PL205105B1 - Sposób odzyskiwania miedzi z rudy zawierającej miedź, koncentratu mineralnego zawierającego miedź lub innych materiałów mineralnych zawierających miedź - Google Patents

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy ogólnie procesu pozyskiwania miedzi z rudy zawierającej miedź, koncentratu zawierającego miedź lub innego materiału zawierającego miedź, a zwłaszcza sposobu otrzymywania miedzi elektrolitycznej bez stosowania ekstrakcji rozpuszczalnikowej/roztworowej, wymiany jonowej miedzi, lub podobnych procesów służących do rafinacji i wzbogacania roztworu zawierającego miedź.

Hydrometalurgiczna obróbka materiałów zawierających miedź, takich jak rudy miedzi, koncentraty miedzi i inne materiały zawierające miedź są od wielu lat dobrze znane. Obecnie istnieje wiele twórczych podejść do hydrometalurgicznej obróbki takich materiałowi jednakże, wspólną cechą niemal wszystkich procesów, zarówno tych już znanych jak i obecnie opracowywanych, jest wykorzystanie procesu ekstrakcji rozpuszczalnikowej i elektrolitycznego otrzymywania miedzi (SX-EW) w celu oczyszczenia roztworu i odzyskania z niego miedzi. Pomimo, że proces SX-EW nie jest pozbawiony wad, udokumentowane sukcesy w zastosowaniu tego procesu na polu odzyskiwania miedzi spowodowały, że jest to powszechnie stosowany sposób wytwarzania wysokiej jakości produktów zawierających miedź.

Standardowy proces hydrometalurgicznego odzyskiwania miedzi obejmuje najpierw ługowanie materiału zawierającego miedź za pomocą kwasowego roztworu, przy czym ługowanie może odbywać się w warunkach atmosferycznych lub przy podwyższonym ciśnieniu i temperaturze. Otrzymywany w wyniku tego procesu strumień tak zwanego ługowanego roztworu-matki jest w etapie ekstrakcji rozpuszczalnikowej (lub ekstrakcji roztworowej, jak ten etap jest czasami określany) mieszany z rozpuszczalnikiem organicznym (tj. ekstrahentem), który selektywnie usuwa miedź z ługowanego roztworumatki. Zawierający miedź ekstrahent jest następnie mieszany z wodnym roztworem kwasowym, który odpędza miedź z ekstrahenta, w wyniku czego powstaje strumień roztworu nadającego się do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Otrzymywany strumień roztworu jest silnie stężony i względnie czysty, jest więc zwykle przetwarzany w układzie do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi na miedź elektrolityczną wysokiej jakości.

Elektrolityczne odzyskiwanie miedzi ogólnie obejmuje elektrolityczne osadzanie się miedzi na katodzie (nazywane czasami „platerowaniem) oraz wydzielanie się tlenu na anodzie. W przykładowym urządzeniu do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi o prostej budowie w komorze reakcyjnej zawierającej elektrolit zawierający miedź umieszczony jest zestaw katod i anod. Po włączeniu zasilaniu urządzenia jony miedzi redukowane są na katodzie („platerowanie). Platerowanie miedzi zachodzi zwykle na miedzianych płytach startowych lub elementach wykonanych ze stali nierdzewnej. Anody są quasi-obojętne dla elektrolitu i zapewniają powierzchnię umożliwiającą wydzielanie się tlenu. Płyty miedziane wytwarzane w urządzeniu do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi mogą mieć czystość przekraczającą 99,99 procent.

Stwierdzono, że oczyszczanie miedzi pochodzącej z ługowanego roztworu-matki przez ekstrakcję rozpuszczalnikową jest skutecznym sposobem uzyskiwania stężonego roztworu miedzi, który może być wykorzystywany do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi o wysokiej czystości. Znane jest też bezpośrednie elektrolityczne odzyskiwanie miedzi - czyli platerowanie miedzi bezpośrednio z ługowanego roztworu-matki z pominięciem etapu oczyszczania przez ekstrakcję rozpuszczalnikową. Miedź odzyskiwana w tak zwanych procesach bezpośredniego elektrolitycznego odzyskiwania miedzi jest jednak zbyt zanieczyszczona, by mogła być sprzedawana lub wykorzystywana, musi być zatem dalej oczyszczana, co wiąże się z dodatkowymi kosztami, lub też sprzedawana po obniżonej cenie. Znane w obecnym stanie techniki sposoby umoż liwiają więc elektrolityczne odzyskiwanie miedzi, przy czym otrzymywana miedź ma względnie niską jakość.

Korzystny byłby zatem skuteczny i ekonomiczny sposób odzyskiwania miedzi z materiałów zawierających miedź, a zwłaszcza uzyskiwania miedzi z siarczków miedzi takich, jak chalkopiryt i chalkozyn, który umożliwiałby uzyskanie wysokiej skuteczności odzyskiwania miedzi przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów w porównaniu do konwencjonalnych technik przetwarzania.

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania miedzi z rudy zawierającej miedź, koncentratu mineralnego zawierającego miedź lub innych materiałów mineralnych zawierających miedź, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:

dostarczenie strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź;

PL 205 105 B1 oddzielenie przynajmniej części materiału zawierającego miedź od kwasu znajdującego się w strumieniu zasilającym z uzyskaniem strumienia kwasu oraz strumienia obejmującego materiał zawierający miedź zasilającego ługowanie ciśnieniowe;

ługowanie przynajmniej części strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe w środowisku utleniającym przy podwyższonej temperaturze i ciśnieniu z wytworzeniem mułu płuczkowego obejmującego roztwór zawierający miedź i pozostałości;

kondycjonowanie mułu płuczkowego bez stosowania technik ekstrakcji rozpuszczalnikowej z uzyskaniem roztworu zawierającego miedź nadającego się do wykorzystania w procesie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi;

elektrolityczne odzyskiwanie miedzi z roztworu zawierającego miedź z uzyskaniem miedzi elektrolitycznej i strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź.

W jednym z korzystnych wariantów realizacji sposobu wedł ug wynalazku etap dostarczenia strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi. W innym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap dostarczenia strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź oraz strumień roztworu zawierającego miedź i kwas. W szczególnie korzystnym przypadku etap oddzielenia obejmuje reakcję w obecności strumienia dwutlenku siarki przynajmniej części miedzi znajdującej się w strumieniu elektrolitu zawierającego miedź; przy czym przynajmniej część miedzi znajdującej się w strumieniu elektrolitu zawierającego miedź wytrąca się w etapie w postaci siarczku miedzi na przynajmniej części materiału zawierającego miedź znajdującego się w strumieniu zasilają cym. W innym szczególnie korzystnym przypadku etap ł ugowania obejmuje ł ugowanie przynajmniej części strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe w naczyniu do ługowania ciśnieniowego.

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap ługowania obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe w naczyniu do ługowania ciśnieniowego w temperaturze od około 100 do około 250°C i przy całkowitym ciśnieniu roboczym od około 50 do około 750 psi (od około 0,345 do około 5,171 MPa). W jeszcze korzystniejszym przypadku etap ługowania obejmuje ponadto wdmuchiwanie strumienia tlenu do naczynia do ługowania ciśnieniowego z utrzymaniem cząstkowego ciśnienia tlenu w naczyniu do ługowania ciśnieniowego w przedziale od około 50 do około 200 psi (od około 0,345 do około 1,379 MPa). W szczególnie korzystnym przypadku etap ługowania obejmuje wdmuchiwanie strumienia tlenu do naczynia do ługowania ciśnieniowego z utrzymaniem cząstkowego ciśnienia tlenu w naczyniu do ługowania ciśnieniowego w przedziale od około 50 do około 200 psi (od około 0,345 do około 1,379 MPa).

W nastę pnym korzystnym wariancie realizacji sposobu wedł ug wynalazku etap kondycjonowania obejmuje poddawanie przynajmniej części mułu płuczkowego procesowi oddzielania frakcji stałych od ciekłych, przez dekantację przeciwprądową, przy czym przynajmniej część roztworu zawierającego miedź oddzielana jest od pozostałości. W szczególnie korzystnym przypadku etap kondycjonowania obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem pożądanego stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź . W innym szczególnie korzystnym przypadku etap kondycjonowania obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

W dalszym korzystnym wariancie realizacji sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap wykorzystania przynajmniej części strumienia kwasu uzyskanego w etapie oddzielania w przynajmniej jednym z następujących procesów: ługowanie hałd, ługowanie zbiorników, ługowanie usypisk lub stosów, ługowanie wyściółek, ługowanie zbiorników agitacyjnych lub ługowanie z wykorzystaniem bakterii.

