DE69326462T2

DE69326462T2 - Herstellung von metallen aus mineralien

Info

Publication number: DE69326462T2
Application number: DE69326462T
Authority: DE
Inventors: Peter Kenneth Everett
Original assignee: Intec Australia Pty Ltd
Current assignee: Intec Australia Pty Ltd
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2013-06-26
Also published as: AU669906B2; CN1091157A; MY109934A; AU669906C; EP0646185A4; JP2857930B2; US5487819A; RU94046217A; KR100243922B1; FI946086A0; ES2139009T3; NO945025D0; AP9300550A0; CA2138777C; WO1994000606A1; AU4299993A; AP538A; EP0646185B1; GR3031436T3; PL171300B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Metallen aus Mineralen, und insbesondere auf die Herstellung von unedlen und edlen Metallen aus Erzen und Konzentraten, einschließlich der Herstellung von Kupfer. Die Erfindung wird zum Teil im Folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die Behandlung von Schwefel beinhaltenden Erzen, jedoch muß anerkannt werden, daß die Erfindung nicht auf diese Art des Gebrauchs beschränkt ist. Wenn die Begriffe "Mineral" oder "Mineralien" in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, ist die Einbeziehung jeder metallhaltigen Verbindung einschließlich Erze, Konzentrate, halb-aufbereiteter Metallverbindungen, Metalloxide und -sulfide, Flugasche etc. beabsichtigt.

