JP4188824B2 - 高温圧力浸出を使用する、改善された金属回収方法 - Google Patents
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Description
（発明の分野）
このプロセスは一般に、金属保有物質から金属を回収するためのプロセスに関し、特に、酸化プロセス中に圧力浸出容器にシード剤が添加される、圧力浸出容器における高温圧力浸出を介して、銅および他の金属を回収するためのプロセスに関する。
このプロセスは一般に、金属保有物質から金属を回収するためのプロセスに関し、特に、酸化プロセス中に圧力浸出容器にシード剤が添加される、圧力浸出容器における高温圧力浸出を介して、銅および他の金属を回収するためのプロセスに関する。
（発明の背景）
精錬は、金属保有硫化物物質から金属（例えば、銅）を回収するための１つのアプローチである。精錬は費用が高いので、鉱体中の硫化金属物質は、浮遊選鉱技術によって最初に精鉱されて、精錬のためのより小さい容積を提供する。次いで、この精鉱は、精錬機に送られ、この精錬機は、この精鉱を乾式冶金によって高温で処理して、引き続いて非常に純粋な金属へと精製される粗製銅生成物を形成する。
精錬は、金属保有硫化物物質から金属（例えば、銅）を回収するための１つのアプローチである。精錬は費用が高いので、鉱体中の硫化金属物質は、浮遊選鉱技術によって最初に精鉱されて、精錬のためのより小さい容積を提供する。次いで、この精鉱は、精錬機に送られ、この精錬機は、この精鉱を乾式冶金によって高温で処理して、引き続いて非常に純粋な金属へと精製される粗製銅生成物を形成する。
圧力浸出を使用する、硫化銅精鉱からの銅の回収は、精製に対する、潜在的に経済的に魅力的な代替法であることが証明されている。圧力浸出操作は、一般に、精錬操作よりも少ない散逸排出を生じ、従って、環境的な利点が認識され得る。さらに、圧力浸出回路は、精鉱機の現場でよりコスト効率よく構築され得、精錬操作が必要とし得る、精鉱輸送に伴う費用を排除する。さらに、圧力浸出回路において生成される任意の副産物の酸は、隣接する野積み浸出操作において使用され、従って、酸の購入に伴う費用を相殺し得る。
一方、圧力浸出の適用は、受容できないほどに高い銅および貴金属の損失を生じ得る。このような金属損失の主な原因は、価値のある金属（ｍｅｔａｌ ｖａｌｕｅ）が、これらの価値のある金属を引き続く処理のために利用可能でなくする、圧力浸出容器中に存在する物質（例えば、赤鉄鉱および／または他の物質）によって閉塞される場合に確認され、これらの貴金属が失われる。
銅含有物質から銅を回収するための、特に、硫化銅（例えば、黄銅鉱および輝銅鉱）から銅を回収するための、有効かつ能率的な方法が有利であり、この方法は、高い銅回収が従来の処理技術よりも少ない費用で達成されることを可能にし、そして金属保有物質からの貴金属の回収を向上させる。
（発明の要旨）
本発明が先行技術の欠陥および欠点を扱う方法は、一般に、本発明の種々の局面に従って、以下により詳細に記載される。銅および他の価値のある金属を金属保有物質から回収するためのプロセスは、種々の反応および回収のプロセスを包含する。本発明の好ましい局面において、シード剤が、金属回収プロセス、より好ましくは圧力浸出プロセスに導入される。
本発明が先行技術の欠陥および欠点を扱う方法は、一般に、本発明の種々の局面に従って、以下により詳細に記載される。銅および他の価値のある金属を金属保有物質から回収するためのプロセスは、種々の反応および回収のプロセスを包含する。本発明の好ましい局面において、シード剤が、金属回収プロセス、より好ましくは圧力浸出プロセスに導入される。
本発明の例示的な実施形態によれば、金属保有物質から金属を回収するためのプロセスは、一般に以下の工程を包含する：（ｉ）価値のある金属含有精鉱を圧力浸出プロセスに供する工程；および（ｉｉ）この反応性プロセスの生成物から価値のある金属を回収する工程。本発明の代替的実施形態の１局面において、シード剤は、圧力浸出容器へと導入される、リサイクルされた残渣であり得る。一般に、シード剤は、この反応性プロセスが生じる溶液由来の固体種の結晶化および／または成長のための核生成部位の形成を可能にするように選択される。本発明のさらなる局面において、他の外来物質が、圧力浸出の間にシード剤として使用され得る。本発明のさらなる局面において、シード剤の組み合わせが、浸出の間に使用され得る。
本発明のなお別の実施形態において、銅は、金属保有物質から回収される。銅含有物質は、圧力浸出容器中で高温圧力浸出に供され、ここで、シード剤は、圧力浸出容器に導入され、この容器は、好ましくは、多区画の圧力浸出容器である。次いで、この圧力浸出生成物は、１回以上のコンディショニングプロセスおよび／または精製プロセスを受け得、その結果、銅および／または他の価値のある金属は、圧力浸出生成物から回収され得る。
