JPH10510585A - 塩化物で補助される湿式冶金的な銅抽出方法 - Google Patents

塩化物で補助される湿式冶金的な銅抽出方法

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JPH10510585A JP52485295A JP52485295A JPH10510585A JP H10510585 A JPH10510585 A JP H10510585A JP 52485295 A JP52485295 A JP 52485295A JP 52485295 A JP52485295 A JP 52485295A JP H10510585 A JPH10510585 A JP H10510585A
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Abstract

(57)【要約】 結果として得られる加圧酸化濾過液及び不溶性の塩基性硫酸銅塩を得るために、酸素及び酸性塩化物溶液の存在下、鉱石または濃縮液を加圧酸化にさらすことからなる、硫化銅鉱石または濃縮液から銅を抽出する方法。加圧酸化は、硫酸のような硫酸水素または硫酸イオン源の存在下に行われる。添加される硫酸源の量は、少なくとも、加圧酸化で本来生み出される硫酸塩の量より少ない塩基性硫酸銅を生成するために必要とされる化学量論的量の硫酸イオンを含む。特定の態様において、加圧酸化は所定のH+/Cu比で実施され、加圧酸化濾過液は鉱石または濃縮液中の銅の大きな部分を含み、塩基性銅塩は濃縮液液中の銅の小さな部分を含む。本発明はさらに鉱石または濃縮液の等級に従ってH+/Cu比を選択することを提供し、比の値は鉱石または濃縮液の等級の減少に比較して規模を増大するように選択される。さらなる態様では、塩基性銅塩は後続の大気下濾し取り過程で溶解される。電解抽出に適した濃縮された銅溶液が、溶媒抽出により得られる。本方法は、また、鉱石からの亜鉛及びニッケルの抽出を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 塩化物で補助される湿式冶金的な銅抽出方法 発明の分野 本発明は、塩化物イオンの存在下における硫化銅鉱石または濃縮液の湿式冶金 的な処理方法に関するものである。本発明はまた、銅に加えて亜鉛またはニッケ ルを含む混合された鉱石の処理方法に関するものである。 発明の背景 黄銅鉱(CuFeS2)のような硫化銅鉱石の湿式冶金的処理は、これらの鉱 石から効果的に銅を濾し取るための加圧酸化過程において必要とされる厳しい条 件が結果として鉱石中の硫化物の硫酸塩への酸化となり、高価な中和を必要とす る大量の酸の生成をもたらすので、問題である。硫化物が原子状硫黄に酸化され るだけであるような比較的温和な条件で濾し取ることができる硫化物濃縮液にす る試みがなされ、全ての方法が硫酸塩に通じているとは限らなかった。これらの 試みは、米国特許第4,039,406号記載のように、硫化物濃縮液をより容 易に濾し取ることができるようにするための加圧酸化過程に先立つ濃縮液の前処 理及び塩化物イオン存在下に濃縮液を濾し取ることを含んでいる。この方法にお いて、濃縮液中の銅の値は、米国特許第4,338,168号記載のように、後 に回収されるべき銅の値から固体の塩基性硫酸銅に換算される。特許第4,03 9,406号記載の方法において、鉱石または濃縮液中の硫化物のかなりの量( 20〜30%)がまだ硫酸塩に酸化され、結果として、加圧濾し取り及び硫酸の 生成の間に酸素要求量を多量にしている。これは、S/Cu比が高い低級濃縮液 について、特に好ましくない。 本発明は、鉱石または濃縮液中の硫化物の硫酸塩への酸化が低減され、高級及 び低級の両方の銅鉱石または濃縮液を処理できる方法である、銅の湿式冶金的な 抽出のための方法を提供する。 発明の要約 本発明によれば、鉱石または濃縮液を、結果として得られる加圧酸化濾過液及 び不溶性の塩基性硫酸銅塩を得るために、酸素及び酸性塩化物溶液の存在下で、 加圧酸化にさらす過程からなり、加圧酸化は硫酸及び酸性溶液中で加水分解する 硫酸金属塩からなる群から選択される硫酸水素または硫酸イオン源の存在下で行 われ、添加される硫酸水素または硫酸イオン源の量が少なくとも、加圧酸化で本 来生み出される硫酸塩の量より少ない塩基性硫酸銅塩を生成するために必要とさ れる化学量論的量の硫酸または硫酸水素イオンを含むことを特徴とする硫化銅鉱 石または濃縮液からの銅の抽出のための方法が提供される。 本発明の一つの特定の態様によれば、前記方法はさらに、加圧酸化濾過液を加 圧酸化過程にリサイクルし、加圧酸化により生成する塩基性硫酸銅塩を溶液中に 硫酸銅を含む濾し取り溶液(leach liquor)及び結果として得られる固体残留物 を生成するために第2の濾し取りで塩基性銅塩を溶解する酸性の硫酸塩溶液によ り濾し取り、固体残留物から濾し取り溶液を分離し、濾し取り溶液を銅濃縮溶液 及び不溶解物(raffinate)を生成するために溶媒抽出にさらし、不溶解物を第 2の濾し取り過程にリサイクルする過程からなる。この態様では、加圧酸化は約 115℃から175℃の温度で行われてよい。また、加圧酸化は約50psig (345kPa)から約250psig(1725kPa)の酸素分圧下に行わ れてよい。 加圧酸化は、好ましくは、所定のモル比のH+/Cuで行われ、H+は酸性の塩 化物溶液中の水素イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示す。そして 、加圧酸化からの結果として得られた加圧酸化濾過液中の銅の濃度は、実質的に 、加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の銅の濃度に等しい。 加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の塩化物の濃度は、好まし くは約8g/Lから約20g/Lの範囲に、より好ましくは約11g/Lから約 14g/L、さらにより好ましくは約12g/Lに維持される。 明細書中で、塩化物の使用に言及されている。しかしながら、望むなら、塩化 物は臭化物で代えることができることがわかるだろう。 第2の濾し取りは、好ましくは、約1.3から約2.2の範囲のpHで達成さ れる。これは銅溶液を最大にし、鉄溶液を最小にすると理解される。さらに好ま しくは、第2の濾し取りは、約1.6から約1.9の範囲のpHで達成される。 第2の濾し取りは、約20℃から約70℃、好ましくは約35℃から約45℃ の温度で行われてよい。 第2の濾し取りのために、15〜20分のような1時間以下の保持時間が適当 であると理解される。 不溶解物は、不溶解物の約3分の2からなる第1の部分と、該不溶解物の約3 分の1からなる第2の部分とに分割されてよく、第1の部分は第2の濾し取りに リサイクルされてよく、第2の部分は第2の抽出剤(lixiviant)と第2の不溶 解物とを生成するために第2の溶媒抽出にさらされてよい。第2の抽出剤は濾し 取り溶液の溶媒抽出において、抽出剤として用いられるだろう。 本発明の他の態様において、加圧酸化は、好ましくは、所定のモル比のH+/ Cuで行われ、H+は酸性の塩化物溶液中の水素イオンを示し、Cuは鉱石また は濃縮液中の銅を示す。そして、加圧酸化濾過液は鉱石または濃縮液中の銅の第 1の部分を含み、塩基性銅塩は鉱石または濃縮液中の銅の第2の部分を含むもの であって、さらに、加圧酸化濾過液及び塩基性銅塩を分離し、塩基性銅塩を第2 の銅溶液及び固体残留物を生成するために第2の濾し取り過程で銅塩を溶解する 酸性の硫酸塩溶液により濾し取り、加圧酸化濾過液及び第2の銅溶液を銅の電解 抽出のための濃縮された銅溶液を生成するために溶媒抽出にさらす過程からなる 。 本方法は、さらに、第2の銅溶液及び加圧酸化濾過液を、第1及び第2のそれ ぞれの亜鉛が詰め込まれた(zinc-loaded)抽出剤及び第1及び第2のそれぞれ の亜鉛抽出不溶解物を生成するために、銅の溶媒抽出に先立って、有機亜鉛抽出 剤による亜鉛の溶媒抽出にさらし、第1の亜鉛抽出不溶解物を第1の銅が詰め込 まれた抽出剤及び第1の銅抽出不溶解物を生成するために有機銅抽出剤による溶 媒抽出にさらし、第2の亜鉛抽出不溶解物を第2の銅が詰め込まれた抽出剤及び 第2の銅抽出不溶解物を形成するために第1の銅が詰め込まれた抽出剤による溶 媒抽出にさらし、電解抽出のための濃縮された亜鉛溶液を生成するために第1及 び第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤から亜鉛をストリッピングする過程から成っ てもよい。 第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤は、亜鉛に加えてわずかに詰め込まれた銅を 含んでいてもよく、本方法は、さらに、電解抽出のために実質的に不純物を含ま ない亜鉛溶液を生成するために、抽出剤中にわずかに詰め込まれた銅を亜鉛で置 換するように、第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤を反流形式中で水溶性の硫酸亜 鉛溶液により処理する過程から成ってもよく、前記処理は複数の連続的過程で生 じる。 加圧酸化濾過液は、第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤を生成するために、第1 の亜鉛が詰め込まれた抽出剤による亜鉛の溶媒抽出にさらされてもよく、さらに 、亜鉛がストリッピングされた抽出剤を生成するために第2の亜鉛が詰め込まれ た抽出剤から亜鉛をストリッピングし、亜鉛がストリッピングされた抽出剤を第 2の銅溶液の亜鉛の溶媒抽出を達成するためにリサイクルする過程からなる。 本方法は、さらに、銅の溶媒抽出からの第1及び第2の不溶解物を、第1及び 第2のそれぞれのニッケルが詰め込まれた抽出剤及び第1及び第2のそれぞれの ニッケル抽出不溶解物を生成するために有機ニッケル抽出剤によるニッケルの溶 媒抽出にさらし、電解抽出のための濃縮されたニッケル溶液を生成するために第 1及び第2のニッケルが詰め込まれた抽出剤からニッケルをストリッピングする 過程から成ってもよい。 さらに、本発明によれば、鉱石または濃縮液を第1の銅溶液及び不溶性の塩基 性銅塩を生成するために第1の濾し取り過程で酸性の塩化物溶液により濾し取り 、第1の銅溶液と塩基性銅塩とを分離し、塩基性銅塩を第2の銅溶液及び固体残 留物を生成するために第2の濾し取り工程で銅塩を溶解する酸性の硫酸塩溶液に より濾し取り、第1及び第2の銅溶液を銅の電解抽出のための濃縮された銅溶液 を生成するために有機抽出剤による溶媒抽出にさらす過程からなる硫化銅鉱石ま たは濃縮液から銅を抽出する方法が提供される。 さらなる様相の本発明によれば、所定のH+/Cu比は、鉱石または濃縮液の 等級に従って選択され、比の値は鉱石又は濃縮液の等級の減少に比較して規模を が増大するように選択される。 本発明の他の態様によれば、硫酸水素または硫酸イオン源が外部供給源から添 加される硫酸溶液または硫酸銅溶液からなる銅を抽出する方法が提供される。 本発明はまた、本発明に従う方法により製造されるときにはいつでも、銅、亜 鉛及びニッケルに拡張される。 本発明のさらなる目的及び有利な点は、以下の発明の好適態様の説明から明ら かになるであろう。 図面の簡単な説明 図1は、本発明の一態様に従う湿式冶金的銅抽出方法のフローチャートであり 、高級銅鉱石または濃縮液の処理に適している。 図2は、本発明の他の態様に従う湿式冶金的銅抽出方法のフローチャートであ り、中級または低級銅鉱石または濃縮液の処理に適している。 図3は、本発明のさらに他の態様に従う湿式冶金的銅抽出方法のフローチャー トであり、銅に加えて亜鉛の抽出を提供する。 図4は、本発明の他の態様に従う湿式冶金的銅抽出方法のフローチャートであ り、銅に加えてニッケルの抽出を提供する。 好適態様の詳細な説明 本発明に従う方法は、銅の等級が低い等級、すなわち銅が15%かそれ以下か ら、高い等級、すなわち銅が35%かそれ以上まで変化する銅濃度の範囲を処理 するために十分柔軟である。 広義には、本方法は、加圧酸化過程、大気下濾し取り過程、一またはそれ以上 の溶媒抽出過程及び電解抽出過程からなる。異なる等級の濃縮液は、加圧酸化過 程で異なる処理を必要とし、異なる操作モードを必要とするする。これらの操作 モードは、それぞれモードA及びモードBと名付けられる。モードAでは、高級 銅鉱石が濾し取られるときに効果的であり、銅は加圧酸化過程では濾し取られな い。モードBでは、中級及び低級銅鉱石が濾し取られるときに効果的であり、銅 は加圧酸化過程で濾し取られる。2つの操作モードがそれぞれ次に説明される。モードAの方法 図1はモードAのフローチャートである。本方法は、加圧酸化容器またはオー トクレーブ中での加圧酸化過程12、大気下濾し取り過程14、第1及び第2の 溶媒抽出過程それぞれに16及び18、及び電解抽出過程20からなる。 加圧酸化過程12において、全銅鉱物は、塩基性硫酸銅CuSO4・Cu(O H)2に変換される。前記処理は、酸性の塩化物溶液の存在下、酸素により実施 される。HCl及びH2SO4と同様に、酸素はこの目的のためにオートクレーブ 中に導入される。オートクレーブ中の温度は約130〜150℃、圧力は約10 0〜200psig(1380kPa)である。これは、酸素圧に加えて蒸気圧 からなる全圧である。保持時間は約0.5〜2.5時間であり、本方法は、通常 、オートクレーブ中で連続形式により実施される。しかしながら、本方法は、所 望により、バッチ形式で実施することもできる。 オートクレーブ中で固体の含有量は約12〜25%、すなわち熱バランス及び 粘度限界により定められるものとして固体130〜300g/Lに維持される。 オートクレーブ中で生成されるスラリーは、圧力を大気圧に、温度を90〜1 00℃に減じるために、一またはそれ以上の気化槽(flash tank)22の列を通 って排出される。スラリーの液状部分は加圧酸化過程12からの生成物溶液とし て述べられ、参照数字21で示される。 気化槽22からのスラリーは24で示されるように濾過され、得られた濾過ケ ーキはできるだけ伴出する溶液に移動するように徹底的に洗浄される。 濾過24からの加圧酸化濾過液は加圧酸化過程12にリサイクルされるが、2 6で示される様に約5%の少量の流出がある。この流出26は、鉱石または濃縮 液中の加圧酸化過程12の間に溶解するかもしれない可溶金属の濃度により決定 される。流出26は、銅濃縮液中に存在する固体残留物としての亜鉛及びマグネ シウムのような金属を除去するため及び加圧酸化回路でのこれらの金属の成長を 阻止するために、石灰により28で処理される。加圧酸化回路は、加圧酸化過程 12から、気化槽22、濾過24、流出26を通って、加圧酸化過程12に戻る 回路である。加圧酸化回路は、参照数字23で示される。 流出26は、流出処理28に先立って、27で示されるように、溶媒抽出にさ らされる。溶媒抽出27は、流出26から銅を除去する適切な有機抽出剤により 実施される。この溶媒抽出は、溶媒抽出過程16及び18と関連付けられ、後で 2つの溶媒抽出過程が説明されるときに、再び言及される。 加圧酸化過程12に先立って、銅濃縮液は、まず、約97%の粒子径が、P8 0(80%パス)15ミクロンに対応する325メッシュ以下に減じられるよう に、30で示されるような再粉砕にさらされる。再粉砕30は、流出処理28か らリサイクルされた溶液中で実施される。このようにして、流出処理28からの スラリーは、32で示されるような液体/固体分離にさらされ、溶液は再粉砕3 0にリサイクルされ、亜鉛/マグネシウム流出残留物は、17で示されるように 処分される。 再粉砕30にリサイクルされる溶液は、約pH10でアルカリ性の塩化物溶液 である。この溶液の使用は、熱バランスの維持及びできる限りの加圧酸化回路2 3での塩化物溶液の維持に重要である加圧酸化回路23に導入される水を最少に する。 上述の様に、銅は加圧酸化過程12では濾し取られず、不溶性の塩基性銅塩に 変換される。濾過24からリサイクルされる濾し取り溶液である加圧酸化過程1 2への供給溶液は、参照数字25で示される。供給溶液25に銅が存在するにも かかわらず、濾し取られた銅の付加的なものは全くなく、すなわち本方法は加圧 酸化過程12への供給溶液25内の銅濃度が加圧酸化過程12からの生成物溶液 21内の銅濃度に等しくなる様に操作される。これは、Δ[Cu2+]=0として 示される。 加圧酸化過程12への供給溶液25は、硫酸約30〜55g/Lと合わせて、 Cu約15g/L及びCl約12g/Lを含んでいる。