JP6629238B2 - ヒ素含有及び/又はアンチモン含有硫化銅濃縮物から銅を回収するためのプロセス - Google Patents
ヒ素含有及び/又はアンチモン含有硫化銅濃縮物から銅を回収するためのプロセス Download PDFInfo
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Description
−硫ヒ銅鉱 Cu3AsS4
−ヒ四面銅鉱 Cu12As4S13
−安四面銅鉱 Cu12Sb4S13
の中に主に存在する。
低温プロセス(<110℃):例えば、アルビオン(Albion)、ガルバノックス(Galvanox)、及びインテック(INTEC)プロセス、
中温プロセス(130〜170℃):アングロアメリカン(Anglo American)−UBCプロセス、CESL銅プロセス、ダイナテック(Dynatec)プロセス、及びフリーポート・マクモラン(Freeport McMoran)(フェルプスドッジ(Phelps Dodge))プロセス、
高温プロセス(>200℃):総圧酸化及びPLATSOLプロセス
が挙げられる。
約5μm〜15μmのP80を持つ固形物粉砕サイズ;
複合スラリー中の約100g/L未満の固形分〜約200g/Lの固形分(初期スラリー222を水溶液と混合した後のスラリーのリットルあたりの固形物のグラム);
約1.5〜10kg/tの界面活性剤投与量;
約3〜20g/Lの塩化物投与量;
約140℃〜159℃の範囲の温度;
約1000kPa〜約1600kPaの全圧(蒸気圧及び酸素圧、並びに、窒素、アルゴン及び二酸化炭素のような他のガスの圧力を含む);
約700kPa〜約1400kPaの酸素分圧、及び
約60〜120分間のオートクレーブ中での保持時間
である。得られた圧力酸化の排出スラリーは約10〜40g/Lの酸を有することがある。
ヒ素はオートクレーブ中で容易に溶解しない。その代わりに、可溶化したヒ素の一部は、圧力酸化104の間に、オートクレーブ中に沈殿する。有利には、ヒ素は、ヒ素含有残留物の最も環境的に安定な形態として広く認識されるスコロダイトとして沈殿する。
50℃〜95℃の範囲、好ましくは75℃の温度;
2〜4時間、好ましくは3時間の保持時間;
2〜10g/L、好ましくは4g/Lの浸出溶液中の塩化物濃度;及び
1.0〜1.5、好ましくは1.3のpH
を含む。
以下の例では、圧力酸化の間において、塩化物及び界面活性剤の存在下で、硫ヒ銅鉱含有材料を浸出する場合の微粉砕の利益を示す。34%のCuと、12%のFeと、36%のSと、12%のAs(〜64%の硫ヒ銅鉱、1%のヒ四面銅鉱、8%の黄銅鉱、21%の黄鉄鉱)との供給材料分析物を以下の条件下で圧力酸化によって浸出した。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
60分間の保持時間;
12g/LのCl、8g/Lの遊離酸、及び15g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;並びに
5kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加
超微粉砕に対して要求される追加のエネルギー及び銅−ヒ素鉱物からの増加の銅抽出は常に経済的であるとは限らない。図4では、微粉砕に対して利用した比エネルギーのグラフである。5μm未満の粉砕サイズは経済的であることはほとんどない。
銅抽出は塩化物及び界面活性剤の存在下で、より微細な粉砕サイズなるにつれ増加する。
以下の例では、圧力酸化の間に硫ヒ銅鉱含有材料を浸出する場合、塩化物が存在しない下での界面活性剤の使用が十分な銅回収を生じないことを示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
90分間の保持時間;
40g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;並びに
5kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加
界面活性剤それ自体は、塩化物が存在しない下で、微粉砕サイズを有してさえも硫ヒ銅鉱の十分な酸化を促進しない。
以下の例では、圧力酸化の間に硫ヒ銅鉱含有材料を浸出する場合、塩化物及び界面活性剤の存在が浸出及び全体の銅回収を改善したことを示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
90分間の保持時間;
12g/LのCu、40g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;並びに
5kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加
微粉砕、界面活性剤及び塩化物は相乗的に作用して、硫ヒ銅鉱の酸化と、微粉砕サイズを持つ供給材料からの銅回収とを促進する。
