PL205892B1 - Sposób wzbogacania koncentratu miedzi - Google Patents

Sposób wzbogacania koncentratu miedzi

Info

Publication number
PL205892B1
PL205892B1 PL379128A PL37912804A PL205892B1 PL 205892 B1 PL205892 B1 PL 205892B1 PL 379128 A PL379128 A PL 379128A PL 37912804 A PL37912804 A PL 37912804A PL 205892 B1 PL205892 B1 PL 205892B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
concentrate
copper
chalcopyrite
bornite
reducing agent
Prior art date
Application number
PL379128A
Other languages
English (en)
Other versions
PL379128A1 (pl
Inventor
Douglas Edwin Collier
Robert John Ring
Bruce James Wedderburn
Kathy Jane Ehrig
Bruce Edward Day
Christopher John Wroblewski
Philip John Wigley
Adrian Arthur Manis
Original Assignee
Australian Nuclear Science Tec
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Australian Nuclear Science Tec filed Critical Australian Nuclear Science Tec
Publication of PL379128A1 publication Critical patent/PL379128A1/pl
Publication of PL205892B1 publication Critical patent/PL205892B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0002Preliminary treatment
    • C22B15/0004Preliminary treatment without modification of the copper constituent
    • C22B15/0008Preliminary treatment without modification of the copper constituent by wet processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0002Preliminary treatment
    • C22B15/001Preliminary treatment with modification of the copper constituent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Opis wynalazku
Obecny wynalazek dotyczy procesu hydrometalurgicznego wzbogacenia koncentratu miedzi.
Obecnego wynalazku dokonano w celu poprawienia procesu ciągłego przetwarzania złoża rudy, takiego jak złoża rudy eksploatowane przez przez Olympic Dam Operations w Południowej Australii, pomimo klasy i mineralogii eksploatowanej rudy zmieniającej się w czasie.
Ostatnio urobek surowy w Olympic Dam Operations miele się i wzbogaca w zbiornikach flotacyjnych dla uzyskania koncentratu miedzi. Koncentrat miedzi może mieć rozkład wielkości cząsteczek z udział em z 80% wagowych czą steczek przechodzą cych 20-75 mikrometrów. Koncentrat obejmuje różne minerały siarczku miedzi włączając chalkocyt (Cu2S), chalkopiryt (CuFeS2) i bornit (Cu5FeS4) oraz skałę płonną, która obejmuje związki zawierające jeden lub więcej spośród żelaza, uranu, glinu i krzemu.
Oczekuje się, że względne ilości minerałów siarczku miedzi w złożu rudy, i stąd w koncentracie, będą zmienne w czasie, gdyż złoże rudy dalej rozbudowuje się. Szczególnie oczekuje się, że ilość chalkocytu w koncentracie będzie się zmniejszać, a ilość chalkopirytu będzie rosnąć w czasie. Będzie to powodować tworzenie koncentratu niższego gatunku o niższym stosunku Cu:Fe i niższym stosunku Cu:S. Jest to bardzo istotne w procesie wytapiania.
Zgodnie z obecną praktyką koncentrat, który jest załadowany do pieca do wytapiania w Olympic Dam Operations, poddaje się wstępnej obróbce w celu odzysku uranu i co najmniej częściowego usunięcia hematytu i innego materiału płonnego, z użyciem etapu ługowania kwasem siarkowym. Chociaż hematyt normalnie uważa się za trudny do wyługowania kwasem siarkowym, w odpowiednich warunkach hematyt rozpuszcza się z utworzenia roztworu siarczanu żelazawego. Tak więc, jedyną widoczną alternatywą dostosowania stosunku Cu:Fe jest regulowanie kwasowości ługu macierzystego w celu usunię cia wię kszej iloś ci hematytu. Jednakż e, wraz ze wzrostem kwasowoś ci wzrasta również potencjał utleniania-redukcji (ORP) szlamu ługującego i pewne minerały miedzi byłyby bardziej podatne na rozpuszczenie, a więc byłyby także usuwane z koncentratu, jeśli warunki ługowania zmieniają się. Jednak stosunek Cu:S nie ulega zmianie poprzez zwiększoną rozpuszczalność hematytu.
Dlatego poszukuje się alternatywnego procesu wzbogacania koncentratu miedzi niskiego gatunku dla utrzymania stosunku Cu:S i Cu:Fe w granicach dopuszczalnych ograniczeń wytapiania.
Zgodnie z obecnym wynalazkiem dostarcza się sposobu wzbogacania koncentratu miedzi odpowiedniego do wytapiania, w którym koncentrat zawiera materiał płonny obejmujący jeden lub więcej spośród żelaza, uranu, glinu, krzemu lub ich związków, a także zawiera co najmniej jeden spośród chalkopirytu i bornitu, polegającego na tym, że obejmuje kolejno etap (a) ługowania co najmniej części materiału płonnego z koncentratu, z użyciem roztworu kwasu podczas zasadniczo utrzymywania chalkopirytu i bornitu w fazie stałej, i (b) poddania chalkopirytu lub bornitu w koncentracie reakcji podwójnej wymiany z miedzią jonową, w której żelazo jest zastępowane przez miedź w chalkopirycie lub bornicie z utworzeniem minerałów siarczkowych miedzi, przy czym koncentrat jest wzbogacany zgodnie z obydwoma etapami (a) i (b).