本発明の種々の局面に従うプロセスの利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読み、そして理解すれば、当業者に明らかである。
本発明の目的は、明細書中で具体的に指摘され、そして明確に特許請求される。しかし、本発明のより完全な理解は、図面と共に考慮される場合に、詳細な説明および特許請求の範囲を参照して最もよく得られ得る。図面において、同じ数字は、同じ要素を示す。
（例示的実施形態の詳細な説明）
本発明は、圧力浸出容器シーディングを企図する、金属回収プロセスに関する。一般に、貴金属保有物質は、シード剤が利用される圧力浸出プロセスに供される。次いで、貴金属は、種々の回収プロセスに従って回収および処理され得る。
本発明は、圧力浸出容器シーディングを企図する、金属回収プロセスに関する。一般に、貴金属保有物質は、シード剤が利用される圧力浸出プロセスに供される。次いで、貴金属は、種々の回収プロセスに従って回収および処理され得る。
図１を参照して、本発明の種々の局面によれば、金属保有物質２が、処理のために提供される。金属保有物質２は、貴金属が回収され得る鉱石、精鉱または任意の他の物質であり得る。価値のある金属（例えば、銅、金、銀、亜鉛、白金族の金属、ニッケル、コバルト、モリブデン、レニウム、ウラニウム、希土金属など）は、本発明の種々の実施形態に従って、金属保有物質から回収され得る。しかし、本発明の種々の局面および実施形態は、金保有硫化銅鉱石（例えば、金保有黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）、輝銅鉱（ＣｕＳ２）、斑銅鉱（Ｃｕ５ＦｅＳ４）および銅藍（ＣｕＳ））から、銅および金を回収することに関して、特に利点を証明する。従って、金属保有物質２は、好ましくは、金保有銅鉱石または金保有銅精鉱であり、そして最も好ましくは、金保有硫化銅鉱石または金保有硫化銅精鉱である。
金属保有物質２は、金属保有物質２の状態（例えば、粒径、粗製および成分濃度）が、選択された処理方法に適切にすることを可能にする任意の様式で、圧力浸出プロセスのために調製され得る（このような状態は、処理操作の全体的な効率および能率に影響を与え得るので）。所望の粗製および成分濃度のパラメータは、種々の化学的および／または物理的処理段階によって達成され得、その選択は、選択された処理スキーム、設備費用および物質仕様の操作パラメータに依存する。例えば、金属保有物質２は、粉砕、浮遊選鉱、ブレンディングおよび／またはスラリー形成、ならびに化学的および／または物理的コンディショニングを受け得る。
図１を参照して、金属保有物質２が処理のために適切に調製された後、これは、処理工程４に供される。処理工程４は、金属保有物質２中の貴金属を、後の回収工程に供され得るような条件下に置く、任意の適切な処理または反応であり得る。例えば、例示的な適切なプロセスは、金属保有物質２から、金属保有物質２中の所望の価値のある金属を遊離させる傾向がある反応性プロセスを含む。本発明の１実施形態によれば、処理工程４は、中間温度（例えば、約１２０℃〜約１９０℃）または高温（約２００℃より高い温度）のいずれかでの、圧力浸出を含む。
本発明の別の実施形態によれば、処理工程４は、約１７０℃〜約２３５℃の範囲の温度、より好ましくは約２００℃〜約２３０℃の範囲の温度、そして最適には約２００℃より高い温度での、高温圧力浸出プロセス操作を含む。
処理工程４は、必要な圧力浸出滞留時間について所望される温度および圧力の条件にて、圧力浸出混合物を含むように適切に設計された任意の圧力浸出容器において生じ得る。好ましくは、処理工程４において使用される圧力浸出容器は、攪拌された、多区画の圧力浸出容器である。しかし、金属保有物質が金属回収のために調製されることを適切に可能にする任意の圧力浸出容器が、本発明の範囲内で利用され得ることが理解されるべきである。
処理工程４の間、価値のある金属は、後の回収プロセスのための調製において、可溶化またはさもなくば遊離され得る。貴金属を可溶化する際に、従って、金属保有物質から金属を放出する際に補助する任意の物質が、使用され得る。例えば、銅が回収される金属である金属回収プロセスにおいて、酸（例えば、硫酸）は、銅保有物質と接触され得、その結果、銅は、後の回収プロセスのために可溶化され得る。しかし、後の金属回収工程のための調製において価値のある金属を可溶化する任意の適切な方法が、本発明の範囲内で使用され得ることが理解されるべきである。