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji sposób według wynalazku obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią strumienia elektrolitu zawierającego miedź w etapie mieszania do uzyskania stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

W innym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap oddzielania obejmuje: reakcję w środowisku kwasowym przynajmniej części strumienia zasilającego z przynajmniej częścią strumienia zawierającego miedź ubogiego elektrolitu uzyskując wytrącony strumień zawierający wytrącone cząstki stałe zawierające miedź; oraz

PL 205 105 B1 poddanie wytrąconego strumienia procesowi oddzielania frakcji stałych od ciekłych uzyskując strumień roztworu zawierającego kwas oraz strumień wlotowy obejmujący materiał zawierający miedź oraz pozostałą część kwasu. W korzystniejszym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap reakcji obejmuje reakcję w obecności strumienia dwutlenku siarki przynajmniej części miedzi znajdującej się w strumieniu ubogiego elektrolitu zawierającego miedź, przy czym przynajmniej część miedzi znajdującej się w strumieniu ubogiego elektrolitu zawierającego miedź wytrąca się w postaci siarczku miedzi na przynajmniej części materiału zawierającego miedź znajdującego się w strumieniu zasilającym. W innym korzystnym przypadku etap wymieszania obejmuje mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr. W jeszcze innym korzystnym przypadku etap wymieszania obejmuje mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią strumienia elektrolitu zawierającego miedź z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr. W kolejnym korzystnym przypadku sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap ponownego wprowadzenia do etapu reakcji przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. W dalszym korzystnym przypadku sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap ponownego wprowadzenia do etapu mieszania przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. W innym korzystnym przypadku sposób według wynalazku obejmuje ponadto następujące etapy:

ponowne wprowadzenie do etapu reakcji przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi; oraz ponowne wprowadzenie do etapu mieszania przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi.

W nastę pnym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap dostarczenia strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi o P80 wynoszącym od około 5 do około 75 mikronów, zaś etap ługowania obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia wlotowego w środowisku utleniającym przy temperaturze od około 140 do około 180°C i przy ciś nieniu od okoł o 200 do okoł o 450 psi (od okoł o 1,379 do okoł o 3,103 MPa).

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji sposobu wedł ug wynalazku etap dostarczenia strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi o P80 wynoszącym od około 5 do około 75 mikronów, zaś etap ługowania obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia wlotowego w środowisku utleniającym przy temperaturze od około 200 do około 235°C i przy ciś nieniu od okoł o 400 do okoł o 700 psi (od okoł o 2,758 do okoł o 4,826 MPa).

W dalszym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap kondycjonowania obejmuje ponadto kontrolowanie stężenia miedzi w strumieniu zawierającym miedź, tak że stężenie miedzi w strumieniu zawierającym miedź dostarczanym do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi utrzymywane jest na poziomie około 40 gramów/litr.

W innym korzystnym wariancie realizacji sposób wedł ug wynalazku obejmuje ponadto zmniejszenie ilości zanieczyszczeń w strumieniu wlotowym przy zastosowaniu urządzenia do rozdzielania układów ciecz-ciało stałe. W jeszcze innym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap rozdzielania obejmuje kondycjonowanie przynajmniej części strumienia wlotowego ze zmianą przynajmniej jednego parametru fizycznego wybranego spośród temperatury, ciśnienia, objętości, zawartości cząstek stałych, składu oraz gęstości. W następnym korzystnym wariancie realizacji sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap kondycjonowania co najmniej części strumienia wlotowego ze zmianą przynajmniej jednego parametru fizycznego wybranego spośród temperatury, ciśnienia, objętości, zawartości cząstek stałych, składu oraz gęstości. W kolejnym korzystnym wariancie realizacji sposób według wynalazku obejmuje ponadto etap zmniejszenia temperatury i ciśnienia mułu płuczkowego w zbiorniku do odparowywania rzutowego.

W dalszym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku etap kondycjonowania obejmuje ponadto oddzielenie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź od pozostałości z wykorzystaniem techniki fizycznego rozdzielania oraz wymieszanie przynajmniej cz ęści roztworu zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź w celu uzyskania strumienia produktu zawierającego miedź o pożądanym stężeniu miedzi. W szczególnie

PL 205 105 B1 korzystnym przypadku etap zmniejszania ilości kwasu w strumieniu wlotowym obejmuje ponadto zmniejszenie ilości zanieczyszczeń w strumieniu wlotowym.

W jednym z korzystnych wariantów realizacji sposobu według wynalazku skład roztworu zawierającego miedź zbliżony jest do składu elektrolitu wytwarzanego przez układ ekstrakcji rozpuszczalnikowej, jeżeli chodzi np. o stężenia kwasu i miedzi.

Używane w niniejszym opisie określenie „ługowanie ciśnieniowe odnosi się do procesu odzyskiwania metalu, w którym metal styka się z kwasowym roztworem i tlenem w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia.

Stosowany w przedmiotowym opisie parametr P80 oznacza (którego wartość jest wyrażana np. w μm), że 80% cząstek ma średnicę mniejszą od wartości tego parametru. Przykładowo, wartość P80 = 20 μm oznacza, że 80% cząstek ma średnicę mniejszą niż 20 μm.

W jednej z odmian korzystnego wariantu realizacji wynalazku jeden lub wiele etapów przetwarzania wykorzystywanych jest w celu oddzielenia miedzi od kwasu w ponownie wprowadzonej do obiegu części ubogiego elektrolitu pochodzącego z procesu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi, co umożliwia usunięcie z układu przetwarzającego kwasu bez jednoczesnego usuwania znaczącej części miedzi. Do oddzielenia miedzi od kwasu w strumieniu zasilającym może być wykorzystana pewna liczba typowych, znanych procesów. Przykładowo w jednym z wariantów realizacji przed etapem ciśnieniowego ługowania może być przeprowadzony etap wytrącania miedzi, w którym miedź rozpuszczona w strumieniu ubogiego elektrolitu wytrącana jest na powierzchniach stałych cząstek znajdujących się w strumieniu materiału zawierającego miedź, skutkiem czego miedź jest wyodrębniana z roztworu kwasowego.

W innym wariancie pomiędzy etapami ługowania i elektrolitycznego odzyskiwania miedzi wykorzystywany jest układ obiegowy, który wspomaga kontrolę składu zawierającego miedź roztworu poddawanego przetwarzaniu w etapie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi, dzięki czemu podwyższa się jakość odzyskiwanej z roztworu miedzi.

Zgodnie z różnymi korzystnymi aspektami niniejszego wynalazku przez zapewnienie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi bezpośrednio z roztworu zawierającego miedź bez uprzedniego poddawania roztworu zawierającego miedź ekstrakcji rozpuszczalnikowej, niniejszy wynalazek umożliwia obniżenie kosztów odzyskiwania miedzi oraz wyeliminowanie związanych z ekstrakcją rozpuszczalnikową wydatków takich, jak koszty wyspecjalizowanych odczynników, urządzeń i wyposażenia umożliwiających przeprowadzenie procesu, jak również koszty energii. Ponadto, zgodnie z jednym z korzystnych aspektów wynalazku, skuteczna kontrola składu roztworu zawierającego miedź poddawanego przetwarzaniu w etapie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi umożliwia wytwarzanie jednorodnie platerowanej miedzi elektrolitycznej o wysokiej jakości.

Te i inne zalety procesu według różnych aspektów niniejszego wynalazku staną się widoczne dla specjalistów w tej dziedzinie po przeczytaniu i przeanalizowaniu zamieszczonego poniżej szczegółowego opisu opartego o załączone rysunki.

Krótki opis rysunków

Tematyka niniejszego wynalazku jest szczegółowo pokazana i wyraźnie określona w końcowej części tego zgłoszenia. Niniejszy wynalazek może być jednak lepiej zrozumiany dzięki szczegółowemu opisowi oraz zastrzeżeniom, które powiązane są z załączonymi rysunkami, na których podobne elementy oznaczone zostały takimi samymi odnośnikami liczbowymi i gdzie:

fig. 1 przedstawia schemat technologiczny procesu odzyskiwania miedzi w przykładowym wariancie realizacji niniejszego wynalazku; i fig. 2 przedstawia schemat technologiczny procesu odzyskiwania miedzi w alternatywnym wariancie realizacji niniejszego wynalazku.

Szczegółowy opis przykładowych wariantów realizacji

Niniejszy wynalazek wykazuje znaczące przewagi nad procesami znanymi w obecnym stanie techniki, zwłaszcza nad innymi procesami tak zwanego „bezpośredniego elektrolitycznego odzyskiwania miedzi, szczególnie biorąc pod uwagę jakość uzyskiwanego produktu i wydajność procesu. Ponadto znane obecnie procesy odzyskiwania miedzi, w których wykorzystuje się konwencjonalną sekwencję ługowania atmosferycznego lub ciśnieniowego/ekstrakcji rozpuszczalnikowej/elektrolitycznego odzyskiwania miedzi mogą w wielu przypadkach być w łatwy sposób zmodernizowane w celu wykorzystania wielu komercyjnych zalet niniejszego wynalazku.

W jednej z odmian korzystnego wykonania niniejszego wynalazku względnie duża ilość kwasu wytwarzanego podczas etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi jako strumień elektrolitu zawiera6

PL 205 105 B1 jącego miedź jest przenoszona poza proces odzyskiwania miedzi po etapie rozdzielania, w którym zasadniczo cała miedź jest usuwana ze strumienia kwasu. Z ekonomicznego punktu widzenia zwykle korzystne jest wykorzystanie w jakiś sposób wytworzonego strumienia kwasu, nie zaś jego zobojętnianie lub likwidacja. A zatem, tak jak to zostanie poniżej omówione bardziej szczegółowo, niniejszy wynalazek może znaleźć zastosowanie szczególnie w połączeniu z procesami konwencjonalnego ługowania atmosferycznego, na przykład przy ługowaniu hałd, ługowaniu zbiorników, ługowaniu usypisk lub stosów, ługowaniu wyściółek, ługowaniu zbiorników agitacyjnych oraz ługowaniu z wykorzystaniem bakterii, gdzie często wymagane jest zapewnienie zasadniczo ciągłego dostarczania kwasu.

