MXPA00004222A - Metodo para remover contaminantes de corrientes de proceso en procesos de recuperacion de metales - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para remover diferentes contaminantes (por ejemplo, colectores orgánicos, metales contaminantes o iones espectadores, y/o sólidos suspendidos y coloidales) de corrientes de proceso en procesos de lixiviación. La remoción de contaminantes es realizada mediante una o mas sistemas de membrana de filtración (22) (por ejemplo, nano-filtros, ultra-filtros y/o micro-filtros) que tratan las corrientes de proceso incluyendo la solución de lixiviación abundante (18), el refinado estéril y los electrolitos pobre y rico.

Description

M ÉTODO PARA REMOVER CONTAM I NANTES DE CORRI ENTES DE PROCESO EN PROCESOS DE RECUPERACIÓN DE METALES CAMPO DE LA I NVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a procesos para recuperar cobre de materiales que contienen cobre, y específicamente a procesos para remover varios contaminantes de corrientes de proceso en plantas de extracción con solvente/electroextracción.

ANTECEDENTES Las operaciones hidrometalúrgícas de minería de cobre com únmente usan un sistema de ' ixiviación y una planta de extracción de cobre, particularmente una planta de extracción con solvente/electroextracción (SW/EW), para recuperar cobre. Actualmente, el cobre electroextraído responde a aproximadamente 30% de la producción estadounidense de cobre total. Alrededor del mundo, existen más de 26 operaciones de lixiviaciones principales de montón, vertedero o in situ que usan SX/EW, con una capacidad total de 800 , 000 tons de cobre anualmente. Las operaciones de minería de cobre que usan la lixiviación y SX/EW son capaces de procesar minerales de bajo grado de manera redituable debido a bajos costos de trabajo, capital y operación. En la lixiviación de cobre, un lixiviante, normalmente ácido sulfúrico acuoso, se pone en contacto con roca o mineral conteniendo el cobre para solubilizar el cobre en el lixiviante y formar una sol ución de lixiviación abundante conteniendo cobre d isu elto. El contacto del l ixiviante y la roca puede realizarse en un tanque u otro recipiente (conocido como lixiviación de agitación o de cuba) o sobre un coj ín de lixiviación impenetrable sobre el cual la roca forma una pila o montón (conocido como lixiviación de montón). Los pasos requeridos para extraer el cobre disuelto de la solución de lixiviación abundante depende del método de recuperación seleccionado. En una planta de SX/EW, la solución de lixiviación abundante entra en contacto con un colector orgánico, tal como, hidroxi fenil oximas, normalmente a un pH q ue varía desde aproximadamente pH 1 hasta aproximadamente pH3 en un líquido, comúnmente referido como el "lix" , para provocar que el cobre disuelto se una al colector org ánico para formar un orgánico cargado, "y el colector org ánico cargado se pone en contacto después con un electrolito o solución de extracción desde aproximadamente 100-200 g de ácido/l para resolubilizar el cobre en una solución de extracción rjca. El refinado estéril es reciclado al paso de lixiviación , y el lix estéril al paso de extracción de cobre de la solución de lixiviación abundante. En u na planta de IX/EW, la solución de lixiviación abundante entra en contacto con una resina de intercambio iónico, normalmente a un pH q ue varía desde aproximadamente pH 1 hasta aproximadamente pH3, y los iones de cobre son transferidos a la resina de intercam bio de iones. La resina de .intercambio de iones rica en cobre entra en contacto entonces con la solución de extracción desde aproximadamente 100-200 g de ácido/l para transferir el cobre de la resina de intercam bio de iones a la solucción de extracción o electrolito. En cualq uier caso, la sol ución de extracción o electrolito rico en cobre es introducido en una celda de electroextracción, donde se recupera el cobre sobre un electrodo y el electrolito estéril es recontactado subsecuentemente con la solución orgánica cargada con cobre. Los contaminantes en las diversas corrientes del proceso en el ' proceso antes descrito pueden reducir la recuperación de cobre. A manera de ejemplo, el colector orgánico que es transportado hacia las corrientes de electrolito rico en cobre o estéril en cobre (es decir, en el circuito de electroextracción) y/o metales multivalentes puede fallar/contaminar el cátodo de cobre en la celda de electroextracción , reducir la eficiencia de la corriente y la calidad de producto de cobre, y provocar una pobre remoción de cobre del blanco de cátodo. Las corrientes de purga han sido usadas *, en él pasado para controlar la formación de tales contaminantes. Sin V ' embargo, las corrientes de purga requieren el reem plazamiento de grandes cantidades de ácido y agua limpia (lo cual es costoso) y remover una cantidad substancial de cobre (y aditivo de cobalto costoso) del circuito del electrolito. Exceso de iones de cobre multivalentes en el circuito de extracción también puede crear problemas debido a la fuerza de conducción para solubilizar el cobre unido al colector orgánico o la resina de intercambio de ¡ones es dependiente directamente de la concentración de cobre en el electrolito estéril . Los sólidos suspendidos y coloidales pueden impactar además de manera perjudicial la separación de fases del electrolito rico del lix estéril debido a la formación de "impurezas" (una emulsión del colector orgánico, solución de lixiviación abundante y sólidos suspend idos y coloidales) y también pueden tapar las perlas de resinas de interca m bio de iones . Com o se usa en la presente, "sól idos suspendidos" se refieren a sólidos q ue tienen un tamaño por encima de aproximadamente 0.45 mieras, y "sólidos coloidales" se refieren a sólidos que tienen un tamaño por debajo de aproximadamente 0.45 mieras. De acuerdo a esto, reducir las concentraciones de cobre y sólidos coloidales en el electrolito estéril puede aumentar significativamente la cantidad de cobre concentrada en el electrolito rico después del paso de extracción. La formación de metales multivalentes, tales como, sílice, aluminio, cinc, cadmio, hierro, manganeso, calcio y magnesio y metaloides/semi-metales, tales como, arsénico y selenio, en el circuito de lixiviación puede afectar de manera perjudicial, la solu bilidad del cobre en el lixiviante y con ellos disminuir la recuperación de cobre. El colector orgánico en el circuito de lixiviación también puede representar una pérdida económica grande y crear numerosos problemas ambientales, ya que "cubre" o contamina el montón de m i neral .

BREVE DESCRI PCIÓN DE LA I NVENCI ÓN Los objetivos de la presente invención incluyen remover varios contaminantes, tales como, iones espectadores, colector orgánico, sólidos suspendidos y coloidales y otros contam inantes de los circuitos de electroextracción y/o lixiviación, para mejorar la recuperación de cobre y eficiencias de sistema y reducir los costos de operación. Estos y otros objetivos son dirigidos mediante el proceso de la presente invención . El proceso incluye los pasos de: (a) contactar un lixiviante con un material conteniendo metal valioso para formar u na solución de lixiviación abundante, en la cual se disuelve al menos una porción del metal valioso en el material conteniendo metal valioso; (b) contactar la solución de lixiviación abundante con un colector, preferiblemente un compuesto orgánico o una resina de intercambio de iones, para formar un colector cargado incluyendo al menos la mayoría del metal valioso en la solución de lixiviación abundante y una solución de refinado extra ída; (c) contactar el colector cargado con una solución de extracción para formar un colector extraído y una solución de extracción rica, incluyendo al menos la mayoría del metal valioso en el colector cargado y un contami nante ; (d) filtrar al menos una porción de al menos una de la solución de lixiviación abundante, la solución de extracción rica, una solución de extracción estéril derivada de la solución de extracción rica, y la solución de refinado extra ída para formar un retenido conteniendo el contaminante y u n permeado; y (e) recu perar al menos una porción del metal valioso en la solución de extracción rica mediante una técn ica adecuada (por ejemplo, electroextracción, cementación , etc. ) para formar la solución de extracción estéril y u n producto de metal El metal valioso recuperado por este proceso puede ser cualquier metal adecuado, prefiriéndose cobre , oro, plata , ci nc, cobalto, uranio, níquel y mezclas de los mismos. El proceso es particularmente útil para la recuperación d e cobre a pa rtir de mineral de cobre.