本発明の好ましい実施形態によれば、シード剤は、価値のある金属の回収の前に、処理工程４の間に、反応性プロセスへと導入される。シード剤が使用され得るが、このシード剤が全体の金属回収プロセスに負に影響を与えないことを確認するために、注意を払うべきである。適切なシード剤は、好ましくは、固体種の結晶化および／または成長のための核生成部位を形成し得る任意の物質を含む。例えば、本明細書中で上記された本発明の種々の局面によれば、回収される金属は、反応性プロセスに関連して遊離される。本発明は、溶液から析出または結晶化する物質が、しばしば、反応性プロセスを不動態化および／または回収される金属をカプセル化する傾向があることを見出した。本発明のシード剤の使用によって、このような種は、貴金属の代わりに、シード剤にてか、またはシード剤の近傍で、結晶化、析出またはさもなければ形成させられ、従って、価値のある金属が、引き続く浸出または他の回収に曝され、そしてこれらに従うようにしたままにする。
従って、このシード剤は、粒子の蓄積および／または析出のための部位として作用する任意の粒子であり得、そして金属回収プロセスに対して外来である物質の添加によって提供され得る。いくつかの場合、このシード剤は、さもなければ所望の価値のある金属を部分的または完全にカプセル化する傾向があり得る、所望でない物質（これは、例えば、銅の回収の場合には、赤鉄鉱、脈石など）の結晶化、析出および／または成長を促進する任意の物質を含み、この所望の価値のある金属（例えば、銅および金）を、浸出溶液に対して入手不能にするか、またはあまり入手可能でなくする。公知のように、析出において、シード粒子は、溶液からの物質の沈着によって、大きさが成長する傾向がある。従って、他の（すなわち、非シード）表面への非優先的析出もまた、生じ得る。
本発明の種々の局面に従って有用な適切なシード剤の１つの供給源は、圧力浸出容器の排出において見出され得る物質であり、この物質は、シーディングプロセスのためにリサイクルされ得る。リサイクルされた圧力浸出容器排出の使用は、経済的理由のために所望され得、そして圧力浸出プロセススラリー中の望まれない粒子と類似または同一であるシード剤を使用することは、望まれない物質の蓄積を助長する傾向があり得る。例えば、望まれない物質（例えば、赤鉄鉱）が、金属保有物質中に存在するか、または副産物として生成されるかのいずれかである金属回収プロセスにおいて、以前の圧力浸出プロセスからの残渣を含む、リサイクルされた赤鉄鉱の導入は、おそらく、新たに形成された赤鉄鉱または遊離した赤鉄鉱を、優先的核生成部位に提供する傾向がある。核生成部位の非存在下で、非反応性粒子は、価値のある金属の表面上に析出することによって、所望の貴金属を可溶性について閉塞し得、この価値のある金属を回収不能にする。従って、このような閉塞を予防するためにシード剤を導入することは、よりよい金属回収を提供する際に補助し得る。
本発明の種々の局面に従って有用な適切なシード剤の別の供給源は、この回収プロセスの他の副産物である。例えば、本発明の回収プロセスとの使用のために選択された金属保有物質が、複数の価値のある金属（例えば、銅、金および／または銀）を含む場合、引き続く回収工程において金属を回収することが所望され得る。例えば、圧力浸出プロセスにおいて銅が最初に回収される場合、その後、金および銀が、例えば、シアン化物浸出の使用によって、回収され得る。このような場合、シアン化物が減弱されたシアン化物浸出尾鉱は、本発明に従うシード剤として適切に使用され得る。
本発明のさらなる局面に従って適切なシード剤はまた、いずれの反応性プロセスの副産物でもない物質であり得る。例えば、回収プロセスに対して外来である粒子（例えば、赤鉄鉱、砂、ケイ砂、粘土および／またはジャロサイト）が使用され得る。なおさらに、一般に非反応性の粒子状物質（例えば、低グレードの精鉱、尾鉱または中間産物）の、鉱物処理活性からの流れが、圧力浸出容器に添加され得る。しかし、本発明の種々の局面に従う、固体種の結晶化および／または成長のための核生成部位を形成し得る任意の物質が、本発明の範囲内である。
本発明のさらなる局面によれば、シード剤は、適切に選択され得、そして連続的な回収プロセスの操作の間、変動し得る。例えば、再び例示のみの目的のために、選択された金属保有物質が、銅および他の貴金属（例えば、金および／または銀）を含む場合、このシーディング物質は、最初に、一般に非反応性の添加剤（例えば、赤鉄鉱）であり得、その後、副産物（例えば、固−液分離樹脂、シアン化物減弱シアン化物浸出尾鉱など）の処理は、反応性プロセスへとリサイクルされ得、そして回収プロセスの連続的な操作の間に、シード剤として作用し得る。
工程４の反応性処理を受ける金属保有物質２に続いて、この反応性プロセスによって利用可能となった価値のある金属は、種々の回収プロセスを受け得る。図１を再び参照して、回収プロセス６は、価値のある金属を回収するための任意のプロセスであり得、そして任意の数の分離工程またはコンディショニング工程を含み得る。例えば、金属保有溶液が調製され得、そして１以上の化学的および／または物理的処理工程によって、金属回収のためにコンディショニングされ得る。この金属保有溶液は、組成、成分濃度、固体含量、容積、温度、圧力ならびに／または他の物理的および／もしくは化学的パラメータを所望の値に調節するために、コンディショニングされ得る。一般に、適切にコンディショニングされた金属保有溶液は、溶液中に、比較的高濃度の可溶性金属（例えば、銅イオン）および硫酸塩を含みそして好ましくは、不純物をほとんど含まない。さらに、金属保有溶液の条件は、好ましくは、最終的に回収された金属生成物の品質および均質性を工場させるために、実質的に一定に維持される。
