HU220835B1 - Process and apparatus for producing metals from minerals - Google Patents

Description

A találmány fémek ércekből történő előállítására, különösen közönséges és nemesfémek ércekből és dúsított ércekből történő előállítására vonatkozik, beleértve a réz előállítását. A találmányt az alábbiakban kéntartalmú ércek kezelésén mutatjuk be, de ez nem jelenti azt, hogy a találmányt erre az alkalmazásra korlátoznánk. A leírásban használt „érc” vagy „ércek” kifejezés alatt bármely fémtartalmú összetételt - például érceket, koncentrátumokat, részben finomított fémvegyületeket, fém-oxidokat és -szulfidokat, fémporokat, stb. - értünk.

Ismeretesek egy vagy két, különös érdeklődésre számító fémet tartalmazó ércek kezelésére vonatkozó eljárások, amelyeknek a során a fém(ek)et eltávolítják. Bonyolult összetételű ércek feldolgozása esetén ezek az eljárások igen költségesek és bonyolultak. Továbbá komplex elegyekből vagy sokféle szennyezőt tartalmazó keverékekből igen nehéz nagy tisztaságú terméket előállítani.

Ma (és a jövőben) a fő problémát az érc feldolgozása során kitermelt fém mellett képződő hulladék és melléktermék eltávolítása jelenti. A kéntartalmú érceknél ez a probléma még fokozottabb a jellemző kéntartalmú melléktermék - kén-dioxid-gáz vagy kénsav - keletkezése miatt. A keletkező kén-dioxid légkörbe bocsátása hatalmas problémát okozhat (beleértve a savas esőt), általában a kén-dioxidot úgy regenerálták, hogy kénsavat állítottak elő belőle. Azonban a kénsav annyira erős sav, hogy sok gyártónak ténylegesen költséges módon kell eltávolítania a helyszínről.

Az ércek feldolgozása során keletkező nagy mennyiségű hulladék és melléktermék, különösen a melléktermékként keletkező kén-dioxid/kénsav által okozott problémák miatt kísérleteket tettek olyan eljárások kidolgozására, amelyekben a melléktermék eltávolítása és/vagy regenerálása egyszerűbb.

A Cyprus Metallurgical Process Corporation US 3.673.061 számú szabadalmi leírása réz-szulfidok galvánelem anódiszapjában végzett oxidációját írja le, a réz-szulfid bontásához legalább 0,0011 A/cm² (12 amper/négyzetláb) anódáram-sűrűséget alkalmazva. Sok ércben a vas jelenléte alacsony réz anódáram hatásfokot eredményez ebben az eljárásban a vas oxidációja által felhasznált energia következtében. Az eljárásban a vas elektrolitikus előállítása igen drága, és ez az eljárást mind a hatásfok, mind az összköltség szempontjából gazdaságtalanná teszi.

A Duval Corporation AU 46913/72 számú szabadalmi leírása réz-szulfid ércből vas-klorid és réz-klorid kilúgozással történő kivonási eljárását írja le. Az eljárás meglehetősen bonyolult és körülbelül 140 °C hőmérsékleten, 355 kPa nyomású tiszta oxigén alkalmazásával megy végbe.

A Dextec Metallurgical Pty Ltd. US 4.061.552 számú szabadalmi leírása szerint oly módon kerülik el a viszonylag magas hőmérséklet és nyomás alkalmazásának a hátrányait, hogy a réz-szulfídot az elektrolizáló cella anódkamrájában elektrolizálják és levegő egyidejű beadagolásával a vasat kicsapják. Azonban a Dexteceljárással nehéz tiszta terméket előállítani.

Másik létező eljárás a Cuprex-eljárás. A Cuprex-eljárás lépései a rézkoncentrátum kilúgozása vas(III)-klorid-oldattal, a vas(III)-klorid-oldat oldószeres extrakciója, tisztítás, illő részek kiűzése, majd a réz előállítása elektrolízissel. A Cuprex-eljárás költséges eljárás, névleges teljesítményszükséglete, tőkeigénye és gyártási költsége magas, és összességében kivitelezése bonyolult. Továbbá az olyan termékeket, mint például az arany, más eljárásokkal, amelyek nemkívánatos mellékhatásokat okoznak, el kell távolítani.

Előnyös lenne, ha legalább a jelen találmány előnyös kiviteli alakjai javítanák az ismert eljárások hibáit, vagy legalábbis az ismert eljárások tényleges alternatíváját jelentenék.

A találmány először eljárást nyújt egy vagy két fém érceikből történő előállítására, ahol az ércet olyan kioldási folyamatnak vetjük alá, amely egy magas oxidációs potenciálú („hop” zóna) és egy alacsony oxidációs potenciálú („lop” zóna) zónából áll, és egy savas pH-jú elektrolitot vezetünk a „hop” zónából a „lop” zónába és amely eljárás az alábbi lépésekből áll:

(i) az ércet a „lop” zónába tápláljuk, hogy érintkezésbe hozzuk az elektrolittal, aminek következtében az ércből néhány vagy az összes fém kioldódik, ahol néhány vagy az összes kioldott fém alacsony oxidációs vegyérték állapotban van;

(ii) a „lop” zónát elhagyó elektrolitot elektrolizáló eljárásban elektrolizáljuk, hogy egy vagy több fémet kapjunk és az elektrolizáló eljárást elhagyó elektrolit oxidációs potenciálját megnöveljük;

(iii) a megnövelt oxidációs potenciálú elektrolitot visszavezetjük a kioldó eljárás „hop” zónájába; és (iv) az elektrolit oxidációs potenciálját, miközben az elektrolitot a „hop” zónából a „lop” zónába vezetjük, az elektrolízis előtti szintre csökkentjük, azzal jellemezve, hogy a „hop” zónába betáplált elektrolit két vagy több, eltérő halogénatomot tartalmazó halogenidet tartalmaz, és az elektrolit oxidációs potenciáljának a növelését az elektrolitnak a „hop” zónába történő visszavezetése előtt úgy végezzük, hogy az elektrolitban anódosan egy- vagy többféle halogenidet (halogenidfajtát) képezünk, amelyek egy olyan polihalogenidet alakítanak ki, amely két vagy több, eltérő halogénatomokat tartalmazó halogenidből jött létre.

A halogenid az érc „hop” zónán történő átvezetése során további fémet vagy fémeket oldhat ki az ércből.

Az elektrolizáló és kioldó folyamat különválasztása segítségével a találmány szerinti eljárás az alábbiakban részletezett számos előnyös lépés megvalósítását teszi lehetővé.

Előnyös, ha az elektrolit oxidációs potenciálját oly módon csökkentjük, hogy az elektrolitot a „hop” zónából a „lop” zónába való átvezetés során ellenáramban érintkeztetjük az oxidálható anyaggal. Az oxidálható anyag előnyösen az érc, és az elektrolitot folyamatos érintkezésben tartjuk az érccel, amint az a „lop” zónából a „hop” zónába halad, hogy lényegében kioldjuk a fémet vagy fémeket az ércből.

A leírásban használt „polihalogenid” kifejezés alatt két vagy több, eltérő halogénatomokat tartalmazó

HU 220 835 BI halogenid - például a F · Cl^-· Bi~ és U közül kettő kombinációjából képződött halogenidfajtát értünk. így például a találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli alakjában használható halogenidfajta a BrCl₂~.

A halogenidfajták alkalmazása számos olyan előnyt biztosít a találmány szerinti eljárás legelőnyösebb kiviteli alakjaiban, amelyeket a hagyományos eljárásokkal nem értek el. Ismeretes, hogyan tárolja például a vas(II)-ion oxidációjával vas(lll)-ionná, vagy a kloridoldat oxidációjával klórgázzá alakítás során keletkező anódenergiát egy elektrolizáló cella anódtere. E három tárolási forma mindegyike hátrányokkal jár, mivel a vas(III)- és réz(II)-ionos anódenergia-tárolás során keletkező vas(III)- és réz(II)-ionok szennyezhetik az elektrolízissel előállított fémterméket és a klórgázzal végzett anódenergia-tároláshoz nagy térfogú klórgáz tárolása válik szükségessé. Azonban a halogenid komplex képzése az anódenergia tárolását olyan oldható formában teszi lehetővé, amely nem szennyezi a fémterméket és az ércből egyéb speciális fémek - például nemesfémek - kioldására használható magas oxidációs potenciálú anódfolyadék ellenőrizhető visszavezetését teszi lehetővé.

Az elektrolit előnyösen kloridot és oldott rezet tartalmaz, amely utóbbi az elektrolit „hop” zónába lépésekor lényegében réz(II) alakban van jelen, és a fém előállítása céljából végrehajtott kioldási folyamatból kilépő elektrolitban lényegében réz(I) alakban található.

A találmány szerinti eljárás előnyös kiviteli alakjaiban a réz katalizátorszerepet tölt be. A kioldási eljárásban különböző reakciókat katalizál, ezek közé tartozik az érc halogenidkomplexszel végzett oxidációja és a levegővel végzett oxidáció, valamint ólomkioldási reakciók (részletes leírása alább).

Előnyös, ha a „hop” zóna olyan halogenidkomplexes kioldózónát (hsl zóna) tartalmaz, amelybe bevezetjük az elektrolizáló folyamatból elvezetett elektrolitot, és amelyben végbemegy az érc végső kioldása, mielőtt a kioldóeljárásból eltávolítjuk, valamint egy olyan levegőztetőzónát, amelyen a hsl zónából érkező elektrolitot átvezetjük és levegőztetjük, és amelyen a „lop” zónából érkező, részlegesen kioldott ércet további kioldás céljából a hlc zónába való továbbítás előtt átvezetjük, a levegőztetéssel kicsapjuk a vasat, ha van ilyen az ércben és/vagy a levegőztetőzónában réz(I) alakban jelenlevő réznek legalább egy részét réz(II)-vé oxidáljuk.

Az elektrolitot előnyösen a „lop” zóna elhagyása és az elektrolizáló folyamatba vezetése előtt kezeljük, a kezelés során eltávolítjuk az esetleges szennyeződéseket az elektrolitból és/vagy az olyan fémeket, amelyek szennyezhetik az elektrolízissel előállítandó fémet vagy fémeket. Bizonyos fém(ek) eltávolítható(k) az alábbiakban leírt pH-növelő eljárás és ezüsteltávolító eljárás együttes alkalmazásával.

Előnyösen egy vagy több fémet állítunk elő egy vagy több olyan elektrolizáló cellában, ahol a cellában vagy az összes cellában egy, a katódot az anódtól elválasztó membrán van. A cella katódrészében katódfolyadék, az anódrészében anódfolyadék képződik. A membrán előnyösen nempórusos és a legelőnyösebb esetben a membrán olyan, mint amilyent a találmány alábbiakban meghatározott nyolcadik tárgyaként jelölünk meg.

