MXPA01012466A - Uso de solucion de ataque a base de cloruro cuprico en la extraccion con solvente y electrolitica de cobre en una refineria. - Google Patents

Abstract

Un proceso para mejorar la recuperacion de cobre y reducir los costos de materia prima, de una fuente que contiene cobre mediante Extraccion con Solvente (SX) y Extraccion Electrolitica (EW). El proceso comprende las etapas de mezclar una solucion lixiviadora madre (PLS) acida que contiene cobre obtenida por la lixiviacion con un lixiviador acido de una fuente que contiene cobre, usualmente acido sulfurico, con una solucion de ataque a base de cloruro cuprico acuosa acida agotada proveniente de la fabricacion de tarjetas con circuitos impresos, para producir una mezcla acida que contiene cloruro cuprico/sulfato de cobre. La mezcla se somete a SX-EW para recuperar el cobre como cobre catodico.

Description

USO DE SOLUCIÓN DE ATAQUE A BASE DE CLORURO CÚPRICO EN LA EXTRACCIÓN CON SOLVENTE Y ELECTROLÍTICA DE COBRE EN UNA REFINERÍA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a la recuperación de cobre soluble en ácido mediante la extracción de minerales que contienen cobre. Más específicamente la presente invención proporciona un proceso para extraer cobre usando solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada proveniente de la fabricación de tarjetas de circuitos impresos como una fuente de materia prima de cobre y ácido usando procesos estándares de extracción con solvente (SX) y extracción electrolítica (EW) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El cobre se obtiene extrayendo minerales que contienen cobre solubles en ácido y acumulando el mineral recolectado en un montón en la superficie de la mina. La refinación del cobre para producir cobre catódico de alta calidad se lleva a cabo generalmente en tres etapas conocidas como lixiviación con ácido, seguida de la extracción con solvente (SX) y luego de la extracción electrolítica (EW) . En la etapa de lixiviación con ácido, una solución lixiviadora acida, generalmente ácido sulfúrico, se rocía sobre el montón, de manera tal que la solución lixiviadora fluya a través del montón, disolviendo el cobre que se encuentra en el mineral y formando una solución que contiene cobre (sulfato de cobre) . La solución cargada de cobre, recolectada en el fondo de la pila, contiene aproximadamente de 0.5 a 15 g/L de cobre, más usualmente de 1 a 5 g/L de cobre, y se llama solución lixiviadora madre (acida) (PLS) . La PLS se transfiere al proceso SX el cual utiliza un solvente de extracción de intercambio iónico en base a líquido orgánico, selectivo para el cobre, en donde el solvente es substancialmente inmiscible en la solución acuosa. La PLS y la fase de extracción, orgánica, agotada de cobre (a la que comúnmente se hace referencia como fase orgánica estéril) se mezclan típicamente uno con el otro en un tanque agitado grande y luego se transfieren a un sedimentador en donde la fase orgánica madre o cargada de cobre y la fase acuosa estéril o agotada de cobre se dejan separar para formar una fase orgánica superior cargada de cobre, y una fase de refinado acuosa inferior acida agotada de cobre. La fase de refinado acuosa, inferior, se retira del sedimentador y típicamente se recicla y usa nuevamente como un lixiviador, para lixiviar cobre del mineral que se encuentra en el montón. La fase orgánica cargada se transfiere hacia un [a.l,^J.J^„ „ ..a.---.. -* »--»-»• ,.^-ia>^ .,-,.-...,..... - .. - «««a-^--l segundo mezclador y se mezcla con electrolito ácido pobre, que se obtiene de una planta de EW ubicada corriente abajo. La mezcla se transfiere hacia un segundo sedimentador y las fases orgánica y acuosa se dejan separar. El electrolito pobre (de 25 a 45 g/L de cobre, por ejemplo de 30 a 40 g/L de cobre) el cual es típicamente una corriente de ácido sulfúrico, altamente acida, extrae el cobre de la fase orgánica cargada y forma una fase acuosa de electrolito rica en cobre. La fase de electrolito rica en cobre (de 50 a 80 g/L, por ejemplo de 60 a 70 g/L de cobre) se transfiere a la planta de EW para producir el producto final de cobre catódico. El electrolito agotado de la planta de EW, denominado electrolito pobre, se recicla y mezcla con la fase orgánica cargada, nuevamente en el mezclador y sedimentador, para extraer el cobre de la fase orgánica cargada. En las operaciones en el mezclador/sedimentador, la fase orgánica cargada, después del contacto con el electrolito pobre, se agota del cobre extraído, y esta fase orgánica se denomina típicamente la fase orgánica despojada o estéril, y esta fase se recicla típicamente hacia el primer mezclador para hacer contacto y extraer el cobre de la nueva PLS. Existe la necesidad de mejorar el proceso SX para extraer cobre con un costo reducido, para reducir desechos de minería y para lograr una mejor utilización de los recursos de capital y de materias primas. La presente invención busca d?*áiÁJÍ¡ít?Í. '* "- aíM.