SE534315C2 - Process för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material genom hydrometallurgi - Google Patents

Abstract

Föreliggande beskrivning hänför sig till en process för att utvinna envärdefull metall ur ett sulfidiskt material. Processen innefattar att underkasta detsulfidiska materialet ett hydrometallurgiskt steg följt av selektiv avskiljning avelementärt svavel från den metallurgiska restprodukten före ett slutligtmetallutvinningssteg, så som cyanidlakning. Processen förbättrar den totalaprocessekonomin och reducerar cyanidförbrukningen som ett resultat av den selektiva avskiljningen av elementärt svavel. (Fig. 1)

Description

534 315 2 Det har dock konstaterats att även mindre mängder elementärt svavel, som finns i det biolakade materialet, orsakar problem i en efterföljande cyanidlakningsprocess för utvinning av ädelmetaller, och utvinning av guld och andra ädelmetaller från biooxidationsrestprodukter har därför historiskt varit associerad med hög cyanidförbrukning.

Det har pågått en debatt genom åren angående rollen för enzymet rhodanes och hur det påverkar cyanidförbrukningen. Lawson, The role of the enzyme rhodanese in oyanide consumption for gold extraction from bacteria/ty leached refractory ores, |BS'97 Conference proceedings, Biomine International Conference, 4-6 augusti 1997, beskriver att enzymet rhodanes katalyserar bildning av tiocyanat.

Dock beskriver Gardner m fl, Production of rhodanese by bacteria present in bio-oxidation plants used to recover gold from arsenopyrite concentrates, Journal of Applied Microbiology 2000, 89, 185-190, att det inte är klart huruvida rhodanesaktiviteten bidrar märkbart till förlusten av cyanid i guldextraktionsprocessen eller huruvida denna förlust enbart är ett resultat av kemiska reaktioner. Gardner m fl drar slutsatsen att det är möjligt att förlusten av cyanid hänför sig direkt till kemiska reaktioner och endast indirekt till biologiska effekter.

Dessutom beskriver Aswegen m fl, New developments in Bacterial Oxidation Technology to Enhance the Efficiency of the BIOX® Process, Bac-Min Conference, Benigo, Vic, 8-10 november 2004, att test har visat att elementärt svavel och andra intermediära svaveloxidationsämnen är de huvudsakliga cyanidkonsumenterna.

Sålunda är det välkänt att innehållet av elementärt svavel i en biorestprodukt från mesofil eller måttlig termofil biooxidation skulle kunna vara huvudkonsumenten av cyanid i en cyanideringsprocess genom bildning av tiocyanat (SCN').

S° + CN' -> SCN' Det är även känt att tiocyanat kan bildas genom cyanolys av tiosalter som bildats i malnings-, flotations- och cyanidlakningsprocesser genom oxidation eller disproportionering av elementärt svavel och pyrit. l5 534 3'l5 3 För att minimera förbrukningen av cyanid i en utvinningsprocess utan att försämra utvinningen av värdefulla metaller är det sålunda nödvändigt att få bukt med problemet med elementärt svavel och reducerade oorganiska svavelföreningar.

Förutom den höga direkta driftkostnaden för det upplösbara elementära svavelinnehållet i det sulfidiska materialet kan det bildade tiocyanatet, reducerade oorganiska svavelföreningar och eventuellt resterande elementärt svavel i lakrestprodukten från cyanideringsprocessen ha en totalt sett negativ miljöinverkan. SCN' är en ganska stabil förening, vilken sönderfaller långsamt till sulfat, koldioxid/karbonatämnen och ammonium/ammoniak under oxiderande betingelser. Det har också konstaterats att SCN' kommer att passera igenom en konventionell cyaniddestruktionsprocess så som INCO-processen. För att sönderdela SCN' snabbt och fullständigt måste Caros syra (H2SO5) appliceras och neutraliseras, vilket bidrar till en hög driftkostnad.

Eventuellt resterande SCN' i avloppsvatten från en avfallsdamm kan vara en potentiell syraproducent och syrekonsument. Eftersom alla konventionella cyanid-/tiocyanatdestruktionsprocesser resulterar i lösliga kväveämnen är dessutom minimering av cyanidtillsättningshastighet av stort intresse för att reducera kvävebelastningen pà recipienten. _ Vidare är elementärt svavel i biorestprodukter också oönskat eftersom det kan inkapsla till exempel fina guldpartiklar och därmed bromsa lakningshastigheten av ädelmetaller. Eventuellt resterande elementärt svavel utsläppt till avfallsdammar eller andra deponier kan också vara skadligt på lång sikt beroende på dess instabilitet i vatten vid neutrala och alkaliska betingelser.

Lindström m fl, A sequentia/ two-set process using moderate/y and extremely thermophilic cultures for biooxidation of refractory gold concentrates, Hydrometallurgy 71 (2003) 21-30, beskriver en sekventiell tvåstegs biolakningsprocess för guldinnehållande refraktära pyrit-/arsenikkiskoncentrat. En måttligt termofil kultur användes i den första etappen och en extremt termofil kultur, S. metallicus, användes i den andra etappen. Det konstaterades bland annat att cyanidförbrukningen under cyanidering av de lakade mineralrestprodukterna påtagligt reducerades av tvåstegs biolakningsprocessen jämfört med en process som innefattar ett enda biolakningssteg med användning av en måttligt termofil kultur. Lindström m fl drog slutsatsen att detta sannolikt 534 315 4 berodde på en lägre slutlig koncentration av cyanidreaktiva svavelföreningar efter biooxidation med S. metallicus och/eller det faktum att färre mikroorganismer var fästa vid mineralrestprodukten.

Liknande resultat har också rapporterats iden ovan nämnda artikeln av Aswegen m fl.

De senaste åren har det funnits ett fokus på forskning om biolakningsprocesser för kopparextraktion från kopparkis, vilket är det mineral som innehåller de huvudsakliga kopparreserverna i världen. Ett större hinder till en effektiv process för biolakning av kopparkis är bildningen av ett spärrskikt över ytan av mineralen som hindrar passagen av den kemiska oxidanten. Detta fenomen kallas ofta passivering eller hindrad upplösning. Det har nyligen upptäckts att ett tjockt skikt av elementärt svavel bildas initialt på ytan av mineralerna. Lakning kan ibland fortsätta under ett tag beroende på avflagning av svavelskiktet, fastän lakningshastigheten l allmänhet är låg. Efter ett tag bildas ett permanent jarositskikt och lakningen stannar.

För att uppnå en effektiv process för lakning av kopparkismalmer eller -koncentrat så att lakning av kopparkis kan nå sin fulla potential är det nödvändigt att få bukt med problemet med passivering.

Klauber, C. 2008. Int J Min Process 86:1-17, anger att bildande av elementärt svavel förblir en systemisk fas i samband med högbiolakning men är inte ett problem av någon konsekvens för system med blandad kultur till skillnad från jarosit, vilken orsakar verkliga problem med hindrad upplösning. Slutsatsen enligt Klauber är att det finns tre sätt att gå till väga för att förhindra verklig passivering, nämligen att förhindra jarositbildning genom att upprätthålla ett mycket lågt pH-värde i processen, förmå jarosit att självutfälla och inte belägga kopparkisen, och avskilja järn från högen. Enligt Klauber skulle järnreglering genom jarositutfällning vara det föredragna tillvägagångssättet. l enlighet med de slutsatser som gjorts av Klauber tycks sålunda problemet med passivering eller hindrad upplösning av kopparkis endast till en mindre grad vara relaterat till elementärt svavel. Detta återstår dock fortfarande att undersökas ytterligare. 534 315 Sammanfattning Syftet med uppfinningen är för att få bukt med, eller åtminstone påtagligt reducera, de problem som är associerade med elementärt svavel i hydrometallurgiska restprodukter som underkastas nedströms bearbetning för utvinning av en värdefull metall.