本発明の好ましい実施形態の１局面において、電解抽出回路における銅回収のための銅含有溶液のコンディショニングは、反応性処理工程からの生成物スラリーの特定の物理的パラメータを調節することによって、開始する。この反応性処理工程が高温圧力浸出である、本発明のこの実施形態の好ましい局面において、生成物スラリーの温度および圧力を低下させることが所望され得る。高温圧力浸出段階からの銅含有生成物スラリーに特徴的な温度および圧力をこのように調節する好ましい方法は、大気フラッシングである。
この好ましい実施形態のさらなる局面によれば、生成物スラリーが、例えば、フラッシュタンクを使用する大気フラッシングに供された後、この生成物スラリーは、後の価値のある金属回収工程のための調製において、さらにコンディショニングされ得る。例えば、１回以上の固−液相分離段階が、固体粒子から可溶化した金属溶液を分離するために使用され得る。これは、任意の従来の様式（濾過システム、電荷結合素子（ＣＣＤ）回路、シックナー、遠心分離などの使用を含む）によって達成され得る。種々の要因（例えば、プロセス物質バランス、環境調節、残渣組成、経済的考慮事項など）は、固体−液体分離装置においてＣＣＤ回路、シックナー、フィルタまたは任意の適切なデバイスかの決定に影響を与え得る。しかし、後の価値のある金属回収のために生成物スラリーをコンディショニングする任意の技術が、本発明の範囲内であることが、理解されるべきである。
本明細書中で以下にさらに考察するように、分離された固体は、貴金属（ｐｒｅｃｉｏｕｓ ｍｅｔａｌ）または他の価値のある金属（ｍｅｔａｌ ｖａｌｕｅ）の回収（例えば、金、銀、白金族金属、ニッケル、コバルト、モリブデン、亜鉛、レニウム、ウラニウム、希土金属などの回収）を含む、後の処理工程にさらに供され得る。あるいは、分離された固体は、上記の反応性処理の間にシーディング目的のために使用され得るか、または廃棄に供され得る。
液体−固体分離装置から分離された液体はまた、金属回収のためにこの装置において可溶化された価値のある金属を分離するための一連のコンディショニング工程を受け得る。例えば、分離された液体は、価値のある金属を、この価値のある金属が金属回収技術に対して感受性であるような状態に置くために、種々の試薬添加および／または溶媒抽出を受け得る。さらに、引き続くコンディショニング工程および／または処理工程は、回収率が可能な限り効率的であるように、実施され得る。
任意の所望の分離工程後、圧力浸出生成物の流れは、所望の金属回収工程を受け得る。価値のある金属の回収方法は、溶液から所望の貴金属を取り出す任意の適切な従来法（例えば、電解抽出、析出、溶媒抽出、シアン化、イオン交換、および／またはイオン浮遊選鉱）を含み得、そして好ましくは、比較的純粋な金属生成物を生じる。
図２に例示される本発明の例示的実施形態において、銅含有物質２を含む銅含有供給流４が、価値のある金属回収のために提供される。銅含有物質２中の銅は、銅が抽出され得る任意の形態（例えば、酸化銅または硫酸銅（例えば、金保有黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）、輝銅鉱（ＣｕＳ２）、斑銅鉱（Ｃｕ５ＦｅＳ４）および銅藍（ＣｕＳ）））であり得る。銅含有物質２はまた、任意の数の種々の他の金属（例えば、金、銀、白金族金属、亜鉛、ニッケル、モリブデン、コバルト、希土金属、レニウム、ウラニウムおよび／またはこれらの混合物）を含み得る。
本発明の１実施形態によれば、供給流４は、水を含み得る液体６と合わされて、供給スラリー５を形成する。次いで、供給スラリー５は、圧力浸出工程１０に供される。あるいは、供給流４は、他の供給流（すなわち、供給流６）と一緒に、圧力浸出デバイス（工程１０）（例えば、圧力浸出容器）に直接供給され得る。
（図２には示されない）１実施形態において、銅含有物質供給流４は、銅含有物質を粉砕し、そして浮遊選鉱にそれを供することにより、圧力浸出のために調製される。この場合、供給流４は、液体（好ましくは水）と合わせられて、圧力浸出（図２の工程１０）に供される供給スラリー５を形成する。液体と供給流４との組み合わせは、１以上の種々の技術および装置（例えば、インラインブレンディング）のいずれかを使用して、または混合タンクもしくは他の適切な容器を使用して、達成され得る。次いで、この合わされた物質は、浮遊選鉱処理工程（示さず）に供され得、そしてこの浮遊選鉱生成物は、その後、圧力浸出に今日される前に、濾過され、風乾され、そして再パルプ化され得る。
