MX2014016126A - Metodo para lixiviar minerales de silicato de zinc. - Google Patents

Abstract

De conformidad con la presente invención se proporciona un método para lixiviar un mineral, el método que comprende los pasos del método de: curar el mineral silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución acuosa de un ácido débil, produciendo un mineral curado; lixiviar el mineral curado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de zinc.

Description

MÉTODO PARA LIXIVIAR MINERALES DE SILICATO DE ZINC CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método para lixiviar zinc de minerales de silicato de zinc. Más concretamente, la presente invención se refiere a un método para lixiviar zinc de minerales de silicato de zinc con un medio amoniacal.

TÉCNICA ANTECEDENTES El proceso de Schnabel basado en amoniaco para la recuperación de zinc de los minerales de óxido se utilizó durante varios años antes de ser reemplazado por el proceso de electro-desposición de lixiviación asado a base de ácido que puede tratar directamente los sulfuros. La alimentación del proceso Schnabel fue típicamente concentrado de flotación de esfalerita asado pero la minería selectiva también permitió el procesamiento de los minerales de óxido de zinc. El proceso de Schnabel es complejo, como es evidente en el sumario por Harvey (Mineral Processing & Extractive Metallurgy Review, volumen: 27, páginas: 231 -279, 2006), y quizás esto no es sorprendente que haya pocos, si cualquier proceso de Schnabel planta en operación. En particular, el proceso de Schnabel tiene varias características indeseables: - temperatura elevada de lixiviación, normalmente superior a 30°C; - concentraciones de la solución de lixiviación > amoniaco 50g/L; - uso de vapor para el baño de eliminación; y -necesidad económica para recuperar tanto amoniaco y dióxido de carbono.

Aunque los métodos de lixiviación amoniacal de varios metales se describen en la literatura, incluyendo la literatura de patente, todos requieren una o más de múltiples etapas de lixiviación, pre-tratamiento intensivo de energía del mineral (por ejemplo de la asación o pulido) y/o temperaturas de lixiviación elevadas y/o presiones. Estos requisitos exigen complicada ingeniería y/o consumo de energía significativo, de manera que es poco sorpresivo que ninguno se ha adoptado ampliamente.

Además, muchos métodos de lixiviación amoniacal sufren pérdidas significativas de amoniaco o requieren complicada química o ingeniería para superar lo anterior, proporcionando un mayor impedimento para la adopción generalizada de métodos de lixiviación amoniacal.

Un enfoque alternativo es lixiviación ácida. La lixiviación ácida de minerales de silicato de zinc se lleva a cabo a escala industrial en única planta, Skorpion en Namibia. Esta planta requiere un grado principal de más del 10% zinc para ser económicos como los encolados son típicamente alrededor del 4%. El mineral en el Skorpion consiste en una mezcla de minerales de zinc, Smithsonita (ZnCC) , he imorfita (Zn4SÍ207(OH)2?2O) y el mineral de la arcilla sauconita (Nao.3Zn3(Si,Al)4O10(OH)2*4H2O). Los minerales de ganga son principalmente cuarzo, Moscovita y ortosa. El mineral es tierra y luego lixiviado en ácido sulfúrico a 60°C, la temperatura alta es esencial para maximizar la solubilidad del silicio disuelto de los minerales de silicato. Si la lixiviación a bajas temperaturas la sílice sería volver a precipitar y formar un polímero gelatinoso que causaría grandes problemas en la planta. La temperatura más alta permite que el tiempo de sílice forme partículas discretas que pueden ser separadas de la solución. La solución final somete a un proceso de extracción por solvente muy complejo donde se purifica a un nivel que sea suficiente para electro-desposición. Claramente, calentar la solución y el mineral a 60°C es una tarea costosa y debe ser esencial para evitar problemas debido a la disolución de la sílice. Un proceso que evita este problema y/o simplifica la purificación de la solución compleja antes de la electro-desposición es claramente del valor comercial.

El método de lixiviación de la presente invención tiene como un objeto a superar los problemas antes mencionados relacionados con la téenica previa o al menos ofrecer una alternativa útil al mismo.

A lo largo de esta descripción, a menos que el contexto requiera de otra manera, la palabra "comprender", y variaciones tales como "comprende" y "que comprende", se entenderá que implican la inclusión de un número entero establecido o grupo de números enteros pero no la exclusión de cualquier otro número entero o grupo de números enteros.

La discusión anterior de la técnica de antecedentes se incluye exclusivamente con el propósito de proporcionar un contexto para la presente invención. Se debe apreciar que la discusión no es un reconocimiento o admisión que cualquiera del material mencionado era común conocimiento general en el campo correspondiente a la presente invención en Australia o en otro lugar antes de la fecha de prioridad.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención allí se proporciona un método para la lixiviación de zinc de un mineral de silicato de zinc, el método que comprende los pasos del método de zinc: curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de un bajo volumen de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior, produciendo un curado mineral más dispuesto a lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre; lixiviar el mineral de silicato de zinc curado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de zinc.

Como se entenderla por un téenico en la materia, la representación del mineral de silicato de zinc más dispuestos a lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre significa efectuar uno o más de la recuperación mejorada de zinc, en un tiempo más corto, bajo condiciones más ligeras de lixiviación. Las condiciones más ligeras de lixiviación pueden incluir, pero no se limitan a disminuir las temperaturas, disminuir las presiones, disminuir las concentraciones de la lixiviación de agentes o combinaciones de ambos. Por ejemplo, puede efectuar una recuperación de zinc dada en un tiempo más corto, o mediante el uso de condiciones más ligeras de la lixiviación, o ambos, como resultado del paso de polimerización del método de la presente invención.

En una forma de la presente invención, representar el mineral de silicato de zinc más dispuesto a la lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre proporciona una o más de las siguientes condiciones de lixiviación: disminuir temperatura, disminuir las presiones y disminuir concentraciones de los agentes de lixiviación . El término disminuir se utiliza para describir una temperatura más baja de lixiviación, presión o concentración en relación con la requerida para la lixiviación de minerales que no había experimentado el paso de curación de la presente invención.

La lixiviación amoniacal es particularmente atractiva para los minerales de carbonato alto, que generalmente no son susceptibles a los procesos basados en lixiviación de ácidos por razones económicas, pues el componente de carbonato consume cantidades significativas de ácido. No obstante, el alcance de la presente invención no se limita a minerales de carbonato alto.

Aunque la identidad del ácido, el volumen de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, la concentración de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima y las condiciones bajo las cuales lleva a cabo el paso curado diferirá de minerales de silicato de zinc diferentes, la presente invención identifica un principio que permite la recuperación económica de zinc de una amplia gama de minerales de silicato de zinc, en que las téenicas del pre-tratamiento físico de energía intensiva como amolar o asar, utilizadas exitosamente o de otra manera en lixiviación amoniacal, pueden ser reemplazadas o mejoradas mediante el uso de técnicas químicas, donde la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima representa el mineral de silicato de zinc susceptible a la lixiviación amoniacal posterior.

