaisesti joka oli saman-15 lainen kuin esimerkissä 1 käytetty.

Samaa kolonnia, jota oli käytetty esimerkissä 1, käytettiin uudelleen, mutta kolonni sisälsi noin 30 kg suu-lakepuristettua aktiivihiiltä. Suulakepursitettu aktiivihiili oli muodoltaan putkimaista ja sen halkaisija oli 3 mm 20 raekokojen vaihdellessa 5:stä 15:een mm. Uutettu liete pantiin sopivalla sekoittimella varustettuun 200 litraan astiaan, josta se kierrätettiin kolonnin läpi virtausnopeudella 30 litraa minuutissa. Manometripaineen aleneminen kolonnin poikki tämän operaation aikana oli 80 kPa. Kolonni 25 ei tukkeutunut karkealla kiintoaineella useita päiviä kestäneen jatkuvan toiminnan jälkeen.

Esimerkki 3 Tämä esimerkki valaisee kullan saantoa, joka on saavutettavissa käyttämällä keksinnön mukaista menetelmää.

30 Uutettu liete, joka sisälsi kultaa liuoksessa 6-11 mg per litra, otettiin Vaal Reefs Esploration and Mining Company'n (South Dividion) olemassa olevasta kultalaitoksen piiristä ja pumpattiin nousuvirtaperiaatteella kolonniin, joka sisälsi aktiivihiiltä. Liete, joka oli tuloksena tavan-35 omaisesta kullan uuttamisesta syanidia käyttäen, sisälsi noin 40-50 painoprosenttia kiintoainetta keskimääräisen 7 74301 raekokoanalyysin ollessa seuraavanlainen: 2,5 % + 150 ^im; 26,4 % + 74 /ura ja 71,1 % - 74 μια. Uutettu liete sisälsi myös noin 200 mg per litra syanidia NaCN:na, ja sen pH oli alueella 10-11,5. Lietteessä oli läsnä myös huomattava mää-5 rä puun kuitua ja tämä seulottiin pois käyttämällä 425 yum täryseulaa ennen käyttöä. Kolonni oli 10 m pitkä ja sen sisäläpimitta oli 185 mm. Kiilamainen lankasihti, jossa oli 2 mm:n rakoaukko, asetettiin kolonnin yläpäähän aktiivihiilen sulkemiseksi kolonniin. Noin 150 kg suulakepuristettua 10 tai muovattua aktiivihiiltä, joka oli halkaisijaltaan 3 mm, pantiin kolonniin jättäen noin 300 mm:n suuruinen vapaa laitasyvyys. Liete pumpattiin kolonniin virtausnopeudella 15 litraa minuutissa, mikä vastaisi suuruudeltaan 0,56 m per minuutti olevaa pinnan virtausnopeutta kolonnissa. Hii-15 Ien vastavirtaliike kolonnissa toteutettiin kahdeksan tunnin työvuoron pohjalta. Kuormitettu hiili poistettiin kolonnin pohjasta samalla kun samanlainen tilavuus puhdasta hiiltä lisättiin kolonnin yläpäähän. Normaalin kolonniope-raation aikana viivapaine kolonniin oli keskimäärin 300-500 20 kPa (manometripaine). Hiilen vastavirtaliikkeellä, kuten edellä on kuvattu, oli erittäin hyödyllinen vaikutus vähennettäessä viivapainetta kolonniin.

Kolonnia käytettiin kuvatulla tavalla 32 päivän pituisen jakson, joka käsitti ajan, jossa hiilen liike alkoi 25 olla 97 %. Tämän ajan kuluessa oli lietteessä olevan liukenevan kullan saanto keskimäärin 99 % kolonniin tulevan liukenevan syötön sisältäessä kultaa keskimäärin 9,6 mg per litra. Kun hiiltä liikutettiin nopeudella, joka vastasi tilavuudeltaan 1/3 m kerrossyvyyttä per 8 tunnin työvuoro, 30 kolonnista peräisin oleva kuormitettu hiili sisälsi 10-11 kg kultaa per tonni hiiltä. Kun hiiltä liikutettiin kaksinkertaisella nopeudella, kuormitettu hiili sisälsi noin 5 kg kultaa per tonnin hiiltä.