図２を続けて参照して、供給スラリー５は、圧力浸出容器に適切に導入されて、高温圧力浸出を受ける；このように、圧力浸出容器は、好ましくは、密封された多区画圧力浸出容器１０を含む。供給スラリー５は、約１００ミクロン未満のオーダーの固体粒径、好ましくは約４５〜約６０ミクロンの範囲の固体粒径を有し得る。より好ましくは、供給スラリー５の固体粒径は、精鉱された銅含有物質の約２０％以下のサイズ分布が、約６０ミクロンより大きくなるように、適切に寸法決めされる。この実施形態の好ましい実施形態によれば、供給スラリー５は、約５重量％〜約５０重量％の固体範囲、そして好ましくは約１０重量％〜約３５重量％の固体範囲である、好ましい固−液比率を有する。
回収される貴金属（例えば、銅）の可溶化において補助し得る任意の薬剤（例えば、硫酸）は、圧力浸出プロセスの間に、多数の方法で提供され得る。例えば、このような酸は、溶媒抽出工程３０からのラフィネート溶液３２のリサイクル（可溶化の前または後、図３を参照のこと）、および／もしくは生成物スラリー１８の液相の一部のリサイクル、ならびに／または供給スラリー中の硫化金属の酸化からの硫酸の、圧力浸出の間の生成によって提供される、冷却流中に提供され得る。しかし、銅の可溶化を提供する任意の方法が、本発明の範囲内であることが、理解されるべきである。
この例示的実施形態の１局面によれば、圧力浸出容器１０における高温圧力浸出プロセスは、好ましくは、回収される価値のある金属（例えば、銅）の可溶化を促進するために選択された様式で生じる。種々のパラメータが、この高温圧力浸出プロセスに影響を与え得る。例えば、圧力浸出の間、圧力浸出プロセスを向上させるために、材料を導入することが所望され得る。本発明の１局面によれば、圧力浸出容器における圧力浸出の間、十分な酸素１４がこの容器に注入されて、約５０〜約２００ｐｓｉの酸素分圧、好ましくは約７５〜約１５０ｐｓｉの酸素分圧そして最も好ましくは約１００〜約１２５ｐｓｉの酸素分圧を維持し得る。さらに、高温圧力浸出の性質に起因して、圧力浸出容器中の操作全圧は、一般に、大気圧より高く、好ましくは約２５０〜７５０ｐｓｉ、より好ましくは約３００〜約７００ｐｓｉ、そして最も好ましくは約４００〜約６００ｐｓｉである。
高温圧力浸出プロセスについての滞留時間は、金属保有物質の特徴ならびにリアクタの操作圧力および操作時間のような要因に依存して変動し得る。本発明の１局面において、高温圧力浸出についての滞留時間は、約３０〜約１２０分の範囲である。
圧力浸出プロセスの制御（圧力浸出容器１０中の温度の制御を含む）は、任意の従来法または本明細書中以下の本発明の方法によって、達成され得る。例えば、本発明の１局面によれば、圧力浸出容器１０の温度は、約２００℃〜約２３５℃、そしてより好ましくは約２１５℃〜約２３０℃で維持される。多くの硫化金属の圧力浸出の発熱性の性質に起因して、高温圧力浸出によって発生される熱は、一般に、所望の操作温度まで供給スラリー５を加熱するのに必要な熱より多い熱である。従って、好ましい供給スラリーの温度を維持するために、冷却液は、圧力浸出の間に供給スラリーと接触され得る。本発明のこの実施形態の１局面によれば、冷却液は、好ましくは、圧力浸出の間に、圧力浸出容器１０において供給ストリームと接触される。冷却液は、補給水を含み得るが、プロセス内由来または外部供給源由来の任意の適切な冷却液（例えば、生成物スラリーからリサイクルされた液相、中和したラフィネート溶液３２、または冷却流体の混合物）であり得る。冷却液は、供給スラリーと同じ入口を介してか、あるいは、供給スラリー５の冷却を達成する任意の様式で、圧力浸出容器１０へと導入され得る。圧力浸出の間に供給スラリー５に添加される冷却液の量は、供給スラリー５中の硫化鉱物の量および供給スラリー５のパルプ密度、ならびに圧力浸出プロセスの他のパラメータに従って変動し得る。本発明のこの実施形態の好ましい局面において、十分量の冷却液が、圧力浸出容器１０に添加されて、約５０重量％未満の固体のオーダーで、そしてより好ましくは約３重量％〜約３５重量％の固体の範囲で、生成物スラリー１８中の固体含量を生じる。
本発明の１局面によれば、非反応性シード剤が、金属回収を補助するために、高温圧力浸出プロセスへと導入される。図２および３を参照して、本発明のこの実施形態の好ましい局面によれば、残渣２２は、圧力浸出容器１０へとリサイクルされ得、そしてシード剤として使用され得る。残渣２２は、一部が圧力浸出容器１０に戻る方向に向けられ、そして残部が、廃棄されるかまたは金属回収にさらに供されるかのいずれかであり得るように、分割され得る（例えば、図３において例示的な様式で示される）。例えば、そして図３に示されるように、シード剤として圧力浸出容器１０へとリサイクルされない残渣ストリーム２２の一部は、シアン化または任意の他の金属回収技術を使用する、貴金属回収を受け得る。圧力浸出容器１０へとリサイクルされる残渣ストリーム２２の一部中の粒子は、上記のように、他の物質（例えば、赤鉄鉱）の析出のための蓄積部位として作用し得、従って、回収され得る銅の量を増強し得る。リサイクルされた残渣２２は、圧力浸出容器、供給タンクまたは他の適切な中間位置へのポンピングおよびパイピングによって、圧力浸出容器１０へと送達され得る。多数の他の非反応性物質および／または反応性物質が、本発明に従ってシード剤として使用され得、そして圧力浸出容器への供給ストリームと組み合わせて使用され得ることが、理解されるべきである。