Aunque los métodos de la presente invención permiten la recuperación económica de zinc sin necesidad de tratamientos previos físicos convencionales como asar o pulir, ofreciendo de esta manera ahorros significativos de energía, el método de la presente invención no debe entenderse que excluye estos pretratamientos físicos.

En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 1 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 1.5 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 2 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 2.5 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 3 o superior en una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 3.5 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 4 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 4.5 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es 5 o superior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 5.5 o superior.

En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa es de 6 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 5.5 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 5 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 4.5 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 4 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 3.5 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 3 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 2.5 o inferior. En una forma de la invención, el pH de la solución acuosa es 2 o inferior.

En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa tiene un rango con un limite superior de uno de los siguientes: 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7 y un limite inferior seleccionado de uno de los siguientes: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4.4.5, y 5 donde el limite superior es mayor que el limite inferior.

En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa tiene un rango con un limite superior de uno de los siguientes: 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5 y un limite inferior de uno de los siguientes: 1, 1.5, 2, 2.5, 3, donde el limite superior es mayor que el límite inferior.

En una forma de la invención, el pH de la solución de ácido acuosa tiene un rango con un límite superior de uno de los siguientes: 2, 2.5, 3, 3.5, 4 y un límite inferior de uno de los siguientes: 1, 1.5, 2, donde el límite superior es mayor que el límite inferior.

La solución de ácido acuosa puede ser una solución acuosa de un ácido débil o un ácido fuerte, o una mezcla de ambos. Como se entendería por un téenico en la materia, para un determinado pH, una solución acuosa de un ácido débil estará más concentrada que una solución acuosa de un ácido fuerte.

Como podría entenderse fácilmente por personas especializadas en la técnica, las soluciones acuosas de ácido con pH por debajo de cero, estando fuera del alcance de la invención reivindicada, son más fuertes o más concentrados que las soluciones acuosas de ácido de los métodos de la presente invención. Generalmente se entiende que las soluciones más concentradas de ácidos fuertes tendrá un mayor efecto químico dentro de un tiempo dado de más soluciones diluidas de ácidos débiles. Las soluciones acuosas de ácido que tiene un pH por debajo de cero, particularmente acuosas de ácidos fuertes, están ampliamente disponibles y habitualmente utilizadas en el campo de la hidrometalurgia. Por consiguiente, la presente invención representa un descubrimiento contraintuitivo que se pueden lograr mejores resultados mediante el uso de soluciones ácidas más diluidas o más débiles que las utilizadas convencionalmente en la téenica.

Sin querer estar comprometido por la teoría, este descubrimiento sugiere un mecanismo desconocido e inesperado por el cual el ácido efectúa la solubilización del mineral del silicato de zinc. La existencia de este mecanismo es apoyada por las observaciones experimentales, descritas en el presente, que las cantidades de ácido muy por debajo de las cantidades estequiométricas (basado en el contenido de zinc del mineral de silicato de zinc ) son capaces de efectuar curado de acuerdo con los métodos de la invención. Por ejemplo y como se describe más detalladamente en los ejemplos abajo con referencia a la figura 8, una muestra que contenía 45 kg de zinc efectivamente fue curada por solamente aproximadamente 5 g de ácido.

Otra vez sin querer estar obligado por la teoría, se cree que la concentración de protones relativamente baja de las soluciones acuosas de ácido de la invención produce un ambiente químico en el cual los minerales de silicato de zinc son intrínsecamente inestables y se descomponen sin consumir los protones o los aniones ácidos. Es decir, los ácidos débiles parcialmente disociados (o más ácidos fuertes disociados diluidos totalmente) producen un pH localizado donde minerales de silicato de zinc tales como hemimorfita, willemita y sauconita son todos intrínsecamente inestables y por lo tanto se disuelven en la solución hasta que está saturada con lo cual el zinc se precipita entonces en otro, una forma más termodinámicamente estable. La forma más estable es la fase que, otra vez sin querer estar obligado por la teoría, posteriormente se disuelve en la solución de lixiviación amoniacal carbonato de amonio. La discusión anterior no debe interpretarse como que limitando el método del presente invención no se limita a cualquier mecanismo de acción particular por el cual la solución acuosa ácida cura el mineral de silicato de zinc entregándolo más dispuesto a la lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

Otra ventaja de la invención es que evitando las altas concentraciones de ácidos fuertes, disolución de ganga és disminuida de tal modo que se simplifica substancialmente la posterior purificación de la solución de lixiviación.

Otra ventaja adicional de la invención es que mediante el uso de amoniaco como los elementos solubles de ácido del agente de lixiviación, tales como Fe, Ca, Mg, Al, Si, etc. no se disuelven simplificando de esta manera considerablemente la purificación posterior de la solución de lixiviación.

Minerales de silicato de zinc A lo largo de esta descripción, a menos que el contexto requiera lo contrario, el término "mineral de silicato de zinc" o variaciones del mismo, se entenderá que incluyen, por ejemplo, el producto de uno o más pasos del tratamiento previo, como pasos de asar o calcinar y/o uno o más pasos de concentración, pero no está limitado al mismo.

Como es evidente de la anterior definición de mineral, el alcance de la presente invención no debe entenderse que excluye a los minerales que han sido tratados previamente por los métodos convencionales y en tales circunstancias, el método de la presente invención puede permitir recuperaciones mejores que los métodos convencionales. En muchos casos, las recuperaciones mejoradas por el método de la invención pueden representar un cuerpo mineral comercialmente viable.

El alcance de la presente invención incluye métodos donde una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o más arriba se aplica a una mezcla de minerales; al menos uno de los componentes de dicha mezcla es un mineral de silicato de zinc.

A lo largo de esta descripción, a menos que el contexto requiera lo contrario, la frase "mineral de silicato de zinc", o variaciones, se entenderá que incluyen minerales compuestos por uno o más de los siguientes minerales: hemimorfita, sauconita y willemita.

El método de la presente invención es particularmente eficaz donde el mineral de silicato de zinc contiene una cantidad significativa de hemimorfita en una forma de la invención, el mineral de silicato de zinc compone de hemimorfita.

En una forma de la invención, el contenido de zinc del mineral de silicato de zinc está predominantemente en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 10% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 20% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita.

En una forma de la invención, por lo menos el 30% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita en una forma de la invención, por lo menos el 40% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 50% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 60% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 70% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. En una forma de la invención, por lo menos el 80% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita. -En una forma de la invención, por lo menos el 90% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en forma de hemimorfita.

Los inventores han descubierto que el método de la presente invención es particularmente eficaz en sauconita donde la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 10% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 20% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 30% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 40% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 50% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 60% del contenido de zinc del-mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 70% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 80% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil. En una forma de la invención, por lo menos el 90% del contenido de zinc del mineral del silicato de zinc está en la forma de sauconita y la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es una solución concentrada de un ácido débil.

