FI122781B - Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI122781B
FI122781B FI20110076A FI20110076A FI122781B FI 122781 B FI122781 B FI 122781B FI 20110076 A FI20110076 A FI 20110076A FI 20110076 A FI20110076 A FI 20110076A FI 122781 B FI122781 B FI 122781B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
copper
oxide
process according
solution
chloride solution
Prior art date
Application number
FI20110076A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20110076A0 (fi
Inventor
Janne Karonen
Heikki Eerola
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Priority to FI20110076A priority Critical patent/FI122781B/fi
Publication of FI20110076A0 publication Critical patent/FI20110076A0/fi
Priority to PCT/FI2012/050202 priority patent/WO2012117163A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122781B publication Critical patent/FI122781B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00—Compounds of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C22B15/0052—Reduction smelting or converting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0065—Leaching or slurrying
    • C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
    • C22B15/0069—Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0084—Treating solutions
    • C22B15/0089—Treating solutions by chemical methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/10—Hydrochloric acid, other halogenated acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

MENETELMÄ KUPARITUOTTEEN VALMISTAMISEKSI KEKSINNÖN ALA
Keksintö kohdistuu menetelmään tuottaa hydrometallurgisesti kuparia, jonka 5 lopullinen puhdistus tapahtuu pyrometallurgisen sulatusprosessin yhteydessä.
KEKSINNÖN TAUSTA
Erilaisten kuparin valmistusmenetelmien tarkoituksena on tuottaa kuparia, 10 joka täyttää LME-A-tason (LME-London Metal Exchange, BS 6017:1981) vaatimukset. Kun kupariraaka-aine on esimerkiksi kuparisulfidimalmi, sille suoritetaan yleensä rikastus ja liuotus joko sulfaatti- tai kloridimiljöössä. Tämän jälkeen epäpuhtauksia sisältävä kuparirikas liuos johdetaan liuospuhdistukseen epäpuhtauksien poistamiseksi. Sulfaattipohjaisen 15 liuoksen liuospuhdistus suoritetaan yleensä neste-nesteuuton avulla, jolloin kupari siirretään ensin orgaaniseen faasiin ja tämän jälkeen toiseen vesifaasiin, joka johdetaan kuparin elektrolyyttiseen talteenottoon.
Kun kuparirikasteen liuotusliuos on kloridipohjainen, kuparirikkaalle liuokselle 20 suoritetaan ensimmäisen vaiheen liuospuhdistus yleensä seostamalla ja sen jälkeen vähäisessä määrin olevat epäpuhtaudet poistetaan ioninvaihdolla. Jos kuparin talteenotto tapahtuu elektrolyyttisesti, tarkka liuospuhdistus ei ehkä ole välttämätöntä. US-patenttijulkaisussa 5,487,819 kuvataan menetelmää kuparin valmistamiseksi hydrometallurgisesti kuparia sisältävästä 25 raaka-aineesta kuten kuparisulfidirikasteesta. Menetelmän mukaisesti raaka-ainetta liuotetaan vastavirtaliuotuksena natriumkloridi-kuparikloridiliuoksella useammassa vaiheessa yksiarvoisen kupari(l)kloridiliuoksen muodostamiseksi. Muodostuneelle liuokselle suoritetaan tavanomainen liuospuhdistus hydroksidisaostuksena, jota on kuvattu esimerkissä 6. Sinkin ja lyijyn 30 pitoisuudet kupari(l)kloridiliuoksessa ovat liuospuhdistuksen jälkeen tasolla 2 - 3 g/l, ja liuos johdetaan kuparielektrolyysiin.