Syftet uppnås genom processen för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material som innefattar nämnda värdefulla metall i enlighet med det självständiga kravet 1. Utföringsformer av processen definieras av de osjälvständiga kraven.

I enlighet med en första aspekt av uppfinningen innefattar processen stegen att underkasta det sulfidiska materialet åtminstone ett första hydrometallurgiskt steg och att underkasta den utsläppta slurryn ett steg för separation av fast material/vätska för att sålunda erhålla en metallurgisk restprodukt, att underkasta den metallurgiska restprodukten ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, där nämnda steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, och att underkasta den metallurgiska restprodukten ett slutligt metallutvinningssteg efter nämnda andra lakningssteg.

Det första hydrometallurgiska steget är företrädesvis ett biolakningssteg, men kan också vara vilket som helst annat hydrometallurgiskt steg som konventionellt används för behandling av sulfidiska material för att möjliggöra utvinning av värdefulla metaller, så som autoklavering.

Det kommer enkelt att framgå för fackmannen att även reducerade oorganiska svavelföreningar kan avskiljas selektivt under steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel. l enlighet med en andra aspekt av uppfinningen innefattar processen för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material stegen att underkasta det sulfidiska materialet åtminstone ett första hydrometallurgiskt steg, till exempel ett biolakningssteg, och att underkasta slurryn från det hydrometallurgiska steget ett steg för separation av fast material/vätska för att sålunda erhålla en metallurgisk restprodukt, att underkasta den metallurgiska restprodukten ett biooxidationssteg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, där nämnda biooxidationssteg utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, och därefter att underkasta den metallurgiska restprodukten ett slutligt metallutvinningssteg. Sålunda kommer elementärt svavel '25 534 315 6 att avskiljas selektivt genom oxidation under nämnda biooxidationssteg vid ett pH- värde av 3,0 eller högre. Dessutom kommer även reducerade oorganiska svavelföreningar att avskiljas selektivt under biooxidationssteget.

Enligt en föredragen utföringsform utförs biooxidationssteget för selektiv avskiljning av elementärt svavel vid ett pH-värde av 3,5-6, företrädesvis vid ett pH-värde av 3,8-5,5. l enlighet med en tredje aspekt av uppfinningen innefattar processen för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material stegen att underkasta det sulfidiska materialet åtminstone ett första hydrometallurgiskt steg, till exempel ett biolakningssteg. och att underkasta slurryn från det hydrometallurgiska steget ett steg för separation av fast material/vätska för att sålunda erhålla en metallurgisk restprodukt, att underkasta den metallurgiska restprodukten ett sulfitlakningssteg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, där nämnda sulfitlakningssteg utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, företrädesvis vid ett pH-värde av åtminstone 3,5, och därefter att underkasta den metallurgiska restprodukten ett slutligt metallutvinningssteg. Sålunda kommer elementärt svavel att avskiljas selektivt genom upplösning under nämnda sulfitlakningssteg.

Enligt en föredragen utföringsform utförs sulfitlakningssteget vid en temperatur över 25 °C, företrädesvis över 40 °C.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform tillsätts sulfit till sulfitlakningssteget i en mängd som är överstökiometrisk iförhàllande till behovet för elementärt svavel. Företrädesvis tillsätts sulfit i en mängd av åtminstone 2 i gånger det stökiometriska behovet för elementärt svavel. l enlighet med ännu en ytterligare föredragen utföringsform underkastas den metallurgiska restprodukten ett tiosulfatlakningssteg efter nämnda sulfitlakningssteg. Det tiosulfat som behövs i nämnda tiosulfatlakningssteg kan genereras in situ under sulfitlakningssteget.

Det är ett väsentligt särdrag hos processen enligt uppfinningen att steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel utförs vid ett pH-värde av åtminstone 3,0 eftersom lösliga ferrijoner, Fe(|ll), inte är stabila i lösningen vid ett sådant högt pH-värde. Sålunda kommer lösningen att vara väsentligen fri från ferri- och ferrojoner. Då Fe(lll) finns i lösningen kommer den att fortsätta att bidra till bildningen av elementärt svavel och tvåvärt järn från resterande sulfidiskt material, och ett processteg för att selektivt avskilja svavel skulle i sådant fall vara 534 315 7 otillräckligt eftersom det skulle ske en kontinuerlig bildning av elementärt svavel parallellt med avskiljningen. Vid pH-värden kring 3,0 och över kommer dock en huvuddel av Fe(|||) att fällas ut och kommer inte att påverka det fasta materialet i processen. Det elementära svavlet kan därmed avskiljas selektivt genom till exempel biooxidation eller anaerob sulfitlakning.

Processen enligt föreliggande uppfinning möjliggör sålunda effektiv avskiljning av elementärt svavel som i sin tur leder till en påtagligt förbättrad total processekonomi. Ifall till exempel det slutliga metallutvinningssteget är ett cyanidlakningssteg, reduceras cyanidförbrukningen väsentligt. l själva verket har det konstaterats att cyanidförbrukningen kan reduceras med åtminstone 90 % under det att den maximala guldutvinningen ändå uppnås vid lakning av sulfidiska material som innefattar guld.

Processen enligt uppfinningen resulterar även i lägre kostnader för destruktion av processlösning och lägre kvävebelastning på recipienten, vilket är önskvärt ur miljösynpunkt.

Dessutom förbättras lakningshastigheten. Till exempel har det konstaterats att den initiala lakningshastigheten för guld och silver förhöjs påtagligt genom avskiljningen av elementärt svavel. Uppehållstiden under cyanideringsprocessen kan också reduceras påtagligt, vilket också bidrar till den lägre cyanidförbrukningen.

Vidare har det konstaterats att vid lakning av kopparkiskoncentrat eller -malmer kan bildningen av skikt av elementärt svavel och/ellerjarosit som normalt sker på ytorna av mineralerna under lakning reduceras påtagligt.

Samtliga av de ovan identifierade fördelarna uppnås under det att mängden värdefull metall som utvinns genom processen likväl inte reduceras jämfört med tidigare kända processer.

Kort beskrivning av ritningama Figur 1 illustrerar schematiskt en process enligt en utföringsform av uppfinningen i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett andra biolakningssteg som utförs vid ett pH-värde av åtminstone 3,0.

Figur 2a illustrerar schematiskt en process enligt en annan utföringsform av uppfinningen i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett sulfitlakningssteg vid ett pH-värde av 3,5-8.