STAND DER TECHNIK

Es sind Verfahren zur Behandlung von Mineralien bekannt, die ein oder zwei Metalle von besonderem Interesse beinhalten, um dieses Metall bzw. diese Metalle auszuscheiden. Diese Verfahren werden extrem teuer und komplex, wenn Minerale mit komplexen Verbindungen behandelt werden. Außerdem ist das Erreichen einer Produktreinheit auch schwieriger, wenn das Mineral eine komplexe Zusammensetzung hat oder viele Verunreinigungen enthält. Ein größeres Problem heute (und in der Zukunft) bezieht sich auf die Beseitigung von Abfall und Nebenprodukten, die bei der vorhandenen Behandlung von Mineralen für die Metallgewinnung anfallen. Für schwefelhaltige Minerale ist dieses Problem dadurch verschärft, daß als typisches Nebenprodukt Schwefel in Form von gasförmigem Schwefeldioxid oder Schwefelsäure anfällt. Gewaltige atmosphärische Emissionsprobleme (einschließlich des sauren Regens) stammen von der Produktion von Schwefeldioxid, und es ist üblich gewesen Schwefeldioxid durch die Produktion von Schwefelsäure zurückzuerlangen. Schwefelsäure ist jedoch so häufig, daß viele Hersteller aufgefordert worden lind, die Kosten für deren Beseitigung zu tragen. Angesichts der Problematik des hohen Anteils von Abfall und Nebenprodukten bei der Behandlung von Mineralen, und insbesondere angesichts der Nebenprodukte Schwefeldioxid/Schwefelsäure sind Versuche unternommen worden, Verfahren zu entwickeln, bei denen die Beseitigung und/oder die Wiederverwertung von Abfallprodukten vereinfacht ist.
Das US-Patent Nr. 3,673,061 der Cyprus Metallurgical Process Corporation beschreibt die Oxidation von Kupfersulfiden in einem Schlamm an der Anode einer elektrochemischen Zelle, wobei eine Anodenstromspannung von mindestens 129,16 A/m² (12 Ampere pro Quadratfuß) für die Zersetzung des Kupfersulfids erforderlich ist. Das Vorhandensein von Eisen in vielen Mineralen bewirkt eine niedrige Ausnutzung des Anodenstroms für Kupfer in diesem Verfahren, wegen der Energie, die durch die Eisenoxidation verbraucht wird. Die elektrolytische Herstellung von Eisen bei diesem Verfahren ist sehr teuer und macht das Verfahren sowohl unwirtschaftlich unter dem Aspekt der Ausnutzung als auch der Gesamtkosten. Die australische Patentanmeldung Nummer 46913/72 der Duval Corporation beschreibt ein Verfahren, bei dem Chloreisenoxid und Kupfer(II)-Chlorid in das Auslaugen von Kupfersulfid-Erzen einbezogen ist. Das Verfahren ist ziemlich komplex und erfordert Temperaturen von etwa 140ºC, und reinen Sauerstoff bei Drücken bis zu 3,5 Atmosphären.
Das US-Patent Nr. 4,061,552 der Dextec Metallurgical Pty Ltd bewältigt die Nachteile der relativ hohen Betriebstemperaturen und Drücke durch die Elektrolyse von Kupfersulfiden in der Anodenkammer einer Elektrolysezelle, bei gleichzeitiger Zufuhr von Luft, um Eisen auszufällen. Es ist jedoch schwierig, ein reines Erzeugnis mit dem Dextec-Verfahren herzustellen.
Ein anderes vorhandenes Verfahren ist das Cuprex-Verfahren. Das Cuprex-Verfahren enthält das Auslaugen eines Kupferkonzentrats mit Eisenchloridlösung, die Extraktion des Lösungsmittels der Eisenchloridlösung, die Berieselung, das Abziehen und dann die Elektrolyse zur Herstellung von Kupfer. Das Cuprex-Verfahren ist ein teures Verfahren mit hohem Energieverbrauch, mit hohen Investitions- und Betriebskosten, und ist im ganzen ein komplexes Verfahren. Darüberhinaus müssen Produkte wie Gold mit vorhandenen Verfahren entzogen werden, die unerwünschte Nebenwirkungen haben.
Es wäre vorteilhaft, wenn zumindest bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Mängel nach dem Stand der Technik verbessern würden oder, zumindest, eine wirkungsvolle Alternative zu den älteren Verfahren bieten würde.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In einer ersten Hinsicht bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von einem oder von mehreren Metallen aus einem dieselben enthaltenden Mineral, gemäß welchem das Mineral in ein Auslaugeverfahren überführt wird, das eine Zone mit einem hohen Oxidationspotential (hop-Zone: "high oxidation potential") und eine Zone mit einem niedrigen Oxidationspotential (lop-Zone: "low oxidation potential") aufweist und durch welches ein Elektrolyt mit saurem pH von der hop-Zone zu der lop-Zone hindurchläuft, umfassend nachfolgende Schritte:
(i) Einspeisen des Minerals in die lop-Zone, um dasselbe mit dem Elektrolyten in Kontakt zu setzen, wobei mindestens einiges von dem oder von jedem Metall aus dem Mineral ausgelaugt wird, wobei wenigstens einiges von dem oder von jedem Metall, das ausgelaugt wurde, in einem Wertigkeitsstadium von niedriger Oxidation vorliegt;
(ii) Elektrolyse des Elektrolyten, der die lop-Zone verläßt in einem Elektrolyseprozeß zwecks Herstellung von dem einen Metall oder von mehreren Metallen und zwecks Erhöhung des Oxidationspotentials des Elektrolyten, der aus dem Elektrolyseprozeß austritt;
(iii) Rückführen des Elektrolyten mit dem erhöhten Oxidationspotential in die hop-Zone des Auslaugeverfahrens; und
(iv) Verminderung des Oxidationspotentials des Elektrolyten, während derselbe von der hop-Zone in die lop-Zone überführt wird, auf dessen Wert von vor der Elektrolyse; dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zwei oder mehrere verschiedene Halogenide enthält, und daß die Erhöhung des Oxidationspotentials des Elektrolyten hervorgerufen wird durch die anodische Bildung einer oder mehrerer Halogenidarten in dem Elektrolyten, bevor dieser in die hop-Zone zurückgeführt wird.
Die Halogenidart kann weiteres Auslaugen von dem einen oder von mehreren Metallen aus dem Mineral verursachen, während diese durch die hop- Zone hindurchgelangt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung der Trennung des Elektrolyseprozesses von dem Auslaugeverfahren ermöglicht die Nutzung einer Anzahl von vorteilhaften vorzuziehenden Schritten wie unten ausführlich beschrieben.
Es wird bevorzugt, daß das Oxidationspotential des Elektrolyten im Gegenstromverfahren vermindert wird, indem der Elektrolyt mit einer oxidierbaren Substanz in Kontakt gebracht wird, während der Elektrolyt von der hop-Zone zu der lop-Zone überführt wird. Vorzugsweise ist das oxidierbare Material das Mineral, und der Elektrolyt ist in kontinuierlichem Kontakt mit dem Mineral, während das Mineral von der lop-Zone zu der hop- Zone überführt wird, um weitgehend das oder jedes Metall von dem Mineral auszulaugen.
Wenn der Begriff "Halogenidart" in der vorliegenden Beschreibung benutzt wird, ist das ein Bezug auf Arten, die aus der Kombination von zwei oder mehreren Halogeniden gebildet sind, die aus verschiedenen Halogenen bestehen (z. B. zwei aus: F&supmin;, Cl&supmin;, Br&supmin; und I&supmin;). Eine Halogenidart zum Beispiel, die in den bevorzugten Verfahren von der Erfindung üblicherweise gebildet oder benutzt wird, ist BrCl²&supmin;.
Das Benutzen von Halogenidarten vermittelt eine Anzahl von bestimmten Vorzügen der besonders bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die bisher von keinem früheren technischen Verfahren nach dem Stand der Technik erreicht worden sind. Es ist bekannt, anodische Energie in der Anodenkammer von einer Elektrolysezelle zu speichern, zum Beispiel durch die Oxidation von Eisen (II) oder Kupfer(I) zu Eisen(III)- beziehungsweise Kupfer(II)-Ionen, oder durch die Oxidation von Chloridlösung, um Chlorgas herzustellen. Diese drei Arten der Speicherung haben jede Nachteile, wobei die anodische Energiespeicherung unter Herstellung von Eisen(III)- und Kupfer(II)-Ionen ein Metallerzeugnis im Elektrolyseprozeß verunreinigen können, und die anodische Energiespeicherung mittels Chlorgas erfordert die Speicherung von großen Mengen von Chlorgas. Die Bildung der Halogenidart jedoch ermöglicht die Speicherung von anodischer Energie in einer löslichen Form, die kein Metallerzeugnis verunreinigt, und die Kontrolle der Rückführung von Anolyt bei einem hohen Oxidationspotential, welches für das Auslaugen von anderen bestimmten Metallen, z. B. Edelmetallen, aus dem Mineral benutzt werden kann.
Der Elektrolyt beinhaltet vorzugsweise Chlorid und gelöstes Kupfer, das im wesentlichen in dem Stadium von Kupfer(II) vorliegt, wenn der Elektrolyt in die hop-Zone eintritt, und ist im wesentlichen in dem Stadium von Kupfer(I), wenn der Elektrolyt für die Metallherstellung aus dem Auslaugeprozeß abgezogen wird.
Kupfer wirkt als Katalysator in den bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung. Es beschleunigt verschiedene Reaktionen in dem Auslaugeprozeß einschließlich der Oxidation der Halogenidart des Minerals, und der Luftoxidation und der Reaktionen bei der Bleiauslaugung (ausführlich unten).
Es wird bevorzugt, daß die hop-Zone eine Halidarten- Auslaugezone (hsl-Zone: "halide species leaching") enthält, in welche vom Elektrolyseverfahren zurückgeführter Elektrolyt überführt wird und in welcher endgültiges Auslaugen des Minerals stattfindet, bevor es aus dem Auslaugeverfahren entfernt wird, sowie eine Belüftungszone durch welche Elektrolyt aus der hsl-Zone hindurchgeführt und belüftet wird und durch welche teilweise ausgelaugtes Mineral aus der lop-Zone zum weiteren Auslaugen hindurchgeführt wird, bevor es in die hls-Zone transportiert wird, wobei die Belüftung ausgelaugtes Eisen ausfällt, wenn es in dem Mineral vorhanden ist, und/oder mindestens einiges von allem in der Belüftungszone in der Form von Kupfer(I) vorliegendem Kupfer zu Kupfer(II) oxidiert. Vorzugsweise wird der Elektrolyt nach Verlassen der lop-Zone und vor Eintritt in den Elektrolyseprozeß behandelt, wobei das Behandlungsverfahren jegliche Verunreinigungen in dem Elektrolyt entfernt und/oder bestimmte Metalle entfernt, die das oder jedes Metall verunreinigen könnte, welches in dem Elektrolyseverfahren hergestellt wird. Ein bestimmtes/bestimmte Metall(e) können entfernt werden durch ein Silberentfernungsverfahren, wie unten genau bezeich net, zusammen mit einem pH-Anhebungsverfahren, wie unten genau beschrieben.
Vorzugsweise wird das eine oder werden die Metalle in einer oder mehreren Elektrolysezellen hergestellt, wobei die oder jede Zelle eine Membrane enthält, die eine Kathode von einer Anode trennt. Ein Katholyt bildet sich dann auf der Kathodenseite der Zelle, und ein Anolyt auf der Anodenseite der Zelle. Vorzugsweise ist die Membrane nicht durchlässig und es wird besonders bevorzugt, daß die Membrane beschaffen ist wie unten genau beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Elektrolyseverfahren durchgeführt mit einer Vielzahl von Zellen, die in einer Reihe angeordnet sind, wobei der Katholyt von einer vorgehenden Zelle in eine Kathodenkammer einer nachfolgenden Zelle überführt wird. Der Anolyt kann durch die Zellenreihe transportiert werden entweder in Gleichstrom- oder Gegenstromrichtung in bezug zum Katholyt.
Vorzugsweise werden Ni, Pb und Zn in den Zellenreihenanordnungen hergestellt, wenn diese Metalle in dem dem Verfahren zugeführten Mineral vorhanden sind.
Vorzugsweise enthält die lop-Zone eine gelöste Kupferzone (dc- Zone: "dissolved copper"), in welcher mindestens ein Anteil von dem Kupfer in einer gelösten Form vorliegt, und eine Kupferausfällzone (cp-Zone: "copper precipitation"), in welcher mindestens ein Anteil von irgendeinem gelösten Kupfer in dem Elektrolyt davon ausgefällt ist, um sich mit irgendeinem Mineral zu mischen, das dem Auslaugungsprozeß in der cp-Zone zugeführt worden ist, wobei die resultierende Mischung dann im Gegenstrom durch das Auslaugeverfahren geführt wird, wobei Elektrolyt von der hop-Zone zuerst durch die dc-Zone und dann durch die cp- Zone hindurchgelangt, und wobei Mineral dem Auslaugungsprozeß entweder in der dc- Zone oder der cp-Zone oder der dc-Zone und der cp-Zonezugeführt wird.
Vorzugsweise kann Kupfer in mindestens einer Kupferelektrolysezelle hergestellt werden als Teil des Elektrolyseverfahrens und vorzugsweise befindet sich diese Zelle parallel zu der Reihe von Elektrolysezellen. Vorzugsweise wird der Elektrolyt für die Kupferelektrolysezelle aus der dc-Zone entnommen.
Ebenfalls hierin beschrieben ist ein bevorzugtes Behandlungsverfahren zum weitgehenden Entfernen von Silber aus einem Kupfer(I)-Chlorid-Elektrolyt, bestehend aus den folgenden Schritten:
- Überführen des Elektrolyten zu einer Elektrolysezelle, mit einer Kathode und einer Kupferanode;
- Zugabe von löslichem Quecksilber zu dem Elektrolyten in der Zelle;
- Elektrolyse der resultierenden Lösung zum Bilden eines Cu/Hg/Ag-Amalgams an der Kathode.
Ebenfalls hierin beschrieben ist ein bevorzugtes Behandlungsverfahren zum weitgehenden Entfernen eines bestimmter Metalle aus einem Kupfer(I)-chloridelektrolyten mit einem pH von gewöhnlich weniger als 3,5 hat, umfassend die nachfolgenden Schritte:
- Erhöhung des pH-Werts des Elektrolyten auf einen Wert, der annähernd 6 bis 6,5 reicht oder bis zu einem Wert gerade vor der Kupfer(I)-Ausfällung, in stufenweisen Erhöhungen von einem oder mehreren vorbestimmten pH-Bereichen zwischen pH 3,5 und besagtem Wert, wobei jeder pH-Bereich einem Punkt entspricht, bei welchem eines oder mehrere der bestimmten Metalle von dem Elektrolyt ausfällt; und
- Entfernen des Niederschlages aus dem einen oder von mehreren der bestimmten Metalle bei jedem pH-Bereich aus dem Elektrolyten.
Diese Behandlungsverfahren sind vorzugsweise die Behandlungsverfahren, auf die sich oben bezogen wird, um bestimmtes Metallbestimmte Metalle herauszuziehen, die das oder jedes Metall verunreinigen können, das in irgendeiner der Elektrolysezellen hergestellt wird.
Vorzugsweise laugt der Elektrolyt jegliches Gold aus, das in dem Mineral vorhanden ist, welches in den Auslaugeprozeß eingespeist wird, wobei ein Teil des Elektrolyten in der hop-Zone entfernt wird und einem Goldwiedergewinnungsprozeß zugeführt wird.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt bietet die vorliegende Erfindung ein Auslaugeverfahren im Gegenstrom, um eines oder mehrere Metall(e) aus einem dasselbe enthaltenden Mineral auszulaugen, wobei das Verfahren eine Zone mit einem hohen Oxidationspotential (hop-Zone) und eine Zone mit einem niedrigen Oxidationspotential (lop-Zone) aufweist, wobei ein Elektrolyt mit hohem Oxidationspotential und saurem pH der lop-Zone zugeführt wird, umfassend folgende Schritte:
(1) Überführen des Elektrolyten von der hop-Zone in die lop- Zone und Transport des Minerals von der lop-Zone in die hop- Zone in einer entgegengesetzten Richtung zum Fluß des Elektrolyten, wobei der Elektrolyt in einem kontinuierliche Kontakt mit dem Mineral gehalten wird, um wenigstens einen Teil von dem einen oder den mehreren Metall(en) aus demselben auszulaugen, wodurch das Oxidationspotential desselben verringert wird;
(2) Entfernen des Elektrolyten aus der lop-Zone mit dem einen oder den mehreren Metall(en) in demselben und Entfernen eines teilweisen oder weitgehendst ausgelaugten Minerals aus der hop- Zone; dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt, der in die hop-Zone eingespeist wird, ein oder mehrere Arten von Halogeniden beinhaltet, wie hierin beschrieben.
Ebenfalls hierin beschrieben ist eine Einrichtung, die in einem Verfahren nach dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung benutzt wird, umfassend:
- einen oder mehrere Behälter, zur Aufnahme des Minerals und des Elektrolyten, so daß der Elektrolyt mit dem Mineral in Kontakt gebracht wird um, das eine oder die mehreren Metall(e) aus dem Mineral auszulaugen; und
- eine oder mehrere Elektrolysezellen, wobei jede zur Aufnahme des Minerals im Kontakt mit dem Elektrolyten aus dem(n) Behälter/(n) angepaßt ist, um eines oder mehrere betreffende Metalle aus dem(n) Metall/(n), das/die in den Elektrolyten ausgelaugt werden, herzustellen, und um der Elektrolyt in den/die Behälter zurückzuführen.
Die Einrichtung kann zusätzlich ein Elektrolytbehandlungsmittel enthalten, das zwischen dem/den Behältern und der/den Elektrolysezelle/n angeordnet ist, um irgendwelche Verunreinigungen in dem Elektrolyt und/oder bestimmte Metalle, welche das oder jedes Metall, das in dem Elektrolyseverfahren hergestellt wird, verunreinigen könnte(n), zu entfernen, bevor der Elektrolyt der/den Elektrolysezelle(n) zugeführt wird.
Einer oder mehrere der Behälter können angepaßt werden, um Luft in denselben einzuspeisen für das Auslaugen des Minerals durch Oxidation, wobei die Anpassung vorzugsweise eine Flügelradvorrichtung zum Rühren des Minerals in dem oder in jedem Behälter enthält.
Die oder jede Elektrolysezelle kann aufgeteilt werden in eine Kathodenkammer, welche eine oder mehrere Kathoden enthält und in eine Anodenkammer, welche eine oder mehrere Anoden enthält, wobei die oder jede Zelle durch eine Membrane geteilt wird, die entweder durchlässig oder nicht durchlässig ist.
Ebenfalls hierin beschrieben ist ein Flügelrad mit einer hohlen Achswelle, die ein zum Drehen durch ein Antriebsgerät angepaßtes Ende hat, und wobei ein entgegengesetztes entferntes Ende des Flügelrads eine quer daran angebrachte Platte hat, mit einer Vielzahl von an der Platte angebrachten Blättern, die seitlich und radial von der Welle oder in der Nähe des entfernten Endes sich erstrecken, wobei im Gebrauch Luft oder Sauerstoff durch die Welle zugeführt wird, um das Flügelrad am entfernten Ende zu verlassen. Ebenfalls hierin beschrieben ist eine für den Gebrauch in einer Elektrolysezelle geeignete Kathode, wobei die Kathode aus einem leitfähigen Material gebildet ist und die eine Vielzahl von isolierten freistehenden Materialstellen hat, um darauf das eine oder mehrere Metall(e) während eines Elektrolyseprozesses zu bilden, wobei jede Stelle von allen anderen Stellen dadurch isoliert ist, daß auf der Kathode Isolationsmittel angebracht sind, die im Gebrauch die Bildung von Metall auf der Kathode an Zonen zwischen den Stellen verhindern, wobei die Kathode aus einer Kupferplatte gebildet wird und die Stellen eine Vielzahl von Vertiefungen sind, die auf der Kupferplatte gebildet werden, und wobei das Isolationsmittel eine isolierende Substanz ist, die auf der Platte zwischen den Vertiefungen befestigt ist, und die die Vertiefungen als vorstehende Stellen für die Bildung von Metall(en) darauf freiläßt. Ebenfalls hierin beschrieben ist eine für den Gebrauch in einer Elektrolysezelle geeignete Membrane, wobei die Membrane für den Fluß des Elektrolyten nicht durchlässig ist, und im Gebrauch ein von Na&sub2;SiO&sub3; abgeleitetes Gel enthält, das auf einem Trägersubstrat angeordnet ist.
Die Elektrolysezellen können in Reihe und/oder parallel mit einer oder mehreren weiteren Elektrolysezellen angeordnet sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ungeachtet irgendwelcher anderer Arten, die in den Bereich der Erfindung fallen können, werden jetzt bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, nur beispielsweise, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und/oder die beigefügten Beispiele, in denen:
- Abb. 1 schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines oder mehrerer Metalle gemäß der Erfindung darstellt;
- Abb. 2 schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines oder mehrerer Metalle mit speziellem Bezug auf Kupfer darstellt;
- Abb. 3 eine Ansicht in Aufriß und Schnitt eines Flügelrads für den Gebrauch mit der Erfindung zeigt;
- Abb. 4 das Oxidationspotential des Halogenkomplexes mit wachsender Menge an gespeicherter elektrischer Energie zeigt; und
- Abb. 5 ein Schaubild zeigt, das die prozentuale Lösung von Goldgranulat in einem/einen Elektrolyten enthaltenden Halogenkomplex über der Zeit wiedergibt.