2
Klorid jpohjaista kuparin talteenottoa on kuvattu myös esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 6,007,600 ja epäpuhtauksien poistoa ioninvaihdolla EP-patenttijulkaisussa 1 497 474. Epäpuhtauksien poiston jälkeen puhtaasta 5 kuparikloridiliuoksesta saostetaan kupari(l)oksidi alkalihydroksidin avulla. Kupari(l)oksidi pelkistetään sopivan pelkistysaineen avulla metalliseksi kupariksi. Kuparikloridin liuospuhdistus ennen kupari(l)oksidin saostusta on hyvin tärkeä osa prosessia, sillä kaikki liuoksessa olevat metalliset epäpuhtaudet saostuvat kuparin mukana. Liuospuhdistus muodostaa myös varsin 10 merkittävän osan prosessin kokonaiskustannuksista.
Fl-patenttijulkaisusta 107455 tunnetaan menetelmä kuparin valmistamiseksi kuparipitoisista raaka-aineista. Raaka-ainetta liuotetaan useampivaiheisena liuotuksena kloridipohjaiseen liuokseen suolahapon ja hapen avulla. Kuparia 15 sisältävälle liuokselle suoritetaan kaksiarvoisen kuparin pelkistys myöhemmästä vaiheesta saatavalla kuparilla. Liuokselle suoritetaan liuospuhdistus metallisen kuparin ja magnesiumoksidin avulla ja syntyvät metalliset epäpuhtaudet poistetaan sakkoina. Kupari saostetaan kloridiliuoksesta magnesiumoksidin avulla kuparioksiduulina eli kupari(l)oksidina Cu20. 20 Kupari(l)oksidisakka pelkistetään esimerkiksi kaasun, öljyn tai hiilen avulla metalliseksi kupariksi. Kupari(l)oksidin saostuksessa muodostuvaa magnesiumkloridiliuosta syötetään pyrohydrolyysiin, jossa polttoaineen avulla muodostetaan suolahappoa, jota käytetään raaka-aineen liuotuksessa. Osa magnesiumkloridiliuoksesta voidaan johtaa suoraan 25 raaka-aineen liuotukseen. Magnesiumin regenerointi pyrohydrolyysin avulla kuluttaa huomattavasti energiaa.
Pyrometallurgisessa kuparin valmistuksessa kuparisulfidirikaste sulatetaan esimerkiksi suspensiosulatusuunissa. Muodostettu rikkiä ja rautaa sisältävä 30 kuparikivi käsitellään konvertterissa, jossa rauta ja rikki poistetaan ja kupari hapetetaan metalliseen muotoon. Lopullinen kuparisulan puhdistus tapahtuu anodiuunissa, jossa esimerkiksi kuparin sisältämä happi pelkistetään 3 kuparisulasta. Puhdas kupari valetaan anodeiksi elektrolyyttisesti tapahtuvaa viimeistä puhdistusta varten. Vaikka anodikuparin kuparipitoisuus on luokkaa 99,3 %, se sisältää kuitenkin vielä pieniä määriä nikkeliä, arseenia, antimonia ja jalometalleja raaka-aineesta riippuen. Katodikuparin pitoisuus 5 on 99,998 %, joten se täyttää LME-A vaatimukset.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Joissakin tapauksissa on edullista yhdistää hydrometallurginen ja pyrometallurginen kuparin valmistus. Keksinnön mukaisen menetelmän 10 avulla on mahdollista käsitellä hydrometallurgisesti myös sellaisia raaka-aineita, joiden käsittely pyrometallurgisesti on hankalaa. Raaka-aineet sisältävät esimerkiksi arseenia, klooria tai fluoria tai niiden kuparipitoisuus on matala. Kehitetyssä menetelmässä voidaan hydrometallurgisessa käsittelyssä käyttää hyväksi sulaton yhteydessä muodostuvaa tai valmistettavaa 15 rikkihappoa. Hydrometallurginen valmistus ei lisää rikkihapon tuotantoa, ja tämä on edullista, sillä rikkihapon saattaminen markkinoille tuottaa toisinaan vaikeuksia. Hydrometallurgisesti valmistetun kuparituotteen liuospuhdistus-vaihe muodostuu taloudellisesti edulliseksi, kun kuparituotteen loppukäsittely tapahtuu pyrometallurgisessa sulatusuunissa.
