MXPA00005341A - Metodo para purificar una solucion acida de lixiviado. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un metodo para purificar una solucion acida lixiviante obtenida mediante procesamiento hidrometalurgico de material que contiene metales valiosos y tambien Fe3+ y Fe2+ y posiblemente tambien arsenico en solucion. La mayor parte del contenido de Fe3+ y el arsenico se separa por precipitacion en una primera etapa, al agregar un agente que incrementa el pH a la solucion de lixiviado. El precipitado que se forma en la primera etapa de precipitacion se extrae de la solucion y se remueve del proceso. La solucion se oxida en una segunda etapa de precipitacion mientras se agrega una cantidad adicional de agente que incrementa el pH para oxidacion de Fe2+ y la precipitacion del Fe3+ resultante y cualquier arsenico aun presente. El precipitado resultante y cualquier agente solido residual que incrementa el pH despues se extrae de la solucion y se regresan en el proceso a condiciones mas acidas y la solucion purificada de esta manera despues se procesa para extraer su contenido de metal valioso de una manera conocida per se. El pH se incrementa adecuadamente durante la primera etapa a un valor en el intervalo de 2.2-2.8, y en la segunda etapa a un valor en el intervalo de 3.0-4.5. El proceso oxidante en la segunda etapa se lleva a cabo adecuadamente al inyectar aire en la solucion y preferiblemente utilizando cal viva o carbonato calcico como el agente elevador de pH. El material solido que se extrae de la segunda etapa se regresa beneficamente a la primera etapa. Parte del material solido extraido de cada etapa de precipitacion puede ser reciclado dentro de las etapas respectivas como un agente de nucleacion.