Korzystnie, w etapie (a) prowadzi się reakcję ługowania kwasem materiału płonnego z utworzeniem minerałów siarczkowych miedzi.
Korzystnie, prowadzi się utlenianie bornitu i/lub chalkopirytu do minerałów siarczkowych miedzi.
Korzystnie, w etapie (a) dostarcza się miedź jonową do utworzenia minerałów siarczkowych miedzi.
Korzystnie, środek redukujący dostarcza się w etapie (a) tak, że środek redukujący i miedź jonowa tworzą minerały siarczkowe miedzi.
Korzystnie, w etapie (a) dostarcza się środek redukujący podwyższający tempo rozpuszczania materiału płonnego zawierającego tlenek żelaza.
Korzystnie, środkiem redukującym jest którykolwiek spośród, lub połączenie ditlenku siarki, siarczynu sodu lub żelaza pierwiastkowego albo metadisiarczynu sodowego.
Korzystnie, roztworem kwasu użytym w etapie (a) jest roztwór kwasu siarkowego.
Korzystnie, stężenie kwasu siarkowego w roztworze wynosi od 20 do 100 g/l.
Korzystnie, etapy (a) i (b) są prowadzone kolejno.
Korzystnie, fazy stałą i ciekłą, wytworzone w etapie (a) co najmniej częściowo rozdziela się w separatorze fazy stał ej/ciekł ej, po czym koncentrat dalej przetwarza się zgodnie z etapem (b).
Korzystnie, etap (a) prowadzi się w temperaturze > 70°C.
PL 205 892 B1
Korzystnie, roztwór kwasu i koncentrat w etapie (a) tworzą zawiesinę, w której ilość substancji stałych waha się od 35 do 60%.
Korzystnie, koncentrat pododaje się ługowaniu w etapie (a) przez co najmniej 4 h.
Korzystnie, koncentrat jest ługowany w etapie (a) przez okres do 25 h.
Korzystnie, potencjał utleniania-redukcji (ORP) zawiesiny w etapie (a) wynosi < 380 mV, a w etapie (b) wynosi < 300 mV w stosunku do Ag/AgCl i 3M KCl.
Korzystnie, etap (b) prowadzi się w temperaturze niższej niż 100°C, jeśli chalkopiryt jest obecny w koncentracie.
Korzystnie, miedź jonową dostarcza się w postaci roztworu siarczanu miedzi.
Korzystnie, środek redukujący dostarcza się do etapu (b).
Korzystnie, środek redukujący dostarczany do etapu (b) stanowi ditlenek siarki.
Zaletą obecnego wynalazku jest to, że rozpuszczalna miedź jonowa może reagować z chalkopirytem i bornitem tworząc stosunkowo nierozpuszczalne minerały siarczkowe miedzi i przez to wzrasta ilość miedzi w koncentracie. Chociaż możliwie jest, że etapy (a) i (b) mogą być prowadzone jednocześnie, korzystnie etapy (a) i (b) prowadzi się kolejno. Możliwe jest także, iż etap (b) występuje przed etapem (a) lub co najmniej rozpoczyna się przed etapem (a).
Stwierdzono, że ługowanie kwasem materiału płonnego zgodnie z etapem (a) w procesie według wynalazku może tworzyć warunki, w których koncentrat jest wzbogacany na drodze szeregu reakcji redoks. W szczególności, podczas ługowania kwasem w etapie (a) możliwe jest, że mogą tworzyć się warunki w których bornit i/lub chalkopiryt są utleniane do minerałów siarczkowych miedzi i dlatego wzrasta stosunek miedzi do ż elaza w koncentracie. Przykł adowo, utlenianie bornitu dla utworzenia minerałów siarczkowych miedzi może występować w etapie (a) bez dodatku środka redukującego, zgodnie z dwoma reakcjami połowicznymi jak niżej.
Reakcja 1
Cu5FeS4 > 4CuS + Fe2+ + Cu2+ + 4e-
Reakcja 2
Cu5FeS4 > 3CuS + Cu2S + Fe2+ + 2e-
Reakcja 1 sugeruje, że miedź może być rozpuszczana w trakcie etapu (a), jednakże następna reakcja połowiczna wywołująca redukcję bornitu sugeruje, że wszystkie dostępne jony miedzi reagują z utworzeniem osadu siarczku miedzi.
Reakcja 3
Cu5FeS4 + 3Cu2+ + 4e- > 4Cu2S + Fe2+
W przypadku gdy etap (a) wywołuje rozpuszczanie hematytu, tworzą się jony żelazowe i siarczanowe. Zależnie od mineralogii koncentratu wzbogaconego, jony żelazowe są stosunkowo silnymi utleniaczami i mają skłonność do ulegania redukcji do jonów żelazawych zgodnie z następującą reakcją połowiczną.