20
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksintö kohdistuu menetelmään kuparituotteen valmistamiseksi hydrometallurgisesti kuparisulfidipitoisesta raaka-aineesta tuotteen pyrometallurgista jatkokäsittelyä varten. Menetelmä käsittää ainakin 25 seuraavat vaiheet: a) kuparisulfidipitoista raaka-ainetta liuotetaan vastavirtaliuotuksena suolahapon ja happipitoisen kaasun avulla kalsiumia sisältävässä liuoksessa kupari(l)kloridiliuoksen muodostamiseksi, b) kupari(l)kloridiliuoksesta poistetaan sinne muodostunut 30 kupari(ll)kloridi, c) kupari(l)kloridiliuos neutraloidaan, 4 d) kupari saostetaan kupari(l)kloridiliuoksesta kupari(l)oksidina kalsiumyhdisteen avulla, e) muodostettu kupari(l)oksidi johdetaan pyrometallurgiseen jatkokäsittelyyn, ja 5 f) kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostunut kupariköyhä kalsiumkloridiliuos regeneroidaan rikkihapon avulla suolahapoksi, joka johdetaan kuparisulfidirikasteen liuotukseen.
Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä edullisessa suoritusmuodossa 10 muodostettu kupari(l)oksidi johdetaan pyrometallurgiseen pelkistyskäsit-telyyn metallisen kuparituotteen muodostamiseksi.
Keksinnön erään suoritustavan mukaan kupari(l)oksidi pelkistetään hiiltä ja/tai vetyä sisältävän aineen avulla. Kupari(l)oksidi voidaan pelkistää 15 esimerkiksi raskaan polttoöljyn avulla. Kupari(l)oksidin pyrometallurginen pelkistys tapahtuu lämpötilassa vähintään 400 °C.
Menetelmän mukaisesti metallinen kuparituote johdetaan kuparin sulatus-prosessin johonkin uuniin. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kuparin 20 sulatusprosessin uuni on konvertteri. Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan kuparin sulatusprosessin uuni on anodiuuni.
Keksinnön mukaisen menetelmän toisen suoritusmuodon mukaan saosta-malla muodostetusta kupari(l)oksidista poistetaan sen sisältämät kloridit 25 kuumentamalla kupari(l)oksidia happipitoisessa kaasuvirrassa, jolloin kloridit haihtuvat ja kupari(l)oksidi hapettuu kupari(ll)oksidiksi, joka syötetään kuparin sulatusprosessin johonkin uuniin. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kupari(ll)oksidi johdetaan rikasteen sulatusuuniin. Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan kupari(ll)oksidi johdetaan konvertteriin.
Keksinnön erään suoritustavan mukaan liuotuksessa muodostunut rauta- ja rikkisaostuma poistetaan liuotusjätteenä.
30 5
Keksinnön erään suoritustavan mukaan kupari(l)kloridiliuoksesta poistetaan sinne muodostunut kupari(ll)kloridi pelkistämällä liuosta metallisessa muodossa olevan kuparin avulla. Keksinnön erään toisen suoritustavan 5 mukaan kupari(l)kloridiliuoksesta poistetaan sinne muodostunut kupari(ll)-kloridi kalkkiyhdisteen avulla atakamiittina.
Keksinnön erään suoritustavan mukaan kupari(l)kloridiliuosta neutraloidaan kalkkiyhdisteellä ja samalla siitä saostetaan liuoksessa olevat epäpuhtaus-10 metallit. Tyypillistä on, että epäpuhtausmetalli on ainakin yksi joukosta lyijy, sinkki, antimoni tai vismutti.
Keksinnön erään suoritustavan mukaan kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostettu kupariköyhä kalsiumkloridiliuos sisältää magnesiumia ja liuok-15 selle suoritetaan ainakin osittainen magnesiumin poisto kalsiumyhdisteen avulla ennen liuoksen johtamista regenerointiin.
Keksinnön erään edullisen suoritustavan mukaan kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostuneen kupariköyhän kalsiumkloridiliuoksen regenerointiin 20 käytetään pyrometallurgisessa sulatusprosessissa muodostuvaa pesu-happoa.