W jednej z odmian przykł adowego wariantu realizacji niniejszego wynalazku zapewniony jest strumień zasilający obejmujący materiał zawierający miedź, który podlega przetwarzaniu. Zgodnie z różnymi wariantami realizacji niniejszego wynalazku, materiał zawierający miedź może mieć postać rudy, koncentratu lub dowolnego innego materiału zawierającego miedź, z którego odzyskana może być miedź i/lub inne wartościowe metale. Miedź zawarta w materiale zawierającym miedź może mieć postać tlenków miedzi, siarczków miedzi lub innych minerałów miedziowych, przy czym materiał zawierający miedź może obejmować dowolną liczbę różnych innych metali, takich, jak na przykład złoto, metale z grupy platynowców, srebro, cynk, nikiel, kobalt, molibden, pierwiastki ziem rzadkich, ren, uran i ich mieszaniny. Różne odmiany i warianty realizacji niniejszego wynalazku okazują się szczególnie korzystne w przypadku odzyskiwania miedzi z rud zawierających siarczki miedzi, takie jak na przykład chalkopiryt (CuFeS2), chalkozyn (Cu2S), bornit (Cu5FeS4) i kowelin (CuS).

Strumień zasilający materiału zawierającego miedź może być zapewniony na wiele różnych sposobów, tak, że cechy dostarczanego strumienia są korzystne dla wybranych sposobów. Przykładowo cechy dostarczanego strumienia takie, jak rozmiar cząstek, skład i stężenia składników mogą wpływać na całkowitą efektywność i wydajność dalszych operacji wykonywanych podczas przetwarzania, takich jak na przykład ługowanie atmosferyczne lub ługowanie ciśnieniowe.

W korzystnej odmianie wynalazku rozmiar czą stek dostarczanego materiał u zawierają cego miedź jest ograniczony w celu łatwiejszego transportu cieczy i optymalizacji etapu ługowania atmosferycznego lub ciśnieniowego oraz następujących po nim procesów odzyskiwania metalu. Znanych jest obecnie wiele możliwych do wykorzystania technik i urządzeń umożliwiających ograniczenie rozmiaru cząstek materiału zawierającego miedź, przykładem mogą być tu młyny kulowe, młyny wieżowe, kruszarki drobnoziarniste, młyny cierne, młyny mieszadłowe, młyny poziome i tym podobne; mogą też zostać opracowane kolejne techniki umożliwiające pożądane zwiększenie pola powierzchni materiału, który ma zostać poddany przetwarzaniu. Odnośnie jednej z odmian korzystnego wariantu realizacji wynalazku taki rezultat jest pożądany, ponieważ szybkość reakcji podczas ługowania zwykle wzrasta wraz ze wzrostem pola powierzchni materiału zawierającego miedź, a więc zwiększenie stopnia rozdrobnienia materiału zawierającego miedź przed poddaniem strumienia materiału ługowaniu ciśnieniowemu umożliwia zwykle wykorzystanie w naczyniu, w którym przeprowadzane jest ługowanie ciśnieniowe bardziej umiarkowanej temperatury i ciśnienia, pozwala też skrócić czas zachodzenia reakcji utleniania podczas ługowania ciśnieniowego.

Na fig. 1 przedstawiono przykładowe wykonanie niniejszego wynalazku, w którym miedź jest metalem, który ma być odzyskiwany z materiału zawierającego miedź, takiego jak ruda siarczkowa. Podczas przygotowań do flotacji pianowej materiał zawierający miedź jest rozdrabniany w celu uzyskania rozmiaru cząstek odpowiedniego do uwolnienia cząstek zawierających minerał z materiałów skały płonnej. W jednej z odmian korzystnego wykonania materiał zawierający miedź jest rozdrabniany za pomocą na przykład młyna kulowego i poddawany konwencjonalnym technikom flotacyjnym. W jednej z odmian niniejszego wynalazku materiał zawierający miedź posiada P80 mniejsze niż 250 mikronów, korzystnie P80 zawiera się w przedziale od około 75 do około 150 mikronów, przy czym optymalny rozmiar uzależniony jest od charakterystyki flotacji i uwalniania. Produkt korzystnie posiada po flotacji P80 mniejsze niż około 150 mikronów, korzystniej P80 jest rzędu od około 5 do około 75 mikronów. Mogą być jednakże wykorzystane inne rozmiary i rozkłady rozmiarów cząstek, które ułatwiają transport cieczy, a następnie jej przetwarzanie.

W innej odmianie korzystnego wariantu realizacji niniejszego wynalazku rozdrobniony materiał zawierający miedź jest łączony z cieczą w celu utworzenia strumienia materiału zawierającego miedź

101. Korzystnie ciecz ta jest wodą lecz wykorzystana może być dowolna inna odpowiednia ciecz, jak na przykład rafinat, ługowany roztwór-matka lub ługowany elektrolit. Przykładowo, część strumienia ługowanego elektrolitu 108 pochodzącego z procesu bezpośredniego elektrolitycznego odzyskiwania

PL 205 105 B1 miedzi może być połączona z rozdrobnionym materiałem zawierającym miedź w celu utworzenia strumienia materiału zawierającego miedź 101 (nie jest to pokazane na fig. 1).

Połączenie cieczy z materiałem zawierającym miedź może być dokonane za pomocą dowolnego lub wielu dowolnych technik i urządzeń, takich jak na przykład linia do sporządzania mieszanki albo zbiornik mieszalny lub inny odpowiedni pojemnik. Zgodnie z korzystnym aspektem tego wynalazku strumień materiału jest wzbogacany tak, by materiał zawierający miedź stanowił nieco mniej niż około 50 procent wagowych strumienia, korzystnie około 40 procent wagowych strumienia. Mogą być jednakże wykorzystane inne stężenia, które są odpowiednie do transportu cieczy, a następnie jej przetwarzania.

W jednej z odmian tego wynalazku pożądane jest oddzielenie miedzi od kwasu w ponownie wprowadzanym do obiegu strumieniu ubogiego elektrolitu pochodzącego z procesu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi, jak również ograniczenie ilości zanieczyszczeń w części strumienia poddawanej procesowi odzyskiwania metalu. W takim procesie oddzielania kwas, który jest usuwany z ponownie wprowadzanego do obiegu strumienia ubogiego elektrolitu, może być usuwany z układu przetwarzającego, przy czym razem z kwasem przynajmniej część metalicznych i innych rozpuszczalnych zanieczyszczeń jest usuwana ze strumienia materiału zawierającego miedź i ponownie wprowadzanego do obiegu strumienia ubogiego elektrolitu. Do oddzielenia miedzi od kwasu w strumieniu zasilającym mogą być wykorzystywane dowolne konwencjonalne lub dopiero opracowywane procesy i techniki. Przykładowo, w tym celu mogą być wykorzystane procesy i/lub techniki takie, jak wytrącanie, niskotemperaturowe ługowanie ciśnieniowe, kwasowa ekstrakcja rozpuszczalnikowa/wymiana jonowa, rozdzielanie membranowe, obróbka cieplno-chemiczna, redukcja ciśnieniowa, siarczkowanie dyfuzyjne i/lub wykorzystane mogą być ogniwa elektrolizera.

Stanowiący część korzystnego wariantu realizacji wynalazku proces oddzielania miedzi przyczynia się do wytworzenia strumienia zawierającego względnie niską zawartość miedzi kwasu, który może być wykorzystywany do ługowania, regulacji współczynnika pH lub w innych celach. Wykorzystanie procesu oddzielania miedzi według tego aspektu wynalazku może być ponadto szczególnie korzystne, ponieważ umożliwia usuwanie zanieczyszczeń ze strumienia nie oczyszczonego materiału zawierającego miedź, oraz włączenie ich do otrzymywanego strumienia kwasu. Ponieważ otrzymywany strumień kwasu korzystnie jest usuwany poza proces odzyskiwania metalu i wykorzystywany w procesach zewnętrznych, likwidowany lub zobojętniany, zawarte w strumieniu kwasu zanieczyszczenia są również usuwane poza proces odzyskiwania metalu, co uniemożliwia ich gromadzenie się podczas przebiegania procesu. Może to stanowić znaczącą zaletę, ponieważ takie zanieczyszczenia, a zwłaszcza zanieczyszczenia metaliczne, mają zwykle szkodliwy wpływ na skuteczność i wydajność procesu odzyskiwania pożądanego metalu. Przykładowo, zanieczyszczenia metaliczne i inne biorące udział w przebiegu procesu, jeżeli ich zawartość nie jest precyzyjnie kontrolowana i/lub ograniczana, mogą przyczyniać się do pogorszonych właściwości fizycznych i/lub chemicznych miedzi elektrolitycznej wytwarzanej w procesie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi, a więc otrzymywana miedź może być niższej jakości, co obniża jej wartość ekonomiczną.

Wracając do fig. 1, w jednej z odmian korzystnego wariantów realizacji wynalazku strumień materiału zawierającego miedź 101 poddawany jest procesowi oddzielania, takiemu, jak na przykład etap wytrącania, który w tym przykładowym procesie służy do wytrącania rozpuszczonej miedzi z ponownie wprowadzanego do obiegu strumienia ubogiego elektrolitu na powierzchniach cząstek stałych znajdujących się w strumieniu materiału zawierającego miedź. Tak, jak to szczegółowo omówiono powyżej, aspekt ten zapewnia ważną zaletę polegającą na możliwości odzyskiwania ze strumienia ubogiego elektrolitu miedzi, która w innym przypadku jest tracona lub jej odzyskanie wymaga wykorzystanie dodatkowego przetwarzania. W rezultacie powoduje to powstanie potencjalnych znacznych korzyści ekonomicznych.