Como podría ser reconocido por los téenicos en la materia, la mínima fracción de zinc presente como un mineral específico necesario para que el depósito sea tratado económicamente disminuirá según el grado principal de zinc aumenta. Asimismo, los técnicos en la materia reconocerán que estos minerales pueden ocurrir juntos y la economía será una función de la fracción combinada de zinc presente como hemimorfita y/o willemita y/o sauconita. Ácidos Como se entendió por los versados en la técnica, un ácido débil es un ácido que se disocia incompletamente en la solución acuosa. Es decir, no libera todos sus protones cuando en la solución, se dona solamente una cantidad parcial de sus protones a la solución. Estos ácidos tienen mayor pKa de ácidos fuertes, los cuales liberan todos sus protones cuando se disuelven en solución acuosa. Por consiguiente, las soluciones ácidas débiles exhiben pH más alto que las soluciones que contienen una concentración igual de un ácido fuerte.

En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido con un Ka de menos de 1.8 X 1CT16.

En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido débil con un pKai de 1 a 7.

En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido débil con un pKai de 1 a 7 se selecciona de la lista dentro de las siguientes recopilaciones de IUPAC: Dissociation Constants of Organic Acids in Aqueous Solution, por G. Kortum, W. Vogel, y K. Andrussow; Ionisation Constants of Organic Acids in Aqueous Solution, por E. P. Serjeant y Boyd Dempscy; y/o D. D. Perrin, Ionization Constants of Inorganic Acids and Bases in Aqueous Solution. en una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido seleccionado del Grupo: ácidos alifáticos mono - árido di-carboxílicos, ácidos fenil sustituido alcanóico, ácidos hidroxialcanóico y hidroxialcandóico, ácidos aromáticos, aromáticos y ácidos alifáticos sulfónicos, En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido seleccionado del Grupo: ácido acético, ácido fenilacético, ácido trifluoroacético, ácido acrilico, ácido ascórbico, ácido benzoico, ácido clorobenzoico, ácido dinitrobenzoico, ácido hidroxibenzoico, ácido metoxibenzoico, ácido metilbenzoico, ácido o-acetoxibenzoico, ácido naftaleno-2-benzoico, ácido fluorhídrico, ácido bromhídrico, ácido isobutírico, ácido yodhídrico, ácido fenilbutirico , ácido (3-hidroxibutírico, ácido dioicas-1,4-butino, ácido hexino-1,4-dioc, ácido cáprico (decanoico), ácido cinámico, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido fumárico, ácido glicólico, ácido heptanoico, ácido hipúrico, ácido láctico, ácido málico, ácido maleico, ácido hidroximaleico, ácido malónico, ácido mandélico, ácido metanosulfónico, ácido nicotínico, ácido isonicotínico, ácido oxálico, ácido itálico, ácido teraftálico, ácido propiónico, ácido fenilpropionico, ácido salicílico, ácido sebácico, ácido succínico, ácido subérico, ácido sulfónico, ácido benceno-sulfónico, ácido p-bromofenilsulfónico, ácido clorobenzosulfónico, ácido etanesulfónico, ácido 2-hidroxietanesulfónico, ácido p-toluenesulfónico, ácido xiienesulfónico, ácido bórico, ácido hidracídico, ácido hipocloroso, ácido nitroso, ácido fenol, ácido propánico, ácido succinico, ácido a-hidroxibutírico, etilendiamina-N, ácido N-diacético, ácido isobutírico, ácido sulfuroso, ácido tartárico, ácido úrico, ácido tartárico, ácido cianhídrico, sulfuro de hidrógeno, En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido seleccionado del Grupo: ácido cítrico, ácido oxálico, ácido tartárico, ácido acético.

En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa es una solución acuosa de un ácido seleccionado del grupo: ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido perclórico.

Curado Como se entendería por un téenico en la materia, el término curado es fundamentalmente distinto de lixiviación. La lixiviación describe un proceso por el cual una solución que contiene a un agente de lixiviación está en contacto con un mineral, la solución recuperada y valiosos metales extraídos de la misma. El paso de curado de la presente invención representa el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado más dispuesto al proceso de lixiviación el proceso es uno donde hay disolución del mineral insoluble del amoniaco y la precipitación de una fase soluble en amoniaco. No se logra la recuperación del metal durante el curado.

El alcance de la presente invención abarca métodos donde la solución de ácido acuosa se recolecta después del paso de curado del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado y valores metales recuperados del mismo. Sin embargo, las soluciones de lixiviación acuosas convencionales no entran en el significado de la solución de ácido acuosa pues no presentan el mineral a ser lixiviado más dispuesto al posterior proceso de lixiviación. Por ejemplo, los procesos de lixiviación amoniacal de dos etapas difieren marcadamente del método de la presente invención pues no hay ninguna mejora de la segunda etapa de lixiviación por el desempeño de la primera.

Sin embargo, en una forma preferida de la invención, el paso de curado del mineral a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa más específicamente comprende substancialmente la solución acuosa ácida en contacto con el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado cuando se agrega la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre de retención. Como se entendería por un téenico en la materia, en muchas aplicaciones, es virtualmente imposible conservar completamente una solución en contacto con el mineral para ser lixiviado. Por ejemplo, en un contexto de lixiviación principal, es virtualmente imposible detener el drenaje del mineral.

Condiciones de curado: temperatura y presión Las más deseables condiciones bajo las cuales el mineral de silicato de zinc está curado varían según la composición, mineralogía y textura del mineral varía. Por ejemplo, la temperatura en que se produce el paso de curado, el pH en el cual se produce el paso de curado y el tiempo para que el.mineral de silicato de zinc se expone a la solución de ácido acuosa todo puede variar en respuesta a la composición, mineralogía, textura, tamaño de partícula y volumen del mineral de silicato de zinc de los poros.

En una forma altamente preferida de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado ocurre a presión atmosférica.

En una forma altamente preferida de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado ocurre a temperatura ambiente.

Condiciones de curado; tiempo de curado Como se entendería por un téenico en la materia, el tiempo de curado será un producto de muchos factores, que no menos importante de los cuales es el tamaño de las partículas de mineral de silicato de zinc, con tamaños de partícula más pequeños que permite un tiempo de curado más corto (en los gastos, por supuesto, de la energía asociada con la reducción del tamaño de las partículas del mineral).

En una forma de la invención, el paso de: curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de un bajo volumen de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior, produciendo un curado mineral más dispuesto a lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre; llevar a cabo durante un periodo de menos de 28 días antes el paso lixiviar el mineral de silicato de zinc curado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada.

Los inventores han descubierto que, mientras que el método de la presente invención es eficaz en la representación de willemita del mineral de silicato de zinc susceptible a lixiviación amoniacal carbonato de amonio, la tasa a la cual el curado se lleva a cabo es más lenta que la de minerales compuestos predominante de hemimorfita o sauconita.