El lixiviante incluye un agente de lixiviación que facilita la solubilización del metal valioso en el lixiviante. El agente de lixiviación es comúnmente un agente químico, que preferiblemente se selecciona del g rupo que consiste de ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorh ídrico, un cloruro, un nitrato, amoniaco, sales de amonio, un sulfato, un cianuro, un tiocianato, un hidroxido, dióxido de carbono, oxígeno y mezclas de las mismas. De manera más preferible, el lixiviante es ácido e incluye un ácido, tal como, ácido sulfúrico, ácido n ítrico, ácido clorh ídrico y mezclas de los mismos. El colector es preferiblemente un compuesto orgánico adecuado o una resina de intercambio de resinas. Los compuestos orgánicos preferidos incluyen hidroxi fenil oximas, alaminas y mezclas de los mismos. El colector es más preferiblemente seleccionado del grupo que consiste de las resinas vendidas bajo los nombres comerciales "LIX 54" , "LIX 63", "LIX 64", "LIX 65", " LIX 85" , "LIX 622N" y "LIX 860" como se fabrica por H EN KEL; "PT5050", "M5640" , "M561 1 5" y " P-51 00" como se fabrica por ACORGA LTD. ; y 'ALAM I NA 336" (extracción de uranio) y mezclas de los mismos. Las resinas de intercambio de iones preferidas incluyen resinas de intercam bio de cationes débiles y fuertes y mezclas de los mismos. La solución de extracción o electrolito puede ser cualquier solución q ue sea capaz de remover el metal valioso del colector y, en aplicaciones de electroextracción . facilita la deposición de electrodo del metal valioso en un cátodo. Preferiblemente, la sol ución de electrolito incluye ácido sulfúrico (cobre) , hidróxido de sodi o (uranio) u otros .

El contaminante puede ser cualquier substancia no deseable en la corriente de proceso siendo filtrada. El contam inante normalmente es uno o más de (a) un ion multivalente, tal como, cinc, cadmio, hierro, manganeso, aluminio, calcio y magnesio, y/o metaloides/semi-metales, tales como arsénico, selenio, sílice y mezclas de los mismos, y puede incluir iones de metales valiosos no recuperados, tales como, cobre, níquel y cobalto; (b) un colector orgánico, tal como, hidroxi fenil oximas, alaminas y mezclas de las mismas, y/o (c) sólidos suspendidos y/o coloidales. El paso de filtración puede ser realizado mediante un filtro adecu ado, dependiendo del tipo de contaminante siendo removido. Un filtro preferido para remover ¡ones multivalentes (y colector orgánico sólidos suspendidos y' coloidales, pero no el agente de lixiviación) tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 5 angstroms (o aproximadamente 0.0005 mieras) hasta aproximadamente 500 angstroms (o a proximadamente 0.05 mieras), y más preferiblemente desde aproximadamente 1 0 angstroms (o aproximadamente 0.001 mieras) hasta aproxi madamente 1 00 angstroms (o aproxi madamente 0.01 mieras) . Como se apreciará, tales filtros también removerán colectores orgánicos y sólidos suspendidos y coloidales. Los filtros particularmente preferidos para remover iones multivalentes incluyen nanofiltros y ultrafiltros, siendo más preferidos los nanofiltros. U n filtro preferido para remover tanto el colector orgánico arrastrado y sólidos suspendidos y coloidales (pero no iones multivalentes y agente de lixiviación) tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 30 angstroms (o aproximadamente 0.003 m ieras ) hasta aproxi m adamente 1 0, 000 angstroms (o aproximadamente 1 miera) y más preferiblemente variando desde aproximadamente 50 angstroms (o aproximadamente 0.005 mieras) hasta aproximadamente 1 , 000 angstroms (o aproximadamente 0.1 mieras). Los filtros preferidos incluyen microfiltros y ultrafiltros. Un filtro preferido para remover sólidos suspendidos y coloidales de la solución de lixiviación abundante (pero no el metal valioso y agente de lixiviación) tiene un tamaño de poro variando desde aproximadamene 30 hasta aproximadamente 10, 000 angstroms (o desde aproximadamente 0.003 hasta aproximadamente 1 mieras) y más preferiblemente desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 1 ,000 angstroms (o desde aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 0.1 mieras) . Los filtros preferidos para esta aplicación incluyen microfiltros y ultrafiltros. La filtración es discutida en detalle en las patentes estadounidenses 5, 1 1 6, 51 1 ; 5,31 0,486; y 5,476, 591 , las cuales son incorporadas en la presente por esta referencia completamente en sus totalidades. La corriente que es filtrada puede ser cualquiera de las corrientes de proceso en los circuitos de lixiviación , recolección o electroextracción. De preferencia, la filtración se realiza en las corrientes de la solución de lixiviación abundante, el rafinado estéril , el electrolito rico o el electrolito estéril . En lugar de filtrar el volumen completo de la corriente, solo puede filtrarse una corriente de purga de la corriente para reducir la capacidad del sistema de filtración , y por lo tanto, el capital y costos de operación del sistem a de filtración . Norm almente, la corriente de purga constituirá desde aproxi madamente 0 01 hasta aproxim adamente 1 0 y más norm almente desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 5% en volumen de la corriente a partir de la cual se remueve la corriente de purga . La filtración es conducida de manera que al menos la mayoría del contaminado en la corriente a ser filtrado está en el retenido y al menos la mayoría del volumen de la corriente está en el permeado. De preferencia, al menos aproximadamente 50% y más preferiblemente al menos aproximadamente 75% del contaminante está en el retenido. De preferencia, al menos aproximadamente 30% del volumen de corriente (antes de la filtración) y más preferiblemente al menos aproximdamente 50% del volumen de la corriente está en el permeado. El retenido preferiblemente tiene una mayor concentración del contaminante que la corriente que es filtraba y el permeado. Más preferiblemente, el retenido - ' ' incluye al menos aproximadamente 1 05% del nivel de contaminante en la corriente antes de la filtración. El permeado preferiblemente tiene al menos aproximadamente 5% menos concentración de contaminante que la corriente antes de la filtración.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DI BUJOS La Fig . 1 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención ; La Fig . 2 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una seg unda moda lidad de la presente invención ; La Fig . 3 es un esq uema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con un a tercera modal idad de la presente invención ; La Fig . 4 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una cuarta modalidad de la presente invención; La Fig. 5 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una quinta modalidad de la presente invención; La Fig. 6 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una sexta modalidad de la presente invención; y La Fig . 7 es un esquema de flujo que muestra un proceso de acuerdo con una séptima modalidad de la presente invención.