W tej korzystnej odmianie wynalazku etap wytrącania obejmuje połączenie w odpowiednim naczyniu strumienia materiału zawierającego miedź ze strumieniem dwutlenku siarki (SO₂) 109 oraz strumieniem ubogiego elektrolitu 108. Przykładowo w wykonaniu przedstawionym na fig. 1 strumień ubogiego elektrolitu 108 może obejmować ponownie wprowadzany do obiegu strumień kwaśnego siarczanu miedziowego wytworzony podczas procesu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. W jednej z odmian tego wariantu realizacji wynalazku stężenie kwasu w strumieniu ubogiego elektrolitu 108 wynosi od około 20 do około 200 gramów/litr, korzystnie od około 30 do około 150 gramów/litr, najkorzystniej od około 50 do około 120 gramów/litr. W kolejnej odmianie tego wariantu realizacji wynalazku stężenie miedzi w strumieniu ubogiego elektrolitu 108 wynosi od około 20 do około 55 gramów/litr,

PL 205 105 B1 korzystnie od około 25 do około 55 gramów/litr, najkorzystniej od około 30 do około 45 gramów/litr.

W etapie wytrącania miedzi 1010 miedź zawarta w strumieniu ubogiego elektrolitu 108 wytrąca się tworząc pożądany koncentrat o wysokiej zawartości miedzi. Wytrącanie jest korzystnie przeprowadzane w taki sposób, by miedź zawarta w ubogim elektrolicie przynajmniej częściowo wytrącała się na powierzchni nie poddanych reakcji cząstek materiału zawierającego miedź tworzącego strumień 101 w postaci siarczków miedziowych, takich, jak na przykład CuS. Nie opierając się o żadną konkretną teorię, reakcja chemiczna zachodząca podczas tego przykładowego etapu wytrącania miedzi - gdzie materiał zawierający miedź jest na przykład głównie chalkopirytem - jest prawdopodobnie następująca:

2Cu⁺²⁺ CuFeS₂ + 4SO₂ +4H₂O 3CuS +3SO₄ ^-2 +8H+ + Fe+²

CuFeS2 + Cu⁺² —> Fe⁺² + 2CuS (możliwa reakcja uboczna)

Inne minerały zawierające miedź i inne siarczki reagują w różnym stopniu zgodnie z podobnymi reakcjami, gdzie powstają wytrącone osady miedzi i słaby produkt uboczny reakcji z kwasem siarkowym. Zgodnie z korzystnym aspektem wynalazku etap oddzielania miedzi 1010 przeprowadzany jest w nieznacznie podwyższonej temperaturze, na przykład od około 70°C do około 180°C, korzystnie od około 80°C do około 100°C, najkorzystniej temperatura wynosi około 90°C. Ogrzewanie, jeżeli jest ono konieczne, może być przeprowadzane za pomocą dowolnego konwencjonalnego środka takiego, jak wężownica grzejna, płaszcz grzejny, proces wymiany cieplnej w cieczy lub inne znane lub dopiero opracowywane rozwiązanie. W przykładowym procesie przedstawionym na fig. 1 para wytworzona w innych etapach procesu, na przykład strumień 119 pochodzący ze zbiornika do odparowywania rzutowego 1040 lub strumień 118 pochodzący z etapu ługowania ciśnieniowego 1030, może być skierowana do naczynia wykorzystywanego w etapie oddzielania miedzi 101 w celu dostarczenia ciepła pożądanego do przyspieszenia procesu wytrącania. Czas przebywania w reaktorze w procesie wytrącania miedzi może się zmieniać w zależności od czynników takich, jak temperatura w naczyniu reakcyjnym i skład materiału zawierającego miedź, lecz zwykle czas ten wynosi od około trzydziestu (30) minut do około 6 godzin. Warunki korzystnie są dobierane w taki sposób, by wytrącane były znaczące ilości miedzi. Przykładowo, wytrącanie około 98% miedzi osiągnięte zostało przy temperaturze naczynia reakcyjnego wynoszącej około 90°C i czasie przebywania w reaktorze około 4 godzin.

Innymi parametrami, które należy wziąć pod uwagę podczas kondycjonowania strumienia zasilającego materiałem zawierającym miedź są zawartość stałych cząstek w strumieniu zasilającym i całkowita objętość strumienia zasilającego. A zatem te i inne parametry takie, jak na przykład temperatura, ciśnienie, lepkość, gęstość, skład i tym podobne mogą być korzystnie dobierane. Pomimo, że parametry te mogą być lub nie być istotne dla całkowitej wydajności operacji wchodzących w skład procesu przetwarzania, mogą one wpływać na rozmiary wyposażenia, specyfikacje materiału, zapotrzebowanie na energię i inne ważne aspekty procesu technologicznego. Tak więc, dokonane na podstawie odpowiednich obliczeń dopasowanie tych parametrów strumienia przed kompleksowymi lub niezależnymi od masy zasobów etapami przetwarzania może mieć pozytywny wpływ na ekonomiczną wydajność wybranego procesu. Układy do oddzielania frakcji stałych od płynnych takie, jak na przykład systemy filtracyjne, układy dekantacji przeciwprądowej (CCD), zagęszczacze i tym podobne mogą również być użyteczne przy zmienianiu tych parametrów i są w przemyśle szeroko wykorzystywane.

W jednej z odmian przedstawionego na fig. 1 wariantu realizacji wynalazku strumień produktu 102 zawierającego zwykle cząstki kowelinu/chalkopirytu i kwas ma dużą zawartość kwasu wytworzonego w etapie ługowania ciśnieniowego 1030 i etapie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070 oraz kwasu wytworzonego w etapie oddzielania miedzi 1010.

W korzystnej odmianie wynalazku materiał zawierający miedź przechodzący do etapu ługowania ciśnieniowego zawiera od około 10 do około 50 procent wagowych cząstek stałych, korzystnie od około 20 do około 40 procent wagowych cząstek stałych. W przykładowym wykonaniu wynalazku w celu dopasowania stężenia cząstek stałych w strumieniu produktu 102 do pożądanych parametrów, strumień produktu 102 przesyłany jest do układu do oddzielania frakcji stałych od ciekłych 1020. W jednej z odmian korzystnego wykonania wynalazku układ do oddzielania frakcji stałych od ciekłych 1020 korzystnie obejmuje układ zagęszczacza płuczącego 1021 składający się z wielu stopni zagęszczających rozmieszczonych w układzie dekantacji przeciwprądowej (CCD), która umożliwia oddzielanie znaczących ilości kwasu zawartego w strumieniu produktu od znajdujących się w nim cząstek stałych zawierających miedź. W przedstawionym wariancie realizacji produkt dolny układu zagęszczacza 1021 stanowi strumień zasilający 103 ługowanie ciśnieniowe, zaś produkt górny jest strumieniem kwasu 110. Strumień kwasu 110 korzystnie zawiera jedynie pomijalne ilości miedzi.

PL 205 105 B1

Strumień kwasu 110 odprowadzany z procesu może być wykorzystywany, przetwarzany, zobojętniany, retencjonowany i/lub likwidowany na wiele różnych sposobów, przy czym wybór odpowiedniego sposobu jest w dużej mierze uzależniony od czynników ekonomicznych i wymagań określonych przepisami. W jednej z odmian przedstawionego wariantu realizacji strumień kwasu może być korzystnie wykorzystany na przykład w procesie ługowania atmosferycznego, w którym kwas jest wymagany do ługowania tlenku miedzi lub minerałów siarczkowych. Taki proces ługowania może być ługowaniem hałd, ługowaniem usypisk, ługowaniem zbiorników, ługowaniem wyściółek lub innym podobnym procesem. Kwas jest w tych procesach zużywany podczas reakcji ze składnikami rudy.

Przedstawiony na fig. 2 strumień kwasu 110 pochodzący z układu zagęszczacza 1021 (fig. 1) przesyłany jest do procesu konwencjonalnego ługowania atmosferycznego 2010. W jednej z odmian korzystnego wykonania wynalazku proces ługowania atmosferycznego 2010 jest konwencjonalnym procesem ługowania hałdy z wykorzystaniem kwasu, w którym strumień rudy gorszej klasy 201 styka się ze strumieniem kwasu 110, oraz opcjonalnie z innymi strumieniami pochodzącymi z procesu, takimi, jak strumień rafinatu 206 pochodzący z urządzenia do ekstrakcji rozpuszczalnikowej 2020. W procesie ługowania hałdy 2010 kwas przesącza się w dół przez hałdę rudy rozpuszczając miedź znajdującą się w rudzie zawierającej miedź w postaci siarczku miedzi tworząc strumień ługowanego roztworu macierzystego (PLS) 203 o wysokiej zawartości miedzi. W konwencjonalnych procesach ługowania atmosferycznego strumień PLS 203 przesyłany jest do urządzenia do ekstrakcji rozpuszczalnikowej, takiego, jak przedstawione na fig. 2 urządzenie do ekstrakcji rozpuszczalnikowej 2020 w celu wytworzenia stężonego i względnie czystego roztworu siarczanu miedziowego, który nadaje się do wykorzystania w procesie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. W alternatywnej odmianie niniejszego wynalazku przedstawionej na fig. 2 strumień PLS 203 może nie być poddawany ekstrakcji rozpuszczalnikowej, lecz może być zamiast tego mieszany z innymi zawierającymi miedź strumieniami pochodzącymi z procesu, zaś otrzymywany strumień przesyłany jest następnie do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Przykładowo, cały lub część strumienia PLS 203 (linia przerywana) może być mieszana z strumieniem roztworu zawierającego miedź 106 i strumieniem ubogiego elektrolitu 115 w recyrkulacyjnym zbiorniku elektrolitu 1060 (z fig. 1) w celu utworzenia strumienia produktu, który może być poddawany procesowi elektrolitycznego odzyskiwania miedzi w układzie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Roztwór stosowany w procesie ługowania atmosferycznego 2010 zatęża się poprzez odparowanie związane z usuwaniem pary wodnej 202.

