JP2006213948A - 黄銅鉱を含む硫化銅鉱の浸出方法 - Google Patents
黄銅鉱を含む硫化銅鉱の浸出方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】空気を装入させながら黄銅鉱を含む硫化銅鉱から浸出液を用いて銅を浸出する方法であって、前記硫化銅鉱からなる堆積層に浸出液として硫酸鉄水溶液を添加するとともに、浸出開始直後を除いて浸出終了時に至るまでの間、該堆積層内に存在する空気中の酸素濃度を10重量%以下に調整することを特徴とする硫化銅鉱の浸出方法などによって提供する。
【選択図】なし
Description
前記硫化銅鉱からなる堆積層に浸出液として硫酸鉄水溶液を添加するとともに、浸出開始直後を除いて浸出終了時に至るまでの間、該堆積層内に存在する空気中の酸素濃度を10重量%以下に調整することを特徴とする硫化銅鉱の浸出方法が提供される。
本発明の黄銅鉱を含む硫化銅鉱の浸出方法は、空気を装入させながら黄銅鉱を含む硫化銅鉱から浸出液を用いて銅を浸出する方法であって、前記硫化銅鉱からなる堆積層に浸出液として硫酸鉄水溶液を添加するとともに、浸出開始直後を除いて浸出終了時に至るまでの間、該堆積層内に存在する空気中の酸素濃度を10重量%以下に調整することを特徴とする。
Cu2S+4Fe3+=2Cu2++S+4Fe2+ (2)
(式中Ecは式(1)の酸化還元電位を、Eoxは式(2)の酸化還元電位を表す。)
図1は、黄銅鉱の溶出速度と電位の関係を表す概念図である。
図1において、式(3)の条件が満たされる場合、黄銅鉱は還元され、より酸化溶出速度の高い輝銅鉱を反応中間体として生成し、その輝銅鉱が酸化溶出するため高速浸出される。すなわち、Ecの近傍では、黄銅鉱還元反応(Cu2S生成反応:R)とCu2S酸化反応(O)のうち、黄銅鉱の還元反応が全過程を律速するので、銅の溶出速度Kは電位の低下に伴って高くなる。一方、Eoxの近傍ではCu2S酸化反応が律速段階となり、銅の溶出速度Kは電位の上昇に伴って高くなる。従って、黄銅鉱還元反応(R)とCu2S酸化反応(O)が交わる電位(Eop)で銅の溶出速度は最大となる。また、Ec<Eの場合、黄銅鉱酸化反応(D)(式(4))により直接黄銅鉱から銅が溶出するため、銅の溶出速度は低くなる。
例えば、装入空気中の酸素濃度を調整する手段としては、堆積層への装入空気として、堆積層内で鉄の酸化反応により低酸素濃度になった排出空気を循環使用することにより効率的に行なわれる。
さらに、本発明に用いる硫酸鉄水溶液としては、特に限定されるものではないが、鉄濃度が1〜10g/L、銅濃度が0.1〜5g/L、及びpHが1.0〜2.5であることがより好ましい。ここで、浸出液として、堆積層を通過して排出された溶液が、必要に応じて成分調整されて繰返し用いられる。この条件範囲の硫酸鉄水溶液を得るためには、特に限定されるものではないが、浸出の後工程として実施される溶媒抽出工程の条件を調整し、さらにその工程から得られる抽出残液を再度調整して使用することができる。
また、上記貴液から銅を回収する方法としては、溶媒抽出と電解採取により電気銅を生産する方法が一般的に行われているが、本発明の方法で回収された貴液は、この方法の適用に好適である。
(1)金属の分析:ICP発光分析法で行った。
(2)鉱物割合の分析:顕微鏡観察によって求めた。
図2にカラム浸出装置の構造を示す。図2において、カラム1の上端、浸出液配管2、浸出貴液配管3、浸出液タンク4等の開口部は密閉もしくは水封され、外気との余分な接触が遮断されている。ここで、浸出液は、浸出液タンク4を経由して給液用ローラーポンプ5によりカラム1に繰返し添加されることができる。
また、カラム1の下端に設けた通気管6から通気用ローラーポンプ8で空気を導入し、上端の排気管7からカラム外に排出される空気はローラーポンプ吸入管9に接続して循環させ、配管の途中に設置した酸素濃度計10にて酸素濃度を測定することができる。また、ローラーポンプ吸入管9には3方コック11を設け、必要に応じて外気を導入することができる。
まず、ポリエチレンシート上で、上記硫化銅鉱10kgを所定量の水と濃硫酸を少しずつ添加しながら混練して造塊し浸出用造塊物を準備した。ここで、水の添加量は200mL、また濃硫酸(濃度98重量%)の添加量は5.2gであった。なお、添加する水の量は、混練後ポリエチレンシートに鉱石が付着しない最少限の量とし、また濃硫酸の添加量は、浸出開始時の流出液pHが2.0付近となるように予備試験によって求められたものを用いた。
造塊物を直径10cm、及び高さ1mの塩化ビニール製のカラムに充填し、ローラー式定量ポンプでカラム上部から浸出液を上部表面積1平方メートル当たり5L/hの割合で滴下した。ここで、初期浸出液として、硫酸第一鉄を鉄濃度5g/Lとなるように純水に溶解し、硫酸を添加してpH1.5に調整した溶液を使用した。
また、カラムの下端から流出する液は10Lのポリエチレンボトルに回収され、ローラー式定量ポンプに給液して浸出液として繰り返した。その後、浸出操作が進み浸出貴液の銅濃度が5g/Lを超えたときに、装入する浸出液の半量を上記初期浸出液と同じ組成の溶液に交換して、さらに浸出操作を続けた。ここで、カラムに空気を60mL/hの流量で導入し、その後は浸出期間の全般に渡ってカラム上端から排出された空気を循環使用した。
