MXPA04011611A - Extraccion hidrometalurgica de metales asistida por cloruro. - Google Patents
Extraccion hidrometalurgica de metales asistida por cloruro.Info
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Abstract
Un proceso para la extraccion de un metal base tal como Ni, Co o Zn, de un concentrado o mineral de sulfuro que contiene cobre y el metal base, comprende el paso de someter el mineral o concentrado a oxidacion por presion en la presencia de oxigeno y una solucion acida que contiene iones de sulfuro y haluro para producir una solucion producto que contiene cobre y el metal base. La solucion producto se somete a un proceso de extraccion de cobre para recuperar cobre de lea solucion y la solucion de producto que contiene el metal base despues de que la recuperacion de cobre se recircula o recicla a al oxidacion por presion para efectuar la formacion del metal base en la solucion producto. Preferentemente, una corriente que se divide de la solucion producto se trata para la recuperacion del metal base.
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wo 03/100105 Al III I II ???: lililí Eurasian patent (AM, AZ, B Y, G, KZ, MD, U, TJ, TM), — before the expiration of the time limit for amending the European patent (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, D , EE, claims and to be republished in the event of receipt of ES, FI, FR, GB, GR, HU, EE, IT, LU, MC, NL, PT, RO, amendments SE, SI, S , TR), ???? patent (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). For two-letter codes and other abbreviations, refer to the "Guid- Published: ance Notes on Codes andAbbreviations" appearing at thé begin- — vrith imernationa! search repon ning of each regular issue of the PCT Garette.
EXTRACCIÓN HIDROMETALÚRGICA DE METALES ASISTIDA POR CLORURO
CAMPO DE LA ÍNVENCIÓN Esta invención se refiere a un proceso para la extracción de metales, tales como Cu, Ni, Co y Zn de un mineral o concentrado, tai como un concentrado de cobre-níquel-zinc voluminoso de bajo grado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo a la invención se proporciona un proceso para la extracción de un metal base de un mineral o concentrado que contiene cobre y el metal base, comprendiendo los pasos de someter el mineral o concentrado a oxidación por presión en la presencia de oxígeno y una solución ácida que contiene iones de sulfato y haluro para producir una solución producto que contiene cobre y el metal base; someter la solución producto a un proceso de extracción de cobre para recuperar el cobre de la solución; y reciclar la solución producto que contiene dicho metal base después de dicha recuperación de cobre, a la oxidación por presión; mediante lo cual la formación de metal base en la solución producto se efectúa para producir una solución de producto cargada; y recuperar el metal base de dicha solución de producto cargada. El metal base puede recuperarse de una corriente dividida tomada de la solución producto. El concentrado puede contener uno o más metales base tales como níquel, cobalto o zinc. El concentrado puede contener cobre y níquel en una proporción de aproximadamente 7: 1 a aproximadamente 5: 1 . Sin - 2 -embargo, el concentrado puede contener mayores o menores cantidades de Ni, tal como una proporción de cobre a níquel de aproximadamente 20: 1 a aproximadamente 2: 1 . El concentrado puede ser un concentrado de sulfuro de cobre que está bajo en algunos metales base, tales como Ni (por debajo de aproximadamente 0.1 %), Co (por debajo de aproximadamente 0.03%) y Zn (por debajo de aproximadamente 1 %). El haluro puede ser cloru ro o bromu ro. Los objetos y ventajas adicionales de la invención serán aparentes a partir de la descripción de las modalidades preferidas de la invención de abajo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de flujo de un proceso hidrometalúrgico para la extracción de metales de un concentrado o mineral de sulfuro; La figura 2 es un diagrama de flujo de otra modalidad del proceso de la Figura 1 ; y La Figura 3 es un diagrama de flujo de todavía otra modalidad del proceso de la Figura 1 .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS En la Figura 1 , el número de referencia 10 generalmente indica un proceso hidrometalúrgico para la extracción de metales base de un concentrado o mineral de sulfuro. El proceso 1 0 comprende una etapa de - 3 -oxidación por presión 12, une etapa de extracción del solvente de cobre 14, una etapa de evaporación 16, y una etapa de electroexploración 1 8. Antes de la etapa de oxidación por presión 1 2, el concentrado de metal base se somete primero a una retrituración 22 para reducir el tamaño de partícula. Durante la trituración, el concentrado se mezcla con agua para producir una pasta de concentrado que se alimenta a la etapa de oxidación de presión 1 2. El concentrado se somete a la oxidación por presión 12 en una autoclave en la presencia de una solución acida que contiene sulfato, cloruro. La cantidad de H2S04 introducida en la oxidación por presión 12 es suficiente para permitir que el pH de la solución en la autoclave vaya por debajo de un valor de 2, preferentemente 1 o inferior. En el pH bajo, cobre, níquel, zinc y cobalto (y otros metales base, si están presentes en el concentrado) se lixivian en la fase líquida durante la oxidación por presión 1 2 y prácticamente ninguno va hacia la fase sólida en la forma de las sales sólidas básicas, tal