酸は、H2SO4(通常9 3%)を構成する状態で添加される。加圧酸化過程12からの生成物溶液21 は、また、Cu約15g/L及びCl約11〜12g/Lを含むが、約pH3で ある。酸は塩基性銅塩の形成のために加圧酸化過程12で全て消費されるので、 生成物溶液21には全く残っていない。 上述のように、加圧酸化過程12への液体供給物25は、H2SO4が添加され ているリサイクルされた濾過液で、部分的に構成されている。濾過液に対する酸 の添加の直接の効果は、加圧酸化過程12のオートクレーブに供給される濾過液 の酸性度を増加することであるが、最も重要な効果は、驚くべきことには、酸ま たはより特定的には硫酸イオンの添加が加圧酸化過程12で濃縮液から生じる硫 黄の酸化を実際に抑制することが見出された。 典型的には、もし酸が全く添加されないならば経験される硫黄の酸化は、米国 特許第4,039,406号に記載された方法の場合と同様に、濃縮液中の供給 された硫黄の約25〜30%である。しかしながら、もし酸が添加されるならば 、硫酸塩への硫黄の酸化は約5〜10%に低減されることが理解される。この改 良は湿式冶金的抽出方法において実質的に有益な効果を有する。硫酸塩への硫黄 の酸化は、反応のために付加的な酸素が必要とされたり、酸化により形成される 酸の中和に付加的な試薬が必要とされるというようないくつかの方法において、 付加的なコストを生じ、非常に発熱的である硫酸塩への硫黄の酸化に起因する熱 除去の準備がなされなければならない。これは、実際に加圧酸化過程12が行わ れるオートクレーブの処理量を限定する。 加圧酸化過程12での反応の化学は、次のように、酸の添加により選択される べきであると信じられる。酸添加無し 3CuFcS2+ 21/4O2+ H2O → [CuSO4・2Cu(OH)2]+3/2 Fe23+ 5S0 (1)酸添加 3CuFeS2+ 15/4O2+ H2O + H2SO4→ CuSO4・2Cu(OH)2 +3/2 Fe23+ 6S0 (2) 両方の反応で、銅は、殆ど塩基性硫酸銅からなると理解される塩基性銅塩の状 態で沈殿する。 第1の反応では塩基性硫酸銅の硫酸塩は、濃縮液中で供給された硫黄の酸化に より供給されることが明らかであり、一方第2の反応ではオートクレーブに添加 された酸の硫酸イオンにより供給されるべきことが明らかであって、硫酸塩への 硫黄の酸化の必要性を未然に回避する。このように、第2の反応では、塩基性銅 塩の形成が、硫酸イオンの正味の消費量である。硫黄の酸化を抑制するために必 要とされる硫酸の量は、濃縮液の型及び濃縮液中の固体のパーセンテージに依存 し、経験的に約25〜75g/Lであると理解されている。 実際の試験業務において、硫黄の酸化はどちらかの反応により予測されるより も多い。第1の反応は6分の1または16.7%の硫黄が酸化されることを予測 し、一方、経験的には約25〜30%が見いだされる。酸添加により、実験結果 は、もし前記第2の反応が起きている唯一の反応であれば予測されるゼロ酸化よ りも、むしろ、約2〜16%の硫黄が硫酸塩に酸化されていることを示す。従っ て、これらの反応式は加圧濾し取り過程12で起きていることを正確に反映して はおらず、ひとつの近似に過ぎない。 塩化物は加圧酸化回路23で可能な限り多量に維持されるが、典型的には、約 3〜10%の塩化物が濾過24で固体生成物中に透過して失われる。従って、塩 化物はHClまたは他の塩化物源の添加により供給溶液25中に12g/Lの塩 化物を提供する様になされなければならない。塩化物のロスは、濾過24で加圧 酸化過程12からの固体を徹底的に洗浄することによって最少にされる。洗浄水 の量は、加圧酸化回路23での水バランスの維持の要求により制約を加えられる 。回路23からの水のロスは、気化過程22からの流れ29中及び濾過24のあ との濾過ケーキ中のものに過ぎない。従って、粉砕過程30で濃縮液をスラリー にするために流出処理28からリサイクルされた溶液を使用することの必要性が 、濃縮液から加圧酸化過程12に供給される新鮮な水を最少にする。もし硫酸銅 の形成を許す溶液中に不十分なCuが存在しているならば発生することができる 固体の塩基性塩化銅CuCl2・3Cu(OH)2の状態での塩化物のロスを無効 にするために、加圧酸化過程12からの生成物溶液21中に少なくともCu15 g/Lを維持することが有利であると理解される。 4CuCl2+6H2O→CuCl2・3Cu(OH)2+6HCl (3) この反応は、Clの化学量論的要求量をCuCl2として満足するために、少 なくとも溶液中に十分なCuを維持するために、加圧酸化過程12の間にオート クレーブ中に十分な酸を添加することにより無効にすることができる。溶液中の 12g/LのClのために、化学量論的量のCuは、 である。 このように、15g/Lの銅は塩基性銅塩の状態でのかなり大きな塩化物のロ スを妨げるために安全な最少量である。 他方、加圧酸化過程12からの生成物溶液21中の銅の濃度は、水溶性硫酸銅 との原子状硫黄の反応によるCuSの形成を無効にするためにできるだけ低く維 持されるべきである。この反応は、加圧酸化過程12の間に、またはオートクレ ーブから排出された後で濾過過程24より前のスラリー中で起きる。 3CuSO4(aq)+4S0+H2O → 3CuS(s)+4H2SO4 (4) この反応は、CuSが大気下濾し取り過程14の薄い酸の状態下でも不溶であ るので、特に望ましくない。従って、銅は回収されず、最終的な残留物に対する 銅のロスをもたらす。 CuSの形成を無効にするために、生成物溶液中の銅の濃度をできるだけ低く 、すなわち濃縮液について30g/L以下に維持することが必要である。CuS 形成の傾向は、中級乃至高級濃縮液はよりCuS形成を受け易いというように、 明らかに処理される濃縮液の型に関係している。従って、生成物溶液21中の高 い銅濃度は、低級濃縮液には問題がないにもかかわらず、高級濃縮液により許容 されることはできない。 今日までに知られているように、高級濃縮液、すなわち銅35%以上のものは 、生成物溶液21中の銅濃度をできるだけ低く、すなわち銅25g/L以下に生 成するために、最もよく処理される。 加圧酸化回路23で溶液中に少なくとも15g/Lの銅を維持するために与え られた必要性は、高級濃縮液のために15〜25g/Lの銅濃度の最適範囲であ る。中級濃縮液では、上限は著しく拡大することができ、低級鉱石では銅濃度は 重要な役割を演じない。 加圧酸化濾過液29の銅濃度は、単に、必要とされる量の酸を加圧酸化過程1 2への供給溶液25に添加することにより制御することができる。より以上の酸 は、塩基性硫酸銅の溶解により高い銅濃度をもたらす。 CuSO4・2Cu(OH)2(s) + H2SO4→ 3CuSO4(aq)+ 4H2O (5) 約1g/Lの酸の添加は、約1g/Lの銅濃度の増加をもたらす。必要とされ る酸の実際の濃度は、加圧酸化過程12への供給溶液25の分析物と、Δ[Cu2+ ]=0を満足させる加圧酸化過程12からの生成物溶液21とを比較すること により経験的に決定される。しかし、回路23内の溶液の体積は熱バランスによ り決定される。 加圧酸化過程12への銅濃縮スラリーの供給における固体重量のパーセンテー ジは、所望により変えることができる。加圧酸化過程12に供給される濃縮され た固体の重量は、回収されるべき銅の量により決定される。溶液の重量は、主に 加圧酸化過程12内の熱バランスにより決定される。 加圧酸化過程12での望ましい操作温度は約150℃であり、熱はオートクレ ーブ内での硫化金属の高圧酸素との反応熱により、多くが供給されるべきである 。現在記述されているモードAの方法により処理されるような高級濃縮液につい て、これは、比較的低いS/Cu比と、オートクレーブ内で処理される銅のトン 当たりの少ない熱生成とを意味する。生成される熱の大部分は、銅のみならず濃 縮液中の他の2つの主要元素である鉄及び硫黄の酸化によるものである。もし、 濃縮液の等級が高いならば、S/Cu及びFe/Cuの比は低く、この故に低い 熱生成である。 濾過24の後でリサイクルされる加圧酸化濾過液29に典型的である、約50 ℃の出発温度から80℃までの操作温度に到達するために、水は加圧酸化過程1 2での主要な熱シンクであるので、加熱されるべき水の量を制御することが必要 である。加熱または冷却コイルによるような間接的手段によりオートクレーブの 内側でスラリーを冷却または加熱することは、全表面、特に熱交換器における非 常に乏しい熱交換特性を導く急速なスケールの形成により、実用的でない。蒸気 または水の注入による直接加熱または冷却はまた、水バランスを考慮することに より、実用的でない。従って、熱バランスは、供給物質、すなわちリサイクルさ れる供給溶液25及び濃縮されたスラリーの熱容量により、反応熱からの熱生成 を平衡させることにより維持されることが必要とされる。ここで制御されること ができる主要変数は、供給溶液25の体積である。これはモードAとBとを区別 する特徴の一つである。まだ説明されていないが、モードBの方法では、銅生成 物のトン当たりの熱として表現される熱放出はとても大きい。従って、加圧酸化 過程12への供給25に多くの溶液体積を使用することが可能である。 一旦溶液体積が適合させられると、酸の総量がΔ[Cu2+]=0を維持するた めの必要性により決定されるので、溶液の酸性度を決定することができる。典型 的には、高級濃縮液のために、約35〜55g/Lの酸が必要とされる。 加圧 酸化過程12の間にオートクレーブ内で液体の原子状硫黄(S0)の物理的化学 的性質を変える小濃度のある種の界面活性剤を添加することは有益であると理解 される。加圧酸化供給溶液25に少量、すなわち0.1〜3g/L添加されるリ グニンスルフォン酸及びケブラコのような界面活性剤は、液体硫黄の粘度を低減 し、またオートクレーブ内の化学を変えることができる。 界面活性剤の添加は、よく判らないが本方法に有利な方法で硫黄の酸化を低減 することができる。これは、液体の硫黄及びオートクレーブの中に維持されてい る固体物質に低められた傾向をもたらし、これらの物質の保持時間を低減する低 い粘度と、発生する硫黄酸化の低減された傾向とによると信じられる。 また、もし界面活性剤が添加されるならば、明らかに、反応しない硫化鉱物を 「湿らせ」ない低い粘度の硫黄により、銅鉱物のより完全な反応が行われ、従っ て錯イオンに進む所望の反応を許すことが理解される。 加圧酸化供給25にどのように硫酸を添加するかを記述する反応(5)は、加 圧酸化濾過液29内の銅濃度を制御するだろう。黄銅鉱の鉱石に加えられた硫酸 による加圧酸化の全反応は、上述の反応(2)で与えられる。 同様の反応は、H2SO4の代わりに硫化物イオン源としてCuSO4を用いて 書くことができる。 3CuFeS2+ 15/4O2+ 3H2O + 3/2 CuSO4→ 3/2 CuSO4・2Cu(OH)2 +3/2 Fe23+ 6S0 (6) 反応(2)の硫酸1モルに比較して、反応(6)で硫酸銅として必要とされる 硫酸塩が3/2モルであることは注目に値する。従って、もしCuSO4が硫酸に代 わる硫酸イオン源として使用されるならば、CuSO4のモルを1.5倍用いる ことが必要である。説明の中にこれを取り込むために、本発明は、「過剰硫酸塩 当量」という概念を創り出した。「過剰硫酸塩当量」は、目標銅濃度を達成し、 さらに反応(6)を説明に取り込むために加圧酸化供給溶液25にどのくらいの 量の酸を加えるかを計算できるようにする。 説明に反応(6)を取り込むことにより、加圧酸化濾過液29内の銅濃度を一 定にするために必要とされる酸の量を「先験的に(a Priori)」計算することが 可能である。「過剰硫酸塩当量」の概念は有用である。 「過剰硫酸塩当量」は、加圧酸化過程12の間に塩基性硫酸銅を形成するため に加圧酸化供給溶液25内で手に入れることができる硫酸塩に等しい。手に入れ ることができる硫酸塩は、CUSO4及びCuCl2の定義された下限を上回って いる。 CuSO4及びCuCl2の下限は、溶液中の塩化物をCuCl2の状態で12 g/Lに、さらにCUSO4としてCu約4.3g/Lに支持するのに十分であ る。溶液中の塩化物12g/Lに対応するCuCl2の濃度は、134.5/7 1*12=22.7g/1のCuCl2であり、溶液中にCu10.7g/Lを 含む。そこで、付加的な銅4.3g/Lは下限においてCuCl2及びCuSO4 として結合されたCu15g/Lの合計を意味する。 手に入れることができる硫酸塩は、CuSO4としての全硫酸塩から下限値を 引いたものである。例えば、もし、全銅濃度が加圧酸化濾過液29内で28g/ Lであれば、手に入れることができる硫酸塩は、CuSO4から手に入れること ができる硫酸塩として、28−15=13g/LCu*98/63.5=20g /LのH2SO4である。 そこで、「過剰硫酸塩当量」(ESE)は、CuSO4から手に入れることが できる硫酸塩を1.5で除することにより計算される。 ESE={CuSO4として手に入れることができる硫酸塩}/1.5 従って、全銅濃度が28g/LまたはCuSO4から手に入れることができる 硫酸塩が20g/Lである例では、CuSO4からのESEは20/1.5=1 3.5g/Lである。 最終的に、もし目標の遊離の酸当量が加圧酸化供給溶液中のH2SO4約52g /Lであれば、必要とされる酸の量は52引くESE(13.3g/L)または H2SO438.7g/Lである。これは、加圧酸化濾過液29中の銅濃度を一定 に、すなわち下限のCu15g/Lとするために、加圧酸化過程12への供給溶 液25に加えられなければならない量である。 他の反応は、H2SO4に代わる硫酸イオン源として、Fe2(SO43及びZ nSO4を用いて書くことができる。ZnSO4の場合には、亜鉛は塩基性硫酸銅 に似たZnの塩基性塩である塩基性硫酸亜鉛ZnSO4・3Zn(OH)2に加水 分解すると推定される。これらの反応は、反応(7)及び(8)として下記に与 えられる。 3CuFeS2+ 15/4 O2+2H2O+ 1/3Fe2(SO43→ CuSO4・2Cu(OH)2+11/6Fe23+6S0 (7) 3CuFeS2+ 15/4 O2+13/3H2O+ 4/3ZnSO4→ CuSO4・2Cu(OH)2+6S0+Fe23+{ZnSO4・3Zn( OH)2・4H2O} (8) 濾過24のあとの加圧酸化過程12からの固体は、第1の濾し取り過程16か らの酸性で塩基性硫酸銅を溶かすための不溶解物を用いて約pH1.5〜pH2 .0で大気下濾し取り過程14で処理される。濾し取り14は、約40℃の温度 、約15〜60分の保持時間で行われる。固体のパーセンテージは、典型的には 約5〜15%または約50〜170g/Lであるが、この範囲外でも本方法の操 作を行うことが可能である。 大気下濾し取り過程14の間に塩基性硫酸銅は、溶液の中にある濃縮液中に極 くわずかに存在する鉄により、ほとんど完全に溶解される。 典型的には、液体/固体分離34のあとで生み出される濾し取り溶液33は、 0.1〜1.0g/Lの鉄及び0.1〜1.0g/Lの塩化物と一緒に濾し取り 14に供給される固体のパーセンテージに依存する約10〜20g/LのCuを 含む。この鉄及び塩化物の多くは、加圧酸化からの、すなわちリサイクルされた 固体よりも、むしろ供給された不溶解物37から抽出される。典型的には、0. 1〜2.0g/Lの鉄及び塩化物が通過物に溶けている。 銅抽出は、加圧濾し取り過程12へのもともとの供給の約95〜98%である と理解されている。溶液に対する鉄抽出物は、約1%以下であると理解されてい る。 大気下濾し取り過程14からのスラリー31は、不可能ではないにしても、濾 過することがむつかしいが、よく処理される。濾し取り固体を非常に徹底的に洗 うことを必要とする観点で、スラリー31は、図1に象徴的に液体/固体分離3 4として示される反流傾瀉(CCD)洗浄回路にポンプで送られる。CCD回路 34において、固体は反対方向に加えられる水と一緒に一連のシックナー群に供 給される。この方法により、固体が洗浄され、伴出する液体が取り除かれる。約 3〜5のシックナー(図示せず)が、最終的残留物内の銅が100ppm以下に 下げられた伴出液体を低減するために、約5〜7の洗浄比(固体に対する水)に 対して必要とされる。 最後のシックナーからのシックナーの底流は、固体約50%で最終的残留物流 れ35である。これは、金及び銀のような貴金属を回収するために処理されるか 、テーリングに送ることができる。貴金属は、シアン法(cyanidation)等の公 知の方法により回収されてよい。流れ35の主要成分は、もし市場状態が許すな らば、浮遊選鉱により回収されるかもしれない赤鉄鉱及び原子状硫黄である。 