図２に例示される本発明の実施形態の好ましい局面によれば、圧力浸出容器１０からの生成物スラリー１８は、大気フラッシュタンク１６または他の適切な容器においてフラッシュされて、圧力を解放し、そしてストリームの解放を介して生成物スラリー１８を気化冷却して、フラッシュされた生成物スラリー２４を形成し得る。特定の処理設備の構成および仕様に依存して、１回より多いフラッシュ段階が、使用され得る。フラッシュされた生成物スラリー２４は、好ましくは、約９０℃〜約１０５℃の範囲の温度、約３５〜約６０ｇ／ｌの銅濃度、および約１０〜約６０ｇ／ｌの酸濃度を有する。
図２を参照して、フラッシュされた生成物スラリー２４は、固−液分離装置２０（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）回路）へと向けられ得る。あるいは、固−液分離装置は、例えば、シックナーまたはフィルタを備え得る。本発明の好ましい実施形態の１局面において、固−液分離装置２０は、残渣ストリームの従来の向流洗浄を利用する従来のＣＣＤを実施して、銅含有溶液生成物へと浸出された銅を回収し得、そして貴金属回収プロセスまたは保存に進む可溶性銅の量を最小化し得る。好ましくは、大きい洗浄液比率を利用して、固−液分離段階の効率を向上させる。すなわち、比較的大量の洗浄水が、このＣＣＤ回路２０において残渣ストリームへと添加される。好ましくは、フラッシュ生成物スラリー２４は、ＣＣＤ回路２０において洗浄水によって希釈されて、約１５〜約６０ｇ／ｌの銅濃度を有する銅含有溶液を形成する。
その組成に依存して、固体−液体分離装置２０からの残留物ストリーム２２が、圧力浸出の間に、シード剤として用いられ得るか、処置され得るか、または例えば、貴金属回収のようなさらなる処理に供され得る。例えば、残留物ストリーム２２が、経済的に重要である金のフラクションを含む場合、シアン化処理または他の適切な回収処理を介して、この金フラクションを回収することが所望され得る。金および／または他の貴金属が、シアン化技術により残留物ストリーム２２から回収される場合、好ましくは、ストリーム中の汚染物質の含有量（例えば、硫黄元素、鉄沈殿物、および未反応の銅鉱物）が、最小化され得る。そのような物質は、一般的に、シアン化処理における高度の試薬消費を促し、従って、貴金属回収操作の費用を増加させる。さらに、上記のように、貴金属回収のための残留物ストリームの条件を最適化するために、ＣＣＤ残留物中の低い銅レベルおよび低い酸レベルを維持するために、固体−液体分離処理の間、大量の洗浄水または他の希釈溶液の使用が好ましい。
ここで、図３を参照して、固体−液体分離処理２０からの残留物２２が、種々のさらなる処理に供され得る。残留物２２の特徴に依存して、それを、工程６０に例示されるように、中和および／またはｐＨ調整に供することが有利であり得る。一旦、そのように処理された残留物が、圧力浸出１０に再利用され得るか、またはさらなる処理に共され得る。
引き続き図３を参照して、そのような処置としては、熱石灰煮沸（ｈｏｔ ｌｉｍｅ ｂｏｉｌ）（工程６２）の後の貴金属回収（工程６６）（例えば、従来のシアン化物浸出（工程６４）の後の固液相分離（工程６８）が挙げられる。シアン化物浸出が用いられる場合、得られたテーリングが、好ましくは、示されるように、シアン化物が破壊されるかもしくは弱毒化された後に、シード剤として用いられ得るために圧力浸出に再利用され得るか（工程７０）、あるいは、処分され得る。（工程７２）。図３に例示されるように、種々の代替的な処理経路が利用され得る。
本発明の種々の局面に従って、残留物中にほとんど金が存在しない場合でさえ、圧力浸出処理におけるシード剤の使用は、残留物ストリーム中に存在する金の回収を増加させ得る。例えば、シード剤が圧力進出容器中に導入されなかった場合、パイロットプラント実験における残留物からの金の抽出は、約７３％〜約８２％のオーダーであったが、圧力浸出の間のシード剤（例えば、赤鉄鉱）の使用は、約８９％〜約９１％の範囲の残留物からの実験室的金抽出を可能にした。