como sulfato de cobre básico. Se ha encontrado que permitir que el pH de la solución en la oxidación por presión 12 vaya por debajo de un valor de 2 (o, preferentemente por debajo de 1 ) aumenta la extracción total de cobre y los otros metales base. La oxidación por presión 12 se lleva a cabo a una temperatura de aproximadamente 1 15°C a aproximadamente 175°C, preferentemente aproximadamente 1 30°C a aproximadamente 1 55°C. La oxidación por presión 12 se lleva a cabo bajo un vapor - 4 -combinado y presión de oxígeno a aproximadamente 1 0 a 300 psig , o 700 a 21 00 kPa, con presión parcial de oxígeno de aproximadamente 50 a 250 psi , o 350 kPa a 1 750 kPa. La concentración de ión de cloruro en la solución en la autoclave se mantiene a aproximadamente 8 a 20 g/l, preferentemente aproximadamente 12 g/l. El tiempo de retención en la autoclave es aproximadamente 0.5 a 2.5 horas, preferentemente, aproximadamente 1 hora , y el proceso se lleva normalmente a cabo en una manera continua en la autoclave. Sin embargo, el proceso también puede llevarse a cabo en una manera en grupos, si se desea. El contenido de sólidos en la autoclave se mantiene a aproximadamente 1 2-25%, es decir, 1 50-300 g/l de sólidos, como se determina por el equilibrio de calor y limitaciones de viscosidad. En algunos casos (ciertos concentrados) se ha encontrado benéfico agregar pequeñas concentraciones de ciertos agentes tensoactivos que cambian las características físicas y químicas del azufre elemental líquido (S°) en la autoclave durante la etapa de oxidación por presión 1 2. Los agentes tensoactivos tales como sulfonatos de ligninia y quebraco agregados en cantidades pequeñas, es decir, 0. 1 a 3 g/L pueden reducir la viscosidad del azufre líquido y también cambiar la química en la autoclave. El propósito es prevenir la aglomeración de azufre líquido en la autoclave a la temperatura de operación con sulfuros sin reaccionar. Esto generalmente no es necesario, pero si existen un gran componente o sulfuros no reactivos, por ejemplo, pirita, puede ser un problema, - 5 -requiriendo así la adición del agente tensoactivo como una medida correctiva. Las adiciones de agentes tensoactivos puede reducir la oxidación de azufre en maneras que no se entienden bien, pero que son benéficas para el proceso. Se cree que esto se debe a viscosidad inferior, resultando en tendencia disminuida para que azufre líquido y sólidos se mantengan dentro de la autoclave, reduciendo así el tiempo de retención para estos materiales, y por lo tanto, que ocurra la tendencia reducida para oxidación por azufre. La pasta producida en la autoclave se descarga a través de una serie de uno o más tanques flash 24 para reducir la presión a presión atmosférica y la temperatura a 90°C-100°C. El vapor se libera del tanque flash 24 como se indica en 23. La parte líquida de la pasta se refiere como la autoclave o licor de lixiviación de oxidación por presión 36. La pasta enfriada del tanque flash 24 se pasa a un espesador
26 para separación de líquido/sólido. El sobreflujo del espesador 26, que es el licor de lixiviación de autoclave 36, se enfría además a aproximadamente 40°C por métodos conocidos tales como en torres de enfriamiénto (no mostradas). El licor 36 se somete entonces a extracción del solvente de cobre 14 para recuperación de cobre, como se describirá más abajo. El subflujo del espesador 26 se filtra, como se muestra en 28, y la torta de filtro resultante se lava completamente para recuperar los metales base introducidos tanto como sea posible. El filtrado del filtro 28 se recicla al espesador 26, dejando un residuo 30, comprendido - 6 -principalmente de hematita y azufre elemental, que puede descartarse o someterse a tratamiento adicional para recuperación de metales preciosos. Como se establece arriba , el licor de lixiviación de autoclave 36 se somete a extracción del solvente de cobre 14 para producir un refinado eliminado de cobre 38. La porción principal (aproximadamente 80-85%) del refinado 38 se recircula al evaporador 16, y subsecuentemente a la oxidación por presión 1 2. La porción restante, aproximadamente 1 5-20& del flujo tota l , representa ndo u n a corriente de resina, se trata además para la recuperación de metales base, como se describirá más abajo. La extracción del solvente de cobre 14 se efectúa al combinar el licor de lixiviación de autoclave 36 con un extractor del solvente de cobre adecuado. El cobre se carga sobre el extractor que se lava subsecuentemente 40 cop agua fresca y electrolito separado recirculado 44 de electroexploración 18. El cobre en el orgánico lavado se contacta entonces con una solución ácida, referida como electrolito 44, en la etapa de separación 42 mediante la cual el cobre se transfiere del orgánico al electrolito 44. El orgánico separado se recicla entonces a la etapa de extracción 14. El electrolito 44 de la etapa de separación 42 se somete a electroexploración 18 para producir un producto de cátodo de cobre 46. Cualquier extractor de cobre adecuado que es capaz de remover selectivamente cobre de una solución ácida también conteniendo níquel/cobalto/zinc/hierro/magnesio/manganeso/cadmio puede utilizarse. Un extractor que se encuentra que es adecuado es una hidroxi-oxima, tales como reactivos LIX 84™ o LIX 860 ™¿ de Cognis Corporation, o una - 7 -combinación de estos reactivos. Como se establece arriba, la porción principal del refinado 38 de la