最初のシックナーからのシックナーの溢流は、図示の第1の溶媒抽出過程16 に供給される生成物溶液33である。この溶液は、Cu約12g/L、Cl1g /L及びFe0.5g/Lを含む。 最適条件の銅濃度は、溶液33から最大の銅を抽出するために、溶媒抽出過程 16の能力により決定される。溶媒抽出過程16からの不溶解物の約3分の1の 部分は偶発的に中和されるので、この不溶解物の銅の含有量を最少にすることは 重要である。 溶媒抽出は、濃縮された銅溶液は抽出効率を低くする傾向がある不溶解物中の 酸濃度を高くするという事実により、希薄銅溶液について最善に行われる。しか し、より濃縮された溶液は、体積がより少ないので、資本の点から処理するため に安価である。しかし、上述の点で、増大された濃度は溶媒抽出部の大きさを低 減しない。それは、(i)最大の有機物の詰め込みが存在し、(ii)水溶液リ サイクルによる攪拌目的のために、一般に水溶液の体積が有機物の体積と等しく 保持されるためである。従って、有機抽出剤及び水溶液の全体積は、有機抽出剤 の体積によってのみ決定される。最大の有機物の詰め込み及びこれ故の有機物の 体積は、選択された特定の有機溶媒の濃度及び特性によって決定される。典型的 な溶媒、例えばヘンケルコーポレーションのLIX(商標)試薬について、希釈 剤中の40%体積濃度で、通過物あたりの最大の詰め込みは、Cu約12g/L である。従って、生成物溶液33はまたCu約12g/Lを含む。 銅は、不溶 解物37を生成するために、第1の溶媒抽出過程16の2つの抽出の過程で、遊 離の酸約20g/L及びCu約0.3〜1g/Lにより、CCDのシックナー溢 流の生成物溶液33から抽出される。不溶解物37の大部分は大気下濾し取り過 程14にリサイクルされるが、約25〜30%が大気下濾し取り過程14の酸要 求量に対する余りであり、中和されなければならない。この余り121は、36 で示されるように分解され、中和される。 中和は、銅の回収量を最大にし、考え得る環境問題を阻止するために、銅の含 有量、すなわち中和で沈殿し、あとで例えばテーリング池中で再溶解することが できる不溶解物37からの回収されない銅の含有量に起因する中和残留物により 、2つの過程で達成される。 第1の過程の中和は38で示す様に、pH2〜pH3で行われ、石灰に比較し て試薬として非常に経済的である石灰岩を用いる。中和生成物は40で濾過され 、得られた固体は外部供給源45からの水で洗浄される。主に石膏及び水酸化鉄 である前記固体は41で示されるように処分される。 濾過液39は、残された銅分子(copper values)の回収のために、第2の溶 媒抽出過程18に送られる。第2の溶媒抽出18は第1の中和38から利益を受 け、典型的にはCu約0.03〜0.06g/Lという非常に低い第2の不溶解 物43中の銅濃度をもたらす。 図1に破線で示す様に、第2の溶媒抽出過程18は第1の溶媒抽出回路16と 同一の有機抽出剤を用いる。これはまた、加圧酸化濾過液流出26の溶媒抽出2 7に連結される。外部供給源45からの洗浄水122により42で洗浄され、4 4でストリッピングされる有機抽出剤は、第1の抽出過程を通過して、第2の溶 媒抽出過程18にリサイクルされる。ストリッピングされた有機物125は、溶 媒抽出27にその一部を通過させるように分割される。溶媒抽出27からの不溶 解物は、洗浄42に先立って溶媒抽出16からの詰め込まれた有機物123に加 えられる。洗浄42からの洗浄水47は、濾過24に供給される洗浄水として提 供するために、加圧酸化濾過24に通過させられる。得られた洗浄濾過液は加圧 酸化濾過液29に加えられ、溶媒抽出洗浄水(47)からの銅及び塩化物の含有 量を回収する。 第2の溶媒抽出過程18からの不溶解物43は、第2の中和過程46で再び中 和され、このときpH10であり、48で全ての溶解している重金属を除去する ために濾過され、最終的濾し取り残留物35を洗浄するためにCCD回路34で 洗浄水として用いられる溶液51を生成する。濾過装置48からの固体残留物は 、53で示される様に処分される。 44での詰め込まれ、洗浄された有機物のストリッピングは、純粋な硫酸銅溶 液または通常の方法による電解抽出のために電解抽出過程20に通過させられる 有効電解質57を得るために、使用済みの酸または電解抽出過程20からの電解 質55により達成される。 工程中の全溶液の流れはリサイクルされ、工程から流出する溶液は全くない。 固体残留物のみが工程から処分される。モードBの方法 図2は、モードBのフローチャートである。図1の前記態様の構成と対応する 本方法の各過程及び段階を示すために同一の参照数字が用いられる。例えば、加 圧酸化過程は12で、14で大気下濾し取り過程を、20で電解抽出過程を、2 2で気化槽を、24で加圧酸化濾過を、参照数字28で加圧酸化濾過液29の流 出処理を、参照数字30で粉砕過程を、そして参照数字34でCCD洗浄回路を 再び示す。 本方法のこのモードでは、加圧酸化12は、酸化することと、供給された濃縮 液中に含有される大部分の銅を溶液中に濾し取ることとの両方が行われる。典型 的には、銅の約85〜90%が溶液中に濾し取られ、約10〜15%が塩基性硫 酸銅として残留物に残されるに過ぎない。 オートクレーブ内の加圧酸化過程12の状態は、固体のパーセンテージが低く 、すなわち150〜225g/Lであることを除いて、モードAの方法と同様で ある。 本方法のこのモードでは、Δ[Cu2+]は典型的にはCu30〜40g/Lで あり、すなわち銅濃度は加圧酸化過程12からの生成物溶液21よりも大きい。 加圧酸化過程12に対する供給溶液25は、典型的にはCu10〜15g/L及 びC112g/Lを、硫酸約20〜30g/Lと共に含む。 このモードでは、図1の態様の場合にそうであったように、外部供給源から加 圧酸化過程12に加えられる硫酸は全く無い。このモードでは、酸は工程内での リサイクル、すなわち加圧酸化濾過液29のリサイクルにより得られる。加圧酸 化過程12からの生成物溶液21は、約pH2〜2.5で、Cu約40〜50g /L及びCl11〜12g/Lを含む。 加圧酸化過程12から生成物溶液21中に濾し取られた銅は、溶液(85〜9 0%)と残留物(10〜15%)との間で、所望の銅の分配が得られる様に、制 御されねばならない。この分配は、濾し取り残留物内に小さいが重要な量の塩基 性硫酸銅の固体を生じる。塩基性硫酸銅は平衡試薬であるので、pHは塩基性硫 酸銅の存在を示すために有益である。溶液中の硫酸銅濃度が大きいと、2〜2. 5の範囲のpHが塩基性硫酸銅を示す。pH2以下ではほとんどすべての塩基性 硫酸銅が溶解し、一方pH2.5以上では過剰の塩基性硫酸銅が形成され、不十 分な銅が溶液21内に見いだされるものと信じられる。 制御の第1の方法は、加圧酸化過程12に対する供給溶液25内の酸の量であ る。今度は酸の度合い(level)は、次に記述される加圧酸化濾過液29不溶解 物の溶媒抽出からの不溶解物の中和の程度により制御される。通常、約25〜5 0%の酸が中和されなければならず、中和は必要とされる酸の量に依存する。 加圧酸化過程12の間に生み出される酸の量は、一つの濃度と他の濃度との間 や採用される条件によって変化する。もし、濃縮液が加圧酸化過程12の間に大 量の酸を生成するならば、供給溶液25は所望の結果を達成するために、より少 ない酸を必要とするだろう。溶液21に向けられるべき(濃縮液供給からの)最 少の銅は約10%である。10%以下では、加圧酸化濾過液29内の鉄の濃度が 急速に増加するのに十分に低く、pHが落下する。普通、鉄は約10〜50pp mであるが、もしpHが2以下であって残留物中の塩基性硫酸銅が姿を消すと、 鉄は明白に急速に1g/L以上に増加することができる。これは、水酸化鉄と同 時に溶液から除去されるに過ぎないAs及びSbのようないくつかの不純元素が 存在するので、望ましくない。従って、溶液内の鉄の欠如は、加圧酸化濾過液2 9内の低い不純物の含有量の、良い保証である。鉄はまた、それ自体、電解抽出 回路20においてできるだけ避けなければならない不純物である。 しかし、溶液中の銅を最大にする他の要素もある。驚くべきことに、もし銅の 濃度がもっと低ければ、ある種の濃縮液は実際にもっと完全に濾し取られること が見出された。これは上述の第2硫化銅(secondary CuS)の形成が、または高 い銅濃度溶液中の原鉱石、黄銅鉱の酸化特性を低くするいくつかの他の現象によ るか、どちらかと信じられる。加圧酸化過程12内の反応の間に生成する原子状 硫黄は、反応されない黄銅鉱粒子を被覆し、あるいは実際にカプセルに包むこと ができ、試薬を利用する機会を遅らせる。これは、回収される銅を乏しくする。 前記現象は、溶液中の高いCu水準により明らかに強められる。それは、上述の 様に、界面活性剤の使用により克服でき、あるいは緩和することができる。前記 問題は、いくつかの、特に他より高級な濃縮液についてさらに厳しい。従って、 これらの濃縮液として、加圧酸化濾過液(すなわち約95%以上である)中の全 面にわたって銅濃度を限定することが望まれる。これを行うために、銅の実質的 比率を塩基性硫酸銅として、すなわち加圧酸化過程12からの固体残留物中に加 圧酸化濾過液よりも多くすることが必要である。必要ならば、高い銅の回収を得 るために十分低い銅の濃度を維持するために、典型的には20〜40%の銅が固 体に対して報告されるだろう。 高級な濃縮液は、溶液中の高い銅により銅の回収が低くなるという問題を提示 する。従って、銅の比率を増加することは、等級が増大するような固体を報告し なければならない。3つの異なる濃縮液による試験は、この関係を説明する。 +/Cuモル比は、供給された酸中のH+及び供給濃縮液中のCuに当てはま る。供給された酸中のH+は、たとえ酸が完全に解離されていない状態にあると しても、酸の完全な解離により入手できるプロトンの全てであると受け取られる 。表に示されるH+は、最良の結果を与えるために、経験により見いだされた最 適レベルである。 高級濃縮液である濃縮液#1については、選択された方法がモードAであると 、全ての銅が濾し取り溶液について報告され、Δ[Cu2+]=0である。H+/ Cu比は、Δ[Cu2+]=0の所望の結果を与えるために経験により必要である とされるものであることが明らかである。 中級濃縮液である濃縮液#2については、モードBが選択されるが、銅の実質 的量に関しては、固体の塩基性硫酸銅に対して報告される。これは、全ての銅が 溶液中に溶解しないようにするために十分低いH+/Cu比を保持することによ り達成される。 低級濃縮液である濃縮液#3については、モードBが選択されるが、この場合 、十分に高いH+/Cu比を合わせることにより、残留物に対して最少の量の銅 が報告される。 加圧酸化過程12からの残留物は、H2SO43〜10g/Lで希酸である溶媒 抽出16から戻る不溶解物37により14で濾し取られる。加圧酸化過程12か らの銅の大部分は加圧酸化濾過液29及び加圧酸化残留物の極く小さな分画に 対して報告されるので、大気下濾し取り14から得られた濾し取り溶液31は、 銅について全く希薄である。一方、これは溶媒抽出16からの希薄な不溶解物3 7を生成する。典型的には、大気下濾し取り溶液31はCu3〜7g/L及びF e0.2〜0.5g/Lである。 大気下濾し取り過程14から得られるスラリーは、モードAの場合と同様に、 濾過することが難しい。しかし、良好な液体/固体分離及び洗浄は、前述と同様 にCCD配列34の一連のシックナーを用いることにより達成することができる 。洗浄水51は、46で示される様に、中和される溶媒抽出16からの不溶解物 により供給される。これはモードAと同様である。大きな相違は、溶液33の低 い性質(tenor)及び低減された体積だけである。 大気下濾し取り過程14により生成された溶液33は、溶媒抽出16にさらさ れる。加圧酸化過程12からの溶液29に含まれる銅は、溶媒抽出過程50にさ らされる。従って、2つの溶媒抽出操作、すなわち16及び50があり、溶液3 3及び29の2つの異なる流れがそれぞれ処理される。溶媒抽出操作を達成する ために用いられる有機抽出剤が、溶媒抽出16及び50の両方に共通であること が、本発明に従う方法の特徴である。 図2に示す様に、通常のストリッピング操作44から来るストリッピングされ た有機物125は、最初に、溶媒抽出回路16に導入される。溶媒抽出回路16 は、水溶性供給流れ33内で最も低い銅濃度を有し、従って達成されるべき詰め 込みの中にできるだけ低い有機抽出剤を必要とする 溶媒抽出16からの詰め込まれた有機物126は、溶媒抽出50に送られ、そ こで高い銅濃度の溶液29に接触する。溶媒抽出50にとって高い抽出比を達成 することは必要ではなく、この抽出からの不溶解物63は図示するように加圧酸 化過程12にリサイクルされる。他方、溶媒抽出16からの不溶解物37は部分 的にリサイクルされるだけであり、一部は回路から過剰の酸を除去するために、 46で中和される。従って、溶媒抽出16から高い銅の回収を達成することがよ り重要である。 溶媒抽出16からの不溶解物37は、モードAのように、中和46への約3分 の1の121と、大気下濾し取り工程14にリサイクルされる約3分の2の12 0とに、36で分割される。モードAとの重要な相違は、溶媒抽出16からの不 溶解物37は銅について十分低く、すなわち100ppm以下であって、モード Aの場合のように中和46の前に第2の溶媒抽出過程を持つ必要がないというこ とである。これは、低い銅濃度及び溶液の体積によるものであり、より効率のよ い溶媒抽出16を許す。 一連の2つの溶媒抽出操作16,50で生成された詰め込まれた有機物65は 、42で示す様に、反流形式の2つの過程で、薄い酸性水溶液122により洗浄 される。これは、第1に、伴出された水溶液を詰め込まれた有機物65から除去 するためであり、特に、有機物が44でストリッピングされる前に塩化物の含有 量を低減するためである。必要とされる洗浄水の量は、有機物の体積の約1〜3 %である。結果として生成された洗浄溶液47は、加圧酸化過程12にリサイク ルされる。 洗浄された有機物69は、純銅溶液または通常の方法による電解抽出のための 有効な電解質57を供給するために、電解抽出過程20からの使用済みの電解質 55により、44でストリッピングされる。 不溶解物63は、H+/Cuの必要とされるモル比により決定されるように、 70で、2つの部分72,74に分割される。部分72は加圧酸化過程12にリ サイクルされる。部分74は、76で石灰岩によりpH2で中和され、78で濾 過される。固体残留物は、80で示す様に、洗浄され、処分される。濾過液82 は、加圧酸化過程12に対する供給溶液25を形成するために部分72と一緒に リサイクルされる。 従って、本方法の新しい特徴は、2つの分離された水溶性の供給溶液から銅を 抽出するために共通の有機物を用いることである。これは、低資本と溶媒抽出回 路の操作費用とに、かなりの経済性を提供する。また、大気下濾し取りのCCD 回路に多量の水の使用を許し、そうすることによって、良好な洗浄が最終残留物 に対して達成されることができ、そんな希薄な溶液からまだ銅を回収することが できる。 加圧酸化過程12で起きる硫黄の酸化の程度は、加圧酸化過程12の条件と同 様に、処理される濃縮液の等級や鉱物学等の濃縮液の型に高度に依存している。 ある種の濃縮液は、かなり高い硫黄の酸化、すなわち濃縮液中の硫黄の硫酸塩へ の酸化を示し、この効果は特にCuが約28重量%以下の低級濃縮液に示される 。本発明者は、この変形例の重要性は銅の等級それ自体にはそれほど大きくなく 、濃縮液中の銅/硫黄比にあることを見出した。銅濃縮液中の主要不純元素は、 銅鉱石が通常、他の鉱石、特に黄鉄鉱FeS2または磁硫鉄鉱FeSと一緒に黄 銅鉱を構成しているという事実により、鉄及び硫黄である。 モードBの方法は、低級濃縮液が故意に90%の銅を溶解し、塩基性硫酸銅の 形成を最少にするように用いられるときに、加圧酸化過程12で過剰の硫黄の酸 化の問題を処理する。黄銅鉱の反応は、 CuFeS2+ 5/4 O2+H2SO4→ CuSO4+1/2 Fe23+2S0+H2O (6) である。 加圧酸化過程12からの濾過液29は、このように高い水準の硫酸銅及び塩化 銅を含み、これは電解抽出過程20に向けて純硫酸銅溶液を生成するために溶媒 抽出過程50で処理される。 図3を参照して、銅に加えて亜鉛の抽出のための湿式冶金的方法が示される。 前記態様の構成と対応する本工程の各過程及び段階を示すために同一の参照数字 が用いられる。 濃縮液は、前記態様の場合のように、30で再粉砕される。 亜鉛−銅混合濃縮液の加圧酸化は、図2のように銅のみを含む濃縮液のための ものと同様の形式で実施される。 