Donde el mineral de silicato de zinc es predominantemente willemita, el periodo está preferiblemente dentro de un rango con un límite inferior de 2 horas y un límite superior seleccionado del Grupo: 28 dias, 20 días, 14 días, 7 días, 3 días, 2 días, 1 día, 18 horas, 12 horas, 8 horas, 4 horas y 3 horas.

Donde el mineral de silicato de zinc es predominante sauconita, hemimorfita o predominante una combinación de sauconita y hemimorfita el período preferentemente es dentro de un rango con un límite mínimo de 30 minutos y un límite superior seleccionado del grupo siguiente: 14 días, 7 días, 6 días, 5 días, 4 días, 3 días 2 días, 1 día, 18 horas, 12 horas, 8 horas, 4 horas, 3 horas, 2 horas y 1 hora.

Bajo volumen (de la solución ácida acuosa tiene un pH de 1 o superior) A lo largo de esta descripción, a menos gue el contexto requiera lo contrario, las frases "espacio de poros" y "volumen de poros" se refieren al espacio que comprende los poros dentro de las partículas del mineral, a diferencia de los poros entre las partículas creadas por cualquier proceso de apilamiento.

El volumen de la solución de ácido acuosa con que un pH de 1 o por encima es una función de una serie de parámetros, incluyendo pero no limitado a, la textura del mineral del silicato de zinc, el tiempo de residencia (el tiempo para que el mineral de silicato de zinc se expone a la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de previo a la etapa de lixiviación), la concentración de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, la deseada recuperación de zinc y las condiciones de lixiviación.

Sin embargo, los volúmenes de solución de curado expuestos al mineral son tan bajos como sea posible. Es decir, las formas recomendadas de la invención utilizan bajos volúmenes de solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima y métodos preferidos para curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de aquellos están adaptados para aprovechar los bajos volúmenes de solución acuosa de solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima.

La medida ideal de la saturación del espacio de poro del mineral de silicato de zinc con la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, dependerá en gran medida de la textura del mineral del silicato de zinc.

Preferiblemente el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 20% del espacio de poro con la solución. Incluso preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 30% del espacio de poro con la solución. Incluso preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 40% del espacio de poro con la solución. Incluso preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 50% del espacio de poro con la solución. Incluso preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 60% del espacio de poro con la solución. Preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 70% del espacio de poro con la solución. Preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, satura al menos el 80% del espacio de poro con la solución. Preferentemente, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior o superior, satura al menos el 90% del espacio de poro con la solución.

Condiciones de curado: aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima del mineral de silicato de zinc.

En una forma de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de más específicamente comprende: rociar la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior en el mineral de zinc silicato antes el paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

El método de la presente invención puede incluir el paso de: reducir el tamaño del mineral silicato de zinc a ser lixiviado por trituración o molienda.

En una forma particular de la invención, el método de la presente invención incluye el paso de: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por molienda húmeda, en donde el mineral de silicato de zinc es tierra en contacto con agua o una solución acuosa de molienda.

Donde la invención comprende reducción del tamaño del mineral de silicato de zinc a ser tratado por molienda húmeda, donde se muele el mineral de silicato de zinc en contacto con agua o una solución acuosa de molienda, la solución acuosa de molienda puede ser proporcionada en la forma de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima.

En una forma de la invención, el método comprende los pasos de: moler el mineral de silicato de zinc en una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, de esta manera el curado del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de acido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; descansar el mineral de silicato de zinc durante un período determinado; luego lixiviar el mineral de silicato zinc curado y descansado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre para producir una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de metales.

El método de la presente invención puede incluir un paso de: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por aplastamiento.

En una forma particular de la invención, el método de la presente invención incluye el paso de: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por trituración húmeda, en donde el mineral de silicato de zinc se aplasta en contacto con agua o una solución acuosa de trituración.

Donde la invención comprende la reducción del tamaño del mineral de silicato de zinc a ser tratado por trituración húmeda, en donde el mineral de silicato de zinc se aplasta en contacto con agua o una solución acuosa de trituración, la solución acuosa de trituración puede ser proporcionada en la forma de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima.

En una forma de la invención, el método comprende los pasos de: trituración del mineral de silicato de zinc en una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 0 o por encima curando de esta manera el mineral a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 0 o por encima; descansar el mineral de silicato de zinc durante un periodo determinado; luego lixiviar el mineral de silicato zinc curado y descansado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre para producir una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de metales.

En una forma de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución acuosa de solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de más específicamente comprende: apilar el mineral de silicato de zinc para formar una pila; regar la superficie de la pila con la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de tal forma que la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 0 o por encima se filtra hacia abajo a través de la pila; descansar el mineral de silicato de zinc durante un periodo predeterminado, antes de la etapa de lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

En una forma de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de más específicamente comprende: sumergir el mineral de silicato de zinc en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de un tiempo suficiente de manera que infiltra en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de una fracción deseada del volumen del poro; descansar el mineral de silicato de zinc durante un período determinado antes del paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

El método de la presente invención puede incluir un paso de: aglomerar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado.

En una forma particular de la invención, el método de la presente invención incluye el paso de: aglomerar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado contactándose con el mineral de silicato de zinc con agua o una solución acuosa de un agente de aglomeración.

En una forma de la invención, la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima es también la solución acuosa del agente de aglomeración. Es decir, la solución acuosa contiene un agente de curado y un agente de aglomeración. En una forma de la invención, el agente de curado es un agente de aglomeración, de manera que el paso de curado del mineral a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución acuosa de un agente de curado más específicamente comprende: aglomerar el mineral de silicato de zinc con la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; descansar el mineral de silicato de zinc durante un período determinado antes del paso de la lixiviación del mineral curado a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

En una forma de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de más específicamente comprende: rociar la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior en el mineral de silicato de zinc; y descansar el mineral de silicato de zinc durante un tiempo predeterminado de la residencia, antes de la etapa de lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

El tiempo predeterminado para que el mineral de silicato de zinc descansado antes el paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre será una función de una serie de parámetros que incluyen, pero no se limitan al tamaño de partícula del mineral, la concentración del agente de curado y la textura del mineral.

En formas preferidas de la invención, el período predeterminado es entre 5 minutos y veintiocho días. Aún así, preferentemente el período predeterminado es entre 2 y 14 días. Aún así, preferentemente el período predeterminado es entre 1 día y 7 días, un téenico en la materia se dará cuenta de que el tiempo de curado será una función del tamaño de partícula, las partículas pequeñas que requieren substancialmente menos tiempo de curado que las partículas grandes.