DESCRI PC IÓN DETALLADA Filtración de la solución de lixiviación abundante En la primera modalidad del proceso de la presente inve lie ción, la solución de lixiviación abundante la solución de lixiviación abun ante es sometida a filtración antes de la recuperación del metal vali C S o( para proporcionar recuperación de metal valioso incrementada y castos de operación reducidos. Los contami nantes normales removidos por el proceso incluyen sólidos suspendidos y coloidales. Los sólidos suspendidos y coloidales son de tamaño relati vamente fino, y en consecuencia son capaces de ser arrastrados en la sol jción de lixiviación abundante. Comúnmente, los sólidos suspendidos ti snen un tamaño de no más de aproxim adamente 1 00 mieras y ñor n i almente variando desde aproxi madamente 0.45 hasta aproximadamente 1 0 D mieras y los sólidos coloidales tienen un tama ño de no m ás de aproxim ad amenté 0.45 mieras y normalmente variando desde aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 0.45 mieras. La filtración puede ser realizada usando una variedad de membranas de microfiltración o ultrafiltración. De preferencia, el filtro tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 0.003 mieras hasta aproximadamente 0.1 miera y más preferiblemente desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 0.05 mieras. La filtración es conducida de manera que la mayoría de la solución de lixiviación abundante está contenida en el permeado. El retenido preferiblemente comprende no más de aproximadamente 20% en volumen de la solución de lixiviación abundante y más preferiblemente no más de aproximadamente 5% "en volumen de la solución de lixiviación abundante debido a que el metal valioso que pasa por el filtro será distribuido en proporción volumétrica entre el retenido y el permeado. En contraste, el permeado preferiblemente comprende al menos aproximadamente 80% en volumen de la solución de lixiviación abundante y más preferiblemente al menos aproximadamente 95% en volumen de la solución de lixiviación abundante. En esta manera, al menos aproximadamente 80% del metal valioso en la solución de lixiviación abundante está contenido preferiblemente en el permeado y no más de aproximadamente 20% del metal en la solución de lixiviación abundante está contenido preferiblemente en el retenido. La filtración remueve substancialmente todos los sólidos suspendidos y sólidos coloidales del permeado y los coloca en el retenido. Preferiblemente, el permeado está substancialmente libre de sólidos suspendidos y coloidales y más preferiblemente comprende no más de aproximadamente 1 % de los sólidos suspendidos y coloidales en la solución de lixiviación abundante. En contraste, el retenido comprende preferiblemente al menos aproximadamente 95% y más preferiblemente al menos aproximadamente 99% de los sólidos suspendidos y coloidales en la solución de lixiviación abundante. El retenido puede ser reciclado al paso (a) para lixiviar adicionalmente el material conteniendo metal. Est método proporciona específicamente un método mejorado para recuperación de metal, en el cual los sólidos suspendidos y coloidales son removidos de la solución de lixiviación abundante, dejando una solución de lixiviación abundante' más limpia para la extracción de metal valioso con colectores orgánicos o lechos de resinas de intercambio de iones. La remoción de sólidos suspendidos y coloidales de la solución de lixiviación abundante aumenta la eficiencia de carga de metal sobre tanto el colector orgán ico como la resina de intercambio de iones. Adicionalmente, la remoción de los sólidos suspendidos y coloidales de la solución de lixiviación abundante aumenta la proporción de selectividad de carga de metal valioso/hierro del colector orgánico. Haciendo referencia a la Figura 1 , una solución de lixiviación fuerte 1 0, tal como una solución de ácido sulfúrico acuoso, pasa hacia abajo a través de un montón o vertedero 14 de mineral de metal valioso y se produce una solución de lixiviación abundante 18, la cual contiene ca ntid ades resta ntes de ácido en combinación con iones de metales valios os Adem ás , la solución de l ixiviación abundante 1 8 contiene sólidos suspendidos y coloidales del montón o vertedero de mineral 14. La concentración de metal valioso disuelto en la solución de lixiviación abundante 1 8 normalmente varía desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 1 0 g/l y la concentración de sólidos suspendidos y coloidales varía desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.1 g/i- La solución de lixiviación abundante 1 8 es recolectada del fondo del montón o vertedero de mineral 14 o de un estanque de almacenamiento 16, y pasa a través de un sistema de filtración 22 para remover los sólidos suspendidos y colidales de la solución de lixiviación abundante 1 8. El sistema de filtración puede ser cualquier filtro adecuado, siendo más preferidas las membranas de ultrafiltración y microfiltración. Las mem branas de m icrofiltración y ultrafiltración normales adecuadas para esta aplicación incluyen elementos de series MQW, E, Q, G , J , K, DL y DS-7 de Osmonics/Desal de vista, CA. Estos elementos embobinados espirales usan polisulfona sulfonada, poliéter sulfona, polisulfona, poliacrilonitrilo, PTFE (Teflon) , PVDF, poliarimida, y/o estructuras modificadas de superficie de los materiales de membrana antes mencionados. Estas membranas abarcan la catergoría de membranas de m icrofiltración/ultrafiltración , con cortes de peso molecular ("MWCO") variando preferiblemente desde aproximadamente 3, 000 hasta aproxi madamente 100,000 MWCO y más preferiblemente desde aproxi madamente 5, 000 hasta aproximadamente 1 00, 000 MWCO y tamaños de poro variando preferiblemente desde aproxi madamente 0.003 mieras hasta aproximadamente 1 miera y más preferiblemente desde aproximadamente 0.003 mieras hasta aproximadamente 0.1 miera. El sistema de filtración separa la solución de lixiviación abundante 18 en dos corrientes: permeado 26 y retenido 30. La corriente de retenido 30 incluye substancialmente todos los sólidos suspendidos y sólidos coloidales en la solución de lixiviación abundante 1 8. La concentración de los sólidos suspendidos y coloidales en el retenido normalmente es al menos aproximadamente 105% de su concentración en la solución de lixiviación abundante 1 8 y normalmente varía desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1 0 g/l. El permeado 26 está substancialmente libre de sólidos suspendidos y coloidales. Normalmente, la concentración - , <, de los sólidos suspendidos y coloidales en - el permeado no es mayor que ^ - V ' aproximadamente 0.001 g/l . Sin embargo, el agente de lixiviación y iones de metal valioso en la solución de lixiviación abundante 1 8 comúnmente no son rechazados por el sistema de filtración , y la cantidad de cada uno que permanece en las corrientes de retenido y permeado es directamente proporcional al volumen de cada corriente. Por esta razón , tanto como sea posible del volumen de solución de lixiviación abundante está en el permeado. El permeado 26 puede ser enviado directamente a la planta SX/EW 34 (o, de manera alternativa, una planta IX/EW la cual no es mostrada) para recu peración de metal valioso. También puede enviarse a un sistema de na nofiltración (no mostrado) para concentración de ion de metal va l ioso, seg uid o por procesam iento a través de la planta de recuperación de metal valioso 34.

El retenido 30 puede enviarse al estanque de asentamiento 16 para deposición de sólidos suspendidos y coloidales , seg uido opcionalmente por procesamiento a través del sistema de filtración 22 y un sistema de membrana de nanofiltración (no mostrado), y eventualmente, la planta de recuperación de metal valioso 34. El retenido 30 también puede ser regresado al montón o vertedero de mineral, donde muchos de los sólidos suspendidos y coloidales serán filtrados conforme pasa el líquido a través del montón. Actualmente, la mayoría de las operaciones de minería de cobre no están tratando la solución de lixiviación abunda nte para remover los sólidos suspend idos y coloidales. Durante los periodos de altos sólidos suspendidos en la solución de lixiviación abundante (tales como algunos casos de lluvia o tormenta), las plantas de SX/EW o recuperación de cobre son cerradas hasta termina el evento y los sólidos suspendidos y coloidales reg resan a niveles normales. El costo del cierre durante un caso de tormenta (producción perdida) se estimó en $ 1 .5 millones de dólares por d ía para u na instalación de minería de cobre. Con cinco a diez casos de tormenta por año incluso en climas secos o desérticos, la capacidad para filtrar sólidos suspendidos y evitar cierres de proceso tiene un sig nificativo valor económico.

Filtración de la sol ución de extracción rica En la segunda modalidad de la presente invención , la solución de extracción rica es sometida a filtración antes de la recu peración del metal va lioso pa ra remover u no o más contam inante Los contaminantes pueden incluir uno o más metales multivalentes (excepto cuando el metal valioso a ser recuperado es por sí mismo un metal multivalente o está presente en un compuesto que tiene un tamaño mayor que el compuesto de metal multivalente), el colector orgánico llevado hacia la solución de extracción rica y/o sólidos suspendidos y coloidales llevados hacia la solución de extracción desde el lix. Normalmente, el contam inante a ser removido es un colector orgánico y/o sólidos suspendidos y/o coloidales, y la segunda modalidad se discutirá más adelante solo con referencia a estos contam i nantes. El retenido contiene la mayoría, si no es que todo, el contaminante, y cua ido mucho solo una pequeña porción del metal valioso, y el permeado (el cual contiene al menos la mayoría del metal valioso) está, de V ' preferencia, substancialmente libre de materiales orgánicos y sólidos suspe ndidos y sólidos coloidales. De preferencia, el retenido comprende al menos aproximadamente 95% y más preferiblemente al menos aproximadamente 99% del colector orgánico y sólidos suspendidos y coloidales en la solución de electrolito rica. Al recuperar el colector orgánico en el retenido o concentrado, el proceso puede reducir, o eliminar, el colector orgánico en el alojamiento de tanque de electroextracción y puede recuperar el colector orgánico del concentrado para reusarse. La ausencia substancial de colector orgánico residual del alojamiento de tanque de electroextracción dirige muchos problemas inherentes en electroextracción de cobre, incluyendo eficiencia de corriente baja , pobre calidad de producto de cobre y pobre remoción de cobre del electrodo catódico de acero inoxidable.

