MX2010002914A - Circuito de recuperacion con lixiviacion controlada de cobre. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere de manera general a un proceso para la lixiviación controlada y la recuperación secuencial de dos o más metales a partir de materiales que los contienen. En una modalidad ejemplar, la recuperación de metales a partir de un material lixiviado que los contiene se controla y se mejora al proveer una solución de lixiviación cargada de alto grado ("HGPLS") y una solución de lixiviación cargada de bajo grado ("LGPLS") a una planta de extracción de una sola solución que comprende cuando menos dos unidades de extracción de solución, cuando menos dos unidades de desorción, y, opcionalmente, cuando menos una etapa de lavado.

Description

CIRCUITO DE RECUPERACIÓN CON LIXIVIACIÓN ! CONTROLADA DE COBRE Campo de la Invención La presente invención se refiere de manera general a un proceso para la lixiviación controlada y la recuperación secuencial de dos o más metales a partir de materiales que los contienen. En una modalidad ejemplar, la recuperación de metales a partir de materiales lixiviados que los contienen es controlada y mejorada al proveer una solución de lixiviación cargada de alto grado ("HGPLS") y una solución de lixiviación cargada de bajo grado ("LGPLS") a una planta de extracción de solución sencilla que comprende cuando menos I dos unidades de extracción de solución, cuando menos dos unidades de desorción, y, opcionalmente, cuando menos una etapa de lavado. 1 Antecedentes de la Invención El tratamiento hidrometalúrgico de materiales que contienen metal, tales como minerales de metal, concentrados que contienen metal, y otras sustancias que contienen i ' metal, han sido establecidos de manera adecuada por muchos años. Más aún, la lixiviación de materiales que contienen metal es un proceso fundamental utilizado para extraer metales de materiales que contienen metal. En general, el primer paso en este proceso es poner en contacto el material que contiene metal con una solución acuosa que contiene un agente o agentes de lixiviación los cuales extraen el metal o metales del material que contiene metal dentro de la solución. Por ejemplo, en operaciones de lixiviación de cobre, especialmente cobre a partir de minerales de cobre, tales como la calcopirita, calcocita, covelita, I malaquita, seudomalaquita, azurita, crisocola, y cuprita, ácido sulfúrico en una solución acuosa es puesto en contacto con minerales que contienen cobre. Durante el proceso de lixiviación, el ácido en la solución de lixiviación puede ser consumido y| varios componentes solubles son disueltos de este modo aumentando el contenido de metal de la i v solución acuosa. Otros iones, tales como fierro pueden participar en la lixiviación de varios minerales ya que estos iones participan en las reacciones de disolución.

La solución de lixiviación acuosa que contiene el metal lixiviado puede entonces ser tratada por medio de un conocido proceso al que se le refiere como una extracción de solución en donde la solución de lixiviación acuosa es puesta en contacto con una solución orgánica que comprende un reactivo de extracción de metal específico, por ejemplo, una i '. aldoxima y/o quetoxima o una mezcla de estas. Los reactivos de extracción específicos del metal extraen el metal de la fase acuosa dentro de la fase orgánica. Además, durante el proceso de extracción de la solución para cobre y ciertos otros metales, un agente de lixiviación puede ser regenerado en la fase acuosa. En el caso en donde el ácido sulfúrico es el agente de lixiviación, el ácido sulfúrico es regenerado en la fase acuosa cuando el cobre es extraído en la fase orgánica por el reactivo de extracción. Los iones de fierro, los cuales no deben ser extraídos por el reactivo de extracción específico del metal, deben ser i reciclados al paso de lixiviación en la mayor medida posible. ; ; En un proceso de lixiviación con agitación estándar para cobre, seguido de la extracción de la solución, la solución de lixiviación es diluida a un menor o mayor grado con agua acidulada en conjunto con el proceso de separación sólido-líquido necesario para proveer un licor lixiviado clarificado y una descarga sólida. La solución de lixiviación clarificada y diluida es sometida entonces a la extracción de solución en donde el cobre es removido de esta, y la concentración de ácido sulfúrico es aumentada en, la fase acuosa. j 1 Una porción de esta fase acuosa agotada en cobre, que contiene ácido, ahora llamada el refinado, puede ser reciclada de nuevo al proceso de lixiviación, reciclada a la parte' frontal del proceso de separación líquido-sólido, y/o enviada a procesos de extracción d 'metal secundarios, incluyendo pero no limitándose a la recuperación de cobalto. | Sin embargo, bajo estos procesos actuales de lixiviación y extracción de solución, grandes concentraciones de metal soluble y precipitado de metal pueden perderse en las soluciones de refinado de fase acuosa agotadas en metal y que contienen ácido. Estas pérdidas llevan a ineficiencias y bajos rendimientos totales del proceso. Adicionalmente, estas altas concentraciones de metal en el refinado hacen que la recuperación de metales I secundaria sea costosa y posiblemente impráctica. ¡ De acuerdo con esto, sería ventajoso un circuito de proceso para controlar la concentración de metal, especialmente cobre, en la solución del refinado que es alimentada para la subsiguiente recuperación de metales secundarios sin afectar negativamente el circuito de recuperación de metal primaria.

Compendio de la Invención La presente invención se relaciona en lo general con un proceso para la lixiviación controlada y la recuperación secuencial de dos o más metales a partir de materiales; que los contienen. En una modalidad ejemplar, la recuperación de metales a partir de un material lixiviado que contiene metal es controlada y mejorada al proveer una solución de lixiviación cargada de alto grado ("HGPLS") y una solución de lixiviación cargada; de bajo grado ("LGPLS") a una planta de extracción de solución sencilla que comprende, cuando menos dos unidades de extracción de solución, cuando menos dos unidades de desorción y, opcionalmente, cuando menos una etapa de lavado.

Por ejemplo, de acuerdo con las varias modalidades ejemplares de la presente invención, el presente proceso comprende (a) proveer una HGPLS a una unidad de extracción de solución dentro de una planta de extracción de solución sencilla, (b) producir un refinado de alto grado y una solución orgánica cargada con metal mediante la puesta en contacto de la HGPLS con una solución orgánica cargada parcialmente en el extráctor de solución, (c) proveer una LGPLS a una unidad de extracción de solución diferente dentro de la misma planta de extracción de solución, y (d) producir un refinado de bajo grado y la solución orgánica cargada parcialmente por medio de la puesta en contacto de la LGPLS con un flujo orgánico estéril que contiene un reactivo de extracción específico dé metal. i Adicionalmente, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, l tasa de flujo y la concentración del reactivo del flujo orgánico estéril que contiene un reactivo de extracción específico de metal pueden ser modificados sobre la base de la calidád del material del metal que ingresa para mantener una concentración constante de metal en el refinado de bajo grado, permitiendo una recuperación de metal secundaria eficiente, incluyendo pero no limitándose a la recuperación de cobalto. De acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, la concentración de metal en la LGPLS puede ser ajustada por medio del mezclado de una porción de la LGPLS con la solución de 3 · ·: : I ¦ ' I ' '' ilustraciones no limitantes de las modalidades y modos ejemplares, los cuales de manera similar avalan ellos mismos a cualesquiera modos o modalidades equivalentes que sean conocidas u obvias para aquellos con capacidades razonables en la técnica.