以下の例は、圧力酸化の間に硫ヒ銅鉱含有材料を浸出する場合の塩化物レベルの影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
90分間の保持時間;
40g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
3kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加;並びに
P80=7μm及びP80=22μmの粉砕サイズ
水溶液中での約3〜20g/Lの範囲の塩化物は、界面活性剤の存在下で、銅抽出を促進する。圧力酸化の前の濃縮物の微粉砕は、塩化物及び界面活性剤の存在下で、銅抽出を促進する。
以下の例は、異なる硫ヒ銅鉱含有供給材料への微粉砕の影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
60分間の保持時間;
20g/Lの遊離酸、及び15g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
5kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加;並びに
P80=7μmの粉砕サイズ
圧力酸化の間での、界面活性剤の存在下における他の硫ヒ銅鉱含有供給材料の微粉砕は、銅回収を増加させ、塩化物の存在は硫黄酸化を抑制して銅抽出を改善する。
以下の例では、銅抽出への異なる界面活性剤の種類と投与量の影響を示す。図6は銅抽出への界面活性剤投与量の影響を示したグラフである。図6のグラフで図示された銅抽出に対する濃縮物組成及び試験条件を表6に示す。
最適な界面活性剤投与量は濃縮物に応じて変わり、利用される量は経済的因子の影響を受ける。
以下の例では、銅抽出への異なる界面活性剤種類の影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
12g/LのCl、20g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること
銅抽出への異なる界面活性剤と投与量との影響を図7のグラフに図示する。
OPDはアニリン及びリグノゾルより良好な銅抽出を与えると考えられる。
以下の例では、銅抽出への圧力酸化の保持時間の影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
12g/LのCl、10g/Lの遊離酸、及び14g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
3kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加;並びに
P80=22μmの粉砕サイズ
90分間より長い保持時間は銅抽出をわずかに促進し、より大きいヒ素沈殿に有利であるが、増加した硫黄酸化のコストがかかる。
以下の例では、銅回収及びヒ素沈殿への残留物再利用の影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
90分間の保持時間;
12g/LのCl、40g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
P80=10μmの粉砕サイズ;並びに
3kg/tのアニリン界面活性剤
オートクレーブに戻る残留物を再利用することは、約1の再利用残留物:新規濃縮物比までは銅抽出を改善し、オートクレーブ中でより多くのヒ素沈殿を促進する。
以下の例では、銅抽出へのKI薬剤の影響を示す。24%のCuと、19%のFeと、39%のSと、8%のAs(〜37%の硫ヒ銅鉱、45%の黄鉄鉱、4%の黄銅鉱)との濃縮物分析物を以下の条件下で圧力酸化によって浸出した。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
90分間の保持時間;
12g/LのCl、40g/Lの遊離酸、及び12g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
P80=7μmの粉砕サイズ;並びに
3kg/tのアニリン界面活性剤
KIの追加は有益である。
以下の例では、銅抽出及び硫黄酸化に対してのオートクレーブへの供給物中の遊離酸の量の影響を示す。
200psig(1378kPag)の全圧;
150℃の温度;
12g/LのCl、及び14g/LのCuを含む供給溶液を利用すること;
P80=7μmの粉砕サイズ;並びに
5kg/tのo−フェニレンジアミン(OPD)の界面活性剤の追加
オートクレーブ供給物中の遊離酸を再利用することは硫黄酸化を抑制する。不必要な硫黄酸化を抑制するために、7〜60g/Lの範囲の酸を利用することができる。20〜40g/Lの遊離酸が好ましい。
以下の例では、圧力酸化の間に利用した温度及び圧力条件を示す。プロセスに対して利用した温度及び圧力は物理的並びに動的制約を示す。オートクレーブ中での約160℃超の温度は、水状液から粘着性の糖蜜のような状態への副産物の溶融硫黄の転換をもたらし、撹拌力の要求はさらにより大きくなり、不必要な硫黄酸化に有利になる。したがって、約160℃超の温度は望ましくない。