El filtro es preferiblemente un m icro- o ultrafiltro. Eli filtro preferiblemente tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 30A (o 0.003 mieras) hasta aproximadamente 10,000 A (o 1 miera) y más preferiblemente variando desde aproximdamente 50 A (o 0.005 mieras) hasta aproximadamente 1 ,000 A (0.1 mieras) Las membranas de microfiltración y ultrafiltración preferidas usadas serían elementos de series MQW, G, J , K, DS-7 y Q de Osmonics/Desal d e vista, CA. Estos elementos embobinados espirales usan poliacrilonitrilo, PTFE (Teflon), PVDF, poliarimida, polisulfona, poliéter sulfona, polisulfona sulfonada y/o estructuras de su perficie modificada de los materiales de mem brana antes mencionados. Las mem branas más preferidas abarcan la categoría de membranas de microfiltración/ultrafiltración , con co rtes de peso molecular desde aproximadamente 3, 000 hasta aproximadamente 200, 000 MWCO y tamaños de poro desde aproximadamente 0.002 mieras hasta aproximadamente 0. 1 mieras . El paso de filtración preferiblemente provoca que el Retenido constituya menos de la solución de extracción que el permeado, y el permeado comprende al menos la mayoría del electrolito en la solución de extracción . Más preferiblemente, el retenido constituye no |nás de aproximadamente 50% en volumen y muy preferiblemente no más de aproximadamente 5% en volumen de la solución de extracciór . Más preferiblemente, el permeado con stituye al menos aproximadamente 50% en vo lumen y muy preferiblemente al menos aproximadamente 95% en vol u m en de la solución de extracción .

Haciendo referencia a la Figura 2, la solución de lixiviación abundante 1 8 en el primer circuito (lixiviación) 1 1 3, conteniendo iones de metal valioso disueltos y posiblemente otros metales disueltos, es alimentada a un tanque mezclador/asentador 120, donde está en contacto con un colector orgánico (por ejemplo, un lix). El "lix" 144 extrae preferencialmente desde aproximadamente 70% hasta aproximadamente 90% de los iones de metal valioso de la solución de lixiviación abundante 1 8 en un solvente orgánico cargado 1 24. El colector orgánico forma com puestos con los iones de metal valioso. La mezcla forma dos fases en el tanque de separación de fases 1 20 - una fase orgánica (la cual contiene al menos la mayoría del metal valioso en la solución de lixiviación abundante) y una fase acuosa. La fase orgánica es removida para formar el solvente orgánico cargado 124. La fase acuosa es removida para formar el refinado 1 1 2. La fase orgánica comúnmente tiene una concentración de sól idos suspendidos y coloidales que varían desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 1 g/l En un segundo circuito (recolección) 1 1 6 , el solvente orgánico cargado 1 24 se pone en contacto en un tanque mezclador/asentador 1 36 con una corriente de electrolito estéril o solución de extracción 1 72 del circuito de electroextracci?n . Los iones de metal valioso son transferidos desde el solvente orgánico cargado 1 24 hasta la corriente de electrolito 1 72 para formar una solución de extracción o electrolito rico 148. La mezcla resultante forma dos fases - un solvente orgánico pobre 144 y un electrolito rico 1 48 (la cual contiene al menos la m ayoría del metal valioso en el solvente orgánico cargado 1 24) . Las dos fases se separan reciclándose el solvente orgánico 144 al tanque mezclador/asentador 120 y siendo tratado adicionalmente el electrolito rico 148 para recuperación de metal valioso. Normalmente, el electrolito rico contiene desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 1 g/l de sólidos suspendidos y coloidales y desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 1 g/l de colector orgánico. En un tercer y último circuito cerrado (electroextracción) 132, el electrolito rico 148 que sale del tanque mezclador/asentador 136 se pasa a través de un sistema de membranas de microfiltración o ultrafiltración 1 56. El sistema de filtración 1 56 separa el electrolito rico 148 en dos corrientes: el permeado 1 60 (conteniendo al menos la mayoría del metal valioso en el electrolito rico) y^ "el retenido 1 64. El retenido 164 consiste substancialmente de todo el colector orgánico arrastrado y sólidos suspendidos y -coloida les en el electrolito rico 148. El permeado 160 está, de preferencia, substancialmente libre de colector orgánico y sólidos suspendidos y coloidales y es enviado directamente al alojamiento de tanque electrowon 168 De preferencia, el permeado contiene no más de aproximadamente 0.001 g/l de sólidos suspendidos y coloidales y no más de aproximadamente 0.005 g/l de colector orgánico. En el alojamiento de tanque electrowon 168, la solución de permeado 160 fluye entre una placa de cátodo y un anódo insoluble, donde aproxi madamente 70 hasta aproximadamente 90% del metal valioso es removido a través de "electroplatmado". En el caso del cobre, la celda electroq u ím i ca " platin a'' un electrodo de acero i noxidable (cátodo) con cobre usand o una corriente apl icada. Las placas de cátodo platinado de cobre son removidas entonces periódicamente del proceso para obtener un producto sólido de cobre de alta pureza. El retenido 1 64 es enviado directamente otra vez al tanque mezclador 1 36, donde el electrolito pobre 1 72 se pone en contacto con el solvente orgánico cargado 124. El colector orgánico en el retenido 164 es reusado con este método, reduciendo con ello las pérdidas del colector orgánico. En la actualidad, las operaciones de minería de cobre están tratando de remover el colector orgánico del electrolito rico por decantación , centrifugación o filtración gruesa en un intento por mantener un producto de cobre de alta calidad y recuperar el colector orgánico costoso. Por ejem plo, en una mina se estima que las pérdidas orgánicas del electrolito rico .ascienden a $50, 000 hasta %500, 000 por año. La pérdida económica debido al desproporcionamiento de la calidad de cobre de la calidad de cátodo Grado A también es reportada como muy significativa por aquéllos bien versados en la técnica. Está claro que usar un sistema de membrana 1 56 para remover el orgánico arrastrado ofrece ventajas de costo de operación y proceso directo significativas. Además, la remoción del colector orgánico arrastrado previene un serio problema de seguridad en el alojamiento de tanque de electroextracción . La formación de vapor org ánico localizado en el alojamiento de tanque ha provocado serias explosiones en instalaciones de SX/EW existentes.