Varias modalidades de la presente invención muestran avances significativos sobre los procesos de la técnica anterior, particularmente con relación a la eficiencia de la recuperación de metales y del proceso. Además, los procesos de recuperación de cobre existentes que utilizan un proceso de reactivo para la recuperación de metal/extracción de solución secuencia de proceso de extracción por vía electrolítica pueden, en muchas instancias, ser modernizadas fácilmente para explotar los muchos beneficios comerciales que la presente invención provee. j ; Refiriéndonos a la Figura 1, de acuerdo con varios aspectos de la presente invención, un material 100 que contiene metal se provee para su procesamiento. El material 100 que contiene metal puede ser un mineral, un concentrado, o cualquier otro material a partir del cual el cobre y/u otros valores de metal pueden ser recuperados. Los valores de metal como, por ejemplo, cobre, oro, plata, zinc, metales del grupo del platino,! níquel, cobalto, molibdeno, renio, uranio, metales de tierras raras, y similares, pueden ser recuperados a partir de materiales que contienen metal de acuerdo con varias modalidades de la presente invención. Los varios aspectos y modalidades de la presente invención, sin embargo, se vuelven especialmente ventajosos en relación con la recuperación de cobre a partir de materiales que contienen cobre, tales como, por ejemplo, minerales y/o concentrados que contienen calcopirita (CuFeS2), calcocita (Cu2S), bornita (Cu5FeS4), y covelita (CuS), malaquita (Cu2C03(OH)2), seudomalaquita (Cu5[(OH)2P04]2), · azurita (Cu3(C03)2(OH)2), crisocola ((Cu,Al)2H2Si205(OH)4-nH20), cuprita (Cu20), brocanita (CuS04-3Cu(OH)2), atacamita (Cu2[OH3Cl]) y otros minerales que contienen cobre o materiales y mezclas de estos. De este modo, el material 100 que contiene metal es preferiblemente un mineral de cobre o un concentrado que contiene cuando menos un valor de metal diferente.

El material 100 que contiene metal puede ser preparado en el paso de preparación 201 para el procesamiento de recuperación de metal en cualquier manera que permita que las condiciones del material 100 que contiene metal - tales como, por ejemplo, la i :· · composición y concentración del componente - para que sean adecuadas para el método de procesamiento de reactivo elegido, ya que tales condiciones pueden afectar la efectividad y eficiencia total de las operaciones de recuperación de metal. Los parámetros deseados de composición y concentración del componente pueden ser logrados a través de una variedad de etapas de procesamiento químicas y/o físicas, la elección de la cual dependerá de los parámetros de operación del esquema de procesamiento elegido, el costo del equipo y las especificaciones del material. Por ejemplo, tal como se discute con algún detalle a continuación, el material 100 que contiene metal puede experimentar una combinación, i ' flotación, mezcla, y/o formación de lechada, así como acondicionamiento químico y/o físico en el paso de preparación 201 antes de la extracción de metal.

Refiriéndonos de nuevo a la Figura 1, en una modalidad ejemplar de la presente invención, después de que el material 100 que contiene metal ha sido preparado adecuadamente en el paso de preparación 201 para el proceso de recuperación de metal, este puede ser enviado a un paso 202 de procesamiento reactivo, por ejemplo, la extracción de metal. El paso de procesamiento reactivo 202 puede ser cualquier proceso adecuado o reacción que ponga un metal que se encuentra en el material 100 que contiene metal n una condición tal que este pueda ser sometido a un procesamiento de recuperación de metal posterior. Por ejemplo, los procesos adecuados ejemplares incluye procesos reactivos que tienden a liberar el valor de metal deseado o valores que se encuentran en el material 100 que contiene metal a partir del material 100 que contiene metal. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, tal como se describe con mayor detalle a continuación, el paso de procesamiento reactivo 202 puede comprender un proceso de lixiviación.

En un aspecto de una modalidad ejemplar de la presente invención, el acondicionamiento de una solución que contiene metal después de un paso de ¡proceso reactivo 202 comienza mediante el ajuste de ciertos parámetros físicos en el paso de acondicionamiento 203. Por ejemplo, tal como se discute con más detalle a continuación, después del procesamiento reactivo 202 el material 100 que contiene metal puede experimentar adiciones de reactivo, procesos de evaporación ultra rápida, una o más etapas de separación de fase sólida-líquida incluyendo el uso de sistemas de filtración, circuitos de decantación en contra corriente (CCD), espesadores, clarificadores, o cualquier otro dispositivo adecuado para la separación sólido-líquido, en el paso de acondicionamiento 203 para preparar el metal solubilizado en este paira la recuperación.

Además, refiriéndonos una vez más a la Figura 1 , en una modalidad ejemplar de la presente invención, después de que el material 100 que contiene metal ha sido acondicionado adecuadamente en el(los) paso(s) de acondicionamiento 203 pueden ser enviado al paso 204 de extracción de solución. De acuerdo con aspectos adicionales de esta modalidad ejemplar, el(los) paso(s) de acondicionamiento 203 produce(n) una solución de lixiviación cargada de alto grado ("HGPLS") 104, que comprende altas concentraciones de valores de metal disueltos, y una solución de lixiviación cargada de bajo grado ("LGPLS") 105, que comprende una menor concentración de valores de metal disueltos que los que se i encuentran en la HGPLS 104. En otra modalidad ejemplar, tal como se discute con más detalle a continuación, la HGPLS 104 y la LGPLS 105 pueden ser producidas en pasos de procesamiento reactivo separados y/o pasos de acondicionamiento separados.

Sin importar el paso reactivo que producen la HGPLS 104 y LGPLS 105, en una modalidad ejemplar de la presente invención, cuando menos un flujo de HGPLS 104 y cuando menos un flujo de LGPLS 105 son enviados al paso de extracción de la solución 204. De acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, el paso de extracción de la solución 204 comprende solo una planta de extracción de solución sencilla. Por ejemplo, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, la plánta de extracción 204 de solución 204 puede comprender múltiples trenes de extracción de solución interconectados dentro de una sola planta de extracción de solución 204. Por lo general, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, la planta de extracción 204 de solución sencilla está alojada en una instalación. Deberá entenderse que la descripción muestra, entre otras cosas, la extracción de solución de metal eficiente y controlable a partir de más de dos flujos de alimentación de la solución de lixiviación cargada separada ("PLS") que contiene dos o más valores de metal recuperables en una planta de extracción sencilla y que cualquier número de flujos PLS son contemplados aquí.

En contraste, la técnica anterior nos muestra solo la extracción de solución de planta múltiple para más de un flujo de alimentación PLS. Debe entenderse que cualquier diseño 7 ! ! ¦! í '¦ de extracción de solución de planta múltiple requiere aproximadamente del doble de equipo y costos de capital con referencia a una planta de extracción de solución sencilla.

Más aún, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, la planta 204 de extracción de solución sencilla comprende cuando menos dos unidades de extracción de solución, cuando menos dos unidades de desorción, y, opcionalmente,1 cuando menos una etapa de lavado, la cual está alojada en la misma instalación. Debe entenderse que esta descripción enseña, entre otras, cualquier número de unidades de extracción de solución, cualquier número de unidades de desorción, y, opcionalmente, cualquier número de etapas de lavado para el procesamiento de cualquier número de flujos PLSi que se contemplen en la presente. ¡ Generalmente, tal como se describirá con más detalle a continuación, de jacuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, la LGPLS 105 es sometida a una unidad de extracción de solución, en donde un flujo orgánico estéril que contiene un reactivo de extracción de un metal específico extrae cuando menos un valor de metal a partir de la LGPLS 105 dentro de la fase orgánica para formar una solución orgánica cargada parcialmente y un refinado 107 de bajo grado. Adicionalmente, de acuerdo 'con una modalidad ejemplar de la presente invención, la HGPLS 104 es sometida a una unidad de extracción de solución diferente dentro de la misma planta de extracción 204 de solución, en donde la solución orgánica cargada parcialmente extrae además cuando menos un valor de metal a partir de la HGPLS 104 dentro de la fase orgánica para formar una solución orgánica cargada con metal, electrolito rico, 106, que contiene preferiblemente µ?a alta concentración de valores de metal primarios, y un refinado de alto grado. ¦ [ Además, refiriéndonos otra vez a la Figura 1, en una modalidad ejemplar de la presente invención, después del paso de extracción 204 de solución, la solución cargada 106 de metal resultante puede ser enviada a la recuperación de metal principal, ilustrada como el paso 206. De acuerdo con varios aspectos de la presente invención el ;paso de recuperación principal 206 de metal puede ser cualquier proceso de recuperación de metal, i por ejemplo, extracción por vía electrolítica, sulfidación, precipitación, intercambio de iones o cualquier otro proceso adecuado para la recuperación de metales, puede ser utilizado. En una modalidad ejemplar de la presente invención los metale's a ser recuperados en el paso de recuperación principal 206 de metal pueden incluir cobre, plata, metales del grupo del platino, molibdeno, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras, y similares. En una modalidad ejemplar preferida de la presente invención, el paso de recuperación primario principal comprende preferiblemente un circuito de extracción por vía electrolítica diseñado adecuadamente para llevar a cabo cualquier i ¦ proceso de extracción por vía electrolítica capaz de producir un producto de cátodo de metal 208.