再び図２を参照して、本発明の種々の局面に従い、所望される価値のある金属（例えば、銅）の回収が、従来の溶媒抽出／電解抽出（ＳＸ／ＥＷ）技術を介して達成され得る。例えば、希釈溶液２６を、固体−液体分離装置２０から分離された液体２８と接触させて、溶媒抽出３０のために所望される平衡条件を提供し得るのに十分に、分離された液体２８の酸濃度を減少させ得る。溶液２６は、銅および酸の濃度を、所望されるレベルまで十分に減少させる任意の適切な液体（例えば、水、大気浸出流出溶液）であり得る。本発明の本実施形態の好ましい局面において、十分な量の溶液２６を、分離された液体ストリーム２８と接触させて、希釈された銅含有溶液中の、好ましくは、約２ｇ／ｌ〜約２５ｇ／ｌの範囲、より好ましくは約４ｇ／ｌ〜約７ｇ／ｌの範囲の酸濃度、そして好ましくは約ｐＨ１．５〜約ｐＨ２．５、より好ましくは約ｐＨ１．８〜約ｐＨ２．２、そして最適には約ｐＨ２．０の範囲のｐＨを生じさせる。
希釈された銅含有溶液２９は、溶媒抽出工程３０においてさらに処理され得る。溶液抽出３０の間に、銅含有溶液２９からの銅を、有機キレート剤に選択的に充填し（例えば、アルドキシム／ケトキシムブレンド）、銅含有有機ストリーム３４および抽残溶液３２を生じさせる。溶媒抽出工程３０からの抽残液３２を、多数の様式において使用し得る。例えば、抽残液３２の全てまたはその一部が、温度制御のために圧力浸出容器１０に再利用され得るか、または野積み浸出操作において用いられ得るか、またはこれらの組み合わせのために用いられ得る。抽残液３２中の酸および価値のある第二鉄／第一鉄が、酸化鉱石および／または硫黄鉱石を浸出するための能力を最適化するように働き得るので（このことが、一般的に、野積み浸出操作を特徴付ける）、野積み浸出操作における抽残液３２の使用は、有益である。すなわち、抽残液３２中の第二鉄濃度および酸濃度が、野積み浸出操作におけるＥｈおよびｐＨを最適化するために用いられ得る。抽残液３２の特性（例えば、成分の濃度）が、抽残液３２の所望される使用に従い調整され得る。
次いで、銅含有有機ストリーム３４が、溶媒ストリッピング相４０に供され、ここで、より酸性の条件が平衡条件をシフトして、試薬中の銅を高度に酸性のストリッピング溶液中の酸に置換させる。図２に示されるように、溶媒ストリッピングフェーズ４０の間、酸保有試薬３８、好ましくは、スルフリル酸、そして必要に応じて希薄電解質４８が、銅含有ストリーム３４と接触する。スルフリル酸は、好ましくは、酸保有試薬であり、そして電解抽出のために所望される銅マトリクスである。酸保有試薬が、銅保有有機ストリームと接触して、金属回収４６のための、酸の銅での置換を実現する。
さらに図２を参照して、溶媒ストリッピングフェーズ４０からの銅含有溶液ストリーム４２が、電解質再利用タンク４４へと送られ得る。電解質再利用タンクは、以下により詳細に議論されるように、適切に、電解抽出ステージ４６についての処理制御を容易にし得る。好ましくは、銅含有溶液ストリーム４２（一般的に約３５ｇ／ｌ〜約５０ｇ／ｌの銅および約１６０ｇ／ｌ〜約１８０ｇ／ｌの酸を含む）が、電解質再利用タンク４４中で、生成物ストリーム５０を生じるのに適切な比率で、希薄電解質４８（すなわち、既に金属回収相に投与され、そしてその溶解した銅の一部が取り出されている電解質）およびメークアップ流体５２（例えば、水）とブレンドされる（その条件は、金属回収物４６の得られる生成物を最適化するように選択され得る）。
好ましくは、生成物ストリーム５０の銅成分が、約２０ｇ／ｌ〜約６０ｇ／ｌの値で、より好ましくは約３０ｇ／ｌ〜約５０ｇ／ｌの値で、実質的に一定に維持される。銅含有生成物ストリーム５０からの価値のある銅が金属回収工程４６の間、好ましくは、電解抽出を用いて取り出され、純粋なカソード銅生成物を生じる。本発明の種々の局面に従って、銅含有溶液の適切なコンディショニングの際の、高品質で、一様に平坦なカソードの銅生成物が、電解抽出回路に入る前に銅含有溶液を溶媒抽出に供することなく、現実化され得る処理が、本発明の範囲内であることが理解されるべきである。当業者は、種々の方法および装置が、銅および他の価値のある金属の電解抽出のために利用可能であり、これのいずれもが、本発明に従う使用のために適切であり得る（ただし、選択される方法または装置の必須の処理パラメーターは満たされている）ことを理解する。
本発明は、多数の例示的な実施形態を参照にして上記された。本明細書中に示されそして記載される特定の実施形態が本発明の例示および最良の形態であり、特許請求の範囲に示される本発明の範囲をいかようにも限定することが意図されないことが理解される。本開示を読んだ当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、例示的実施形態に対する変化および改変がなされ得ることを認識する。例えば、種々の価値のある金属一般の回収の例に対する参照がなされたが、本発明がまた、シード剤の使用を組み込む反応性処理を通して回収され得る他の物質の回収に対して適用可能であり得ることが意図される。さらに、（例えば、反応性処理をシーディングするための物質のような）本発明の特定の好ましい局面が、例示的な実施形態により本明細書中に記載されたが、本発明のそのような局面が、現在知られているか、または今後発明される任意の数の適切な手段を介して達成され得る。従って、これらの変化および他の変化また改変が、上記の特許請求の範囲において表されるような本発明の範囲内に含まれることが意図される。