AUSFÜHRUNGSARTEN DER ERFINDUNG

In Bezug auf Abb. 1 beinhaltet das Verfahren eine Gegenstromkontakteinheit 10, welcher ein Mineral 12 zugeführt wird und durch welche ein Elektrolyt 14 im Gegenstrom hindurchgeführt wird, um eines oder mehrere Metalle von dem Mineral in Kontakt zu bringen und auszulaugen.
Das Mineral kann typischerweise schwefelhaltige Erze beinhalten, wie Pyrit, Molybdänit, Arsenikkies, Chalkopyrit, Pentlandit, Covellit, Sphalerit, Chalkosin, Pyrrhotin und Galenit oder verschiedene Zusammensetzungen derselben einschließen. Der Elektrolyt ist typischerweise ein hochkonzentrierter Natrium chlorid-Elektrolyt mit 250-300 Gramm pro Liter (g/l) Natriumchlorid.
Das Verfahren ist in der Lage, weit variierende Ausgangsmaterialien aufzunehmen, einschließlich Erze, Konzentrate, halbgereinigtes Metall, welches Verbindungen beinhaltet, etc. Es ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens, daß das dort zugeführte Material bei weitem weniger Vorbereitung und/oder Reinigung erfordert als bei vielen vorhandenen Verfahren.
Die Einheit 10 ist, um den Bezug zu vereinfachen, in vier Zonen aufgeteilt, die im Folgenden als Halogenidartauslaugezone 17 (hsl-Zone: "halide species zone"), Belüftungszone 18, gelöste Metallzone 19 (dm-Zone: "dissolved metal") und Metallausfällzone 20 (mp-Zone: "metal precipitation zone") bezeichnet werden. Luft oder Sauerstoff wird in die Belüftungszone eingespeist, typischerweise durch ein oder mehrere Flügelräder (wie unten beschrieben), um das Auslaugen von dem Mineral zu unterstützen. Die Temperatur des Elektrolyten ist vorzugsweise größer als 70 ºC und der pH ist vorzugsweise zwischen 0,5 und 3, wobei das Verfahren bei allgemeinem Umgebungsdruck arbeitet. Das ist besonders vorteilhaft, da frühere Verfahren im allgemeinen höhere Arbeitstemperaturen und Drücke erforderten. Der pH des Elektrolyten wird gewöhnlich unter 3,5 gehalten, da über pH 3,5 eine Tendenz für Kupferoxichlorid besteht, z. B. Atacamit Cu&sub4;Cl&sub2;(OH)&sub6; zu bilden, welches die Gewinnung von Kupfer stört.
Das Mineral 12 beinhaltet häufig Cu, Pb, Zn, Fe, Co, Ni, As, Sb, Bi, Hg, Ag und Au Metalle und Metalle der Platingruppe und wird der mp-Zone zugeführt (und/oder in die dm-Zone, siehe unten), worauf das Auslaugen mit Elektrolyt beginnt. Die benutzten Auslaugebehälter schließen gewöhnlich eine Absetzkammer innerhalb des Auslaugebehälters ein, so daß eine klare Flüssigkeitszone erzeugt wird bei einem wesentlich höheren Niveau als bei der Schlammzone (die von der Mineraleinspeisung gebildet wird), beruhend auf Unterschieden im spezifischen Gewicht. Dies erlaubt es, den Elektrolyt im Gegenstrom in den Mineralschlamm zu überführen.
Während das Mineral durch die Einheit 10 geführt wird, bewegt es sich in Zonen von allmählich ansteigendem Oxidationspotenti al. so daß wesentliche Anteile von bestimmten Metallen in jeder Zone ausgelaugt werden, was das Abzielen auf bestimmte Metalle durch Abziehen von Elektrolytfluß an verschiedenen Punkten der Einheit 10 ermöglicht.
Ist das Mineral einmal im wesentlichen ausgelaugt, wird das Verfahren so geführt, daß jeglicher Sulfidschwefel im hereinkommenden Mineral überwiegend als elementarer Schwefelausgefällt wird, (siehe Reaktionsgleichungen (I), (5) und (6) unten). Elementarer Schwefel wird aus dem Verfahren entfernt mit der Trübe 23, und kann dann durch herkömmliche Verfahren abgeschieden werden. Das Verfahren überkommt dadurch Nachteile der Schwefelbeseitigung, wie sie in vielen vorhandenen Verfahren vorkommen, weil Schwefel weder die Rückführung als Schwefelsäure benötigt, noch ist irgendein Schwefeldioxidgas erzeugt worden.

METALLGEWINNUNG - ERSTE SCHLEIFE

Der Elektrolyt verläßt die Einheit 10 in zwei Strömen 14A und 14B. Bezogen auf Strom 14A verläßt der Elektrolyt die mp-Zone, indem er typischerweise ein oder mehrere Metall(e) zur Wiedergewinnung beinhaltet. In einer Ausführungsform, bei der das dem Verfahren zugeführte Mineral Blei, Nickel und Zink enthält, können diese in den Elektrolyten ausgelaugt werden, der die Einheit 10 zur Wiedergewinnung aus dem Strom 14A verläßt. Abb. 1 zeigt nur die Wiedergewinnung von Blei und Zink. (Zusätzlich, wenn das Mineral Kupfer enthält, kann dieses in den Elektrolyten ausgelaugt werden, der die Einheit 10 in den Strom 14B zur Wiedergewinnung verläßt). Gewöhnlich wird im wesentlichen alles ionische Kupfer, das mit dem Elektrolyten von der dm-Zone in die mp-Zone überführt wird, in der Zone 20 ausgefällt (siehe z. B. Reaktionsgleichungen 8, 9 und 10 unten). Auf diese Weise ist Elektrolyt 14A weitgehend frei von Kupfer, bevor er in die Behandlungseinheit 25A eintritt.
Die Behandlungseinheit 25A ist eingerichtet, um jegliche in dem Elektrolyten und/oder in irgendwelchen Metallen vorhandenen Unreinheiten zu beseitigen, welche die Reinheit der Metalle beeinträchtigen könnten, die anschließend durch Elektrolyse gewonnen werden. Somit kann die Behandlungseinheit 25A eine Ein dickungs- und/oder Filtrationsstufen für das Entfernen von Verunreinigungen beinhalten, vor einem variablen drei (3) Stufen- Behandlungsverfahren (siehe Beschreibung unten mit Bezug auf Abb. 2). Somit kann die Behandlungseinheit 25A eine oder mehrere von drei (3) verschiedenen Behandlungsstufen enthalten, nämlich Stufe 1 Behandlung 26, Stufe 2 Behandlung 28 und Stufe 3 Behandlung von Metall in Partikelform 40.
Behandlung Stufe 1 entfernt Silber und Quecksilber, und Behandlung Stufe 2 entfernt sämtliche(s) zusätzliche(s) Metall(e) unterhalb eines Niveaus, damit sie nicht in die nachfolgenden Elektrolyseprozesse einwirken können, so daß ein Metall mit hoher Reinheit herstellbar ist. Die entfernten Metalle können Eisen, Arsen, Wismut, Quecksilber, Antimon etc. enthalten als ein Strom 31. Die Behandlungsverfahren ermöglichen den Erhalt von Metallprodukten von extrem hoher Reinheit, die kaum mit bestehenden Verfahren erzielt wurden oder nur mit einiger Schwierigkeit. Darüberhinaus kann jede Behandlungseinheit eine oder mehrere der obigen Stufen 1, 2 und 3 enthalten.
Wenn Blei in einer ersten Elektrolysezelle 32 hergestellt wird, schließt die Stufe 3 Behandlung das Durchführen des Elektrolyts durch eine Lage von Blei in Partikelform ein. Nach der Behandlung wird der Elektrolyt zu der Zelle 32 überführt, welche eine Kathodenkammer 33 und Anodenkammer 34 enthält. Typischerweise sind die Kathoden, wie unten beschrieben (d. h. Kupferplatte mit Vertiefungen) und typischerweise wird das Produkt von der oder von jeder Kathode mit einer Vielzahl von Wischerblättern abgewischt. Die Zelle 32 stellt ein Bleierzeugnis 35 her, welches von dem Boden der Zelle entfernt wird. Die Zelle enthält eine nicht durchlässige Membran 38 (beschrieben unten; d. h. Na&sub2;SiO&sub3; beschichtete Membran), die verhindert, daß der Elektrolyt in der Kathodenkammer (d. h. der Katholyt) in den Elektrolyt der Anodenkammer (d. h. der Anolyt) hinübergelangt.
Der Katholyt aus der Kathodenkammer 33 wird weiterbehandelt in der zweiten Behandlungseinheit 40. Die Einheit 40 enthält typischerweise eine Stufe 3 Behandlung von Metall in Partikelform, indem sie eine Behandlung darstellt, bei der ein Metall in der zweiten Elektrolysezelle 42 hergestellt werden soll. In Abb. 1 ist das Partikelbett in Einheit 40 Zink in Partikelform, durch welches der verbrauchte Bleizellenkatholyt hindurchgeführt wird, um jegliches Blei, das in dem Katholyt als ein Zink/Bleiprodukt 43 verblieben ist, zu entfernen. Alternativ kann eine Zink/Bleimischung in einer dazwischenliegenden Elektrolysezelle (nicht gezeigt) erzeugt werden, bevor der Katholyt zu der Zelle 42 überführt wird.
Die zweite Elektrolysezelle enthält ebenfalls eine Kathodenkammer 33 und eine Anodenkammer 34, die durch eine Membran 38 getrennt sind. Zink wird in der Zelle 42 hergestellt und wird vom Böden der Zelle als ein Zinkerzeugnis 45 entnommen. Der verbrauchte Zinkzellenkatholyt wird dann in die Anodenkammer von Zelle 42 überführt, um darin den Anolyt zu bilden.
In einer alternativen Anordnung, wie durch die punktierte Linie 47 angezeigt, kann der verbrauchte Zinkzellenkatholyt zurück zu der Anodenkammer der ersten Elektrolysezelle geführt werden, so daß der Katholyt- und der Anolytfluß eher parallel als entgegengesetzt sind. Der parallele oder entgegengesetzte Strom von Anolyt und Katholyt kann an eine Reihe von Elektrolysezellen angeschlossen werden, die aus drei oder mehr Zellen besteht. Alternativ, abhängig von der Zusammensetzung des Minerals und des Metalls, das entfernt werden soll, können die Zellen alle parallel oder einige in Reihe und einige parallel angeordnet werden, wobei der Anolyt schließlich zu dem Gegenstrom zurückgeführt wird, der mit Einheit 10 in Kontakt steht (wie unten beschrieben).
Es ist besonders typisch, daß der Elektrolyt einen hohen Chloridgehalt hat und daß er ionisches Kupfer darin gelöst enthält. Das ionische Kupfer beschleunigt eine Anzahl von Auslaugereaktionen im Gegenstrom, der mit Einheit 10 in Kontakt steht (beschrieben unten), es hat jedoch keinen Anteil an der Herstellung von Metallen in dem Elektrolytenstrom 14A, der die Metallausfällzone verläßt. Wenn zwei oder mehrere Halogenide im Elektrolytenstrom 14A vorhanden sind, werden eine oder mehrere Arten gebildet, die zwei oder mehr verschiedene Halogenide (im olgenden "halex") haben. Halex wird an der oder jeder Anode von der oder jeder Elektrolysezelle gebildet durch Oxidieren der Halogenide in Lösung, um halex zu bilden. (Eine typische Oxidationsreaktion wird in Reaktionsgleichung (15) unten gezeigt). Halex hat die Fähigkeit, große Mengen von anodischer Energie (siehe Abb. 4) zu speichern, wobei das Oxidationspotential des zurückkehrenden Elektrolyten 14R erhöht wird. Wenn der Anolyt von Zelle 32 zu der in Kontakt stehenden Einheit 10 zurückgeführt wird, ergibt das ein hohes Oxidationspotential in der hsl-Zone, welches das Auslaugen von schwer auszulaugenden Metallen von dem Mineral stark unterstützt.
Es ist bekannt, anodische Energie entweder durch die Oxidation von Eisen(II) beziehungsweise Kupfer(I)- zu Eisen(III) beziehungsweise Kupfer(II)-Ionen zu speichern, oder durch die Oxidation von Chloridlösung, um Chlorgas zu erzeugen, jedoch haben diese drei Arten der anodischen Speicherung jeweils Nachteile (wie oben beschrieben). Die Bildung von halex überwindet diese Nachteile und ermöglicht die Speicherung einer großen Menge von oxidierbarer Energie für den Gebrauch in der hsl-Zone 17.
Abb. 4 ist eine graphische Darstellung des Oxidationspotentials gegenüber dem Aufwand von elektrischer Energie für drei verschiedene Elektrolyten. Kurve 1 ist ein 280 g/l NaCl plus ein 28 g/l NaBr und zeigt die Bildung von BrCl&sub2;&supmin; bei einem Potential von +900 bis +1000 mv (Standardreferenz Ag/AgCl). Kurve 1 zeigt die Änderung im Oxidationspotential des Elektrolyten mit der Bildung von BrCl&sub2;&supmin; gemäß der Gleichung (15) unten. Der zweite Teil der Kurve zeigt die wachsende Stromausbeute von dieser Reaktion, da der freie Br&supmin; Gehalt abnimmt und die Entwicklung von Chlorgas eine konkurrierende Reaktion wird, die das Oxidationspotential erhöht.
Kurve 2 zeigt das Oxidationspotential von einem 280 g/l NaCl Lösung ohne Br&supmin; mit unverzüglicher Chlorgasentwicklung, gefolgt durch die Zugabe von NaBr, welches die Gasentwicklung stoppt. Kurve 3 zeigt das Oxidationspotential von einem 280 g/l NaCl Elektrolyten, +28 g/l NaBr, + 12 g/l Cu&spplus;. Der Bereich unter den Kurven zwischen +600 und +1000 mv (Ag/AgCl) stellt die speicherbare Energie in löslicher Form dar, die benutzt werden kann für das Auslaugen zum Beispiel von Gold und auslaugebeständigem/n Mineralen im zugeführten Mineral, wie Pyrit und Arsenic kies. Das anionische Bromid kann als ein Bromidion betrachtet werden, das Chlormoleküle speichert. Dies zeigt, daß Bromid auf Gewichtsbasis 1,59 mal effektiver ist als Kupfer(II)-Eisen mit den zusätzlichen Vorteilen, daß ein Blei- oder Zinkerzeugnis, das in dem Verfahren elektrolytisch gebildet wird, nicht verunreinigt ist und bei einem hohen Potential gebildet wird.
Ein Vorteil des Gebrauchs von halex als Teil der Oxidationssubstanz in dem Auslaugeverfahren ist, daß Arten bei einem Potential gebildet werden, das niedriger als die Chlorgasbildung ist. Deshalb kann ein halex-beinhaltender Elektrolyt vorzugsweise gebildet werden, ohne die Bildung von jeglichem Chlorgas und den damit verbundenen Problemen.