De manera similar, refiriéndonos una vez más a la Figura 1, en una modalidad ejemplar de la presente invención, después del paso de extracción 204 de solución, el refinado de bajo grado resultante 107 puede ser enviado a uno o más pasos de recuperación secundaria 207 de metal. En una modalidad ejemplar de la presente invención, circuitos de extracción por vía electrolítica adicionales pueden ser empleados en el paso de recuperación secundaria 207 de metal. Además, en una modalidad ejemplar de la presente invención, el paso de recuperación de metal secundaria 207 puede comprender cualquier proceso de recuperación de metal, por ejemplo, extracción por vía electrolítica, sulfidación, precipitación, intercambio de iones, cianidación, o cualquier otro proceso adecuado para la recuperación secundaria de metales. Preferiblemente, tal como se discute con más detalle a continuación, en una modalidad ejemplar de la presente invención, se utilizan procesos de precipitación, de este modo haciendo que sea ventajoso el tener bajas concentraciones de metales principales en el refinado de bajo grado. Adicionalmente, en una modalidad ejemplar de la presente invención, los metales secundarios a ser recuperados en el ¡paso de recuperación de metal secundario 207 pueden incluir, plata, metales del grupo del; platino, molibdeno, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras, y similares. ! Ahora con referencia a la Figura 1 y la Figura 2B, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, el material 100 que contiene metal puede opcionalmente ser preparado en un paso de preparación 201 que comprende trituración controlada 200. Más precisamente, la patente de los Estados Unidos de América No. 6,676,909 que describe la trituración controlada es contemplada aquí y la materia de esa patente es incorporada aquí como referencia. Preferiblemente, se logra una distribución de tamaño de partícula uniforme. Adicionalmente, agua de proceso 300 es preferiblemente agregada al flujo 100 de material que contiene metal para llevar el porcentaje de sólidos a la densidad de pulpa óptima especificada para la unidad de trituración controlada 200. Debe entenderse que una variedad de técnicas y dispositivos aceptables para reducir el tamaño de partícula del material que contiene cobre están disponibles actualmente, tales como molinos de bola, molinos de torre, molinos de trituración, molinos de desmenuzamiento, molinos de Í 1 agitación, molinos horizontales y similares, y técnicas adicionales pueden ser desarrolladas posteriormente que pueden lograr el resultado deseado de reducir el tamaño de partícula del i 1 material que contienen cobre que va a ser transportado.

Refiriéndonos de nuevo a ambas la Figura 1 y la Figura 2B, en una modalidad j ' ejemplar de la presente invención, después de que el material 100 que contiene metal ha sido preparado adecuadamente para el proceso de recuperación de metal, opciónalmente i ' por medio de trituración controlada 200, y otros procesos de acondicionamiento físico y/o químico, incluyendo pero no limitándose a un proceso de espesamiento, este puede ser combinado con cualquier número de flujos de alimentación líquidos, representados 'por la referencia numérica 307, para formar un flujo de entrada 101 que contiene metal. Preferiblemente, en una modalidad ejemplar de la presente invención, el flujo de alimentación líquido 307 comprende agua de proceso, pero cualquier líquido adecuado puede ser empleado, tal como, por ejemplo, refinado reciclado, solución de lixiviación cargada, electrolito agotado, y/u otros flujos reciclados procedentes de los procesos de recuperación de metal, incluyendo pero no limitándose a metal secundario, tal c mo los flujos de proceso de recuperación de cobalto o fierro. ¡ Además, en una modalidad ejemplar de la presente invención, el flujo dej entrada 101 que contiene metal es sujeto a un paso de procesamiento reactivo 202 (Figurá 1), por ejemplo, extracción de metal. El paso de procesamiento reactivo 202 (Figura 1) puede ser cualquier proceso o reacción adecuada que ponga un metal que se encuentra en un material 100 que contiene metal en una condición tal que este pueda ser sujeto a un proceso de recuperación de metal posterior. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el paso de procesamiento reactivo 202 (Figura 1) comprende un paso de lixiviación 201 I (Figura 2B). Adicionalmente, en una modalidad ejemplar de la presente invención, el proceso de lixiviación puede comprender cualquier proceso de lixiviación adecuado para I 11 extraer el metal que se encuentra en el material 100 que contiene metal dentro de una solución de lixiviación acuosa 102. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el paso de lixiviación 201 comprende lixiviación atmosférica, lixiviación a presión, lixiviación de mineral completo, lixiviación con agitación, lixiviación de residuos, lixiviación de pila, lixiviación de relleno, lixiviación de capa delgada y/o lixiviación de tanque, ya sea a temperaturas elevadas o en condiciones ambientales. Preferiblemente, la lixiviación a presión 201 es un proceso de lixiviación a presión que trabaja a una temperatura dentro del rango de aproximadamente 140 °C a aproximadamente 250 °C y más preferiblemente en el rango de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 220 °C.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el rango de temperatura óptimo seleccionado para la operación tenderá a maximizar la extracción del cobre y otros metales, minimizar el consumo de ácido, y de este modo reducir los requerimientos de reabastecimiento de ácido. Esto es, a temperaturas más altas, el azufre de sulfuro es por lo general convertido a sulfato de acuerdo con la siguiente reacción: 4CuFe2 + 1702 + 4H20 -^ 2Fe203 + 4Cu2 + +8H+ +8S042- (1) ¡ A temperaturas más bajas, el ácido es consumido generalmente y el azufre elemental se forma de acuerdo con la siguiente reacción: ' , 4CuFeS2 + 8H + 502 -> 2Fe203 + 4Cu2+ + 8S° + 4H20 (2) · De este modo de acuerdo con un aspecto de la presente invención, con el fin de mantener una temperatura de lixiviación preferible, un líquido de enfriamiento 301 puede ser introducido dentro del recipiente de lixiviación 201 durante la lixiviación. De ¡acuerdo con un aspecto de esta modalidad de la presente invención, un líquido de enfriamiento 301 i es puesto en contacto preferiblemente con el flujo de alimentación en el recipiente de lixiviación 201 durante la lixiviación. El líquido de enfriamiento 301 puede comprender agua complementaria, pero puede ser cualquier fluido de enfriamiento adecuado procedente de dentro del proceso o desde una fuente exterior, tal como una fase de líquido recicl do de lechada del producto o una mezcla de fluidos de enfriamiento. El líquido de enfriamiento puede ser introducido en el recipiente de lixiviación 201 a través de la misma entrada que el flujo de entrada 101 que contiene metal, o en cualquier manera que efectúe el enfriamiento del flujo 101 de entrada que contiene metal. La cantidad de líquido de enfriamiento íi ; "' . I I .· ¦ ,· 12 j ' agregado durante la lixiviación puede variar de acuerdo con la densidad de la pulpa del flujo de entrada 101 que contiene metal, así como de otros parámetros del proceso de lixiviación. En un aspecto ejemplar de esta modalidad de la invención, una cantidad suficiente de líquido de enfriamiento 301 es agregado al recipiente de lixiviación 201 para dar lugar a un contenido de sólidos en la lechada de producto 102 en el orden de menos de aproximadamente 50% de sólidos en peso, más preferiblemente dentro del rango de desde aproximadamente 3 a aproximadamente 35% de sólidos en peso, y más preferiblemente dentro del rango de desde aproximadamente 10% a aproximadamente 20% de sólidos en peso.