ál±i.Mi.fi.t como satisfacer esa necesidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Ahora se ha descubierto, de acuerdo con la presente invención, que es posible mejorar la producción de cobre sin extracción adicional de mineral de las minas, y con poca inversión de capital, y reduciendo al mismo tiempo el uso del ácido sulfúrico comprado. El inventor de la presente ha descubierto sorprendentemente que es posible, en un proceso SX-EW, obtener una recuperación mejorada de cobre usando la solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada proveniente de la fabricación de tarjetas con circuitos impresos, como una fuente de cobre y ácido. El cobre presente en la solución de ataque acida agotada de la fabricación de tarjetas con circuitos impresos, también se recupera, incrementado por ello la producción total de cobre en el proceso SX-EW, mientras que la presencia de ácido clorhídrico en la solución de ataque a base de cloruro cúprico agotada reduce la cantidad de ácido sulfúrico adicional comprado requerido que debe adicionarse al proceso de lixiviación, reduciendo con ello los costos. En un aspecto, la presente invención proporciona un proceso para la recuperación de cobre, de una fuente que contenga cobre, mediante un proceso SX-EW, en donde una solución lixiviadora madre (PLS) obtenida mediante la Í lá Li*ájL LJlJ í i.. .jl!,í í±.~ . *.-, -,-*,. * *.v * ±.^. ,*. .< .. .. . — J.. ^, . ^^ lixiviación con ácido, de una fuente que contenga cobre, se mezcla con solución acuosa acida de cloruro cúprico, para producir una alimentación que contiene cobre, para el proceso SX-EW, para la producción de cobre catódico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención reside en el sorprendente descubrimiento de que es posible, en un proceso SX-EW, obtener mayores producciones del cobre extraído, usando una solución de ataque a base de cloruro cúprico, agotada, que contiene ácido, obtenida de la fabricación de tarjetas con circuitos impresos. Más particularmente, se ha descubierto, de acuerdo con la presente invención, que la solución de ataque a base de cloruro cúprico acida es un substituto efectivo del ácido sulfúrico, en la lixiviación con ácido, y proporciona materia prima de cobre, para la PLS, en mayor concentración, sin extracción adicional de material de las minas, reduciendo así significativamente los desechos de minería, así como los costos asociados con el suministro de ácido adicional comprado, en la etapa de lixiviación con ácido. La solución de ataque a base de cloruro cúprico agotada típicamente no contiene amonio, y contiene ácido clorhídrico. Más usualmente, la solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada contiene de 0 a 8% en volumen de ácido clorhídrico, por ejemplo de 1 a 8% en volumen, más usualmente de 2 a 6% en volumen y contiene aproximadamente 150 veces más cobre que la PLS típica empleada en el proceso de la técnica anterior. La solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada empleada de acuerdo con el proceso de la presente, es por lo tanto una excelente fuente de materia prima de cobre y ácido, proporcionando una mayor concentración de cobre en la PLS, como un resultado del cobre presente en la solución de ataque acida agotada de la fabricación de tarjetas con circuitos impresos. En una primera etapa una mezcla acuosa de ácido sulfúrico fresco, de refinado reciclado del proceso SX, y otras soluciones recicladas del sitio de la mina, se rocían sobre el montón del mineral que contiene cobre, extraído de la mina, de manera tal que la solución fluye a través del montón disolviendo (lixiviando) el cobre que se encuentra en el mineral y formando una solución que contiene cobre. La solución cargada de cobre (PLS) se recolecta en el fondo de la pila de lixiviación amontonada, y contiene aproximadamente de 0.5 a 15 g/L, típicamente de 1 a 5 g/L de cobre. La PLS se transfiere al proceso SX, el cual utiliza un solvente de extracción de intercambio iónico convencional a base de líquido orgánico, selectivo para el cobre. La solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada que contiene típicamente de 150 a 180 g/L de cobre, más usualmente de 160 a 170 g/L de cobre, se mezcla a presión y temperatura ambiente, justo antes de transferirse al proceso SX, para dar una mezcla acida de cloruro cúprico/sulfato de cobre (ACCS) . La adición de la solución de ataque a base de cloruro cúprico agotada en este punto del proceso, típicamente incrementa el contenido de cobre de la PLS aproximadamente de 1 a 40% en peso, por ejemplo de 4 a 35 % en peso, más usualmente de 10 a 30 % en peso, respecto a la PLS producida en forma convencional . El solvente de extracción líquido, orgánico, empleado en el proceso SX, y el líquido acuoso, no son miscibles. De esta manera, al dejarse en reposo, los dos líquidos se separarán para formar dos diferentes fases, una fase acida sin cobre y una fase orgánica que contiene cobre. La fase acida sin cobre se retira del proceso SX y se regresa al proceso de lixiviación con ácido, para volverla a usar en la disolución de más mineral de cobre. Típicamente, la fase acida sin cobre se mezcla con ácido sulfúrico comprado y otras soluciones recicladas del sitio de la mina y luego se rocían directamente sobre el mineral que contiene cobre, sirviendo como el lixiviador. El término "sin cobre" significa que la fase no tiene cobre o que substancialmente no tiene cobre dado que el solvente de extracción típicamente no remueve todo el cobre. El ácido sulfúrico reacciona con otros minerales l- AAAt.....».,. -.