Tak, jak to pokrótce opisano powyżej, zgodnie z kolejnym aspektem tego wariantu realizacji niniejszego wynalazku strumień kwasu 110 korzystnie może być wykorzystywany do usuwania zanieczyszczeń z procesu, na przykład z procesu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Wśród takich zanieczyszczeń znajdują się między innymi żelazo, aluminium, magnez, sód, potas i tym podobne, przy czym mają one często postać siarczanów. W przypadku nieusuwania ich, zanieczyszczenia takie mogą się nadmiernie gromadzić wpływając niekorzystnie na wydajność procesu i jakość wytwarzanego produktu np. miedzi elektrolitycznej. Obecność takich zanieczyszczeń w strumieniu kwasu 110 zwykle nie ma niekorzystnego wpływu na opisywane powyżej wykorzystywanie strumienia kwasu 110.

W kolejnej odmianie korzystnego wariantu realizacji wynalazku przedstawionej na fig. 2 urządzenie do ekstrakcji rozpuszczalnikowej 2020 oczyszcza pochodzący z procesu ługowania hałdy strumień PLS 203 zawierający miedź w dwóch etapach - ekstrakcji, która może być wieloetapowa, po której następuje odpędzanie rozpuszczalnika. W etapie ekstrakcji strumień 203 styka się z fazą organiczną zawierającą rozpuszczalnik, w którym rozpuszcza się odczynnik selektywny względem miedzi (tj. ekstrahent). Po zetknięciu się roztworów ekstrahent organiczny usuwa chemicznie miedź z ługowanego roztworu matki (PLS), tworząc strumień wodnego rafinatu. Rafinat i strumienie organiczne są kolejno oddzielane w osadniku. Po oddzieleniu w osadniku fazy organicznej i wodnej, część fazy wodnej (strumień 206) jest zwykle zawracana do jednego lub wielu procesów ługowania w celu powtórnego wzbogacenia pochodzącą z rudy miedzią w procesie ługowania atmosferycznego, w wyniku czego powstaje ługowany roztwór-matka (PLS). Strumień organiczny przechodzi do drugiego etapu procesu ekstrakcji rozpuszczalnikowej, czyli etapu odpędzania rozpuszczalnika. W etapie odpędzania rozpuszczalnika strumień organiczny styka się z silnie kwasowym elektrolitem. Ten kwasowy roztwór „wymywa miedź z ekstrahenta, dzięki czemu faza organiczna pozostaje zasadniczo pozbawiona miedzi. Przynajmniej część fazy wodnej roztworu wymytego produktu (strumień 204) przechodzi dalej do instalacji do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 2030 jako wzbogacony roztwór miedzi. Wodny strumień 204 przetwarzany jest w instalacji do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 2030, gdzie uzyskiwana jest miedź elektrolityczna 207 i zawierający miedź strumień ubogiego elektrolitu 208, który

PL 205 105 B1 w jednej z odmian korzystnego wariantu realizacji wynalazku moż e być częściowo powtórnie wprowadzany do obiegu w urządzeniu do ekstrakcji rozpuszczalnikowej 2020.

W jednej z alternatywnych odmian wynalazku wodny strumień 204 może nie być poddawany procesowi elektrolitycznego odzyskiwania miedzi natychmiast po opuszczeniu urządzenia do ekstrakcji rozpuszczalnikowej, lecz może być zamiast tego mieszany z innymi zawierającymi miedź strumieniami pochodzącymi z procesu, zaś otrzymywany strumień przesyłany jest następnie do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Przykładowo, cały lub część wodnego strumienia 204 (linia przerywana) może być mieszana z strumieniem roztworu zawierającego miedź 106 i strumieniem ubogiego elektrolitu 115 w recyrkulacyjnym zbiorniku elektrolitu 1060 (z fig. 1) w celu utworzenia strumienia produktu, który może być poddawany procesowi elektrolitycznego odzyskiwania miedzi w układzie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070. W takich przypadkach roztwory do wymywania wykorzystywane w ekstrakcji rozpuszczalnikowej 2020 również zawierają zużyty elektrolit pochodzący z układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070.

Jeżeli wypływający strumień kwasu 110 nie jest wykorzystywany ani jako stanowiący produkt uboczny odczynnik, ani w żaden inny sposób, kwas może być zobojętniany z wykorzystaniem na przykład kwasochłonnej skały płonnej (tj. odpadków pozostałych z przetwarzania minerałów) lub środka zobojętniającego takiego, jak wapień lub wapno. Zobojętnianie z wykorzystaniem kwasochłonnej skały płonnej może być względnie tanie, ponieważ środek zobojętniający jest zasadniczo za darmo. Z drugiej strony zobojętnianie za pomocą wapienia lub wapna może być mniej korzystne z ekonomicznego punktu widzenia, ponieważ obydwa te odczynniki podnoszą koszty procesu. Niemniej jednak, jeżeli zobojętnianie jest pożądane, wykorzystany może być dowolny znany obecnie lub dopiero opracowywany sposób zobojętniania kwasu.

Wracając do fig. 1, muł płuczkowy produktu dolnego układu zagęszczacza 1021, czyli strumień zasilający 103 ługowanie ciśnieniowe w tym korzystnym wariancie realizacji wynalazku ma w składzie od około 40 do około 60 procent wagowych ciał stałych, przy czym w stanie równowagi jest to rozcieńczony roztwór kwasowy. Ogólny skład rozcieńczonego roztworu kwasowego uzależniony jest od stosunku ilości wody przemysłowej do kwasu wprowadzanych do układu zagęszczacza (tj. współczynnika płukania).

W kolejnej odmianie niniejszego wynalazku kondycjonowany strumień zasilający zawierający miedź jest korzystnie poddawany odpowiedniemu procesowi, takiemu, jak ługowanie ciśnieniowe, w celu wytworzenia mułu płuczkowego 104, który składa się z roztworu zawierającego miedź oraz pozostałości 114. Proces może być wybrany w dowolny sposób, lecz ogólnie umożliwia on wytwarzanie roztworu zawierającego miedź, w którym stężenie miedzi i kwasu jest podobne jak w strumieniu elektrolitu opuszczającym układ ekstrakcji rozpuszczalnikowej - to jest roztwór zawierający miedź korzystnie nadaje się do przetwarzania w układzie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Wykorzystana może być dowolna technika lub kombinacja technik, która umożliwia uzyskanie właściwego roztworu zawierającego miedź bez konieczności stosowania technik ekstrakcji rozpuszczalnikowej. W korzystnym wariancie realizacji wynalazku przedstawionym na fig. 1 strumień zasilający ługowanie ciśnieniowe 103 poddawany jest ługowaniu ciśnieniowemu 1030 w celu uzyskania zawierającego miedź mułu płuczkowego 104.

W jednej z odmian tego wariantu realizacji niniejszego wynalazku strumień zasilający ługowanie ciśnieniowe 103 jest przesyłany do odpowiedniego naczynia w celu przeprowadzenia procesu ługowania ciśnieniowego, przy czym naczynie to może być dowolnym naczyniem zaprojektowanym w taki sposób, by mogło utrzymywać składniki procesu w warunkach pożądanej temperatury i ciśnienia przez wymagany czas przebywania w reaktorze. W korzystnym wariancie realizacji w tym celu wykorzystywane jest naczynie do ługowania ciśnieniowego 1031. Naczynie do ługowania ciśnieniowego 1031 korzystnie ma postać wielokomorowego naczynia wyposażonego w mieszadło.

Ogólnie, przemiany chemiczne zachodzące w danych warunkach podczas etapu ługowania ciśnieniowego 1030 dla rozpuszczania miedzi zawartej w materiałach zawierających miedź takich, jak chalkopiryt, chalkozyn lub kowelin są następujące:

4CuFeS₂ + 17O₂ + 4H₂O 4CuSO₄ + 4H₂SO₄ + 2Fe₂O₃

2Cu₂S + 5O₂ + 2H₂SO₄ 4CuSO₄ + 2H₂O

CuS + 2O₂ CuSO4

Jeżeli jest to pożądane, warunki panujące podczas ługowania ciśnieniowego mogą być dobrane w taki sposób, by część siarczku zawartej w strumieniu zasilającym była przekształcana w niezwiązaną

PL 205 105 B1 siarkę, nie zaś w siarczan. Frakcje chalkopirytu i kowelinu tworzące siarkę zamiast siarczanu prawdopodobnie reagują zgodnie z następującymi równaniami:

4CuFeS2 + 4H2SO4 + 502 4CuSO4 + 2Fe2O3 + 8S° + 4H2O

2CuS + 2H2SO4 + O2 >2Cu + 2SO4^-2 + 2H2O + 2S°

Proces ługowania ciśnieniowego, na przykład przeprowadzany w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031, korzystnie zachodzi w sposób odpowiednio dobrany, by uprzywilejowane było rozpuszczanie miedzi z wykorzystaniem tych (lub innych) procesów. Ogólnie, temperatura i ciśnienie w naczyniu do ługowania ciśnieniowego powinny być dokładnie kontrolowane. Przykładowo w jednej z odmian wynalazku temperatura w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 utrzymywana jest w przedziale od około 100°C do około 250°C, korzystnie w przedziale od około 140°C do około 235°C. W innej odmianie jednego z wariantów realizacji wynalazku temperatura w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 korzystnie utrzymywana jest w przedziale od około 140°C do około 180°C lub w przedziale od około 150°C do około 175°C. W innym wariancie realizacji wynalazku temperatura w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 korzystnie utrzymywana jest w przedziale od około 200°C do około 235°C lub w przedziale od około 210°C do około 225°C. Ponadto całkowite ciśnienie robocze w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 koniecznie jest wyższe od ciśnienia otoczenia i wynosi od około 200 do około 450 psi (od około 1,379 do około 3,103 MPa). W jednej z odmian jednego z wariantów realizacji wynalazku ciśnienie korzystnie mieści się w przedziale od około 200 do około 450 psi (od około 1,379 do około 3,103 MPa), korzystniej od około 250 do około 400 psi (od około 1,724 do około 2,758 MPa). W innym wariancie realizacji wynalazku ciśnienie korzystnie utrzymywane jest w przedziale od około 400 lub około 500 do około 700 psi (od około 2,758 lub około 3,447 do około 4,826 MPa).

