BRPI0708420B1 - Processo para digestão ácida de compostos contendo metal, e, meio aquoso de lixiviação - Google Patents

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“PROCESSO PARA DIGESTÃO ÁCIDA DE COMPOSTOS CONTENDO METAL, E, MEIO AQUOSO DE LIXIVIAÇÃO” A presente invenção refere-se a um processo para digestão ácida de compostos contendo metais, por lixiviação com meio aquoso de lixiviação contendo i) um ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou ii) uma mistura de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos. r E também objeto desta invenção um meio aquoso de lixiviação contendo um ou mais ácidos alcanossulfônicos e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou um tensoativo bem como um meio aquoso de lixiviação contendo um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos, ácido sulfurico e, se apropriado, um tensoativo. O processo da invenção serve por exemplo para extração de cobre, fabricação de Ti02 ou tratamento de fluorita (CaF2) para fabricação de ácido fluorídrico.

Muito poucos metais ocorrem na natureza em forma pura. A maioria é encontrada como cátions em óxidos, sulfetos, arsenietos, halogenetos, carbonatos, fosfonatos, sulfatos, etc. Eles ocorrem como minerais ou misturas de minerais contendo metais que estão em maior ou menor quantidade conglomerados com rochas que são designadas como minérios se tiverem significado econômico.

Para obter os elementos puros, os minerais e minérios precisam ser processados para deles extrair os metais. Uma possibilidade de tratamento consiste no “processo de lixiviação” no qual os íons metálicos são diretamente extraídos do minério por meio de soluções aquosas ácidas ou básicas. O meio de lixiviação utilizado depende do tipo de minério e da ocorrência na jazida em questão. Em muitos casos o uso de ácido sulfurico diluído (1 a 5% em peso) é adequado.

Este processo pode ser vantajosamente empregado, por exemplo, em minérios de cobre de baixo teor e produtos residuais com teor de cobre inferior a 2% em peso, por exemplo resíduos contendo cobre obtidos na queima de pirita na fabricação de ácido sulfurico. Estas matérias primas são tratadas, se necessário após ustulação prévia, com ácido sulfürico diluído e da solução de sulfato de cobre obtida o cobre é extraído por etapas de processo subseqüentes. O método usual de extração do cobre é fazer uma pilha do material contendo cobre, sendo sua parte superior pulverizada com ácido sulfurico diluído que pode se espalhar ou percolar através do material contendo cobre. O licor-mãe enriquecido com cobre acumula-se no fundo da pilha e é conduzido para o processamento posterior. O ácido sulfurico diluído, no entanto, deve atuar durante várias semanas sobre o minério de cobre para dissolver quantidades satisfatórias de íons metálicos do minério. Em geral os rendimentos da produção de cobre por este processo são pequenos.

Um processo para digestão ácida de minérios de cobre de baixo teor de cobre está descrito na patente US 4.120.935. Nela o minério de cobre é molhado com ácido sulfurico concentrado e mantido molhado durante pelo menos 3 dias antes da lavagem com uma quantidade 5 a 10 vezes maior de ácido sulfurico de baixa concentração.

No pedido de patente alemão de número DE 10 2004 063 500.5 é descrita a adição de tensoativos ao ácido sulfurico diluído para aumentar o rendimento. Os tensoativos são selecionados de maneira que quando presentes em uma concentração de 0,01 a 0,3% em peso em uma solução aquosa de H2SO4 a 2% em 23°C levem a um abaixamento do ângulo de contato com vidro após 1 segundo de pelo menos 10°. EP 0 536 914 descreve o uso de tensoativos fluoroalifáticos de fórmula geral (Rf)n(Q)xZ, no qual Rf é um resíduo fluoroalifático, Q uma unidade de ligação e Z um grupo solúvel em água (n é 1 ou 2 e x é 0 ou 1 ), na extração de cobre por lixiviação com um meio aquoso contendo ácido sulfúrico.