Figur 2b Figur 3 Figur 4 Figur 5 Figur 6 Figur 7 Figur 8 Figur 9 Figur 10 Figur 11 534 315 8 illustrerar schematiskt en process enligt ännu en annan utföringsform av uppfinningen i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett sulfitlakningssteg vid ett pH-värde av åtminstone 3,0 följt av ett biolakningssteg. illustrerar schematiskt en process enligt ännuen annan utföringsform av uppfinningen i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett sulfitlakningssteg vid ett pH-värde av 3,5-8 följt av ett tiosulfatlakningssteg och därefter ett metallutvinningssteg genom cementering. illustrerar schematiskt en process enligt ännu en annan utföringsform av uppfinningen i vilken kopparkis lakas genom höglakning och underkastas ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, visar svavelavskiljningsprofilen för en satsvis biooxidation av en biorestprodukt vid ett pH-värde av cirka 4,5 och cirka 20 % fast material. visar svavelavskiljningsprofilen för en satsvis biooxidation av en biorestprodukt vid ett pH-värde av cirka 4,5 och cirka 20 % fast material följt av sulfitlakning. visar provningsresultat för restsvavelhalten i en biorestprodukt som funktion av Iaktiden i timmar när sulfit har tillsatts i en mängd av 1,1, 2,3 respektive 3,5 gånger det stökiometriska behovet för elementärt svavel för en sulfitlakning vid cirka 45 °C, cirka pH 8,5 och 18 % fast material. visar testresultat för svavelomvandlingen som funktion av Iaktiden vid samma betingelser som i Figur 5. visar testresultat för restsvavelhalten i en biorestprodukt som funktion av Iaktiden i timmar när sulfit har tillsatts i en mängd av 1,1 respektive 3,3 gånger det stökiornetriska behovet för elementärt svavel för en sulfitlakning vid cirka 65 °C, cirka pH 7,5 och 18 % fast material. visar testresultat för svavelomvandlingen som funktion av Iaktiden vid samma betingelser som i Figur 9. visar testresultaten för guldet i lakrester som funktion av Iaktiden erhållna vid samma betingelser som i Figur 9. 534 3'l5 9 Figur 12a visar testresultat för NaCN-förbrukningen som funktion av laktiden under cyanidlakning för en biorestprodukt i vilken elementärt svavel inte har avskiljts, en biorestprodukt i vilken elementärt svavel har avskiljts genom biolakning vid ett pH-värde eller cirka 3,5, och en biorestprodukt i vilken elementärt svavel har avskiljts genom sulfitlakning.

Figur 12b visar testresultat för tiocyanatbildningen vid samma betingelser som i Figur 12a.

Figur 13 visar den erhållna lakningsprofilen för ett kopparkoncentrat som är biolakat, följt av sulfitlakning och efterföljande biolakning.

Figur 14 visar den erhållna lakningsprofilen av ett kopparkoncentrat som är biolakat, följt av sulfitlakning och efterföljande biolakning. i ett upprepat test.

Detaljerad beskrivning Uppfinningen kommer att beskrivas nedan med hänvisning till tillhörande ~ ritningar. Det bör dock påpekas att uppfinningen inte är begränsad till de utföringsformer som beskrivs nedan och framgår av ritningarna, utan kan modifieras inom ramen för patentkraven.

Det sulfidiska materialet kan vara ett godtyckligt sulfidiskt material som innefattar en ädelmetall eller andra värdefulla metaller och innefattar vilken som helst malm eller koncentrat som kan behandlas hydrometallurgiskt för utvinning av den värdefulla metallen, till exempel biolakas. Sådana malmer eller koncentrat innefattar vanligtvis en blandning av flera mineraler, liksom sekundära sulfider, såsom beskrivits tidigare. Processen är speciellt lämplig för behandling av refraktära guld-arsenikmalmer eller -koncentrat i vilka guldet i allmänhet är omslutet i arsenikkis eller svavelkis. Processen kan även användas för bearbetning av kopparkis.

Processen för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material enligt uppfinningen innefattar att underkasta det sulfidiska materialet åtminstone ett första hydrometallurgiskt steg. Det hydrometallurgiska steget är företrädesvis ett biolakningssteg, till exempel en kontinuerlig biolakningsprocess. Det är dock möjligt att använda andra typer av tidigare kända hydrometallurgiska steg, till exempel autoklavering. 534 3'l5 Då det första hydrometallurgiska steget är ett biolakningssteg utförs nämnda biolakningssteg i enlighet med tidigare kända processer och utförs sålunda vid ett pH-värde som är mindre än 3, i typiska fall ett pH-värde som är lika med eller mindre än 2,5, för att säkerställa optimal tillväxt och uppträdande av biomassan. Vilken som helst typ av biomassa som är lämplig för biolakning av det sulfidiska materialet kan användas, så som mesofil biomassa eller termofil biomassa. Biolakningssteget skulle till exempel kunna vara en kontinuerlig biolakning, i vilken materialet lakas kontinuerligt i ett antal reaktorer som är parallell- eller seriekopplade, eller ett höglakningssteg.

Naturligtvis kan processen även innefatta att underkasta det sulfidiska materialet ett flertal biolakningssteg eller andra hydrometallurgiska steg i enlighet med konventionella tekniker utan att avvika från uppfinningen. Dessutom kan processen även inkludera steg som föregår det första hydrometallurgiska steget, så som en föroxidation, om så önskas. Sådana steg utförs också i enlighet med tidigare kända tekniker.

Efter att det sulfidiska materialet har biolakats eller underkastats andra hydrometallurgiska steg så som autoklavering, underkastas den erhållna slurryn ett steg för separation av fast material/vätska och lösningen, till exempel innefattande järn och arsenik, avskiljs för bearbetning i enlighet med tidigare kända tekniker, så som neutraliserlng.

Det kommer att vara uppenbart för fackmannen att då processen är en höglakningsprocess, till exempel för behandling av kopparkismalmer eller -koncentrat, är steget för separation av fast material/vätska en tvätt-lsköljcykel.

Det fasta material som erhålls från steget för separation av fast material/vätska, dvs den metallurgiska restprodukten, underkastas därefter ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, där nämnda steg utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre. Den selektiva avskiljningen av elementärt svavel kan till exempel utföras antingen genom biooxidation eller genom kemisk upplösning.

Beroende på det faktum att steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel utförs vid nämnda pH-värde kommer lösningen endast att innefatta mycket små mängder ferri- och ferrojoner, om några. Detta är viktigt eftersom ferrijoneri lösningen verkar såsom ett oxidationsmedel för bildning av nytt elementärt svavel genom oxidation av kvarvarande sulfidiskt material, så som arsenikkis eller pyrit.

Genom att minimera mängden ferrijoner i lösningen minimeras sålunda risken för 534 315 11 bildning av nytt elementärt svavel, till exempel genom syresättning i närvaro av mikroorganismer.

Det faktum att steget för selektiv avskiijning av elementärt svavel utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, och vid en måttlig temperatur, ger dessutom en avsevärt mindre korrosiv miljö jämfört med andra förfaranden för avskiijning av svavel eller svavelämnen, så som biooxidation vid ett pH-värde av cirka 2,5, och reducerar sàlunda kraven på korrosionsmotstånd hos de använda konstruktionsmaterialen.

Efter att det elementära svavlet har avskiljts selektivt underkastas den metallurgiska restprodukten ett slutligt metallutvinningssteg i enlighet med tidigare kända tekniker. Det slutliga metallutvinningssteget kan till exempel vara ett cyanidlakningssteg, så som en ClL (carbon-in-leach) -process, en CIP (carbon-in- pulp) -process, en RIP (resin-in-pulp) -process och en Merrill-Crowe-process. Det slutliga metallutvinningssteget kan också vara en tiosulfat/NH4/NH3/Cu- lakningsprocess eller ett metallutvinningssteg genom cementering.