Reakcja 4 Fe 3+ + e- > Fe2+
Jednakże, jak może być widoczne z reakcji 1 i 2, utlenianie bornitu daje poza minerałami siarczku miedzi jony żelazawe i miedziawe. Szybkość z jaką może zachodzić reakcja 4 zależy od produktów reakcji 1, 2 i 4. Na szybkość rozpuszczania hematytu wpływa także szybkość, w której może zachodzić reakcja 4. Dla wspomagania rozpuszczania hematytu do etapu (a) może być dodany reduktant dla ułatwienia redukcji jonów żelazowych, które z kolei ułatwiają rozpuszczanie hematytu.
Chociaż możliwe jest, że w etapie (a) mogą być dodane różne typy reduktantów, to korzystnie jest gdy reduktantami mogą być jeden spośród, lub mieszanina ditlenku siarki, siarczynu sodu lub żelaza elementarnego. W etapie (a) może być dodana miedź jonowa, która reaguje z bornitem i/lub chalkopirytem z utworzeniem minerałów siarczkowych miedzi na drodze reakcji redukcji i/lub podwójnej wymiany. Miedź jonowa może być dodana w etapie (a) z dodatkiem lub bez dodatku środka redukującego. W przypadku gdy miedź jonowa i reduktant są dodane do etapu (a), chalkopiryt może być redukowany z utworzeniem minerału siarczkowego miedzi zgodnie z następującą reakcją połowiczną. Reakcja 5
Cu5FeS2 + 3Cu2+ + 4e- > 2Cu2S + Fe2+
W przypadku gdy miedź jonowa dodawana jest w etapie (a) bez dodatku reduktanta, należy się spodziewać, że rozpuszczanie hematytu zmniejszy się z powodu obniżonej dostępności elektronów do redukcji jonów żelazowych do żelazawych.
PL 205 892 B1
W przypadku gdy miedź jonowa jest dostarczana w etapie (a) podczas ługowania kwasem bez dodatku reduktanta, należy się spodziewać, że miedź jonowa przereaguje z bornitem i/lub chalkopirytem w reakcji podwójnej wymiany.
Ogólna reakcja redukcji, w której nie dodaje się reduktantów i/lub miedzi jonowej w etapie (a), może być reprezentowana przez poniższą reakcję.
Reakcja 6
Cu5FeS4 + Fe2O3 + 3H2SO4 3CuS + CU2S + 3FeSO4 + 3H2O
Korzystne jest, że użytym w etapie (a) roztworem kwasu jest roztwór kwasu siarkowego. Odpowiednio, w etapie (a) tworzy się faza stała, z której tlenki żelaza (np. hematyt) i inny materiał płonny są częściowo lub całkowicie usuwane i faza ciekła zawierająca jony żelazawe, uranowe i inne.
Korzystnie, stężenie kwasu siarkowego wynosi od 20 do 100g/l. W sytuacji gdy etapy (a) i (b) występują kolejno, korzystne jest, że fazy stała i ciekła utworzone w etapie (a) są co najmniej częściowo oddzielone w separatorze fazy stałej i ciekłej przed dalszą obróbką koncentratu prowadzoną zgodnie z etapem (b).
Korzystnie, etap (a) prowadzi się w temperaturze >70°C. Ogólnie mówiąc, ilość i szybkość, z którą materiał płonny, zwłaszcza hematyt, jest ługowany z koncentratu, rosną wraz ze wzrostem temperatury.
Korzystnie, roztwór kwasu i koncentrat w etapie (a) tworzą zawiesinę, w której ilość stałych substancji w zawiesinie sięga od 35 do 60%.
Korzystnie, koncentrat poddaje się ługowaniu w etapie (a) w czasie co najmniej 10 godzin.
Korzystniej, koncentrat poddaje się ługowaniu w etapie (a) w czasie rzędu od 10 do 25 godzin.
Korzystnie, potencjał utleniania-redukcji zawiesiny w etapie (a) wynosi < 38 mV, a w etapie (b) wynosi < 300 mV. Wartość ORP jest podawana w odniesieniu do Ag/AgCl i 3M KCl.
Termin „reakcja podwójnej wymiany w tym opisie oznacza typ reakcji wymiany, w której kationy, korzystnie dostarczone za pomocą roztworu siarczanu miedzi, reagują z minerałami chalkopirytem lub bornitem tworząc stosunkowo nierozpuszczalne minerały siarczkowe miedzi, włączając kowelit, chalkocyt, digenit lub ich pochodne.
Minerały siarczkowe miedzi utworzone w reakcji podwójnej wymiany mają tendencję do tworzenia na powierzchni zewnętrznej cząsteczek minerału siarczku miedzi i żelaza w koncentracie.
Korzystnie, reakcja podwójnej wymiany w etapie (b) jest oparta na reakcji między siarczanem miedzi i chalkopirytem lub bornitem.
Korzystnie, siarczan miedzi jest w postaci roztworu.
Dwa przykłady reakcji podwójnej wymiany z użyciem siarczanu miedzi (dostarczonym ze źródła zewnętrznego) oraz chalkopirytu i bornitu podano niżej.