Estes processos conhecidos apresentam, entretanto, os inconvenientes de necessitar de grandes quantidades de ácido sulfurico para separar o cobre das matérias primas contendo cobre e do rendimento em cobre da extração em geral insatisfatório (usualmente inferior a 80%). Além disso, a extração tem duração elevada exigindo de alguns dias a alguns meses. r E objetivo da presente invenção tomar disponível um processo alternativo para digestão ácida de compostos contendo metal com um meio aquoso de lixiviação com o qual, entre outros itens, em comparação com os processos acima descritos, pode ser obtido um melhor rendimento em íons metálicos. O objetivo é atingido por meio de um processo para digestão ácida de compostos contendo metal por lixiviação com um meio aquoso de lixiviação contendo i) um ou mais ácidos alcanossulfônicos e/ou ii) uma mistura de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos com ácido sulfurico.

Em outro modo de realização o meio de lixiviação contém no caso de i) juntamente com um ou mais ácidos alcanossulfônicos, também ácido sulfurico.

Uma vantagem do processo da invenção é que a extração de compostos contendo metais por meio de uma solução aquosa contendo ácido alcanossulfônico e ácido sulfurico e/ou uma mistura de sal de ácido alcanossulfônico e ácido sulfurico leva a rendimentos nitidamente mais altos em íons metálicos do que os encontrados na extração com ácido sulfurico aquoso sem adição de ácido alcanossulfônico e/ou sal de ácido alcanossulfônico. O tratamento pode ser feito em tempo mais curto e/ou com quantidades menores de meio de lixiviação. Outra vantagem consiste da aplicabilidade muito ampla do processo da invenção. O processo da invenção pode ser empregado para produção além de metais, de compostos contendo metal como Ti02, bem como no tratamento de materiais, por exemplo, contendo CaF2 visando a fabricação de ácido fluorídrico. O uso de sais de ácidos alcanossulfônicos em mistura com ácido sulfürico apresenta também a vantagem de que os sais de ácidos alcanossulfônicos, que são produzidos como produtos residuais em outros processos químicos, podem encontrar aplicação útil. O processo da invenção é adequado, em princípio, para lixiviação de quaisquer compostos contendo metal, nos quais um metal, submetido a digestão por ácido sulfürico, pode ser liberado de materiais a que está ligado como minérios, rochas, minerais. Entre os compostos contendo metal que podem ser tratados pelos processos acima indicados estão, por exemplo, óxidos, sulfetos, arsenietos, cloretos, carbonatos, fosfatos ou fluoretos.

Entre os minérios oxidados de cobre estão, por exemplo, cuprita CU2O (vermelha), malaquita Cu2(0H)2(C03) (= CuC03.Cu(0H)2) (verde) e azurita Cu3(0H)2(C03)2 (= 2CuC03. Cu(OH)2) (azul); minérios sulfetados de cobre são, por exemplo, calcopirita CuFeS2 (= Cu2S. Fe2 S3), bomita Cu3FeS3 (= 3Cu2S. Fe2 S3), cubanita CuFe2S3 e calcosita Cu2S. Outros metais que podem ser recuperados de seus minérios por extração ácida são zinco, chumbo, molibdênio, antimônio, bismuto, mercúrio, cobalto e níquel.

Para extração de zinco, minérios de zinco como esfalerita (blenda de zinco) ou smithsonita (espato de zinco) são ustulados antes da lixiviação.

Lantânio e lantanídeos podem ser obtidos através do digestão ácida da invenção a partir de cerita, monazita, tumerita e ortita.

Sulfato de uranila pode ser obtido através do processo da invenção a partir de minérios de urânio e em seguida convertido em urânio. São preferencialmente tratados com o processo da invenção materiais com compostos contendo metal contendo cobre, titânio, CaF2, zinco, chumbo, molibdênio, antimônio, bismuto, mercúrio, cobalto, níquel, alumínio, lantânio, lantanídeos ou urânio. O metal contido no composto metálico pode ocorrer em qualquer grau de oxidação possível para o metal em questão.

Freqüentemente a lixiviação é apenas uma etapa intermediária na extração do metal em que o metal desejado é separado da rocha em forma solúvel que é então submetida a outras etapas de purificação e tratamento.

Em muitos casos entretanto o metal puro não é o produto final desejado. Por exemplo são tratados minerais de titânio como ilmenita (FeTi03) para produção de Τί02, bauxita para produção de alume ou hidróxido de alumínio para produção de sulfato de alumínio.