Podczas procesu ługowania ciśnieniowego zwykle pożądane jest wdmuchiwanie strumienia tlenu do naczynia do ługowania ciśnieniowego. W jednej z odmian korzystnego wariantu realizacji wynalazku podczas procesu ługowania ciśnieniowego przeprowadzanego w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 do naczynia wdmuchiwana jest dostateczna ilość tlenu 112, by utrzymać cząstkowe ciśnienie tlenu w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 w przedziale od około 50 do około 200 psi (od około 0,345 do około 1,379 MPa), korzystnie od około 75 do około 150 psi (od około 0,517 do około 1,034 MPa), najkorzystniej od około 100 do około 125 psi (od około 0,689 do około 0,862 MPa).

Ponieważ ługowanie ciśnieniowe wielu siarczków metalu jest procesem bardzo egzotermicznym i wytwarzane ciepło jest zwykle większe niż ciepło wymagane do ogrzania strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe 103 do pożądanej temperatury roboczej, podczas ługowania ciśnieniowego w naczyniu do ługowania ciśnieniowego 1031 korzystne jest zetknięcie strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe 103 z cieczą chłodzącą 111. Ciecz chłodząca 111 korzystnie ma postać wody przemysłowej, lecz może to być dowolna ciecz chłodząca pochodząca z procesu oczyszczania lub ze źródła zewnętrznego. W korzystnym wariancie realizacji wynalazku do naczynia do ługowania ciśnieniowego 1031 dodawana jest dostateczna ilość cieczy chłodzącej 111, by uzyskać w mule płuczkowym 104 zawartość ciał stałych mieszczącą się w przedziale od około 3 do około 15 procent wagowych.

Czas przebywania w reaktorze podczas procesu ługowania ciśnieniowego uzależniony jest zwykle od pewnej liczby czynników takich, jak skład strumienia zasilającego zawierającego miedź oraz ciśnienie robocze i temperatura robocza w naczyniu do ługowania ciśnieniowego. W jednej z odmian wynalazku czas przebywania w reaktorze podczas procesu ługowania ciśnieniowego wynosi od około trzydziestu minut do około trzech godzin.

W innej odmianie niniejszego wynalazku roztwór zawierający miedź jest kondycjonowany przed procesem elektrolitycznego odzyskiwania miedzi w jednym lub wielu etapach przetwarzania chemicznego i/lub fizycznego. Przedstawiony w odniesieniu do opisanych powyżej odmian wynalazku sposób kondycjonowania przed przetwarzaniem strumienia zasilającego materiałem zawierającym miedź w dużym stopniu dotyczy również kondycjonowania roztworu zawierającego miedź, który ma być wykorzystany w procesie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi według wynalazku, przy czym kondycjonowanie to umożliwia uzyskanie pożądanych wartości takich parametrów, jak skład, stężenia składników, objętość, temperatura i/lub inne właściwości fizyczne i/lub chemiczne.

Ogólnie, właściwie kondycjonowany roztwór zawierający miedź wykazuje względnie duże stężenie miedzi w kwasowym roztworze przy jednoczesnej niskiej zawartości zanieczyszczeń. Właściwości roztworu zawierającego miedź dostarczanego do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi korzystnie utrzymywane są na stałym poziomie, co umożliwia podwyższenie jakości wytwarzanej miedzi elektrolitycznej, jak również zapewnia niezmienność jej właściwości.

PL 205 105 B1

W korzystnej odmianie wynalazku kondycjonowanie roztworu zawierającego miedź dostarczanego do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi rozpoczyna się dopasowaniem pewnych właściwości fizycznych mułu płuczkowego stanowiącego produkt poprzedniego etapu przetwarzania. W korzystnym wariancie realizacji wynalazku, w którym poprzednim etapem przetwarzania jest ługowanie ciśnieniowe, pożądane jest obniżenie temperatury i ciśnienia wytwarzanego mułu płuczkowego. Korzystnym sposobem zmiany wartości temperatury i ciśnienia mułu płuczkowego jest ługowanie atmosferyczne.

Tak więc, w korzystnej odmianie wariantu realizacji przedstawionego na fig. 1 muł płuczkowy 104 pochodzący z naczynia do ługowania ciśnieniowego 1031 jest odparowywany rzutowo w zbiorniku do odparowywania rzutowego 1040 lub innym odpowiednim układzie atmosferycznym, gdzie zmniejszane jest ciśnienie mułu płuczkowego 104 i gdzie następuje jego chłodzenie wyparne przez uwolnienie pary w celu utworzenia odparowanego rzutowo mułu płuczkowego 105. Odparowany rzutowo muł płuczkowy 105 korzystnie ma temperaturę mieszczącą się w przedziale od około 90°C do około 101°C, stężenie miedzi mieści się w przedziale od około 40 do około 75 gramów/litr, zaś stężenie kwasu mieści się w przedziale od około 20 do około 100 gramów/litr. Jednakże w jednej z odmian wynalazku odparowany rzutowo muł płuczkowy 105 zawiera również pozostałości w postaci cząstek stałych zawierających na przykład tlenek żelaza stanowiący produkt uboczny ługowania ciśnieniowego, inne produkty uboczne, metale szlachetne i inne składniki, które są niepożądane w strumieniu zasilającym proces elektrolitycznego odzyskiwania miedzi. Tak więc, zgodnie z tymi samymi zasadami, które omówiono powyżej, pożądane jest poddanie odparowanego rzutowo mułu płuczkowego 105 procesowi oddzielania frakcji stałych od ciekłych, dzięki czemu ciekła część mułu płuczkowego - pożądany roztwór zawierający miedź - oddzielana jest od stałej części mułu płuczkowego - czyli niepożądanych pozostałości.

Wracając ponownie do fig. 1, w przedstawionym wariancie realizacji wynalazku odparowany rzutowo muł płuczkowy 105 kierowany jest do etapu oddzielania frakcji stałych od ciekłych 1050, który może odbywać się na przykład w układzie dekantacji przeciwprądowej (CCD). W alternatywnym wykonaniu wynalazku w etapie oddzielania frakcji stałych od ciekłych 1050 może być wykorzystany na przykład zagęszczacz lub filtr. Na decyzję o wykorzystaniu układu dekantacji przeciwprądowej (CCD), zagęszczacza, filtra lub innego urządzenia nadającego się do zastosowania w etapie oddzielania frakcji stałych od płynnych 1050 mają wpływ różne czynniki takie, jak bilans materiałowy procesu, regulacje prawne związane z ochroną środowiska, skład pozostałości, względy ekonomiczne i tym podobne. W jednej z odmian korzystnego wariantu realizacji wynalazku w układzie dekantacji przeciwprądowej (CCD) 1051 wykorzystano konwencjonalne przeciwprądowe płukanie strumienia pozostałości wodą płuczkową 113, co umożliwia odzyskanie ługowanej miedzi i włączenie jej do wytwarzanego roztworu zawierającego miedź, a także ograniczenie ilości rozpuszczonej miedzi przed zastosowaniem procesów odzyskiwania metali szlachetnych albo likwidacją pozostałości. W celu zwiększenia wydajności etapu oddzielania frakcji stałych od płynnych 1050 korzystne jest zastosowanie wysokiego współczynnika płukania - to znaczy do pozostałości znajdujących się w układzie dekantacji przeciwprądowej (CCD) 1051 dodawane są duże ilości wody płuczkowej 113. Włączana do roztworu część strumienia zawierającego pozostałości mułu płuczkowego korzystnie jest rozcieńczana wodą płuczkową 113 w układzie dekantacji przeciwprądowej (CCD) 1051, aż do uzyskania we włączanej do roztworu części strumienia zawierającego pozostałości mułu płuczkowego 114 stężenia miedzi mieszczącego się w przedziale od około 5 do około 200 części na milion (ppm).