A találmány egyik előnyös foganatosítási módja szerint az elektrolízist több sorba kötött cella működtetésével valósítjuk meg, ahol egy adott cella katódfolyadékát a következő cella katódrészébe vezetjük. Az anódfolyadékot a katódfolyadékkal azonos irányban vagy azzal ellentétes irányban vezethetjük át a cellasoron.

Előnyösen Ni-t, Pb-t és Zn-t állítunk elő a sorba kötött cellaelrendezéssel, ha a folyamatba betáplált ércben jelen vannak ezek a fémek.

A „lop” zóna előnyösen egy oldott rézzónából (de zóna), ahol a réznek legalább egy része oldott állapotban van, és egy rézlecsapó zónából (cp zóna) áll, ahol az elektrolitban levő oldott réznek legalább egy részét kicsapjuk belőle, hogy összekeverjük a kioldózónába betáplált érccel a cp zónában, majd a képződött elegyet a hop zóna elektrolitjával - amelyet először a de zónán, majd a cp zónán vezetünk át - ellenáramban átvezetjük a kioldási folyamaton és az érccel együtt a de, vagy a cp, vagy mindkét zóna kioldási folyamatába tápláljuk.

Az elektrolízis folyamat részeként előnyösen rezet állíthatunk elő legalább egy rézelektrolizáló cellában, és ezt a cellát előnyösen párhuzamosan kötjük az elektrolizáló cellasorral. A rézelektrolizáló cella elektrolitja előnyösen a de zónából származik.

Ismertetünk egy kezelési eljárást ezüst lényegében teljes eltávolítására is réz(I)-klorid elektrolitból, az eljárás lépései az alábbiak:

- az elektrolitot, katódot és rézanódot tartalmazó elektrolizáló cellába vezetjük;

- a cellában levő elektrolithoz oldható higanyt adunk;

- a keletkező oldatot Cu/Hg/Ag amalgám katódon történő előállítása céljából elektrolizáljuk.

Ismertetünk egy kezelési eljárást bizonyos fém(ek) lényegében teljes eltávolítására is olyan réz(I)-klorid elektrolitból, amelynek pH-értéke általában 3,5-nél kisebb, az eljárás lépései az alábbiak:

- az elektrolit pH-értékét körülbelül 6 és 6,5 vagy a réz(I) kicsapását megelőző érték közötti értékre növeljük lépésenként egy vagy több előre meghatározott, 3,5 és az említett érték közötti pH-tartományban, minden pHtartomány egy-egy olyan pontnak felel meg, amelyen egy vagy több fém kicsapódik az elektrolitból; és

-- a bizonyos fém vagy fémek csapadékát az egyes pH-tartományokban eltávolítjuk az elektrolitból.

Ezek a kezelési eljárások, előnyösen a fentiekben hivatkozott kezelési eljárások olyan bizonyos fém(ek) eltávolítására, amelyek szennyezhetik az elektrolizáló cellákban előállított egy vagy több fémet.

Az elektrolit előnyösen kilúgozza a kilúgozó folyamatba beadagolt ércben esetlegesen jelenlevő aranyat, ahol a „hop” zónában levő elektrolit egy részét eltávolítjuk és egy aranykinyerő folyamatba továbbítjuk.

A találmány második tárgya egy ellenáramú kilúgozó eljárás egy vagy több fém kioldására egy ezeket tartalmazó ércből, ahol az eljárás egy magas oxidációs potenciálú zónában („hop” zóna) és alacsony oxidációs

HU 220 835 Bl potenciálú zónában („lop” zóna) megy végbe, ahol a „hop” zónába egy magas oxidációs potenciálú és savas pH-jú elektrolitot, a „lop” zónába az ércet adagoljuk, és az eljárás az alábbi lépésekből áll:

(1) az elektrolitot a „hop” zónából a „lop” zónába vezetjük, és az ércet az elektrolittal ellenáramban a „lop” zónából a „hop” zónába szállítjuk, az elektrolitot az érccel folyamatos érintkezésben tartjuk, hogy az egy vagy több fémnek legalább egy részét kioldjuk belőle és így csökkentsük oxidációs potenciálját;

(2) az egy vagy több fémet tartalmazó elektrolitot a „lop” zónából eltávolítjuk és egy részlegesen vagy teljesen kioldott ércet távolítunk el a „lop” zónából;

ahol a „hop” zónába betáplált elektrolit egy vagy több (itt meghatározott) halogenidfajtát tartalmaz.

Ismertetünk egy berendezést is, amelyet a találmány szerinti eljárásban alkalmazunk, amely az alábbi részekből áll:

- az érc és az elektrolit befogadására oly módon kialakított egy vagy több üstből, ahol az elektrolitot érintkezésbe hozzuk az érccel egy vagy több fémnek az ércből történő kioldására; és

- egy vagy több elektrolizáló cellából, amelyek az üst(ök)ből származó érccel érintkeztetett elektrolit befogadására, az elektrolitba kioldott fém(ek)ből egy vagy több fém előállítására, valamint az elektrolit üst(ök)be visszajuttatására alkalmas módon vannak kialakítva.

Előnyösen a berendezés ezen kívül egy, az üst(ök) és az elektrolizáló cella(ák) között elhelyezett, elektrolit kezelésére szolgáló eszközt tartalmaz az elektrolitban levő esetleges szennyeződések és/vagy bizonyos olyan fémek eltávolítására, amelyek az elektrolizáló eljárásban előállított fémet vagy fémeket szennyezhetnék, az elektrolit elektrolizáló cellá(k)ba történő beadagolása előtt.

Előnyösen egy vagy több üst úgy van kialakítva, hogy levegőt tápláljon be az érc oxidációs kioldása céljából, ahol ez az átalakítás előnyösen az üstben vagy minden egyes üstben levő érc keverésére szolgáló forgólapátot jelent.

Az elektrolizáló cellát vagy minden egyes elektrolizáló cellát előnyösen egy vagy több katódot tartalmazó katódrekeszre és egy vagy több anódot tartalmazó anódrekeszre osztjuk, a cellát vagy az egyes cellákat pórusos vagy nempórusos membránnal osztjuk meg.

Ismertetünk egy forgólapátot is, amelynek üreges tengelye van, amelynek az egyik vége úgy van kialakítva, hogy hajtómű forgassa - a forgólapát vagy az egyik vagy az összes üstben való alkalmazásra van kialakítva -, a forgólapát ellentétes, távolabbi végére keresztirányban olyan lap van elhelyezve, amelyre sok lemez van felszerelve, hogy a tengely távolabbi végén vagy annak közelében oldal- és radiális irányban kiálljanak a tengelyből, a használat során a tengelyen keresztül bevezetett levegő vagy oxigén a forgólapátból a távolabbi végén lépjen ki.

Ismertetünk egy, az elektrolizáló cellában alkalmazható katódot is, amely katód vezető anyagból készül és rajta számos egymástól elszigetelt, vezetőanyag-felületet alakítunk ki, melyeken az elektrolízis során egy vagy több fém válik le, a katódon levő szigetelőanyag segítségével mindegyik felület el van szigetelve a többitől, hogy használat közben a katódon az egyes felületek közötti területeken megelőzzük a fémképződést, ahol a katódot rézlemezből készítjük, és az említett felületek a rézlemezben kialakított gödröcskék, a szigetelőeszköz egy, a gödröcskék között a lemezre erősített szigetelőanyag, amely szabadon hagyja a kiemelkedő gödröcskéket, hogy a fém(ek) leválhassanak rajtuk.

Ismertetünk egy, az elektrolizáló cellában alkalmazható membránt is, a membrán az elektrolit folyadékra nézve nempórusos és a gyakorlatban hordozóanyagra felvitt Na₂SiO₃-gélből áll.

Az elektrolizáló cellákat előnyösen egy vagy több további elektrolizáló cellával sorban és/vagy párhuzamosan helyezzük el.

Jóllehet a találmány oltalmi körébe egyéb kiviteli alakok is tartoznak, az alábbiakban példaképpen a találmány előnyös kiviteli alakjait írjuk le, ahol utalunk a mellékelt ábrákra és/vagy példákra, ahol az 1. ábra a találmány szerinti, egy vagy több fém előállítására szolgáló eljárás sematikus ábrázolása;

a 2. ábra egy vagy több fém előállítására szolgáló eljárás sematikus ábrázolása, külön utalással a rézre;

a 3. ábra a találmányhoz alkalmazott forgólapát függőleges metszeti képét mutatja be;

a 4. ábra a halogenidek oxidációs potenciálját mutatja növekvő mennyiségű tárolt elektromos energiával; és az 5. ábra aranyszemcsék százalékban kifejezett feloldódását mutatja egy halogenideket tartalmazó elektrolitban az idő függvényében.

A találmány megvalósítási módjai

Az 1. ábrára utalva, az eljárás magában foglalja a 10 ellenáramban érintkeztető egységet, amelybe egy 12 ércet táplálunk, és amelyen ellenáramban keresztülvezetünk egy 14 elektrolitot, hogy érintkezésbe lépjen és egy vagy több fémet kioldjon az ércből.

Az érc általában kéntartalmú érc lehet, így pirít, molibdenit, arzenopirit, kalkopirit, pentlandit, kovellit, szfalerit, kalkocit, pirrotit és galenit vagy ezek különböző kompozíciói. Az elektrolit általában magas nátriumklorid koncentrációjú, 250-300 g/1 nátrium-klorid-tartalmú oldat.

Az eljárással sokféle alapanyag dolgozható fel, például ércek, koncentrátumok, félig tisztított fémtartalmú vegyületek stb. Az eljárás különleges előnye a jelenleg használatos eljárásokkal szemben az, hogy a betáplált ércek sokkal kevesebb előkészítést és/vagy tisztítást igényelnek.

A 10 egység - az egyszerűség kedvéért - négy zónára van osztva, ezeket az alábbiakban 17 halogenidkioldó zónának (hcl zóna), 18 levegőztetőzónának, 19 kioldott fém zónának (dm zóna) és 20 fémkicsapó zónának (mp zóna) nevezzük.

A levegőztetőzónába a fém kioldásának elősegítése céljából általában egy vagy két forgólapáton keresztül (az alábbiakban leírtak szerint) levegőt vagy oxigént vezetünk.