Fi ltración del electrolito pobre o estéril De manera alternativa, como se muestra en u na tercera modal idad m ostrada en la Fig ura 3, el sistema de filtración 256 puede ser aplicado al electrolito pobre 172, después del paso de electroextracción , en cuyo caso el permeado 274 y el retenido 275 reportarían al tanque mezclador 1 36. En cualquier modalidad, el sistema de filtración 1 56 o 256 podría procesar aproximadamente 378.54 - 37854 litros por minuto de electrolito rico, con aproximadamente 40-95% del flujo de alimentación convirtiéndose producto permeado (libre de orgánico). Un sistema normal procesaría aproximadamente 3785.4 l/min de electrolito a través de una pluralidad de elementos de membrana MQW embobinados espirales de 20.32 cm. El sistema separaría el flujo de alimentación en 3406.86 l/min de permeado 60 y 378.54 l/min del concentrado. En una cuarta modalidad de la presente invención , la filtración es realizada en el electrolito pobre para remover iones multivalentes, y prevenir con ello la formación de estos ¡ones en el circuito de electroextracción y consecuente deterioro en recuperaciones de metal val ios o. En el electrolito pobre y la sol ución de lixiviación abundante, el metal valioso no recu perado (por ejemplo, cobre, cobalto y níquel) está presente com únmente como un sulfato de metal. Los metales contaminantes puede afectar de manera perj udicial la eficiencia de la recuperación electrol ítica del metal valioso, particularmente en altas concentraciones de los metales contaminantes. Los metales contaminantes preferiblemente están presentes como metales triva lentes o divalentes incluyendo hierro, manganeso, plomo, otros ¡ones trivalentes, y com plejos divalentes y de otros iones que son mayores que el co m plejo de su lfato de metal va lioso. Para form ar los iones m ultiv alentes en su lfatos en el electrolito pobre, los iones de sulfato pueden ser introducidos después de la electroextracción mediante técnicas conocidas en el área. En algunas aplicaciones, la filtración también puede ser usada para remover otros metales multivalentes, incluyendo metales multivalentes valiosos, del electrolito pobre. Tales metales incluyen cobre, cobalto, níquel, cinc, cadmio, calcio y magnesio. La remoción de estos metales puede ser benéfica, tal como, cuando el cobre es el metal valioso y se desea solubilizar un alto porcentaje del cobre unido al solvente orgánico cargado. Los complejos de metal antes identificados pueden ser removidos con un sistema de filtración adecuado. La solución conteniendo metal valioso, es decir, "electrolito" pobre de un proceso de metal valioso, se pasa a través de un sistema de filtración para producir un retenido conteniendo la mayoría de los contaminantes iónicos y un permeado conteniendo la mayoría de los contaminantes ¡ónicos y un permeado conteniendo una minoría de los contaminantes iónicos. El retenido es descargado como una peq ueña corriente de purga al refinado estéril o los desechos. El permeado es regresado al electrolito rico para recuperación de metal valioso. La filtración de membrana del electrolito pobre resulta en volúmenes de corriente de purga reducidos , recu peración inmediata de metal valioso adicional en EW, reuso de un aditivo de metal de cobalto costoso, recuperación de ácido sulfúrico, reducción en los requerimientos de neutralización de la corriente de purga y menores costos de operación de SX/EW globales.

La filtración puede ser realizada usando una variedad de membranas de ultrafiltración o nanofiltración. De preferencia, el filtro tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente ' 5 angstroms (o 0.005 mieras) hasta aproximadamente 500 angstroms (0 0.05 mieras) y más preferiblemente desde aproximadamente 10 angstroms (o 0.001 mieras) hasta aproximadamente 100 angstroms (o 0.01 mieras). El filtro preferiblemente tiene cortes de peso molecular que varían desde aproximadamente 1 00 hasta aproximadamente _20,000 MWCO. Las membranas de ultrafiltración preferidas usadas serían elementos de serie G (G-5, G-1 0, G20) de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA y membranas de nanofiltración preferidas usadas serían elementos de series DL o DK de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA. Un sistema normal procesaría 378.54 l/min de electrolito a través de cada uno de una pluralidad de elementos de membrana G-5 embobinados espirales de 20.32 cm. La filtración es conducida de manera que una cantidad óptima, basada en una diferencia máxima entre contaminantes iónicos y metal valioso, de la solución electrolítica estéril está contenida en el permeado. El retenido, preferiblemente comprende no más de aproximadamente 95% de la solución electrolítica estéril y más preferiblemente no más de aproximadamente 25% de la solución electrolítica estéril. En contraste , el permeado preferiblemente com prende al menos aproximadamente 5% de la soluci ón electrol ítica estéril y más preferiblemente al menos aproxi m adamente 75% de la solución electrol ítica estéril .

La filtración remueve una cantidad substancial de los metales contaminantes del permeado y los coloca en el retenido. Preferiblemente, la concentración de metales contaminantes es reducida por al menos aproximadamente 5% y más preferiblemente por al menos aproximadamente 25% en el permeado comparado con aquél en la solución de electrolito estéril. En contraste, el retenido preferiblemente comprende al menos aproximadamente 1 05% y más preferiblemente al menos aproximadamente 125% de los niveles de metales contaminantes en la solución electrol ítica estéril (antes de la filtración) . Aunque el filtro normalmente no rechazará completamente el metal valioso al retenido, usualmente la concentración del metal valioso en el retenido es ligeramente mayor que la de metal valioso en el permeado. Sin embargo, el filtro tiene una velocidad de rechazo significativamente mayor para los metales contaimiantes que para el metal valioso. En consecuencia, una separación valiosa ocurre basada en la masa de contaminante y masa de metal valioso en el retenido versus aquélla del permeado. Preferiblemente, la velocidad de rechazo para los rangos de metal contaminante aproximadamente 30 hasta aproximadamente 85%. El permeado puede ser reusado para extraer el metal del solvente orgánico rico. Esta modalidad de un proceso de acuerdo con la presente invención puede mejorar el proceso de lixiviación de metal - recuperación de metal para superar problemas inherentes, tales como, formación de iones "espectadores" no deseados particularmente en el circuito de electroextracción 1 32. En un problema común para todas las operaciones de minería, los extractantes orgánicas o químicos "lix" no son completamente selectivos en los metales que extraen de la solución de lixiviación abundante (PLS). Por ejemplo, algunas cargas de hierro sobre el lix junto con el metal deseado. El hierro es liberado entonces en el circuito de electrolito (o extracción) junto con el metal deseado. Además de la transferencia de contaminantes de iones de la solución de lixiviación abundante al electrolito debido a la selectividad orgánica pobre, los contaminantes de iones pueden ser transferidos de la solución de lixiviación abundante al electrolito debido al arrastre de solución de lixiviación abundante en el solvente orgánico cargado, con subsecuente liberación de la solución de lixiviación abundante en el electrolito. El arrastre selectividad 'Orgánica son las principales razones para la formación de hierro, manganeso y otros contaminantes iónicos en el circuito de electroextracción. Haciendo referencia a la figura 4, el sistema de filtración 354 procesa una corriente de purga 358 del electrolito pobre 1 72 que sale de la planta de electroextracción 1 68. Antes de entrar en el paso de extracción 1 36, la pequeña corriente de purga 358 de electrolito pobre es removida y recolocada con una corriente 370 que consiste de ácido sulfúrico limpio y agua. El electrolito pobre compuesto 342, es regresado entonces a la etapa de extracción para contactar el orgánico cargado 1 24. La corriente de purg a , conteniendo una cierta concentración de ¡ones metálicos no desea bles, se ajusta a una velocidad igual que la cantidad total de iones m etálicos indesea bles que entran en el electrolito rico del arrastre o tra nsfe rencia org án ica . La corriente de purg a preferiblemente representa desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5% y más preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3% en volumen del electrolito pobre 342. La corriente de purga 358 se pasa a través del sistema de filtración 354. El sistema de filtración 354 preferencialmente rechaza altos porcentajes de hierro, manganeso, otros iones trivalentes y/o complejos de iones mayores que el complejo de sulfato de metal valioso (contaminantes de iones). El sistema de filtración 354 separa la corriente de purga 358 en dos corrientes: permeado 360 y retenido 364. El retenido 364 incluye al menos la mayoría de los contaminantes iónicos en la corriente de purga 358, debido al rechazo preferencial de iones mayores que el complejo de sulfato de metal valioso, como se mencionó antes. El permeado 360 incluye una cantidad minoritaria de los contaminantes iónicos; esto es, el permeado tiene una concentración contaminante menor que la corriente de purga 358. El permeado 360, el cual comprende al menos aproximadamente 5% en vol y más preferiblemente al menos aproximadamente 75% vol de la corriente de purga siendo común aproximadamente 75% vol de la corriente de purga, se reporta nuevamente al circuito de electroextracción 132. El retenido 364, el cual comprende preferiblemente no más de aproximadamente 95% vol y más preferiblemente no más de aproximadamente 25% vol de la corriente de purga, siendo normal aproximadamente 25% vol de la corriente de purga, se descarga al refinado 1 1 2 o estanque 16 para reusarse en la lixiviación de mineral.