亜鉛は、銅が酸化されるよりも容易にまたはより容易に酸化され、加圧酸化残 留物に対立するものとして、濾し取り溶液29に関して報告されそうである。こ れは、亜鉛が、銅が加水分解されるより、塩基性硫酸亜鉛のように、より容易に 加水分解されにくいこと、すなわち高いpHであることによる。 銅または亜鉛の回収は、高級銅濃縮液に見出されたように、明らかに、高い性 質により妨害されない。従って、加圧酸化濾過液29について銅及び亜鉛の報告 の大部分を有することが可能であり、すなわちモードBの方法と同様である。硫 黄の酸化は低いので、加圧酸化過程12内で生み出される酸の量は低い。従って 、高いH+/Cu比を得るために、鉱物の中和により溶媒抽出過程12からの酸 の実質的に全てをリサイクルすることが必要である。供給される酸は、Cu10 g/L、Zn5g/L及びCl12g/Lについて、75g/LのH2SO4と同 じ高さであってよい。 加圧酸化濾過液29は、供給濃縮液の組成に依存する実質的な濃度に、亜鉛と 銅との両方を含む。Cu20%及びZn5%の濃度として、加圧酸化濾過液29 は、およそCu50g/L、Zn15g/L及びCl12g/Lを含んでよい。 加圧酸化残留物は、図示のように、溶媒抽出16からの不溶解物37を用いる 同じ方法で14で濾し取られ、溶媒抽出回路に供給するためのCu−Zn混合溶 液を生成する。亜鉛が最初に抽出され、次いで銅が抽出される。 銅濃縮液のためのモードBの方法と同様に、溶媒抽出により処理される2つの 水溶液の流れがある。加圧酸化濾過液29はCu及びZnの高い性質を含み、大 気下濾し取り溶液33は両方の元素について希薄である。 上述の態様のためと同様に、溶媒抽出のための新規な装置の概略は、亜鉛の抽 出のために続けられ、希薄な溶液がまず有機抽出剤に接触され、濃厚な水溶液が これに続くことである。この場合に、亜鉛のための回路と、銅のための回路との 2つの回路がある。 有機抽出剤の選択及びその2つの元素に対する親和性についての関係により、 最初に銅を、続いて亜鉛を抽出することが可能である。出願人は、銅を超えて亜 鉛に選択的に指向する第1の抽出剤としてDEHPA(ジエチル−ヘキシルリン 酸)を用いることにより、思いどおりの結果を得ることができることを見出した 。従って、第1の抽出剤100はの希薄溶液33のためであり、第2の抽出剤1 02は加圧酸化過程12からの濃厚溶液29のためである、2つのDEHPA抽 出剤100及び102が亜鉛を回収し、溶液中に大量の銅を残すことを行う。 DEHPAによる亜鉛の抽出は、高濃度の酸の存在下での貧抽出能により妨害 される。実際に、これは、抽出が約pH1.4またはH2SO4約7〜10g/L で停止することを意味する。この問題を処理するために、pH2での中間過程の 中和104は、亜鉛の溶媒抽出を含んでいる。このように、亜鉛の溶媒抽出は、 2つの過程、すなわち過程102と、間に中和104をはさむ過程103との 両方で生じる。各過程102,103は、結果として生じる酸の不溶解物中の濃 度により停止されるまえに、5〜7g/Lの亜鉛を抽出するに過ぎないだろう。 中間過程の中和104を用いることにより、亜鉛抽出の全量は亜鉛10g/Lか それ以上に増加させることができる。第1の抽出過程102からの不溶解物97 は、98で濾別されて廃棄される石膏の固体を生成するために、安価な石灰岩( CaCO3)により、104で約pH2〜2.5に中和される。次に、濾過液9 9は、第2の溶媒抽出過程103に供給される。第2の過程に対する供給は、典 型的には、pH2〜2.5でZn10g/L及びCu50g/Lである。抽出後 、第2の不溶解物124は、典型的にはZn5g/L、Cu50g/L及び酸8 g/Lである。 溶媒抽出回路16について、亜鉛濃度は、問題が存しないために十分なほど低 い。 加圧酸化濾過液29の最適な亜鉛の含有量は、概ね、亜鉛を抽出するための亜 鉛溶媒抽出回路の能力により決定される。亜鉛は市販の抽出剤(例えばDEHP A)により全く少ししか抽出されないという事実により、不溶解物中に成長する 酸により反応が停止される前に抽出することができるのは亜鉛5〜7g/Lが最 大である。さらに抽出するには、酸の中和を必要とする。中間過程の中和により 、もっと高い水準の亜鉛を抽出することが可能であるが、中間過程の中和は回路 から、硫黄の酸化または加圧酸化過程に対する新鮮な酸の添加で置換されるべき 硫酸塩を除去する。 一つの中間中和過程は、硫黄バランスと両立できそうであり、従って、加圧酸 化濾過液29中の亜鉛濃度からリサイクルされた不溶解物72中の亜鉛濃度を引 いた約10g/Lに、Δ[Zn2+]を保持することが好ましい。従って、もし、 溶媒抽出から不溶解物72としてリサイクルされた、加圧酸化に対して供給され る酸がZn5g/Lを含むならば、加圧酸化から生成する濾過液29は、Zn約 15g/Lを含む。このΔ[Zn]に対する限定は、Cuに比較してZnのため の方法を区別する。Cuの溶媒抽出の大きな抽出能力は、Cuの良好な抽出が、 Znについては約7〜10g/Lに過ぎないことと比較して、不溶解物中のH2 SO475g/Lまでの高水準の酸により達成することができるということを意 味する。従って、CuはCu50g/Lの供給流れから抽出することができる。 抽出後、Zn(DEHPA)回路からの詰め込まれた有機物106は、Znに 指向されるDEHPA抽出剤の不完全な選択性及び単純に濃厚なCu溶液の伴出 の結果として、いくらかのCuを含む。典型的には、Znの溶媒抽出からの詰め 込まれた有機物106中のZn/Cuの比は約150〜300:1である。もし 、除去されないならば、溶媒ストリッピング114の間に全てのCuがZnに伴 ってストリッピングされ、Znの電解抽出118に供給されるZnの有効電解質 120内にストリッピングされる。Znの電解抽出は、もし合理的な電流効果で 思いどおりの(純粋な)Zn陽極を生成させるならば、非常に純粋な有効電解質 を必要とする。Zn/Cu比は、有効電解質中で約100000:1でなければ ならない。従って、詰め込まれた有機物106から、または後で電解抽出の前に 有効電解質から、ほとんど全てのCuを除去することが必須である。詰め込まれ た有機物106を精製することは容易である。 このCuを除去するために、いくつかの、例えば3〜10、典型的には5の洗 浄あるいは処理過程106が必要である。洗浄は薄い酸性の硫酸亜鉛水溶液で行 われる。洗浄過程は一連に、すなわち第1の洗浄過程から出る処理された有機物 が第2の洗浄過程に流れ込み、そして有機物が最後の過程を出るまでに他の全て の過程を通るように配置される。亜鉛は銅と一緒に洗浄されるので、添加される 洗浄水の量を最少にすることが必要であり、その代わりに反流形式に配置された いくつかの洗浄過程が使用される。 結果として生成された洗浄溶液110は、鉱物中の銅及び亜鉛金属の回収のた めの大気下濾し取り回路にリサイクルされる。 洗浄後、DEHPA抽出からの有機物流れ112は、亜鉛電解抽出回路118 からの使用済みの電解質116によるストリッピング114にすぐに使える。こ れは、高電流効率で亜鉛を電解抽出する有効電解質120を生成する。 ストリッピング114の後で、溶媒抽出100に対する抽出剤のリサイクルに 先立つ鉄の除去のために、抽出溶媒は131でさらにストリッピングされる。ス トリッピング131は、加圧酸化過程に導入される溶液133を作るHClを生 み出す。 DEHPAによる亜鉛抽出からの不溶解物122,124は、各個に溶媒抽出 16及び50で、LIX(商標)のような選択的銅抽出剤によりそれぞれ抽出さ れる。 2つの回路16,50の設計は、まず溶媒抽出16で、次いで溶媒抽出50で 通常の有機物を使用するモードBの方法と同様である。詰め込まれた有機物は洗 浄され、前述の様に42及び44で示されるように、それぞれストリッピングさ れる。 溶媒抽出50の回路における中和の必要条件は、先の亜鉛回路での中和より、 低くなっていると理解される。 LIX(商標)抽出からの不溶解物は、前述の様に、加圧酸化過程12及び大 気下濾し取り過程14にそれぞれリサイクルされる。 図4を参照して、銅に加えてニッケルの回収のための湿式冶金的抽出方法が示 される。 前記態様の構成と対応する本工程の各過程及び段階を示すために同一の参照数 字が用いられる。 ニッケル−銅濃縮液について、本方法は、市販の溶媒抽出試薬は全て銅よりも ニッケルに対する選択性が低いことを除いて、亜鉛に非常によく似ている。従っ て、ニッケルの溶媒抽出回路130,132の両方は個々の銅の溶媒抽出回路1 6,50のあとにそれぞれ配置される。 溶媒抽出132からの詰め込まれたニッケル抽出剤135は、洗浄137にさ らされ、次に溶媒抽出130にリサイクルされる前に139でストリッピングさ れる。ストリッピング139は、ニッケルの電解抽出140からの使用済みの電 解質により行われる。 さらに、ニッケル抽出は、それぞれ134及び136で示す様に、例えばアン モニアにより元通りに中和することが必要とされるほど、十分に弱い。アンモニ アは、例えば石灰沸騰過程138によりそれぞれの不溶解物から回収され、リサ イクルされなければならない。 本発明に従う方法は、実施例によりさらに説明される。実施例1〜7は、本方 法の加圧酸化過程12を説明する。実施例8及び9は大気下濾し取り過程14の 操作を説明する。実施例10及び11は本方法の溶媒抽出過程を説明する。実施例1 (試験#258) ブリティッシュ コロンビアのハイランド バレー カッパー マインからの 銅濃縮液は、次の条件下に、加圧酸化及び大気下濾し取りにさらされた(バッチ )。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 60分 保持時間: 60分 圧力: 200psig pH: 1.5〜1.7 加圧酸化 濃縮液重量:225g %(Cu37.9、Fe21.4、S28.3) 供給溶液: 1100mL g/L(Cu26.1、Cl12.4、H2SO4 24.8、Fe0ppm) 濾過液: 985mL g/L(Cu30.1、Cl12.2、 pH3.4、Fe10ppm) 大気下濾し取り 供給溶液: 3000mL g/L(Cu1.9、Cl0.8、Fe0.91) 濾過液: 3915mL g/L(Cu20.0、Cl0.9、 Fe0.88、pH1.9) 残留物: 154g %(Cu1.27、Fe29.5) 結果を表1に示す。 本実施例で、Δ[Cu2+]の全ての値は、供給溶液及び加圧酸化濾過液に対し て一定の値に逆算される。酸は、示されるように最後のpHを生み出すために必 要とされるものとして大気下濾し取り溶液に添加される。表1に示される銅分配 のパーセンテージは、加圧酸化について述べられている。 加圧酸化濾過液は、供給溶液中の銅を超える余計な銅を殆ど含まない様に見ら れる。供給濃縮液からの全ての銅は塩基性銅塩の中に存在する。9.1%の硫黄 の酸化が起きるだけであり、大気下濾し取りの後で回収される全ての銅は97. 3%であった。硫黄の酸化は、硫酸塩バランス法により計算された。実施例2及び3 (試験#263及び#265) 加圧酸化供給溶液中の酸が実施例2ではゼロ、実施例3では35g/Lであっ た以外は、上述の実施例1と同一条件下で、さらに2つの試験が行われた。実施 例1〜3の結果は、表2で比較される。実施例1〜3の試験は、オートクレーブ 中でバッチ形式で実施された。 加圧酸化供給溶液の酸性度は硫黄の酸化に影響を与えるように見られる。加圧 酸化供給溶液の酸性度を0から35g/Lに増大させることにより、硫黄の酸化 は14%から8%に減少する。加圧酸化供給溶液の酸性度はまた、供給液と濾過 液との間で銅の濃度の変化に影響する。約25g/Lの酸が加圧酸化の間中、銅 の平衡状態を維持するために必要とされる。もし、供給液中の酸の濃度が25g /L以上だと、濾過液中に銅が形成される。実施例4 (試験#198) 前の実施例と同一の濃縮液を用い、次の条件下、バッチ形式に代えてオートク レーブ中で連続して加圧酸化試験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り(試料) 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 149分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 200psig 区画No. 4 固体乾燥速度:4.0kg/時、固体69%当たり 酸供給速度: 12.4L/時 溶液供給温度:85℃ 濃縮液: ハイランド バレー カッパー 加圧酸化生成物スラリーの試料は濾過され、濾過ケーキは全ての銅を回収する ように決められた大気下濾し取りの条件下でバッチで濾し取られた。 加圧酸化 濃縮液重量: 49kg %(Cu39.5、Fe16.85、S24.9) 供給溶液: 139L g/L(Cu13.1、Cl11.7、H2SO4 53.7、Fe286ppm) 生成物溶液 (概算値): 125L g/L(Cu17.5、pH3.1、 Fe10ppm) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):34kg %(Cu1.3) 結果を表3に示す。 濃縮液からの銅は大部分塩基性銅塩として存在しているかのように見られ、約 1%が濾過液中に存在しているに過ぎない。Δ[Cu2+]の値は小さく、大気下 濾し取り後、全ての銅の抽出は97.3%である。硫黄の酸化は、供給溶液と生 成物流れとの間の硫酸塩バランスに基づいて6.6%と計算され、供給溶液中に 高濃度の硫酸塩を用いることにより、硫黄の酸化がいかに最小にされるかを示し ている。実施例5 (試験#206) 再び、オークレーブ中で連続して、実施例4と同様の他の試験を行った。今回 、供給溶液は高濃度の銅を含み、酸を欠いている。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 149分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 200psig 体積: 34L 区画No. 4 固体乾燥速度:4.0kg/時、固体69%当たり 酸供給速度: 12.4L/時 溶液供給温度:72℃ 濃縮液: ハイランド バレー カッパー 加圧酸化 濃縮液重量: 47kg %(Cu40.1、Fe15.6、S24.9) 供給溶液: 143L g/L(Cu34.1、Cl12.1、H2SO4 33.6、Fe16ppm) 生成物溶液 (概算値): 129L g/L(Cu12.4、pH3.2、 Fe4ppm) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):33kg %(Cu1.47) この実施例は、供給溶液中に銅を添加することにより、いかに供給溶液中の酸 を減少することができるかを示す。すなわち、前の実施例の53.7g/Lに対 してH2SO433.6g/Lである。供給溶液中の高濃度の硫酸塩により、再び 、硫黄の酸化は非常に低い。 低級濃縮液について、次の試験を行った。本発明のこの態様を説明するために モードBの方法を用いる。この態様において、濃縮液中の銅の大部分を溶液中に 濾し取ることが望ましい。実施例6 (試験#352) 次の条件下に、バッチ形式で試験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 60分 時間: 60分 圧力: 200psig pH: 1.5〜1.7 加圧酸化 濃縮液重量:225g %(Cu22.8、Fe25.3、S28.9) 供給溶液: 1100mL g/L(Cu13.6、Cl11.7、H2SO4 34.0、Fe0ppm) 生成物溶液 (概算値):1035mL g/L(Cu53.5、Cl10.9、 pH2.9、Fe32ppm) 大気下濾し取りの 濾過液: 1420mL g/L(Cu3.4、Cl0.7、pH1.7、 H2SO42.3、Fe0.62) 残留物 (概算重量):184g %(Cu1.43、Fe27.6) 結果を表5に示す。 この場合には、銅の大部分が濾過液中にある。硫黄の酸化は13.5%であり 、95%の銅の抽出が得られる。高いH+/Cu比により、銅の79%という量 が濾過液に対して報告された。