Además, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, el paso de lixiviación 201 puede ocurrir en cualquier recipiente de lixiviación a presión diseñado adecuadamente para contener la mezcla de lixiviación a presión a las condiciones deseadas de temperatura y presión para el tiempo de residencia de la lixiviación a presión de requisito. De 'acuerdo con un aspecto de una modalidad ejemplar de la invención, el recipiente de lixiviación a presión usado en el paso de lixiviación 201 es un recipiente de lixiviación a presión de compartimentos múltiples, agitado. Sin embargo, deberá apreciarse que puede utilizarse dentro del alcance de la presente invención cualquier recipiente de lixiviación a presión que permita de manera adecuada que el material 100 que contiene metal sea preparado adecuadamente para la recuperación de metal.

Durante el paso de lixiviación 201, el cobre y/u otros valores de metal pueden ser solubilizados o de otra forma liberados en preparación para los procesos de recuperación posteriores. Puede utilizarse cualquier sustancia que ayude en la solubilización del jvajor de metal, y de este modo libere el valor de metal desde un material que contenga metal. Por ejemplo, en donde el cobre es el metal que está siendo recuperado, un ácido, tal como ácido sulfúrico, puede ser puesto en contacto con el material que contiene cobre de forma que el cobre pueda ser solubilizado para los pasos de recuperación posteriores. Sin embargo, deberá apreciarse que cualquier método adecuado para solubilizar valores de metal en i preparación para los pasos de recuperación de metal posteriores puede ser utilizado dentro del alcance de esta invención. 12 · l . i I : De acuerdo con un aspecto de la presente invención, durante la lixiviación a, presión en el recipiente de lixiviación 201, se inyecta suficiente oxígeno 302 dentro del recipiente para mantener una presión de oxígeno parcial de aproximadamente 3.5 Kg/cm (50 psi) a aproximadamente 14 Kg/cm2 (200 psi), preferiblemente desde aproximadamente 5 ¡Kg/cm2 (75) a aproximadamente 53 Kg/cm2 (750 psi), y más preferiblemente desde 7 Kg/cm2 (100 psi) a aproximadamente 28 Kg/cm (400 psi). Adicionalmente, debido a la naturaleza de la lixiviación a temperatura media, la presión de operación total en el recipiente de lixiviación 201 es por lo general superatmosférica.

El tiempo de residencia para el proceso de lixiviación a presión puede variar, dependiendo de factores tales como, por ejemplo, las características del material que contiene cobre y la presión operacional y temperatura del recipiente de lixiviación a presión. En un aspecto de una modalidad ejemplar de la invención, el tiempo de residencia para la lixiviación a presión está en el intervalo desde aproximadamente 30 a aproximadamente 180 minutos, más preferiblemente desde aproximadamente 60 a aproximadamente 120 minutos. j Subsiguiente a que el material 100 que contiene cobre experimente el paso de lixiviación 201, los valores de metal que se han vuelto disponibles mediante el proceso de lixiviación son sometidos a uno o más pasos de acondicionamiento 203 (Figura 1). En una modalidad ejemplar, el flujo del producto 102 del paso de lixiviación 201 puede ser condicionado para ajustar la composición, concentraciones de componentes, contenido de sólidos, volumen, temperatura, presión y/u otros parámetros físicos y/o químicos a los valores deseados y de este modo para formar una solución adecuada que contiene metal. Por lo general, una solución que contiene metal acondicionada de manera apropiada contendrá una concentración relativamente alta de metal soluble, por ejemplo, sulfato de cobre, en una solución ácida y preferiblemente contendrá pocas impurezas. Además, las condiciones de la solución que contiene metal preferiblemente son mantenidas substancialmente constantes para mejorar la calidad y uniformidad del producto de cobre recuperado finalmente.

En un aspecto de una modalidad ejemplar de la presente invención, el acondicionamiento de una solución que contiene metal para la recuperación de metal comienza mediante el ajuste de ciertos parámetros físicos de la lechada del producto 102 procedente del paso de lixiviación 201. Opcionalmente, en un aspecto ejemplar1 de esta modalidad de la invención, en donde el paso de lixiviación 201 es lixiviación a presión, es deseable reducir la temperatura y presión de la lechada del producto, en algunas ocasiones a aproximadamente condiciones ambientales. Un método ejemplar de ajustar de está forma las características de temperatura y presión de la lechada producto es la evaporación ultrarrápida o flashing 202 (Figura 2B). En un aspecto de una modalidad ejemplar de la presente invención, el paso de flashing 202 (Figura 2B) comprende el flashing atmosférico.

Adicionalmente, los gases del flashing, sólidos, soluciones, y vapor pueden opcionalmente i ser tratados adecuadamente, por ejemplo, por medio del uso de un depurador Venturi en donde el agua puede ser recuperada y puede evitarse que los materiales dañinos puedan entrar al medio ambiente. 1 De acuerdo con aspectos adicionales de esta modalidad ejemplar, ya sea el producto de lechada 102 directamente procedente del proceso de lixiviación 201 o lechada producto de evaporación ultrarrápida 103, sí son sometidos a un paso de flashing 202 (Figura 2B), pueden ser acondicionados en mayor medida en preparación para los pasos de recuperación de valores de metal posteriores. Por ejemplo, uno o más pasos de separación de fase sólida-líquida 203 (Figura 2B) pueden ser usados para separar la solución de metal solubilizado de las partículas sólidas. Esto puede lograrse por medio de cualquier forma convencional, incluyendo el .uso de sistemas de filtración, circuitos de decantación en contra corriente (CCD), espesadores, clarificadores, y similares. Una variedad de factores, tales como el balance de materiales del proceso, regulaciones del medio ambiente, composición del residuo, consideraciones económicas, y similares, pueden afectar la decisión de si ¡emplear un circuito CCD, un espesador, un filtro, un clarificador o cualquier otro dispositivo adecuado en un aparato de separación sólido-líquido. En un aspecto de una modalidad ejemplar de la invención, uno o más pasos de separación 203 de fase sólida-líquida (Figura 2B) pueden ser llevados a cabo con un CCD convencional utilizando el lavado en contracorriente convencional del flujo de residuo para recuperar valores de metal lixiviados i para uno o más productos de solución y para reducir la cantidad de valores de metal soluble que avanzan con el residuo sólido hacia procesos adicionales de recuperación de métal o de almacenamiento.

De acuerdo con aspectos adicionales de esta modalidad ejemplar, como se ejemplifica en la Figura 2B, el paso de separación 203 de fases sólida-líquida produce una solución de lixiviación cargada de alto grado ("HGPLS") 104, que comprende altas concentraciones de valores de metal disueltos, y una solución de lixiviación cargada; de bajo grado ("LGPLS") 105, que comprende una concentración menor de valores de metal disueltos que los encontrados en la HGPLS 104. Preferiblemente, de acuerdo con aspectos adicionales de esta modalidad ejemplar, grandes proporciones de lavado son utilizadas en los pasos de separación de fases 203 sólida-líquida - esto es, cantidades relativamente grandes de agua de lavado son agregadas ya sea al producto de lechada 102 o, si después de que la lechada del producto haya sido sujeta a un paso de flashing 202, la lechada del producto de evaporación ultrarrápida 103. Esta agua de lavado recolecta los valores de metal disueltos remanentes y de este modo se convierte en la LGPLS 105.