Podem ser tratados com o processo da invenção não só minérios e minerais diretamente minerados mas também produtos residuais ou intermediários de outros processos como resíduos contendo cobre provenientes da queima de pirita em processo de fabricação de ácido sulfurico ou pós de filtro ou cinzas volantes provenientes de limpeza de ar de exaustão para recuperação de metais pesados neles contidos. A extração dos cátions contidos no mineral ou minério nem sempre é o objetivo do processo, sendo visada a extração do contra-íon. Por exemplo, o tratamento de fluorita (CaF2) é usado para produção de ácido fluorídrico ou o de apatita Ca5(P04)3(F, OH, Cl) para produção de ácido fosfórico. Também nestes casos os compostos contendo metal contendo o ânion desejado como contra-íon podem ser tratados com o processo da invenção. O meio aquoso de lixiviação empregado no processo da invenção contém i) de 0,001 a 50% em peso de um ou mais ácidos alcanossulfônicos, preferivelmente de 0,01 a 10% em peso. Se apropriado, o ácido alcanossulfônico pode também ser concentrado acima de 50% em peso. E preferível empregar um ácido alcanossulfônico. O meio aquoso de lixiviação empregado no processo da invenção contém ii) de 1 a 10% em peso de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos, de 90 a 99% em peso de ácido sulfurico e, se apropriado, de 0 a 5% em peso de tensoativo.

Como ácidos alcanossulfônicos podem ser empregados na presente invenção ácidos alcanossulfônicos cíclicos, lineares e ramificados, cujo radical alquila tenha de 1 a 40 átomos de carbono. Eles podem ser preparados por métodos conhecidos pelos especialistas da área, por exemplo por sulfoxidação dos alcanos correspondentes. São preferidos ácidos alcanossulfônicos tendo radicais alquila de cadeia curta como propila, etila ou metila, sendo especialmente preferido para uso ácido metanossulfônico.

De acordo com a invenção, os sais de amônio, metais alcalinos e alcalino terrosos dos ácidos alcanossulfônicos acima descritos são usados como sais de ácidos alcanossulfônicos. São preferidos os sais de amônio e os sais alcalinos, sendo especialmente preferidos os sais de amônio e sódio de ácido metanossulfônico, tendo máxima preferência o sal de sódio de ácido metanossulfônico (metanossulfonato de sódio).

Em um modo de realização preferido o meio aquoso de lixiviação contém além de ácido alcanossulfônico, ácido sulfurico. A concentração de ácido sulfurico fica entre 0 e 50% em peso, preferivelmente entre 0 e 10% em peso.

Em um modo de realização preferido o ácido sulfurico empregado é ácido sulfurico diluído com um teor de 1 a 80 g/1 de H2SO4, sendo especialmente preferido de 2 a 60 g/1 H2S04, em particular de 5 a 40 g/1 H2S04. A relação entre ácido sulfurico e ácido alcanossulfônico no meio aquoso de lixiviação da presente invenção fica entre 1 000: 1 e 1: 1, preferivelmente entre 100: 1 e 10: 1.

De acordo com a invenção a relação entre sal de ácido alcanossulfônico e ácido sulfurico pode variar de 1: 9 a 1: 99. Tipicamente as misturas de sal de ácido alcanossulfônico e ácido sulfurico contêm 1 a 10% em peso de sal de ácido alcanossulfônico e 90 a 99% em peso de ácido sulfurico.

No processo de acordo com a invenção podem ser adicionados tensoativos ao meio aquoso de lixiviação. Os tensoativos usados podem ser aniônicos, catiônicos, não-iônicos ou anfotéricos. Podem também ser empregadas misturas das classes de tensoativos citadas. São preferidos os tensoativos que após extração do metal do material que o continha não interfira no processamento adicional do metal extraído na solução de ácido sulfurico. Assim, por exemplo, a passagem de cobre da fase aquosa de extração para uma fase orgânica não deve ser desfavoravelmente influenciada.

Sistemas tensoativos adequados devem assim ser bons agentes de molhamento, mas maus emulsificadores. Em um modo de realização preferido da presente invenção é assim empregado um tensoativo, que durante a extração da fase aquosa com uma fase orgânica não prolongue sensivelmente o tempo necessário para a separação de fases em comparação com a separação de fases sem tensoativo.