Reakcja 7
3Cu5FeS4 + 6CUSO4 + 4H2O 5Cui,8S + 6CU2S + 3FeSO4 + 4H2SO4
Reakcja 8
3CuFeS2 + 6CUSO4 + 4H2O 5Cui,8S + 3FeSO4 + 4H2SO4
Korzystnie, w etapie (b) dodaje się środek redukujący. Stwierdzono, że słabo redukujące warunki podwyższają podstawienie jonów miedzi do jonów żelaza w sieci krystalicznej minerałów chalkopirytu i bornitu (tj. zwiększają szybkość reakcji podwójnej wymiany).
Przykłady możliwych środków redukujących obejmują siarczyn sodu (Na2SO3), metadisiarczyn sodu (Na2S2O5), ditlenek siarki (SO2), wodór i żelazo.
Jednakże korzystnie środkiem redukującym jest ditlenek siarki. Gdy etapy (a) i (b) prowadzone są jednocześnie, jedną z zalet użycia środka redukującego jest to, że może ułatwiać rozpuszczanie materiału płonnego, takiego jak hematyt, i tworzyć warunki prowadzące do reakcji podwójnej wymiany.
Przykład reakcji podwójnej wymiany angażującej chalkopiryt i siarczan miedzi, prowadzonej w obecności środka redukującego (SO2), podano niżej.
Reakcja 9
Cu5FeS4 + 2SO2 + 4H2O + 3Cu2+ 4CU2S + 6H + 2HSO4- + Fe2+
Ocenia się, że urzeczywistnienie wynalazku może pociągać prowadzenie etapów (a) i (b) jednocześnie, w którym zarówno ługowanie materiału płonnego jak i wytrącanie minerałów siarczku miedzi zachodzi równocześnie. Zgodnie z alternatywnym wykonaniem etap (a) można prowadzić przed etapem (b) tak, że w istocie ługowanie materiału płonnego z koncentratu prowadzi do
PL 205 892 B1 wytwarzania minerału siarczku miedzi. Jednakże, jak wyjaśniono wcześniej, możliwe jest że reakcje redoks mogą w pewnym przypadku przekształcać bornit i/lub chalkopiryt w minerały siarczkowe miedzi podczas etapu (a).
Zgodnie z jeszcze innym wykonaniem etap (b) można prowadzić przed etapem (a). Dalej, gdy jony miedzi dodaje się do koncentratu dla ułatwienia reakcji podwójnej wymiany przed ługowaniem kwasem, możliwe jest, że środek redukujący może być także dodany w etapie (b) dla ułatwienia redukcji chalkopirytu i/lub bornitu do innych minerałów siarczkowych miedzi. Reakcja 5 jest przykładem reakcji połowicznej w której bornit i /lub chalkopiryt redukuje się do minerału siarczku miedzi.
Szczegółowy opis procesu wzbogacania koncentratu miedzi zgodnie z procesem znanym ze stanu techniki i zgodnie z korzystnym wykonaniem procesu według wynalazku będzie opisany w odniesieniu do fig. 1, która przedstawia schemat technologiczny procesu obróbki koncentratu miedzi, obecnie stosowanego przez Olympic Dam Operations w Południowej Australii, fig. 2, która przedstawia schemat technologiczny procesu obróbki koncentratu miedzi zgodnie z korzystnym wykonaniem obecnego wynalazku, oraz fig. 3 do 5, które przedstawiają schemat technologiczny procesu obróbki koncentratu miedzi zgodnie z korzystnym wykonaniem obecnego wynalazku.
Tabele 1 i 2 dostarczają szczegółowych danych dla wszystkich 23 prób prowadzonych z koncentratem obecnie dostępnym w Olympic Dam Operations i koncentratem, który może być produkowany w przyszłości.
Proces wzbogacania pokazany na fig. 1 stanowi jednoetapowy proces ługowania, obecnie stosowany w kopalni Roxby Downs. Materiały wprowadzane do procesu ługowania obejmują szlam koncentratu miedzi i kwas siarkowy. Koncentrat miedzi wytwarza się ze złoża rudy, którą poddaje się zmieleniu i wbogaceniu we flotownikach pianowych (nie zilustrowanych).
Po zakończeniu etapu ługowania pozostałość przesyła się do separatora fazy stałej/ciekłej. Następnie wzbogacony koncentrat może być dostarczany do pieca do wytapiania za pośrednictwem innych operacji jednostkowych, takich jak suszenie, w razie potrzeby. Ciecz z separatora zawiera siarczan żelazawy, związki uranu i możliwie małe ilości rozpuszczalnej miedzi, która może być dalej przetwarzana w układzie ługowania pozostałości, w instalacji oczyszczania miedzi pracującej w Olympic Dam Operations.
W przeciwień stwie do tego, proces wedł ug preferowanego wykonania pokazany na fig. 2 jest zasadniczo dwuetapowym procesem. Szlam koncentratu miedzią zawierający około 50-55% substancji stałych, początkowo podlega etapowi ługowania kwasem siarkowym w celu usunięcia materiału płonnego. Etap ługowania kwasem może także obejmować reakcje redoks dla wspomagania wzbogacania koncentratu. Następnie koncentrat przesyła się do etapu wytrącania miedzi, obejmującego reakcje podwójnej wymiany, w wyniku kontaktowania koncentratu z roztworem siarczanu miedzi, prowadzone w obecności środka redukującego. Reakcje podwójnej wymiany obejmują konwersję cząsteczek stałego chalkopirytu i bornitu do stałych związków zawierających wyższe stężenia siarki i miedzi.