圧力酸化の間、約140℃〜約160℃の範囲の温度と、約700kPag〜約1500kPagの範囲の酸素分圧とは、許容できる銅回収及びスコロダイトとしてのヒ素沈殿をもたらす。約1000kPagの酸素分圧は十分な酸素を提供し、一般的に経済的に実行可能である。
Claims (19)
- ヒ素及びアンチモンの少なくとも1種を含有する硫化銅鉱物を含む供給材料から銅を抽出するためのプロセスであって、前記供給材料が1.2〜16.1%のヒ素を含み、
前記供給材料中に存在するFeが、後の圧力酸化において、スコロダイトとしてヒ素が沈殿するのに不十分であるとの決定に応じて、圧力酸化において、鉄リッチ固形物又は鉄リッチ溶液を加えてヒ素:鉄比をスコロダイトが沈殿する比に変える工程と、
前記供給材料を微粉砕する工程と、
微粉砕をした後、前記供給材料を界面活性剤及びハロゲンの存在下で圧力酸化して、製品スラリーを作り出す工程と、
前記製品スラリーを液体/固体分離して、圧力酸化濾過液並びにヒ素化合物及びアンチモン化合物の少なくとも1種を含む固形物を得る工程と、
前記圧力酸化濾過液から銅を回収して銅が減少した濾過液を得て、前記銅が減少した濾過液の一部を圧力酸化に再利用する工程とを含む、プロセス。 - 前記銅が減少した濾過液から銅を回収した後、前記銅が減少した濾過液の一部を蒸発する工程と、蒸発をした後、前記銅が減少した濾過液の一部を圧力酸化に再利用する工程とを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記固形物がまた銅を含み、液体/固体分離をした後、前記固形物が酸浸出されて前記銅の少なくとも一部を溶解して、銅溶液並びにヒ素化合物及びアンチモン化合物の少なくとも1種を含む固形残留物を作り出して、前記銅が前記銅溶液からさらに回収される、請求項1に記載のプロセス。
- 微粉砕する工程が、前記供給材料を7〜10μmのp80に粉砕することを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化において、前記界面活性剤が、1〜10kg/t供給材料の量で加えられる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記界面活性剤が、リグニンスルホン酸塩、ケブラコ、アニリン、o−フェニレンジアミンの少なくとも1種を含む、請求項5に記載のプロセス。
- 前記界面活性剤が、1.5〜3kg/t濃縮物の量のo−フェニレンジアミンである、請求項1に記載のプロセス。
- 前記ハロゲンが塩化物であり、前記圧力酸化が、3〜20g/Lの塩化物の存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記ハロゲンが塩化物であり、前記圧力酸化が、10〜12g/Lの塩化物の存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、140〜160℃の温度で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、60〜120分間の保持時間で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、90分間の保持時間で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、700〜1400kPaの酸素分圧で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、前記供給材料中の硫黄の硫酸塩への酸化を制限するのに十分な量で硫酸を含む供給酸の存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記供給材料、界面活性剤、及びハロゲンを含み、再利用残留物を含まない、圧力酸化への複合供給物中のヒ素:鉄の比が、0.1未満:1であるか又は0.7:1〜1.3:1である、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、5kg/t以下のヨウ化カリウムの存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記圧力酸化が、1kg/t以下のヨウ化カリウムの存在下で行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 前記液体/固体分離から得られた前記固形物の一部が、0.1:1〜1.5:1の固形物:新規濃縮物の比で、前記圧力酸化に再利用される、請求項1に記載のプロセス。
- 前記固形物:新規濃縮物の比が1:1である、請求項18に記載のプロセス。
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