W zależności od jego składu, strumień pozostałości 114 pochodzący z etapu oddzielania frakcji stałych od płynnych 1050 może być retencjonowany, likwidowany lub poddawany dalszemu przetwarzaniu, na przykład w celu odzyskania metali szlachetnych. Przykładowo, jeżeli strumień pozostałości 114 zawiera znaczące z ekonomicznego punktu widzenia ilości złota, srebra i/lub innych metali szlachetnych, pożądane może być odzyskanie frakcji złota w metodzie cyjankowej lub innym odpowiednim procesie odzyskiwania złota. Jeżeli złoto lub inne metale szlachetne mają być odzyskane ze strumienia pozostałości 114 technikami metody cyjankowej, korzystne jest ograniczenie w strumieniu zawartości zanieczyszczeń takich jak nie związana siarka, osady bezpostaciowego żelaza i nie poddane reakcji minerały zawierające miedź. Materiały takie mogą przyczyniać się do dużego zużycia odczynników w metodzie cyjankowej, co prowadzi do zwiększenia kosztów procesu odzyskiwania metali szlachetnych. Jak zauważono powyżej, korzystne jest zatem wykorzystywanie dużych ilości wody płuczkowej lub innego środka rozcieńczającego podczas procesu oddzielania frakcji stałych od

PL 205 105 B1 ciekłych, co umożliwia utrzymanie niskiego poziomu zawartości miedzi i kwasu w zawierającym cząstki stałe strumieniu pozostałości i optymalizację warunków przeprowadzania następującego później procesu odzyskiwania metali szlachetnych.

Jak zauważono powyżej, precyzyjna kontrola właściwości roztworu zawierającego miedź wprowadzanego do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi - zwłaszcza utrzymywanie zasadniczo stałej zawartości miedzi - może podwyższyć jakość elektrolitycznie otrzymywanej miedzi, między innymi dzięki umożliwieniu równego platerowania miedzi na katodzie i uniknięciu porowatości powierzchni miedzi elektrolitycznej, która obniża jakość miedzi i może prowadzić do zmniejszenia jej wartości ekonomicznej. W tej odmianie wynalazku proces takiej kontroli może być dokonywany za pomocą dowolnej z wielu różnych technik i urządzeń pod warunkiem, że wybrany układ i/lub sposób umożliwia utrzymywanie zasadniczo stałego strumienia zasilającego układ elektrolitycznego odzyskiwania miedzi.

Odnośnie fig. 1, w korzystnej odmianie wynalazku strumień roztworu zawierającego miedź 106 pochodzący z etapu oddzielania frakcji stałych od ciekłych 1050 przesyłany jest do recyrkulacyjnego zbiornika elektrolitu 1060. Recyrkulacyjny zbiornik elektrolitu 1060 ułatwia proces sterowania układem elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070, co zostanie bardziej szczegółowo omówione poniżej. Strumień roztworu zawierającego miedź 106, w którym zawartość miedzi wynosi zwykle od około 40 do około 70 gramów/litr, zaś zawartość kwasu od około 15 do około 100 gramów/litr, korzystnie mieszany jest w recyrkulacyjnym zbiorniku elektrolitu 1060 ze strumieniem ubogiego elektrolitu 115 w takim stosunku, by uzyskać strumień 107, którego właściwości mogą być dobrane pod kątem optymalizacji jakości produktu otrzymywanego w układzie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070.

Wracając na krótko do alternatywnego wariantu realizacji wynalazku przedstawionego na fig. 2, w recyrkulacyjnym zbiorniku elektrolitu 1060 ze strumieniem ubogiego elektrolitu 115 oraz strumieniem roztworu zawierającego miedź 106 może być mieszany dodatkowy strumień ubogiego elektrolitu 205, co umożliwia uzyskanie strumienia 107 o właściwościach dobranych według zasad dotyczących sterowania procesem, które omówione zostały w odniesieniu do wariantu realizacji przedstawionego na fig. 1. W jednej z odmian tego alternatywnego wariantu realizacji strumień ubogiego elektrolitu 205 korzystnie ma skład zbliżony do składu strumienia ubogiego elektrolitu 115. Ponadto, tak jak to omówiono powyżej, do recyrkulacyjnego zbiornika elektrolitu 1060 mogą być w celu wymieszania wprowadzane inne strumienie, takie jak na przykład strumień ługowanego roztworu-matki (PLS) 203 (fig. 2).

Wracając ponownie do fig. 1, zawartość miedzi w strumieniu 107 korzystnie utrzymywana jest na zasadniczo stałym poziomie. Ponieważ stężenie miedzi w strumieniu 107 może sięgać w pewnych warunkach granicznej rozpuszczalności miedzi, korzystne stężenie miedzi w strumieniu 107 mieści się w przedziale od około 20 do około 80 gramów/litr, korzystniej od około 30 do około 60 gramów/litr, często powyżej 40 gramów/litr. W jednej z odmian przykładowego wariantu realizacji wynalazku na każdym z końców przewodów rurowych dostarczających do recyrkulacyjnego zbiornika elektrolitu 1060 strumień ubogiego elektrolitu 115 oraz strumień roztworu zawierającego miedź 106 umieszczone są zawory sterujące, które ułatwiają kontrolę procesu mieszania w zbiorniku.

Odnośnie fig. 1, miedź korzystnie jest elektrolitycznie odzyskiwana ze strumienia 207, przy czym produktem procesu jest czysta miedź elektrolityczna. W różnych odmianach wynalazku zapewniony jest proces, który przy właściwym kondycjonowaniu roztworu zawierającego miedź umożliwia uzyskanie jednorodnie platerowanej miedzi elektrolitycznej 116 bez konieczności poddawania roztworu zawierającego miedź procesowi ekstrakcji rozpuszczalnikowej przed dostarczeniem go do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi.

Specjaliści w tej dziedzinie dobrze zdają sobie sprawę z tego, że do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi i innych wartościowych metali może być wykorzystanych wiele różnych sposobów i urządzeń, jeżeli zapewnione są wymagane w wybranym sposobie lub urządzeniu parametry procesu. Przez wzgląd na wygodę i szerokość zakresu niniejszego wynalazku układ elektrolitycznego odzyskiwania miedzi wykorzystywany w połączeniu z różnymi wariantami realizacji wynalazku może mieć postać układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi wykonanego i skonfigurowanego tak, by działał w standardowy sposób. Układ elektrolitycznego odzyskiwania miedzi może posiadać komory do elektrolitycznego odzyskiwania miedzi wykonane w postaci wydłużonych, prostopadłościennych zbiorników zawierających wykonane z miedzi podwieszone, równoległe względem siebie płaskie katody, między którymi prostopadle do wzdłużnej osi zbiornika umieszczone są wykonane ze stopu ołowiu płaskie anody. Zawierający miedź ługowany roztwór może być dostarczany do zbiornika na przykład

PL 205 105 B1 z jednego końca zbiornika, tak aby przepływał on prostopadle do płaszczyzny równoległych względem siebie anod i katod, przy czym po przyłożeniu prądu elektrycznego na katodach może osadzać się miedź, zaś przy anodach na drodze elektrolizy tworzy się tlen oraz protony. Tak, jak w przypadku komór do konwencjonalnego elektrolitycznego odzyskiwania miedzi prąd stały, który może być przepuszczany przez komorę jest w rzeczywistości ograniczony przez szybkość, z którą jony miedzi mogą przechodzić z roztworu na powierzchnię katody. Szybkość ta, nazywana graniczną gęstością prądu, jest funkcją czynników takich, jak stężenie miedzi, współczynnik dyfuzji miedzi, konfiguracja komory i stopień wymieszania wodnego roztworu.

Całkowity proces chemiczny zachodzący podczas elektrolitycznego odzyskiwania miedzi z kwasowego roztworu jest prawdopodobnie następujący:

2CuSO4 + 2H2O 2Cu⁰ + 2H2SO4 + O2

Reakcja połówkowa na katodzie: Cu²+ + 2e^- Cu⁰

Reakcja połówkowa na anodzie: 2H₂O 4H+ + O₂ + 4e^-

Wracając ponownie do fig. 1, w korzystnym wariancie realizacji wynalazku strumień 107 jest kierowany z recyrkulacyjnego zbiornika elektrolitu 1060 do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070, który obejmuje jedną lub wiele komór do konwencjonalnego elektrolitycznego odzyskiwania miedzi.

W korzystnej odmianie wynalazku w układzie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi 1070 wytwarzana jest miedź elektrolityczna 116, ewentualnie strumień gazu odlotowego 117 oraz względnie duża ilość kwasu zawierającego miedź, która tutaj oznaczona została jako strumienie ubogiego elektrolitu 108 i 115. Tak, jak to omówiono powyżej, w przedstawionym wariancie realizacji wynalazku strumienie ubogiego elektrolitu 108 i 115 kierowane są odpowiednio do etapu wytrącania miedzi 1010 i recyrkulacyjnego zbiornika elektrolitu 1060. Stężenie miedzi w strumieniach ubogiego elektrolitu 108 i 115 jest zwykle niższe niż w strumieniu 107, przy czym typowo to stężenie miedzi jest mniejsze niż około 40 gramów/litr.