El sistema procesaría 37.85 - 3785.4 litros por minuto de electrolito, volviéndose producto permeado aproximadamente 5%-75% del flujo de alimentación. El sistema separaría el flujo de alimentación en 3283.90 l/min de permeado y 94.63 l/min de retenido, con aproximadamente una diferencia de 25%-50% en el rechazo entre cobre y hierro. En una quinta modalidad de la presente invención, la solución de extracción estéril para el colector se pasa , a través de un filtro para remover iones de metal valioso solubilizados y formar una solución de extracción tratada y un retenido conteniendo los ¡ones de metal valioso solubilizado. La solución de extracción tratada , teniendo una concentración de metal valioso d isminuida, se usa para extraer el metal valioso del colector a'áltas velocidades. Esto es así debido a la fuerza de manejo de concentración para los metales valiosos en la resina a ser solubilizada mediante la solución de extracción tratada , es relativamente ag resiva (por ejem plo , solución de ácido sulfúrico/agua m ás pura) debido a la ausencia de iones metálicos de la solución de extracción tratada y un electrolito rico en cobre concentrado para la electroextracción directa. Este proceso mejora el proceso de recuperación de cobre IX/EW a través de una extracción de metal valioso más eficiente de la resina de intercambio de iones y mayores concentraciones de metal valioso para la electroextracción. El paso de filtración se real iza, de preferencia , usando una membrana de nanofiltración o ultrafiltración . Las membranas de nanofi ltración preferidas tienen un tamaño de poro q ue varía desde aproximadamente 5A (o 0 0005 m ieras) hasta aproxim adamente 1 00 A (o 0.01 mieras), más preferiblemente desde aproximadamente 7 A (o 0.0007 mieras) hasta aproximadamente 50 A (o 0.0005 mieras), y muy preferiblemente desde aproximadamente 8 A (o 0.0008 mieras) hasta aproximadamente 20 A (o 0.002 mieras). Las membranas de ultrafiltración preferidas son elementos de series G de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA, y membranas denanofiltración preferidas son elementos de serie DK de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA. Un sistema normal procesaría aproximadamente 1892.7 l/min de electrolito a través de cada uno de una pluralidad de elementos de membranas de DK embobinados espirales de 20.32 cm . Una modalidad de la presente invención se muestra en la Figura 5. Todo o una porción del "electrolito pobre" 172 es procesado a través del ' y sistema de filtración 446. El sistema de filtración 446 separa el electrol ito pobre en dos corrientes: la solución de extracción tratada 430 y retenido 450. El retenido 450 incluye la mayoría, más preferiblemente al menos aproximadamente 75% y muy preferiblemente al menos aproximadamente 95% de los iones de metal valioso presentes en el electrolito pobre 172. La solución de extracción tratada 430 consiste de una minoría y más preferiblemente no más de aproximadamente 10% de los iones de metal valioso. Sin embargo, el agente de lixiviación generalmente no se separa media nte las membranas de ultrafiltración o nanofiltración , permanece ig ualmente en las corrientes de retenido 450 y solución de extracción tratad a 430 El retenido preferiblemente constituye menos del volumen de solución de extracción q ue el permeado. De preferencia , el permeado es al menos aproximadamente 35 y más preferiblemente al menos aproximadamente 75% del volumen de solución de extracción. La solución de extracción tratada 430 se usa para los pasos de extracción y enjaugue de la fase orgánica rica y la resina de intercambio de iones. La solución de extracción tratada limpia, de alta acidez 430 proporciona una solución superior para estos pasos de proceso. La corriente de retenido 450 es regresada al circuito de electroextracción 1 32 para recuperación de metal valiosa. El sistema de filtración 446 puede procesar toda o solo una corriente de purga de electrolito pobre 1 72 del circuito de electroextracción 1 68. La corriente de purga (no mostrada) preferiblemente constituye de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 25% vol. del electrolito pobre 1 72. El sistema de filtración 446 preferiblemente procesaría desde aproximadamente 37.85 hasta aproximadamente 3785.4 litros por minuto del electrolito pobre 1 72, desde con aproximadamente 35 hasta aproximadamente 75% vol del fluj o de alimentación volviéndose producto de permeado. Para la recuperación de cobre, el sistema separaría el flujo de alimentación en 946.35 l/min de permeado y 946.35 l/min de retenido, con al menos aproximadamente 75% y más preferiblemente al menos aproximadamente 98% de rechazo de los iones de cobre a la corriente de retenido Es com ún aproximadame nte 90% de rech azo del cobre.

Filtración de la corriente de refinado En la sexta modalidad, los metales contaminantes y/o agua son removidos de la corriente de refinado después de la extracción de metal valioso de la misma. Esto se logra al filtrar toda o una porción de la solución de refinado para remover el metal y/o agua no deseado de la solución pobre suprimida. El método es particularmente efectivo para remover los metales contaminantes o iones espectadores, de la solución de refinado. El paso de filtración puede formar un retenido conteniendo al menos aproximadamente 20% , más preferiblemente al menos aproximadamente 50%, y muy preferiblemente al menos aproximadamente 90% y un permeado conteniendo una concentración del metal no deseado en el permeado de no más de aproximadamente 80%, más preferiblemente no más de aproximadamente 50% y muy preferiblemente no más de aproximadamente 10% del metal no deseado en la slución de refinado. El permeado puede ser reciclado al paso de lixiviación como un lixiviante más agresivo, más limpio para recuperaciones de metal intensificadas. El permeado también puede ser removido ya sea como una corriente de pruga o de otra manera del circuito de reciclado para proporcionar el balance de agua en el circuito de l ixiviación El paso de filtración es realizado preferiblemente usando una membrana de ultrafiltración o nanofiltración Las membranas preferidas tienen un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 5 A (o 0.005 mieras) hasta aproximad amente 1 00 A (o 0 01 mieras), más preferi blemente desde aproximadamente 7 A (o 0.0007 mieras) hasta aproximadamente 50 A (o 0 0005 mieras) y muy preferiblemente desde aproximadamente 8 A (o 0 0008 mieras) hasta aproximadamente 20 A (o 0.002 mieras). Las membranas de ultrafiltración preferidas usadas serían elementos de serie G de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA y membranas de nanfiltración preferidas usadas serían elementos de serie DK de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA. Un sistema normal procesaría aproximadamente 3785.4 l/min de refinado a través de cada uno de los elementos de membrana DK embobinado espiral de 20.32 cm. Adicionalmente, un material extractor de iones de metal (por ejemplo, materiales de biomasa) en un lecho de perlas de polímeros porosos puede usarse en conjunción con las membranas para proporcionar alta's proporciones de*remoc?ón de metal no deseado. La sexta modalidad de la presente invención se muestra en Fig. 6. Antes de la recolección o reciclado, el refinado 1 1 2 es procesado a través de un sistema de filtración 524 El sistema de filtración separa el refinado en dos corrientes permeado 528 y retenido 532 El retenido 532 incluye la m ayoría de los iones de metales contaminantes en el refinado y el permeado 528 consiste de una minoría de los iones de metales contaminantes . Sin em bargo, el agente de lixiviación normalmente no es rechazado por el sistema de filtración 524, y permanece en proporciones volumétricas en el retenido 532 y permeado 528. El retenido 532 preferiblemente constituye menos del volumen de refinado 1 1 2 que el permeado 528 El retenido 532 preferiblemente constituye no m ás de aproximadamente 65 y más preferiblemente no más de aproximadamente 50% vol del refinado 1 1 2 , aunque el permeado 528 constituye al menos aproximadamente 35% y más preferiblemente al menos aproximadamente 50% vol del refinado 1 1 2. La corriente de permeado 528 puede removerse del circuito de lixiviación 1 1 2, eliminando un problema de balance de agua en el circuito de lixiviación 1 1 3. El permeado 528 puede ser usado por último como agua de proceso en otra parte en la mina, o neutralizarse y descargarse de la mina. El permeado 528 (agente de lixiviación acuosa básicamente limpio) también puede enviarse a la parte superior del montón o vertedero de mineral 14 para usarse como un lixiviante intensificado. Es bien sabido en la técnica que una solución de ácido sulfúrico de TDS baja, metales baja proporciona u n mejor l ixiviante para cobre q ue una solución de ácido sulfúrico saturado, de*TDS alta, metales alta (tal como, el refinado). La corriente de retenido 532 puede enviarse a un estanque de recolección de refinado 1 6 , usado para lixiviar montones y vertederos de minerales específicos o para ser removido completamente del circuito de lixiviación . Remover el retenido 532 del circuito de l ixiviación 1 13 proporcionaría una manera de remover ¡ones espectadores no deseados del circuito de lixiviación 1 1 3. El retenido 532 sería recolectado en un estanq ue 16, neutralizado para descarga, o reusado en el circuito de lixiviación 1 1 3. En la actualidad , las operaciones de minería de cobre están usando sistemas de precipitación de cal para neutralizar y descargar refinado del circuito de lixiviación para controlar problemas, de manera que un balance de agua positivo y alta concentración de iones espectadores no deseados. U sando un sistema de mem brana en l ugar de un sistema de precipitación o un sistema de mem brana junto con un sistema de precipitación ofrece ventajas de costo de operación y proceso significativas. Por ejemplo, el sistema de precipitación solo necesita tratar la corriente de retenido del sistema de membrana, mientras que la corriente de permeado del sistema de membrana es un producto valioso para lixiviación intensificada si se remueven iones de metales no deseados. A la inversa, el sistema de precipitación podria tretar la corriente de permeado del sistema de membrana para proporcionar un conrol de balance de agua de bajo costo.