Esimerkki 4 35 Jäteliete, joka sisälsi kultaa liuoksessa 0,1-0,4 mg per litra otettiin Vaal Reefs Exploration and Mining Cornpa- 8 74301 ny'n (South Division) olemassa olevasta kultalaitoksen piiristä ja pumpattiin kolonniin kuten esimerkissä 3 on kuvattu.

Ensimmäisessä kokeessa, joka kesti 9 päivää ja jossa 5 käytettiin 10 m pitkää kolonnia, liuoksessa oleva kulta väheni arvoon 0,001 mg per litra. Toisessa kokeessa, joka kesti 15 päivää ja jossa kolonni lyhennettiin 5 metriin, liuoksessa oleva kulta väheni arvoon 0,005 mg per litra. Vastaavat kullan saannot olivat 99 % ja 95 %. Lietteen olo-10 suhteet näissä molemmissa kokeissa olivat samanlaiset kuin esimerkissä 3 kuvatut. Normaalin toiminnan aikana 5 metrin kolonnissa viivapaine kolonniin oli keskimäärin 100-200 kPa (manometripaine). Molemmissa kokeissa hiilen liikeno-peus pidettiin arvossa 1/3 m peri 8 tunnin työvuoro. Pois-15 tettu hiili oli kuormitettu 150-200 grammalla kultaa per tonni hiiltä. Hiilen liikenopeuden vähentäminen johtaisi korkeampiin kultakuormiin hiilen pinnalla.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on useita etuja. Ensiksi, käyttämällä keksinnön mukaista menetelmää ovat 20 paljon alemmat lietteen viipymäajat kolonnissa saavutettavissa verrattuna carbon-in-pulp-menetelmään. Esimerkiksi, keksinnön mukaisessa menetelmässä lietteen viipymäajat ovat minuuttien luokkaa verrattuna useamman tunnin viipymäaikoi-hin tavanomaisessa carbon-pulp-menetelmässä. Toiseksi, on 25 mahdollista saavuttaa korkeampia arvometallikuormia metallia sieppaavien osasten pinnalla.

Claims (11)

1. Menetelmä metallien talteenottamiseksi niitä liuon-neina sisältävästä lietteestä, tunnettu siitä, että 5 se käsittää seuraavat vaiheet: a) muodostetaan kerros, joka käsittää satunnaisen massan sellaisen materiaalin osasia, joka pystyy poistamaan metallit kolonnissa, jossa on syöttöpää ja poistopää; b) lietevirtaus johdetaan kolonnin lävitse syöttö- 10 päästä poistopäähän siten, että osaset kerroksessa ovat sus-pendoituneena oleellisesti stationaarisessa, ei-fluidisoi-tuneessa tilassa kolonnin syöttöpään ja poistopään välillä; c) lietevirtaus kolonnin lävitse pysäytetään jaksottaisesti, jolloin kerroksen osaset kulkeutuvat kolonnin 15 syöttöpäätä kohden samalla kun ne pysyvät oleellisesti stationaarisessa, ei-fluidisoituneessa tilassa; ja d) osasia poistetaan jaksottaisesti kolonnista kerroksen tietystä vyöhykkeestä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 20. e t t u siitä, että kolonni on ylöspäin kalteva ja että syöttöpää on poistopään alapuolella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kolonni on oleellisesti pystysuora.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että kerroksesta poistetaan osaset, jotka ovat kolonnin syöttöpäätä lähinnä olevassa kerros-vyöhykkeessä.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerroksesta poistetut osaset 30 korvataan yhtä suurella tilavuudella osasia, jotka johdetaan kolonniin sen poistopäästä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaali, joka pystyy poistamaan metalleja lietteestä, käsittää ioninvaihtohart- 35 siä tai kelaatinmuodostushartsia. 10 74301

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaali, joka pystyy poistamaan metalleja lietteestä, käsittää aktiivihiiltä.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen me-5 netelmä, tunnettu siitä, että osaset ovat muodoltaan pitkänomaisia.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteen kiintoaine-pitoisuus on 10-60 paino-%.

9 74301

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että lietteen kiintoainepitoisuus on 30-50 paino-%.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että otetaan talteen 15 kultaa ja hopeaa niitä liuenneina sisältävästä lietteestä. 11 74301