En una forma preferida de la invención, la solución de ácido acuosa de mineral curado que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor a aproximadamente 100 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 200 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 400 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 700 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 1000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 2000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 4000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 7000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 0 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 10000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 20000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 40000 g/L. En una forma preferida de la invención, la solución ácida de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla tiene un contenido de sólidos no menor que aproximadamente 50000 g/L.

En una forma de la invención, el contenido de sólidos de la solución de ácido de mineral acuoso curado que tiene un pH de l o por encima de la mezcla cae dentro de un rango de contenidos teniendo un limite inferior de 100 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 200 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 400 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 700 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 1000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 2000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 4000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un límite inferior de 7000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un limite inferior de 10000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un límite inferior de 20000 g/L en una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un límite inferior de 40000 g/L. En una forma preferida de la invención, el rango de contenidos tiene un límite inferior de 50000 g/L.

En una forma de la invención, el contenido de sólidos de solución de ácido de mineral acuoso curada que tiene un pH de 1 o por encima de la mezcla cae dentro de un rango de contenidos que tiene un límite máximo de 100000 g/L. En una forma de la invención, el contenido de sólidos de la mezcla recae dentro de un rango de contenidos que tiene un límite superior de 50000 g/L. En una forma de la invención, el contenido de sólidos de la mezcla cae dentro de un rango de contenidos que tiene un límite superior de 40000 g/L. En una forma de la invención, el contenido de sólidos de la mezcla cae dentro de un rango de contenidos que tiene un limite superior de 20000 g/L.

Como sería obvio para los especialistas en la materia, el volumen y la concentración de la solución reductora variará según varios factores. El producto de la concentración y el volumen es la dosis de reductor aplicado. La dosis específica requerida por un mineral puede ser aplicada usando un bajo volumen de alta concentración o un alto volumen de baja concentración. El volumen que se utilizará es una función de la superficie del mineral. Un tamaño de partícula grande requerirá un volumen menor que un tamaño de partícula fina según la superficie es menor. Un mineral con un grado principal de cobalto alto requerirá más solución y/o concentración más alta que un mineral con un grado principal de cobalto bajo.

Lixiviación : presión y tempera tura Las más deseables condiciones bajo las cuales se lixivia el mineral de silicato de zinc curado se lixiviará variará cuando varíen las condiciones bajo las cuales se cura el mineral de silicato de zinc.

Los métodos de lixiviación del mineral generalmente, aunque no específicamente mineral de silicato de zinc, a presión atmosférica son bien conocidos para los téenicos en la materia e incluyen lixiviación de la pila, lixiviación del tanque, lixiviación de la cisterna y lixiviación del depósito. En formas preferidas de la invención, el paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada ocurre a temperatura ambiente. La lixiviación atmosférica, particularmente a temperatura ambiente, es una de las téenicas de lixiviación menos intensivas en energía disponibles. Un paso de curado no es energía intensiva y que representa un mineral de silicato de zinc susceptibles a un paso de lixiviación amoniacal que también no es energía intensiva tiene claras ventajas sobre los métodos de la técnica previa.

Lixiviación : solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

Carbonato de amonio El carbonato de amonio fija el funcionamiento pH a un rango relativamente estrecho y es, en cierta medida, autoregulador según el carbonato de amonio actúa como un tampón. Lo importante es el rango de pH tamponado por el carbonato de amonio es un rango en el cual el zinc es soluble. Una segunda ventaja de los sistemas de carbonato es que hay menos posibilidad de escalamiento de yeso según el nivel de sulfato siempre es demasiado bajo para que la precipitación ocurra. El nivel de calcio también será extremadamente bajo según la precipitación de CaCO3 se producirá cuando se liberan iones de calcio en la solución. Una tercera ventaja es que en el operativo pH muchos metales indeseables, incluyendo hierro, calcio, magnesio, aluminio, silicio y manganeso, tienen muy baja solubilidad. Esto simplifica el proceso general eliminando o reduciendo la necesidad de incluir las operaciones de la unidad diseñadas para eliminar estos metales de la solución de zinc.

Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es suficiente para impedir que el pH disminuya por debajo de 8 durante el paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es menos 0.1 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es menos 1 g/L.

Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio es por lo menos 5 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es por lo menos 8 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es por lo menos 10 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es por lo menos 20 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es por lo menos 30 g/L. Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es entre 0.1 g/L y 500 g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio es entre 1 g/L y 500g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio es entre 5 g/L y 500g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es entre 8 g/L y 500g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es entre 10 g/L y 500g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es entre 20 g/L y 500g/L. Incluso preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre es entre 30 g/L y 500g/L.

Preferentemente, la concentración de carbonato de amonio de la solución es aproximadamente 10 g/L de carbonato de amonio.

Amoniaco El amoniaco de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre puede generarse in situ, por la hidrólisis de la urea.

La concentración de amoniaco libre de la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre puede ser adaptada a la tasa a la cual se lixivia el zinc del mineral de silicato de zinc curados, minimizando de esta manera el exceso de amoniaco libre y minimizando las pérdidas de amoniaco debido a la evaporación. Específicamente, la solución resultante de la lixiviación cargada preferiblemente contiene sólo un ligero exceso de amoniaco libre sobre lo que se necesita para retener el zinc en la solución. Como hay poco amoniaco libre en la solución de lixiviación cargada, las pérdidas de amoniaco debido a la evaporación son bajas.

Un téenico en la materia fácilmente será capaz de calcular la concentración de amoniaco libre requerida a retener el zinc en la solución a una concentración deseada. Las condiciones bajo las cuales los complejos amoniacales de varios metales objetivo, como el zinc, son fácilmente calculables basado en los datos contenidos en el NIST estándar referencia base de datos de 46, NIST Standard Reference Database 46, NIST Critically Selected Stability Constants of Metal Complexes: Versión 6.0 , el contenido del cual se encuentra expresamente incorporado por referencia.

Por ejemplo, donde el metal objetivo es el zinc y el mineral contuvo 18.2% de zinc en forma rápida de lixiviación la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre comprende 30-70 g/L de amoniaco .

Como podría ser realizada por un técnico en la materia el nivel de amoniaco en la solución aplicada en el paso (b) podría coincidir con el nivel de zinc en el mineral y la tasa en la que filtra. Un mineral de bajo grado donde el zinc se lixivia lentamente puede requerir una concentración inferior de amonio que un alto grado de mineral donde la lixiviación es rápida.

Concentración de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior Como se entenderla por un téenico en la materia, por los ácidos fuertes, la concentración de ácido es substancialmente dictada por el pH de la solución. Para los ácidos débiles, la relación entre la concentración del ácido y del pH es substancialmente determinada por el Ka (o Kas o Kai) del ácido.