Naturligtvis kan den metallurgiska restprodukten också underkastas ett eller flera ytterligare steg efter nämnda steg för selektiv avskiijning av elementärt svavel men före det slutliga metallutvinningssteget. Sådana ytterligare steg inkluderar, men är inte begränsade till, ett steg för separation av fast material/vätska, ett biolakningssteg eller ett biooxidationssteg, ett sulfitlakningssteg och ett tiosulfatlakningssteg.

I enlighet med en aspekt av uppfinningen är steget för selektiv avskiijning av elementärt svavel ett biooxidationssteg varigenom elementärt svavel oxideras med hjälp av en lämplig biomassa. Det elementära svavlet oxideras primärt till S042", men också i en mindre omfattning till 82032' och/eller 8,062". Lösningen som innefattar dessa svavelinnehàllande ämnen kan avskiljas i ett konventionellt steg för separation av fast material/vätska, recirkuleras och användas i ett föregående biolakningssteg om så önskas. Det är dock även möjligt att utelämna ett sådant steg för separation av fast material/vätska och överföra slurryn från biooxidationssteget för selektiv avskiijning av elementärt svavel direkt till ett slutligt metallutvinningssteg, så som ett cyanidlakningssteg.

Den maximala tillväxthastigheten för biomassa kan vara något lägre under nämnda biooxidationssteg för selektiv avskiijning av elementärt svavel jämfört med ett konventionellt biolakningssteg beroende på det högre pH-värdet. För att 534 315 12 kompensera för den lägre tillväxthastigheten för biomassa skulle biooxidationssteget företrädesvis kunna utföras under en längre tidsperiod än om det drevs vid ett konventionellt pH-värde, så som lika med eller under 2,5. Det har visats att den relativt begränsade alstringen av värme från selektiv avskiljning av typiska halter av resterande elementärt svavel kan kräva en längre uppehållstid än den kritiska för urtvättning för att hålla en lämplig processtemperatur, vilket beror på den faktiska koncentrationen av elementärt svavel och innehåll av fast material i pulp.

Den övre gränsen för det pH-värde som kan användas under biooxidationssteget för selektiv avskiljning av elementärt svavel beror på den typ av biomassa som används. Dock föredras det att pH-värdet hålls under 6 för att àstad komma en effektiv process eftersom de flesta typer av lämpliga mikroorganismer har en mycket låg tillväxthastighet över pH 6. I enlighet med en föredragen utföringsform av processen utförs sålunda biooxidationssteget för selektiv avskiljning av elementärt svavel vid ett pH-värde av 3,5-6, hellre vid ett pH-värde av 3.8-5,5.

Dessutom bör biooxidationssteget naturligtvis utföras utan begränsning av syre och essentiella näringsämnen för att säkerställa tillräcklig tillväxt och aktivitet hos biomassan. Syret tillförs genom antingen luft, rent syre eller syreberikad luft. pH-värdet regleras företrädesvis genom tillsättning av kalksten, vilken också kommer att tjäna såsom en koldioxidkälla för tillväxt. Vidare kommer det vara uppenbart för fackmannen att temperaturen under biooxidationssteget är anpassad till den biomassa som primärt ympats in eller utvecklats med tiden liksom till den faktiska värmebalansen. l enlighet med en ytterligare aspekt av uppfinningen är steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel ett sulfitlakningssteg, företrädesvis drivet vid ett pH-värde av åtminstone 3,5. Sulfitämnen löser upp elementärt svavel i enlighet med följande formler: s° + so? _» S20;- eller s° + Hso; _» szof' + H* 534 315 13 Sulfitlakningen bör utföras i frånvaro av luft för att inte påverka lakningsprocessen negativt genom oönskad oxidation av det kvarvarande sulfidiska materialet och tillsatta sulfitjoner. Sålunda är sulfitlakningssteget ett anaerobt lakningssteg.

Det har konstaterats att upplösningshastigheten för svavel under sulfitlakningssteget beror på temperaturen. Därför bör sulfitlakningen företrädesvis utföras vid en förhöjd temperatur för att uppnå en effektiv process. Sålunda drivs sulfitlakningssteget företrädesvis vid en temperatur över 25 °C, hellre vid en temperatur över 40 °C. l enlighet med en föredragen utföringsform drivs sulfitlakningssteget vid en temperatur av åtminstone 50 °C.

Vidare har det konstaterats att svavelextraktionshastigheten beror på den totala sulfittillsättningen. Sulfit bör företrädesvis tillsättas i en överstökiometrisk mängd i förhållande till halten av elementärt svavel. I enlighet med en föredragen utföringsform tillsätts sulfit i en mängd av åtminstone 2 gånger det stökiometriska behovet i förhållande till halten av elementärt svavel. Hellre tillsätts sulfit i en mängd av åtminstone 2,5 gånger det stökiometriska behovet.

De senaste åren har cyanidlakning förbjudits i många regioner av miljöskäl. Tiosulfat, i kombination med ammoniak/ammonium och Cuzfl anses generellt vara det mest lovande alternativet idag till cyanidlakning för extraktion av guld. Då processen innefattar ett tiosulfatlakningssteg för utvinning av ädelmetaller är det sålunda fördelaktigt från en processekonomisk synpunkt om tiosulfat skulle kunna genereras in situ och samtidigt avskilja det oönskade resterande elementära svavlet. Detta har konstaterats möjligt med processen enligt uppfinningen, speciellt om sulfitlakningen utförs vid ett pH-värde av åtminstone 3,5 eftersom det tiosulfat som bildas är relativt stabilt under dessa betingelser.

I enlighet med en utföringsform av uppfinningen bör sålunda sulfitlakningssteget företrädesvis utföras vid ett pH-värde av åtminstone 3,5 för att säkerställa tillräcklig stabilitet hos det bildade tiosulfatet. Det har konstaterats att vid svavelhalter som normalt förekommer i biolakningsrestprodukter genererar processen den tiosulfathalt som är nödvändig under lakning av ädelmetaller.

Sulfitkällan kan till exempel vara NagSOg, NaHSOg, Na2S2O5 eller CaO/SO2.

Den erhållna laklösningen, separerad från sulfitlakningssteget, innefattar reducerade oorganiska svavelåmnen, huvudsakligen tiosulfat. Lösningen kan lämpligen recirkuleras tillbaka till ett föregående biolakningssteg såsom 534 315 14 processvatten. Alternativt kan lösningen avledas till en separat biooxidationsreaktor för destruktion av bildade tiosalter.

Figur 1 illustrerar schematiskt en utföringsform av processen enligt uppfinningen. Ett sulfidiskt material, till exempel ett refraktärt guld- arsenikkoncentrat, underkastas ett biolakningssteg 1 vid ett pH-värde av cirka 1,0- 2,0. Slurryn från biolakningssteget överförs till ett steg 2 för separation av fast material/vätska från vilket lösningen som innefattar Fe och As avskiljs för neutralisering, såsom anges med pilen 3. Det fasta materialet utsätts för ett biooxidationssteg 4, vilket utförs vid ett pH-värde av åtminstone 3,0 så att mängden ferri- och ferrojoner i lösningen minimeras. Redoxpotentialen hålls över stabilitetsdomänen för elementärt svavel. I biooxidationssteget 4 oxideras elementärt svavel sålunda selektivt vid en påtagligt snabbare hastighet än bildningshastigheten för elementärt svavel eller andra reducerade ämnen från godset. Pulpen från biooxidationssteget 4, och som innefattar S042", liksom mindre mängder av 82032' och/eller 84052-, överförs såsom illustreras med pilen 5 till ett cyanidlakningssteg (ClL) 6 i vilket till exempel guldet utvinns.