Az elektrolit hőmérséklete előnyösen 70 °C fölötti és pH-értéke 0,5 és 3 közötti, az eljárást általában légkö4

HU 220 835 Bl ri nyomáson hajtjuk végre. Ez főként azért előnyös, mivel az ismert eljárások általában magasabb hőmérsékletet és nyomást igényelnek. Az elektrolit pH-értékét általában 3,5 alatt tartjuk, mivel 3,5 pH-érték fölött rézoxi-klorid képződési hajlam lép fel, azaz atakamit Cu₄Cl₂(OH)₆ képződhet, amely akadályozza a réz kinyerését.

A 12 érc gyakran tartalmaz Cu, Pb, Zn, Fe, Co, Ni, As, Sb, Bi, Hg, AG és Au fémeket és a platinacsoportba tartozó fémeket, és az ércet az mp zónába (és/vagy a dm zónába, lásd alább) tápláljuk, ezután megkezdődik az elektrolittal történő kioldás. Általában olyan kioldóüstöket használunk, amelyeknél a kioldótartályon belül egy ülepítőkamra van, így a sűrűségkülönbségek következtében (az ércbetáplálás miatt kialakuló) sűrű szuszpenziónál lényegesen tisztább folyadékzóna alakul ki. Ez az elektrolit és az ércszuszpenzió ellenáramú áramoltatását teszi lehetővé.

Az érc a 10 egységen átjutva fokozatosan növekvő oxidációs potenciálú területekre jut, így az egyes területeken specifikus fémek lényeges mennyiségei oldódnak ki, így lehetővé válik az, hogy specifikus fémeket nyerjünk ki oly módon, hogy a 10 egységen keresztül különböző pontokon elektrolit áramot vezetünk el.

Amikor az ércet gyakorlatilag kioldottuk, az eljárást úgy irányítjuk, hogy ha a betáplált érc szulfid-ként tartalmaz, azt túlnyomórészt elemi kén formájában kicsapjuk [lásd az alábbi (1), (5) és (6) egyenleteket]. Az elemi ként a folyamatból a 23 iszappal távolítjuk el, majd hagyományos eljárással elválaszthatjuk. Ezzel az eljárással kiküszöbölhetők azok a hátrányok, amelyek a legtöbb jelenlegi eljárásban a kéntől való megszabadulás okoz, mert nincs szükség arra, hogy a ként kénsavvá alakítsuk, és nem képződik kén-dioxid-gáz.

Fémkinyerés - első kör

A 10 egységet az elektrolit két részre osztva, a 14A és 14 áramban hagyja el. A 14A áramban az mp zónát elhagyó elektrolit egy vagy több kinyerendő fémet tartalmaz. Az egyik foganatosítási mód szerint, ha az eljárásba betáplált érc ólmot, nikkelt és cinket tartalmaz, ezeket a 10 egységet kinyerés céljából elhagyó 14A elektrolitáramból oldhatjuk ki az elektrolitba. Az

1. ábra csak az ólom és cink kioldását mutatja be. (Ezen túlmenően, ha az érc rezet is tartalmaz, azt a 10 egységet kinyerés céljából elhagyó 14 elektrolitáramból oldhatjuk ki az elektrolitba.) Általában lényegében az összes - a dm zónából az mp zónába áramló elektrolitban levő - ionos réz kiválik a 20 zónában [lásd például az alábbi (8.), (9.) és (10.) egyenleteket]. így a 14A elektrolit lényegében rézmentes a 25A kezelőegységbe való belépés előtt.

A 25A kezelőegység úgy van kialakítva, hogy eltávolítsa az elektrolitban levő szennyező anyagokat és/vagy azokat a fémeket, amelyek károsan befolyásolhatják az azt követően elektrolízissel kinyert fémek tisztaságát. így a 25A kezelőegység a szennyező anyagok eltávolítására szolgáló sűrítő- és/vagy szűrőszakaszokat is tartalmazhat a három (3) lépéses, variálható kezelési eljárás előtt (lásd a 2. ábrára vonatkozó alábbi leírást). így a 25A kezelőegység egy vagy több három (3) külön kezelőlépésből álló eljárást valósíthat meg, azaz

1. lépés: 26. kezelés, 2. lépés: 28. kezelés és 3. lépés:

30. szemcsésfémkezelés.

Az 1. lépésben történő kezelés az ezüstöt és higanyt távolítja el és a 2. lépésben történő kezelés minden egyéb fém mennyiségét olyan szintre csökkenti, hogy azok az azt követő elektrolízis végrehajtását ne zavarják, és nagy tisztaságú fémet állíthassunk elő. A 31 áramként jelölt, eltávolított fémek közé tartozhat a vas, arzén, bizmut, higany, antimon stb. A kezelőeljárások lehetővé teszik olyan nagy tisztaságú fémtermékek előállítását, amelyek a hagyományos eljárásokkal ritkán vagy csak nehézségek árán állíthatók elő. Továbbá az egyes kezelőegységek egy vagy több fentiekben említett 1., 2. vagy 3. lépésből álló kezelőeljárást is megvalósíthatnak.

Ha az első 32 elektrolízis cellában ólmot állítunk elő, a 3. kezelőeljárás során az elektrolitot szemcsés ólomrészecskékből álló ágyon vezetjük át. A kezelés után az elektrolitot a 33 katódrészből és a 34 anódrészből álló 32 cellába vezetjük. Az 1. ábrán az egy vagy több katóddal felszerelt első cellában történő ólomelőállítás látható. Általában a katódok az alább leírtakkal megegyezők (azaz gödröcskékkel ellátott rézlemez) és a terméket általában kaparólemezekkel távolítjuk el a katódról vagy katódokról. A 32 cellában 35 ólomterméket kapunk, amelyet a cella alján távolítunk el.

A cella olyan nempórusos 38 membránnal (leírása alább; azaz Na₂SiO₃ bevonatú membrán) van ellátva, amely megakadályozza azt, hogy a katódtérben levő elektrolit (katódfolyadék) belejusson az anódtérben levő elektrolitba (anódfolyadék).

A 33 katódtérben levő katódfolyadékot a második 40 kezelőegységben további kezelésnek vetjük alá. A 40 egység általában el van látva egy 3. szemcsésfémkezelővel, ahol egy második, 42 elektrolízis cellában előállítandó fémmel végezzük a kezelést. Az 1. ábrán a 40 egységben levő szemcsés ágy szemcsés cinkágy, amelyen keresztülvezetjük az elhasznált ólom katódfolyadékot, hogy eltávolítsuk a katódfolyadékban visszamaradó ólmot 43 cink/ólom termékként. Cink/ólom keveréket egy közbenső (nem ábrázolt) elektrolizáló cellában is előállíthatunk, mielőtt a katódfolyadékot a 42 cellába vezetjük.

A második elektrolizáló cella szintén tartalmaz egy 38 membránnal elválasztott 33 katódteret és egy 34 anódteret. A cink a 42 cellában válik le és 45 cinktermékként távolítjuk el a cella aljáról. Ezután a cinkcella elhasznált katódfolyadékát a 42 cella anódterébe vezetjük, hogy abban anódfolyadékként szolgáljon.

Egy másik elrendezésben, amelyet a 47 pontozott vonallal jelöltünk, a cinkcella elhasznált katódfolyadékát az első elektrolizáló cella anódterébe vezethetjük vissza, így a katódfolyadék és az anódfolyadék azonos irányban, nem pedig ellenáramban folyik. Az anód- és katódfolyadék azonos irányú vagy ellenáramú áramoltatását három vagy több cellából álló elektrolizáló cellasornál alkalmazhatjuk. Eljárhatunk úgy is, az érc összetételétől és az eltávolítandó fémtől függően, hogy az

HU 220 835 Β1 összes cellát párhuzamosan, vagy néhányat sorba és néhányat párhuzamosan kötünk, ahol az anódfolyadék végül (az alábbiakban leírtak szerint) a 10 ellenáramú érintkeztetőegységbe jut vissza.

A legáltalánosabb az, hogy az elektrolit kloridtartalma magas és oldott ionos rezet tartalmaz. A rézion a 10 ellenáramú érintkeztetőegységben (leírása alább) számos kioldási reakciót katalizál, azonban nem vesz részt a fémkiválasztó zónát elhagyó 14A elektrolitáramban levő fémek előállításában. Ha a 14A elektrolitáramban két vagy több halogenid található, egy vagy több halogénkomplex (a továbbiakban „halex”) képződik. Halex képződik oldatban levő halogenidek oxidációja során az elektrolizáló cella vagy az egyes elektrolizáló cellák anódján vagy egyes anódjain. [Jellemző oxidációs reakciót láthatunk az alábbi (15.) egyenletben.]

A halex nagy mennyiségű anódos energia tárolására képes (lásd a 4. ábrát), ezáltal megnöveli a 14R visszatérő elektrolit oxidációs potenciálját. Amikor az anódfolyadék a 32 cellából visszatér a 10 érintkeztetőegységbe, nagy oxidációs potenciált eredményez a hcl zónában, ezzel nagymértékben elősegíti a különböző nehezen kioldható fémek kioldódását az ércből.

Ismeretes, hogy anódenergia tárolható a ferro- és kuproionok ferri-, illetve kupriionokká történő oxidálásával vagy a kloridoldat klórgázzá való oxidálásával, azonban ezen három anódos tárolás mindegyike hátrányokkal is jár (az előzőkben kifejtettek szerint). A halex képződése kiküszöböli ezeket a hátrányokat, és lehetőséget nyújt a 17 hcl zónában hasznosítható nagy mennyiségű oxidációs energia tárolására.

A 4. ábra három különböző elektrolit oxidációs potenciáljának a gráfját ábrázolja az elektromosenergiabevitel függvényében. Az 1. görbe 280 g/1 NaCl+28 g/1 NaBr-ból képződő BrCl₂ ^_-t mutatja be +900- + 1000 mV potenciálon (standard referencia elektród Ag/AgCl). Az 1. görbe az alábbi (15.) egyenlet szerinti BrCl₂-képződés során bekövetkező elektrolit oxidációs potenciál változását mutatja be. A görbe második része ennek a reakciónak a növekvő áram hatásfokát mutatja, amint a szabad Br^_-tartalom csökken, és a klórgázfejlődés versenyző reakcióvá válik, növelve az oxidációs potenciált.

A 2. görbe 280 g/1 NaCl-oldat oxidációs potenciálját mutatja, Br- nélkül azonnal klórgáz fejlődik, NaBr hozzáadására megáll a gázfejlődés. A 3. görbe 280 g/1 NaCl elektrolit, +28 g/1 NaBr, +12 g/1 Cu⁺ oxidációs potenciálját mutatja be. A görbe alatti terület +600 és +1000 mV között (Ag/AgCl) az oldható alakban tárolható energiát jelenti, amelyet például arany és a beadagolt ércben, így piritben vagy arzenopiritben levő, kioldásnak ellenálló fém(ek) kioldására használhatunk fel. Az anionos bromidot klórmolekulákat tároló bromidionnak tekinthetjük. Ez azt mutatja, hogy a bromid tömegre számítva 1,59-szer hatékonyabb, mint a kupriion, azzal a további előnnyel, hogy az eljárásban elektrolitikusan képződött ólom- vagy cinktermék szennyeződést nem tartalmaz, és nagy potenciálon képződik.