Description

MÉTODO PARA PURIFICAR UNA SOLUCIÓN ACIDA DE LIXIVIADO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un método para purificar una solución acida de lixiviado la cual se ha obtenido al trabajar hidrometalúrgicamente material que contiene metales útiles y que además de tales metales útiles también incluye Fe3+ y Fe2+, posiblemente también arsénico en solución. Aunque el método se puede utilizar generalmente para soluciones acidas de lixiviado de esta naturaleza sin importar la elección del proceso hidrometalúrgico aplicado y el tipo de material inicial, es particularmente adecuado para purificar soluciones ácido lixiviadas que resultan de procesos de biolixiviación, es decir, procesos en los cuales se utilizan bacterias para acelerar el proceso de lixiviado. La biolixiviación, se describe generalmente en nuestras publicaciones de patentes anteriores US-A-5 , 397, 380 y SE-A-9901613-1, y como por ejemplo, también en WO 9216667 la cual menciona generalmente la oxidación de material de sulfuro metálico con bacterias termotolerantes y también en el documento WO 94/28184 el cual se relaciona con la biolixiviación de zinc concentrado . Es necesario, lavar las soluciones de lixiviado de la clase descrita de la introducción y extraer el hierro y posiblemente el contenido de arsénico, con el fin de que sean capaces de adquirir el contenido metálico útil económicamente, por ejemplo, sus contenidos de cobre, zinc, níquel, cobalto y metales preciosos mediante extracción electrolítica o por cualquier otro proceso adecuado. En los métodos conocidos aplicados para este fin, tales soluciones acidas, la cuales con frecuencia tienen un pH de aproximadamente 1, se neutralizan con cal o algún agente que incremente el pH de manera que precipite el hierro, en donde también precipite cualquier agente arsénico presente al mismo tiempo. La precipitación total del contenido de hierro (III) se obtiene a pH 3.0-3.5. Uno de tales métodos se describe, por ejemplo, en AU-A-11201/92. Un porcentaje relativamente grande del hierro en una solución de biolixiviación está presente en forma divalente, Fe2+, y es necesario convertir todo el hierro a forma trivalente, es decir, Fe3+, por oxidación con el fin de poder separar el hierro de los metales restantes (metales útiles) por precipitación. Esto normalmente se lleva a cabo a pH >3 al inyectar aire al sistema de manera que se obtiene una simétrica y suficientemente rápida, en otras palabras una elevada velocidad de oxidación. Sin embargo, cuando se precipita hierro a tales valores de pH elevados, también se produce cierta precipitación de otros metales, provocado por incluciones en el precipitado de hidróxido de hierro voluminoso resultante entre otras cosas, y en consecuencia se perderán metales útiles en el precipitado en un grado tal el cual es económicamente importante con respecto a los metales más valiosos. Se han hecho propuestas respecto a como se puede evitar o por lo menos reducir la pérdida de metales valiosos causada por la coprecipitación. En un artículo de A.P.Briggs et al (Int. Biohydrometallurgy Symposium IBS97, Sydney, 1997) se describe un proceso de lixiviación por bacterias realizado en Uganda para recuperar cobalto de piritas tostadas en las cuales se precipita incompletamente el hierro con el fin de evitar las pérdidas de cobalto. Sin embargo, este proceso genera problemas en la siguiente etapa de recuperación de cobalto. Otro articulo por M.L. Steemson et al en la misma publicación (IBS97) , se describe un proceso de biolixiviación para tratar concentrado de zinc, en el cual se sostiene particularmente la precipitación de hierro como un problema grave que necesita redisolver el precipitado de hierro resultante y refiltración con el fin de obtener una solución de la pureza requerida para el proceso de extracción de zinc subsecuente utilizando extracción/extracción electrolítica de solvente. El objetivo de la presente invención es reducir en gran medida el grado de problemas asociados con la coprecipitación de contenidos de metales valiosos cuando se purifican soluciones acidas de lixiviación descritas antes. El método de la invención está caracterizado para este fin por las etapas de método que se establecen en las reivindicaciones anexas. Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, la parte principal del contenido de Fe+ y el contenido de arsénico de la solución lixiviante se separa por precipitación en una primera etapa, al agregar un agente que incremente el pH a la solución de lixiviado. El precipitado que se forma en esta primera etapa se separa de la solución y se remueve del proceso. La solución libre de precipitado después se oxida en una segunda etapa de precipitación mientras se agrega un agente adicional para incrementar el pH, con el fin de oxidar Fe2+ y de esta manera separar por precipitación el Fe3+ resultante y cualquier arsénico que permanezca en la solución. El precipitado que se forma y cualquier agente sólido que incremente el pH y que permanezca se extrae de la "solución y se regresa al proceso a condiciones más acidas y la solución purificada o limpiada de esta manera después se procesa para recuperar su contenido de metal valioso de una manera conocida per se. El pH se incrementa convenientemente durante la primera etapa del proceso a un valor que se encuentra en el intervalo de 2.2-2.8, y se incrementa en la segunda etapa del proceso a un valor que se encuentra en el intervalo de 3.0-4.5. La oxidación en la segunda etapa de proceso se lleva a cabo convenientemente al inyectar aire en la solución. El agente que incrementa el pH adecuadamente puede ser cal viva o carbonato calcico, aunque se comprenderá que las condiciones locales y el posible acceso a otros materiales alcalinos baratos y útiles pueden establecer un factor a éste respecto. La totalidad o parte del material sólido extraído de la segunda etapa de proceso convenientemente se puede regresar a la primera etapa de proceso, por lo que se utiliza al máximo el material alcalino agregado. Parte del material sólido separado obtenido en cada etapa de precipitación se puede regresar con sus etapas respectivas como un agente nucleante. Por lo tanto la única parte del precipitado obtenido en la segunda etapa de proceso que no se regresa a la primera etapa es la parte la cual después circula internamente dentro de la etapa. La invención se describirá a continuación con mayor detalle con referencia a los dibujos anexos, los cuales tienen la forma de un diagrama de flujo que ilustra una modalidad preferida del método. Se suministra una solución lixiviante de ácido sulfúrico que contiene hierro, arsénico y también metales valiosos que se extraerán de la solución en etapas de proceso posteriores, junto con cal viva a un reactor equipado con un medio de agitación o de mezclado, o a una serie de tales reactores, para llevar a cabo la primera etapa de precipitación, la cual se lleva a cabo al incrementar el pH de la solución a un valor final de 2.2-2.8. Durante esta etapa del proceso, la mayor parte del hierro trivalente presente en la solución precipita junto con cualquier arsénico presente. Se puede precipitar sin riesgo hasta un 90-95% del contenido de hierro trivalente y una parte importante del arsénico, sin riesgo de ninguna coprecipitación de otros metales. A la suspensión resultante se le quita el fango con un espesante, opcionalmente con la ayuda de un aditivo floculante. Debido al pH relativamente bajo en el cual se forma el precipitado obtenido a partir del espesante, el precipitado es denso se filtra fácilmente y se lava con facilidad, y es lavado con agua y posiblemente también con un aditivo ácido. Un precipitado final de hierro-arsénico-yeso libre de metal valioso se puede remover del proceso y se puede filtrar adicionalmente, incluyendo varias etapas de lavado o lavado a contraflujo del precipitado en un espesante o espesantes y después se transporta a un vertedero de desperdicios. El líquido de lavado se recupera adecuadamente y se regresa como solución lixiviante a la etapa de biolixiviación. El sobre flujo del espesante corriente abajo de la primera etapa de precipitación estará relativamente turbio si no se ha agregado agente floculante, puesto que el sobreflujo se deja en el primer reactor de una serie de reactores en la segunda etapa de precipitación, junto con la cal viva o el carbonato calcico. El hierro divalente presente se oxida en esta segunda etapa de precipitación, al inyectar aire en la solución e incrementar su pH a un valor final de aproximadamente 3.0-4.5. Como resultado de esta oxidación, prácticamente la totalidad del hierro trivalente recién formado a partir del hierro que permanece después del primer proceso de precipitación se separa por precipitación junto con cualquier arsénico remanente. El precipitado que se obtiene en la segunda etapa de precipitación se suministra a un espesante, de manera adecuada junto con un agente floculante, corriente abajo del último reactor en la segunda etapa; el precipitado en realidad se puede denominar como una suspensión en esta etapa del proceso, debido a su consistencia física voluminosa y esponjosa en un ambiente altamente líquido. Se obtiene a partir del espesante en un sobreflujo de solución libre de hierro y libre de partículas que contiene metales valiosos los cuales pueden ser suministrados a un proceso de extracción de metal apropiado, por ejemplo un proceso de extracción líquida y posterior a un proceso de extracción electrolítica, sin tratamiento adicional. La suspensión espesada obtenida por el segundo espesante y que posiblemente contiene coprecipitados de metales valiosos en forma de hidróxido, se regresa y alimenta al primer reactor en la primera etapa de precipitación junto con la solución acida de lixiviación, en donde las condiciones que prevalecen en el proceso son tan acidas como sea posible. Todos los coprecipitados y cualquier cal viva que no haya reaccionado se disolverá efectivamente en un ambiente más ácido. Como se indicó, parte de la suspensión espesada obtenida en el segundo espesante se puede reciclar a una segunda etapa de precipitación con el objetivo de mejorar la cristalización en el proceso de precipitación en esta etapa.