AUSLAUGEN IM GEGENSTROMVERFAHREN

Wie oben beschrieben ist die Gegenstromkontakteinheit in Abb. 1 mit vier Zonen gezeigt. Wenn man das Verfahren für die Herstellung von Kupfer benutzt, kann die Metallausfällzone 20 übersprungen werden. Alternativ, wenn Kupfer nicht hergestellt wird, z. B. ohne Kupferelektrolyse-Gewinnungsschleife 14B, wird es besonders bevorzugt, daß ionisches Kupfer in dem Elektrolyt vorhanden ist. Ionisches Kupfer unterstützt die Katalyse des halex-Auslaugens in der hsl-Zone, (siehe Gleichung (14)), das Oxidationsauslaugen in der Belüftungszone 18 (und die Eisenausfällung; siehe Gleichung (12)) und das Mineralauslaugen (besonders Bleiauslaugen) in der dm-Zone 19 (siehe zum Beispiel Gleichungen (1) und (9)). Ionisches Kupfer unterläuft eine Anzahl von Übergängen in der Gegenstromauslaugeeinheit 10, der hauptsächliche Übergang jedoch ist vom Kupfer(+2)-Stadium in der hcl-Zone zum Kupfer(+1)-Stadium in der dm-Zone.
Das Mineral 12 wird entweder in die mp-Zone oder in die dm-Zone oder in beide Zonen zugeführt, worauf es mit dem Elektrolyt 14 in Kontakt kommt. In der mp-Zone 20 fällt das meiste des ionischen Kupfers, das in dem Elektrolyt vorhanden ist, entweder als ein Kupfer(II)- oder ein Kupfer(I)-Sulfid aus (gemäß den Gleichungen (8), (9) und (10)). Das Kupfer fällt typischerweise aus durch Zementierung auf dem schwefelhaltigen Mineral, das in der cp-Zone zugeführt wird. Solche Metalle, wie Blei, Nickel, Zink und Molybdän werden ausgelaugt und/oder sind in dem Elek trolyten (vom Auslaugen stromaufwärts) vorhanden und werden aus der Einheit 10 in Strom 14A für die nachfolgende Rückgewinnung herausgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die mp-Zone von dem Auslaugeverfahren im Gegenstrom getrennt sein, so daß die Mineralzufuhr in Einheit 10 z. B. von einem Absetzbecken kommt, das zwischen der abgetrennten mp-Zone und der dm-Zone 19 liegt. Das Absetzbecken erhält teilweise ausgelaugtes Mineral von einem getrennten Auslauge-/Metallrückgewinnungssystem. Aus diese Weise kann, zum Beispiel für ein leicht auszulaugendes Metall, das getrennte Metallgewinnungssystem gleichzeitig betrieben werden, so daß das Mineral, das der Einheit 10 zugeführt wird, bereits teilweise ausgelaugt ist in bezug auf dieses Metall (z. B. Blei). Auf diese Weise spielt das getrennt ausgelaugte Metall keine Rolle in dem Verfahren. Natürlich kann eine mp-Zone noch einen Teil der Einheit 10 in dieser bevorzugten Ausführungsform bilden, aber die Mineralzufuhr kann noch eine teilweise ausgelaugte Zufuhr sein in bezug auf das eine oder die mehreren Metalle, die leicht ausgelaugt werden.
Das teilweise ausgelaugte Mineral in der mp-Zone wird in die dm-Zone 19 überführt, die ein höheres Oxidationspotential als die mp-Zone hat, und weiteres Auslaugen findet statt. Kupfer(I), das in der dm-Zone vorhanden ist, verursacht Auslaugen von Sulfid-Mineralen (siehe zum Beispiel Gleichung 1), um unter anderem Kupfer(I), Eisen(II) und elementaren Schwefel herzustellen. Der Schwefel fällt in den Mineralschlamm aus und nimmt nicht länger teil an irgendeiner Reaktion. Der Schwefel wird nachfolgend von der Einheit 10 in die Trübe 23 überführt und als Erzeugnis 24 abgetrennt. Auf diese Weise wird das Auslaugen in der dm-Zone 19 im wesentlichen durch Kupfer(II) geleistet, welches im Gegenzug zu Kupfer(I) reduziert wird, während das Mineral fortschreitend ausgelaugt wird.
Der Elektrolyt wird folglich aus der Einheit 10 entfernt, da der Strom 14B gelöstes Kupfer hauptsächlich im Kupfer(I)- Stadium enthält, was ein sehr vorteilhafte Zustand unter dem Blickpunkt der elektrischen Gewinnung von Kupfer ist. Das heißt, daß in vielen Elektrolyseverfahren Kupfer von dem Stadi um von Kupfer(I) galvanisiert wird. Wenn Kupfer elektrisch aus dem einwertigen Stadium gewonnen wird, wird nur annähernd die Hälfte der Energie benötigt verglichen mit der elektrischen Gewinnung aus dem zweiwertigen Stadium. Wenn der Kupfer(I) enthaltende Elektrolyt höchst rein ist, kann außerdem eine bei weitem größere Kathodenstromstärke in der Elektrolysezelle angelegt werden, und die elektrische Gewinnung von Kupfer kann weiter erhöht werden. Das Kupferverfahren ist unten mit größerer Genauigkeit beschrieben.
Das teilweise ausgelaugte Mineral wird dann in die Belüftungszone 18 für weiteres Auslaugen überführt. Sauerstoff in Form von Luft wird in die Belüftungszone Strom 22 eingeführt, typischerweise durch ein Axial-Belüftungsflügelrad wie unten beschrieben. Luftoxidation des Elektrolyten oxidiert das Kupfer(I)-Stadium von Kupfer zu seiner Kupfer(II)-Form (siehe Gleichung (II)). Die Belüftung erhält auch einen stabilen Elektrolyt-pH aufrecht. Wichtiger ist, daß die Belüftung die Ausfällung von ausgelaugtem Eisen (typischerweise in der Gestalt von Eisen(III)-Ionen) bewirkt. Die Chemie wird gezeigt in Unter-Gleichungen (11), (12) und (13), die zusammen Herstellungsgleichung (14) ergeben. Folglich wird FeOOH (Akaganeite) in die Mineraltrübe ausgefällt (und gelangt schließlich aus der Einheit 10 heraus in die Trübe-Linie 23)
Wenn das Mineral, das in dem Verfahren zugeführt wird, Chalkopyrit enthält, kann das Auslaugen in der Belüftungszone am besten verstanden werden durch Bezugnahme auf die Gleichung (15). Das durch Oxidation ausgelaugte Mineral wird dann von der Belüftungszone in die hsl-Zone 17 überführt. Jegliches unausgelaugtes Mineral wird weitgehend in der hsl-Zone ausgelaugt, die ein sehr hohes Oxidationspotential hat. Das an den Anoden der Zellen 32 und 42 der ersten Schleife gebildete halex und die Kupferelektrolysezelle 52 (von der zweiten Schleife) gelangen mit dem Elektrolytrückfluß 14R in die hsl-Zone. Die halex- Verbindungen bewirken das Auslaugen von schwer auszulaugenden mineralischen Sulfiden (siehe z. B. Gleichung (17)) und auch von schwer auszulaugendem Gold (siehe z. B. Gleichung (18)). Halex reagiert auch mit Kupfer(I)-Ion, um Kupfer(II)-Ion herzustel len, das eine weitere Auslauge-Oxidation von dem Mineral bewirkt (siehe Gleichung (15)).
In der Kupferelektrolysezelle kann Kupfer(II) auch an der Anode aus jeglichem Kupfer(I) in der Anodenkammer hergestellt werden. Das Kupfer(II) wird zurück in die hsl-Zone geführt, um darin weiterhin das Auslaugen von Mineral zu unterstützen. Das Gold, das in der hsl-Zone 17 ausgelaugt wurde, wird in einer Goldgewinnungseinheit 50 gewonnen, indem ein Anteil 14P in die Goldgewinnungseinheit überführt wird.
Auf diese Weise kann man jetzt sehen, wie ionisches Kupfer in der Einheit 10 einer Anzahl von Übergängen unterliegt, indem es von im wesentlichen Kupfer(II) in der hsl-Zone 17 zu im wesentlichen Kupfer(I) in der dm-Zone 19 und in der mp-Zone 20 im wesentlichen ausgefällt wird.

GOLDGEWINNUNGSVERFAHREN

Der ausgelaugtes Gold enthaltende Elektrolytenanteil 14P wird in die Goldgewinnungseinheit 50 überführt, die ein Aktivkohlebett enthält. Ein Strom von verbrauchtem Katholyt 54 aus der Kathodenkammer 33 der Zelle 52 wird in die Gewinnungseinheit überführt, um mit dem Elektrolyten 14P in Kontakt gesetzt zu werden. Der verbrauchte Katholyt hat ein niedriges Oxidationspotential, und beim Kontakt reduziert der Elektrolyt den Eh [sic] von der Lösung auf unter +600 mV (Ag/AgCl) und verursacht, daß das Gold aus der Lösung als elementares Gold herauskommt und sich auf die Oberfläche der Aktivkohle auslagert. Das Kohle-/Goldprodukt wird von der Einheit 50 vor der Gewinnung abgesondert, um Gold als einen Strom 56 herzustellen. Der vom Gold befreite Elektrolytenanteil 14P wird dann in die hsl-Zone zurückgeführt.
Weil das Gold in die Lösung in ionischer Form ausgelaugt wurde, kann es sehr leicht wiedergewonnen werden, ohne Notwendigkeit für Zyanidauslaugen und all die mit diesem Verfahren einhergehenden Probleme. Das Verfahren liefert ein sehr effizientes, effektives und wirtschaftliches Mittel, um Gold zu erhalten. Abb. 5 zeigt das Auslaugen von Gold durch anodisch erzeugte halex-Arten. Das Gold kann von einem Mineral in einer kurzen Zeit vollständig ausgelaugt werden, was zu der Wirksamkeit des Verfahrens hinzukommt.