Claims (12)
- 銅含有材料から金属を回収するためのプロセスであって、以下の工程：
銅含有材料を提供する工程；
該銅含有材料から少なくとも１つの金属を遊離する反応プロセスに、該銅含有材料を供する工程であって、ここで該反応プロセスが圧力浸出を含み、該反応プロセスから生成物を生じ、ここで少なくとも１つの金属が該生成物中に存在する工程；
該反応プロセスへと少なくとも１つのシード剤を加える工程であって、該シード剤が、該反応プロセスからの固体種の結晶化および／または成長のための核形成部位を形成し得、ここで該シード剤が赤鉄鉱である工程；および
該生成物から該少なくとも１つの金属を抽出する工程であって、ここで該少なくとも１つの金属が銅、金、またはそれらの混合物を含む工程
を包含する、プロセス。 - 前記シード剤が、前記反応プロセスからの残留物の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 前記反応プロセスからの前記残留物に存在する金属を、前記シード剤として該残留物を使用する前に回収する工程をさらに包含する、請求項２に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 前記シード剤が、前記反応プロセスの副生成物ではない、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 電解採取を使用して、前記反応プロセスの前記生成物から前記金属を抽出する工程をさらに包含する、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 前記反応プロセスが、１７０℃〜２３５℃の温度において圧力浸出する工程を包含する、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 前記反応プロセスに銅含有材料を供する工程が、酸を生成し、そして、野積み浸出作業または攪拌浸出作業における該反応プロセスにより生成される酸の少なくとも一部を利用する工程をさらに包含する、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 前記生成物から少なくとも１つの金属を抽出する工程が、該生成物から金を抽出する工程を包含する、請求項１に記載の銅含有材料から金属を回収するためのプロセス。
- 銅を含有する材料からの貴金属の回収のためのプロセスであって、該プロセスは、該銅を含有する材料を、該銅を含有する材料から銅を遊離する反応プロセスに供し、そして該貴金属を含む残留物を形成する工程を包含し、ここで該反応プロセスが圧力浸出を含み、そしてここで該貴金属が金を含み、
ここで、材料は、該反応プロセス中に存在するか、または反応プロセスにおいて生成され、該プロセスは、該反応プロセスを不動態化するか、または該貴金属をカプセル化するのいずれかにより、該残留物からの該貴金属の遅い遊離を防ぎ、
改良点として、シード剤を該反応プロセスに導入して、該反応プロセスの間に存在するかまたは該反応プロセスの間に生成される該材料が、該反応プロセスを不動態化するか、または該貴金属をカプセル化することを防ぐことを包含し、該シード剤が、該反応プロセスからの固体種の結晶化および／または成長のための核形成部位を形成し得、ここで該シード剤が赤鉄鉱である、プロセス。 - 前記シード剤が、鉄および他の金属沈殿生成物に対する核形成部位を形成し得る材料を含む、請求項９に記載の改良されたプロセス。
- 銅回収プロセスであって、該プロセスは、以下の工程：
（ａ） 銅および少なくとも１つの貴金属を含む銅含有材料を提供する工程；
（ｂ） 該銅含有材料を、該銅を遊離する反応プロセスに供する工程であって、ここで該反応プロセスが圧力浸出を含み、該反応プロセスから生成物を生じ、ここで該生成物中に銅が存在する工程；
（ｃ） シード剤を該反応プロセスに加えて、該反応プロセスが、該反応プロセスを不動態化するか、または該銅をカプセル化することを防ぎ、該シード剤が、該反応プロセスからの固体種の結晶化および／または成長のための核形成部位を形成し得る工程であって、ここで、該シード剤が赤鉄鉱である工程；
（ｄ） 該反応プロセスの該生成物から銅を回収する工程、
を包含する、プロセス。 - （ｅ）前記反応プロセスの前記生成物から、少なくとも１つの貴金属を回収する工程をさらに包含し、ここで該少なくとも１つの貴金属が金からなる、請求項１１に記載のプロセス。
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