Niniejszy wynalazek został powyżej opisany w odniesieniu do pewnej liczby różnych wariantów realizacji. Należy zauważyć, że poszczególne przedstawione i opisane tu warianty realizacji mają za zadanie zilustrowanie wynalazku oraz najlepszego sposobu jego wdrożenia, ich celem nie jest natomiast ograniczenie w jakikolwiek sposób zakresu wynalazku, który określony jest przez załączone zastrzeżenia patentowe. Specjaliści w tej dziedzinie zauważą po lekturze niniejszego opisu, że do przykładowych wariantów realizacji mogą zostać wprowadzone różne zmiany i modyfikacje, które nie powodują odejścia od zakresu niniejszego wynalazku. Przykładowo, pomimo że w całym opisie zamieszczone są odniesienia do miedzi, wynalazek może być również zastosowany do odzyskiwania innych metali z materiałów zawierających metale. Ponadto, pomimo ze pewne korzystne aspekty wynalazku, takie, jak na przykład techniki i urządzenie do kondycjonowania strumieni oraz wytrącania miedzi opisane zostały jako przykładowe warianty realizacji, te aspekty wynalazku mogą być osiągnięte za pomocą nieograniczonej liczby odpowiedników środków, zarówno znanych w obecnym stanie techniki, jak i dopiero opracowywanych. A zatem te i inne zmiany oraz modyfikacje mieszczą się w zakresie niniejszego wynalazku, który określony jest przez załączone zastrzeżenia patentowe.

Claims (29)

1. Sposób odzyskiwania miedzi z rudy zawierającej miedź, koncentratu mineralnego zawierającego miedź lub innych materiałów mineralnych zawierających miedź, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

dostarczenie strumienia zasilającego (101) obejmującego materiał zawierający miedź; oddzielenie (1020) przynajmniej części materiału zawierającego miedź od kwasu znajdującego się w strumieniu zasilającym z uzyskaniem strumienia kwasu (110) oraz strumienia (103) obejmującego materiał zawierający miedź zasilającego ługowanie ciśnieniowe;

ługowanie (1030) przynajmniej części strumienia (103) zasilającego ługowanie ciśnieniowe w środowisku utleniającym przy podwyższonej temperaturze i ciśnieniu z wytworzeniem mułu płuczkowego (104) obejmującego roztwór zawierający miedź i pozostałości;

kondycjonowanie (1050) mułu płuczkowego bez stosowania technik ekstrakcji rozpuszczalnikowej z uzyskaniem roztworu zawierającego miedź nadającego się do wykorzystania w procesie elektrolitycznego odzyskiwania miedzi;

PL 205 105 B1 elektrolityczne odzyskiwanie (1070) miedzi z roztworu zawierającego miedź z uzyskaniem miedzi elektrolitycznej (116) i strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (108).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap dostarczenia strumienia zasilającego (101) obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap dostarczenia strumienia zasilającego (101) obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego obejmującego materiał zawierający miedź oraz strumień roztworu zawierającego miedź i kwas.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że etap oddzielenia (1020) obejmuje reakcję w obecności strumienia dwutlenku siarki (109) przynajmniej części miedzi znajdującej się w strumieniu elektrolitu zawierającego miedź (108); przy czym przynajmniej część miedzi znajdującej się w strumieniu elektrolitu zawierającego miedź (108) wytrąca się w etapie (1010) w postaci siarczku miedzi na przynajmniej części materiału zawierającego miedź znajdującego się w strumieniu zasilającym (101).

5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że etap ługowania (1030) obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe (103) w naczyniu do ługowania ciśnieniowego (1031).

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap ługowania (1030) obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia zasilającego ługowanie ciśnieniowe (103) w naczyniu do ługowania ciśnieniowego (1031) w temperaturze od około 100 do około 250°C i przy całkowitym ciśnieniu roboczym od około 50 do około 750 psi (od około 0,345 do około 5,171 MPa).

7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że etap ługowania (1030) obejmuje ponadto wdmuchiwanie strumienia tlenu (112) do naczynia do ługowania ciśnieniowego (1031) z utrzymaniem cząstkowego ciśnienia tlenu w naczyniu do ługowania ciśnieniowego (1031) w przedziale od około 50 do około 200 psi (od około 0,345 do około 1,379 MPa).

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że etap ługowania (1030) obejmuje wdmuchiwanie strumienia tlenu (112) do naczynia do ługowania ciśnieniowego (1031) z utrzymaniem cząstkowego ciśnienia tlenu w naczyniu do ługowania ciśnieniowego (1031) w przedziale od około 50 do około 200 psi (od około 0,345 do około 1,379 MPa).

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap kondycjonowania (1050) obejmuje poddawanie przynajmniej części mułu płuczkowego procesowi oddzielania frakcji stałych od ciekłych, przez dekantację przeciwprądową, przy czym przynajmniej część roztworu zawierającego miedź oddzielana jest od pozostałości.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że etap kondycjonowania (1050) obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu (106) zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem pożądanego stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź.

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że etap kondycjonowania (1050) obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu (106) zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap wykorzystania przynajmniej części strumienia kwasu (110) uzyskanego w etapie oddzielania (1020) w przynajmniej jednym z następujących procesów: ługowanie hałd (2010), ługowanie zbiorników, ługowanie usypisk lub stosów, ługowanie wyściółek, ługowanie zbiorników agitacyjnych lub ługowanie z wykorzystaniem bakterii.

13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że obejmuje ponadto mieszanie przynajmniej części roztworu (106) zawierającego miedź z przynajmniej częścią strumienia (115) elektrolitu zawierającego miedź w etapie mieszania (1060) do uzyskania stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap oddzielania obejmuje:

reakcję (1010) w środowisku kwasowym przynajmniej części strumienia zasilającego (101) z przynajmniej częścią strumienia zawierającego miedź ubogiego elektrolitu (108) uzyskując wytrącony strumień (102) zawierający wytrącone cząstki stałe zawierające miedź; oraz poddanie wytrąconego strumienia (102) procesowi oddzielania frakcji stałych od ciekłych uzyskując strumień roztworu zawierającego kwas oraz strumień wlotowy obejmujący materiał zawierający miedź oraz pozostałą część kwasu.

PL 205 105 B1

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że etap reakcji (1010) obejmuje reakcję w obecności strumienia dwutlenku siarki (109) przynajmniej części miedzi znajdującej się w strumieniu ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (108), przy czym przynajmniej część miedzi znajdującej się w strumieniu ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (108) wytrąca się w postaci siarczku miedzi na przynajmniej części materiału zawierającego miedź znajdującego się w strumieniu zasilającym.

16. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że etap wymieszania (1060) obejmuje mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź (106) z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

17. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że etap wymieszania (1060) obejmuje mieszanie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź (106) z przynajmniej częścią strumienia elektrolitu zawierającego miedź (115) z uzyskaniem stężenia miedzi w roztworze zawierającym miedź mieszczącego się w przedziale od około 20 do około 75 gramów/litr.

18. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap ponownego wprowadzenia do etapu reakcji (1010) przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (108) pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi (1070).

19. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap ponownego wprowadzenia do etapu mieszania (1060) przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (115) pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi (1070).

20. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto następujące etapy: ponowne wprowadzenie do etapu reakcji (1010) przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (108) pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi (1070): oraz ponowne wprowadzenie do etapu mieszania (1060) przynajmniej części strumienia ubogiego elektrolitu zawierającego miedź (115) pochodzącego z etapu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi (1070).

21. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap dostarczenia strumienia zasilającego (101) obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi o P80 wynoszącym od około 5 do około 75 mikronów, zaś etap ługowania (1030) obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia wlotowego w środowisku utleniającym przy temperaturze od około 140 do około 180°C i przy ciśnieniu od około 200 do około 450 psi (od około 1,379 do około 3,103 MPa).

22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap dostarczenia strumienia zasilającego (101) obejmującego materiał zawierający miedź obejmuje dostarczenie strumienia zasilającego zawierającego siarczkową rudę miedzi lub koncentrat siarczku miedzi o P80 wynoszącym od około 5 do około 75 mikronów, zaś etap ługowania (1030) obejmuje ługowanie przynajmniej części strumienia wlotowego w środowisku utleniającym przy temperaturze od około 200 do około 235°C i przy ciśnieniu od około 400 do około 700 psi (od około 2,758 do około 4,826 MPa).

23. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że etap kondycjonowania (1050) obejmuje ponadto kontrolowanie stężenia miedzi w strumieniu zawierającym miedź, tak że stężenie miedzi w strumieniu zawierającym miedź dostarczanym do układu elektrolitycznego odzyskiwania miedzi (1070) utrzymywane jest na poziomie około 40 gramów/litr.

24. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto zmniejszenie ilości zanieczyszczeń w strumieniu wlotowym przy zastosowaniu urządzenia do rozdzielania układów ciecz-ciało stałe.

25. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że etap rozdzielania (1010) obejmuje kondycjonowanie przynajmniej części strumienia wlotowego ze zmianą przynajmniej jednego parametru fizycznego wybranego spośród temperatury, ciśnienia, objętości, zawartości cząstek stałych, składu oraz gęstości.

26. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap kondycjonowania co najmniej części strumienia wlotowego ze zmianą przynajmniej jednego parametru fizycznego wybranego spośród temperatury, ciśnienia, objętości, zawartości cząstek stałych, składu oraz gęstości.

27. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że obejmuje ponadto etap zmniejszenia temperatury i ciśnienia mułu płuczkowego w zbiorniku do odparowywania rzutowego.

28. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap kondycjonowania (1050) obejmuje ponadto oddzielenie przynajmniej części roztworu zawierającego miedź od pozostałości z wykorzystaPL 205 105 B1 niem techniki fizycznego rozdzielania oraz wymieszanie przynajmniej części roztworu (106) zawierającego miedź z przynajmniej częścią jednego lub wielu strumieni zawierających miedź w celu uzyskania strumienia produktu zawierającego miedź o pożądanym stężeniu miedzi.

29. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że etap zmniejszania ilości kwasu w strumieniu wlotowym obejmuje ponadto zmniejszenie ilości zanieczyszczeń w strumieniu wlotowym.