KUPFERGEWINNUNGSVERFAHREN

Bezugnehmend auf Abb. 1 und 2, (wo gleiche Bezugsnummern für gleiche Verfahrenseinheiten in jeder Abbildung herangezogen wurden), und zuerst auf Abb. 1, wird Kupfer in Metallgewinnungsstufe 2 dadurch hergestellt, daß ein Strom von Elektrolyten 14B von der dm-Zone 19 entfernt wird, der in Behandlungseinheit 25 behandelt wird, und dann Kupfer elektrisch gewonnen wird in Kupferelektrolysezelle 52, bevor der Elektrolyt zur Kontakteinheit 10 zurückgeführt wird. Das Kupfer im Strom 14B ist hauptsächlich im Stadium von Kupfer(I) und deshalb erfordert die Elektrogewinnung weit weniger Energie (annähernd die Hälfte von der Elektrogewinnung von Kupfer im Kupfer(II)- Stadium). Die Behandlungseinheit 25B entfernt Feststoffpartikel in dem Elektrolyt (z. B. in Absetzbehälter 58), der einen Teil der Trübe 23 bildet, die von dem Prozeß entfernt wird. Die Einheit 26 der ersten Behandlungsstufe entfernt Silber, und wenn vorhanden, Quecksilber als Strom 62, und die Einheit der zweiten Behandlungsstufe zieht jegliche verbleibenden Metalle heraus, welche anschließend verunreinigen oder die Reinheit des Kupfers beeinträchtigen könnten, das in dem Elektrolyseverfahren hergestellt wird. Die verbleibenden Metalle werden als Strom 62 entnommen und können bei der Herstellung von Kupfer Pb, Zn, As, Sb, Ni, Fe, Co, etc. enthalten. Diese entfernten Metalle können dann im herkömmlichen Gewinnungsverfahren gewonnen werden.
Nach der Behandlung wird der Elektrolyt zur Elektrolysezelle 52 zur Elektrogewinnung überführt. Der im wesentlichen Kupfer(I) enthaltende Elektrolyt wird in der Kathodenkammer 33 reduziert, um Kupfer herzustellen, welches als Kupfer Strom 64 entnommen wird. Das Kupfer in Partikelform wird in der Einheit 66 gefiltert, gewaschen und getrocknet und kann dann im Brikettierungsgerät 68 brikettiert, oder in der Formmaschine 69 zu Draht geformt werden.
Katholyt von der Kathodenkammer 33 wird zur Anodenkammer 34 als ein Katolyt-Strom 70 überführt. Dies geschieht, weil die Mem brane 38 nicht den Fluß von Elektrolyt zwischen den Anoden- und Kathodenkammern zuläßt, sondern nur den Stromfluß. (Die Membrane wird mit größerer Genauigkeit unten beschrieben). In der Anodenkammer wird jegliches Kupfer(I) im Katholyt-Strom 70, das in die Anodenkammer überführt wird, zu Kupfer(II) oxidiert und es wird auch halex gebildet. Der entstehende Anolyt wird dann als Elektrolyt-Rückstrom 14R zu der Einheit 10 zurückgeführt. Typischerweise wird ein Elektrolyt, der 80 g/l von Kupfer(I) enthält, in die Zelle 52 eingespeist und wird elektrolysiert, so daß 50 g/l Kupfer an der Kathode gebildet wird, wobei 30 g/l von Kupfer(I) zur Anodenkammer in Strom 70 überführt wird. Im allgemeinen wird das meiste von diesem 30 g/l Kupfer(I) zu Kupfer(II) oxidiert. So enthalten die rückkehrenden Elektrolyten einschließlich halex im wesentlichen Kupfer(II) und haben dabei ein hohes Oxidationspotential für das Auslaugen von Mineral in der hcl-Zone.
In dem Verfahren, das in Abb. 2 gezeigt wird, werden 5 Auslaugebehälter in einer Reihe gezeigt als definierte Einheit 10. Von links nach rechts gehend, würde der erste Behälter typischerweise die hcl-Zone enthalten, der nächste oder die beiden nächsten Behälter könnten die Belüftungszone enthalten, in die Luft 22 eingespeist wird, während der vierte und fünfte Behälter eine niedrigere Oxidationspotentialzone bilden, typischerweise die gelöste Metallzone 19. Es sollte jedoch verstanden sein, daß viele Veränderungen dieser Anordnung möglich sind.
Bezugnehmend im allgemeinen auf Abb. 2 kommt das Mineral oft aus der Miene wo es zerkleinert und zermahlen wird 73, und konzentriert durch Flotation 74, Absetzen 75 und Filtration 76, bevor es der Einheit 10 zugeführt wird. Rückstände von der Filtrierung werden in 77 entfernt wie auch Schlamm 23 Rückstände 78. Der Schlamm 23 vom Absetzen 58 und von dem Auslaugeprozeß 10 wird in Beruhigungsbehälter 79 hin und hergeschwungen, in Filter 80 filtriert und durch Schwefelgewinnungseinheit 82 geführt zum Abscheiden von Schwefel von dem Schlamm, um Schwefelstrom 24 herzustellen.

BEHANDLUNGSSTUFE EINS

Die erste Reinigungsstufe kann in irgendeiner oder allen Behandlungseinheiten 25A, 25B und 40 durchgeführt werden, und wird als Einheit 26 in Abb. 2 gezeigt. Die erste Reinigungsstufe wird speziell in Beispiel 5 genau beschrieben und umfaßt die Elektrogewinnung bei niedriger Stromstärke auf einer Kathode mit großer Oberfläche, vorzugsweise aus Titan, mit dem Zusatz von ionischem Quecksilber. Ein Cu/Hg/Ag Amalgam bildet sich auf der Kathode und wird in der gleichen Weise abgesondert wie in den Elektrolysezellen 32, 42 und 52. Das Amalgam kann in einem Anolytrückstrom von der Kupferelektrolysezelle gelöst werden, die das Amalgam in Kupfer(II)- und Quecksilber(II)- Ionen aufspaltet, die zur ersten Behandlungsstufe zurückgeführt werden.
Eine Verdünnung der folgenden Rücklauf-Anolytlösung fällt Silberchlorid aus, das dann thermisch behandelt werden kann, um Silbermetall herzustellen. Typischerweise umfaßt die erste Behandlungsstufe auch eine Kupferkontaktstufe, in der Elektrolyt zuerst über elementares Kupfer geleitet wird, um Silber darauf zu binden und das Silber auf einen Gehalt von 15 ppm im Elektrolyt zu reduzieren, bevor er zur Silbergewinnungszelle überführt wird.
Die Zelle wird gewöhnlich durch ein Flügelrad gerührt und enthält eine Kupferanode, die von einer zylindrischen Titanmaschenkathode umgeben ist. Die Kupferanode kann auch durch granuliertes oder brikettiertes Kupfer in einem Titankorb gebildet werden. Mit der ersten Behandlungsstufe ist es möglich, praktisch das ganze Silber in Lösung mit einem hohen Grad von Reinheit zu entnehmen und zu gleicher Zeit relativ einfach ein Silbererzeugnis herzustellen.

BEHANDLUNGSSTUFE ZWEI

Das Verfahren 28 der Behandlungsstufe zwei kann in irgendeiner oder allen Behandlungseinheiten 25A, 25B und 40 benutzt werden. Das Verfahren der Behandlungsstufe zwei erhält Elektrolyt aus der ersten Behandlungsstufe und ist im wesentlichen eine pH- Erhöhungs-/Trennungsbehandlung. Der pH wird von einen Stand von weniger als 35 auf typischerweise einen pH von 6 bis 6,5 erhöht. Der höhere Stand des pH wird jedoch überwacht, so daß ir gendein Kupfer(I) in Lösung nicht ausgefüllt wird. (In hohen Chloridlösungen ist Kupfer(I) in Lösung stabil bis zu einem pH von annähernd 6,5 bis 6,7; siehe Gleichung (3)).
Der pH wird am besten erhöht durch das Zufügen von Natriumkarbonat Na&sub2;CO&sub3;, und wahlweise eine Quelle von Eisenionen. Arsen und Eisen kommen bei ungefähr pH 4 bis 5 als FeAsO&sub4; heraus, Zink als ZnCO&sub3; bei einem pH von ungefähr 5,5 und Metalle wie Wismut, Blei und Antimon bei einem pH von 5,5 bis 6, als BiOCl, PbO Sb&sub2;O&sub3;. Der Elektrolyt wird von den ausgefällten Salzen getrennt, die als Strom 62 entnommen werden. Der Elektrolyt ist dann fertig für die Elektrogewinnung von Kupfer in Zelle 52. Mit den früheren Verfahren ist es üblich, Kupfer elektrisch zu gewinnen aus einer typischen Kupfersulphatlösung, indem man eine Kathodenstromstärke im Bereich von 250A/m² benutzt. Herkömmliche Verfahren stellen typischerweise ein Kupfer von 99, 99% Reinheit her. Mit den Behandlungsstufen 1 und 2 des vorliegenden Verfahrens jedoch, zusammen mit der einzigartigen Auslaugeanordnung von Einheit 10, ist es möglich, aus einer Kupfer(I)- Lösung von hoher Reinheit Kupfer elektrisch zu gewinnen (um ein Kupferreinheitsniveau von 99, 999% herzustellen). Wegen der hohen Reinheit des Elektrolyts kann die Kathodenstromstärke bis 1000 A/m² erhöht werden, d. h. das Vierfache der üblichen Kathodenstromstärke. Dies gekoppelt mit der Elektrogewinnung aus einer Kupfer(I)-Lösung kann eine achtfache Erhöhung der Kupferproduktion gegenüber den üblichen Verfahren zur Folge haben. Dies ist eine bemerkenswerte Abkehr von den früheren Kupferverfahren.

KATHODE ZUM GEBRAUCH IN ELEKTROLYSEZELLEN

Eine spezielle Kathode kann in den Elektrolysezellen 32, 42 und 52 benutzt werden, obwohl diese Kathode eine breitere Anwendung über diese Zellen hinaus findet. Typischerweise wird die Kathode aus einer Kupferplatte gebildet, die eine Vielzahl von Stellen besitzt, um darauf Metall zu bilden. Jede Stelle ist von allen anderen Stellen getrennt durch Bereitstellen einer isolierenden Substanz zwischen ihr und allen anderen Stellen. Typischerweise werden die Stellen durch die Bildung einer Kupferplatte mit einer Vielzahl von Vertiefungen darauf hergestellt. Die Isolierung wird zwischen den Vertiefungen angeordnet und kann aus einem geeigneten Isoliermittel wie Butylgummi gebildet werden. Der Butylgummi verhindert die Bildung von jeglichem Metall zwischen den Vertiefungen, und deshalb strebt das Metall danach, aus der Vertiefung in einer baumähnlichen Weise herauszuwachsen. Das Metall kann von der Platte leicht abgewischt werden, indem man ein oder mehrere Wischerblätter über die Plattenoberfläche laufen läßt, speziell über die Vertiefungen, so daß das Metall heraus auf den Boden der Zelle fällt zum Sammeln und Entnehmen.

MEMBRAN

Die Elektrolysezellen 32, 42 und 52 können eine spezielle Membran verwenden, die Membran kann jedoch auch in anderen Zellen als diesen Zellen Verwendung finden. Im Gebrauch wird die Membran typischerweise um eine Anode einer Zelle auf einem Rahmen befestigt, zum Beispiel einem Fiberglasrahmen. Die Membrane wird typischerweise geformt durch das Befestigen (z. B. Auftragen) einer Na&sub2;SiO&sub3; Verbindung auf ein Trägersubstrat (typischerweise ein Glasgewebe-Trägersubstrat). Im Gebrauch bildet die Membran ein von Na&sub2;SiO&sub3; abgeleitetes Gel, welches extrem wirkungsvoll funktioniert bei der Übertragung von Strom zwischen den Anoden- und Kathodenkamern, und sie ist nicht durchlässig. Die Membran ist auch erheblich billiger herzustellen als vorhandene Membranen, zum Beispiel die NafionTM Membrane von Du Pont.

FLÜGELRAD

Die Belüftungszone der Einheit 10 kann ein Flügelrad verwenden wie in Abb. 3 gezeigt. Das Flügelrad ist jedoch nicht auf solchen Gebrauch beschränkt.
Bezüglich Abb. 3 besitzt ein Flügelrad 100 ein erstes Ende 102 für den Anschluß an einen Motorantrieb mit einem Kupplungsteil 104, das die Welle des Flügelrades aufweist.
Die Kupplung 104 ist zur Aufnahme eines Endglieds 106 geeignet, an dessem freiem Ende die Radblätter angebracht sind. Eine axiale Bohrung verläuft direkt durch das Flügelrad zu dem Luftverteilerzylinder 110, um Luft von einer separaten Quelle durch die Welle des Flügelrads in einen Hohlraum in dem Zylinder ein zuspeisen. Eine Vielzahl von Längsschlitzen 112 sind um den Rand des Zylinders gebildet, um Luft aus der Kammer freizusetzen. Die Schlitze setzen Luft frei zwischen einer Vielzahl von Flügel 114, die um den Rand von Zylinder 110 typischerweise gleich beabstandet sind. Die Flügel sind am Zylinder 110 befestigt und ebenso eine kreisförmige Platte 116, die den Sockel oder das Ende des Flügelrades kennzeichnet.
Die Anordnung des Flügelrads ermöglicht es, daß Luft in den Mineralschlamm gepreßt wird, der durch die Belüftungszone hindurchgelangt, so daß Mineralpartikel Luft auf ihrer Oberfläche absorbiert haben, die ein rasches Oxidationsauslaugen vom Mineral verursachen.
Beträchtliche Vorteile stammen von dem oben beschriebenen Verfahren der vorliegenden Erfindung einschließlich der Herstellung von Metall(en) mit hoher Reinheit in einer wirtschaftlichen, angemessenen und wenig verunreinigenden Art. Kapital und Betriebskosten werden ebenfalls stark reduziert durch die einfachen und wirkungsvollen Verfahrensparameter (z. B. niedrige Temperaturen und Drücke), mit den begleitenden Vorteilen von niedriger Energie und hoher Ausbeute.