Tensoativos adequados devem, além disso, de preferência, ser estáveis nas condições ácidas causadas pelo ácido alcanossulfônico e, se presente, ácido sulfurico numa fase aquosa e preferivelmente biodegradáveis, com especial preferência facilmente biodegradáveis. É dada preferência particular ao uso de tensoativos que, em uma concentração de 0,01 a 0,3% em peso, preferivelmente de 0,05 a 0,25% em peso, em especial de 0,1 a 0,2% em peso em uma solução aquosa a 2% de H2SO4 a 23 °C provoque uma redução do ângulo de contato com o vidro após 1 segundo, preferivelmente após 0,5 segundo, em especial após 0,1 segundo de pelo menos 10 °, com particular preferência pelo menos 20 °, em particular pelo menos 30 °, especialmente pelo menos 40 °. São especialmente adequados os tensoativos descritos no pedido de patente alemã número. DE 10 2004 063 500.5. Por exemplo,o tensoativo pode ser escolhido - no grupo dos tensoativos não-iônicos, preferivelmente no grupo que consiste de álcool alcoxilatos, alquilfenol alcoxilatos, alquilpoliglicosídeos, N-alquilpoliglicosídeos, N-alquilglucamidas, alcoxilatos de ácidos graxos, poliglicolésteres de ácidos graxos, amina alcoxilatos de ácidos graxos, amida alcoxilatos de ácidos graxos, alcanolamida alcoxilatos de ácidos graxos, N-alcoxipoliidroxiamidas de ácidos graxos, N-ariloxipoliidroxiamidas de ácidos graxos, copolímeros em bloco de óxido de etileno, óxido de propileno e/ou óxido de butileno, poliisobuteno alcoxilatos, derivados de poliisobuteno-anidrido de ácido maleico, glicerídeos de ácidos graxos, ésteres de sorbitano, derivados de poli- hidróxi ácido graxo, derivados de polialcóxi ácido graxo e bisglicerídeos; - no grupo dos tensoativos aniônicos, preferivelmente no grupo que consiste de sulfatos de álcool graxo, álcoois alcoxilados sulfatados, alcanossulfonatos, N-acilsarcosinatos, alquilbenzenossulfonatos, sulfonatos e dissulfonatos de olefina, alquil éster sulfonatos, ácidos policarboxílicos sulfonados, alquilglicerol sulfonatos, glicerol éster sulfonatos de ácidos graxos, sulfatos de alquilfenol poliglicol éteres, sulfonatos de parafina, alquilfosfatos, acilisotionatos, aciltauratos, acilmetiltauratos, ácidos alquilsuccínicos, ácidos alquenilsuccínicos ou seus mono-ésteres ou monoamidas, ácidos alquilsulfosuccínicos ou suas amidas, mono e diésteres de ácidos sulfossuccínicos, alquilpoliglicosídeos sulfatados, alquilpoliglicol carboxilatos e hidroxialquil sarcosinatos; - no grupo dos tensoativos catiônicos, preferivelmente no grupo que consiste de sais de tetraalquilamônio, sais de imidazolínio e óxidos de amina; -no grupo dos tensoativos anfotéricos, preferivelmente no grupo que consiste de tensoativos, contendo ácidos carboxílicos e adicionalmente pelo menos uma unidade monomérica etilenicamente insaturada de fórmula geral (I) R1 (R2)C=C(R3)R4 (I), em que R1 a R4 são, independentemente um do outro, -H, -CH3, radical alquila saturado de cadeia reta ou ramificada com 2 a 12 átomos de carbono, radical alquenila mono ou poliinsaturado de cadeia reta ou ramificada, com 2 a 12 átomos de carbono, radicais alquila ou alquenila como definidos acima substituídos com -NH2, -OH ou -COOH, grupo com heteroátomo com pelo menos um grupo carregado positivamente, um átomo de nitrogênio quatemizado ou pelo menos um grupo amino com carga positiva em faixa de pH entre 2 e 11 ou -COOH ou -COOR5, sendo R5 um radical hidrocarbônico saturado ou insaturado, de cadeia reta ou ramificada com 1 a 12 átomos de carbono.