Tal como se discute a continuación, los sólidos separados pueden ser sometidos adicionalmente a pasos de procesamiento posteriores, incluyendo la recuperación dé otros metales, tales como, por ejemplo, la recuperación de oro, plata, metales del grupo del platino, molibdeno, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras, y similares, por medio de sulfidación, cianidación, u otras técnicas. Alternativamente, los sólidos separados pueden ser sujetos a embalse o eliminación. , j El líquido separado de un paso de separación de fases sólida-líquida 203 ¡también puede ser sometido a una serie de pasos de acondicionamiento para preparar al metal solubilizado en este para su recuperación. Por ejemplo, el líquido separado puede ser sometido a varias adiciones de reactivo para poner el metal en un estado tal que el metal sea susceptible a las técnicas de recuperación de metal convencionales. Adicionalmente, pueden llevarse a cabo pasos de acondicionamiento y/o de procesamiento subsiguientes de forma que las tasas de recuperación sean tan eficientes como sea posible. i Refiriéndonos a la Figura 1 y la Figura 2B, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, después de cualquier paso de acondicionamiento deseado 203 (Figura 1), por ejemplo, la adición de una solución de dilución 303, la HGPLS i 04 y la LGPLS 105 pueden ser enviadas al paso de recuperación del metal deseado. El paso de recuperación de cobre puede incluir cualquier método o métodos de recuperación de cobre y/o acondicionamiento adecuados, por ejemplo, extracción por vía electrolítica, precipitación, extracción de solución (a veces referida como extracción de disolvente o intercambio iónico de líquido), intercambio de iones, y/o flotación de iones, y preferiblemente resulta en un producto de cobre relativamente puro. Adicionalmente, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, la solución de dilución 303 también puede ser cualquier líquido adecuado, por ejemplo, agua o una solución efluente de lixiviación atmosférica, que reduce suficientemente las concentraciones de cobre y| ácido a niveles deseados para proveer condiciones de equilibrio deseables para la extracción de solución 204. De acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, sé agrega una cantidad suficiente de solución de dilución 303 para producir una concentración de ácido dentro del intervalo desde aproximadamente 2 a aproximadamente 25 gramos/litro, y más preferiblemente desde aproximadamente 4 a aproximadamente 7 gramos/litro y un pH preferiblemente dentro del rango de aproximadamente pH 1.5 a aproximadamente pH 2.5 y más preferiblemente desde aproximadamente pH 1.8 a aproximadamente pH 2.2, y opcionalmente en el rango de aproximadamente pH 2.0. La HGPLS 104 y la LGPLS 105 pueden después de esto ser procesadas, tal como por ejemplo de acuerdo con la extracción de metal por medio de extracción de solución 204.

En muchas instancias, debido a la variación en el tenor de metal que se recibe en el material 100 que contiene metal, es ventajoso mezclar una o más soluciones de lixiviación antes de la extracción de solución. Tal como se describió brevemente anteriormente, a veces es necesario procesar dos o más flujos de solución de lixiviación separados procedentes de múltiples procesos de lixiviación a la vez. Por ejemplo, si una operación tiene tanto una operación de lixiviación de pila como una operación de lixiviación agitada o a presión, entonces la solución de lixiviación de pila, equivalente a la LGPLS 105, puede necesitar ser procesada con una solución de lixiviación cargada más concentrada, ¡HGPLS 104. En esta instancia, con referencia a la Figura 2 A y Figura 2B y de acuerdo ¡con una modalidad ejemplar de la presente invención, no se requiere que la HGPLS 104 y la LGPLS 105 sean producidas desde el mismo paso de lixiviación 201 , el paso de iflashing I 202, y/o el paso de separación de fases sólida-líquida 203. Dicho de otra forma, con referencia a la Figura 2A y la Figura 2B y de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, ya sea la HGPLS 104 o la LGPLS 105 pueden ser producidas por uno o más pasos de procesamiento reactivo 202. Adicionalmente, con referencia a la Figura 2A y la Figura 2B y de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, los pasos de trituración controlados múltiples 200, los pasos de evaporación ultrarrápida 202; y/o los pasos de separación de fases sólida-líquida 203 pueden ser utilizados para producir ya sea la HGPLS 104 o la LGPLS 105.

Tal como se mencionó anteriormente, el tenor de metal, en el material 100 que contiene metal puede variar en gran medida durante el curso de operación de una planta de recuperación de metal. Debido a esta variación, ambos procesos de recuperación de metales primarios y secundarios pueden evidenciar pérdidas en la eficiencia y el rendimiento del procesamiento total. Una razón de estas pérdidas es la incapacidad para controlar y afinar el tenor de metal en el refinado a partir de la extracción de solución de la extracción de la LGPLS, refinado de grado bajo. Por ejemplo, el refinado de grado bajo es preferiblemente sujeto a un proceso de precipitación selectivo en donde todos los iones de metal excepto aquellos del metal secundario que va a ser recuperado, por ejemplo cobalto, son eliminados del flujo de proceso mediante la precipitación de estos como sólidos. Los sólidos de metal primario precipitados pueden ser reciclados al paso reactivo. Estos sólidos precipitados pueden tener una alta probabilidad de volverse irrecuperables dependiendo del mecanismo de precipitación empleado. En la instancia en la que hay un tenor de metal primario alto en el refinado de grado bajo, la cantidad de sólidos de metal principal precipitados y reciclados al paso reactivo puede aumentar. Este aumento en los sólidos de metal precipitados puede llevar a ineficiencias del proceso debido a las altas cargas de circulación en los pasos de proceso 202 y 204 (Figura 2B). ! 1 De manera similar, la incapacidad para controlar y afinar la ley del metal en el refinado de bajo grado afecta directamente los costos asociados con los procesos de recuperación de metal secundario. Por ejemplo, los tenores de metal bajos en el refinado de grado bajo requieren menos reactivo para efectuar la precipitación (ahorros en los costos de operación), de este modo equipo más pequeño puede ser usado para reciclar el precipitado de cobre (ahorros de costos de capital). : El presente proceso de recuperación de metal con una planta de extracción sencilla permite de manera ventajosa controlar y afinar el refinado de bajo grado. Además, el proceso de extracción 204 de solución, descrito con detalle a continuación, preferiblemente, permite controlar y afinar el refinado de grado bajo por medio del ajuste de la tasa de flujo orgánico estéril y/o el ajuste del contenido de reactivo y/o el ajuste del material de alimentación y/o ajustando el contenido de metal por medio del mezclado o dilución, y/o cualesquiera combinaciones de estos. Deberá entenderse que cualquiera de estos parámetros u otros pueden ser ventajosamente ajustados o controlados según se requiera para ajustar de manera adecuada el flujo de cobre al proceso reactivo. Adicionalménte, de acuerdo con una modalidad ejemplar, la eficiencia total del proceso reactivo puede ser influenciada al mezclar los sólidos del metal primario precipitados a partir del refinado de grado bajo con el refinado de alto grado previo al reciclaje al paso del proceso reactivo.

Al hacer cualquiera de estos ajustes para controlar y afinar el tenor de metal en el refinado de grado bajo, el refinado de grado bajo deberá contener preferiblemente cantidades muy limitadas del metal primario y permitir un proceso de metal secundario eficiente. Adicionalménte, el proceso de recuperación de metal y la planta de extracción de solución descrita más adelante, permite que los operadores de planta mantener una concentración de metal sustancialmente controlada tanto en el flujo de la LGPLS como en el flujo de refinado de bajo grado. ; Por lo general, de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, el proceso controlable dentro de la planta 204 de extracción de solución comprende (a) proveer una HGPLS a una unidad de extracción de la solución dentro de una planta de extracción de solución sencilla, (b) producir un refinado de alto grado y una solución orgánica cargada de metal por medio de la puesta en contacto de la solución de lixiviación de alto grado con una solución orgánica cargada parcialmente en el extractor de solución, (c) proveer una LPLS a una unidad de extracción de solución diferente dentro de la misma planta de extracción de solución, y (d) producir un refinado de bajo grado y la solución orgánica cargada parcialmente por medio de la puesta en contacto de la LGPLS ( con un flujo orgánico estéril que contiene un reactivo de extracción de metal específico.