GLEICHUNGEN

(1). CuFeS&sub2; + 3Cu&spplus;&spplus; → 4Cu&spplus; + Fe&spplus;&spplus; + 2Sº
(2). Cu&spplus;&spplus; + Fe&spplus;&spplus; → Cu&spplus; + Fe&spplus;&spplus;&spplus;
(3). Cu&spplus; + 3Cl&supmin; → CuCl&sub3;&supmin;
(4). Cu&spplus;&spplus; + Cl&supmin; → CuCl&spplus;
(5). CuFeS&sub2; + 3/4O&sub2; + 1/2H&sub2;O → FeOOH + CuS + Sº
(6). CuS + CuCl&spplus; + 5Cl&supmin; → 2CuCl&sub3;&supmin; + Sº
(7). CuCl&sub3;&supmin; → CuCl&spplus; + 2Cl&supmin; + e&supmin;
(8). CuFeS&sub2; + 2Cu&spplus; → CuS + Cu&sub2;S + Fe&spplus;&spplus;
(9). PbS + 2Cu&spplus; → Cu&sub2;S + Pb&spplus;&spplus;
(10). FeS + 2Cu&spplus; → Cu&sub2;S + Fe&spplus;
(11). 2Cu&spplus; + 1/2O&sub2; + 2H&spplus; → 2Cu²&spplus; + H&sub2;O
(12). Fe³&spplus; + 2H&sub2;O → FeOOH + 3H&spplus;
(13). Fe²&spplus; + 2Cu&spplus; + 3/4O&sub2; + 1/2H&sub2;O → FeCOH + 2Cu²&spplus;
(14). CuFeS&sub2; + Cu²&spplus; + 3/4O&sub2; + 1/2H&sub2;O → 2Cu&spplus; + FeOOH + 2Sº
(15). BrCl&sub2;&supmin; + 2Cu&spplus; → Br&supmin; + 2Cu&spplus;&spplus; + 2Cl&supmin;
(16). Br&supmin; + 2Cl&supmin; → BrCl&sub2;&supmin; + 2e&supmin;
(17). 3BrCl&sub2;&supmin; + 2CuFeS&sub2; → 2Cu&spplus; + 2Fe&spplus;&spplus; + 3Br&supmin; + 6Cl&supmin; + 4Sº
(18). 3BrCl&sub2;&supmin; + 2Auº → 2Au³&spplus; + 3Br&supmin; + 6Cl&supmin;
Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele verdeutlichen die Arbeitsweise von verschiedenen Erscheinungen des Verfahrens.

BEISPIEL 1

Dieses Beispiel demonstriert die Entnahme von löslichem Kupfer von dem Arbeitselektrolyten in der mp-Zone 20 von der Einheit 10, durch eine Austauschreaktion mit Blei in Galenit und Eisen in Pyrrhotin, gemäß den folgenden Gleichungen:
2Cu&spplus; + PbS → Cu&sub2;S + P&spplus;&spplus; (9)
2Cu&spplus; + FeS → Cu&sub2;S + Fe&spplus;&spplus; (10)
Fünf Kilogramm Chalkopyrit-Konzentrat wurden durchgerührt mit 10 Litern Elektrolyt, der 280 g/l NaCl, 28 g/l NaBr und 32,4 g/l ionisches Kupfer in der Kupfer(I)-Form enthält bei einem pH von 2,7. Die Temperatur wurde bei 85ºC über einen Zeitraum von 60 Minuten aufrechterhalten. ERGEBNISSE
Neunundneunzig Prozent des Kupfers war nach 60 Minuten aus der Lösung ausgefällt, und 91% des Bleis und 13% des Eisens kamen in Lösung.

BEISPIEL 2

Dieses Beispiel demonstriert die Reduktion von löslichem Kupfer in den Verfahrens-Elektrolyt von dem Kupfer(II)- zu dem Kupfer(I)-Stadium in der dm-Zone 19 gemäß der folgenden Gleichung:
3Cu²&spplus; + CuFeS&sub2; → 4Cu&spplus; + Fe&spplus;&spplus; + 2S (1)
In der dm-Zone der Einheit 10 wird der Elektrolyt von der Belüftungszone in Kontakt gebracht mit Kupferkonzentrat von der mp-Zone. Der Rücksand von Beispiel 1 (2,2 kg) wurde durchgerührt mit 10 Litern von Elektrolyt, welcher 280 g/l NaCl, 28 g/l NaBr, 71g/l Kupfer(I) und 7 g/l Kupfer(II) bei einem pH 2,6 enthält. Die Temperatur wurde bei 85ºC über einen Zeitraum von drei Stunden gehalten. ERGEBNISSE
Das Kupfer(II) wurde von 10% auf 1% über einen Zeitraum von drei Stunden reduziert.

BEISPIEL 3

Dieses Beispiel demonstriert die kombinierte Luft- und Kupfer(II)-Oxidation von Chalkopyrit in der Belüftungszone von dem Auslaugeverfahren gemäß:
CuFeS&sub2; + Cu²&spplus; + 3/4H&sub2;O → 2Cu&spplus; + FeOOH + 2Sº (13)
Der Rückstand von Beispiel 2 (1,4 kg) wurde durchgerührt mit 14 Litern von Elektrolyt, welcher 280 g/l NaCl, 28 g/l NaBr und 31,1g/l vollständig lösliches Kupfer mit 0,8 g/l Kupfer(II) enthält. Der Auslaugebehälter wurde mit einem Filter-"Socken" eingerichtet, der das Entfernen von klarer Flüssigkeit erlaubt, welche durch die Anodenkammer einer kleinen Elektrolysezelle gepumpt und dann zurück in den Auslaugeschlamm geführt wurde. Gleichstrom wurde an die Zelle angelegt, um Kupfer(I) in der Auslaugeflüssigkeit zu Kupfer(II) zu oxidieren. Während dieser Zeit wurde Luft in den Schlamm eingeblasen mittels eines "Schwimmtyp"-Flügelrades, um einen stabilen pH in dem Bereich 2-3 aufrechtzuhalten, bis das Kupfer(II)-Kupfer(I)-Verhältnis annähernd 80% erreichte. ERGEBNISSE
Weit über 95% von dem Kupfer wurde mit einem maximalen Eisengehalt des Elektrolyten von 1,1 g/l ausgelaugt mit dem Anstieg von 9-33% im Kupfer(II)-Verhältnis des Gesamtkupfergehalts.

BEISPIEL 4

Dieses Beispiel demonstriert das halex-Auslaugen von restlichem Kupfer in der hsl-Zone und das Auslaugen von Gold gemäß den Gleichungen (17) und (18).
Das Gerät von Beispiel 3 wurde geändert, indem das "Schwimmtyp"-Flügelrad durch ein Axialflügelrad und durch das Abdichten des Auslaugebehälters. Wieder wurde klare Flüssigkeit durch die Anodenkammer einer kleinen Elektrolysezelle gepumpt, um das rückständige Kupfer(I) in die Kupfer(II)-Form zu überführen. An diesem Punkt war das Redoxspotential (ORP: "oxidation reduction potential") des Elektrolyten annähernd +450 (Ag/AgCl Standardelektrode).
Ohne rückständiges Kupfer(I) in dem Elektrolyt wurde halex an der Anode gebildet Lind das ORP des Elektrolyten Steg stell an. Abb. 4 zeigt das Verhältnis zwischen elektrischer Energie, die in dem Elektrolyt gespeichert ist, und dem ORP. Gleichstrom wurde aufrechterhalten bis das ORP bei annähernd +700 mv sich stabilisiert und ein hohes Auslaugen von Kupfer und Gold sicherstellt. ERGEBNISSE
Das gesamte Kupferauslaugen beträgt 99%, wobei 98% von dem Gold in der hcl-Zone ausgelaugt wird.

BEISPIEL 5

Dieses Beispiel demonstriert ein Behandlungsverfahren für das Entfernen von löslichem Silber vom Mutter-Elektrolyt (Stufe 1- Behandlung).
Stufe 1-Behandlung beinhaltet die Elektrogewinnung bei niedriger Stromstärke auf einer Titankathode mit hoher Oberfläche mit der Zugabe von ionischem Quecksilber. Das Cu/Hg/Ag-Amalgam sonderte sich von der Kathode auf dieselbe Weise ab wie das Kupferprodukt. Die Zelle benutzte feste Kupferanoden, welche in der Praxis Kupferbriketts in einem Titankorb sein können. Das Amalgam wurde im zurückgeführten Anolyt gelöst, um Kupfer(II)- und Quecksilberionen, welche beide in Wasser löslich sind. Eine Verdünnung des Elektrolyts ergab ein Ausfällen von Silberchlo rid, welches thermisch behandelt wurde, um Silbermetall herzustellen. Kupfer(II)-, Quecksilber(II)- und jegliche verbleibende Silberionen wurden zu der Silbergewinnungszelle rückgeführt. Im Fall, daß sich in dem System Quecksilber aufbaut, das von dem Vorhandensein von Quecksilber in der Einspeisung herrührt, wurde das Ausfällen auf Kupfermetall von einem Abflußstrom ausgenutzt.
40 Liter von einem Mutter-Elektrolyt, der 81-1 g/l Kupfer in der Kupfer(II)-Form und 15 ppm Silber enthält, wurden in der Zelle bei 85ºC unter Zufuhr eines 10 A Gleichstroms verrührt. Die Kathode hatte eine Oberfläche von 0,25 m², die bei einer Stromdichte von 40A/m² arbeitete. Eine 10 g/l Quecksilberlösung wurde in die Zelle bei 4 ml/min zugemessen. ERGEBNISSE
Der Test wurde bei einem Silberstand von 0,17 ppm nach fünf Stunden abgebrochen. Der theoretische Silberstand um Kupfer nach L. M. E. Qualität-A-Beschreibung (25 ppm Ag) herzustellen ist 1,25 ppm. Durch Entfernen von Silber bis < 0,2 ppm jedoch kann Kupfer mit 99, 999%iger Reinheit potentiell hergestellt werden. Das verbleibende lösliche Quecksilber bei Vollendung des Tests war < 0,2 ppm in dem Elektrolyt.