実施例7 (試験#88) 次の条件下、オートクレーブ中で連続で同一の低級濃縮液について、さらに試 験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 53分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 200psig 区画No.: 5 固体乾燥速度:7.2kg/時、固体68%当たり 酸供給速度: 32.8L/時 溶液供給温度:45℃ 濃縮液: アイランド カッパー 加圧酸化 濃縮液重量: 55kg %(Cu22.5、Fe25.4、S29.1) 供給溶液: 250L g/L(Cu9.4、Cl13.2、H2SO4 35.0) 生成物溶液: 225L g/L(Cu50.8、pH2.8) (概算値) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):47kg %(Cu1.4) 結果を表6に示す。 高いH+/Cu比により、再び銅の大部分が加圧酸化濾過液に対して報告され た。実施例8及び9 これらの実施例は、大気下濾し取りと、モードA及びモードBのための連続形 式での反流洗浄との操作を説明する。両実施例の操作条件は次の通りである。 実施例8は銅が実質的に完全に加圧酸化濾過ケーキに含まれている本方法のモ ードA(図1)の態様を説明し、実施例9は銅の小さな部分のみが濾過ケーキに 含まれているモードB(図2)の態様を説明する。結果を表7及び8にそれぞれ 示す。実施例8において、銅抽出の全量は97.5%であり、実施例9において は94.6%である。 実施例10及び11 これらの実施例は、本方法の溶媒抽出過程を説明する。実施例10においては 本方法は図1の態様に従い、実施例11においては図2の態様に従う。両方の例 において、操作変数は次のとおりである。 混合保持時間: 3〜6分 温度: 40〜45℃ 銅の有機抽出剤: 70:30v/v860n:84N当たり40% v/vのLIX 有機希釈剤: 60%v/vのORFOM SX−11 結果を表9及び10に示す。異なる流れを識別する参照数字は、それぞれ図1 及び図2に示される。 実施例11において、ストリッピングされた抽出剤125の約3分の2は溶媒 抽出16に迂回し、2つの過程を備える溶媒抽出50の最初の過程に直接に供給 される。ストリッピングされた抽出剤125の3分の1だけが溶媒抽出16に供 給されて、溶媒抽出16及び50からの流れを結合された詰め込まれた抽出剤6 5中に合流するために、溶媒抽出50の第2の過程に導入される第1の詰め込ま れた抽出剤を生成する。 ここでは、本発明の好ましい態様だけが詳細に述べられているが、本発明はそ れによって限定されるものではなく、添付された請求項の及ぶ範囲内で変形する ことができる。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年5月3日 【補正内容】 この態様では、加圧酸化は約115℃から175℃の温度で行われてよい。また 、加圧酸化は約445kPa(50psig)から約1825kPa(250p sig)の酸素分圧下に行われてよい。 加圧酸化は、好ましくは、所定のモル比のH+/Cuで行われ、H+は酸性の塩 化物溶液中の水素イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示す。そして 、加圧酸化からの結果として得られた加圧酸化濾過液中の銅の濃度は、実質的に 、加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の銅の濃度に等しい。 加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の塩化物の濃度は、好まし くは約8g/lから約20g/lの範囲に、より好ましくは約11g/lから約 14g/l、さらにより好ましくは約12g/lに維持される。 明細書中で、塩化物の使用に言及されている。しかしながら、望むなら、塩化 物は臭化物で代えることができることがわかるだろう。 オートクレーブ中の温度は約130〜150℃、圧力は約800〜500kPa (100〜200psig)である。これは、酸素圧に加えて蒸気圧からなる全 圧である。保持時間は約0.5〜2.5時間であり、本方法は、通常、オートク レーブ中で連続形式により実施される。しかしながら、本方法は、所望により、 バッチ形式で実施することもできる。 オートクレーブ中で固体の含有量は約12〜25%、すなわち熱バランス及び 粘度限界により定められるものとして固体150〜300g/lに維持される。 オートクレーブ中で生成されるスラリーは、圧力を大気圧に、温度を90〜1 00℃に減じるために、一またはそれ以上の気化槽(flash tank)22の列を通 って排出される。スラリーの液状部分は加圧酸化過程12からの生成物溶液とし て述べられ、参照数字21で示される。 気化槽22からのスラリーは24で示されるように濾過され、得られた濾過ケ ーキはできるだけ伴出する溶液に移動するように徹底的に洗浄される。 濾過24からの加圧酸化濾過液は加圧酸化過程12にリサイクルされるが、2 6で示される様に約5%の少量の流出がある。この流出26は、鉱石または濃縮 液中の加圧酸化過程12の間に溶解するかもしれない可溶金属の濃度により決定 される。流出26は、銅濃縮液中に存在する固体残留物としての亜鉛及びマグネ シウムのような金属を除去するため及び加圧酸化回路でのこれらの金属の成長を 阻止するために、石灰により28で処理される。加圧酸化回路は、加圧酸化過程 12から、気化槽22、濾過24、流出26を通って、加圧酸化過程12に戻る 回路である。加圧酸化回路は、参照数字23で示される。 流出26は、流出処理28に先立って、27で示されるように、溶媒抽出にさ らされる。溶媒抽出27は、流出26から銅を除去する適切な有機抽出剤により 実施される。この溶媒抽出は、溶媒抽出過程16及び18と関連付けられ、後で 2つの溶媒抽出過程が説明されるときに、再び言及される。 加圧酸化過程12に先立って、銅濃縮液は、まず、約97%の粒子径が、P8 0(80%パス)15μmに対応する325メッシュ以下に減じられるように、 30で示されるような再粉砕にさらされる。再粉砕30は、流出処理28からリ サイクルされた溶液中で実施される。このようにして、流出処理28からのスラ リーは、32で示されるような液体/固体分離にさらされ、溶液は再粉砕30に リサイクルされ、亜鉛/マグネシウム流出残留物は、17で示されるように処分 される。 再粉砕30にリサイクルされる溶液は、約pH10でアルカリ性の塩化物溶液 である。この溶液の使用は、熱バランスの維持及びできる限りの加圧酸化回路2 3での塩化物溶液の維持に重要である加圧酸化回路23に導入される水を最少に する。 上述の様に、銅は加圧酸化過程12では濾し取られず、不溶性の塩基性銅塩に 変換される。濾過24からリサイクルされる濾し取り溶液である加圧酸化過程1 2への供給溶液は、参照数字25で示される。供給溶液25に銅が存在するにも かかわらず、濾し取られた銅の付加的なものは全くなく、すなわち本方法は加圧 酸化過程12への供給溶液25内の銅濃度が加圧酸化過程12からの生成物溶液 21内の銅濃度に等しくなる様に操作される。これは、Δ[Cu2+]=0として 示される。 加圧酸化過程12への供給溶液25は、硫酸約30〜55g/lと合わせて、 Cu約15g/l及びCl約12g/lを含んでいる。酸は、H2SO4(通常9 3%)を構成する状態で添加される。加圧酸化過程12からの生成物溶液21は 、また、Cu約15g/l及びCl約11〜12g/lを含むが、約pH3であ る。酸は塩基性銅塩の形成のために加圧酸化過程12で全て消費されるので、生 成物溶液21には全く残っていない。 上述のように、加圧酸化過程12への液体供給物25は、H2SO4が添加され ているリサイクルされた濾過液で、部分的に構成されている。濾過液に対する酸 の添加の直接の効果は、加圧酸化過程12のオートクレーブに供給される濾過液 の酸性度を増加することであるが、最も重要な効果は、驚くべきことには、酸ま たはより特定的には硫酸イオンの添加が加圧酸化過程12で濃縮液から生じる硫 黄の酸化を実際に抑制することが見出された。 典型的には、もし酸が全く添加されないならば経験される硫黄の酸化は、米国 特許第4,039,406号に記載された方法の場合と同様に、濃縮液中の供給 された硫黄の約25〜30%である。 このように、第2の反応では、塩基性銅塩の形成が、硫酸イオンの正味の消費量 である。硫黄の酸化を抑制するために必要とされる硫酸の量は、濃縮液の型及び 濃縮液中の固体のパーセンテージに依存し、経験的に約25〜75g/lである と理解されている。 実際の試験業務において、硫黄の酸化はどちらかの反応により予測されるより も多い。第1の反応は6分の1または16.7%の硫黄が酸化されることを予測 し、一方、経験的には約25〜30%が見いだされる。酸添加により、実験結果 は、もし前記第2の反応が起きている唯一の反応であれば予測されるゼロ酸化よ りも、むしろ、約2〜16%の硫黄が硫酸塩に酸化されていることを示す。従っ て、これらの反応式は加圧濾し取り過程12で起きていることを正確に反映して はおらず、ひとつの近似に過ぎない。 塩化物は加圧酸化回路23で可能な限り多量に維持されるが、典型的には、約 3〜10%の塩化物が濾過24で固体生成物中に透過して失われる。従って、塩 化物はHClまたは他の塩化物源の添加により供給溶液25中に12g/lの塩 化物を提供する様になされなければならない。塩化物のロスは、濾過24で加圧 酸化過程12からの固体を徹底的に洗浄することによって最少にされる。洗浄水 の量は、加圧酸化回路23での水バランスの維持の要求により制約を加えられる 。回路23からの水のロスは、気化過程22からの流れ29中及び濾過24のあ との濾過ケーキ中のものに過ぎない。従って、粉砕過程30で濃縮液をスラリー にするために流出処理28からリサイクルされた溶液を使用することの必要性が 、濃縮液から加圧酸化過程12に供給される新鮮な水を最少にする。もし硫酸銅 の形成を許す溶液中に不十分なCuが存在しているならば発生することができる 固体の塩基性塩化銅CuCl2・3Cu(OH)2の状態での塩化物のロスを無効 にするために、加圧酸化過程12からの生成物溶液21中に少なくともCu15 g/lを維持することが有利であると理解される。 4CuCl2+6H2O→CuCl2・3Cu(OH)2+6HCl (3) この反応は、Clの化学量論的要求量をCuCl2として満足するために、少 なくとも溶液中に十分なCuを維持するために、加圧酸化過程12の間にオート クレーブ中に十分な酸を添加することにより無効にすることができる。溶液中の 12g/lのClのために、化学量論的量のCuは、 である。 このように、15g/lの銅は塩基性銅塩の状態でのかなり大きな塩化物のロ スを妨げるために安全な最少量である。 他方、加圧酸化過程12からの生成物溶液21中の銅の濃度は、水溶性硫酸銅 との原子状硫黄の反応によるCuSの形成を無効にするためにできるだけ低く維 持されるべきである。この反応は、加圧酸化過程12の間に、またはオートクレ ーブから排出された後で濾過過程24より前のスラリー中で起きる。 3CuSO4(aq)+4S0+H2O → 3CuS(s)+4H2SO4 (4) この反応は、CuSが大気下濾し取り過程14の薄い酸の状態下でも不溶であ るので、特に望ましくない。従って、銅は回収されず、最終的な残留物に対する 銅のロスをもたらす。 CuSの形成を無効にするために、生成物溶液中の銅の濃度をできるだけ低く 、すなわち濃縮液について30g/l以下に維持することが必要である。CuS 形成の傾向は、中級乃至高級濃縮液はよりCuS形成を受け易いというように、 明らかに処理される濃縮液の型に関係している。従って、生成物溶液21中の高 い銅濃度は、低級濃縮液には問題がないにもかかわらず、高級濃縮液により許容 されることはできない。 今日までに知られているように、高級濃縮液、すなわち銅35%以上のものは 、生成物溶液21中の銅濃度をできるだけ低く、すなわち銅25g/l以下に生 成するために、最もよく処理される。 加圧酸化回路23で溶液中に少なくとも15g/lの銅を維持するために与え られた必要性は、高級濃縮液のために15〜25g/lの銅濃度の最適範囲であ る。中級濃縮液では、上限は著しく拡大することができ、低級鉱石では銅濃度は 重要な役割を演じない。 加圧酸化濾過液29の銅濃度は、単に、必要とされる量の酸を加圧酸化過程1 2への供給溶液25に添加することにより制御することができる。より以上の酸 は、塩基性硫酸銅の溶解により高い銅濃度をもたらす。 CuSO4・2Cu(OH)2(s) + H2SO4→ 3CuSO4(aq)+ 4H2O (5) 約1g/lの酸の添加は、約1g/lの銅濃度の増加をもたらす。必要とされ る酸の実際の濃度は、加圧酸化過程12への供給溶液25の分析物と、Δ[Cu2+ ]=0を満足させる加圧酸化過程12からの生成物溶液21とを比較すること により経験的に決定される。しかし、回路23内の溶液の体積は熱バランスによ り決定される。 加圧酸化過程12への銅濃縮スラリーの供給における固体重量のパーセンテー ジは、所望により変えることができる。加圧酸化過程12に供給される濃縮され た固体の重量は、回収されるべき銅の量により決定される。溶液の重量は、主に 加圧酸化過程12内の熱バランスにより決定される。 加圧酸化過程12での望ましい操作温度は約150℃であり、熱はオートクレ ーブ内での硫化金属の高圧酸素との反応熱により、多くが供給されるべきである 。現在記述されているモードAの方法により処理されるような高級濃縮液につい て、これは、比較的低いS/Cu比と、オートクレーブ内で処理される銅のトン 当たりの少ない熱生成とを意味する。生成される熱の大部分は、銅のみならず濃 縮液中の他の2つの主要元素である鉄及び硫黄の酸化によるものである。もし、 濃縮液の等級が高いならば、S/Cu及びFe/Cuの比は低く、この故に低い 熱生成である。 濾過24の後でリサイクルされる加圧酸化濾過液29に典型的である、約50 ℃の出発温度から80℃までの操作温度に到達するために、水は加圧酸化過程1 2での主要な熱シンクであるので、加熱されるべき水の量を制御することが必要 である。加熱または冷却コイルによるような間接的手段によりオートクレーブの 内側でスラリーを冷却または加熱することは、全表面、特に熱交換器における非 常に乏しい熱交換特性を導く急速なスケールの形成により、実用的でない。蒸気 または水の注入による直接加熱または冷却はまた、水バランスを考慮することに より、実用的でない。従って、熱バランスは、供給物質、すなわちリサイクルさ れる供給溶液25及び濃縮されたスラリーの熱容量により、反応熱からの熱生成 を平衡させることにより維持されることが必要とされる。ここで制御されること ができる主要変数は、供給溶液25の体積である。これはモードAとBとを区別 する特徴の一つである。まだ説明されていないが、モードBの方法では、銅生成 物のトン当たりの熱として表現される熱放出はとても大きい。従って、加圧酸化 過程12への供給25に多くの溶液体積を使用することが可能である。 一旦溶液体積が適合させられると、酸の総量がΔ[Cu2+]=0を維持するた めの必要性により決定されるので、溶液の酸性度を決定することができる。典型 的には、高級濃縮液のために、約35〜55g/lの酸が必要とされる。 加圧 酸化過程12の間にオートクレーブ内で液体の原子状硫黄(S0)の物理的化学 的性質を変える小濃度のある種の界面活性剤を添加することは有益であると理解 される。加圧酸化供給溶液25に少量、すなわち0.1〜3g/l添加されるリ グニンスルフォン酸及びケブラコのような界面活性剤は、液体硫黄の粘度を低減 し、またオートクレーブ内の化学を変えることができる。 界面活性剤の添加は、よく判らないが本方法に有利な方法で硫黄の酸化を低減 することができる。これは、液体の硫黄及びオートクレーブの中に維持されてい る固体物質に低められた傾向をもたらし、これらの物質の保持時間を低減する低 い粘度と、発生する硫黄酸化の低減された傾向とによると信じられる。 また、もし界面活性剤が添加されるならば、明らかに、反応しない硫化鉱物を 「湿らせ」ない低い粘度の硫黄により、銅鉱物のより完全な反応が行われ、従っ て錯イオンに進む所望の反応を許すことが理解される。 加圧酸化供給25にどのように硫酸を添加するかを記述する反応(5)は、加 圧酸化濾過液29内の銅濃度を制御するだろう。黄銅鉱の鉱石に加えられた硫酸 による加圧酸化の全反応は、上述の反応(2)で与えられる。 同様の反応は、H2SO4の代わりに硫化物イオン源としてCuSO4を用いて 書くことができる。 3CuFeS2+ 15/4O2 + 3H2O + 3/2 CuSO4→ 3/2 CuSO4・2Cu(OH)2 +3/2 Fe23+ 6S0 (6) 反応(2)の硫酸1モルに比較して、反応(6)で硫酸銅として必要とされる 硫酸塩が3/2モルであることは注目に値する。