Cyanidlakningssteget drivs i typiska fall vid ett pH-värde av cirka 10,5. Även om så ej illustrerat i Figur 1 kan ett sulfitlakningssteg vara inkorporerat mellan biooxidationssteget 4 och cyanidlakningssteget 6 om så önskas. Ett sådant sulfitlakningssteg skulle avskilja eventuellt resterande elementärt svavel från biooxidationssteget 4.

Figur 2a illustrerar schematiskt en annan utföringsform av processen enligt uppfinningen. Ett sulfidiskt material, till exempel ett refraktärt guld- arsenikkoncentrat, underkastas ett biolakningssteg 1 vid ett pH-värde av cirka 1,0- 2,0. Slurryn från biolakningssteget överförs till ett steg 2 för separation av fast material/vätska från vilket lösningen som innefattar Fe och As avskiljs för neutralisering, såsom anges med pilen 3. Det fasta materialet utsätts för ett sulfitlakningssteg 7 vid ett pH-värde av åtminstone 3,5, företrädesvis ett pH-värde av 3,5-8, för att selektivt lösa upp elementärt svavel. Pulpen från sulfitlakningssteget 7, vilken innefattar 82032", överförs därefter till ett steg 9 för separation av fast material/vätska såsom anges med pilen 8. Lösningen från separationssteget 9, och som innefattar tiosulfat, recirkuleras tillbaka till det initiala biolakningssteget, såsom illustreras med pilen 10, i vilket den oxideras till sulfat. 534 315 Det fasta materialet överförs till ett cyanidlakningssteg (CIL) 6 i vilket till exempel guldet utvinns. Cyanidlakningssteget utförs typiskt vid ett pH-värde av cirka 10,5.

Figur 2b illustrerar schematiskt ännu en annan utföringsform av processen enligt uppfinningen. Ett sulfidiskt material, till exempel ett refraktärt guld- arsenikkoncentrat, underkastas ett biolakningssteg 1 vid ett pH-värde av cirka 1,0- 2,0. Slurryn från biolakningssteget överförs till ett steg 2 för separation av fast material/vätska från vilket lösningen som innefattar Fe och As avskiljs för neutralisering, såsom anges med pilen 3. Det fasta materialet utsätts för ett sulfitlakningssteg 7 vid ett pH-värde av åtminstone 3,5, företrädesvis ett pH-värde av 3,5-8, för att selektivt lösa upp elementärt svavel. Pulpen från sulfitlakningssteget 7, och som huvudsakligen innefattar 82032-, överförs därefter till ett biooxidationssteg 11 som drivs vid ett pH-värde av åtminstone 3,0, företrädesvis vid ett pH-värde av åtminstone 3,5. Pulpen underkastas därefter ett cyanidlakningssteg (CIL) 6 i vilket guldet utvinns. Cyanidlakningssteget utförs typiskt vid ett pH-värde av cirka 10,5.

Jämfört med den utföringsform som visas i Figur 2a kräver inte den utföringsform som visas i Figur 2b det andra steget 9 för separation av fast material/vätska, vilket i vissa fall kan vara fördelaktigt. I den utföringsform som visas i Figur 2b är dock ett ytterligare biooxidationssteg inkluderat. Det ytterligare biooxidationssteget 11 kommer dock att oxidera reducerade tiosalter i sulfitlakningslösningen, vilket reducerar cyanidförbrukningen i det efterföljande cyanidlakningssteget då det minimerar bildningen av SCN".

Figur 3 illustrerar schematiskt ännu en annan utföringsform av processen enligt uppfinningen. Ett sulfidiskt material, till exempel ett refraktärt guld- arsenikkoncentrat, underkastas ett biolakningssteg 1 vid ett pH-värde av cirka 1,0- 2,0. Slurryn från biolakningssteget överförs till ett steg 2 för separation av fast material/vätska från vilket lösningen som innefattar Fe och As avskiljs för neutralisering, såsom anges med pilen 3. Det fasta materialet utsätts för ett sulfitlakningssteg 7 vid ett pH-värde av åtminstone 3,5, företrädesvis ett pH-värde av 3,5-8, för att selektivt lösa upp elementärt svavel.

De senaste åren har cyanidlakning förbjudits av miljöskäl i många regioner såsom nämnts ovan. Tiosulfat, i kombination med ammoniak och Cuzfl anses generellt vara det mest lovande alternativet till cyanidlakning för extraktion av guld.

I enlighet med den utföringsform som visas i Figur 3 överförs sålunda därefter 534 315 16 pulpen från sulfitlakningssteget 7, och som innefattar 82032", till ett tiosulfatlakningssteg 12.

Tiosulfatlakningssteget utförs lämpligen vid ett pH-värde av cirka 8-10 och i närvaro av Cu” och NHJ/NH3. Tiosulfatet produceras in situ, vilket har en påtaglig fördelaktig effekt på den totala driftkostnaden.

Slurryn underkastas därefter ett steg 13 för separation av fast material/vätska och det fasta materialet avskiljs såsom anges med pilen 14.

Lösningen, innefattande Au, Ag, 82032' och 84062' överförs såsom anges med pilen 15 till ett metallutvinningssteg 16 i vilket silver och guld utvinns genom cementering med t ex elementär koppar. Lösningen från metallutvinningssteget 16 och som innefattar 82032' och 34062- recirkuleras till biolakningssteget 1 såsom anges med pilen 17.

Figur 4 visar en utföringsform av uppfinningen i vilken ett kopparkiskoncentrat eller -malm lakas genom höglakning. Processen innefattar ett primärt steg för kopparlakning vid ett pH-värde under 3. Den rika lösningen överförs till en damm för rik lösning och därefter till en SX/EW (solvent extraction- electrowinning) -process, och syran àteranvänds i den primära etappen. Den lämpliga lakningstiden för den primära etappen bestäms empiriskt. Dock har test indikerat att lakningen i det primära steget helst bör avslutas när den första tendensen till hindrad kopparupplösning uppträder.

Efter det primära steget för kopparlakning utförs en tvättning/sköljning genom tillsättning av tvätt-lsköljvatten. Sköljvattnet kan i typiska fall vara surt med låg järnhalt, till exempel uppvisande ett pH-värde av cirka 2,5-5. Tvättlösningen avleds till en tvättlösningsdamm och underkastas därefter en järn-/aluminium- /gipsavskiljningsprocess.