A kioldási eljárásban használt oxidálószer részeként alkalmazott halogenidkomplexek egyik előnye az, hogy halogenidkomplexek képződnek a klórgázképződésnél alacsonyabb potenciálon. Ennek következtében halextartalmú elektrolitot állíthatunk elő klórgázfejlődés és az ezzel együtt járó problémák nélkül.

Ellenáramú kioldás

Amint a fentiekben leírtuk, az 1. ábrán ellenáramú érintkeztetőegység látható négy zónával. Ha az eljárást réz előállítására használjuk, a 20 fémkiválasztó zónát elhagyhatjuk. Ha pedig rezet nem állítunk elő, azaz nincs 14B rézelektrolízis visszanyerő kör, az a legelőnyösebb, ha rézionok vannak az elektrolitban. Az ionos réz elősegíti a hcl zónában kioldódó halex katalizálását [lásd a (14.) egyenletet], az oxidációs kioldást a 18 levegőztetőzónában [és a vaskiválást; lásd a (12.) egyenletet] és az érc kioldását (különösen az ólom kioldását) a 19 dm zónában [lásd például az (1.) és (9.) egyenletet]. Az ionos réz a 10 ellenáramú kioldóegységben egy sor változáson megy keresztül, azonban a lényeges változást a hcl zónában levő kupri (+2) állapotból a dm zónában bekövetkező kupro (+1) állapotba történő átmenet jelenti.

A 12 ércet vagy az mp vagy a dm zónába vagy mindkettőbe adagoljuk, aminek következtében érintkezik a 14 elektrolittal. A 20 mp zónában az ionos réz legnagyobb része kicsapódik mint kupri- vagy kuproszulfíd, másrészt fém-szulfidokat kioldva [a (8.), (9.) és (10.) egyenlet szerint]. A fémeket, így az ólmot, nikkelt, cinket és molibdént kioldjuk és/vagy az elektrolitban levő (az ellenáramú kioldásból származó) fémeket 10 egységből a 14A áramban elvezetjük ezt követő kinyerésre.

Az egyik előnyös foganatosítási módban az mp zónát oly módon választhatjuk el az ellenáramú kioldófolyamattól, hogy a 10 egységbe az ércet például az elkülönített mp zóna és a 19 dm zóna között elhelyezett ülepítőtartályból adagoljuk. Az ülepítőtartály részlegesen kioldott ércet kap egy külön kioldó/fémkinyerő rendszerből. Ily módon például egy könnyen kioldott fém esetén a külön fémkinyerő rendszert egyidejűleg üzemeltethetjük úgy, hogy a 10 egységbe adagolt ércből már részlegesen ki van oldva ez a fém (például ólom). Ily módon a külön kioldott fém a folyamatban már nem vesz részt. Természetesen ebben az előnyös foganatosítási módban is a 10 egységnek részét képezheti egy mp zóna, de a betáplált érc is lehet olyan, amelyből egy vagy több könnyen kioldható fémet részlegesen már kioldottunk.

Az mp zónában levő, részlegesen kioldott ércet az mp zónánál magasabb oxidációs potenciálú 19 dm zónába juttatjuk, és további kioldás megy végbe. A dm zónában jelenlevő kupri réz hatására az érc szulfidjai kioldódnak (lásd például az 1. egyenletet), többek között a kupro réz, ferro vas és elemi kén. A fémiszapba kiválik a kén és a továbbiakban nem vesz részt semmilyen reakcióban. A ként ezt követően a 23 zaggyal együtt eltávolítjuk a 10 egységből, és 24 termékként elkülönítjük. Ily módon a 19 dm zónában történő kioldást lényegében a kupri réz végzi, amely eközben az érc fokozatos kioldása során kupro rézzé redukálódik.

HU 220 835 Bl

A 10 egységből így 14B áramként eltávolított elektrolit lényegében kupro réz formájában levő oldott rezet tartalmaz, ami a legelőnyösebb forma a réz elektrolízissel történő kinyeréséhez. Sok elektrolízissel végzett eljárásban kupri állapotú rezet galvanizálnak. Ha a rezet elektrolízis során egy vegyértékű alakjából nyerjük ki, az csak körülbelül fele annyi energiát igényel, mintha két vegyértékű alakjából elektrolizáljuk. Továbbá, ha a kuproion-tartalmú elektrolit igen tiszta, sokkal nagyobb katódáram-sűrűséget alkalmazhatunk az elektrolizáló cellában, és az elektrolízissel kinyerhető réz mennyisége tovább nőhet. A rézeljárást alább sokkal részletesebben írjuk le.

A részben kioldott ércet ezután további kioldás céljából a 18 levegőztetőzónába vezetjük. Az alábbiakban leírt módon általában egy axiális átfolyású levegőztető járókeréken keresztül juttatunk oxigént levegő formájában a levegőztetőzóna 22 áramába. Az elektrolit levegővel történő oxidációja során a kuproalakban levő réz kupri állapotúvá oxidálódik [lásd a (11.) egyenletet]. A levegőztetéssel ezen kívül stabilizáljuk az elektrolit pH-ját. Sokkal lényegesebb az, hogy a levegőztetés hatására kiválik a kioldott vas (általában fémion alakjában). A kémiai átalakulásokat a (11.), (12.) és (13.) egyenlet mutatja, ezek összekapcsolásával megkapjuk a (14.) egyenletet. Ily módon FeOOH (akaganeit) válik ki az ásványiszapba és végül a 23 iszap vezetéken át távozik a 10 egységből.

Ha a folyamatba betáplált érc kalkopiritet tartalmaz, a levegőztetőzónában történő kioldódást a (15.) egyenlet alapján érthetjük meg a legjobban.

Ezután az oxidáció során kioldott ércet a levegőztetőzónából a 17 hcl zónába továbbítjuk. A magas oxidációs potenciálú hcl zónában lényegében kioldódik az ércből a még kioldatlan fém. Az első kör 32 és 42 cellájának az anódjánál és a (második kör) 52 rézelektrolizáló cellájában képződött halex a 14R visszatérő elektrolitárammal belép a hcl zónába. A halexvegyületek előidézik a nehezen kioldható érc-szulfídok [lásd például a (17.) egyenletet] és a nehezen kioldható arany [lásd például a (18.) egyenletet] kioldódását. A halex a kuproionokkal reagálva azokat kupriionokká alakítja, ez az érc további oxidációs kioldásához vezet [lásd a (15.) egyenletet],

A rézelektrolízis cellában kupri rezet is előállíthatunk az anódon az anódtérben levő kupro rézből. A kupri rezet a hcl zónába visszavezetjük, így további érckioldódást segítünk elő. A 17 hcl zónában kioldott aranyat a 14P részárammal egy 50 aranyvisszanyerő egységbe vezetjük, ahol kinyerjük.

Ily módon most már érthető, hogy az ionos réz a 10 egységben számos átalakuláson megy keresztül, a 17 hcl zónában lényegében kuprialakban van jelen, a 19 zónában lényegében kuproalakban és a 20 mp zónában lényegében kicsapódik.

Aranykinyerési eljárás

A kioldott aranyat tartalmazó 14P elektrolit részáramot az aktivált szénágyat tartalmazó 50 arany kinyerő egységbe vezetjük. Az 52 cella 33 katódterének 54 elhasznált katódfolyadékát a 14P elektrolittal történő érintkeztetés céljából a kinyerőegységbe vezetjük. Az elhasznált katódfolyadék oxidációs potenciálja alacsony és az érintkeztetés során az elektrolit az oldat elektródpotenciálját +600 mV (Ag/AgCl) alá csökkenti, ennek következtében az arany elemi arany formájában kiválik az oldatból és az aktív szén felületén adszorbeálódik. Az arany/szén terméket az 50 egységből kinyerés előtt elkülönítjük, hogy az 56 áramként megkapjuk az aranyat. Ezután az aranyban szegény 14P elektrolit részáramot visszavezetjük a hcl zónába.

Minthogy az arany ionos alakban oldódik ki az oldatba, visszanyerése igen egyszerű, nincs szükség cianidos oldásra, ezzel elkerülhető az ilyen eljárással járó összes kellemetlenség. Az eljárás az arany kinyerésének igen hatékony, célravezető és gazdaságos eszköze. Az 5. ábra az anódosan előállított halexvegyületek segítségével végrehajtott aranykioldást mutatja be. Az arany az ércből igen rövid idő alatt, igen hatékony eljárással, teljesen kioldható.

Rézkinyerő eljárás

Az 1. és 2. ábra szerint, (ahol az egyes ábrákon az azonos egységeket azonos számokkal jelöltük), elsősorban az 1. ábra szerint rezet állítunk elő a 2 fémkinyerő körben oly módon, hogy a 19 dm zónából egy 14B elektrolitáramot vezetünk el, ezt a 25B kezelőegységben kezeljük és az elektrolit 10 érintkeztetőegységbe történő visszavezetése előtt az 52 rézelektrolizáló cellában kinyerjük a rezet.

A 14B áramban a réz lényegében kuproalakban van jelen, és emiatt a réz elektrolíziséhez sokkal kevesebb energiára van szükség (a kupriionos állapotból történő elektrolízishez viszonyítva körülbelül fele mennyiségre). A 25B kezelőegység eltávolítja az elektrolit szilárd részecskéit (például az 58 dúsítóban), amelyet a 23 iszappal együtt távolítunk el az eljárásból. Az első lépés 26 kezelőegysége eltávolítja az ezüstöt és az esetlegesen jelenlevő higanyt 60 áramként, és a második lépés kezelőegysége az minden olyan visszamaradt fémet eltávolít, amely ezt követően szennyezheti vagy befolyásolhatja az elektrolízissel előállítandó réz tisztaságát. A visszamaradt fémeket a 62 árammal távolítjuk el, a rézelőállító folyamatban Pb, Zn, As, Sb, Ni, Fe, Co, stb. fordulhat elő. Ezeket az eltávolított fémeket ezután a hagyományos kinyerőeljárásokkal nyerhetjük vissza.

A kezelt elektrolitot elektrolízis céljából az 52 elektrolizáló cellába vezetjük. A főként kupro rezet tartalmazó elektrolitot a réz előállítása céljából a 33 katódtérben redukáljuk, majd 64 rézáramként távolítjuk el. A szemcsés rezet leszűrjük, mossuk és a 66 egységben megszárítjuk, majd a 68 brikettező berendezésben brikettezzük, vagy a 69 Conform berendezésben huzalt készítünk belőle.