KUVALUETTELO
Kuva 1 esittää virtauskaaviota keksinnön eräästä suoritusmuodosta.
25
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksinnön mukainen menetelmä kuparia sisältävien sulfidisten rikasteiden tai raaka-aineiden liuottamiseksi ja kuparin talteen ottamiseksi niistä perustuu siihen, että kuparipitoinen raaka-aine liuotetaan suolahapon ja 30 happipitoisen kaasun avulla kalsiumia sisältävään liuokseen. Kuparia sisältävä, ainakin osittain sulfidinen raaka-aine voi sisältää sellaisia epäpuhtauksia, jotka aiheuttavat vaikeuksia, jos raaka-aine syötetään kuparisulattoon. Tällaisia ovat esimerkiksi arseeni, vismutti, antimoni, 6 magnesium, kloori ja fluori. Liuotukseen syötettävä raaka-aine voi ainakin osittain olla myös sulatossa muodostunutta pölyä. Esimerkiksi pöly voi sulfidisen komponentin lisäksi sisältää myös oksidisia ja/tai sulfaattisia komponentteja. Hydrometallurgisessa käsittelyssä raaka-aineen epäpuh-5 taudet voidaan poistaa helpommin kuin pyrometallurgisessa käsittelyssä. Kun tekstissä puhutaan rikasteesta, sillä tarkoitetaan myös muita, ainakin osittain sulfidisia raaka-aineita.
Kuparia sisältävän raaka-aineen liuotus tapahtuu atmosfäärisessä paineessa 10 ja lämpötilassa 80 °C - liuoksen kiehumispiste eli noin 110 °C. Liuotusvaiheessa rikasteen kuparisulfidi reagoi suolahapon ja hapen kanssa ja muodostaa kupari(l)kloridia. Liuoksen korkean kloridipitoisuuden vuoksi myös kupari(l)kloridi pysyy liukoisena.
15 2CuFeS2 + 202 + 2HCI -> 2CuCI + Fe203 + 4S + H20 (1)
Liuotus tapahtuu useampivaiheisena vastavirtaliuotuksena 1. Rikasteen kulkusuunnassa katsottuna ensimmäinen vaihe on ei-hapettava ja ainakin viimeinen vaihe hapettava. Hapettavana aineena käytetään joko happea, 20 happirikastettua ilmaa tai ilmaa. Osa rikasteen raudasta liukenee ensimmäisessä liuotusvaiheessa, mutta hapettavassa liuotusvaiheessa rauta saostuu uudelleen. Rikasteen rikki saostuu elementtirikkinä ja viimeisestä liuotus-vaiheesta poistetaan liuotusjäännös, joka sisältää rikasteen raudan ja rikin. Rauta saostuu hematiittina, joka on edullisin raudan saostusmuoto. 25 Liuotusjäännökseen muodostuu myös pieni määrä sulfaattia. Jos kuparipitoinen raaka-aine sisältää arseenia, se jää liuotusjäännökseen. Tämän vuoksi menetelmässä voidaan käyttää arseenipitoisia raaka-aineita, kuten arseenipitoista kuparirikastetta tai sulaton pölyjä. Mikäli rikasteessa on kultaa tai platinametalleja (PGM), myös ne jäävät liuotusjäännökseen ja 30 voidaan ottaa siitä talteen.
7
Liuotusvaiheen tuloksena saadaan liuos, jossa kupari on pääosin yksiarvoisena kloridina, mutta osin myös kaksiarvoisessa muodossa. Kun liuotus tapahtuu kalsium-ionin läsnä ollessa, muodostuvan kaksiarvoisen kuparikloridin määrä on varsin pieni. Jatkokäsittelyn kannalta on edullisem-5 paa, että kupari on yksiarvoisena ja sen vuoksi kaksiarvoinen kupari poistetaan vaiheessa 2 esimerkiksi pelkistämällä se yksiarvoiseksi. Pelkistysmateriaalina voidaan käyttää esimerkiksi metallisessa muodossa olevaa kuparia. Tällaista on esimerkiksi romukupari, anodiromu tai myöhemmin prosessista saatava metallinen kupari. Kaksiarvoisen kuparin 10 poisto liuoksesta voidaan suorittaa myös esimerkiksi kalkkikiven avulla, jolloin liuoksesta saostetaan atakamiittia eli emäksistä kuparikloridia, joka johdetaan takaisin liuotusvaiheeseen.