Det tvättade fasta materialet, dvs den metallurgiska restprodukten, underkastas därefter ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel. Detta steg utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, företrädesvis ett pH-värde av åtminstone 3,5. Selektiv avskiljning av elementärt svavel kan till exempel göras genom biooxidation med användning av en lämplig biomassa. I enlighet med en föredragen utföringsform är dock steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel ett anaerobt sulfitlakningssteg. Sulfit bör företrädesvis tillsättas i en mängd som är överstökiometrisk i förhållande till behovet för elementärt svavel, och steget bör företrädesvis göras vid en temperatur av åtminstone 25 °C. 534 315 17 Lekvattnet avleds till en lakvattendamm och bleeden underkastas en process för gips-/aluminiumavskiljning. Lösningen kan recirkuleras tillbaka till lakvattendammen såsom visas i figuren.

Efter steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel utsätts det fasta materialet för ett tredje steg för kopparlakning vid ett lägre pH-värde genom verkan av trevärt järn. Det kommer att vara uppenbart för fackmannen att steget för selektiv avskiljning av elementärt svavel kan upprepas efter det tredje steget för kopparlakning om så krävs, och därefter följt av ännu ett ytterligare steg för kopparlakning.

Den höglaknlngsprocess som beskrivs i Figur 4 skiljer sig från tidigare kända höglakningsprocesser i det att den innefattar ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, vilket utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre.

Eftersom det elementära svavlet har avskiljts selektivt kommer lakningshastigheten under det tredje steget för kopparlakning att vara väsentligt högre jämfört med om det elementära svavlet inte hade avskiljts selektivt. l en konventionell höglaknlngsprocess bildas skikt av elementärt svavel och jarosit på ytan av kopparkismaterialet och hindrar därmed upplösningen av mineralen.

Genom att selektivt avskilja elementärt svavel reduceras dock bildning av dessa typer av ytskikt under lakning påtagligt och sålunda förbättras lakningshastigheten.

Fastän Figur 4 hänför sig till höglakning av en kopparkismalm eller -koncentrat kan andra typer av sulfidiska material också höglakas med processen enligt föreliggande uppfinning.

Dessutom kan processen enligt uppfinningen också vara en tanklakningsprocess.

Exempel 1 - Selektiv avskiljning av svavel genom biooxidation Satsvisa tester för selektiv avskiljning av svavel genom biooxidation har genomförts på biorestprodukter erhållna från mesofil biolakning av ett refraktärt guldkoncentrat producerat från fyndigheten Petiknäs Norra.

Biooxidationen av den mesofila biorestprodukten utfördes satsvis vid cirka -20 % fast material. En 1-stegs kontinuerlig kultur (utspädnlngshastighet = 0,042 h'1) odlad på 1 g kolloidalt svavel per liter vid 47 °C, pH-värde cirka 3,5 respektive cirka 4,5, användes såsom ympningskällor. Innan biorestprodukterna 534 315 18 tillsattes, växlades den kontinuerliga kulturen till satsdrift för att oxidera det resterande kolloidala svavlet fullständigt till sulfat.

Den första satsen efteroxiderades under 24 h vid cirka pH 3,5 och cirka % fast material. Det faktiska konstaterade innehållet av fast material i pulpen var dock cirka 17 %, eftersom det hade skett en ackumulering av gips i reaktorn.

Den slutliga ”sanna” restprodukten uppmättes till cirka 0,17 % S°, korrigerat för gipsutspädningen givet en svavelavskiljning av cirka 80 %. Den fullständiga svavelavskiljningsprofilen fastställdes inte.

Den andra satsen biooxiderades under cirka 54 h vid cirka pH 4,5 och cirka 20 % gods. De erhållna svavelavskiljningsprofilerna visas i Figur 5. Såsom framgår ur figuren var den maximala graden av svavelomvandling cirka 80 % för 54 h, vilket gav en restsvavelhalt kring 0,25 %.

En provning där biooxidation kombinerades med efterföljande sulfitlakning av restsvavlet utfördes även på en tredje sats. Den tredje satsen biooxiderades först under cirka 24 h vid ett pH-värde av cirka 4,5 och cirka 20 % fast material.

Pulpen överfördes därefter till ett glaskärl för sulfitlakning vid cirka 60 °C.

Tillsättningshastigheten för NagSgOs motsvarade cirka 2,5 gånger det stökiometriska behovet för fullständig upplösning av tiosulfatbildning. De erhållna svavelavskiljningsprofilerna visas i Figur 6.

Exempel 2 - Selektiv avskiljning av svavel genom sulfitlakning Test utfördes på en biorestprodukt från refraktärt guldkoncentrat från Petiknâs Norra. Halten av elementärt svavel i restprodukten var cirka 0,5-0,6 %.

Vattenfri natriumsulfit användes såsom su Ifitreagens och NaOH för pH-reglering.

Restprodukten lakades vid omgivningstemperatur och cirka 46-47 °C vid en pulpdensitet kring 1 %. Sulfitet tillsattes med stort överskott jämfört med det stökiometriska behovet. Testen visar att det innehållna biorestproduktsvavelinnehållet var mycket påverkbart för lakningsbetingelserna och upplösningshastigheten är temperaturberoende. Vid cirka 46 °C, pH 9,3 och 22 h uppehållstid var extraktionen av elementärt svavel nästan fullständig, ungefär 99,7 %. Den motsvarande extraktionen vid omgivningstemperatur var ungefär 86 %. Vid cirka 47 °C, pH 7,8 och 1,5 h uppehållstid var extraktionen ungefär 91 %. 534 3'l5 19 Ytterligare test företogs för att undersöka lakningshastighet med avseende på temperatur och sulfittillsättningshastighet. Alla test genomfördes vid ett innehåll av fast material i pulp av ungefär 18 % och släckt kalk för pH-reglering.

Biorestprodukten upptogs från kontinuerlig biooxidation på lågvärdigt refraktärt guldkoncentrat från Petiknäs Norra. Biooxidationen genomfördes i ett steg vid en uppehållstid av 45 h och vid mesofil temperatur. Halten av elementärt svavel i biorestprodukten var 0,59 %, baserat på 1,5 h extraktion till ett lösningsmedel med mM NaCN/aceton följt av spektrometrisk bestämning via bildning av ferritiocyanatkomplex.

Resultaten visas i Figurerna 7-10. Det är tydligt att svavelextraktionshastigheten beror starkt på temperatur och totalt sulfittillsättning.

Figur 7 illustrerar restsvavelhalten i biorestprodukten som funktion av Iaktiden i timmar. Lakning utfördes vid en temperatur av cirka 45 °C och ett pH- värde av cirka 8,5. Sulfit tillsattes i cirka 1,1 gånger, 2,3 gånger och 3,5 gånger det stökiometriska behovet (förkortat i figuren till S.D.). Figur 8 illustrerar svavelomvandlingen som funktion av Iaktiden i timmar vid samma betingelser som i Figur 7.

Figur 9 illustrerar restsvavelhalten i biorestprodukten som funktion av Iaktiden i timmar. Lakning utfördes vid en temperatur av cirka 65 °C och ett pH- värde av cirka 7,5. Sulfit tillsattes i cirka 1,1 gånger och 3,3 gånger det stökiometriska behovet (förkortat i figuren till S.D.). Figur 10 illustrerar svavelomvandlingen som funktion av Iaktiden i timmar vid samma betingelser som i Figur 9.

Det konstaterades att bildningen av tiosulfat verkade svara stökiometriskt mot avskiljningen av elementärt svavel från godset. Vid höga reagensdoseringar tycktes det dock ske en utarmning av sulfitjonerna från lösningen genom utfällning.

Produkten kan vara CaS03 eller metall-SO3-föreningar.