Além disso é possível empregar nas composições da presente invenção, tensoativos de classes diferentes, por exemplo tensoativos aniônicos com tensoativos catiônicos, tensoativos anfotéricos com tensoativos não- iônicos,etc. Podem ser empregados tensoativos de uma, duas, três ou quatro classes diferentes de tensoativos (não-iônicos, aniônicos, catiônicos e anfotéricos).

Foi também verificado que concentrações muito baixas dos sistemas tensoativos descritos melhoram a cinética da extração, aumentam o rendimento do metal e tomam possível reduzir mais a quantidade de ácido alcanossulfônico e/ou ácido sulfurico usado.

Em um modo de realização preferido da presente invenção a composição aquosa com tensoativo resultante apresenta um ângulo de contato com vidro inferior a 40 °, preferivelmente menor que 30 °, em especial menor que 20 °. O ângulo de contato é medido sobre uma lâmina de microscópio de vidro extra-branco da Firma Gerhard Menzel Glasbearbeitungswerk GmbH & Co. KG, Braunschweig com espessura de 1 mm. A composição aproximada da lâmina de microscópio de vidro é a seguinte: Composição química aproximada: Dióxido de silício Si02 72,20% Óxido de sódio Na20 14,30% Óxido de potássio K20 1,20% Óxido de cálcio CaO 6,40% Óxido de magnésio MgO 4,30% Óxido de alumínio A1203 1,20% Óxido de ferro Fe203 0,03% Trióxido de enxofre S03 0,30% Outras propriedades do vidro são as seguintes: Radiação de segunda superfície de espelho Reflexão solar total (M=2) como uma proporção da reflexão normal em uma segunda superfície de espelho em uma elevação solar de 30°: 95,3% Transparência à luz: Transparência solar total (M = 2) como uma proporção da transparência normal em uma elevação solar de 30°: 91,6% índice de refracão A lâmina de microscópio de vidro foi limpa com acetona e seca em estufa a 70°C durante 2 horas antes da medida do ângulo de contato. A quantidade de tensoativo não-iônico empregada é, com base na experiência, de 1 a 30 ppm, preferencialmente de 1 a 20 ppm, com especial preferência de 2 a 15 ppm, em especial de 3 a 10 ppm por tonelada métrica de matéria prima. Mostrou-se vantajoso utilizar no início do processo de extração uma concentração mais elevada que a do final da extração A presente invenção fornece ainda um meio aquoso de lixiviação contendo a) 0,001 - 50% em peso de um ou mais ácidos alcanossulfônicos, b) 0,1 - 50% em peso de ácido sulfúrico, e c) 0 - 5% em peso de um ou mais tensoativos aniônicos, não- iônicos, catiônicos ou anfotéricos sendo a soma em peso da água presente com a soma dos componentes a) a c) 100%. A presente invenção fornece também um meio aquoso de lixiviação, contendo a) 1 - 10% em peso de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos b) 90 - 99% em peso de ácido sulfurico c) 0 - 5% em peso de um ou mais tensoativo aniônicos, não- iônicos, catiônicos ou anfotéricos, sendo a soma em peso da água presente com a soma dos componentes a) a c) 100%.

Em outro modo de realização da presente invenção o meio aquoso de lixiviação pode conter ácido alcanossulfônico, sal de ácido alcanossulfônico e ácido sulfurico.

Processos de lixiviação para tratamento de compostos contendo metal são, em princípio, conhecidos pelo especialista da área.

Lixiviação pelo processo da invenção dos compostos contendo metal a serem tratados significa preferivelmente que os compostos contendo metais, se apropriado, previamente cominuídos, são empilhadas e o meio aquoso de lixiviação, isto é a solução aquosa contendo ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo, percola ou passa através da pilha. A aspersão dos compostos contendo metais ocorre preferencialmente por gotejamento. Após separação do metal ou dos ânions desejados do meio de lixiviação, ele é de preferência novamente usado para outros processos de extração.