Proces obejmuje także separację fazy stałej/ciekłej po każdym etapie, w celu rozdzielenia cieczy i wzbogacanego koncentratu. Zawiesinę koncentratu poddaje się obróbce w etapie ługowania w czasie około 20 h i w podwyższonej temperaturze około 85°C. Roztwór kwasu siarkowego zmieszany z zawiesiną jest dostarczany w celu uzyskania stężenia kwasu w roztworze ługującym rzędu 20-100 g/l.
Potencjał utleniania-redukcji (ORP) zawiesiny jest rzędu 300 mV w odniesieniu do Ag/AgCl i 3MKCl.
Kwasowość w etapie ługowania jest utrzymywana początkowo na poziomie 100 g/l, lecz dopuszcza się obniżenie, w około połowie czasu ługowania, do niższego stężenia 20 g/l. ORP zależy od dodatku kwasu i kompozycji mineralnej koncentratu.
Kinetyka reakcji w normalnych warunkach procesowych jest taka, że koncentrat jest wzbogacany poprzez co najmniej częściowe rozpuszczenie materiału płonnego w koncentracie. Materiał płonny zawiera związki tlenowe żelaza i związki zawierające uran.
Ponadto, rozpuszczenie tlenku żelaza takiego jak hematyt daje jony żelazowe, które łatwo redukują się zgodnie z reakcją 4. Reakcja 4 zachodzi w połączeniu z reakcjami 1 i 2, i w ten sposób bornit przekształca się do nierozpuszczalnych minerałów siarczku miedzi na drodze reakcji redoks.
Reduktant może być dodawany do etapu ługowania w celu redukowania jonów żelazowych do jonów żelazawych, dzięki czemu poprawia się rozpuszczenie hematytu.
Ponadto, do etapu ługowania może także być dodana jonowa miedź dla przekształcania bornitu i/lub chalkopirytu do minerałów siarczkowych miedzi, według reakcji 3 i 5.
PL 205 892 B1
Fig. 3 przedstawia schemat przepływowy, w którym ługowanie żelaza i wytrącanie miedzi przeprowadza się jednocześnie w jednym etapie. Korzystnie, koncentrat miedzi, kwas siarkowy i roztwór miedzi rozpuszczalnej podaje się w jednym etapie dla ułatwienia rozpuszczania żelaza i tworzenia minerału siarczkowego miedzi z bornitu i/lub chalkopirytu, w reakcjach podwójnej wymiany i redoks. Reduktant także tworzy warunki redukcji, które sprzyjają tworzeniu minerałów siarczkowych miedzi poprzez reakcje redoks i podwójnej wymiany. Wzbogacona faza stała jest następnie oddzielona od fazy ciekłej w separatorze.
Fig. 4 przedstawia schemat przepływowy, w którym ługowanie żelaza oraz wytrącanie miedzi prowadzi się jednocześnie w pierwszym etapie, po którym w drugim etapie następuje wytrącanie miedzi. Pierwszy etap jest taki sam, jak na schemacie pokazanym na fig. 3. Fazy stałą i ciekłą, utworzone w pierwszym etapie, poddaje się rozdzieleniu, po czym fazę stałą dalej przetwarza się w drugim etapie, który obejmuje reakcje podwójnej wymiany prowadzone za pomocą roztworu miedzi jonowej i reduktanta. Wzbogaconą fazę stałą oddziela się następnie od fazy ciekłej w separatorze.
Fig. 5 przedstawia schemat przepływowy, w którym wytrącanie miedzi obejmujące reakcje podwójnej wymiany i redoks pojawia się w pierwszym etapie, a następnie ługowanie żelaza w drugim etapie. Koncentrat miedzi, roztwór rozpuszczonej miedzi i reduktant dostarcza się do pierwszego etapu. Fazy stałą i ciekłą, utworzone w pierwszym etapie, rozdziela się i w drugim etapie fazę stałą poddaje się obróbce kwasem siarkowym dla wyługowania żelaza. Wzbogaconą fazę stałą oddziela się od fazy ciekłej.
Tabela 1 zawiera wyniki 16 prób, z których próby 1-13 to procesy wzbogacania prowadzone z koncentratem, który ma być otrzymywany ze złóż rudy z Olympic Dam Operations w przysz łości („przyszły koncentrat), a próby 14-16 to procesy wzbogacania prowadzone z koncentratem obecnie dostępnym w Olympic Dam Operations („obecny koncentrat).
Tabela 1 zawiera dane, które pokazują ilości miedzi i żelaza w podawanym koncentracie, fazie ciekłej i wzbogaconym koncentracie, oraz warunki, w których prowadzono próby.