Kupari(l)kloridiliuos on edullista neutraloida neutralointivaiheessa 3 ennen 15 kuparin saostusta liuoksesta. Neutralointi voidaan tehdä esimerkiksi käyttämällä kalkkikiveä CaC03. Neutraloinnin yhteydessä pääosa liuoksen epä-puhtausmetalleista saostuu. Epäpuhtausmetaili on ainakin yksi joukosta lyijy, sinkki, antimoni tai vismutti. Neutralointiin menevän liuoksen pH on alueella 2 - 4,5 riippuen liuoksen CaCfe-pitoisuudesta ja kaksiarvoisen kuparin 20 saostustavasta. Neutraloinnin avulla liuoksen pH nostetaan arvoon 6-7.
Neutralointivaiheen jälkeen liuos johdetaan kuparin saostusvaiheeseen 4, jossa kupari saostetaan kloridiliuoksesta kupari(l)oksidina kalsiumhydrok-sidin (Ca(OH)2) eli kalkin tai poltetun kalkin (CaO) avulla, jolloin liuokseen 25 muodostuu kalsiumkloridia. Kun kupari saostetaan liuoksesta, jolle ei ole suoritettu varsinaista epäpuhtauksien poistoa, kupari saostuu oksidina, joka sisältää pieniä määriä myös muita metallioksideja. Muiden metallioksidien määrä on luokkaa joitakin satoja milligrammoja litrassa.
30 2CuCI + Ca(OH)2 Cu20 + CaCI2 + H20 (2) 8
Kuparioksidin käsittelylle on tämän jälkeen kaksi vaihtoehtoa, joko pelkistys metalliseksi kupariksi tai muodostetun kuparioksidin syöttö sulattoon ilman pelkistystä.
5 Koska pelkistämällä tuotettava kupari on tarkoitus syöttää kuparin pyrometal-lurgiseen käsittelyyn, se voi sisältää edellä mainitut pienet määrät muita metalleja. Muodostettu kuparioksidi pelkistetään pelkistysvaiheessa 5 jonkin sopivan edullisen pelkistysaineen avulla. Tällainen voi olla esimerkiksi raskas polttoöljy tai jokin muu hiiltä ja/tai vetyä sisältävä pelkistin. Pelkistys tehdään 10 kuumentamalla kuparioksidi-pelkistysaineseosta uunissa. Pelkistyminen tapahtuu nopeasti vasta lämpötilan 400 °C yläpuolella. Pelkistysuunista saadaan kupari, joka on edullista syöttää mahdollisimman kuumana johonkin kuparin sulatusprosessin uuniin, kuten konvertteriin tai anodiuuniin. Toisaalta jos kupari on jäähtynyt, sitä voidaan käyttää myös konvertterin lämpötaseen 15 hallinnassa, sillä joissakin olosuhteissa konvertterissa muodostuu liikaa lämpöä.