A katódfolyadékot a 33 katódtérből 70 katódfolyadék-áram alakjában a 34 anódtérbe vezetjük. Ezt azért tesszük, mert a 38 membrán az anódtérből a katódtérbe csak az áram átfolyását teszi lehetővé, az elektrolitét nem. (A membránt alább sokkal részletesebben leír7

HU 220 835 Bl juk.) Az anódtérben a 70 katódfolyadókkal az anódtérbe bekerült valamennyi kuproion kupriionná oxidálódik és halex is képződik. Ezután az így keletkezett anódfolyadékot 14R elektrolitáramként visszavezetjük a 10 egységbe.

Általában 80 g/1 kuproiont tartalmazó elektrolitot vezetünk az 52 cellába, és oly módon elektrolizáljuk, hogy a katódon 50 g/1 réz képződjön, ezután a 30 g/1 kuproion-tartalmú 70 áramot az anódtérbe vezetjük. Általában ennek a 30 g/1 kuproionnak a legnagyobb része kupriionná oxidálódik. Ily módon a halextartalmú visszavezetett elektrolit lényegében kupriiont tartalmaz, és így az ércek kioldására a hcl zónában magas oxidációs potenciállal rendelkezik.

A 2. ábrán látható eljárásban öt sorba kötött kioldótartály alkotja a 10 egységet. Balról jobbra haladva általában az első tartály alkotja a hcl zónát, a következő két tartály egyike vagy mindkettő a levegőztetőzónát, amelybe 22 levegőt vezetünk, a negyedik és az ötödik tartály alkotja az alacsonyabb oxidációs potenciálú zónát, általában ez a 19 kioldott fém zóna. Azonban meg kell értenünk, hogy ennek az elrendezésnek számos variációja lehetséges.

A 2. ábrára általánosságban hivatkozva, az érc gyakran a bányából érkezik, ezért az ércet a 10 egységbe történő beadagolás előtt 73 aprítjuk és megőröljük, 74 flotálással betöményítjük, 75 dúsítjuk, és 76 szűrjük. A szűréskor keletkező meddőiszapot 77 elvezetjük, ugyanúgy a 78 meddőt 23 iszap formájában. Az 58 dúsító- és a 10 kioldófolyamat 23 iszapját a 79 kiegyenlítőtartályba vezetjük, a 80 szűrőn átszűrjük és az iszapból a kén kivonása céljából a 82 kénvisszanyerő tartályon átvezetve 24 kénáramot kapunk.

1. Kezelőlépés

Az első lépés tisztítását a 25A, 25B és 40 kezelőegységek bármelyikével vagy mindegyikével el tudjuk végezni, ezt a 2. ábrán a 26 egységként ábrázoljuk. Az első lépés tisztítását az 5. példában részletezzük, és magában foglalja a kis áramsűrűséggel, nagy felületű, előnyösen titán katódon, célszerűen ionos higany beadagolásával, elektrolízissel végzett kinyerést. A katódon Cu/Hg/Ag amalgám képződik, és ugyanúgy válik le, mint a 32, 42 és 52 elektrolizáló cellákban. Az amalgám a rézelektrolizáló cellából visszavezetett anódfolyadék-áramban feloldódhat, ez az amalgámot kupri- és merkuri ionokra bontja, ezeket az 1. kezelőlépésbejuttatjuk vissza.

A következő visszavezetett anódfolyadék hígításával ezüst-klorid válik ki, amelyet ezt követően hőkezelésnek alávetve fém-ezüstöt kapunk. Az első kezelőlépés általában magában foglal egy rézérintkeztető lépést is, amelyben az elektrolitot először elemi réz fölött vezetjük el, hogy az ezüst azon cementálódjon és az ezüstkoncentrációt 15 ppm-re csökkentsük az elektrolitban, mielőtt átvezetnénk az ezüstkinyerő cellába.

A cellát általában keverőlapáttal keverjük, és a cellában egy hengeres titánháló katóddal körülvett rézanód van. A rézanódot titánkosárban elhelyezett szemcsés vagy brikettezett rézből is előállíthatjuk. Az első kezelőlépés során gyakorlatilag az oldatban levő összes ezüstöt igen tiszta állapotban eltávolíthatjuk, ugyanakkor az ezüst előállítása is viszonylag könnyű.

2. Kezelőlépés

A 28 2. kezelőlépést a 25A, 25B és 40 kezelőegységek bármelyikében elvégezhetjük. A 2. kezelőlépés az elektrolitot az 1. kezelőlépésből kapja és ez a lépés lényegében pH növelő/elkülönítő kezelés. Az elektrolit pH-ját 3,5-nél alacsonyabb értékről általában

6-6,5 értékre növeljük. Azonban a felső pH-értéket úgy kell beállítani, hogy az oldatban levő kupro réz ne váljon ki. [Magas kloridtartalmú oldatokban a kupro réz körülbelül 6,5-6,7 pH-értékig stabil; lásd a (3.) egyenletet].

A pH-t előnyösen nátrium-karbonát (Na₂CO₃) és kívánt esetben ferroionforrás beadagolásával növeljük. Az arzén és vas körülbelül 4-5 pH-értéken válik le FeAsO₄ formájában, a cink körülbelül 5,5 pHértéken ZnCO₃ formájában és az olyan fémek, mint a bizmut, ólom és antimon 5,5-6 pH-értéken BiOCl, PbO és Sb₂O₃ alakjában. Az elektrolitból 62 áramként eltávolítjuk a kivált sókat. Ezután az elektrolit kész arra, hogy a rezet az 52 cellában elektrolízissel kinyerjük.

A korábbi eljárások esetében úgy járnak el, hogy a rezet a hagyományos módon elektrolízissel, általában réz-szulfát-oldatból nyerik ki, 250 A/m^{1 2} körüli áramsűrűségű katód alkalmazásával. A hagyományos eljárásokkal általában 99,99% tisztaságú rezet kapnak. Azonban a jelen eljárás 1. és 2. kezelési lépésével, valamint a 10 egység egyedi kioldó konfigurációjával a kupro réz tartalmú oldat elektrolízisével nagy (99,999%) tisztaságú réz állítható elő. Az elektrolit nagy tisztasága következtében a katód áramsűrűségét 1000 A/m² értékre, azaz a hagyományos katód-áramsűrűség négyszeresére növelhetjük. Ez a kuprooldat elektrolízisével együtt a hagyományos eljárásokhoz képest nyolcszoros rézkitermelést eredményez. Ez a korábbi rézeljárásokhoz képest lényeges eltérést jelent.

Az elektrolizáló cellákban alkalmazható katód

A 32,42 és 52 cellákban speciális katódot alkalmazhatunk, ez a katód azonban ezeken a cellákon kívül szélesebb körben alkalmazható. A katódot általában olyan rézlemezből készítjük, amelyen a fémek kiválására szolgáló felületeket alakítunk ki. Az egyes felületeket egymástól szigetelőanyaggal választjuk el. Ezeket a felületeket általában úgy állítjuk elő, hogy a rézlemezen gödröcskéket alakítunk ki.

A szigetelőanyagot a gödröcskék között helyezzük el, és megfelelő szigetelőanyagból, így butilgumiból alakítjuk ki a szigetelést. A butilgumi meggátolja a gödröcskék közti fémleválást, ezért a fém dendritszerűen elkezd kinőni a gödröcskéből. A fémet a lemezről a lemez felülete fölött - pontosabban a gödröcskék fölött - mozgó egy vagy több törlőlemezzel könnyen eltávolíthatjuk, a lehulló fémet a cella alján összegyűjtjük és eltávolítjuk.

HU 220 835 Bl

Membrán

A 32,42 és 52 cellában speciális membránt használhatunk, a membrán azonban az ilyen cellákon kívül más cellákban is alkalmazható. A használat során a membrán általában a cella anódja közelében hordozókeretre - például üvegszálas keretre - van erősítve. A membránt általában úgy alakítjuk ki, hogy egy hordozó szubsztrátumon (általában üvegszövet hordozó szubsztrátumon) Na₂SiO₃ vegyületet kötünk meg (például festéssel).

A használat során a membrán Na₂SiO₃ alapú gélt alkot, amely nemporózus és az anód- és katódtér között igen hatékony áramátbocsátásra képes. Az ilyen membrán előállítása sokkal olcsóbb, mint a hagyományos membránoké, például a Du Pont cég Nafion védjeggyel forgalmazott membránjáé.

Keverőlapát

A 10 egység levegőztetőzónájában a 3. ábrán látható keverőlapátot használhatjuk. A keverőlapát azonban nem csak ilyen célokra alkalmazható.

A 3. ábrára hivatkozva, a 100 keverőlapátnak van egy 102 vége, amely úgy van kialakítva, hogy a hajtómotorhoz kapcsolható a 104 tengelykapcsolóval, amely a keverőlapát tengelye.

A 104 tengelykapcsolóhoz csatlakoztatjuk a 106 végtagot, amelynek a szabad végén a keverőlapát-lemezek vannak. Egy 108 axiális fúrat halad át a keverőlapáton a 110 elosztóhengerhez, hogy független forrásból levegőt tápláljon a keverőlapát tengelyén át a hengerben levő üreges kamrába. Sok hosszirányú 112 nyílás van kialakítva a henger külső fala körül, hogy a kamrából a levegőt kibocsássa. A nyílások a levegőt a 110 henger külső felülete körül általában egyenletesen elhelyezett lemezkék között bocsátják ki. A lemezkék a 110 hengerre és a keverő alja vagy végeként szolgáló 116 kör alakú lemezre vannak felszerelve.

A keverőlapát ilyen kialakításával lehetővé válik, hogy a levegőt belekényszerítsük az ásványiszapba, amely oly módon halad át a levegőztetőzónán, hogy az ásványi részecskék felületére levegő adszorbeálódik, és ez az érc gyors oxidációs kioldódásához vezet.

A találmány szerinti eljárásnak jelentős előnyei vannak, beleértve nagy tisztaságú fém(ek) gazdaságos, kényelmes és alacsony környezetkárosító hatású előállítását.

Az eljárás egyszerű és hatékony üzemeltetési paraméterei (azaz az alacsony hőmérséklet és nyomás) jelentősen csökkentik a tőkeigényt és az üzemeltetési költségeket is, ehhez járul az alacsony energiaigény és a magas kitermelés előnye.