Tal como se discutió anteriormente, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, la tasa de flujo y concentración del flujo orgánico estéril que contiene un reactivo de extracción específico de metal pueden ser modificadas sobre la base de la calidad del mineral de metal que se recibe para mantener una concentración constante de metal en el refinado de grado bajo, permitiendo un proceso secundario eficiente de otros metales, incluyendo pero no limitándose a la recuperación de cobalto. Debido a qué ambos flujos de HGPLS y LGPLS son tratados en una instalación, el contenido de metal de la LGPLS puede ser controlado y mantenido constante mediante el ajuste de la jtasa de LGPLS de acuerdo con el grado, con el exceso siendo mezclado con la HGPLS. ! i ¦ ¦ En este sentido, la planta de extracción 204 de solución de la Figura 2 es ¡descrita con mayor detalle en la Figura 3. De acuerdo con una modalidad ejemplar de la présente I ' invención, con referencia a la Figura 3, la HGPLS 104 es provista a una unidad de extracción 209 de solución de alto grado y la LGPLS 105 es provista a una unidad de extracción 211 de solución de bajo grado. De acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, la HGPLA 104 tiene una mayor concentración de metal que la ¡LGPLS 105. De acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, la LGPLS 105 tiene una concentración de metal mayor de aproximadamente 20% de la concentración de metal en la HGPLS 104. Preferiblemente, de acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, la LGPLS 105 tiene una concentración de metal mayor de aproximadamente 40% de la concentración de metal en la HGPLS 104. Más preferiblemente, de acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, la LGPLS 105 tiene una concentración de metal mayor de aproximadamente 50% de la concentración de metal en la HGPLS 104. i Tal como se discutió de manera breve con anterioridad, de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la LGPLS 105 es puesta en contacto con un flujo orgánico estéril que contiene un reactivo 401 de extracción específico de metal, por ejemplo, una aldoxima y/o quetoxima. El flujo orgánico estéril que contiene un reactivo 401 de extracción específico de metal extrae cuando menos un valor de metal primario de la fase acuosa de la LGPLS 105 dentro de la fase orgánica. De acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, el reactivo de extracción específico de metal es suministrado por medio de la alimentación externa 305. Más específicamente, de acuerdo con otra modalidad ejemplar de la presente invención, la LGPLS 105 es puesta en contacto con el flujo orgánico estéril 401 en la unidad de extracción 21 1 de solución de grado bajo. Deberá entenderse que la unidad de extracción 21 1 de solución es solo una referencia ejemplar y puede comprender unidades de extracción de solución múltiples.

Adicionalmente, de acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, a la extracción de cuando menos un valor de metal principal de la fase acuosa de la LGPLS 105, se producen un refinado de grado bajo 107 y una solución orgánica ¡cargada parcialmente 400. De acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, el refinado de grado bajo 107 es un flujo acuoso que contiene cuando menos un valor de metal secundario y contiene un tenor de metal primario muy bajo, de este modo el refinado de grado bajo es adecuado para la recuperación de metal secundaria 207 tal como se i discutió anteriormente con referencia a la Figura 1 y ejemplificado con más detalle en la Figura 2B.

En segundo lugar, de acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención, la solución orgánica cargada parcialmente 400 puede ser puesta en contacto con la HGPLS 104 para producir una solución orgánica 402 cargada con metal y un refinado de grado alto 304. De manera similar, con referencia a la Figura 3, y de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la HGPLS 104 es puesta en contacto con la solución orgánica cargada parcialmente 400 en la unidad de extracción 209 de solución; de alto grado. Tal como se discute con detalle a continuación, de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la solución orgánica 402 cargada con metal esi enviada a cuando menos una unidad de desorción 210 para la recuperación de cuando menos un valor de metal. Deberá entenderse que la unidad de extracción 209 de solución es solo una referencia ejemplar y puede comprender unidades de extracción de solución múltiples.

Tal como se describió previamente, es deseable producir una solución orgánica 402 cargada con metal con tenor de metal alto, la cual es acondicionada adecuadamente para la recuperación de metal por medio de desorción y extracción por vía electrolítica. Adicionalmente, es deseable producir un refinado de grado bajo 107, el cual contenga un tenor de metal primario muy bajo y sea adecuado para la extracción de metal secundario. Con el fin de lograr esto, con referencia a la Figura 3 y de acuerdo con modáHdades ejemplares de la presente invención, la tasa del flujo orgánico estéril puede ser variáda en correlación al grado del material que contiene metal que se recibe y puede ser producido en una o más unidades de desorción 210. Adicionalmente, de acuerdo con las modalidades ejemplares de la presente invención, cualquier reactivo de extracción específico de metal puede ser proveído por medio de alimentación externa 305 a las unidades de desorción 210 o en cualquier momento previo a la puesta en contacto con la LGPLS 105. De acuerdo con las modalidades ejemplares de la presente invención, la concentración del reactivo: 305 de i extracción específico de metal específico puede ser variada en correlación con el grado del material que contiene metal que entra.

Con referencia a la Figura 3 y de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la solución orgánica cargada parcialmente 400 puede ser sometida a una unidad de deserción opcional 210 previo al hacer contacto con la HGPLS 104. Esta unidad de desorción opcional intérmedia 210 puede aumentar la efectividad de la extracción de la solución orgánica 400, de este modo permitiendo una concentración de reactivo menor sin sacrificar la eficiencia de extracción de metal. Deberá entenderse que esta descripción enseña, entre otras, cualquier número de unidades de extracción de solución y cualquier número de unidades de deserción en cualquier configuración.

Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la solución orgánica 402 cargada con metal, que contiene preferiblemente un tenor de metal alto, es sujeta a la unidad de desorción 210 y ' cuando menos un valor de metal es separado de la solución orgánica 402 cargada con metal. De acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, cuando menos un valor de metal es separado de la solución orgánica 402 cargada con metal por medio del uso de cualquier fluido adecuado para la deserción de valores de metal a partir de una solución orgánica cargada con metal, preferiblemente un electrolito pobre 306 recicladoj de un circuito de extracción por vía electrolítica 216 (Figura 2B). Opcionalmente, de acuerdo con modalidades ejemplares de la presente invención, la solución orgánica 402 cargada con metal 402 es sometida a una etapa de lavado 212 previo a ser separada en la unidad de desorción 210. ! : El refinado de alto grado 304 procedente de la planta de extracción 204 de solución (Figura 2B) puede ser usado benéficamente en numerosas formas. Por ejemplo, toda o una porción del refinado de alto grado 304 puede ser reciclada a cualquier paso de lixiviación 201 para el control de temperatura o puede ser usado en lixiviación atmosférica, lixiviación a presión, lixiviación de mineral completo, lixiviación con agitación, lixiviación de residuos, lixiviación de pilas, lixiviación de relleno, lixiviación de capa delgada, lixiviación de tanque, y/o puede ser usado para una combinación de estas a temperaturas ya sean ambientales o elevadas. El uso de un refinado de alto grado 304 en operaciones de lixiviación de pila puede ser benéfico debido a que los valores de ácido y de fierro férrico contenidos en el refinado 304 pueden actuar para optimizar el potencial para i lixiviar minerales de óxido y/o sulfuro que por lo general dominan las operaciones de lixiviación con agitación, lixiviación de residuos, lixiviación de pilas, lixiviación de relleno, lixiviación de capa delgada y/o lixiviación de tanque. Esto es, las concentraciones férricas y ácidas del refinado 304 pueden ser usadas para optimizar el Eh y el pH de las operaciones de lixiviación de pila. Deberá apreciarse que las propiedades del refinado de alto gradó 304, tales como las concentraciones de componente, pueden ser ajustadas de acuerdo con el uso deseado del refinado de alto grado 304.