Svavelomvandlingsprofilerna visar dock att sådana sulfitföreningar är tillgängliga för svavelupplösning, men tillgängligheten är starkt påverkad av temperaturen.

Detta är ganska tydligt från testerna vid 65 °C där graden av omvandling vid den lägre doseringen närmar sig den vid den högre doseringen med tiden. 534 315 Exempel 3 - Cyanidlakningstest Cyanidlakningstest genomfördes pà en biorestprodukt som erhölls från kontinuerlig 1-stegs biooxidation vid cirka 37 °C på làgvärdigt refraktårt koncentrat från Petiknäs vid 60 h uppehàllstid och cirka 15 % fast material.

Svavelavskiljningsprofilen fastställdes inte.

Biorestprodukten filtrerades, tvättades noggrant och àterpulpades med vatten. Den àterpulpade biorestprodukten delades därefter med en rotationsdelare till delprover, vardera innehållande cirka 220-230 g fast material räknat på torrt material, vilka användes i nedströmstesten. Huvudanalysen av biorestprodukten ges i Tabell 1. Analysen av elementärt svavel gjordes genom viktbestämning efter extraktion till koldisulfid.

Tre tester, Test A-C, utfördes såsom kortfattat beskrivs i Tabell 2 och de beräknade huvudhalterna av Au, Ag och S° är summerade i samma tabell. Huvud- och restproduktanalyserna gjordes genom extraktion till ett lösningsmedel med 20 mM NaCN/aceton följt av spektrometrisk bestämning via bildning av ferritiocyanatkomplex. De beräknade huvudprovhalterna av elementärt svavel är baserade på resterande elementärt svavel efter cyanidering och det bildade tiocyanatet.

Det konstaterades att i Testerna A och C, dvs när en huvuddel av det elementära svavlet hade avskiljts från biorestprodukten, var den initiala lakningshastigheten påtagligt snabbare än den initiala lakningshastigheten i Test B, där biorestprodukten direkt underkastades cyanidering utan föregående avskiljning av det cyanidreaktiva svavelinnehållet. I själva verket konstaterades det att de maximala guldutvinningarna uppnås redan efter cirka 5-10 h för Testerna A och C, medan i Test B behövdes mer än 24 h. Detta framgår av Figur 11, vilken visar guldet i lakrester som funktion av laktiden för Test A-C.

Tabell 1 Au Ag Cu Fe Zn Pb As SM S° SiOg S042' [Qfï] [9/1] 1%] 1%] [%1 [%] ['70] [°/°] [°/°] [°/°] [°/°] ,3 42 0,13 10,9 0,43 0,16 0,73 17,4 0,9 43 9,4 534 315 21 Tabell 2.

Test Testbeskrivning Au Ag S° IQ/fl [9/1] [%] A Standardcyanidering av biorestprodukt 3,86 42 0,076 efter S-avskiljning genom sulfitlakning vid cirka 65 °C och 2,5 X stökiometriskt behov. Huvudprovhalt av svavel: 0,11 % B Standardcyanidering av biorestprodukt 5,72 58 1,06 såsom mottagen. Huvudprovhalt av svavel: 0,96 % C Standardcyanidering av biorestprodukt 4,27 41 0,14 efter S-avskiljning genom satsvis biooxidation under 24 h vid cirka pH 3,5 och 48 °C. Huvudprovhalt av svavel: 0,15 % l Figur 12a visas den erhållna NaCN-förbrukningsprofilen. Det är tydligt från figuren att natriumcyanidförbrukningen är påtagligt mindre för Test A och C jämfört med Test B. Dessutom bör det noteras att den faktiska cyanidförbrukningen kommer att bero pà lakningstiden, eftersom fri cyanid måste vidhållas för att kontrollera lakningshastigheten för guld och silver. För att erhålla den maximala guldutvinningen i Test B behövdes 24 h lakning i satsvis lakning, såsom nämnts ovan, och cyanidförbrukningen under 24 h var cirka 12 kg NaCN per ton biorestprodukt såsom visas i Figur 12a. För att uppnå de maximala guldutvinningarna i Test A och C förbrukades dock endast cirka 1-2 kg NaCN per ton eftersom den erforderliga lakningen endast var cirka 5-10 h.

Figur 12b visar tiocyanatprofilen för de tre testerna. Det är tydligt att tiocyanatbildningen var omfattande i Test B. De beräknade huvudprovhalterna indikerar att SCN' huvudsakligen är bildad av innehållet av elementärt svavel.

Ytterligare test utfördes på den ovan nämnda mesofila biorestprodukten för tre olika processer, Test D-F, enligt uppfinningen, och jämfördes med ett stickprov, Test G, i vilken elementärt svavel inte hade avskiljts selektivt, i syfte att 534 315 fastställa om det finns en överensstämmelse mellan halten av elementärt svavel i biorestprodukten och tiocyanatbildningen under cyanidlakning. Testerna D-F är summerade nedan i Tabell 3 liksom halten av elementärt svavel i den beräknade huvudfraktionen, den analyserade huvudfraktionen och den slutliga restprodukten.

De beräknade huvudhalterna är baserade pà det svavel som konstaterades såsom tiocyanat och svavlet i de slutliga cyanideringsrestprodukterna.

Tabell 3.

Test Testbeskrivning Beräknad huvud- fraktion S., [tyg] Analy-serad huvud- fraktion S., [o/o] Slutlig restprodu kt S° [%] Standardcyanidering av biorestprodukt efter S°- avskiljning genom biooxidation vid cirka pH 3,5 under 24 h 0,16 0,17 0,06 Standardcyanidering av biorestprodukt efter S°- avskiljning genom biooxidation vid cirka pH 4,5 under 54 h 0,25 0,26 0,13 Standardcyanidering av biorestprodukt efter S°- avskiljning genom biooxidation vid cirka pH 4,5 under 24 h följt av sulfitlakning under 26 h 0,19 0,21 0,10 Standardcyanidering av biorestprodukt som inte underkastats S°-avskiljning 1,06 0,96 0,42 534 315 23 Såsom tidigare nämnts har det pågått en debatt genom åren angående rollen för enzymet rhodanes och hur det påverkar cyanidförbrukningen. En teori har varit att rhodanesaktiviteten från biomassan påtagligt bidrar till förlusten av cyanid i guldextraktionsanläggningen genom att förstärka tiocyanatbildningen genom att spjälka S-S-bindningar. En annan teori har dock varit att det är osannolikt att rhodanesaktiviteten är ansvarig för det mycket stora cyanidspillet vid de höga pH-värden som är associerade med cyanideringsprocessen. Det mycket goda sambandet mellan tiocyanatbildning och avskiljning av elementärt svavel som konstaterades i de ovan beskrivna testerna, och som visas i Tabell 3, stöder teorin att tiocyanatbildning enbart är ett resultat av kemisk reaktion mellan S” och cyanidjoner.

Exempel 4 - Selektiv avskiljning av svavel genom sulfitlakning av kopparkoncentrat Ett satsvis biolakningstest utfördes på ett orent koppar-blykoncentrat från Maurliden. Huvudanalysresultaten visas i Tabell 4.

Tabell 4.