Procesy wzbogacania w próbach 6-13 prowadzono w warunkach zgodnych z obecnym wynalazkiem. W odróżnieniu, korzystne wykonanie opisane wyżej w stosunku do fig. 2, procesy wzbogacania prowadzone w próbach 6-13 prowadzono tak, że etapy ługowania i wytrącania przebiegały jednocześnie. Procesy wzbogacania prowadzone w innych próbach 1 do 5 i 14 do 16 prowadzono zgodnie ze stanem techniki, i obejmowały one etap ługowania bez dodatku miedzi rozpuszczalnej do reakcji podwójnej wymiany bornitu (<100°C).
Warunkiem postępowania, który miał szczególny wpływ w etapie ługowania zarówno koncentratów obecnych jak i przyszłych, była temperatura, w której prowadzono etap ługowania. Szczególnie dla prób, które obejmowały jedynie ługowanie bez wytrącania (próby 1 do 5 i 14 do 16), procenty miedzi we wzbogaconej fazie stałej były znacznie wyższe, gdy próby prowadzono w wyż szej temperaturze.
W przypadku prób 7 i 8 do zawiesiny dodano umiarkowane iloś ci wodnego roztworu zawierającego siarczan miedzi, w próbie ułatwiania wytrącania miedzi w koncentracie i stworzenia warunków, w których wytrącanie związków miedzi może nastąpić na drodze reakcji podwójnej wymiany. Chociaż w tych próbach miedź była wytrącona, ilość miedzi w fazach stałych wzbogaconych nie była tak wysoka, jak ta uzyskana w porównywalnych próbach 1 i 4, gdzie nie dodawano rozpuszczalnej miedzi. Jest to przypisywane wyższej ekstrakcji żelaza w próbach 1 i 4. Sugeruje to, że dodatek wodnego roztworu miedzi do etapu ługowania ma ujemny wpływ na rozpuszczalność związków żelaza w koncentracie. To prowadzi do konkluzji, że zapobieganie rozpuszczaniu miedzi i tworzenie warunków, które sprzyjają wytrącaniu miedzi na drodze reakcji podwójnej wymiany może być mniej realne, gdy etapy ługowania i wytrącania miedzi prowadzone są równocześnie, gdzie wodny roztwór siarczanu miedzi jest użyty jako reagent wymiany i gdzie ORP jest wysoki.
Próby 9, 10 i 12 obejmują dodanie środka redukującego w postaci siarczynu sodu, a próby 9 i 10 obejmują takż e dodatek wodnego roztworu miedzi w celu wytrą cenia rozpuszczonej miedzi. Wytrącenie rozpuszczalnej miedzi wynosiło 52%, 95% i 100% w próbach 9, 10 i 12.
PL 205 892 B1
TABELA 1
Podsumowanie procesów ługowania koncentratów miedzi Pozostałość koncentr, wzbogać. (%) Fe Cx} 04 r-ł «-< 04 m i—<
Cu TpTprptpTpTpTpTpTprpTpTpTp m <n tud tn m
Wytrącenie Cu 3 y v g s? θ'- t/T O m
* σ* ce & U C4 to O\ 2 ir> c?\ r- cn
Zużycie kwasu < N . O i? C C/3 O κ 2 c Cu o Ό r- o o T, - ^τ - c c L ' N m - ΓΝ N m n co r- co co o co — CM
Ekstrakt (%) Fe Ο T Tp C m O N ci r-' ó o ici x o- c-i r-' ci ri o m τρ r? m Ί - cł m m m m m n 32.6 44.3 56.1
Cu *Ai-Mooxtr^©*nin ©o© d mi T ri d ri Ί·' © © © n °° A
Koncentrat doprowadź. (%) Fe C4 Γ4 O O © ΓΊ C4 © 04 Γ4 O, tri —< tri d d d d uri d vS d d trj tri vS n CJ Cś C4 ci CJ N N CJ D CJ N N en co co o o o CM CM CM
Cu en *—* ir; »r, tc rn <η te ->*»-«©©>© oocooooooockgcoco mmmmcnmnmmmmmm 47.7 47.7 47.7
Warunki postępowania Średni czas ORP (mV) >o oo <o σ\ © <n ’ί o-. <o m « £2 mm o — —' n - m n o o Tf m m m m m f<, r, r, m r-ι m ” m r-· r— Tt O OS O CO CM CM
O Z yyyyyyyy-^-^y^y Z Z Z Z Z Z Z Z H H Z H z 2 2 2 5Z Z
Φ O ss © © © ©©©©©©©©©©<NCMCT ©©©©©©©©©©oo© o o o o o o
Dodany Cu (g/1) O O O O O « W: 2 Ϊ rn Pi i o o o
Czas ługowania (h) Cł N - O -r-ł C4M Ci C] N CJ Γ1 CM CM CM
Subst. stałe (%) © © ic, Z) O © Ti O 7 Γ· d «Ci ic m n m ά ic, m o m ί tp τρ O O O wn on on
Temp. (oC) © IC| O O O O O O O C V) ic, Ά Γ·ΟΟΓ·Γ·σ\ΐΛΓ·Γ-Γ-Γ·ΟΟΜΧ o o O r- oo σ\
Nr próby -< r-i Tf o Γ' M O. 2 Ź 2 ί 5f MO KO
* Procent dodanej miedzi rozpuszczonej, który zapisano dla koncentratu ** Miedź rozpuszczona, którą zapisano dla koncentratu jako procent miedzi w dostarczonym koncentracie
PL 205 892 B1
PL 205 892 B1
Tabela 2 podaje wyniki prób ponumerowanych od 17 do 23, ilustrujących procesy wzbogacania prowadzone z koncentratem, który ma być wytwarzany ze złóż rudy przez Olympic Dam Operations w przyszłości. Próby 17 do 21 prowadzono zgodnie ze schematem pokazanym na fig. 2, a mianowicie etap wytrącania miedzi poprzedza etap ługowania żelaza.