Para la mayoría del minerales de silicato de zinc ricos en hemimorfita o willemita, extremadamente bajos (relativo a estequiométrica) las dosis de ácido son posibles y desde una perspectiva económica, altamente deseable. En una forma de la invención, la relación molar de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de zinc en el mineral de silicato de zinc es menor que 1. En una forma de la invención, la relación molar de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de zinc en el mineral de silicato de zinc es menor que 0.1. En una forma de la invención, la relación molar de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de zinc en el mineral de silicato de zinc es menor que 0,01. En una forma de la invención, la relación molar de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de zinc en el mineral de silicato de zinc es menor que 0.001. En una forma de la invención, la relación molar de ácido en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de zinc en el mineral de silicato de zinc es menor que 0.0001.

Para los minerales de silicato de zinc ricos en sauconita, las dosis de ácido que aproximan doble la relación estequiométrica son deseables. En una forma de la invención, la relación molar del ácido al zinc para los minerales ricos en sauconita está entre 1:1 y 4:1. En una forma de la invención, la relación molar del ácido al zinc para los minerales ricos en sauconita está entre 1:1 y 3:1. En una forma de la invención, la relación molar del ácido al zinc para los minerales ricos en sauconita está entre 1.5: 1. y 2.5:1.

Sin querer estar apegado a la teoría, se cree que sauconita intercambia protones con el ácido. Como se entendería por un téenico en la materia, para una cantidad estequiométrica de ácido que cae dentro del rango de pH que los inventores han encontrado que es eficaz, el ácido debe ser un ácido débil.

Medios para la recuperación del metal Los medios para la recuperación del metal de la presente invención pueden abarcar uno o más de los siguientes: extracción por disolvente, intercambio iónico, precipitación y cementación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención ahora se describirá, únicamente a manera de ejemplo, con referencia a una modalidad de la misma y el dibujo adjunto, en los cuales: La figura 1 es un organigrama esquemático de un método de lixiviación de uno o más metales objetivo, por lo menos uno de los cuales es zinc, de un mineral de silicato de zinc de acuerdo con la presente invención; La figura 2 muestra los grados principales de las muestras de mineral en los ejemplos La figura 3 muestra la abundancia relativa de los minerales de zinc presentes en las muestras de la figura 2; La figura 4 muestra la disolución de zinc para todas las muestras después del tratamiento de lixiviación del ejemplo 1; La figura 5 muestra las recuperaciones en función de la dosis para las muestras del ejemplo 2; La figura 6 muestra los datos de la figura 5 como función de la dosis de ácido cítrico; La figura 7 muestra la disolución de zinc para todas las muestras después del tratamiento del ejemplo 3; La figura 8 muestra la disolución de zinc para todas las muestras después de ser curado con los ácidos fuertes en diferentes dosis; La figura 9 es un gráfico que muestra el grado de lixiviación directa de los minerales del ejemplo 5 de minerales en soluciones de carbonato de amonio amoniacal (AAC y SAC) y ácido sulfúrico; La figura 10 es un gráfico que muestra el grado de lixiviación directa de los minerales del ejemplo 5 minerales en soluciones de carbonato de amonio amoniacal (AAC y SAC) y ácido sulfúrico después de un paso de pretratamiento; y La figura 11 es un gráfico que muestra el grado de lixiviación directa de los minerales del ejemplo 5 minerales en la solución de carbonato de amonioamoniacal después que los minerales se pretrataron utilizando AAC y dos diferentes concentraciones de ácido cítrico.

MEJOR (ES) MODO (S) DE REALIZAR LA INVENCIÓN El mineral de silicato de zinc 1 se rocía con una solución débilmente ácida 2 suficiente para mojar el volumen del poro del mineral. El mineral de silicato de zinc curado entonces se apila 3 en una pila. La pila se riega con una solución de carbonato de amonio amoniacal 4, que es una combinación de solución recielada de la extracción con disolvente y solución fresca. La escorrentía se recoge y se envía a la extracción del disolvente 5, los sólidos agotados de zinc 6 se envían a los encolados. La solución amoniacal rica en zinc 5 se pone en contacto con un reactivo de extracción de disolvente adecuado y zinc extraído. La solución amoniacal agotada de zinc 4 es recielada a la etapa de lixiviación de la pila. La solución rica en zinc de la etapa de extracción por disolvente 7 es enviada a un proceso de recuperación de zinc por ejemplo electro-desposición. Después de la recuperación, la solución agotada de zinc 8 se recicla a la extracción por disolvente para su reutilización. Se envía el producto de zinc 9 para la venta.

Ejemplos Un conjunto de diferentes muestras se obtuvo de un depósito de óxido de zinc. Los grados principales de las muestras se muestran en la figura 2. La difracción de rayos x cuantitativa se utilizó para determinar la abundancia relativa de los minerales de zinc presentes, esta información se muestra en la figura 3. De esto resulta evidente que la mineralogía de zinc cambió con la muestra, las muestras 1-7 contienen predominantemente silicato de zinc en la forma de hemimorfita (Zn4Si207(OH)2?20), las muestras 8-11 fueron principalmente silicato de zinc en forma de willemita (Z^SiCL) y las muestras de 12-20 fueron predominantemente esfalerita (ZnS). También estuvo presente Smithsonita (ZnCO3). Los demás principales minerales presentes en el mineral fueron calcita (CaCO3), dolomita (CaMg(C03)2) y granate (MII3MIII2SÍ30i2). Sobre la base de la mineralogía, la capacidad de neutralización de ácido de los minerales se calculó al rango de 10 a 850 kg H2SC>4/t mineral, la media siendo 440 kg H2S04/1 de mineral. Económicamente, dichos consumos de ácidos altos descuenta efectivamente el uso de ácido como un agente de lixiviación para estos minerales.

EJEMPLO 1 Las muestras fueron curadas mediante un ácido fuerte (ácido sulfúrico) y un ácido débil (ácido cítrico), en dos dosis diferentes, formando una pasta. Después de curar, la pasta era humo usando amoniaco 20 g/L + solución de carbonato de amonio 20 g/L. Después de 24 h de la lixiviación, la solución fue muestreada y analizada para el zinc. La figura 4 muestra la disolución de zinc para todas las muestras. Para la comparación, la muestra no curada también aparece después de 24 h de lixiviación en amoniaco 20 g/L + solución de carbonato de amonio 20 g/L.

Claramente, para lograr disolución mayor de zinc en la etapa de lixiviación es necesario contar con una etapa de curado. Sin embargo, no todos los tratamientos utilizados fueron eficaces. Sorprendentemente, el curado que usó una alta dosis de ácido fuerte (400 kg H2SC>4/t de mineral ) fue en realidad contraproducente. De hecho, la dosis más baja (40 kg/t) de ácido sulfúrico fue más eficaz que la dosis más alta en todos los casos..

Los mayores aumentos en la solubilidad se lograron con el ácido débil, ácido cítrico. Ambas dosis fueron más eficaces que el ácido sulfúrico y la menor de dosis de ácido cítrico fue generalmente más eficaz. Como se indicó anteriormente, una mayor lixiviación se espera usando dosis más altas de reactivo asi que este resultado es contador intuitivo.