Em um modo de realização preferido os compostos contendo metal são inicialmente cominuídos até obtenção de partículas de cerca de 10 cm de diâmetro antes da lixiviação. As partículas cominuídas são então empilhadas formando pilhas contendo usualmente 100.000 a 500.000 toneladas de material de partida. Estas pilhas são então submetidas ao processo de extração da presente invenção.

Pode ser expressamente declarado que de acordo com a invenção o meio de lixiviação pode ter diferentes concentrações em ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfürico e/ou tensoativo (operação em gradiente) durante o processo de extração. Além disso, os tensoativos podem ser total ou parcialmente adicionados ao material de partida ou rocha antes do começo do processo de extração, por exemplo durante a cominuição do material.

Dependendo do material de partida a ser extraído pode também ser preferido que o material de partida seja previamente submetido a um pré-tratamento por molhamento com ácido sulfurico concentrado e em seguida lavado com uma grande quantidade de ácido sulfurico de baixa concentração como descrito na patente US 4.120.935. De acordo com um modo de realização da invenção o composto contendo metal pode ter o pré- tratamento feito com ácido sulfurico concentrado e em seguida ser submetido a extração dos ânions ou cátions desejados por um meio aquoso de lixiviação contendo ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo e/ou uma mistura de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos e ácido sulfurico bem como, se apropriado, tensoativo. É também possível acrescentar ácido alcanossulfônico e/ou tensoativo e/ou sal de ácido alcanossulfônico ao ácido sulfurico concentrado usado para o pré-tratamento.

Quando é usado um ácido sulfurico concentrado para o pré- tratamento (molhamento), sua concentração é preferivelmente de 25 a 500 g/1 H2SO4, sendo especialmente preferida a de 50 a 400 g/1 H2SO4, em especial 75 a 300 g/1 H2S04.

De acordo com a invenção, o meio de lixiviação usado para a extração pode, se apropriado, conter outros aditivos para extração de metais que são em si conhecidos pelos especialistas da área. Um exemplo são íons ferro (111) para a recuperação de cobre, preferivelmente em uma concentração de 5 a 50 g/1, baseada na composição da invenção. Os íons ferro (111) são preferivelmente empregados em forma de sulfato férrico na composição de acordo com a invenção. Outros aditivos adequados são, por exemplo, estabilizadores de íons Ca , que muitas vezes ocorrem juntos com cobre.

Exemplos são poliacrilatos de sódio. Outros aditivos adequados são íons de alumínio. A lixiviação do material de partida contendo metal é em geral efetuada até que o teor do metal extraído fique abaixo de 1 g/1. Para isso, são usuais, dependendo do tipo de material a ser extraído e de sua quantidade, intervalos de tempo de 5 dias a vários meses.

Se cobre é o material a ser recuperado, um outro pré- tratamento adequado para o material de partida contendo cobre a ser extraído de acordo com a presente invenção, é a ustulação. Ela é feita, preferivelmente, pelo aquecimento em fomos de ustulação, por exemplo fomos rotativos,, fomos de soleiras múltiplas ou fomos de leito fluidizado com adição de ar.

Durante a ustulação sulfetos, arsenietos e antimonietos de cobre e metais que o acompanham são geralmente convertidos nos óxidos correspondentes.

Em um modo de realização preferido o metal pode ser separado do licor-mãe aquoso resultante, por extração com um agente complexante solúvel em meio orgânico. Para isso é possível usar, por exemplo, agentes complexantes solúveis em orgânicos da Cognis (marcas Lix(R) ) e Cytec. É dada preferência a 2-hidróxi-5-nonilacetofenona oxima, que é usada em uma solução orgânica (Shellsol(R)). O cobre pode ser, em seguida, transferido da solução orgânica, preferencialmente por meio de ácido sulfurico aquoso, para uma fase aquosa preferivelmente fortemente ácida da qual é isolado por meios eletroquímicos. Estes procedimentos são em si conhecidos pelos especialistas e são, por exemplo, descritos em EP 0 536 914 Al.

Na recuperação do cobre, o cobre extraído pode altemativamente ser precipitado do licor-mãe obtido no processo da invenção por meio de sucata de ferro. Este procedimento, geralmente designado como cementação, é em si conhecido pelos especialistas. Cementação é usualmente seguida por fusão do cobre obtido e purificação eletrolítica. O processo da invenção possui uma faixa ampla de usos.