extracción del solvente de cobre 14, se recicla a oxidación por presión 1 2 a través del evaporador 1 6 que reduce el volumen de agua , concentrado así la solución de ácido sulfúrico que se recicla. El otro metal base o metales base que están presentes permanecen en solución después de la extracción del solvente de cobre 1 4, y se recirculan o reciclan de nuevo en el refinado 38 pa ra la oxidación por presión 1 2. La concentración de estos metales base se permite formarse a niveles suficientes (por ejemplo, nivel de equilibrio) de manera que una corriente dividida mínima puede quitarse de la recuperación del metal base, como se describirá abajo. El volumen de la corriente dividida se optimiza de manera que la mayoría del ácido en el refinado de extracción de solvente de cobre 38 puede reciclarse a oxidación por presión 1 2. Como se establece arriba, la corriente de resina del refinado 38 se trata además para la recuperación del(los) metal(es) base presente(s) en el concentrado (por ejemplo, Ni, Co o Zn). La corriente de resina se somete a purificación (es decir, el retiro de impurezas, tal como magnesio, manganeso y cadmio, por ejemplo, mediante precipitación) y después se trata para la recuperación del(los) metal(es) base por medio de un proceso adecuado, que puede incluir neutralización, como se indica en 20, para producir productos de metal base 48. Los subproductos de gipsio 50 también pueden producirse como un resultado de este proceso. Para algunos concentrados, notablemente aquellos con altos - 8 -contenidos de pirita, las condiciones de oxidación por presión 12 pueden resultar en oxidación por azufre excesiva. Bajo algunas circunstancias, el licor de lixiviación de autoclave puede contener > 1 5 g/L de ácido libre, que puede necesitarse para neutralizarse 32 antes de la extracción de solvente. Esto se muestra en la Figura 2. También puede ser necesario neutralizar 32 una porción del refinado de extracción de solvente de cobre 38 después del evaporador 16 antes de la recirculación a la oxidación por presión 1 2, para controlar la concentración de ácido en la autoclave. Esto se muestra en la Figura 3. La neutralización 32 incluye reaccionar la corriente ácida (36,
38) con roca de lima para elevar el pH a aproximadamente 2 para producir un líquido neutral y sólido de gipsio 34. La separación del sólido líquido se efectúa por espesamiento y/o filtración. El sólido de gipsio 34 se lava para recuperar los valores de metal introducidos, y puede entonces descartarse. Aunque ciertas modalidades preferidas de la presente invención se han mostrado y descrito en detalle, debe entenderse que varios cambios y modificaciones pueden hacerse en la misma sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (1)
- - 9 - REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para la extracción de un valor de metal base de un mineral o concentrado que contiene cobre y el metal base, comprendiendo los pasos de: someter el mineral o concentrado a oxidación por presión en la presencia de oxígeno y una solución ácida conteniendo iones de sulfato y haluro para producir una solución producto que contiene cobre y el metal base; someter la solución de producto a un proceso de extracción de cobre para recuperar cobre de la solución; y reciclar la solución producto que contiene dicho metal base después de dicha recuperación de cobre, a la oxidación por presión; mediante lo cual la formación de metal base en la solución producto se efectúa para producir una solución producto cargada; y recuperar el metal base de dicha solución producto cargada. 2. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el metal base se selecciona del grupo que consiste de Ni, Co, y Zn. 3. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el proceso de extracción de cobre comprende someter la solución de producto a extracción del solvente de cobre para producir una solución de cobre concentrada y un refinado que contiene dicho metal base y en donde la solución de producto que se recicla a la oxidación por presión comprende dicho refinado. 4. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el haluro es cloruro o bromuro. - 10 - 5. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el metal base se recupera de una corriente dividida tomada de dicha solución producto cargada. 6. El proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque la recuperación del metal base de dicha corriente dividida comprende someter la corriente dividida a neutralización. 7. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha formación dé metal base en la solución producto se efectúa hasta que dicho metal base ha alcanzado una concentración de equilibrio. 8. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el concentrado contiene Cu y Ni en una proporción de aproximadamente 20: 1 a aproximadamente 2: 1 . 9. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el concentrado contiene Cu y Ni en una proporción de aproximadamente 7: 1 a aproximadamente 5: 1. 10. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además el paso de causar que el pH de la solución ácída caiga por debajo de un valor de 2 durante la oxidación por presión. 1 1 . El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además el paso de causar que el pH de la solución ácida caiga a un valor de aproximadamente 1 o inferior durante la oxidación por presión.
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