Cu Zn Pb S As Sb Fe l%] l%] [°/«>] [°/°] l%] l%] l%] 11,2 2,81 15,8 37,2 0,7 2,84 28,9 Testet genomfördes med en bakteriekultur, vilken hade växt på ett pyritkoncentrat från Aitik vid cirka 37 °C och pH-värde cirka 1,5, i satsdrift. Cu-Pb- koncentratet tillfördes stegvis, till cirka 3 I av en aktiv laklösning från pyritkoncentratet. Den initiala järnkoncentrationen var cirka 5 g/l och dominerandes av trevärt järn. Den slutliga pulpdensiteten var cirka 10 % fast material per vikt. pH-värdet stabiliserades vid cirka 1,5, utan behov av pH- reglering. Den erhållna lakningsprofilen visas i Figur 13. Den visade kopparutvinningsprofilen i Figur 13 är baserad på totalt tillsatt koppar och lösningsanalysresultat.

Lakningshastigheten var initialt låg. Vid dag 12 stoppades den satsvisa lakningen och lösningen separerades från godset. Lösningen återfördes till 534 '3-'15 24 bioreaktorn för att syresättas i syfte att upprätthålla aktiviteten. Redoxpotentialen ökade gradvis till >600 mV, vilket indikerade att kulturen fortfarande var aktiv.

Det tvättade fasta materialet underkastades sulfitlakning vid 65 °C under 24 h. Natriumsulfit tillsattes i överskott, för upplösningen av S° såsom tiosulfat. Det initiala pH-värdet var cirka 9,5 med användning av NaOH-tillsättning. Genom sulfitlakning minskades det cyanidreaktiva svavelinnehållet från cirka 1,36 % till cirka 0,10 %.

Efter sulfitlakning återfördes restprodukten till bioreaktorn, där den återpulpades med det recirkulerade biolakvattnet. Såsom framgår av Figur 13 föll redoxpotentialen drastiskt och àterställdes aldrig. Den observerade kopparextraktionshastigheten var mycket låg. Orsaken till inaktiviteten berodde sannolikt på att kulturen förgiftades genom upplösningen av sulfiter, vilka fanns i restprodukten, efter sulfitlakning. Efter 5 dagar tillsattes 100 ml nytt biolakvatten från en pyritbiolakningsreaktor och kopparextraktionshastigheten ökade plötsligt drastiskt efter en dag. Lakningen avslutades efter ytterligare en dag för att möjliggöra analysering av den slutliga restprodukten. Kopparanalysen av den slutliga lösningen indikerade cirka 47 % utvinning till lösning baserat på huvudprovhalten. Haltanalysen av den slutliga restprodukten ges i Tabell 5. l Tabell 6 ges de beräknade utvinningarna av metaller till lösning, baserat på antagandet av försumbar upplösning av bly.

Koncentrationen av cyanidreaktivt svavel i den slutliga biorestprodukten var cirka 0,7 %, vilket var cirka hälften av den koncentration som konstaterades för biorestprodukten från det första biolakningssteget.

Tabell 5.

Cu Zn Pb S As Sb Fe [%l [%] [%] [%] [%] [%] [%] 7,2 1,85 L19,3 30,4 0,38 3,46 24,4 Tabell 6.

Cu Zn Pb S As Sb Fe [%] [%] [%] [%] [%] [°/°] [%] 47,4 46,1 0,00 33,10 55,56 0,26 30,88 534 315 Testet upprepades för att bekräfta den positiva effekten av den elementära avskiljningen på kopparextraktionshastigheten_ Den erhållna lakningsprofilen visas i Figur 14. Den visade kopparutvinnlngsprofilen är baserad på det faktiska koncentratet som sattes till reaktorn.

Analyser av lösningen visar en mycket hög extraktionshastighet för de första tillsättningarna av koncentrat. Vid 48 % av den totala tillsättningen uppnàddes cirka 85 % av kopparutvinningen till lösning inom 5 dagar. När kvarvarande tillsättningar av koncentrat tillsattes minskade extraktionshastigheten påtagligt.

Efter 7 dagar stoppades biolakningen och lösningen separerades fràn det fasta materialet och lakades genom sulfit vid cirka 65 °C. Biolaklösningen återfördes till bioreaktorn och redoxpotentialen återställdes till >700 mV.

Såsom i det första testet var svavelhalten i restprodukten cirka 1,4 % när biooxidationen stoppades. Sulfitlakningen reducerade S°-halten även i denna provning till cirka 0,1 %. Efter àterpulpning av restprodukten i det återställda biolakvattnet ökade kopparupplösningen snabbt, såsom i det första testet. Efter totalt 25 dagars biolakning var kopparutvinningen cirka 90 %.

Det togs regelbundet stickprov på biorestprodukten för S°-analys under biolakningsförloppet, efter svavelavskiljning. Det är intressant att notera att S°- halten i biorestprodukten verkar stanna vid cirka 0,6-0,7 %.

Claims (13)

20 25 30 534 315 26 PATENTKRAV

1. Process för att utvinna en värdefull metall ur ett sulfidiskt material som innefattar nämnda värdefulla metall, varvid processen innefattar stegen: - att underkasta det sulfidiska materialet åtminstone ett första hydrometallurgiskt steg och att underkasta den utsläppta slurryn ett steg för separation av fast material/vätska för att sålunda erhålla en metallurgisk restprodukt, - att underkasta den metallurgiska restprodukten ett steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel, där nämnda steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel utförs vid ett pH-värde av 3,0 eller högre, och - att underkasta den metallurgiska restprodukten ett slutligt metallutvinningssteg.

2. Process enligt krav 1, i vilken nämnda första hydrometallurgiska steg är ett biolakningssteg.

3. Process enligt något av kraven 1 eller 2, l vilken nämnda steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel är ett biooxidationssteg.

4. Process enligt krav 3, i vilken biooxidationssteget för selektiv avskiljning av elementärt svavel utförs vid ett pH-värde av 3,5-6, företrädesvis vid ett pH- värde av 3,8-5,5.

5. Process enligt något av kraven 1 eller 2, i vilken nämnda steg för selektiv avskiljning av elementärt svavel är ett sulfitlakningssteg.

6. Process enligt krav 5, i vilken sulfitlakningen utförs vid ett pH-värde av 3,5 eller högre, företrädesvis vid ett pH-värde av 3,5-8.

7. Process enligt något av kraven 5 och 6, i vilken sulfitlakningssteget utförs vid en temperatur över 25 °C, företrädesvis över 40 °C. 20 534 345 27

8. Process enligt något av kraven 5 till 7, i vilken sulfit tillsätts till sulfitlakningssteget i en mängd som är överstökiometrisk i förhållande till behovet för elementärt svavel.

9. Process enligt krav 8, i vilken sulfit tillsätts i en mängd av åtminstone två gånger det stökiometriska behovet för elementärt svavel.

10. Process enligt något av kraven 5 till 9, i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett biooxidationssteg vid ett pH-värde av åtminstone 3 efter nämnda sulfitlakningssteg.

11. Process enligt något av kraven 5 till 9, i vilken den metallurgiska restprodukten underkastas ett tiosulfatlakningssteg efter nämnda sulfitlakningssteg.

12. Process enligt något av föregående krav, i vilken det sulfidiska materialet är en malm eller ett koncentrat som innefattar arsenikkis och/eller svavelkis.

13. Process enligt något av kraven 1 till 11, ivilken det sulfidiska materialet är kopparkis.