従って、もしCuSO4が硫酸に代 わる硫酸イオン源として使用されるならば、CuSO4のモルを1.5倍用いる ことが必要である。説明の中にこれを取り込むために、本発明は、「過剰硫酸塩 当量」という概念を創り出した。「過剰硫酸塩当量」は、目標銅濃度を達成し、 さらに反応(6)を説明に取り込むために加圧酸化供給溶液25にどのくらいの 量の酸を加えるかを計算できるようにする。 説明に反応(6)を取り込むことにより、加圧酸化濾過液29内の銅濃度を一 定にするために必要とされる酸の量を「先験的に(a Priori)」計算することが 可能である。「過剰硫酸塩当量」の概念は有用である。 「過剰硫酸塩当量」は、加圧酸化過程12の間に塩基性硫酸銅を形成するため に加圧酸化供給溶液25内で手に入れることができる硫酸塩に等しい。手に入れ ることができる硫酸塩は、CuSO4及びCuCl2の定義された下限を上回って いる。 CuSO4及びCuCl2の下限は、溶液中の塩化物をCuCl2の状態で12 g/lに、さらにCuSO4としてCu約4.3g/lに支持するのに十分であ る。溶液中の塩化物12g/lに対応するCuCl2の濃度は、134.5/7 1*12=22.7g/lのCuCl2であり、溶液中にCu10.7g/lを 含む。そこで、付加的な銅4.3g/lは下限においてCuCl2及びCuSO4 として結合されたCu15g/lの合計を意味する。 手に入れることができる硫酸塩は、CuSO4としての全硫酸塩から下限値を 引いたものである。例えば、もし、全銅濃度が加圧酸化濾過液29内で28g/ lであれば、手に入れることができる硫酸塩は、CuSO4から手に入れること ができる硫酸塩として、28−15=13g/lCu*98/63.5=20g /lのH2SO4である。 そこで、「過剰硫酸塩当量」(ESE)は、CuSO4から手に入れることが できる硫酸塩を1.5で除することにより計算される。 ESE={CuSO4として手に入れることができる硫酸塩}/1.5 従って、全銅濃度が28g/lまたはCuSO4から手に入れることができる 硫酸塩が20g/lである例では、CuSO4からのESEは20/1.5=1 3.5g/lである。 最終的に、もし目標の遊離の酸当量が加圧酸化供給溶液中のH2SO4約52g /lであれば、必要とされる酸の量は52引くESE(13.3g/l)または H2SO438.7g/lである。これは、加圧酸化濾過液29中の銅濃度を一定 に、すなわち下限のCu15g/lとするために、加圧酸化過程12への供給溶 液25に加えられなければならない量である。 他の反応は、H2SO4に代わる硫酸イオン源として、Fe2(SO43及びZ nSO4を用いて書くことができる。ZnSO4の場合には、亜鉛は塩基性硫酸銅 に似たZnの塩基性塩である塩基性硫酸亜鉛ZnSO4・3Zn(OH)2に加水 分解すると推定される。これらの反応は、反応(7)及び(8)として下記に与 えられる。 3CuFeS2+ 15/4 2+2H2O+ 1/3Fe2 (SO43→ CuSO4・2Cu(OH)2 +11/6Fe23 +6S0 (7) 3CuFeS2+ 15/4 O2+13/3H2O+ 4/3ZnSO4→ CuSO4・2Cu(OH)2+6S0+Fe23+{ZnSO4・3Zn( OH)2・4H2O} (8) 濾過24のあとの加圧酸化過程12からの固体は、第1の濾し取り過程16か らの酸性で塩基性硫酸銅を溶かすための不溶解物を用いて約pH1.5〜pH2 .0で大気下濾し取り過程14で処理される。濾し取り14は、約40℃の温度 、約15〜60分の保持時間で行われる。固体のパーセンテージは、典型的には 約5〜15%または約50〜170g/lであるが、この範囲外でも本方法の操 作を行うことが可能である。 大気下濾し取り過程14の間に塩基性硫酸銅は、溶液の中にある濃縮液中に極 くわずかに存在する鉄により、ほとんど完全に溶解される。 典型的には、液体/固体分離34のあとで生み出される濾し取り溶液33は、 0.1〜1.0g/lの鉄及び0.1〜1.0g/lの塩化物と一緒に濾し取り 14に供給される固体のパーセンテージに依存する約10〜20g/lのCuを 含む。この鉄及び塩化物の多くは、加圧酸化からの、すなわちリサイクルされた 固体よりも、むしろ供給された不溶解物37から抽出される。典型的には、0. 1〜2.0g/lの鉄及び塩化物が通過物に溶けている。 銅抽出物は、加圧濾し取り過程12へのもともとの供給の約95〜98%であ ると理解されている。溶液に対する鉄抽出物は、約1%以下であると理解されて いる。 大気下濾し取り過程14からのスラリー31は、不可能ではないにしても、濾 過することがむつかしいが、よく処理される。濾し取り固体を非常に徹底的に洗 うことを必要とする観点で、スラリー31は、図1に象徴的に液体/固体分離3 4として示される反流傾瀉(CCD)洗浄回路にポンプで送られる。CCD回路 34において、固体は反対方向に加えられる水と一緒に一連のシックナー群に供 給される。この方法により、固体が洗浄され、伴出する液体が取り除かれる。約 3〜5のシックナー(図示せず)が、最終的残留物内の銅が100ppm以下に 下げられた伴出液体を低減するために、約5〜7の洗浄比(固体に対する水)に 対して必要とされる。 最後のシックナーからのシックナーの底流は、固体約50%で最終的残留物流 れ35である。これは、金及び銀のような貴金属を回収するために処理されるか 、テーリングに送ることができる。貴金属は、シアン法(cyanidation)等の公 知の方法により回収されてよい。流れ35の主要成分は、もし市場状態が許すな らば、浮遊選鉱により回収されるかもしれない赤鉄鉱及び原子状硫黄である。 最初のシックナーからのシックナーの溢流は、図示の第1の溶媒抽出過程16 に供給される生成物溶液33である。この溶液は、Cu約12g/l、Cl1g /l及びFe0.5g/lを含む。 最適条件の銅濃度は、溶液33から最大の銅を抽出するために、溶媒抽出過程 16の能力により決定される。溶媒抽出過程16からの不溶解物の約3分の1の 部分は偶発的に中和されるので、この不溶解物の銅の含有量を最少にすることは 重要である。 溶媒抽出は、濃縮された銅溶液は抽出効率を低くする傾向がある不溶解物中の 酸濃度を高くするという事実により、希薄銅溶液について最善に行われる。しか し、より濃縮された溶液は、体積がより少ないので、資本の点から処理するため に安価である。しかし、上述の点で、増大された濃度は溶媒抽出部の大きさを低 減しない。それは、(i)最大の有機物の詰め込みが存在し、(ii)水溶液リ サイクルによる攪拌目的のために、一般に水溶液の体積が有機物の体積と等しく 保持されるためである。従って、有機抽出剤及び水溶液の全体積は、有機抽出剤 の体積によってのみ決定される。最大の有機物の詰め込み及びこれ故の有機物の 体積は、選択された特定の有機溶媒の濃度及び特性によって決定される。典型的 な溶媒、例えばヘンケルコーポレーションのLIX(商標)試薬について、希釈 剤中の40%体積濃度で、通過物あたりの最大の詰め込みは、Cu約12g/l である。従って、生成物溶液33はまたCu約12g/lを含む。 銅は、不溶 解物37を生成するために、第1の溶媒抽出過程16の2つの抽出の過程で、遊 離の酸約20g/l及びCu約0.3〜1g/lにより、CCDのシックナー溢 流の生成物溶液33から抽出される。不溶解物37の大部分は大気下濾し取り過 程14にリサイクルされるが、約25〜30%が大気下濾し取り過程14の酸要 求量に対する余りであり、中和されなければならない。この余り121は、36 で示されるように分解され、中和される。 中和は、銅の回収量を最大にし、考え得る環境問題を阻止するために、銅の含 有量、すなわち中和で沈殿し、あとで例えばテーリング池中で再溶解することが できる不溶解物37からの回収されない銅の含有量に起因する中和残留物により 、2つの過程で達成される。 第1の過程の中和は38で示す様に、pH2〜pH3で行われ、石灰に比較し て試薬として非常に経済的である石灰岩を用いる。中和生成物は40で濾過され 、得られた固体は外部供給源45からの水で洗浄される。主に石膏及び水酸化鉄 である前記固体は41で示されるように処分される。 濾過液39は、残された銅分子(copper values)の回収のために、第2の溶 媒抽出過程18に送られる。第2の溶媒抽出18は第1の中和38から利益を受 け、典型的にはCu約0.03〜0.06g/lという非常に低い第2の不溶解 物43中の銅濃度をもたらす。 図1に破線で示す様に、第2の溶媒抽出過程18は第1の溶媒抽出回路16と 同一の有機抽出剤を用いる。これはまた、加圧酸化濾過液流出26の溶媒抽出2 7に連結される。外部供給源45からの洗浄水122により42で洗浄され、4 4でストリッピングされる有機抽出剤は、第1の抽出過程を通過して、第2の溶 媒抽出過程18にリサイクルされる。ストリッピングされた有機物125は、溶 媒抽出27にその一部を通過させるように分割される。溶媒抽出27からの不溶 解物は、洗浄42に先立って溶媒抽出16からの詰め込まれた有機物123に加 えられる。洗浄42からの洗浄水47は、濾過24に供給される洗浄水として提 供するために、加圧酸化濾過24に通過させられる。得られた洗浄濾過液は加圧 酸化濾過液29に加えられ、溶媒抽出洗浄水(47)からの銅及び塩化物の含有 量を回収する。 本方法のこのモードでは、加圧酸化12は、酸化することと、供給された濃縮 液中に含有される大部分の銅を溶液中に濾し取ることとの両方が行われる。典型 的には、銅の約85〜90%が溶液中に濾し取られ、約10〜15%が塩基性硫 酸銅として残留物に残されるに過ぎない。 オートクレーブ内の加圧酸化過程12の状態は、固体のパーセンテージが低く 、すなわち150〜225g/lであることを除いて、モードAの方法と同様で ある。 本方法のこのモードでは、Δ[Cu2+]は典型的にはCu30〜40g/lで あり、すなわち銅濃度は加圧酸化過程12からの生成物溶液21よりも大きい。 加圧酸化過程12に対する供給溶液25は、典型的にはCu10〜15g/l及 びCl12g/lを、硫酸約20〜30g/lと共に含む。 このモードでは、図1の態様の場合にそうであったように、外部供給源から加 圧酸化過程12に加えられる硫酸は全く無い。このモードでは、酸は工程内での リサイクル、すなわち加圧酸化濾過液29のリサイクルにより得られる。加圧酸 化過程12からの生成物溶液21は、約pH2〜2.5で、Cu約40〜50g /l及びCl11〜12g/lを含む。 加圧酸化過程12から生成物溶液21中に濾し取られた銅は、溶液(85〜9 0%)と残留物(10〜15%)との間で、所望の銅の分配が得られる様に、制 御されねばならない。この分配は、濾し取り残留物内に小さいが重要な量の塩基 性硫酸銅の固体を生じる。塩基性硫酸銅は平衡試薬であるので、pHは塩基性硫 酸銅の存在を示すために有益である。溶液中の硫酸銅濃度が大きいと、2〜2. 5の範囲のpHが塩基性硫酸銅を示す。pH2以下ではほとんどすべての塩基性 硫酸銅が溶解し、一方pH2.5以上では過剰の塩基性硫酸銅が形成され、不十 分な銅が溶液21内に見いだされるものと信じられる。 制御の第1の方法は、加圧酸化過程12に対する供給溶液25内の酸の量であ る。今度は酸の度合い(level)は、次に記述される加圧酸化濾過液29不溶解 物の溶媒抽出からの不溶解物の中和の程度により制御される。通常、約25〜5 0%の酸が中和されなければならず、中和は必要とされる酸の量に依存する。 加圧酸化過程12の間に生み出される酸の量は、一つの濃度と他の濃度との間 や採用される条件によって変化する。もし、濃縮液が加圧酸化過程12の間に大 量の酸を生成するならば、供給溶液25は所望の結果を達成するために、より少 ない酸を必要とするだろう。溶液21に向けられるべき(濃縮液供給からの)最 少の銅は約10%である。10%以下では、加圧酸化濾過液29内の鉄の濃度が 急速に増加するのに十分に低く、pHが落下する。普通、鉄は約10〜50pp mであるが、もしpHが2以下であって残留物中の塩基性硫酸銅が姿を消すと、 鉄は明白に急速に1g/l以上に増加することができる。これは、水酸化鉄と同 時に溶液から除去されるに過ぎないAs及びSbのようないくつかの不純元素が 存在するので、望ましくない。従って、溶液内の鉄の欠如は、加圧酸化濾過液2 9内の低い不純物の含有量の、良い保証である。鉄はまた、それ自体、電解抽出 回路20においてできるだけ避けなければならない不純物である。 加圧酸化過程12からの残留物は、H2SO43〜10g/lで希酸である溶媒 抽出16から戻る不溶解物37により14で濾し取られる。加圧酸化過程12か らの銅の大部分は加圧酸化濾過液29及び加圧酸化残留物の極く小さな分画に対 して報告されるので、大気下濾し取り14から得られた濾し取り溶液31は、銅 について全く希薄である。一方、これは溶媒抽出16からの希薄な不溶解物37 を生成する。典型的には、大気下濾し取り溶液31はCu3〜7g/l及びFe 0.2〜0.5g/lである。 大気下濾し取り過程14から得られるスラリーは、モードAの場合と同様に、 濾過することが難しい。しかし、良好な液体/固体分離及び洗浄は、前述と同様 にCCD配列34の一連のシックナーを用いることにより達成することができる 。洗浄水51は、46で示される様に、中和される溶媒抽出16からの不溶解物 により供給される。これはモードAと同様である。大きな相違は、溶液33の低 い性質(tenor)及び低減された体積だけである。 大気下濾し取り過程14により生成された溶液33は、溶媒抽出16にさらさ れる。加圧酸化過程12からの溶液29に含まれる銅は、溶媒抽出過程50にさ らされる。従って、2つの溶媒抽出操作、すなわち16及び50があり、溶液3 3及び29の2つの異なる流れがそれぞれ処理される。溶媒抽出操作を達成する ために用いられる有機抽出剤が、溶媒抽出16及び50の両方に共通であること が、本発明に従う方法の特徴である。 亜鉛−銅混合濃縮液の加圧酸化は、図2のように銅のみを含む濃縮液のための ものと同様の形式で実施される。 亜鉛は、銅が酸化されるよりも容易にまたはより容易に酸化され、加圧酸化残 留物に対立するものとして、濾し取り溶液29に関して報告されそうである。こ れは、亜鉛が、銅が加水分解されるより、塩基性硫酸亜鉛のように、より容易に 加水分解されにくいこと、すなわち高いpHであることによる。 銅または亜鉛の回収は、高級銅濃縮液に見出されたように、明らかに、高い性 質により妨害されない。従って、加圧酸化濾過液29について銅及び亜鉛の報告 の大部分を有することが可能であり、すなわちモードBの方法と同様である。硫 黄の酸化は低いので、加圧酸化過程12内で生み出される酸の量は低い。従って 、高いH+/Cu比を得るために、鉱物の中和により溶媒抽出過程12からの酸 の実質的に全てをリサイクルすることが必要である。供給される酸は、Cu10 g/l、Zn5g/l及びCl12g/lについて、75g/lのH2SO4と同 じ高さであってよい。 加圧酸化濾過液29は、供給濃縮液の組成に依存する実質的な濃度に、亜鉛と 銅との両方を含む。Cu20%及びZn5%の濃度として、加圧酸化濾過液29 は、およそCu50g/l、Zn15g/l及びCl12g/lを含んでよい。 加圧酸化残留物は、図示のように、溶媒抽出16からの不溶解物37を用いる 同じ方法で14で濾し取られ、溶媒抽出回路に供給するためのCu−Zn混合溶 液を生成する。亜鉛が最初に抽出され、次いで銅が抽出される。 銅濃縮液のためのモードBの方法と同様に、溶媒抽出により処理される2つの 水溶液の流れがある。加圧酸化濾過液29はCu及びZnの高い性質を含み、大 気下濾し取り溶液33は両方の元素について希薄である。 上述の態様のためと同様に、溶媒抽出のための新規な装置の概略は、亜鉛の抽 出のために続けられ、希薄な溶液がまず有機抽出剤に接触され、濃厚な水溶液が これに続くことである。この場合に、亜鉛のための回路と、銅のための回路との 2つの回路がある。 有機抽出剤の選択及びその2つの元素に対する親和性についての関係により、 最初に銅を、続いて亜鉛を抽出することが可能である。出願人は、銅を超えて亜 鉛に選択的に指向する第1の抽出剤としてDEHPA(ジエチル−ヘキシルリン 酸)を用いることにより、思いどおりの結果を得ることができることを見出した 。従って、第1の抽出剤100はの希薄溶液33のためであり、第2の抽出剤1 02は加圧酸化過程12からの濃厚溶液29のためである、2つのDEHPA抽 出剤100及び102が亜鉛を回収し、溶液中に大量の銅を残すことを行う。 