Egyenletek (1.) CuFeS₂+3Cu⁺⁺—>4Cu++Fe+ + +2S° (2.) Cu⁺⁺+Fe⁺⁺-»Cu⁺+Fe^{++ +} (3.) Cu⁺+3C1~—»CuCl₃ ⁼ (4.) Cu^{+ +} + CE-»CuCl⁺ (5.) CuFeS₂+3/4O₂+ l/2H₂O->FeOOH+CuS + S° (6.) CuS+CuCl⁺ + 5Cl-—>2CuCl₃= + S° (7.) CuCl₃=->CuCl+ + 2Cl- + e(8.) CuFeS₂+2Cu⁺—>CuS+Cu₂S+Fe^{+ +} (9.) PbS+2Cu⁺->Cu₂S+Pb⁺⁺ (10.) FeS+2Cu+—»Cu₂S+Fe⁺ (11.) 2Cu⁺ + 1/2O2+2H⁺—>2Cu²⁺+H2O (12.) Fe³⁺+2H₂O—>FeOOH+3H⁺ (13.) Fe²⁺+2Cu⁺+3/4O2 + l/2H2O—>FeOOH+Cu²⁺ (14.) CuFeS2+Cu²⁺ + 3/4O₂+l/2H₂O—>

2Cu++FeOOH+2S° (15.) BrCl₂ +2Cu+->Br-+2Cu^{+ +}+2Cl(16.) Br-+2Cl-^BrCl₂-+2e(17.) 3BrCl₂~+2CuFeS₂—»2Cu⁺+2Fe⁺ ++3Br~ +

6C1-+4S⁰ (18.) 3BrCl-+2Au°—»2Au³⁺+3Br-+6ClAz alábbi, nem korlátozó példák az eljárás különböző foganatosítási módjait mutatják be.

1. példa

Ez a példa az oldható réz eltávolítását szemlélteti a 10 egység mp zónájának elektrolitjából galenit ólomtartalmának és pirrhotit vastartalmának cserereakciója segítségével, az alábbi egyenletek szerint:

2Cu⁺+PbS—>Cu₂S + Pb⁺⁺ (9.)

2Cu⁺ + FeS—>Cu₂S+Fe⁺⁺ (10.)

Öt kg kalkopirit koncentrátumot 10 liter, 280 g/1 NaCl-t, 28 g/1 NaBr-t és 32,4 g/1 kuproalakban jelenlevő réziont tartalmazó, 2,7 pH-értékű elektrolittal keverünk. Az elegy hőmérsékletét 60 percen át 85 °C-on tartjuk.

Eredmények

Idő (perc)	Oldatclcmzés eredménye (g/1)
Cu	Pb	Fc
0	32,4	0	0
10	16,0	9,2	0,8
20	11,2	15,2	5,2
30	8,0	15,6	6,0
40	5,6	16,0	7,2
60	0,4	18,4	8,0

Szilárd anyag vizsgálata (%)	Cu	Fe	Pb
Rézkoncentrátum	30,3	28,6	3,6
Reakciómaradék	35,4	25,0	0,4

Hatvan perc alatt az oldatból a réz kilencvenkilenc %-a vált ki, mialatt az ólom 91%-a és a vas 13%-a ment oldatba.

2. példa

Ez a példa az oldható réz redukálását mutatja be a 19 dm zóna elektrolitjában kupri állapotból kupro állapotba az alábbi egyenlet szerint:

3Cu²⁺+CuFeS₂—>4Cu⁺+Fe^{+ +} + 2S° (1.)

HU 220 835 Bl

A 10 egység dm zónájában a levegőztetőzóna elektrolitját az mp zóna rézkoncentrátumával érintkeztetjük.

Az 1. példa maradékát (2,2 kg) 10 liter, 280 g/1 NaCl-t, g/1 NaBr-t, 71 g/1 kupro rezet és 7 g/1 kupri rezet tartalmazó elektrolittal kezeljük 2,6 pH-értéken. A hőmér- 5 sékletet három órán át 85 °C-on tartjuk.

Eredmények

Idő (perc)	Oldat vizsgálati eredménye (g/1)
Cu+	Pb+ +	Fc
0	71,1	7,0	0,2
0,5	73,8	5,0	0,8
1,0	76,6	2,9	1,4
2,0	78,1	1,8	1,7
3,0	79,7	0,9	2,2

Eredmények

Idő (óra)	Oldat vizsgálati eredménye (g/1)
Cu'cljcs	Cu+ +	Fe	pH
0	30,0	2,8	0	2,0
3	38,5	8,7	1,1	2,4
6	55,9	14,7	0	2,8
9	59,7	19,0	0	2,8
12	62,0	32,7	0	2,8
15	62,0	51,2	0	2,0

Szilárdanyag-clemzcs (%)	Cu	Fc
Kioldási maradék - dm zóna	31,5	24,4
Kioldási maradék levegőztetőzóna	1,7	28,4

Három óra alatt a kupri réz 10%-ról 1%-ra redukálódott.

3. példa

Ez a példa a kalkopirit kombinált levegős és kupri rezes oxidációját mutatja be a kioldó kezelés során a levegőztetőzónában az alábbiak szerint:

CuFeS₂+Cu^{2 +} + 3/4O₂ + l/2H₂O->

2Cu⁺+FeOOH+2S° (13.)

A 2. példa maradékát (1,4 kg) 14 liter, 280 g/1 NaCl-t, 28 g/1 NaBr-t és 31,1 g/1 összmennyiségű, tökéletesen oldható rezet, amelyből 0,8 g/1 kupri alakban van jelen, tartalmazó elektrolittal keverünk.

A kioldótartályt szűrő „harisnyával” láttuk el, hogy tiszta folyadék eltávolítását tegyük lehetővé, ezt egy kis elektrolizáló cella anódterén átszivattyúzzuk, majd visszavezetjük a kilúgozó iszaphoz. A kilúgozó folyadékban levő kuproion kupriionná oxidálása céljából a cellára egyenáramot adunk. Ez idő alatt a pH 2-3 állandó értéken tartása céljából az iszapba „flotációs típusú” keverőlapáton keresztül levegőt táplálunk, amíg a kupri-kupro arány körülbelül 80% lesz.

Maximum 1,1 g/1 vasat tartalmazó elektrolit alkalmazása esetén a réz több, mint 95%-a kilúgozódik, a teljes réztartalom 9-83%-a kupri rézzé alakul.

4. példa

Ez a példa a hcl zónában visszamaradó réz és az arany halexszel történő kioldását mutatja be a (17.) és (18.) egyenletek szerint.

A 3. példában alkalmazott berendezést átalakítottuk, a „flotációs típusú” keverőlapátot axiális beömlésű keverőlapátra cseréltük és kicseréltük a kilúgozótartály tömítését. A maradék kupro réz kupriionná alakítása céljából ismét tiszta folyadékot szivattyúztunk át egy kis elektrolizáló cella anódterén. Ennél a pontnál az elektrolit oxidációs redukciós potenciálja (ORP) körülbelül +450 mV (Ag/AgCl standard elektród) volt.

Mivel az elektrolitban nem maradt kupro réz, az anódon halex képződött és az elektrolit ORP-ja meredeken nőtt. A 4. ábra az elektrolitban tárolt elektromos energia és az ORP közötti összefüggést mutatja be. Az ORP stabilizálódásáig körülbelül +700 mV értéken tartottuk az egyenfeszültséget, így a réz és arany jól kilúgozódott.

Eredmények

Idő (óra)	Oldatelcmzés (g/1)
Culelj“5	Cu+ +	Fc	Au (ppm)	PH	ORP (Ag/AgCl)
0	62,0	51,2	0	0	2,0	400
2	62,0	57,8	0,2	0	1,8	420
4	62,0	62,0	1,9	0	1,3	450
6	62,0	62,0	2,4	1,5	0,8	700

Szilárd anyag elemzése (%)	Cu	Fe	Ag	Au (ppm)
Kioldási maradék - 3. lépés	1,7	28,4	<1	15,5
Kioldási maradék - 4. lépés	0,36	23,0	<1	0,45

A hcl zónában kioldott összes réz 99%, a kioldott arany 98%.

HU 220 835 Bl

5. példa

Ez a példa oldható ezüst eltávolítását szemlélteti ezüstben gazdag elektrolitból (1 lépéses kezelés).

Az 1 lépéses kezelés nagy felületű titánkatódon alacsony áramsűrűségű elektrolízissel, ionos higany beadagolásával végzett kinyerést foglal magában. A Cu/Hg/Ag amalgámot a réztermékhez hasonló módon választjuk le a katódról. A cellában olyan szilárd rézanódot használunk, amely gyakorlatilag titánkosárban levő rézbrikettekből állhat.

Az amalgámot a visszavezetett anódfolyadékban feloldjuk, hogy vízoldható kupri- és merkuriionokká keletkezzenek. Az elektrolit hígításával ezüst-klorid válik ki, amelyet fém-ezüst előállítása céljából hőkezelésnek vetünk alá. A kupri-, merkuri- és az esetlegesen visszamaradt ezüstionokat az ezüstkinyerő cellába vezetjük. Ha a betáplált anyagban levő higany miatt higany dúsul fel a rendszerben, ezért a folyadékáramból fém-rézre választjuk le.

liter tömény, 81-1 g/1 kuproion formájában jelenlévő rezet és 15 ppm ezüstöt tartalmazó elektrolitot 85 °C-on 10 A egyenárammal működtetett cellában keverünk. A katód felülete 0,25 m², üzemelési áramsűrűsége 40 A/m².10 g/1 merkurioldatot vezetünk be a cellába 4 ml/perc sebességgel.

Eredmények

Idő (óra)	Oldatvizsgálat
Ag (ppm)	Cu(g/1)	Hg (ppm)
0	15	81,1	-
1	6	80,5	-

Idő (óra)	Oldatvizsgálat
Ag (ppm)	Cu (g/1)	Hg (ppm)
2	2	79,9	-
3	0,8	79,4	-
4	0,3	78,8	-
5	0,17	78,2	<0,2

A vizsgálatot öt óra múlva, 0,17 ppm ezüstkoncentrációnál fejeztük be. Az L.M.E. Grade A-nak megfelelő (25 ppm Ag) réz előállításához szükséges elméleti ezüstszint 1,25 ppm. Azonban, ha az ezüstkoncentrációt

0,2 ppm-nél alacsonyabb értékre csökkentjük, 99,999%os tisztaságú réz előállítására van lehetőség.

A vizsgálat végén az elektrolitban maradt oldható higanykoncentráció 0,2 ppm-nél alacsonyabb.

<5 példa

Ez a példa az ezüsttől és higanytól eltérő szennyező fémionok eltávolítását mutatja be (2. kezelési lépés).