EJEMPLO 2 Se realizaron una serie adicional de experimentos, de otra manera idénticos, con diferentes dosis de ácido cítrico en un subconjunto de las muestras cubriendo los diferentes tipos mineralógicos del mineral. Las recuperaciones en función de la dosis se muestran en la figura 5. El funcionamiento de la dosis de cero también se muestra para comparación. Como puede verse hay un rango relativamente pequeño de las recuperaciones del mineral a pesar del cambio de cincuenta veces en la dosificación de reactivos aplicada. Claramente, no es la cantidad de ácido cítrico presente que determina el grado de lixiviación mejorada.

Los mismos datos fue trazados mostrando la disolución de zinc en función de la dosis de ácido cítrico, que se muestra en la figura 6. Observe que el eje x es logarítmico y la muestra de dosis de cero se muestra en una dosis de 0.1 kg/t sólo con fines comparativos. Esto demuestra más claramente que la dosis de ácido cítrico es comparativamente de poca importancia con aumentos menores sólo relativamente en la recuperación de zinc en dosis más altas. Desde una visión económica es un excelente resultado pues las dosis altas inevitablemente costarán más. Claramente, habrá un equilibrio económico entre el costo de ácido cítrico y la mejora en la recuperación de zinc, la capacidad de usar dosis muy bajas para lograr aumentos significativos en la solubilidad de zinc es económicamente muy valiosa.

El efecto de curar en el ácido débil es claramente más alto en las muestras sin sulfuro 1-11.

Sin querer estar apegado a la teoría, se cree que el ácido débil produce un ambiente químico en el cual los minerales de zinc son intrínsecamente inestables y por lo tanto se descomponen sin consumir los protones o iones de citrato. Esto explicaría el efecto incluso en la dosis más baja. Considerar curado un 5% de zinc de grado principal utilizando 0.5 kg/t de ácido cítrico, por ejemplo la muestra 1 en cada tonelada de mineral hay 50 kg de zinc, zinc tiene una masa molar de 65.4 g/mol, asi que cada tonelada de mineral contiene 50000/65.35 = 764.5 mol de Zn. Para cada tonelada de mineral 0.5 kg de ácido cítrico se utiliza, el ácido cítrico tiene una masa molar de 192 g/mol dándole 500/192 = 2,60 moles de ácido cítrico presente. La relación molar de ácido cítrico a zinc es 2.60/764.5 = 0.0034.

El efecto en los minerales predominantes en esfalerita pobre se cree que es debido a esta fase siendo estable en las soluciones de ácido cítrico utilizadas.

Cualquier téenico en la materia se dará cuenta que existe un déficit muy considerable de iones de citrato para formar un ion complejo de citrato de zinc de relación molar 1:1. Fueron dichos complejos que formaron los iones de citrato presentes que se hubieran agotado con muy poco aumento en la solubilidad. Puede hacerse un cálculo similar para los protones, el ácido cítrico tiene tres protones disponibles de manera que la relación molar de los protones al zinc sería de 0.01, habían sido consumidos todos los protones en la solubilización del zinc después que se hubiera observado una pequeña extra-solubilidad.

EJEMPLO 3 Una muestra de un depósito diferente fue analizada y encontrada para contener un 4.54% Zn, difracción de rayos x cuantitativa mostró que ~ 98% de zinc estuvo presente según la hemimorfita de silicato. Se utilizaron cuatro diferentes ácidos débiles para curar esta muestra usando 5 o 50 kg de ácido por tonelada. Después de 24 horas de descanso, la muestra se lixivia en carbonato de amonio amoniacal por 24h y luego la solución se analizó para evaluar el grado de disolución. La figura 7 muestra el grado de zinc lixiviado. La linea horizontal muestra el grado de lixiviación en ausencia de cualquier cura fue del 35%. Claramente, todos los ácidos débiles probados fueron eficaces con > el 73% de la disolución de zinc. Una examinación más detallada de los datos muestra que la dosis de ácido inferior de 5kg/t fue en realidad más efectiva que las dosis más alta.

EJEMPLO 4 La misma muestra se curó luego con los ácidos fuertes en diferentes dosis. La figura 8 muestra que el ácido sulfúrico es mucho más efectivo en dosis bajas que a dosis altas. El ácido fosfórico también es tan eficaz como el ácido cítrico en dosis bajas. Esto indica que la identidad del ácido utilizado no es tan importante como la dosis utilizada. La línea horizontal muestra el grado de lixiviación en ausencia de cualquier cura fue del 35%.

Podría ser razonablemente esperado por los téenicos en la materia que un tiempo de curado más largo que 24 h utilizado podría conducir a mayores mejoras en la solubilidad durante la etapa de lixiviación posterior.

EJEMPLO 5 Se obtuvieron quince muestras de mineral de un depósito de óxido de zinc europeo. Los grados principales variaron de 14.7 a 29.9% de zinc y la mineralogía de zinc fue una mezcla de Smithsonita y hemimorfita. La lixiviación directa de estos minerales en soluciones de carbonato de amonio amoniacales y el ácido sulfúrico (AAC y SAC) se muestran en la figura 9. Como es evidente, el ácido es por lejos el más eficaz con recuperaciones altas alcanzadas. Sin embargo, el ácido consumido en el proceso también es extremadamente alto con los minerales consumiendo 200-> 500kg de H2S04 por tonelada de mineral. Incluso en el altos grados principales este consumo es probable que sea económico. La otra desventaja de lixiviación ácida es que la solución de lixiviación también contiene otros elementos disueltos, principalmente hierro, aluminio, silicio, calcio y magnesio, todos los cuales necesitarán removerse y colocarse de manera ambientalmente aceptable. Ninguno de estos elementos son solubles en la solución de carbonato de amonio amoniacal de esta manera se simplifica enormemente el total proceso de diagramas de flujo y e reduce el impacto ambiental.

Los mismos minerales fueron entonces pretratados haciendo una pasta mezclando un pequeño volumen de las mismas soluciones usadas para lixiviación con mineral. Se permitió que la mezcla descanse durante 24h y luego se lixivió añadiendo la pasta a un mayor volumen de AAC. El grado de lixiviación se muestra en la figura 10. Como es evidente, descansando en AAC o SAC antes de lixiviación fue más efectiva para mejorar la lixiviación en AAC que descansando en ácido sulfúrico. Esto es contraproducente basándose en el resultado directo de lixiviación que se muestra en la figura 9 donde el ácido era una lixiviación más eficaz que la solución amoniacal.

Los mismos minerales fueron pretratados con AAC y dos diferentes concentraciones de ácido cítrico y entonces lixiviados en una solución de carbonato más concentrado amoniacal de amonio (SAC). Los resultados se muestran en la tabla 11. Como es evidente, el uso de una solución más concentrada de lixiviación mejora enormemente la recuperación después de pretratamiento en AAC comparada con lixiviación en AAC. El uso de lOg/L de ácido cítrico en el pretratamiento también es claramente mucho más eficaz que el ácido cítrico lg/L con recuperaciones significativamente más altas alcanzadas de todas las muestras de mineral.