DEHPAによる亜鉛の抽出は、高濃度の酸の存在下での貧抽出能により妨害 される。実際に、これは、抽出が約pH1.4またはH2SO4約7〜10g/l で停止することを意味する。この問題を処理するために、pH2での中間過程の 中和104は、亜鉛の溶媒抽出を含んでいる。このように、亜鉛の溶媒抽出は、 2つの過程、すなわち過程102と、間に中和104をはさむ過程103との両 方で生じる。各過程102,103は、結果として生じる酸の不溶解物中の濃度 により停止されるまえに、5〜7g/lの亜鉛を抽出するに過ぎないだろう。中 間過程の中和104を用いることにより、亜鉛抽出の全量は亜鉛10g/lかそ れ以上に増加させることができる。第1の抽出過程102からの不溶解物97は 、98で濾別されて廃棄される石膏の固体を生成するために、安価な石灰岩(C aCO3)により、104で約pH2〜2.5に中和される。次に、濾過液99 は、第2の溶媒抽出過程103に供給される。第2の過程に対する供給は、典型 的には、pH2〜2.5でZn10g/l及びCu50g/lである。抽出後、 第2の不溶解物124は、典型的にはZn5g/l、Cu50g/l及び酸8g /lである。 溶媒抽出回路16について、亜鉛濃度は、問題が存しないために十分なほど低 い。 加圧酸化濾過液29の最適な亜鉛の含有量は、概ね、亜鉛を抽出するための亜 鉛溶媒抽出回路の能力により決定される。亜鉛は市販の抽出剤(例えばDEHP A)により全く少ししか抽出されないという事実により、不溶解物中に成長する 酸により反応が停止される前に抽出することができるのは亜鉛5〜7g/lが最 大である。さらに抽出するには、酸の中和を必要とする。中間過程の中和により 、もっと高い水準の亜鉛を抽出することが可能であるが、中間過程の中和は回路 から、硫黄の酸化または加圧酸化過程に対する新鮮な酸の添加で置換されるべき 硫酸塩を除去する。 一つの中間中和過程は、硫黄バランスと両立できそうであり、従って、加圧酸 化濾過液29中の亜鉛濃度からリサイクルされた不溶解物72中の亜鉛濃度を引 いた約10g/lに、Δ[Zn2+]を保持することが好ましい。従って、もし、 溶媒抽出から不溶解物72としてリサイクルされた、加圧酸化に対して供給され る酸がZn5g/lを含むならば、加圧酸化から生成する濾過液29は、Zn約 15g/lを含む。このΔ[Zn]に対する限定は、Cuに比較してZnのため の方法を区別する。Cuの溶媒抽出の大きな抽出能力は、Cuの良好な抽出が、 Znについては約7〜10g/lに過ぎないことと比較して、不溶解物中のH2 SO475g/lまでの高水準の酸により達成することができるということを意 味する。従って、CuはCu50g/lの供給流れから抽出することができる。 抽出後、Zn(DEHPA)回路からの詰め込まれた有機物106は、Znに 指向されるDEHPA抽出剤の不完全な選択性及び単純に濃厚なCu溶液の伴出 の結果として、いくらかのCuを含む。典型的には、Znの溶媒抽出からの詰め 込まれた有機物106中のZn/Cuの比は約150〜300:1である。もし 、除去されないならば、溶媒ストリッピング114の間に全てのCuがZnに伴 ってストリッピングされ、Znの電解抽出118に供給されるZnの有効電解質 120内にストリッピングされる。Znの電解抽出は、もし合理的な電流効果で 思いどおりの(純粋な)Zn陽極を生成させるならば、非常に純粋な有効電解質 を必要とする。Zn/Cu比は、有効電解質中で約100000:1でなければ ならない。従って、詰め込まれた有機物106から、または後で電解抽出の前に 有効電解質から、ほとんど全てのCuを除去することが必須である。詰め込まれ た有機物106を精製することは容易である。 このCuを除去するために、いくつかの、例えば3〜10、典型的には5の洗 浄あるいは処理過程106が必要である。洗浄は薄い酸性の硫酸亜鉛水溶液で行 われる。 本発明に従う方法は、実施例によりさらに説明される。実施例1〜7は、本方 法の加圧酸化過程12を説明する。実施例8及び9は大気下濾し取り過程14の 操作を説明する。実施例10及び11は本方法の溶媒抽出過程を説明する。実施例1 (試験#258) ブリティッシュ コロンビアのハイランド バレー カッパー マインからの 銅濃縮液は、次の条件下に、加圧酸化及び大気下濾し取りにさらされた(バッチ )。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間:60分 保持時間: 60分 圧力: 1500kPa(200psig) pH: 1.5〜1.7 加圧酸化 濃縮液重量:225g %(Cu37.9、Fe21.4、S28.3) 供給溶液: 1100ml g/l(Cu26.1、Cl12.4、H2SO4 24.8、Fe0ppm) 濾過液: 985ml g/l(Cu30.1、Cl12.2、 pH3.4、Fe10ppm) 大気下濾し取り 供給溶液: 3000ml g/l(Cu1.9、Cl0.8、Fe0.91) 濾過液: 3915ml g/l(Cu20.0、Cl0.9、 Fe0.88、pH1.9) 残留物: 154g %(Cu1.27、Fe29.5) 結果を表1に示す。 本実施例で、Δ[Cu2+]の全ての値は、供給溶液及び加圧酸化濾過液に対し て一定の値に逆算される。酸は、示されるように最後のpHを生み出すために必 要とされるものとして大気下濾し取り溶液に添加される。表1に示される銅分配 のパーセンテージは、加圧酸化について述べられている。 加圧酸化濾過液は、供給溶液中の銅を超える余計な銅を殆ど含まない様に見ら れる。供給濃縮液からの全ての銅は塩基性銅塩の中に存在する。9.1%の硫黄 の酸化が起きるだけであり、大気下濾し取りの後で回収される全ての銅は97. 3%であった。硫黄の酸化は、硫酸塩バランス法により計算された。実施例2及び3 (試験#263及び#265) 加圧酸化供給溶液中の酸が実施例2ではゼロ、実施例3では35g/lであっ た以外は、上述の実施例1と同一条件下で、さらに2つの試験が行われた。実施 例1〜3の結果は、表2で比較される。実施例1〜3の試験は、オートクレーブ 中でバッチ形式で実施された。 加圧酸化供給溶液の酸性度は硫黄の酸化に影響を与えるように見られる。加圧 酸化供給溶液の酸性度を0から35g/lに増大させることにより、硫黄の酸化 は14%から8%に減少する。加圧酸化供給溶液の酸性度はまた、供給液と濾過 液との間で銅の濃度の変化に影響する。約25g/lの酸が加圧酸化の間中、銅 の平衡状態を維持するために必要とされる。もし、供給液中の酸の濃度が25g /l以上だと、濾過液中に銅が形成される。実施例4 (試験#198) 前の実施例と同一の濃縮液を用い、次の条件下、バッチ形式に代えてオートク レーブ中で連続して加圧酸化試験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り(試料) 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 149分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 1500kPa(200psig) 区画No. 4 固体乾燥速度:4.0kg/時、固体69%当たり 酸供給速度: 12.41/時 溶液供給温度:85℃ 濃縮液: ハイランド バレー カッパー 加圧酸化生成物スラリーの試料は濾過され、濾過ケーキは全ての銅を回収する ように決められた大気下濾し取りの条件下でバッチで濾し取られた。 加圧酸化 濃縮液重量: 49kg %(Cu39.5、Fe16.85、S24.9) 供給溶液: 139l g/l(Cu13.1、Cl11.7、H2SO4 53.7、Fe286ppm) 生成物溶液 (概算値): 125l g/l(Cu17.5、pH3.1、 Fe10ppm) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):34kg %(Cu1.3) 結果を表3に示す。 濃縮液からの銅は大部分塩基性銅塩として存在しているかのように見られ、約 1%が濾過液中に存在しているに過ぎない。Δ[Cu2+]の値は小さく、大気下 濾し取り後、全ての銅の抽出は97.3%である。硫黄の酸化は、供給溶液と生 成物流れとの間の硫酸塩バランスに基づいて6.6%と計算され、供給溶液中に 高濃度の硫酸塩を用いることにより、硫黄の酸化がいかに最小にされるかを示し ている。実施例5 (試験#206) 再び、オークレーブ中で連続して、実施例4と同様の他の試験を行った。今回 、供給溶液は高濃度の銅を含み、酸を欠いている。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 149分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 1500kPa(200psig) 体積: 34l 区画No. 4 固体乾燥速度:4.0kg/時、固体69%当たり 酸供給速度: 12.4l/時 溶液供給温度:72℃ 濃縮液: ハイランド バレー カッパー 加圧酸化 濃縮液重量: 47kg %(Cu40.1、Fe15.6、S24.9) 供給溶液: 143l g/l(Cu34.1、Cl12.1、H2SO4 33.6、Fe16ppm) 生成物溶液 (概算値): 129l g/l(Cu12.4、pH3.2、 Fe4ppm) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):33kg %(Cu1.47) この実施例は、供給溶液中に銅を添加することにより、いかに供給溶液中の酸 を減少することができるかを示す。すなわち、前の実施例の53.7g/lに対 してH2SO433.6g/lである。供給溶液中の高濃度の硫酸塩により、再び 、硫黄の酸化は非常に低い。 低級濃縮液について、次の試験を行った。本発明のこの態様を説明するために モードBの方法を用いる。この態様において、濃縮液中の銅の大部分を溶液中に 濾し取ることが望ましい。実施例6 (試験#352) 次の条件下に、バッチ形式で試験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間:60分 時間: 60分 圧力: 1500kPa(200psig) pH: 1.5〜1.7 加圧酸化 濃縮液重量:225g %(Cu22.8、Fe25.3、S28.9) 供給溶液: 1100ml g/l(Cu13.6、Cl11.7、H2SO4 34.0、Fe0ppm) 生成物溶液 (概算値):1035ml g/l(Cu53.5、Cl10.9、 pH2.9、Fe32ppm) 大気下濾し取りの 濾過液: 1420ml g/l(Cu3.4、Cl0.7、pH1.7、 H2SO42.3、Fe0.62) 残留物 (概算重量):184g %(Cu1.43、Fe27.6) 結果を表5に示す。 この場合には、銅の大部分が濾過液中にある。硫黄の酸化は13.5%であり 、95%の銅の抽出が得られる。高いH+/Cu比により、銅の79%という量 が濾過液に対して報告された。実施例7 (試験#88) 次の条件下、オートクレーブ中で連続で同一の低級濃縮液について、さらに試 験を行った。 加圧酸化 大気下濾し取り 温度: 150℃ 温度: 40℃ 保持時間: 53分 pH: 1.5〜1.7 圧力: 1500kPa(200psig) 区画No.: 5 固体乾燥速度:7.2kg/時、固体68%当たり 酸供給速度: 32.81/時 溶液供給温度:45℃ 濃縮液: アイランド カッパー 加圧酸化 濃縮液重量: 55kg %(Cu22.5、Fe25.4、S29.1) 供給溶液: 250l g/l(Cu9.4、Cl13.2、H2SO4 35.0) 生成物溶液: 225l g/l(Cu50.8、pH2.8) (概算値) 大気下濾し取りの残留物 (概算重量):47kg %(Cu1.4) 結果を表6に示す。 高いH+/Cu比により、再び銅の大部分が加圧酸化濾過液に対して報告され た。実施例8及び9 これらの実施例は、大気下濾し取りと、モードA及びモードBのための連続形 式での反流洗浄との操作を説明する。両実施例の操作条件は次の通りである。 実施例8は銅が実質的に完全に加圧酸化濾過ケーキに含まれている本方法のモ ードA(図1)の態様を説明し、実施例9は銅の小さな部分のみが濾過ケーキに 含まれているモードB(図2)の態様を説明する。結果を表7及び8にそれぞれ 示す。実施例8において、銅抽出の全量は97.5%であり、実施例9において は94.6%である。 実施例10及び11 これらの実施例は、本方法の溶媒抽出過程を説明する。実施例10においては 本方法は図1の態様に従い、実施例11においては図2の態様に従う。両方の例 において、操作変数は次のとおりである。 混合保持時間: 3〜6分 温度: 40〜45℃ 銅の有機抽出剤: 70:30v/v860n:84N当たり40% v/vのLIX 有機希釈剤: 60%v/vのORFOM SX−11 結果として得られたものを表9及び10に示す。異なる流れを識別する参照数 字は、それぞれ図1及び図2に示される。 実施例11において、ストリッピングされた抽出剤125の約3分の2は溶媒 抽出16に迂回し、2つの過程を備える溶媒抽出50の最初の過程に直接に供給 される。ストリッピングされた抽出剤125の3分の1だけが溶媒抽出16に供 給されて、溶媒抽出16及び50からの流れを結合された詰め込まれた抽出剤6 5中に合流するために、溶媒抽出50の第2の過程に導入される第1の詰め込ま れた抽出剤を生成する。 3.加圧酸化は所定のH+/Cuモル比で行われ、H+は酸性塩化物溶液中の水素 イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示し、加圧酸化から結果として 得られる加圧酸化濾過液中の銅濃度は、実質的に、加圧酸化過程にリサイクルさ れる加圧酸化濾過液中の銅濃度に等しい請求項2記載の方法。 4.加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の塩化物濃度は約8g/ lから約20g/lの値に保持される請求項3記載の方法。 5.塩化物濃度は約11g/lから約14g/lの範囲に保持される請求項4記 載の方法。 6.塩化物濃度は約12g/lに保持される請求項5記載の方法。 7.加圧酸化は所定のH+/Cuモル比で行われ、H+は酸性塩化物溶液中の水素 イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示し、加圧から結果として得ら れる加圧酸化濾過液中の銅濃度は、約10g/lから約25g/lの範囲である 請求項2から請求項6のいずれか1項に記載の方法。 8.第2の濾し取りは、約1.3から約2.2の範囲のpHで達成される請求項 2から請求項7のいずれか1項に記載の方法。 9.第2の濾し取りは、約1.6から約1.9の範囲のpHで達成される請求項 8記載の方法。 10.第2の濾し取りは、約20℃から約70℃の範囲の温度で達成される請求 項2から請求項9のいずれか1項に記載の方法。 11.第2の濾し取りは、約35℃から約45℃の範囲の温度で達成される請求 項10記載の方法。 12.さらに、銅濃縮溶液を、それから銅を回収するために電解抽出にさらす過 程からなる請求項2から請求項11のいずれか1項に記載の方法。 18.第2の濾し取りからの濾し取り溶液と固体残留物との分離は反流傾瀉工程 により実施され、第2の中和後の第2の不溶解物は固体残留物の洗浄のための反 流傾瀉工程に洗浄水として提供するためにリサイクルされる請求項17記載の方 法。 19.加圧酸化は約115℃から約175℃の温度で実施される前記請求項のい ずれか1項に記載の方法。 20.加圧酸化は約445kPa(50psig)から約1825kPa(25 0psig)の酸素分圧からなる高められた圧力で実施される前記請求項のいず れか1項に記載の方法。 21.加圧酸化の間に液体の分子状硫黄が形成され、さらに、加圧酸化の間に液 体の分子状硫黄の粘度を最小にするために、加圧酸化に界面活性剤を添加する過 程からなる請求項1記載の方法。 22.加圧酸化濾過液は硫酸水素または硫酸イオン源として提供するために加圧 酸化にリサイクルされる請求項1記載の方法。 51.硫化銅鉱石または濃縮液から銅を抽出する方法であって、 鉱石または濃縮液を、第1の銅溶液及び不溶性の塩基性銅塩を生成するために 、第1の濾し取り過程で酸性塩化物溶液により濾し取り、 第1の銅溶液と塩基性銅塩とを分離し、 塩基性銅塩を、第2の銅溶液及び固体残留物を生成するために、第2の濾し取 り過程で、銅塩を溶解する酸性硫酸塩溶液により濾し取り、 第1及び第2の銅溶液を、銅の電解抽出のための濃縮された銅溶液を生成する ために、有機抽出剤による溶媒抽出にさらす過程からなる塩化銅で補助される湿 式冶金的な銅抽出方法。 