«^^-. A ..*-J-^...»..-i i ?~t *~*í~? presentes en el mineral de cobre, de manera tal que el proceso SX no recupera todo el ácido. Dado que la solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada del proceso de fabricación de tarjetas con circuitos impresos, entra al proceso de refinación de cobre, en la etapa SX, el valor en ácido clorhídrico de la solución de ataque a base de cloruro cúprico agotada se recupera para su reutilización, y se regresa a la operación de lixiviación con ácido, como se describió anteriormente. Como tal, la solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada funciona como un substituto del ácido sulfúrico comprado, así como una fuente de cobre . Típicamente, las plantas SX no pueden usar solución de ataque a base de cloruro cúprico acida agotada debido a que la etapa de EW en la refinación del cobre tiene una baja tolerancia de cualquier concentración significativa de cloruros, que provenga de la etapa SX del proceso de refinación del cobre. Por lo tanto, en general, el proceso SX incluye una o más etapas de lavado con agua, que se realizan de acuerdo con procedimientos convencionales, para prevenir o minimizar los cloruros que pasen hacia la etapa EW. La fase orgánica cargada de cobre, lavada, substancialmente sin cloruros (de 1 a 100 ppm más usualmente de 5 a 75 ppm de ion cloruro) se pone en contacto con un electrolito pobre que extrae el cobre de la fase orgánica -Í-tii t-- Íf-??t4 -'> i' ¿ürr n»t--^- • •?-1'"- ?r I ÉtHHr HillH 1 -" +t ' -- — ...iut.^ Má t. ^j^,. » . ,A_fc»„. „».,.„.,. cargada. El electrolito rico en cobre se transfiere a la planta de EW para producir cobre catódico, de acuerdo con procedimientos convencionales . La solución de ataque a base de cloruro cúprico, acida agotada de la fabricación de tarjetas con circuitos impresos, empleada en el proceso de la presente invención, comprende en general cloruro cúprico y ácido clorhídrico. También pueden estar presentes, en bajas cantidades, gas cloro y peróxido de hidrógeno. Si se desea se pueden adicionar cloruro de sodio y un clorato, tal como clorato de sodio y/o clorato de potasio. En la industria de tarjetas con circuitos impresos se usan varias proporciones de estos componentes químicos como soluciones de ataque acidas. Cualesquiera de las proporciones en peso de los componentes, en la solución de ataque agotada funcionará en el proceso de la presente. Se comprenderá que son posibles muchas variaciones en las fórmulas de la solución de ataque agotada, todas las cuales serán evidentes para las personas de experiencia ordinaria en la técnica. Como se usa en la presente, el término "solución acuosa de cloruro cúprico sin amonio" significa una solución acuosa de cloruro cúprico que no contiene amoníaco o ion amonio o que substancialmente no contiene los mismos, de manera tal que el pH de la solución no es mayor que 6, más usualmente en el intervalo de 0 a 3 , típicamente no mayor que 1.5. En general la solución contiene menos de 0.5% en volumen de amoníaco o ion amonio, mas usualmente de cero a menos de 0.005 % en volumen de amoníaco o ion amonio. La temperatura de la solución de ataque de cobre se mantiene usualmente en la región de la temperatura ambiente (aproximadamente de 21.1 'C (70 *F) a 23.9 'C (75 " F) ) . Se pueden emplear temperaturas más elevadas para acelerar el proceso, por ejemplo temperaturas que se encuentren en el intervalo de 21.1 'C (70 'F) a 54.4 'C (130 'F), más usualmente de 26.7 *C (80 ' F) a 54.4 'C (130 *F). Cualquier mineral que contenga cobre puede ser el objeto del proceso de la presente. Ejemplos de un mineral apropiado son el mineral de óxido de cobre, el mineral de sulfuro de cobre, o cualquier otra fuente de cobre. El mineral de óxido de cobre es el que más típicamente se emplea en el proceso de la presente. Aunque la invención ha sido descrita con relación a la que actualmente se considera la modalidad más práctica y preferida, deberá comprenderse que la invención no estará limitada a la modalidad descrita, sino que por el contrario, se pretende que cubra varias modificaciones y arreglos equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la recuperación de cobre, de una fuente que contiene cobre, mediante Extracción con Solvente (SX) y Extracción Electrolítica (EW) , el proceso está caracterizado porque comprende la etapa de mezclar una solución lixiviadora madre (PLS) que contiene cobre, en base a ácido sulfúrico, obtenida por la lixiviación con ácido de una fuente que contiene cobre, con una solución de cloruro cúprico acuosa acida para producir una alimentación, que contiene cobre, para el proceso SX-EW, para la producción de cobre catódico.