El sistema de membrana en cuestión procesaría desde aproximadamente 3378.54 hasta aproximadamente 75708 litros por minuto de refinado, convirtiéndose en producto permeado normalmente aproximadamente 35 "hasta aproximadamente 75% y más normalmente aproximadamente 40 hasta aproximadamente 60%. Un sistema de filtración normal separaría el flujo de alimentación en 1 892.7 l/min de permeado y 1 892.7 l/min de concentrado. El retenido o alguno del porcentaje del mismo (conteniendo altos niveles de iones espectadores) se precipitaría y el agua neutral se reusaría en alguna otra parte en la mina. El agua neutral tam bién puede ser re-acidificada y usada para agua de lixiviación. El permeado (conteniendo bajos niveles de iones espectadores) sería regresado a la parte superior del montón o vertedero de mineral para lixiviación intensificada de cobre. O, el permeado podría ser precipitado para un control de balance de agua de bajo costo, al tiempo que el retenido es regresado a la parte superior del montón de m i nera l .

En la séptima modalidad , el refinado es filtrado para formar un retenido conteniendo al menos la mayoría del colector en el refinado y un permeado. El proceso puede incluir además los pasos de poner en contacto el permeado con material conteniendo metal y recuperar el colector del retenido. Al separar el colector en el retenido, el proceso puede reducir, o eliminar, el transporte del colector orgánico hacia el paso de lixiviación y permite la recuperación y reuso del colector en el paso de extracción. El proceso proporciona con ello un gran beneficio económico directo y elimina el recubrimiento del mineral a ser lixiviado con el colector. El filtro es preferiblemente un microfiltro o un ultrafiltro. El filtro preferiblemente tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 0 003 hasta aproximadamente 0.1 mieras y más preferiblemente variando desde aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 0.05 m ieras Las membranas de microfiltración y ultraf Miración preferidas usadas serían elementos de series MQW, Q, E, DL, G , J , K y DS-7 de Osmonics/Desalination Systems de Vista, CA. Estos elementos embobinados espirales usan poli acplonitrilo, PTFE (Teflon); PVDF, polisulfona, polietersulfona, polisulfona sulfonada , poliarimida y/o modificaciones de superficie de los materiales de membrana antes mencionados. Las membranas descritas abarcan la categoría de membrana de microfiltración/ultrafiltración , co n cortes de peso molécula desde aproximadamente 5 ,000 hasta 100,000 MWCO y tamaños de poro desde aproximadamente 0 003 m ieras hasta 0 1 miera U n sistem a norm al procesaría aproximadamente 3785.4 l/mín de refinado a través de cada uno de una pluralidad de elementos de membrana MQW embobinado espiral de 20.32 cm. El paso de filtración preferiblemente provoca el retenido para constituir menos del refinado que el permeado. Más preferiblemente, el retenido constituye no más de aproximadamente 20% y más preferiblemente no más de aproximadamente 5% de la solución de lixiviación abundante extraída. Más preferiblemente, el permeado constituye al menos aproximadamente 80% y muy preferiblemente al menos aproximadamente 95% de la solución de lixiviación abundante extraída. El permeado comprende una cantidad de agente de lixiviación q ue está" en proporción vorumétrica a los volúmenes de permeado/retenido. De manera más preferible, el permeado comprende al menos aproximadamente 60% y más preferiblemente al menos aproximadamente 95% del agente de lixiviación en el refinado. El retenido comprende preferiblemente al menos la mayoría del colector en el refinado. Preferiblemente, el retenido com prende al menos aproximadamente 90% y más preferiblemente al menos aproximadamente 99% de colector en el refinado. Haciendo a la Figura 7, el refinado 1 12 es procesado a través de un sistema de filtración 630. El sistema de filtración 630 separa el refinado 1 1 2 en dos corrientes: permeado 634 y retenido 638. El retenido 638 incluye, de preferencia , substancialmente todo el colector arrastrado en el refinado El permeado 634 , de preferencia, es una solución substancialmente libre de orgánico que será enviada directamente al montón de mineral para lixiviación. El retenido 638 puede enviarse a un estanque de recolección de refinado 16, usado para lixiviar montones y vertederos de minerales específicos, a ser removidos del circuito de lixiviación o enviarse directamente al tanque de separación de fase 120. También pueden procesarse además usando un tanque de separación de fase separadas para despumar el colector concentrado. En la actualidad, las operaciones de minería de cobre están descargando refinado con poco o sin ningún intento para recuperar colector orgánico arrastrado. Las pérdidas económ icas de colector orgánico han sido reportados como $1 -2 millones de dólares/año para instalaciones de SX-EW de cobre de tamaño med io. Esto demuestra que usar un sistema de membrana para recuperar el colector orgánico arrastrado ofrece ventajas de costo de operación y proceso directo significativas. Además, la reducción del recubrimiento del mineral por el colector orgánico tiene un efecto positivo en la eficiencia de lixiviación. El sistema de filtración porcesaría aproximadamente 378.54 hasta aproximadamente 75708 litros por minuto de refinado, convirtiéndose en permeado aproximadamente 80-95% del flujo de alimentación. El sistema separaría el flujo de alimentación en aproximadamente 3406.86 l/min de permeado y aproximadamente 378.54 l/min de retenido.

FASE EXPERI MENTAL Ejemplo 1 En una prueba de campo reciente del proceso mostrado en la Fig . 4, se separó un electrolito conteniendo contaminantes iónicos en dos corrientes como sigue: El contaminante iónico primario, hierro, fue rechazado en una > *.. proporción 20% mayor que el cobre. Descargar el retenido permite una reducción sign ificativa en el volumen de corriente de purga para mantener la misma cantidad total de hierro descargada del circuito de electroextracción. En otra prueba de campo reciente de este proceso, se separó un electrolito diferente conteniendo contaminantes iónicos en dos corrientes como sigue- El contaminante ¡ónico primario, hierro, fue rechazado en aproximadamente una proporción 24% mayor que el cobre. Nuevamente, descargar el retenido permite una reducción significativa en el volumen de corriente de purga para mantener la misma cantidad total de hierro descargado del circuito de electroextracción. Además, el cobalto, un metal valioso que es adicionado al electrolito para asistir en la electroextracción, es rechazado a una menor proporción que el cobre. En consecuencia, una porción del metal de cobalto valioso se reporta con el permeado nuevamente al circuito de electroextracción . Aunque varias modalidades de la presente invención han sido descritas con detalle, es evidente que se les ocurrirán modificaciones y adaptaciones de aquellas modalidades a aquéllos expertos en la técnicas. Sin embargo, se entenderá expresamente que tales modificaciones y adaptaciones están dentro del espíritu y alca nce de la presente invención como se expone en las sig uientes reivi ndicaciones.