【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年7月11日 【補正内容】 51.硫化銅鉱石または濃縮液から銅を抽出する方法であって、 鉱石または濃縮液を、第1の銅溶液及び不溶性の塩基性銅塩を生成するために 、第1の濾し取り過程で酸素の存在下に酸性塩化物溶液により濾し取り、 第1の銅溶液と塩基性銅塩とを分離し、 塩基性銅塩を、第2の銅溶液及び固体残留物を生成するために、第2の濾し取 り過程で、銅塩を溶解する酸性硫酸塩溶液により濾し取り、 第1及び第2の銅溶液を、銅の電解抽出のための濃縮された銅溶液を生成する ために、有機抽出剤による溶媒抽出にさらす過程からなる塩化銅で補助される湿 式冶金的な銅抽出方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM, AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE ,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK, LR,LT,LU,LV,MD,MG,MN,MW,N L,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SI,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.硫化銅鉱石または濃縮液から銅を抽出する方法であって、 結果として加圧酸化濾過液及び不溶性の塩基性硫酸銅塩を得るために、酸素及 び酸性塩化物溶液の存在下、鉱物または濃縮液を加圧酸化にさらす過程からなり 、加圧酸化が硫酸及び酸性溶液中で加水分解する金属硫酸塩からなる群から選択 される硫酸水素または硫酸イオン源の存在下で行われ、上記で添加される硫酸水 素または硫酸イオン源の量は、少なくとも、加圧酸化で本来生み出される硫酸塩 の量より少ない塩基性硫酸銅塩を生成するために必要とする硫酸または硫酸水素 イオンの化学量論的量を含むことを特徴とする塩化物で補助される湿式冶金的な 銅抽出方法。 2.さらに、加圧酸化濾過液を加圧酸化にリサイクルし、 塩基性銅塩を溶解する酸性硫酸塩溶液と一緒に行われる第2の濾し取りで加圧 酸化により生成する塩基性硫酸銅を、溶液中に硫酸銅を含む濾し取り溶液及び結 果として得られる固体残留物を生成するために濾し取り、 固体残留物から濾し取り溶液を分離し、 濾し取り溶液を、銅濃縮溶液及び不溶解物を生成するために、溶媒抽出にさら し、 不溶解物を第2の濾し取り過程にリサイクルする過程からなる請求項1記載の 方法。 3.加圧酸化は所定のH+/Cuモル比で行われ、H+は酸性塩化物溶液中の水素 イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示し、加圧酸化から結果として 得られる加圧酸化濾過液中の銅濃度は、実質的に、加圧酸化過程にリサイクルさ れる加圧酸化濾過液中の銅濃度に等しい請求項2記載の方法。 4.加圧酸化過程にリサイクルされる加圧酸化濾過液中の塩化物濃度は約8g/ Lから約20g/Lの値に保持される請求項3記載の方法。 5.塩化物濃度は約11g/Lから約14g/Lの範囲に保持される請求項4記 載の方法。 6.塩化物濃度は約12g/Lに保持される請求項5記載の方法。 7.加圧酸化は所定のH+/Cuモル比で行われ、H+は酸性塩化物溶液中の水素 イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示し、加圧から結果として得ら れる加圧酸化濾過液中の銅濃度は、約10g/Lから約25g/Lの範囲である 請求項2から請求項6のいずれか1項に記載の方法。 8.第2の濾し取りは、約1.3から約2.2の範囲のpHで達成される請求項 2から請求項7のいずれか1項に記載の方法。 9.第2の濾し取りは、約1.6から約1.9の範囲のpHで達成される請求項 8記載の方法。 10.第2の濾し取りは、約20℃から約70℃の範囲の温度で達成される請求 項2から請求項9のいずれか1項に記載の方法。 11.第2の濾し取りは、約35℃から約45℃の範囲の温度で達成される請求 項10記載の方法。 12.さらに、銅濃縮溶液を、それから銅を回収するために電解抽出にさらす過 程からなる請求項2から請求項11のいずれか1項に記載の方法。 13.第2の濾し取りからの濾し取り溶液がさらされる溶媒抽出工程は、詰め込 まれた抽出剤を生成するために濾し取り溶液を有機抽出剤と混合し、詰め込まれ た抽出剤を水で洗浄し、電解抽出のための銅濃縮溶液を生成するために詰め込ま れた抽出剤を硫酸溶液でストリッピングすることからなる請求項12記載の方法 。 14.硫酸溶液は、電解抽出からリサイクルされる消耗した、または使用済みの 電解質からなる請求項13記載の方法。 15.不溶解物は、不溶解物の約3分の2からなる第1の部分と、不溶解物の約 3分の1からなる第2の部分とに分割され、第1の部分は第2の濾し取りにリサ イクルされ、第2の部分は第2の抽出剤及び第2の不溶解物を生成するために銅 を除去する第2の溶媒抽出にさらされる請求項2から請求項14のいずれか1項 に記載の方法。 16.第2の抽出剤は第2の濾し取りからの濾し取り溶液の溶媒抽出に有機抽出 剤として用いられる請求項15に記載の方法。 17.さらに、第2の溶媒抽出に先立って酸成分を中和するために第2の部分を 約1.5から約3のpHで第1の中和にさらし、酸成分を中和し溶解している金 属を除去するために第2の不溶解物を第2の中和にさらす過程からなる請求項1 5または請求項16記載の方法。 18.第2の濾し取りからの濾し取り溶液と固体残留物との分離は反流傾瀉工程 により実施され、第2の中和後の第2の不溶解物は固体残留物の洗浄のための反 流傾瀉工程に洗浄水として提供するためにリサイクルされる請求項17記載の方 法。 19.加圧酸化は約115℃から約175℃の温度で実施される前記請求項のい ずれか1項に記載の方法。 20.加圧酸化は約50psig(345kPa)から約250psig(17 25kPa)の酸素分圧からなる高められた圧力で実施される前記請求項のいず れか1項に記載の方法。 21.加圧酸化の間に液体の分子状硫黄が形成され、さらに、加圧酸化の間に液 体の分子状硫黄の粘度を最小にするために、加圧酸化に界面活性剤を添加する過 程からなる請求項1記載の方法。 22.加圧酸化濾過液は硫酸水素または硫酸イオン源として提供するために加圧 酸化にリサイクルされる請求項1記載の方法。 23.さらに、加圧酸化への加圧酸化濾過液のリサイクルに先立って、溶解して いる銅を除去するために、加圧酸化濾過液を溶媒抽出にさらす過程からなる請求 項22記載の方法。 24.硫酸水素または硫酸イオン源は外部供給源から添加される硫酸または硫酸 銅溶液である請求項1記載の方法。 25.加圧酸化は所定のH+/Cuモル比で行われ、H+は酸性塩化物溶液中の水 素イオンを示し、Cuは鉱石または濃縮液中の銅を示し、加圧酸化濾過液は鉱石 または濃縮液中の銅の第1の部分を含み、塩基性銅塩は鉱石または濃縮液中の銅 の第2の部分を含んで、さらに、 加圧酸化濾過液と塩基性銅塩とを分離し、 塩基性銅塩を第2の濾し取り過程で、第2の銅溶液及び固体残留物を生成する ために、銅塩を溶解する酸性硫酸塩溶液により、濾し取り、 加圧酸化濾過液及び第2の銅溶液を、銅の電解抽出のための濃縮された銅溶液 を生成するために、溶媒抽出にさらす過程からなる請求項1記載の方法。 26.溶媒抽出は、第2の銅溶液を、第1の詰め込まれた抽出剤及び第1の不溶 解物を形成するために、有機抽出剤による溶媒抽出にさらし、 加圧酸化濾過液を、第2の詰め込まれた抽出剤及び第2の不溶解物を形成する ために、第1の詰め込まれた溶液による溶媒抽出にさらし、 ストリッピングされた抽出剤及び電解抽出のための濃縮された銅溶液を生成す るために、第2の詰め込まれた抽出剤から銅をストリッピングする過程からなる 請求項25記載の方法。 27.第2の詰め込まれた抽出剤は、第2の詰め込まれた抽出剤からの銅のスト リッピングに先立って、塩化物を除去するために、水による洗浄にさらされる請 求項26記載の方法。 28.第2の詰め込まれた抽出剤の洗浄からの水は、鉱石または濃縮液の加圧酸 化の間に生成された不溶性の塩基性銅塩の洗浄にリサイクルされる請求項27の 方法。 29.第2の濾し取りからの第2の銅溶液及び固体残留物は、反流傾瀉工程によ り分離される請求項25から請求項28のいずれか1項に記載の方法。 30.ストリッピングされた抽出剤は、第1の詰め込まれた抽出剤及び第1の不 溶解物を生成する第2の銅溶液の溶媒抽出を達成するためにリサイクルされる請 求項26から請求項29のいずれか1項に記載の方法。 31.第2の不溶解物を酸性塩化物溶液として提供するために加圧酸化過程にリ サイクルする過程からなる請求項26から請求項30のいずれか1項に記載の方 法。 32.第2の不溶解物は、第2の不溶解物のリサイクル及び不溶解物の第1の部 分のリサイクルに先立って、第1の部分及び第2の部分に分割され、第1及び第 2の部分の量の関係はH+/Cuのモル比により決定される請求項31記載の方 法。 33.さらに、不溶解物の第2の部分を、石膏の残留物及び中性溶液を形成する ように中和させ、残留物を分離し、中性溶液を加圧酸化にリサイクルする過程か らなる請求項32記載の方法。 34.第1の不溶解物を、濾し取りを達成する酸性硫酸塩溶液として提供するた めに、第2の濾し取り過程にリサイクルする過程からなる請求項26から請求項 32のいずれか1項に記載の方法。 35.第1の不溶解物は、第1の不溶解物のリサイクル及び不溶解物の第1の部 分のリサイクルに先立って、不溶解物の約3分の2からなる大きな部分と、不溶 解物の約3分の1からなる小さな部分とに分割される請求項34記載の方法。 36.さらに、不溶解物の第2の部分を、石膏及び金属水酸化物(metal hydros cides)からなる残留物を形成するように中和させる過程からなる請求項35記 載の方法。 37.第1の不溶解物の第2の部分の中和物から、結果として得られる残留物を 分離し、得られた中和された溶液を、第2の濾し取りからの固体残留物を洗浄す るための反流傾瀉工程に洗浄水として提供するためにリサイクルする過程からな る請求項26から請求項36のいずれか1項に記載の方法。 38.さらに、加圧酸化濾過液及び第2の銅溶液を、該溶液から亜鉛を抽出する ために、溶媒抽出にさらす過程からなる請求項25から請求項37のいずれか1 項に記載の方法。 39.さらに、加圧酸化濾過液及び第2の銅溶液を、該溶液からニッケルを抽出 するために、溶媒抽出にさらす過程からなる請求項25から請求項38のいずれ か1項に記載の方法。 40.所定のH+/Cuのモル比が鉱石または濃縮液の等級に従って選択され、 比の値は鉱石または濃縮液の等級が減少するにつれて規模を増大するように選択 される請求項25から請求項39のいずれか1項に記載の方法。 41.鉱石または濃縮液の等級は、重量当たりの銅が約28%から約22%の範 囲であり、H+/Cuのモル比が約0.7から約1.0である請求項40記載の 方法。 42.前記請求項のいずれか1項に記載の方法により常に生成される銅。 43.鉱石または濃縮液は銅に加えてさらに亜鉛を含み、 第2の銅溶液及び加圧酸化濾過液を、第1及び第2のそれぞれの亜鉛が詰め込 まれた抽出剤と、第1及び第2のそれぞれの亜鉛抽出不溶解物とを生成するため に、銅の溶媒抽出に先立って、有機亜鉛抽出剤による溶媒抽出にさらし、 第1の亜鉛抽出不溶解物を、第1の銅が詰め込まれた抽出剤と第1の銅抽出不 溶解物とを生成するために、有機銅抽出剤による溶媒抽出にさらし、 第2の亜鉛抽出不溶解物を、第2の銅が詰め込まれた抽出剤と第2の銅抽出不 溶解物とを形成するために、第1の銅が詰め込まれた抽出剤による溶媒抽出にさ らし、 電解抽出のための濃縮された亜鉛溶液を生成するために、第1及び第2の亜鉛 が詰め込まれた抽出剤から亜鉛をストリッピングする過程からなる請求項21記 載の方法。 44.第2の亜鉛抽出不溶解物を溶媒抽出にさらすことに先立って、第2の亜鉛 抽出不溶解物は、それぞれの中和された溶液及びそれぞれの石膏の残留物を形成 するように、一つまたはそれ以上の中和過程にさらされ、 最終的な中和された溶液を得るために、各過程のあとで、それぞれの石膏の残 留物からそれぞれの中和された溶液を分離し、 最終的な中和された溶液を、結果として得られる亜鉛の不溶解物を形成するた めに、さらなる亜鉛の溶媒抽出にさらし、 結果として得られる亜鉛の不溶解物を第1の銅が詰め込まれた抽出剤による溶 媒抽出にさらす請求項42記載の方法。 45.加圧酸化濾過液は、第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤を生成するために、 第1の亜鉛が詰め込まれた抽出剤による溶媒抽出にさらされ、さらに、 ストリッピングされた亜鉛抽出剤を生成するために、第2の亜鉛が詰め込まれ た抽出剤から亜鉛をストリッピングし、 第2の銅溶液の亜鉛の溶媒抽出を達成するために、ストリッピングされた亜鉛 抽出剤をリサイクルする過程からなる請求項43記載の方法。 46.第2の亜鉛が詰め込まれた抽出剤はまた亜鉛に加えてわずかに詰め込まれ た銅を含み、電解抽出のための実質的に不純物を含まない亜鉛溶液を生成するた めに、抽出剤内にわずかに詰め込まれた銅を亜鉛で置換するように、第2の亜鉛 が詰め込まれた抽出剤を反流形式中で水溶性の硫酸亜鉛溶液により処理する過程 からなり、前記処理は複数の連続の過程で生じる請求項43または請求項44記 載の方法。 47.請求項42から請求項44のいずれか1項に記載の方法により常に生成さ れる亜鉛。 48.鉱石または濃縮液はまた銅に加えてニッケルを含み、 銅の溶媒抽出からの第1及び第2の不溶解物を、第1及び第2のそれぞれのニ ッケルが詰め込まれた抽出剤と、第1及び第2のそれぞれのニッケル抽出不溶解 物とを生成するために、有機ニッケル抽出剤によるニッケルの溶媒抽出にさらし 、 電解抽出のための濃縮されたニッケル溶液を生成するために、第1及び第2の ニッケルが詰め込まれた抽出剤からニッケルをストリッピングする過程からなる 請求項22記載の方法。 49.銅の溶媒抽出からの第2の不溶解物は、第2のニッケルが詰め込まれた抽 出剤を生成するために、第1のニッケルが詰め込まれた抽出剤によるニッケルの 溶媒抽出にさらされ、さらに、 ストリッピングされたニッケル抽出剤を生成するために、第2のニッケルが詰 め込まれた抽出剤からニッケルをストリッピングし、 銅の溶媒抽出からの第1の不溶解物のニッケルの溶媒抽出を達成するために、 ストリッピングされたニッケル抽出剤をリサイクルする過程からなる請求項48 記載の方法。 50.請求項48または請求項49に記載の方法により常に生成されるニッケル 。 51.硫化銅鉱石または濃縮液から銅を抽出する方法であって、 鉱石または濃縮液を、第1の銅溶液及び不溶性の塩基性銅塩を生成するために 、第1の濾し取り過程で酸性塩化物溶液により濾し取り、 第1の銅溶液と塩基性銅塩とを分離し、 塩基性銅塩を、第2の銅溶液及び固体残留物を生成するために、第2の濾し取 り過程で、銅塩を溶解する酸性硫酸塩溶液により濾し取り、 第1及び第2の銅溶液を、銅の電解抽出のための濃縮された銅溶液を生成する ために、有機抽出剤による溶媒抽出にさらす過程からなる塩化銅で補助される湿 式冶金的な銅抽出方法。 52.溶媒抽出は、第2の銅溶液を、第1の詰め込まれた抽出剤溶液及び第1の 不溶解物を形成するために、抽出剤による溶媒抽出にさらし、 第1の銅溶液を、第2の詰め込まれた抽出剤溶液及び第2の不溶解物を形成す るために、第1の詰め込まれた抽出剤溶液による溶媒抽出にさらし、 ストリッピングされた抽出剤及び電解抽出のための濃縮された銅溶液を生成す るために、第2の詰め込まれた抽出剤から銅をストリッピングする過程からなる 請求項51記載の方法。 53.ストリッピングされた抽出剤は、第1の詰め込まれた抽出剤溶液及び第1 の不溶解物を生成するために、第2の銅溶液の溶媒抽出を達成するためにリサイ クルされる請求項52記載の方法。 54.さらに、第2の不溶解物を、濾し取りを達成する酸性塩化物溶液として提 供するために、第1の濾し取り過程にリサイクルする過程からなる請求項52ま たは請求項53記載の方法。 55.銅はいつでも生成する請求項51から請求項54のいずれか1項に記載の 方法。
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