BEISPIEL 6

Dieses Beispiel demonstriert ein Behandlungsverfahren für die Beseitigung von Verunreinigung durch Metallionen, außer Silber und Quecksilber (Stufe 2-Behandlung).
Die Stufe 2-Behandlung beruht auf der hohen Stabilität von Kupfer(I) bis zu einem pH von annähernd 6. Die Flüssigkeit von Stufe eins enthält nahezu null Kupfer(II) nach der Silberentfernung. Dies ist wichtig, da Kupfer (II) über pH 2,8-3,0 instabil ist und eine unlösliche Oxychloridverbindung bildet. Der pH der Flüssigkeit wird durch die Zugabe von Natriumkarbonat auf einen pH von 6,0 erhöht, die Verunreinigungen als eine komplexe Mischung von Oxiden und Karbonaten ausfällt, die sich absetzen und leicht abfiltern.
Die 40 Liter des Elektrolyts aus Beispiel 5 wurden bei 85ºC gereinigt durch die Zugabe von Natriumkarbonat als eine 40%ige w/v Lösung. Trockenes Natriumkarbonat kann für Anlagen, die in größerem Maßstab arbeiten, verwendet werden. ERGEBNISSE
Eisen, Zink und Blei fallen gleichzeitig aus. Der pH blieb konstant bei einem Wert von 5, während ein Großteil des Eisens ausfiel, und stieg dann an, bis Kupfer begann bei pH 6,0-6,2 auszufallen. Die Alkalizufuhr wurde bei pH 5,9 gestoppt, vor einem Verlust von Kupfer, aber die langsame Reaktionsgeschwindigkeit von restlichem löslichem Alkali zwang den pH bis auf 6,2 hinauf unter Verlust von 2 g/l Kupfer. Dies hebt die Notwendigkeit für gute pH-Kontrolle in dieser Stufe hervor. Blei und Zink stabilisierten bei 2,4 beziehungsweise 3,2 g/l, verunreinigten jedoch nicht das Kupfererzeugnis auf diesem jeweiligen Stand.
Eisen und Arsen wurden auf 5 ppm beziehungsweise < 1 ppm reduziert. Antimon und Wismut wurden während des Tests nicht kontrolliert, wurden jedoch in dem gereinigten Elektrolyt mit < 1 ppm beziehungsweise < 2 ppm analysiert.
Während die Erfindung mit Bezug auf eine Anzahl von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte anerkannt werden, daß die Erfindung in vielen anderen Ausführungsformen angewendet werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von einem oder von mehreren Metallen aus einem dieselben enthaltenden Mineral, gemäß welchem das Mineral in ein Auslaugeverfahren überführt wird, das eine Zone mit einem hohen Oxidationspotential (hop-Zone: "high oxidation potential") und eine Zone mit einem niedrigen Oxidationspotential (lop-Zone: "low oxidation potential") aufweist und durch welches ein Elektrolyt mit saurem pH von der hop-Zone zu der lop-Zone hindurch läuft, Verfahren das nachfolgende Schritte umfaßt:

(i) Einspeisen des Minerals in die lop-Zone, um dasselbe mit dem Elektrolyten in Kontakt zu setzen, wobei mindestens einiges von dem oder von jedem Metall aus dem Mineral ausgelaugt wird, wobei wenigstens einiges von dem oder von jedem Metall das ausgelaugt wurde in einem Wertigkeitsstadium von niedriger Oxidation vorliegt:

(ii) Elektrolyse des Elektrolyten der die lop-Zone verläßt in einem Elektrolyseprozeß zwecks Herstellung von dem einen Metall oder von den mehreren Metallen und zwecks Erhöhung des Oxidationspotentials des Elektrolyten der aus dem Elektrolyseprozeß austritt;

(iii) Rückführen des Elektrolyten mit dem erhöhten Oxidationspotential in die hop-Zone des Auslaugeverfahrens; und

(iv) Verminderung des Oxidationspotentials des Elektrolyten während derselbe von der hop-Zone in die lop-Zone überführt wird, auf dessen Wert von vor der Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß

der Elektrolyt, der in die hop-Zone eingespeist wird, zwei oder mehrere Halogenide von verschiedenen Halogenen enthält, und daß die Erhöhung des Oxidationspotentials des Elektrolyten hervorgerufen wird durch die anodische Bildung in dem Elektrolyten von einem oder von mehreren Halogenidarten, welche eine Art von Polyhalogeniden darstellen welche gebildet werden aus zwei oder aus mehreren Halogeniden von verschiedenen Halogenen, bevor der Elektrolyt in die hop-Zone zurückgeführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, in welchem das Oxidationspotential des Elektrolyten dadurch vermindert wird, daß der Elektrolyt im Gegenstromverfahren mit einer oxidierbaren Substanz in Kontakt gesetzt wird, während der Elektrolyt von der hop-Zone in die lop-Zone überführt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch, 2 in welchem die oxidierbare Substanz ein Mineral ist und der Elektrolyt in einem kontinuierlichen Kontakt mit dem Mineral steht, während das Mineral von der lop-Zone in die hop-Zone überführt wird, um das Metall oder jedes Metall weitgehend aus dem Mineral auszulaugen.

4. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Arten von Polyhalogeniden ein weiteres Auslaugen von dem einen Metall oder von den mehreren Metallen aus dem Mineral herbeiführen wenn das Mineral durch die hop-Zone hindurch gelangt.

5. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem der Elektrolyt Chlorid und gelösten Kupfer enthält, welcher im wesentlichen in dem Stadium von Kupfer(II) vorliegt wenn der Elektrolyt in die hop-Zone eintritt, und im wesentlichen in dem Stadium von Kupfer(I) vorliegt wenn der Elektrolyt die lop-Zone verläßt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, in welchem die hop-Zone eine Auslaugezone für die Halogenidarten (hsl-Zone: "halide species leaching") umfaßt, in welche Elektrolyt geführt wird welcher aus dem Elektrolyseprozeß zurückkehrt, und in welcher das endgültige Auslaugen des Minerals stattfindet, bevor es aus dem Auslaugeverfahren entfernt wird, sowie eine Belüftungszone durch welche Elektrolyt aus der hsl-Zone hindurchgeführt und belüftet wird und durch welche teilweise ausgelaugtes Mineral aus der lop- Zone zum weiteren Auslaugen hindurch geführt wird, bevor es in die hsl-Zone transportiert wird, wobei die Belüftung ausgelaugtes Eisen ausfällt, wenn es in dem Mineral vorhanden ist, und/oder mindestens einiges von allem in der Belüftungszone in der Form von Kupfer(I) vorliegenden Kupfer zu Kupfer(II) oxidiert.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem der Elektrolyt nach dem Verlassen der lop-Zone und bevor er in den Elektrolyseprozeß eintritt behandelt wird, wobei das Behandlungsverfahren nachfolgende Schritte umfaßt:

(ia) Entfernen von jeglichen Verunreinigungen in dem Elektrolyten; und/oder

(ib) Entfernen von bestimmten Metallen, ggf. von einem bestimmten Metall.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, in welchem der Schritt (ib) das Anheben des pH-Wertes des Elektrolyten auf einen Wert einschließt, welcher ausreicht um das oder jedes Metall, das in dem Elektrolyseprozeß hergestellt werden soll, in Lösung zu halten, welcher jedoch das Ausfällen von mindestens einigen der bestimmten Metalle zu Folge hat, wobei die Niederschläge dann von dem Elektrolyten abgetrennt werden.

9. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem der Elektrolyseprozeß die Herstellung von einem oder von mehreren Metallen in einer oder in mehreren Elektrolysezellen beinhaltet, in welchem die oder jede Elektrolysezelle eine Membran enthält, welche die Kathode von der Anode trennt, und in welchem das oder jedes Metall an der Kathode einer gegebenen Zelle erzeugt wird, wobei der Elektrolyt einen Katholyten an der Kathodenseite der Zelle bildet und der Elektrolyt einen Anolyten an der Anodenseite der Zelle bildet, wobei mindestens eine Portion des Katholyten zu dem Anolyten übergeleitet wird, entweder direkt durch eine Membran hindurch oder durch Umgehung derselben oder aber indirekt über eine oder mehrere weitere Elektrolysezellen.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, in welchem die Membrane nicht durchlässig ist und der Strom des Katholyten die Membran umfließt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9, in welchem der Elektrolyseprozeß eine Mehrzahl von Elektrolysezellen in einer Reihenanordnung beinhaltet, wobei der Katholyt und der Anolyt sich entweder in einem Gleichstrom oder in einem Gegenstrom in der Reihenanordnung befinden;

und wenn sie sich im Gegenstrom befinden;

wird wenigstens eine Portion des Katholyten aus einer vorgegebenen Zelle in der Reihe zu einer nachfolgenden Zelle in der Reihe überführt, zwecks Bildung von mindestens einer Portion des Katholyten in dieser Zelle, und wenigstens eine Portion des Anolyten in der nachfolgenden Zelle wird in die vorgegebene Zelle zurückgeführt, zwecks Bildung von mindestens einer Portion des Anolyten in der vorgegebenen Zelle;

und wenn sie sich im Gleichstrom befinden;

wird wenigstens eine Portion des Katholyten aus der vorgegebenen Zelle in der Reihe zu einer nachfolgenden Zelle in der Reihe überführt, zwecks Bildung von mindestens einer Portion des Katholyten in dieser Zelle, und wenigstens eine Portion des Anolyten in der vorgegebenen Zelle wird überführt, zwecks Bildung von mindestens einer Portion des Anolyten in der nachfolgenden Zelle;

in welchem wenigstens eine Portion des Katholyten für die erste Zelle in der Reihe der Elektrolyt aus der lop-Zone ist, und in welchem wenigstens eine Portion des Elektrolyten der zu der hop-Zone zurückgeführt wird entweder der Anolyt aus der ersten Zelle in der Reihe ist, wenn der Katholyt und der Anolyt im Gegenstrom geführt werden, oder der Anolyt aus der letzten Zelle ist, wenn sich der Katholyt und der Anolyt im Gleichstrom befinden.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, in welchem, wenn der Anolyt und der Katholyt im Gegenstrom geführt werden, mindestens eine Portion des Katholyten aus der letzen Zelle in der Reihe überführt wird um den Anolyten in der letzten Zelle zu bilden, und, wenn der Katholyt und der Anolyt im Gleichstrom geführt werden, mindestens eine Portion des Katholyten aus der letzten Zelle in der Reihe überführt wird um den Anolyten in der ersten Zelle zu bilden.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, in welchem ein Behandlungsverfahren angewandt wird für in jede Zelle eintretenden Elektrolyten zwecks Entfernens von jeglichen Verunreinigungen in dem Elektrolyten und zwecks Entfernens jeglichen Metalls welches das oder jedes Metall verunreinigen könnte, welches in der Zelle hergestellt wird.

14. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, in welchem das Mineral, welches in das Auslaugeverfahren eingespeist wird, Ni, Pb und Zn umfaßt und eine der Zellen in der Reihe ist für die Produktion von Ni, eine andere Zelle ist für die Produktion von Pb oder Pb/Zn und eine weitere Zelle ist für die Produktion von Zn.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, falls abhängig von Anspruch 13, in welchem das Behandlungsverfahren vor der Zelle für die Nickelherstellung miteinschließt, daß der Elektrolyt durch den Nickel in Partikelform hindurch geführt wird, das Behandlungsverfahren vor der Zelle für die Bleiherstellung miteinschließt, daß der Elektrolyt durch das Blei in Partikelform hindurch geführt wird und das Behandlungsverfahren vor der Zelle für die Zinkherstellung miteinschließt, daß der Elektrolyt durch Zink in Partikelform hindurch geführt wird.

16. Verfahren gemäß den Ansprüchen 5 oder 6, in welchem das Mineral, das dem Auslaugeverfahren zugeführt wird, das Kupfer in Form eines Sulfids enthält, so daß der Transport des Minerals durch das Auslaugeverfahren elementaren Schwefel zum Ausfällen bringt, welcher dann mit dem ausgelaugten Mineral, welches das Auslaugeverfahren verläßt, entfernt wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 5, Anspruch 6 oder Anspruch 16, in welchem die lop-Zone eine Zone für gelösten Kupfer (dc-Zone: "dissolved copper") umfaßt, in welcher mindestens eine Portion des Kupfers in einer löslichgemachten Form vorliegt, und eine Kupferausfällungszone (cp-Zone: "copper precipitation") in welcher mindestens eine Portion von jeglichem gelösten Kupfer in dem Elektrolyten aus demselben ausgefällt wird, um sich mit jedem Mineral zu mischen, das dem Auslaugeverfahren in der cp-Zone zugesetzt wird, wobei die resultierende Mischung dann im Gegenstrom durch das Auslaugeverfahren hindurchgeführt wird, wobei Elektrolyt aus der hop- Zone zuerst durch die dc-Zone passiert und dann durch die cp-Zone geführt wird und wobei Mineral dem Auslaugeverfahren zugesetzt wird entweder in der dc- und der cp-Zone oder in beiden.

18. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder Anspruch 17, in welchem der Elektrolyseprozeß die Herstellung von Kupfer in wenigstens einer Kupferelektrolysezelle beinhaltet, so daß der Elektrolyt der zu der Kupferelektrolysezelle hingeführt wird aus der lop-Zone kommt, wenn die lop-Zone eine dc-Zone und eine cp-Zone umfaßt, so daß der Elektrolyt aus der dc-Zone ist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, in welchem mindestens eine der Verunreinigungen Silber ist und der Schritt (1a) ist ein Behandlungsverfahren um das Silber weitgehendst aus einem Kupfer(I)chloridelektrolyten zu entfernen und er schließt folgende Schritte ein:

- Überführung des Elektrolyten zu einer Elektrolysezelle mit einer Kathode und einer Kupferanode:

- Zugabe von löslichem Quecksilber zu dem Elektrolyten in der Zelle;

- Elektrolyse der resultierenden Lösung zum Bilden eines Cu/Hg/Ag-Amalgams an der Kathode.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, das die folgenden zusätzlichen Schritte beinhaltet:

- Entfernen des Amalgams und Auflösen desselben in einer oxidierenden Lösung:

- Verdünnen der Lösung um das Silber als Silberchlorid auszufällen; und

- Abtrennen des Silberchlorids von der verbleibenden Lösung.