Sin desear apegarse a la teoría, se considera que la concentración más alta de ácido cítrico para la eficacia es debido a la elevada proporción de hemimorfita en el mineral y el alto grado principal en comparación con los anteriores minerales. El mismo efecto como lOg/L puede haberse logrado utilizando una menor concentración de ácido cítrico como la recuperación promedio aumentada por un factor de alrededor de 4 (de ~ 23% a > 90%). La concentración de zinc de solución para la opción del tratamiento previo de ácido cítrico lOg/L varió de 8-20g/L. Como podría ser reconocido por los téenico en la materia posteriores la optimización adicional del tratamiento previo y las condiciones de lixiviación pueden esperarse que conducen a recuperaciones más altas y concentraciones de solución de lixiviación más altas.

Las modificaciones y variaciones tales como sería evidente para el técnico se consideran que están dentro del alcance de esta invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. De conformidad con la presente invención se proporciona un método para la lixiviación de zinc de un mineral de silicato de zinc, el método que comprende los pasos del método : curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de un bajo volumen de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; producir un mineral de silicato curado de zinc más dispuesto a lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre; lixiviar el mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de zinc.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el pH de la solución de ácido acuosa es de 4 o más abajo.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior es un solución acuosa de .un ácido débil que tiene un pKa de 1 a 7.

4. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior es una solución acuosa de un ácido seleccionado del grupo: ácidos alifáticos mono - y di-carboxílíeos, ácidos fenil sustituido alcanóico, ácidos hidroxialcanóico e hidroxialcandóicos, ácidos aromáticos, ácidos alifáticos y aromáticos sulfónicos.

5. Un método de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 1 a 4, en donde la solución de ácido acuoso que tiene un pH de 1 o superior es una solución acuosa de un ácido seleccionado del grupo: ácido acético, ácido fenilacético, ácido trifluoroacético, ácido acrílico, ácido ascórbico, ácido benzoico, ácido clorobenzoico, ácido dinitrobenzoico, ácido hidroxibenzoico, ácido metoxibenzoico, ácido metilbenzoico, ácido o-acetoxibenzoico, ácido naftaleno-2-benzoico, ácido fluorhídrico, ácido bromhídrico, ácido isobutírico, ácido yodhídrico, ácidofenilbutírico, ácido b-hidroxibutírico, ácido dioicas-1,4-butino, ácido hexino-1,4-dioc, ácido cáprico (decanoico), ácido cinámico, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido fumárico, ácido glicólico, ácido heptanoico, ácido hipúrico, ácido láctico, ácido málico, ácido maleico, ácido hidroximaleico ácido malónico ácido mandélico ácido metanosulfónico, ácido nicotinico, ácido isonicotínico, ácido oxálico, ácido itálico, ácido teraftálico, ácido propiónico, ácido fenilpropionico, ácido salicilico, ácido sebácico, ácido succinico, ácido subérico, ácido sulfónico, ácido benceno-sulfónico, ácido p-bromofenilsulfonic, ácido clorobenzosulfónico, ácido etanesulfónico, ácido 2-hidroxietanesulfónico, ácido p-toluenesulfónico, ácido xilenesulfónico, ácido bórico, ácido hidraciidico, ácido hipocloroso, ácido nitroso, ácido fenol, ácido propánico, ácido sucinico, ácido a-hidroxibutírico, etilendiamina-N, N-diacético ácido, ácido isobutirico, ácido sulfuroso, ácido tartárico, ácido úrico, ácido tartárico, ácido cianhídrico y sulfuro de hidrógeno,

6. Un método de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones de 1 a 4, en donde la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior es una solución acuosa de un ácido seleccionado del grupo: ácido cítrico, ácido oxálico, ácido tartárico y ácido acético.

7. Un método de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones de 1 a 4, en donde la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior es una solución acuosa de un ácido seleccionado del grupo: ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido perclórico.

8. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso de: curar el mineral a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; más específicamente comprende: retener substancialmente la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior en contacto con el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado cuando se agrega la solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

9. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado se lleva a cabo a presión atmosférica.

10. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado se lleva a cabo a presión ambiente.

11. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el paso de: curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de un bajo volumen de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o superior que produce un mineral curado más dispuesto a lixiviación mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre; se lleva a cabo durante un periodo de menos de 28 dias antes del paso de: lixiviar el mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre, produciendo una solución de lixiviación cargada.

12. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, saturados por lo menos el 20% del espacio de poro con la solución.

13. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además el paso de: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por trituración y/o molienda.

14. Un método de conformidad con la reivindicación 13, en donde el paso de: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por trituración y/o molienda más específicamente comprende: reducir el tamaño del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado por trituración y/o molienda húmeda, en donde se muele el mineral de silicato de zinc en contacto con agua o una solución acuosa de molienda.

15. Un método de conformidad con la reivindicación 16, en donde la solución acuosa de molienda puede ser proporcionada en la forma de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima.

16. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende los pasos de: triturar y/o moler el mineral de silicato de zinc se lleva a cabo en una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima, de esta manera se cura el mineral de silicato curado de zinc a ser lixiviado a través de la aplicación de la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; descansar el mineral de silicato de zinc durante un periodo determinado; luego lixiviar el mineral de silicato curado y descansado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre para producir una solución de lixiviación cargada; y pasar la solución de lixiviación cargada a los medios para la recuperación de metales.

17. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el paso de: curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución acuosa de solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima; más específicamente comprende: apilar el mineral de silicato de zinc para formar una pila; regar la superficie de la pila con la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de tal forma que la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima se filtra hacia abajo a través de la pila; y descansar el mineral de silicato de zinc durante un periodo determinado, antes de la etapa de lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

18. En una forma de la invención, el paso de curar el mineral de silicato de zinc a ser lixiviado mediante la aplicación de una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima comprende más específicamente : sumergir el mineral de silicato de zinc en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima de un suficiente tiempo de manera que en la solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima infiltra una fracción deseada del volumen del poro; permitir la solución de exceso para drenar y recielando la solución de exceso para la etapa de inmersión; y descansar el mineral de silicato de zinc durante un periodo determinado antes del paso de la lixiviación del mineral de silicato curado de zinc a presión atmosférica mediante la aplicación de una solución de carbonato de amonio que contiene amoniaco libre.

19. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además el paso de la aglomeración del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado contactando con el mineral de silicato de zinc con agua o una solución acuosa de un agente de aglomeración.

20. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además el paso de la aglomeración del mineral de silicato de zinc a ser lixiviado contactando el mineral de silicato de zinc con una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima o una solución de agente de aglomeración en una solución de ácido acuosa que tiene un pH de 1 o por encima.