Jos kuparioksidi halutaan syöttää oksidisena kuparin sulatusprosessin johonkin uuniin, pitää siitä puhdistaa kaikki kloridijäämät, jotka ovat yleensä 20 atakamiittimuodossa. Suodinkostea kupari(l)oksidi kuivataan, jonka jälkeen se voidaan puhdistaa kloridista esimerkiksi kuumentamalla sitä kaasu-virrassa, jolloin atakamiitti hajoaa vedeksi ja kuparikloridiksi. Vesi irtoaa atakamiitista lämpötilassa noin 250 °C, mutta kuparikloridin höyrystyminen on merkittävää vasta lämpötilassa noin 500 °C. Kun kaasuvirta on 25 happipitoista kaasua, kuten ilmaa, kupari(l)oksidi hapettuu kupari(ll)oksidiksi vapauttaen samalla lämpöä. Kuumennusosan poistokaasua jäähdytetään, jolloin kuparikloridi kondensoituu ja voidaan kierrättää prosessin sopivaan osaan. Kondensoinnista lähtevä kuuma kaasu taas kierrätetään takaisin kupari(l)oksidin kuivaukseen. Valitsemalla sopivasti käytettävä kaasumäärä 30 ja prosessilämpötila voidaan suodinkostea kupari(l)oksidi puhdistaa kloridista lähes ilman ulkopuolista energiaa.
g
Keksinnön mukaisessa menetelmässä kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostunut kupariköyhä kalsiumkloridiliuos sisältää aina jonkin verran magnesiumia ja se on edullista poistaa liuoksesta. Myös magnesiumin poisto 6 on edullista tehdä kalsiumyhdisteen avulla. Magnesiumin määrä on 5 yleensä sellainen, että sen poisto sivuvirassa riittää. Muodostunut magne-siumsakka poistetaan kierrosta.
MgCI2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCI2 (3) 10 Puhdistettu ja kupariköyhä kalsiumkloridiliuos johdetaan regenerointiin 7 liuotusvaiheessa 1 tarvittavan suolahapon muodostamiseksi. Kalsiumkloridiliuos on edullista regeneroida rikkihapon avulla suolahapoksi ja kipsiksi. Kun kuparisulfidirikasteen hydrometallurginen käsittely tapahtuu pyrometal-lurgisen käsittelyprosessin läheisyydessä, voidaan regenerointiin käyttää 15 sulatolla syntyvää pesuhappoa, joka on laimeaa (noin 50 p-%), usein arsee-nipitoista rikkihappoa. Vaikka syntyvä suolahappo sisältää arseenia ja muita mahdollisia epäpuhtauksia, se ei haittaa prosessia, koska arseeni saostuu rikasteen liuotuksen yhteydessä liuotusjäännökseen. On tietenkin selvää, että regenerointiin voidaan käyttää myös sulatolla syntyvästä rikkidioksidi-20 kaasusta valmistettua puhdasta rikkihappoa. Regenerointi tapahtuu prosessin luonnollisessa lämpötilassa ja atmosfäärisessä paineessa.
CaCI2 + H2S04 2 HCI + CaS04 (4) 25 Hydrometallurgisen kuparin valmistusmenetelmän yhdistäminen pyrometallurgiseen menetelmään antaa mahdollisuuden ohjata sulatolle kelpaamattomia rikasteita hydrometallurgiseen käsittelyyn. Hydrometallurgisen kuparituotteen avulla voidaan lisätä anodituotantoa ilman kaasu-linjan kasvattamista tai rikkihappotuotannon lisäämistä. Menetelmän mukai-30 nen kuparituote ei myöskään lisää sulaton kuonamäärää. Kuparituotetta voidaan tarpeen vaatiessa käyttää jonkin sulatusprosessin uunin jäähdytykseen.
10 ESIMERKIT Esimerkki 1 5 Esimerkki kuvaa kalsiumkloridiliuoksen regeneroivia rikkihapon avulla.
Kalsiumkloridiliuoksen koostumus oli seuraava: Ca 56,8 g/l, Mg 0,93 g/l ja Na 22,2 g/l. Liuoksen lämpötila oli 60 °C ja sen määrä 1 I. Liuokseen lisättiin 98,1 g rikkihappoa, jonka väkevyys oli 98 p-%. Hapon lisäys nosti liuoksen 10 lämpötilaan 80 °C ja saosti liuoksesta kalsiumia kalsiumsulfaattina 152,7 g. Loppuliuoksen eli liuotukseen johdettavan liuoksen koostumus oli: Ca 22,1 g/l, Mg 0,94 g/l ja Na 21,6 g/l ja 70 g/l HCI. Muodostunutta kipsisakkaa pestiin ja sen koostumus vesipesun jälkeen oli: Ca 22,2 p-%, Mg 0,004 p-%, Na 0,06 p-%, S04 56,4 p-% ja Cl 0,01 p-%.