A 2. kezelési lépés azon alapszik, hogy a kupro réz körülbelül 6-os pH-értékig igen stabil. Az 1. lépésből származó folyadék az ezüst eltávolítása közel nulla kupri rezet tartalmaz. Ez fontos tényező, minthogy a kupriion

2,8-3,0 pH érték fölött instabil, oldhatatlan oxi-kloridvegyületet képez. Az oldat pH-ját nátrium-karbonát adagolásával 6,0 értékre növeljük, ezzel a szennyezőket oxi30 dók és karbonátok komplex keveréke formájában kicsapjuk, amely könnyen kiülepedik és szűrődik.

Az 5. példában kapott 40 liter elektrolitot 85 °C-on 40 t/tf%-os nátrium-karbonát-oldat adagolásával tisztítjuk. Üzemi méretben dolgozva száraz nátrium-karbo35 nátot használunk.

Eredmények

Idő (perc)	Oldatvizsgálati eredmények (g/1)
Cu	Pb	Zn	Fc	As (ppm)	pH
0	78,2	3,2	4,1	1,7	56,4	2,47
30	78,2	3,0	4,1	1,3	43,1	4,91
60	78,2	2,8	3,6	0,52	17,2	5,05
90	78,2	2,6	3,6	0,14	4,6	5,23
120	78,2	2,5	3,4	0,02	0,66	5,82
140	78,2	2,4	3,2	5 ppm	<1 ppm	5,92
160	76,2	2,4	3,2	5 ppm	<1 ppm	6,21

A vas, cink és ólom egyszerre vált le. A vas túlnyomó részének a leválása alatt az 5-ös pH-érték állandó maradt, majd fokozatosan nőtt, amíg a réz leválása 6,0-6,2 pH-értéken meg nem kezdődött. A rézveszteség megkezdődése előtt a lúgadagolást 5,9 pH-értéknél leállítottuk, de a visszamaradt oldható lúg lassú reakciósebessége miatt a pH 6,2-re emelkedett, és ez 2 g/1 rézveszteséget okozott. Ez a tény rávilágít a jó pH55 ellenőrzés szükségességére ebben a lépésben.

Az ólom- és cinkkoncentráció 2,4, illetve 3,2 g/1 értéken stabilizálódott, de ezeken a szinteken nem szennyezte a rézterméket.

A vas- és arzénkoncentrációt 5 ppm-re, illetve 60 1 ppm alatti értékre csökkentettük. Az antimont és biz11

HU 220 835 Bl műtőt a vizsgálat során nem ellenőriztük, de a tisztított elektrolitban nem haladják meg az 1 ppm, illetve 2 ppm értéket.

Bár a találmány számos foganatosítási módját leírtuk, a találmány számtalan egyéb formában is megvalósítható.

Claims (48)

1. (1) az elektrolitot a hop zónából a lop zónába vezetjük, és az ércet az elektrolit áramlásával ellenáramban a lop zónából a hop zónába vezetjük, az elektrolitot az érccel folyamatosan érintkeztetjük, hogy az egy vagy több fém közül legalább néhányat kioldjunk belőle és így csökkentsük az oxidációs potenciálját;

   1. Eljárás egy vagy több fém előállítására egy azokat tartalmazó ércből, ahol az ércet egy magas oxidációs potenciálú zónát (hop zóna) és alacsony oxidációs potenciálú zónát (lop zóna) magában foglaló kioldási folyamatba vezetjük, és amelyen egy savas pH-jú elektrolitot vezetünk keresztül a hop zónából a lop zónába, ahol az eljárás az alábbi lépésekből áll:

   (i) az ércet a lop zónába tápláljuk, itt érintkezésbe hozzuk az elektrolittal, ezáltal az ércből legalább néhány vagy minden egyes fémet kioldunk, így legalább néhány vagy az összes kioldott fém az alacsony oxidációs vegyértékű állapotban van;

   (ii) a lop zónát elhagyó elektrolitot elektrolizáló eljárásban elektrolizáljuk, így egy vagy több fémet állítunk elő, és növeljük az elektrolizáló eljárást elhagyó elektrolit oxidációs potenciálját;

   (iii) a megnövelt oxidációs potenciálú elektrolitot visszavezetjük a kioldóeljárás hop zónájába; és (iv) az elektrolit oxidációs potenciálját, miközben az elektrolitot a hop zónából a lop zónába vezetjük, az elektrolízis előtti szintre csökkentjük, azzal jellemezve, hogy a hop zónába betáplált elektrolit két vagy több, eltérő halogénatomot tartalmazó halogenidet tartalmaz, és az elektrolit oxidációs potenciáljának a növelését az elektrolitnak a hop zónába történő visszavezetése előtt úgy végezzük, hogy az elektrolitban anódosan egy- vagy többféle halogenidet képezünk, amelyek egy olyan polihalogenidet alakítanak ki, amely két vagy több, eltérő halogénatomokat tartalmazó halogenidből jött létre.
2. (2) az elektrolitot a benne levő egy vagy több fémmel együtt eltávolítjuk a lop zónából és a lop zónából egy részben vagy teljesen kioldott ércet távolítunk el;

   azzal jellemezve, hogy a hop zónába betáplált elektrolit egy vagy több olyan halogenidet tartalmaz, amely két vagy több, eltérő halogénatomot tartalmazó halogenidből képződött polihalogenid.

   2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit oxidációs potenciálját oly módon csökkentjük, hogy miközben az elektrolitot a hop zónából a lop zónába vezetjük, ellenáramban érintkeztetjük egy oxidálható anyaggal.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxidálható anyag az érc, és az elektrolitot folyamatosan érintkeztetjük az érccel, miközben az ércet a lop zónából a hop zónába vezetjük, hogy alaposan kioldjuk a fémet vagy az összes fémet az ércből.
4. 4. Az 1 -3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polihalogenid az érc hop zónán történő átvezetése során további fémet vagy fémeket old ki az ércből.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit kloridot és oldott rezet tartalmaz, az utóbbi, amikor az elektrolit belép a hop zónába, lényegében kupri állapotban, és amikor az elektrolit elhagyja a lop zónát, lényegében kupro állapotban van.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hop zónában lévő elektrolit oldott rezet tartalmaz és a hop zóna egy halogenidkioldó zónát (hsl zóna), amelybe az elektrolizáló eljárásból visszavezetett elektrolitot vezetjük, és amelyben az érc végső kioldása megy végbe, valamint egy levegőztetőzónát foglal magában, amelyen átvezetjük és levegőztetjük a hsl zónából érkező elektrolitot, és amelyen további kioldás céljából átvezetjük a lop zónából érkező, részlegesen kioldott ércet, mielőtt a hsl zónába szállítanánk, a levegőztetéssel kicsapjuk az ércben esetleg jelenlevő vasat és/vagy kupriionná oxidáljuk a levegőztetőzónában található kuproion legalább egy részét.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lop zónából kilépő elektrolitot az elektrolízis folyamatba való belépés előtt kezelésnek vetjük alá, a kezelési eljárás az alábbi lépésekből áll:

   (ia) eltávolítjuk az elektrolitban levő esetleges szennyezőket; és/vagy (ib) eltávolítunk bizonyos fém(ek)et.
8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (ib) lépésben az elektrolit pH-ját olyan értékre növeljük, amely elégséges a fém vagy fémek oldatban tartásához, és amely legalább néhány említett fém leválását okozza, és ezeket a kicsapás után elválasztjuk az elektrolittól.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizáló eljárás során egy vagy több elektrolizáló cellában egy vagy több fémet állítunk elő, ahol az elektrolizáló cellában vagy az egyes cellákban egy membrán van, amely elválasztja a katódot az anódtól, és ahol a fémet vagy fémeket az adott cella katódján állítjuk elő, az elektrolit a cella katódterében katódfolyadékot és a cella anódterében anódfolyadékot képez, ahol a katódfolyadék legalább egy részét közvetlenül, a membránon keresztül vagy azt kikerülve, vagy indirekt módon, egy vagy több további elektrolizáló cellán át az anódfolyadékhoz vezetjük.
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a membrán nempórusos és a katódfolyadék a membránt megkerülve áramlik.
11. 11. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizáló eljárás számtalan, sorba kötött elektrolizáló cellát foglal magában, amelyeknél a katód- és anódfolyadék a rendszerben vagy azonos irányban vagy ellenáramban áramlik, és ha ellenáramú az áramlás:

    a rendszer adott cellájából származó katódfolyadék legalább egy részét a sorban következő cellába vezetjük, hogy abban a cellában a katódfolyadéknak legalább a részét képezze és a következő cella anódfolyadékának legalább egy részét visszavezetjük az adott cellába, hogy az adott cellában az anódfolyadéknak legalább egy részét képezze;

    és ha az áramlás azonos irányú: a rendszer adott cellájából származó katódfolyadék legalább egy részét a sorban következő cellába vezetjük, hogy abban a cellában a katódfolyadéknak legalább egy részét képezze és az adott cella anódfolyadékának legalább egy részét elvezetjük, hogy a követ12

    HU 220 835 BI kező cella anódfolyadékának legalább egy részét képezze;

    ahol a sorozat első cellája katódfolyadékának legalább egy része a lop zónából származó elektrolit és a hop zónába visszavezetett elektrolit legalább egy része vagy a sorozat első cellájából származó anódfolyadék, ha a katód- és anódfolyadék ellenáramban folyik, vagy az utolsó cellából származó anódfolyadék, ha a katódés anódfolyadék azonos irányban áramlik.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ha a katód- és anódfolyadék ellenáramban áramlik, a sorozat utolsó cellájából származó katódfolyadék legalább egy részét elvezetjük, hogy az utolsó cella anódfolyadékát képezze, és ha a katód- és anódfolyadék azonos irányban áramlik, a sorozat utolsó cellájából származó katódfolyadékának legalább egy részét elvezetjük, hogy az első cella anódfolyadékát képezze.
13. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy kezeléssel az összes cella bemenő elektrolitjából eltávolítjuk az esetleges szennyező anyagokat és az olyan féme(ke)t, amely(ek) a cellában előállított fémet vagy fémeket szennyezhetnék.
14. 14. A 11-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kioldóeljárásba betáplált érc Ni-t, Pb-t és Zn-t tartalmaz, és a sorozat egyik cellája a Ni, másik cellája a Pb vagy Pb/Ni és egy másik cellája a Zn előállítására szolgál.
15. 15. A 13. és 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelőeljárás során az elektrolitot a nikkel-előállító cellába való belépés előtt szemcsés nikkelen vezetjük át, a kezelőeljárás során az elektrolit az ólom-előállító cellába való belépés előtt szemcsés ólmon halad keresztül és a kezelőeljárás során az elektrolitot a cinkelőállitó cellába való belépés előtt szemcsés cinken vezetjük át.
16. 16. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kioldófolyamatba beadagolt érc rézszulfidot tartalmaz, így a kioldóeljáráson átvezetett ércből elemi kén válik ki, amelyet a kioldott érccel együtt távolítunk el a kioldófolyamatból.
17. 17. Az 5., 6. vagy 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lop zóna egy oldott rézzónát (de zóna), ahol a réznek legalább egy része oldott formában van és egy rézkicsapó zónát (cp zóna) tartalmaz, ahol az elektrolitból a benne levő oldott réznek legalább egy részét kicsapjuk, hogy összekeverjük a cp zónában végbemenő kioldáshoz betáplált érccel, majd a keletkező keveréket ellenáramban vezetjük át a kioldóeljáráson a hop zónából származó elektrolittal, amelyet először a de zónán, majd az ep zónán vezetünk és az érccel, amelyet a kioldóeljárás de vagy cp vagy mindkét zónájába vezetünk.
18. 18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolizáló eljárás során legalább egy rézelektrolizáló cellában rezet állítunk elő oly módon, hogy a lop zónából származó elektrolitot vezetjük át a rézelektrolizáló cellán és ha a lop zóna de és cp zónát is tartalmaz, az elektrolit a de zónából származik.
19. 19. A 7. vagy 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik szennyező ezüst és az (ia) lépés olyan kezelőeljárás, amellyel az ezüstöt gyakorlatilag eltávolítjuk a kupro-klorid-tartalmú elektrolitból, az eljárás az alábbi lépésekből áll:

    - egy katódot és rézanódot tartalmazó elektrolizáló cellán vezetjük át az elektrolitot;

    - a cellában levő elektrolithoz oldható higanyt adunk;

    - a keletkező oldatot a kálódon Cu/Hg/Ag amalgám előállítása céljából elektrolizáljuk.
20. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alábbi lépésekkel egészítjük ki:

    - az amalgámot eltávolítjuk és oxidáló oldatban feloldjuk;

    - az oldatot felhígítjuk, így az ezüstöt ezüst-klorid alakjában kicsapjuk; és

    - az ezüst-kloridot a visszamaradó oldattól szűréssel elválasztjuk.
21. 21. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolízishez alacsony katód-áramsűrűséget használunk.
22. 22. A 19. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katód anyaga titán és a rézanód titánhálókosárban elhelyezett több darabból vagy szemcsékből áll.
23. 23. A 7. vagy 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eltávolítandó szennyező anyagok közé egy vagy több bizonyos fém tartozik, és az (ib) lépés egy kezelőeljárás, amely bizonyos fém(ek) gyakorlatilag teljes eltávolítására szolgál az általában 3,5-nél alacsonyabb pH-jú, kupro-klorid-tartalmú elektrolitból és a kezelés az alábbi lépésekből áll:

    - az elektrolit pH-ját legfeljebb körülbelül 6-6,5 értékre növeljük vagy lépésenként egy vagy több előre meghatározott, 3, 5 és az adott pH-érték közé eső pHtartományba növeljük, ahol mindegyik pH-tartomány egy-egy olyan pontnak felel meg, amelyen egy vagy több említett fém kicsapódik az elektrolitból; és

    - az adott pH-tartományban leváló egy vagy több fém csapadékát eltávolítjuk az elektrolitból.
24. 24. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lecsapott fémek közé tartozik a vas, arzén, antimon, bizmut, ólom, cink, nikkel és a kupri réz.
25. 25. A 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oldathoz oldható ferro-sókat adhatunk, és a pH-értéket Na₂CO₃ adagolásával növelhetjük.
26. 26. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolitot a lop zóna elhagyása után és a rézelektrolizáló cellába való belépés előtt kezelésnek vetjük alá, amely kezelés az alábbi lépésekből áll:

    (ic) az elektrolitban levő összes szennyezőt gyakorlatilag eltávolítjuk; és/vagy (id) gyakorlatilag eltávolítunk bizonyos fém(ek)et.
27. 27. A 26. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kioldóeljárásba táplált ércben bizonyos fém(ek) van(nak) jelen, ezek közé tartozik egy vagy több a Pb, Zn, As, Sb, Bi, Hg, AG, Fe közül, és az eljárás (id) lépésében a bizonyos fém(ek) eltávolítása abban áll, hogy az elektrolitot az alábbi módon kezeljük :

    (ie) az elektrolitban levő Ag-t és Hg-t a 19-21. igénypontok bármelyike szerinti módon eltávolítjuk; és/vagy

    HU 220 835 Bl (if) a 22-25. igénypontok bármelyike szerinti módon gyakorlatilag eltávolítjuk a fennmaradó említett fém(ek)et.
28. 28. A 27. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (ie) lépést megelőzően az elektrolitot az oldatban levő kupri réz kupro rézzé redukálása, valamint az elektrolitban levő ezüst rézre történő leválasztása céljából fém-rézzel hozzuk érintkezésbe, így az elektrolit ezüsttartalmát körülbelül 15 ppm-re csökkentjük.
29. 29. A 27. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (ie) lépésben a 19. igénypont szerinti kupro-klorid-oldat az elektrolit és a 20. igénypont szerinti oxidáló oldat a rézelektrolizáló cellából visszavezetett, legalább egy kevés kupri rezet tartalmazó anódfolyadéknak egy részlete.
30. 30. A 27. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (ie) lépésben nem teljesen eltávolított Hg-t gyakorlatilag teljesen eltávolítjuk oly módon, hogy az (ie) lépésből származó elektrolitnak legalább egy részletét fém-rézzel hozzuk érintkezésbe, majd az így kezelt elektrolitot visszavezetjük az (if) lépésbe.
31. 31. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kezelési eljárás az alábbi elektrolit kezelést is magában foglalja:

    - az Ag-t és Hg-t gyakorlatilag teljesen eltávolítjuk a 19-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárással; és/vagy

    - az említett bizonyos fém(ek) maradékát, amely(ek) az egy adott cellában előállított féme(ke)t szennyezheti(k), gyakorlatilag teljesen eltávolítjuk a 22-25. igénypontok bármelyike szerinti eljárással.
32. 32. A 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a de zónán átvezetett és a hop zónába bevezetett, kicsapott rezet ezt követően annyira kioldjuk belőle, hogy a kioldóeljárást elhagyó érc gyakorlatilag rézmentes.
33. 33. Az 1-32. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hop zónába visszavezetett elektrolit oxidációs potenciálja (Eh) +600 mV-nál (Ag/AgCl referenciaelektródot használva) magasabb.
34. 34. A 33. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolittal a kioldófolyamatba betáplált érc teljes aranytartalmát kioldjuk és a hop zónában levő elektrolit egy részletét eltávolítjuk, majd egy aranykinyerő eljárásba vezetjük, amely az alábbi lépésekből áll: az elektrolit részletet aktivált szénágyra vezetjük:

    - az elektrolit részletet alacsony oxidációs potenciálú oldattal érintkeztetjük, hogy az Eh-t +600 mV érték alá csökkentsük (Ag/AgCl referenciaelektródot használva), így az arany kiválik az oldatból és az aktivált szén felületén adszorbeálódik;

    - a szén/arany terméket elválasztjuk az elektrolit részlettől;

    - az aranymentes elektrolit részletet visszavezetjük a hop zónába; és

    - a szén/arany termékből kinyerjük az aranyat.
35. 35. A 34. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alacsony oxidációs potenciálú oldat az elektrolizáló eljárás elhasznált katódfolyadéka.
36. 36. Ellenáramú kioldóeljárás egy vagy több fém kioldására az az(oka)t tartalmazó ércből, ahol az eljárásnak egy magas oxidációs potenciálú zónája (hop zóna) és egy alacsony oxidációs potenciálú zónája (lop zóna) van, így a hop zónába savas pH-jú és magas oxidációs potenciálú elektrolitot adagolunk, és az ércet a lop zónába adagoljuk, és az eljárás az alábbi lépésekből áll:
37. 37. A 36. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a polihalogenidet elektrolizáló eljárásban anódosan alakítjuk ki.
38. 38. A 36. vagy 37. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit kloridot és oldott rezet tartalmaz, amely a hop zónába lépéskor lényegében kupri állapotban van.
39. 39. A 38. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hop zóna egy halogenidkioldó zónát (hsl zóna), amelybe az eljáráshoz szükséges elektrolitot vezetjük, és amelyben az érc végső kioldása megy végbe, mielőtt azt a kioldófolyamatból eltávolítjuk és egy levegőztetőzónát tartalmaz, amelyen a hsl zónából érkező elektrolitot vezetjük keresztül és levegőztetjük, és amelyen a lop zónából származó, részlegesen kioldott ércet vezetjük át további kioldás céljából, mielőtt a hsl zónába vezetjük, a levegőztetéssel kicsapjuk az ércben esetleg jelenlevő, kioldott vasat és/vagy a levegőztetőzónában jelenlevő kupro réz legalább egy részét kupri rézzé oxidáljuk.
40. 40. A 38. vagy 39. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lop zóna egy olyan oldott rézzónát (de zóna), amelyben a réz legalább egy része oldott állapotban van, és egy olyan rézkicsapó zónát (cp zóna) tartalmaz, amelyben az elektrolitban levő oldott réz legalább egy része kicsapódik, hogy keveredjen azzal az érccel, amelyet az eljárás cp zónájába adagoltunk, a hop zóna elektrolitjával, amelyet először a de zónán, majd a folyamat elhagyása előtt a cp zónán vezetünk át és az érccel, amelyet a de és cp zónák valamelyikébe vagy mindkettőbe vezetünk.
41. 41. A 38-40. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárásba beadagolt érc szulfid alakjában levő rezet tartalmaz, így a kioldási folyamaton átvezetett ércből elemi kén válik ki, amelyet az eljárást elhagyó, kioldott érccel együtt távolítunk el.
42. 42. Az 1-41. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárásba beadagolt érc kéntartalmú érceket tartalmaz.
43. 43. Az 1-42. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárást atmoszferikus vagy ahhoz közeli nyomáson valósítjuk meg.
44. 44. Az 1-43. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit nátrium-klorid

    HU 220 835 Β1 elektrolit oldat, amelynek a töménysége 250-300 g/1 elektrolit.
45. 45. Az 1-44. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit pH-értéke legfeljebb 3,5. 5
46. 46. A 45. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit pH-értéke 0,5-3.
47. 47. Az 1-46. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit hőmérséklete 60 °C-nál magasabb.
48. 48. A 47. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektrolit hőmérséklete atmoszferikus nyomáson 70 °C és az elektrolit forráspontja közötti.