21. Verfahren gemäß Anspruch 19, in welchem die Elektrolyse einen niedrige Kathodenstromstärke benutzt.

22. Verfahren gemäß Anspruch 19, in welchem das Kathodenmaterial Titan ist und die Kupferanode aus einzelnen Blöcken oder Granulaten in einem durchlässigen Titankorb besteht.

23. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, in welchem die zu entfernenden Verunreinigungen die besagten bestimmten Metalle enthalten und der Schritt (1b) ist ein Behandlungsverfahren um die bestimmten Metalle weitgehendst aus einem Kupfer(I)chloridelektrolyten mit einem pH von gewöhnlich weniger als 3,5 zu entfernen, und er umfaßt die folgenden Schritte:

- Erhöhung des pH-Wertes des Elektrolyten herauf bis zu einem Wert der von annähernd 6 bis 6,5 reicht oder bis zu einem Wert der gerade unterhalb der Kupfer(I)chloridfällung liegt, dies in schrittweisen Erhöhungen um einen oder mehrere vorherbestimmte pH-Bereiche zwischen einem pH-Wert von 3,5 und dem besagten Wert, wobei ein jeder pH-Bereich einem Punkt entspricht an dem eines oder mehrere der bestimmten Metalle aus dem Elektrolyten ausfallen; und

- Entfernen des Niederschlages von einem oder von mehreren der bestimmten Metalle bei jedem pH-Bereich aus dem Elektrolyten.

24. Verfahren gemäß Anspruch 23, in welchem die ausgefällten Metalle Eisen, Arsen. Antimon, Wismut, Blei, Zink, Nickel und Kupfer in seiner Kupfer(II)-Wertigkeit umfassen.

25. Verfahren gemäß Anspruch 23, in welchem ein lösliches Eisen(II)-salz der Lösung zugesetzt werden kann und der pH durch Zugabe von Natriumcarbonat Na&sub2;CO&sub3; erhöht wird.

26. Verfahren gemäß Anspruch 18, in welchem der Elektrolyt nach Verlassen der lop-Zone und vor dem Eintritt in die Kupfer-Elektrolysezelle behandelt wird, wobei das Behandlungsverfahren folgende Schritte umfaßt:

(ic) wesentliches Entfernen von jeglichen Verunreinigungen im Elektrolyten; und/oder

(id) wesentliches Entfernen der bestimmten Metalle.

27. Verfahren gemäß Anspruch 26, in welchem die besagten bestimmten Metalle in dem Mineral, das in das Auslaugeverfahren eingeführt wird anwesend sind und eines oder mehrere der Elemente Pb, Zn, As, Sb, Bi, Hg, Ag, Fe umfassen und ein wesentliches Entfernen der bestimmten Metalle in dem Schritt (id) beinhaltet die Behandlung des Elektrolyten in einem Behandlungsverfahren:

(ie) gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, zum Entfernen von jeglichem Silber und Quecksilber in dem Elektrolyten; und/oder

(if) gemäß irgendeinem der Ansprüche 22 bis 25, zum wesentlichen Entfernen von jeglichen übriggebliebenen bestimmten Metallen.

28. Verfahren gemäß Anspruch 27, in welchem vor dem Schritt (ie) der Elektrolyt mit Kupfermetall in Berührung gesetzt wird, um jegliches Kupfer(II) in der Lösung zu Kupfer (I) zu reduzieren und um ein Zementieren jeglichen Silbers in dem Elektrolyten an das Kupfer zu bewirken, um so den Silberanteil in dem Elektrolyten auf annähernd 15 ppm zu verringern.

29. Verfahren gemäß Anspruch 27, in welchem in dem Schritt (ie) die Kupfer(I)chloridlösung, wie sie in Anspruch 19 beschrieben worden ist, der Elektrolyt ist und die oxidierende Lösung, wie sie in Anspruch 20 beschrieben worden ist, eine Portion von dem aus der Kupfer- Elektrolysezelle zurückgekehrten Anolyten ist und zumindest ein wenig Kupfer in der Kupfer(II)-Form darin enthält.

30. Verfahren gemäß Anspruch 27, in welchem in dem Schritt (ie) jegliches nicht wesentlich entferntes Quecksilber wesentlich entfernt wird, dadurch daß wenigstens eine Portion des Elektrolyten aus dem Schritt (ie) mit Kupfermetall in Kontakt gebracht wird und daß dann der so in Kontakt gebrachte Elektrolyt in den Schritt (if) zurückgeführt wird.

31. Verfahren gemäß Anspruch 15, in welchem das Behandlungsverfahren ebenfalls eine Behandlung des Elektrolyten in folgenden Schritten beinhaltet:

- Verfahren, wie es in irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21 definiert worden ist, zum weitgehenden Entfernen von Ag und Hg; und/oder

- Verfahren, wie es in irgendeinem der Ansprüche 22 bis 25 definiert worden ist, zum weitgehenden Entfernen von jeglichem übriggebliebenen Metall unter den besagten bestimmten Metallen, welche das oder jedes in einer gegebenen Zelle hergestellte Metall verunreinigen könnten.

32. Verfahren gemäß Anspruch 17, in welchem Kupfer in einem Niederschlag, der durch die dc-Zone hindurch in die hop-Zone überführt wird, schrittweise hieraus ausgelaugt wird, so daß ein Mineral welches das Auslaugeverfahren verläßt im wesentlichen frei von Kupfer ist.

33. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem sich der in der hop-Zone zurückgeführte Elektrolyt bei einem Oxidationspotential (Eh) von mehr als +600 mV (bezogen auf eine Ag/AgCl Standardelektrode) befindet.

34. Verfahren gemäß Anspruch 33, in welchem der Elektrolyt jegliches Gold auslaugt, das in dem zu dem Auslaugeverfahren zugesetzten Mineral anwesend ist und in welchem eine Portion des Elektrolyten in der hop-Zone entfernt wird und zu einem Verfahren zur Goldwiedergewinnung überführt wird, welch letzteres die folgenden Schritte umfaßt:

- Überführen der Elektrolytportion auf ein Bett aus Aktivkohle;

- die Elektrolytportion in Kontakt bringen mit einer Lösung mit einem niedrigen Oxidationspotential zur Verminderung des Oxidationspotentials Eh bis unter den Wert von +600 mv (Referenz Ag/AgCl), um das Ausscheiden des Goldes aus der Lösung und eine Adsorption an der Aktivkohle zu bewirken;

- Trennen des Produktes Kohle/Gold von der Elektrolytportion;

- Zurückführen der Elektrolytportion, die von dem Gold befreit worden ist, zu der hop-Zone; und

- Wiedergewinnung des Goldes aus dem Produkt Kohle/Gold.

35. Verfahren gemäß Anspruch 34, in welchem die Lösung mit dem niedrigen Oxidationspotential aus verbrauchtem Katholyten aus dem Elektrolyseprozeß besteht.

36. Gegenstromauslaugeverfahren zum Auslaugen von einem oder von mehreren Metallen aus einem Mineral, das solche Metalle enthält, wobei das Verfahren eine Zone mit hohem Oxidationspotential (hop-Zone) und eine Zone mit niedrigem Oxidationspotential (lop-Zone) beinhaltet, wobei ein Elektrolyt mit einem hohen Oxidationspotential und mit einem sauren pH zu der hop-Zone geführt wird und das Mineral zu der lop-Zone hinzugegeben wird, Verfahren das folgende Schritte umfaßt:

(1) Überführen des Elektrolyten von der hop-Zone in die lop-Zone und Transport des Minerals von der lop-Zone in die hop-Zone in der entgegengesetzten Richtung zu dem Fluß des Elektrolyten, wobei der Elektrolyt in einem kontinuierlichen Kontakt mit dem Mineral gehalten wird, um mindestens einen Teil von dem einen oder von den mehreren Metalle aus demselben auszulaugen, wodurch das Oxidationspotential desselben vermindert wird;

(2) Entfernen des Elektrolyten aus der lop-Zone mit einem oder mit mehreren Metallen in demselben und Entfernen eines teilweisen oder eines weitgehendst ausgelaugten Minerals aus der hop-Zone;

dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt, der in die hop-Zone eingespeist wird, eine oder mehrere Arten von Halogeniden beinhaltet, wobei dieselben aus einer Art Polyhalogeniden bestehen, welche aus zwei oder mehreren Halogeniden von verschiedenen Halogenen gebildet werden.

37. Verfahren gemäß Anspruch 36, in welchem die Polyhalogenidenart anodisch in einem Elektrolyseprozeß gebildet wird.

38. Verfahren gemäß Anspruch 36 oder Anspruch 37, in welchem der Elektrolyt Chlorid und gelöstes Kupfer enthält, wobei das Kupfer in der Kupfer(II)-Form vorliegt wenn der Elektrolyt in die hop-Zone eintritt.

39. Verfahren gemäß Anspruch 38, in welchem die hop-Zone eine Auslaugezone für die Halogenidarten (hsl-Zone) aufweist, in welche Elektrolyt für das Verfahren eingespeist wird, und in welcher das endgültige Auslaugen des Minerals stattfindet bevor es aus dem Auslaugeverfahren entfernt wird, sowie eine Belüftungszone durch welche der Elektrolyt von der hsl-Zone hindurchgeführt und belüftet wird und durch welche teilweise ausgelaugtes Mineral aus der lop-Zone zum weiterreichenden Auslaugen hindurchgeführt wird bevor es in die hsl-Zone transportiert wird, wobei die Belüftung ausgelaugtes Eisen ausfällt wenn solches in dem Mineral anwesend ist und/oder mindestens ein wenig von jeglichem Kupfer (I) das in der Belüftungszone vorliegt zu Kupfer(II) oxidiert.

40. Verfahren gemäß Anspruch 38 oder Anspruch 39, in welchem die lop-Zone eine Zone mit gelöstem Kupfer (dc-Zone) umfaßt, in welcher Kupfer in einer löslichgemachten Form vorliegt, sowie eine Kupferausfällungszone (cp-Zone) in welcher gelöstes Kupfer in dem Elektrolyten aus demselben ausgefällt wird, um sich mit jeglichem Mineral zu vermischen das dem Verfahren in der cp-Zone zugesetzt worden ist, während Elektrolyt aus der hop-Zone zuerst durch die dc-Zone und dann durch die cp-Zone hindurchgeführt wird bevor er aus dem Verfahren ausscheidet und während Mineral dem Verfahren entweder in der dc-Zone oder in der cp-Zone oder in beiden zugesetzt wird.

41. Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 38 bis 40, in welchem das in das Verfahren eingespeiste Mineral Kupfer in der Form von Sulfid enthält, so daß der Transport des Minerals durch das Auslaugeverfahren zum Ausfällen von elementarem Schwefel führt, welcher dann zusammen mit dem ausgelaugten und das Verfahren verlassenden Mineral entfernt wird.

42. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das in das Verfahren eingespeiste Mineral Schwefel enthaltendes Erz umfaßt.

43. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das Verfahren bei Atmosphärendruck oder in der Nähe desselben durchgeführt wird.

44. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem der Elektrolyt Natriumchlorid in einer Konzentration in dem Bereich von 250 bis 300 g/l des Elektrolyten enthält.

45. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem der pH des Elektrolyten bei 3,5 oder darunter liegt.

46. Verfahren gemäß Anspruch 45, in welchem der pH des Elektrolyten in dem Bereich zwischen 0,5 und 3 liegt.

47. Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Temperatur des Elektrolyten größer als 60ºC ist.

48. Verfahren gemäß Anspruch 47, in welchem die Temperatur des Elektrolyten in dem Bereich zwischen 70ºC und dem Siedepunkt des Elektrolyten bei dem Umgebungsdruck liegt.