Wyniki prób pokazują, że optymalny proces wzbogacania koncentratu obejmuje 2-etapowy proces, w którym ługowanie materiału płonnego i wytrącanie miedzi prowadzi się w różnych optymalnych warunkach.
Streszczenie optymalnych warunków prowadzenia procesu dla schematu pokazanego na fig. 2 podano jak niżej.
Etap 1 - etap ługowania
Temperatura: >80°C
Kwasowość: 100 g kwasu/l przez 8-12h
Czas trwania: 12-24 h
Gęstość zawiesiny: >50% wag. substancji stałych
ORP: < 380 mV
Etap 2 - etap wytrącania miedzi
Temperatura: > 70°C
Kwasowość: 20 g kwasu na l
Czas trwania: 5h
Gęstość zawiesiny: 50% wagowych substancji stałych
ORP: < 300mV
Reduktant: siarczyn sodu
Stężenie miedzi: < 100 g Cu na l
Wiele modyfikacji można wprowadzić do korzystnego wykonania obecnego wynalazku opisanego wyżej, bez odchodzenia od myśli przewodniej zakresu wynalazku.

Claims (20)

1. Sposób wzbogacania koncentratu miedzi odpowiedniego do wytapiania, w którym koncentrat zawiera materiał płonny obejmujący jeden lub więcej spośród żelaza, uranu, glinu, krzemu lub ich związków, a także zawiera co najmniej jeden spośród chalkopirytu i bornitu, znamienny tym, że obejmuje kolejno etap (a) ługowania co najmniej części materiału płonnego z koncentratu, z użyciem roztworu kwasu podczas zasadniczo utrzymywania chalkopirytu i bornitu w fazie stałej, i (b) poddania chalkopirytu lub bornitu w koncentracie reakcji podwójnej wymiany z miedzią jonową, w której żelazo jest zastępowane przez miedź w chalkopirycie lub bornicie z utworzeniem minerałów siarczkowych miedzi, przy czym koncentrat jest wzbogacany zgodnie z obydwoma etapami (a) i (b).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ż e w etapie (a) prowadzi się reakcję ługowania kwasem materiału płonnego z utworzeniem minerałów siarczkowych miedzi.
3. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e prowadzi się utlenianie bornitu i/lub chalkopirytu do minerałów siarczkowych miedzi.
4. Sposób wed ł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e w etapie (a) dostarcza się mied ź jonową do utworzenia minerałów siarczkowych miedzi.
5. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e ś rodek redukują cy dostarcza się w etapie (a) tak, że środek redukujący i miedź jonowa tworzą minerały siarczkowe miedzi.
6. Sposób wedł ug zastrz. 5, znamienny tym, ż e w etapie (a) dostarcza się ś rodek redukują cy podwyższający tempo rozpuszczania materiału płonnego zawierającego tlenek żelaza.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, ż e środkiem redukującym jest którykolwiek spośród, lub połączenie ditlenku siarki, siarczynu sodu lub żelaza pierwiastkowego albo metadisiarczynu sodowego.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztworem kwasu uż ytym w etapie (a) jest roztwór kwasu siarkowego.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, ż e stężenie kwasu siarkowego w roztworze wynosi od 20 do 100 g/l.
10. Sposób według, zastrz 1, znamienny tym, że etapy (a) i (b) są prowadzone kolejno.
PL 205 892 B1
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że fazy stałą i ciekłą wytworzone w etapie (a) co najmniej częściowo rozdziela się w separatorze faz stałej/ciekłej, po czym koncentrat dalej przetwarza się zgodnie z etapem (b).
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap a) prowadzi się w temperaturze > 70°C.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór kwasu i koncentrat w etapie (a) tworzą zawiesinę, w której ilość substancji stałych waha się od 35 do 60%.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że koncentrat pododaje się ługowaniu w etapie (a) przez co najmniej 4 h.
15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że koncentrat jest ługowany w etapie (a) przez okres do 25 h.
16. Sposób według zastrz. 10 lub 11, znamienny tym, że potencjał utleniania-redukcji (ORP) zawiesiny w etapie (a) wynosi < 380 mV, a w etapie (b) wynosi < 300 mV w stosunku do Ag/AgCl i 3M KCl.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap (b) prowadzi się w temperaturze niższej niż 100°C, jeśli chalkopiryt jest obecny w koncentracie.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że miedź jonową dostarcza się w postaci roztworu siarczanu miedzi.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie (b) dostarcza się środek redukujący.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że środek redukujący dostarczany w etapie (b) stanowi ditlenek siarki.