得られた循環空気中酸素濃度の測定結果を図3に示す。図3より、循環空気中の酸素濃度は、浸出反応で酸素が消費されるため徐々に低下し、浸出開始後20日で10重量%を下回ることが分かる。さらに、その後も低下し5重量%以下にまで低下するが、その低下は緩やかになることが分かる。これは、装置内部が負圧となるために、配管接合部の隙間などから外気が侵入するためと見られる。
また、得られた浸出貴液の酸化還元電位(ORP、Ag/AgCl電極規準)の測定結果を図4に示す。図4より、浸出貴液の酸化還元電位(Ag/AgCl電極規準)は、浸出期間の全般に渡って350〜450mVの範囲に保持されることが分かる。
以上の浸出操作において、浸出期間の全般に渡ってCu浸出率を測定した。なお、Cu浸出率の測定は、前記浸出貴液の銅濃度を所定日数毎に分析して求めた。結果を図5に示す。
カラム下端から1.0mL/minの流量で外気を導入し、カラムから排出される空気を循環しなかったこと以外は実施例1と同様に行ない、この間、浸出操作の全期間において、カラムから排出される空気中の酸素濃度、及びカラムから排出された浸出液(浸出貴液)の酸化還元電位を測定した。結果をそれぞれ図3、図4に示す。
図3より、この際のカラムから排出される空気中の酸素濃度は、浸出反応の初期において一旦低下するがその後10重量%以上の酸素濃度に上昇することが分かる。また、図4より、この際の浸出貴液の酸化還元電位(Ag/AgCl電極規準)は、浸出初期の短期間を除いて、浸出期間の全般に渡って450mVを超える高電位の範囲であることが分かる。このため、浸出液の酸化還元電位が所望の範囲に維持されないので、黄銅鉱の浸出が緩やかに進行することになる。
また、浸出期間の全般に渡ってCu浸出率を測定した。結果を図5に示す。
カラムから排出される空気を循環せず、カラムを密閉しないで外気が自由にカラム内に出入りできる状態にたこと以外は実施例1と同様に行ない、この間、浸出操作の全期間において、カラムから排出された浸出液(浸出貴液)の酸化還元電位を測定した。結果を図4に示す。図4より、この際の浸出貴液の酸化還元電位(Ag/AgCl電極規準)は、浸出初期の短期間を除いて、浸出期間の全般に渡って450mVを超える高電位の範囲であることが分かる。なお、この際のカラム内の空気は自由に出入りできる状態にあるので、酸素濃度は、空気と同じ21重量%とみなせる。
また、浸出期間の全般に渡ってCu浸出率を測定した。結果を図5に示す。
2 浸出液配管
3 浸出貴液配管
4 浸出液タンク
5 給液用ローラーポンプ
6 通気管
7 排気管
8 通気用ローラーポンプ
9 ローラーポンプ吸入管
10 酸素濃度計
11 3方コック
Claims (6)
- 空気を装入させながら黄銅鉱を含む硫化銅鉱から浸出液を用いて銅を浸出する方法であって、
前記硫化銅鉱からなる堆積層に浸出液として硫酸鉄水溶液を添加するとともに、浸出開始直後を除いて浸出終了時に至るまでの間、該堆積層内に存在する空気中の酸素濃度を10重量%以下に調整することを特徴とする硫化銅鉱の浸出方法。 - 前記硫酸鉄水溶液は、鉄濃度が1〜10g/L及びpHが1.0〜2.5であることを特徴とする請求項1に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
- 前記硫酸鉄水溶液は、銅濃度が0.1〜5g/Lであることを特徴とする請求項2に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
- 前記浸出は、ヒープリーチング、バットリーチング又はカラムリーチングのいずれかの方式で行われることを特徴とする請求項1に記載の硫化銅鉱の浸出方法。
- 前記酸素濃度を調整するために、堆積層への装入空気として堆積層から排出される低酸素濃度の空気を循環使用することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の硫化銅鉱の浸出方法。
- 前記堆積層内の浸出液の酸化還元電位(Ag/AgCl電極規準)を350〜450mVに調整することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の硫化銅鉱の浸出方法。
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JP2001220626A (ja) * | 2000-02-08 | 2001-08-14 | Dowa Mining Co Ltd | 銅の浸出方法 |
JP2004156123A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 硫化銅鉱から銅を浸出する方法 |
JP2005015864A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 黄銅鉱を含む硫化銅鉱から銅を浸出する方法 |
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