2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida es una solución de ataque agotada proveniente de la producción de tarjetas con circuitos impresos .

3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene ácido clorhídrico.

4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene además cloruro de sodio.

5. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene un agente seleccionado de gas cloro y peróxido de hidrógeno.

6. Un proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene además cloruro de sodio.

7. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene ácido clorhídrico y un clorato seleccionado de clorato de sodio y clorato de potasio.

8. Un proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene además cloruro de sodio.

9. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene de 0 a 8% en volumen, de ácido clorhídrico.

10. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de cloruro cúprico acuosa acida no contiene amonio.

11. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación producida mezclando la PLS con la solución de cloruro cúprico acuosa acida contiene de 1 a 40 % en peso más cobre que la PLS producida usando solamente ácido sulfúrico.

12. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación que contiene cobre, para el proceso SX-EW, se pone en contacto con un solvente de extracción orgánico para extraer el cobre y producir una fase acida sin cobre, y una fase orgánica que contiene cobre.

13. Un proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fase acida sin cobre se usa para la lixiviación de cobre adicional.

14. Un proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fase que contiene cobre se somete a Extracción Electrolítica (EW) para recuperar el cobre .

15. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende al menos una etapa de lavado acuoso para reducir el contenido de cloruros de la alimentación antes de la EW.

16. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la PLS acida que contiene cobre se obtiene por la lixiviación de una fuente que contiene cobre con una mezcla de ácido sulfúrico y ácido clorhídrico de una solución de ataque a base de cloruro cúprico agotada.

17. Un proceso para la recuperación de cobre de una fuente que contiene cobre, por Extracción con Solvente (SX) y Extracción Electrolítica (EW) , caracterizado porque comprende las etapas de: mezclar una PLS acida que contiene cobre obtenida por la lixiviación con un lixiviador ácido de una fuente que contiene cobre, con una solución de cloruro cúprico acuosa acida para producir una mezcla acida que contenga cloruro cúprico/sulfato de cobre (ACCS) ; y, someter la ACCS a Extracción con Solvente (SX) para recuperar el cobre .

18. Un proceso para la recuperación de cobre de una fuente que contiene cobre mediante SX-EW, el proceso está caracterizado porque comprende las etapas de: mezclar una PLS que contiene cobre y ácido sulfúrico, obtenida por la lixiviación, con ácido sulfúrico, de una fuente que contiene cobre con una solución de cloruro cúprico acuosa acida para producir una mezcla acida que contenga cloruro cúprico/sulfato de cobre (ACCS) ; poner en contacto la mezcla ACCS con un solvente de extracción orgánico para extraer el cobre y producir una fase acida sin cobre y una fase orgánica que contenga cobre; transferir la fase acida sin cobre, a la lixiviación con ácido, para lixiviar cobre adicional; y, someter la fase que contiene cobre a la Extracción Electrolítica para recuperar el cobre. ^ü . am á^ Máái mm