EJEMPLO Cuando se purifica una solución acida de lixiviado que tiene una pH inicial de 1.5 y que contiene, por ejemplo, aproximadamente 11.5 g/1 de hierro y 4.8 g/1 de zinc en ensayos de comparación utilizando precipitación de dos etapas de acuerdo con la invención y precipitación de una sola etapa convencional , se ha establecido que la pérdida de Zn con la precipitación total de hierro que se obtiene al incrementar el pH a aproximadamente 3 corresponde a aproximadamente 35% de la cantidad total presente. En el caso del proceso de precipitación en dos etapas, se ha encontrado sorprendentemente que únicamente están presentes cantidades despreciables de zinc en el precipitado, lo que permite que en la práctica la pérdida de zinc se establezca como 0. El método de acuerdo con la invención proporciona muchas ventajas, algunas de las cuales incluyen: - pérdidas mínimas de metales valiosos causadas por coprecipitación (véase ejemplo anterior) - consumo mínimo de agente floculante - apropiación máxima del álcali agregado es posible la precipitación total de hierro y arsénico (en ausencia de coprecipitación de otros metales) - los precipitados de hierro/arsénico se pueden lavar efectivamente por extracción del producto del circuito a pH bajo, y como resultado de la adición baja de agente floculante.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un método para purificar una solución acida de lixiviado obtenida cuando se trabaja material hidrometalúrgicamente que contiene metales valiosos, la solución también contiene Fe3+ y Fe2+, y posiblemente también arsénico en solución, además de los metales valiosos, caracterizado porque se agrega un agente que incremente el pH a la solución de lixiviación de manera que precipita la mayor parte de su contenido de Fe3+ y el arsénico presente en una primera etapa; separar el precipitado formado en la primera etapa de la solución y remover el precipitado del proceso; agregar un agente adicional que incremente el pH a la solución en una segunda etapa de manera que oxide el Fe2+ y precipite el Fe3+ resultante, y posiblemente cualquier arsénico remanente; separar el precipitado resultante y cualquier agente sólido residual que incremente el pH de la solución y regresar el mismo en el proceso a condiciones más acidas; y posteriormente extraer el contenido de metal valioso de la solución purificada de esta manera, de una manera en si conocida per se.

2. El método como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque se incrementa el pH a un valor dentro del intervalo de 2.2-2.8 en la primera etapa de precipitación.

3. El método como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque se incrementa el pH a un valor en el intervalo de 3.0-4.5 en la segunda etapa de precipitación.

. El método como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la oxidación se obtiene en la segunda etapa de precipitación al inyectar aire dentro de la solución.

5. El método como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por el uso de cal viva o carbonato calcico como el agente para incrementar el pH.

6. El método como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el material sólido de retorno se separa desde la segunda etapa de precipitación a la primera etapa de precipitación.

7. El método como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque se regresa parte del material sólido separado de cada etapa de precipitación dentro de las etapas respectivas, como un agente nucleante.