Adicionalmente, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, el refinado de grado bajo 107 de la planta de extracción 204 de solución (Figura 2B) puede ser enviado a un proceso de metal secundario 207 (Figura 1) para otros metales secundarios, incluyendo, pero no limitándose a plata, metales del grupo del platino, molibderio, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras y actinida. Tal como se mencionó anteriormente, las modalidades preferidas de la presente invención proveen de manera ventajosa el mantenimiento de un tenor de metal constante en ambos refinados, de alto grado y de bajo grado. Este control directo facilita el reciclado de precipitado de metal conocido y controlado sustancialmente, aumentando la eficiencia de operación, limitando i ¦ las pérdidas potenciales de metal, y reduciendo el tamaño del equipo de reciclaje y los subsiguientes costos de capital. De este modo, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, la tasa de flujo y concentración del flujo orgánico que contiene un reactivo de extracción 401 específico de metal 401 pueden ser modificadas sobre la!base de la calidad del mineral que contiene metal que ingresa para mantener una concentración constante (tenor) de metal en el refinado de grado bajo 107. Para efectuar tal control directo ya sea la concentración de metal y/o la tasa de flujo de cualquier flujo orgánico y/q acuoso en el proceso puede ser controlado, haciendo posible de esta forma que la extracción tenga lugar bajo condiciones estrechamente controladas. Específicamente, la cantidad de refinado de alto grado que es recirculada hacia una etapa de lixiviación puede ser controladá. Esta capacidad de mantener el tenor de metal del refinado de grado bajo 107 permite una recuperación eficiente de cobalto u otros valores de metal secundarios en cualquier calidad de mineral metálico dado por medio de la remoción de la mayoría de metales primarios, los cuales interferirían con la recuperación de otros metales secundarios, a partir del refinado de grado bajo 107. ' ; Con referencia a la Figura 3, la presente invención permite al circuito de extracción del valor de metal primario ser afinado y optimizado, tanto en términos de rendimiento metalúrgico y capital como en costos de operación. Existe una compensación entre lograr un rendimiento metalúrgico óptimo y minimizar los costos de capital de la instalación de operación. Las decisiones tomadas en cuanto a esta compensación están basadas en el rendimiento y costo del reactivo de extracción específico de metal empleado así como la química de los flujos de solución de lixiviación cargada que van a ser tratados. Por ejemplo, el uso de un reactivo de extracción específico de metal que muestra una cinética de extracción rápida puede minimizar el número de extractores secuenciales necesarios para lograr un nivel satisfactorio de recuperación de metal. La presencia de fierro, manganeso, o cloruro en los flujos de solución de lixiviación cargada pueden requerir el uso de una etapa de lavado previo a la desorción. El número y colocación de las unidades de desorción se decide en base a la cinética de desorción del reactivo de extracción así como también a su máxima capacidad de carga de metal. De acuerdo con esto, diferentes configuraciones están dentro del alcance de la invención. ! ¦ Además, de acuerdo con esta modalidad ejemplar de la presente invención,1 pueden utilizarse múltiples unidades de extracción de solución en cualquier configuración, preferiblemente en configuraciones en serie o en paralelo, dentro de la misma planta de extracción 204 de solución. Más específicamente, la unidad de extracción 209 de la solución de alto grado está conectada adecuadamente en paralelo con la unidad de extracción 21 1 de solución de bajo grado por medio de un flujo orgánico común que contiene un reactivo de extracción específico de metal. Por ejemplo, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, tal como se ilustra en la Figura 4, la unidad de extracción 21 1 de solución de bajo grado está separada de la unidad de extracción 209 de solución en serie de solución de alto grado por cuando menos una unidad de extracción 213 de solución en serie. Adicionalmente, la unidad de extracción 21 1 de solución de bajo grado está separada de la unidad de desorción 210 por cuando menos una unidad de extracción 204 de solución en serie.

Más precisamente, con referencia a la Figura 4 y la modalidad ejemplar, lá ünidad de extracción 21 1 de solución de bajo grado y la unidad de extracción 214 de solución están en una configuración en serie. Adicionalmente, la unidad de extracción 209 de solución de alto grado y la unidad de extracción 213 de solución están en una configuración en serie. Además, deberá entenderse que no es el número de unidades de extracción de solución empleadas, sino la secuencia én la cual estas están configuradas, de este modo i cualquier número de unidades de extracción de solución puede ser empleado y son contempladas aquí mismo. Adicionalmente, tal como se ilustra en la Figura 3, las unidades de extracción de alto grado pueden estar separadas opcionalmente de las unidades de extracción de bajo grado por medio de una unidad de deserción 210 intermedia (Figura 3), si la química de la solución y la cinética del proceso hacen que esto sea ventajoso. Adicionalmente, una etapa de lavado orgánico 212 (Figura 3) puede ser agregada antes de la desorción si se necesita por la química de la solución. 1 De vuelta a la Figura 2B, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, el flujo de solución que contiene metal, o electrolito rico, 106 procedente de la planta 204 de extracción de solución puede ser enviada a un tanque de reciclaje; 205 de electrolito. El tanque de reciclaje de electrolito puede facilitar adecuadamente el control del proceso para un circuito de extracción por vía electrolítica 216, tal como se discutirá con más detalle a continuación. El flujo 106 de la solución que contiene metal, la cual contiene desde aproximadamente 25 a aproximadamente 75 gramos/litro de cobre y desde aproximadamente 145 a aproximadamente 180 gramos/litro de ácido, es mezclado preferiblemente con un electrolito pobre 306 (esto es, un electrolito que ya ha pasadó por la etapa de recuperación de metal y que ha tenido una porción de su cobre disuelto removido) y conforma el fluido 215, tal como, por ejemplo, agua, en el tanque de reciclaje ¡ 205 de electrolito en una proporción adecuada para dar lugar a un flujo de producto 108, las condiciones del cual pueden ser elegidas para optimizar el producto resultante del paso de extracción por vía electrolítica 216.

De acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, la composición de i metal del flujo de producto 108 es mantenida de manera sustancialmente constante a un valor desde aproximadamente 20 a aproximadamente 60 gramos/litro, más preferiblemente en un valor desde aproximadamente 30 a aproximadamente 50 gramos/litro. Los valores de metal del flujo de producto 108 son removidos durante el circuito de extracción jppr vía electrolítica 216 para dar lugar a un producto de cátodo de metal puro 217. Tal como se mencionó anteriormente, de acuerdo con las varias modalidades de la presente invención, el circuito de extracción por vía electrolítica 216 produce un producto de cátodo de metal puro 217 y un electrolito pobre 306, el cual puede, ser reciclado al tanque de reciclaje 205 de electrolito, la planta de extracción 204 de solución, y/o el paso de lixiviación 201. .

Deberá apreciarse que de acuerdo con los varios aspectos de la invención, está dentro del alcance de la presente invención un proceso en donde, bajó un acondicionamiento apropiado de la solución que contiene cobre, un producto de cátodo de cobre recubierto uniformemente, de alta calidad, puede realizarse sin someter la solución que contiene cobre a extracción de solución previa al ingreso al circuito de extracción por vía electrolítica. Tal como se anotó previamente, el control cuidadoso de las condiciones de la solución que contiene cobre que entra a un circuito de extracción por vía electrolítica -especialmente el mantenimiento de una composición de cobre sustancialmente constante en el flujo - puede mejorar la calidad del cobre sometido a extracción por vía eléctrolítica al, entre otras cosas, hacer posible un recubrimiento uniforme de cobre en el cátodo y ál, evitar la porosidad de la superficie en el cobre del cátodo, lo cual degrada el producto de cobre y de este modo disminuye su valor económico. De acuerdo con este aspecto de la invención, tal control de proceso puede ser logrado usando cualquiera de una variedad de técnicas y configuraciones de equipo, siempre y cuando el sistema elegido y/o método mantenga un flujo de alimentación suficientemente constantes hacia el circuito de extracción por vía electrolítica. Tal como aquellos capacitados en la técnica lo saben, una variedad de métodos y aparatos están disponibles para la extracción por vía electrolítica de cobre y otros valores de metal, cualquiera de los cuales puede ser adecuado para su uso de acuerdo1 con la presente invención, siempre y cuando los parámetros de proceso de requisito para el método elegido o aparato sean satisfechos. \ Se cree que la descripción establecida anteriormente abarca cuando menos una invención distinta con utilidad independiente. Sí bien la invención ha sido descrita en las formas ejemplares, las modalidades específicas de esta según fueron descritas e ilustradas aquí no deben ser configuradas en un sentido limitante ya que numerosas variaciones son posibles. La materia de la invención incluye todas las combinaciones nuevas y no obvias y sub combinaciones de los diversos elementos, características, funciones y/o propiedades descritas aquí.