Como exemplo, podem ser mencionados os seguintes processos para extração de várias matérias-primas dos compostos contendo metais correspondentes.

Cerca de 80% do zinco produzido atualmente é zinco eletrolítico. Este é obtido por ustulação dos minérios de zinco (conversão dos minérios de zinco como blenda de zinco e smithsonita (espato de zinco) em óxido de zinco) seguido por uma lixiviação com ácido sulfurico e precipitação dos metais mais nobres presentes (Pb, Ni, Cd, Co, Ag, etc.) por adição de pó de zinco. Em um modo de realização do processo da invenção é empregada para lixiviação dos minérios de zinco ustulados uma solução aquosa de ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo. O processo da invenção pode também ser usado na recuperação de lantânio. A principal matéria prima para isolamento de lantânio é areia monazítica. O tratamento desta com ácido sulfurico é seguido por precipitação de lantânio junto com outros materiais terras raras na forma de oxalato; uma combinação de processos de precipitação, troca iônica e extração (separação de lantanídeo) leva a soluções puras de lantânio, das quais é precipitado oxalato de lantânio (III), que é queimado para fornecer óxido de lantânio (III), sendo o último aquecido junto com carbono em uma corrente de cloro para formar cloreto de lantânio (III) ou é convertido em fluoreto de lantânio (III) por reação com ácido fluorídrico em um forno tubular rotativo. O metal é finalmente obtido por eletrólise de fundido de cloreto de lantânio (III) ou redução de fluoreto de lantânio (III) com cálcio / magnésio. Em um modo de realização do processo da invenção o tratamento da areia monazítica é realizado usando um meio aquoso de lixiviação, que inclui ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo. O processo da invenção pode também ser usado na recuperação de urânio. Para recuperar urânio, o minério é usualmente escolhido de acordo com a intensidade da radioatividade e moído. Sulfato de uranila (UO2SO4) é subseqüentemente obtido por lixiviação ácida. Os processos ácidos também incluem lixiviação bacteriana por meio de Thiobacilllus ferrooxidans. O urânio é obtido das soluções resultantes por processos de troca iônica ou por extração com solventes orgânicos. O urânio é finalmente precipitado e seco para fornecer o bolo amarelo (Yellow Cake) (diuranato de amônio e/ou magnésio). Em um modo de realização da presente invenção, um meio de lixiviação aquoso contendo ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo pode, ser usado para extração de urânio de seu minério. O processo da invenção pode também ser usado na preparação de T1O2. No processo sulfato, as escórias metálicas de titânio, que podem ser obtidas de ilmenita (FeTi03) por redução com coque são usualmente tratadas com ácido sulfurico concentrado e as tortas obtidas são dissolvidas em água quente ou solução de hidróxido de sódio, resultando na precipitação de dióxido de titânio hidratado, que é calcinado em fomos rotativos tubulares em temperaturas de 800 a 1000°C para fornecer anatase finamente particulada ou a > 1000°C para fornecer rutilo grosseiramente particulado Em um modo de realização da presente invenção, a escória metálica de titânio é, na produção T1O2 tratada com um meio aquoso de lixiviação que inclui ácido alcanossulfônico e, se apropriado, ácido sulfurico e/ou tensoativo.

Uma outra possível aplicação do processo da invenção é a preparação de ácido fluorídrico. Este é usualmente preparado por tratamento de fluorita (CaF2) com ácido sulfurico concentrado. Em um outro modo de realização da presente invenção o tratamento pode ser realizado com um meio aquoso de lixiviação, que inclui ácido alcanossulfônico, e, se desejado, ácido sulfurico e/ou tensoativo. O processo da invenção pode, assim, ser empregado no tratamento de muitos compostos contendo metal. E preferível o uso de compostos contendo cobre, compostos contendo Ti02 e compostos contendo r CaF2 como os compostos contendo metal a serem tratados. E dada particular preferência a recuperação de cobre com o auxílio do processo da invenção.

Em seguida será mostrada a eficiência do processo no caso de compostos contendo cobre.