PL379128A 2003-06-03 2004-06-03 Sposób wzbogacania koncentratu miedzi PL205892B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003902803A AU2003902803A0 (en) 2003-06-03 2003-06-03 Process of upgrading a copper concentrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL379128A1 PL379128A1 (pl) 2006-07-10
PL205892B1 true PL205892B1 (pl) 2010-06-30

Family

ID=31953844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL379128A PL205892B1 (pl) 2003-06-03 2004-06-03 Sposób wzbogacania koncentratu miedzi

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU2003902803A0 (pl)
BR (1) BRPI0410935B1 (pl)
PL (1) PL205892B1 (pl)
WO (1) WO2004106561A1 (pl)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014138808A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Orway Mineral Consultants (Wa) Pty Ltd. Hydrometallurgical method for the removal of radionuclides from radioactive copper concentrates
CN106687610A (zh) * 2014-09-12 2017-05-17 Fl史密斯公司 用于在金属硫化物常压浸出过程中提高金属回收的系统和方法
MX2017006332A (es) * 2014-11-20 2017-08-21 Smidth As F L Sistema de activacion y metodo para mejorar la recuperacion de metales durante la lixiviacion atmosferica de sulfuros metalicos.
AU2015364241B2 (en) * 2014-12-19 2017-11-16 Flsmidth A/S Methods for rapidly leaching chalcopyrite
WO2016183610A1 (en) * 2015-05-19 2016-11-24 Orway Mineral Consultants (Wa) Pty Ltd Improved hydrometallurgical method for the removal of radionuclides from radioactive copper concentrates
AU2016265024A1 (en) * 2015-05-19 2017-10-12 Orway Mineral Consultants (Wa) Pty Ltd A truncated hydrometallurgical method for the removal of radionuclides from radioactive copper concentrates
CN105838903B (zh) * 2016-04-01 2017-12-15 北京工业大学 一种基于自蔓延反应处理硫化铜精矿制备高品位氧化铜精矿的方法
US11898221B2 (en) * 2017-05-17 2024-02-13 Flsmidth A/S Activation system and method for enhancing metal recovery during atmospheric leaching of metal sulfides
EP4271854A1 (en) * 2020-12-30 2023-11-08 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Reduction of chalcopyrite by an aqueous phase reducant to enable hydrometallurgical extraction of copper

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985555A (en) * 1973-03-19 1976-10-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Decomposition of chalcopyrite
US3957602A (en) * 1974-07-24 1976-05-18 Cyprus Metallurgical Processes Corporation Recovery of copper from chalcopyrite utilizing copper sulfate leach
US4290865A (en) * 1980-01-23 1981-09-22 Envirotech Corporation Recovering copper from a copper-bearing source
US4256553A (en) * 1980-01-23 1981-03-17 Envirotech Corporation Recovering copper from chalcopyrite concentrate
GB2099411B (en) * 1980-10-06 1984-09-12 Cyprus Metallurg Process Cuprous chloride production from chalcopyrite
WO1985003952A1 (en) * 1984-03-08 1985-09-12 Cheminor A/S Method for separation and leaching of the valuable metals in metal sulphide materials
AUPN191395A0 (en) * 1995-03-22 1995-04-27 M.I.M. Holdings Limited Atmospheric mineral leaching process

Also Published As

Publication number Publication date
PL379128A1 (pl) 2006-07-10
BRPI0410935B1 (pt) 2013-01-22
BRPI0410935A (pt) 2006-06-27
WO2004106561A1 (en) 2004-12-09
AU2003902803A0 (en) 2003-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2301557T3 (es) Metodo para la recuperacion de cobre a partir de menas sulfurosas utilizando lixiviacion a alta presion y temperatura, extraccion mediante disolventes y extraccion electrolitica.
US8372361B2 (en) Copper recovery circuit
CA2454821C (en) Process for direct electrowinning of copper
FI70252B (fi) Foerfarande foer utvinning av koppar nickel och kobolt ur skaersten
AU2004324610B2 (en) Process for recovery of copper from copper-bearing material using pressure leaching, direct electrowinning and solvent/solution extraction
US7722756B2 (en) Process for multiple stage direct electrowinning of copper
ZA200400540B (en) Method for improving metals recovery using high temperature pressure leaching.
AU2002332423A1 (en) Method for improving metals recovery using high temperature pressure leaching
AU2002329630A1 (en) Process for direct electrowinning of copper
PL205892B1 (pl) Sposób wzbogacania koncentratu miedzi
AU2007248092B2 (en) Process for recovery of copper from copper-bearing material using pressure leaching, direct electrowinning and solvent/solution extraction
US7037357B2 (en) Recovery of metals from jarosite-containing materials
AU2004243345B2 (en) Process of upgrading a copper concentrate
US9255308B2 (en) Methods of copper extraction
JP2010196125A (ja) 硫化銅鉱物を含む銅原料の浸出方法