El método y sistema descritos aquí pueden ser implementados para recuperar cobre y otros metales en una manera controlada. Otras ventajas y características de los presentes sistemas y métodos pueden ser apreciadas a partir de esta descripción y la implementación del método y el sistema. ¡ :

Claims (25)

Reivindicaciones

1. Un proceso para la recuperación y lixiviación controlada de cobre, el cual comprende las siguientes etapas: someter un material que contiene metal a un proceso reactivo para liberar cuando menos un valor de metal de dicho material que contiene metal; obtener una lechada producto a partir de dicho producto reactivo, en donde! cuando menos dos valores de metal están presentes en dicha lechada producto; producir una solución de lixiviación cargada de alto grado y una solución de lixiviación cargada de bajo grado al someter dicha lechada producto a un proceso de separación de sólido-líquido; : proveer dicha solución de lixiviación cargada de alto grado a una planta de extracción de solución que comprende cuando menos dos extractores de solución y cuando menos dos unidades de desorción; í ; producir un refinado de alto grado y una solución cargada de metal por medio de la puesta en contacto de dicha solución de lixiviación cargada de alto grado con una solución orgánica parcialmente cargada en dicha planta de extracción de la solución; proveer dicha solución de lixiviación cargada de bajo grado a dicha planta de extracción de solución, en donde dicha solución de lixiviación cargada de bajó grado comprende una concentración de metal menor que dicha solución de lixiviación cargada de alto grado; y ! ; producir un refinado de bajo grado y dicha solución orgánica cargada parcialmente por medio de la puesta en contacto de dicha solución de lixiviación cargada de bajo grado con un flujo orgánico estéril para extraer dicho cuando menos un valor de metal. ;

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicho proceso reactivo comprende un proceso de lixiviación. i ,

3. El proceso de la reivindicación 1, en donde cuando menos un valor de metal es separado de dicha solución cargada de metal en cuando menos una unidad de desorción.

4. El proceso de la reivindicación 3, en donde dicho flujo orgánico estéril es producido por la desorción de dicho cuando menos un valor de metal en cuando menos una unidad de desorción. ;

5. El proceso de la reivindicación 4, en donde la solución orgánica cargada parcialmente es sometida a cuando menos una unidad de desorción previo al contacto de dicha solución de lixiviación cargada de alto grado. ,

6. El proceso de la reivindicación 2, en donde dicho refinado de alto grado es reciclado a un proceso de lixiviación. ¡ 1

7. El proceso de la reivindicación 1, en donde la concentración de metal en el refinado de grado bajo es mantenida sustancialmente constante mediante la variación de la tasa de flujo de dicho flujo orgánico estéril o concentración de reactivo.

8. El proceso de la reivindicación 1, en donde dicho refinado de grado bajo es sometido a un proceso de extracción secundaria.

9. El proceso de la reivindicación 8, en donde el metal secundario a ser I .. extraído es cuando menos uno de oro, plata, metales del grupo del platino, molibderio, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras, y actinida. i

10. Un proceso para la recuperación y lixiviación controlada de cobre, el cual comprende los siguientes pasos: proveer una solución de lixiviación cargada de alto grado a una primera unidad de extracción de la solución; producir un refinado de alto grado y una solución orgánica cargada de metal i mediante la puesta en contacto de dicha primera solución con una solución orgánica cargada parcialmente; j proveer una solución de lixiviación cargada de bajo grado a una segunda unidad de extracción de solución, en donde dicha solución de lixiviación cargada de alto grado tiene una mayor concentración de metal que dicha solución de lixiviación cargada de bajo grado y en donde dicha primer unidad de extracción de solución y dicha segunda unidad de extracción de solución están en la misma planta de extracción de solución; producir un refinado de grado bajo y dicha solución orgánica cargada parcialmente por medio de la puesta en contacto de dicha solución de lixiviación cargada de bajó grado con un flujo orgánico estéril; y l producir dicho flujo orgánico estéril por medio de la desorción de cuando menos un valor de metal de dicha solución orgánica cargada con metal en cuando menos una unidad de desorción dentro de dicha planta de extracción de solución.

11. El proceso de la reivindicación 10, el cual además comprende el agregar un reactivo de extracción específico de metal a dicho flujo orgánico estéril previo a hacer contacto con dicha solución de lixiviación cargada de bajo grado.

12. El proceso de la reivindicación 10, en donde una solución de lixiviación cargada de alto grado es generada a partir de cuando menos uno de procesos de lixiviación atmosférica, un proceso de lixiviación a presión, un proceso de lixiviación con agitación, un proceso de lixiviación de pila, un proceso de lixiviación de residuos, un proceso de lixiviación de relleno, un proceso de lixiviación de capa delgada, y un proceso de lixiviación de tanque.

13. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicho refinado de alto grado es reciclado a cuando menos uno de los procesos de lixiviación atmosférica, un proceso de lixiviación a presión, un proceso de lixiviación con agitación, un proceso de lixiviación de pila, un proceso de lixiviación de residuos, un proceso de lixiviación de relleno, un proceso de lixiviación de capa delgada, y un proceso de lixiviación de tanque.

14. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicho refinado de bajo grado es sometido a un proceso de extracción secundaria. i

15. El proceso de la reivindicación 14, en donde el metal secundario que yá a ser extraído es cuando menos uno de plata, metales del grupo del platino, molibden'o, zinc, níquel, cobalto, uranio, renio, metales de tierras raras, y actimida.

16. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicha concentración de metal en dicha segunda solución es mayor de aproximadamente 20% de la concentración de metal en dicha primera solución de lixiviación.

17. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicha primera unidad de extracción de solución está conectada a dicha segunda unidad de extracción de solución en paralelo. i

18. El proceso de la reivindicación 10, en donde cuando menos una unidad de desorción está posicionada entre dicha primera unidad de extracción de solución y dicha segunda unidad de extracción de solución. ! ¡

19. El proceso de la reivindicación 10, en donde cuando menos una unidad de extracción de solución separa dicha primera unidad extracción de solución de dicha segunda unidad de extracción de solución.

20. El proceso de la reivindicación 10, el cual además comprende separar dicha solución cargada de metal en cuando menos una unidad de desorción para producir una solución rica en metal y una solución orgánica estéril. i

21. El proceso de la reivindicación 20, el cual además comprende el enviar dicha solución rica en metal a un proceso de extracción por vía electrolítica.

22. El proceso de la reivindicación 20, el cual además comprende el lavar dicha solución cargada con metal en cuando menos una etapa de lavado previo a dicho paso de desorción. ' '

23. El proceso de la reivindicación 10, en donde la concentración de metal en el refinado de grado bajo es mantenida sustancialmente constante mediante la variación de la tasa de flujo de dicho flujo orgánico estéril.

24. El proceso de la reivindicación 10, en donde la concentración de metal en dicho refinado de grado bajo es controlado mediante la modificación de la tasa de tlujo de cuando menos una de dichas soluciones de lixiviación cargadas de alto grado; y de lixiviación cargada de bajo grado. !

25. El proceso de la reivindicación 10, en donde dicho cuando menos un valor de metal es separado de la solución cargada de metal mediante cuando menos un electrolito pobre a partir de un proceso de extracción por vía electrolítica y una solución de ácido sulfúrico. i