Claims (9)

REIVI NDICACIONES

1 . Un método para recuperar un metal de un material conteniendo metal, comprendiendo: . (a) poner encontacto un lixiviante con el material conteniendo metal para formar una solución de lixiviación abundante, en la cual se disuelve al menos una porción del metal en el material conteniendo metal; (b) poner en contacto el lixiviante con un colector para formar un colector cargado comprendiendo al menos la mayoría del metal en la solución de lixiviación abundante y una solución de refinado extra ído; (c) poner en contacto el colector cargado con una solución de extracción para formar un coelctor extraído y una solución de extracción rica comprendiendo al menos la mayoría del metal en el colector cargado y un contam inante; (d) filtrar al menos una porción de al menos una de la solución de extracción rica, una solución de extracción estéril derivada de la solución de extracción rica , y la solución de refinado extraído , para formar un retenido conteniendo el contaminante y un permeado; y (e) recuperar al menos una porción del metal en la solución de extracción rica para formar la solución de extracción estéril.

2. El método de la reivindicación 1 , en donde el contaminante es al menosuno de un sólido suspendido o coloidal.

3. El método de la reivindicación 2, en donde el paso de filtración se aplica a al menos una porción de la solución de lixiviación abundante.

4. El método de la reivindicación 2, en donde el filtro tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 1 000 angstroms.

5. El método de la reivindicaicón l , en donde el contaminante es un colector orgánico y comprende además reciclar el retenido al paso (b).

6. El método de la reivindicación 5, comprendiendo además recuperar el colectar orgánico del retenido.

7. El método de la reivindicación 5, en donde el colector orgánico es seleccionado del grupo consistiendo de hidroxi fenil oximas, alaminas y mezclas de las mismas.

8. El método de la reivindicación 5, en donde el filtro tiene un tamaño de poro" variando desde -aproximadamente 30 hasta aproximadamente 1 000 angstroms.

9. El método de la reivindicación 5, en donde el paso de filtración es aplicado a al menos una de la solución de refinado extraído, la solución de extracción estéril y la solución de extracción rica. 1 0 El método de la reivindicación 1 , en donde el metal es seleccionado del grupo que consiste de cobre, oro, plata, cinc, cobalto, uranio, níquel y mezclas de los mismos . 1 1 . El método de la reivindicación 1 , en donde el lixiviante comprende un agente de lixiviación seleccionado del grupo que consiste de ácido sulfúrico, ácido clorhíd rico, ácido n ítrico, un cloruro, un nitrato, amoniaco, sales de amonio, un sulfato, un ciauro, un tiocianato, un hidróxido, un dióxid o de carbono, un oxíg eno y mezclas de los m ismos. 1 2. El método de la reivindicación 1 , en donde el contaminante es seleccionado del grupo consistiendo de hierro, manganeso, plomo, níquel, arsénico, bismuto, antimonio y mezclas de las mismas. 1 3. El método de la reivindicación 1 , en donde el contaminante es un ion de metal trivalente y en donde el paso de filtración se realiza en la solución de extracción estéril. 14. El método de la reivindicación 12, en donde el filtro tiene un tamaño de poro variando desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 500 angstroms. 10 1 5. El método de la reivindicación 1 , en donde el reten ido constituye no más de aproximadamente 50% de la al menos una de la solución de extracción rica y la solución de extracción estéril. 1 6. El método de la reivindicación 1 , en donde el retenido comprende al menos aproximadamente 95% del contamiante en la al menos una de la 15 solución de extracción rica y la solución de extracción estéril. 1 7. El método de la reivindicación 1 , en donde el paso de filtración es realizado en la solución de extracción estéril y el contaminante constituye iones de meta les no recuperados restantes en la solución de extracción estéril . 20 1 8 El método de la reivindicación 1 , en donde el retenido comprende al menos aproxim adamente 1 05% del nivel de contam inante en la solución de extracción estéril. 19. El método de la reivindicación 1 , en donde el permeado tiene al menos aproximadamente 5% menos concentración de contam inante que la -> sol ución de extracción estéril 20. El método de la reivindicación 1 , en donde el retenido comprende al menos la mayoría del contaminante en la al menos una porción de al menos una de la solución de extracción rica, una solución de extracción estéril derivada de la solución de extracción rica y la solución de refinado extraído. 21 . El método de la reivindicación 1 , en donde el permeado comprende al menos la mayoría de la al menos una porción de al menos una de la solución de extracción rica , una solución de extracción estéril derivada de la solución de extracción rica y la solución de refinado extraído. 22. Un método para recuperar un metal de un material conteniendo metal, que comprende: (a) poner en contacto un lixiviante con un material conteniendo metal valioso para formar una solución de lixiviación abundante que incluye al menos la mayoría del metal valioso en el material conteniendo metal y un metal contaminante, en donde el metal valioso es al menos uno de cobre, oro, plata, cobalto, uranio y mezclas de los mismos y el metal contaminante es al menos uno de cinc, cadmio, hierro, manganeso, alumin io, calcio, mag nesio, arsén ico, selen io, n íquel y mezclas de los m ismos; (b) convertir la solución de lixiviación abundante en una solución rica en metal conteniendo al menos la mayoría del metal en la solución de lixiviación abundante; (c) filtrar la solución rica en metal o una solución derivada de la misma para remover el metal contaminante y formar un retenido que incluye al menos la mayoría del meta l contaminante; y (d) recuperar el metal de la solución rica en metal mediante electroextracción. 23. El método de la reivindicación 22, en donde el paso de conversión (b) comprende poner en contacto la solución de lixiviación abundante con un colector y después de eso poner en contacto el colector con una solución de extracción para formar la solución rica en metal. 24. Un método para recuperar metal a partir de un material conteniendo metal, que comprende: (a) poner en contacto una solución de lixiviación conteniendo un agente de lixiviación con el material conteniendo metal para formar una solución de lixiviación abundante conteniendo al menos una porción del metal disuelto en la misma y un contaminante, en donde el contaminante es al menos uno de un sólido suspendido y un sólido coloidal; (b) filtrar al menos una porción de la solución de lixiviación abundante con un filtro que tiene un tama ño de poro suficientemente pequeño para rechazar el contaminante y suficientemente grande para que pase el metal disuelto y agente de lixiviación para formar un permeado conteniendo al menos la mayoría del metal y agente de lixiviación en la solución de lixiviación abundante y un retenido conteniendo al menos la mayoría del contamina nte en la solución de lixiviación abundante; y (c) recuperar el metal del permeado. 25 El método de la reivindicación 24, en donde el metal es seleccionado del g rupo que consiste de cobre, n íq uel, cinc, uranio y mezclas de los m ismos 26. El método de la reivindicación 24, en donde el filtro tiene un tamaño de poro que varía desde aproximadamente 0.003 hasta aproximadamente 0.1 mieras. 27. El método de la reivindicación 24, en donde el retenido comprende no más de aproximadamente 20% en volumen de la solución de lixiviación abundante. 28. El método de la reivindicación 24, en donde el permeado comprende al menos aproximadamente 80% en volumen de la solución de lixiviación abundante. 29. El método de la reivindicación 24, en donde el permeado comprende no más de aproximadamente 10% de los contaminantes contenidos en la solución de lixiviación -abundante. / 30. El método de la reivindicación 24, en donde el retenido comprende al menos aproximadamente 90% de los contaminantes en la solución de lixiviación abundante. 31 . El método de la reivindicación 24, en donde el permeado comprende al menos aproximadamente 80% del metal en la solución de lixiviación abundante. 32. El método de la reivindicación 24, en donde el filtro es al menos uno de un ultrafiltro y un microfiltro. 33. El método de la reivindicación 24, en donde el retenido incluye una porción del metal en la solución de lixiviación abundante.