Exemplos Materiais empregados Sulfato de cobre (11) pentaidratado CUSO4 x 5 H20, da Riedel-de-Haen Sulfeto de cobre (1) Cu2S, da Aldrich Óxido de cobre (11) CUO, da Riedel-de-Haen Areia de sílica 0,2-0,5 mm, Schnaitenbach/Bayem Composição da mistura contendo cobre Composição das misturas ácidas r *Acido metanossulfônico Procedimento As misturas contendo cobre são misturadas em temperatura ambiente com as misturas ácidas, agitadas durante 2,5 h com agitador magnético e deixadas em repouso de um dia para o outro durante 24 horas. A mistura tratada é então filtrada com sucção em um filtro com aberturas de 0,45 μηι, o filtrado é completado até 250 ml com água destilada e o teor de cobre na solução é determinado.

Exemplo B

Materiais Usados Minério de cobre, EVD Nr. 63280, Cerro Colorado de BHP- Billiton, tamanho do grão < 0,5 mm de ácido sulfórico ácido metanossulfônico etano sulfonato de sódio, preparado a partir da quantidade equimolar de ácido metanossulfônico e NaOEl Procedimento 50 g de pó de minério são agitados de modo intensivo com 100 g de solução de teste ácida aquosa 3% por 150 min e deixadas em repouso durante 24 horas. A solução foi então filtrada quantitativamente a vácuo. O filtrado é completado até 250 ml com água destilada e o teor de cobre na solução é determinado.

Claims (13)

1. Processo para digestão ácida de compostos contendo metal por lixiviação com um meio aquoso de lixiviação, caracterizado pelo fato de que o meio de lixiviação compreende: i) um ou mais ácidos alcanossulfônicos com um radical propila, etila ou metila e ácido sulfúrico em uma razão cm peso de 1:1000 para 1:1, e/ou ii) uma mistura de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos com um radical propila, etila ou metila e ácido sulfúrico em uma razão em peso de sal de ácido alcanossulfônico para ácido sulfúrico é de 1:9 para 1:99.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a concentração de ácido sulfúrico fica entre 0,1 e 50% em peso.

3. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato que o meio de lixiviação contém de 0,001 a 50% em peso de ácido alcanossulfônico.

4. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que o ácido alcanossulfônico é ácido metanossul fônico.

5. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato que o sal de ácido alcanossulfônico é um sal de amônio, sal alcalino ou alcalino terroso.

6. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que o sal de ácido alcanossulfônico é um sal de ácido metanossul fônico, em particular metanossulfonato de sódio.

7. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que o meio de lixiviação compreende um ou mais tensoativos não-iônico(s), aniônico(s), catiônico(s) ou anfótero(s).

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que o tensoativo ou tensoativos com concentração total de 0,1 a 0,3% em peso em solução aquosa de H2S04 a 2%, a 23°C, leva(m) a uma redução do ângulo de contato com vidro, após 1 segundo, de pelo menos 10°.

9. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato que o composto metálico compreende cobre, titânio, CaF2, zinco, chumbo, molibdênio, antimônio, bismuto, mercúrio, cobalto, níquel, alumínio, lantânio, lantanídeos ou urânio.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato que o composto metálico compreende cobre, titânio ou CaF2.

11. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato que o processo é empregado para a extração de cobre.

12. Meio aquoso de lixiviação, caracterizado pelo fato de conter: a) 0,001 - 50% em peso de um ou mais ácidos alcanossulfônicos com um radical propila, etila ou metila, b) 0,1 - 50% em peso de ácido sulfúrico e c) 0 - 5% em peso de um ou mais tensoativo(s) não iônico(s), aniônico(s), catiônico(s) ou anfótero(s) em que a razão em peso de ácido alcanossulfônico para ácido sulfúrico entre 1:1000 e 1:1.

13. Meio aquoso de lixiviação, caracterizado pelo fato de conter a) 1 - 10% em peso de um ou mais sais de ácidos alcanossulfônicos com um radical propila, etila ou metila b) 90 - 99% em peso de ácido sulfúrico e c) 0 - 5% em peso de um ou mais tensoativo(s) não iônico(s), aniônico(s), catiônico(s) ou anfótero(s) em que a razão em peso de ácido alcanossulfônico para ácido sulfúrico entre 1:9 e 1:99.