15

Claims (18)

1. Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi hydrometallurgisesti kupa-risulfidipitoisesta raaka-aineesta tuotteen pyrometallurgista jatkokä- 5 sittelyä varten, tunnettu siitä että menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet: a. kuparisulfidipitoista raaka-ainetta liuotetaan vastavirtaliuotuk-sena suolahapon ja happipitoisen kaasun avulla kalsiumia sisältävässä liuoksessa kupari(l)kloridiliuoksen muodosta- 10 miseksi, b. kupari(l)kloridiliuoksesta poistetaan sinne muodostunut kupari(ll)kloridi, c. kupari(l)kloridiliuos neutraloidaan, d. kupari saostetaan kupari(l)kloridiliuoksesta kupari(l)oksidina 15 kalsiumyhdisteen avulla, e. muodostettu kupari(l)oksidi johdetaan pyrometallurgiseen jatkokäsittelyyn, f. kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostunut kupariköyhä kalsiumkloridiliuos regeneroidaan rikkihapon avulla suola- 20 hapoksi, joka johdetaan kuparisulfidirikasteen liuotukseen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että muodostettu kupari(l)oksidi johdetaan pyrometallurgiseen pelkistyskäsittelyyn metallisen kuparituotteen muodostamiseksi. 25
3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)oksidi pelkistetään hiiltä ja/tai vetyä sisältävän aineen avulla.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että 30 kupari(l)oksidi pelkistetään raskaan polttoöljyn avulla.
5. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)oksidin pelkistys tapahtuu lämpötilassa vähintään 400 °C.
6. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että 5 metallinen kuparituote johdetaan kuparin sulatusprosessin johonkin uuniin.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kuparin sulatusprosessin uuni on konvertteri. 10
8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kuparin sulatusprosessin uuni on anodiuuni.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että 15 saostamalla muodostetusta kupari(l)oksidista poistetaan sen sisältämät kloridit kuumentamalla sitä happipitoisessa kaasu virrassa, jolloin kloridit haihtuvat ja kupari(l)oksidi hapettuu kupari(ll)oksidiksi, joka syötetään kuparin sulatusprosessin johonkin uuniin.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(ll)oksidi johdetaan rikasteen sulatusuuniin.
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(ll)oksidi johdetaan konvertteriin. 25 ^.Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että liuotuksessa muodostunut rauta- ja rikkisaostuma poistetaan liuotusjätteenä.
13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)kloridiliuoksesta poistetaan sinne muodostunut kupari(ll)kloridi pelkistämällä liuosta metallisessa muodossa olevan kuparin avulla.
14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)kloridiiiuoksesta poistetaan sinne muodostunut kupari(ll)kloridi kalkkiyhdisteen avulla atakamiittina. 5
15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)kloridiliuosta neutraloidaan kalkkiyhdisteellä ja samalla siitä saostetaan liuoksessa olevia epäpuhtausmetalleja. 10 ^.Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että epäpuhtausmetalli on ainakin yksi joukosta lyijy, sinkki, antimoni tai vismutti.
17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että 15 kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostettu kupariköyhä kalsiumkloridiliuos sisältää magnesiumia ja liuokselle suoritetaan ainakin osittainen magnesiumin poisto kalsiumyhdisteen avulla ennen liuoksen johtamista regenerointiin.
18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että kupari(l)oksidin saostusvaiheessa muodostuneen kupariköyhän kalsiumkloridiliuoksen regenerointiin käytetään pyrometallurgisessa sulatusprosessissa muodostuvaa pesuhappoa. 25
FI20110076A 2011-03-01 2011-03-01 Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi FI122781B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20110076A FI122781B (fi) 2011-03-01 2011-03-01 Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi
PCT/FI2012/050202 WO2012117163A1 (en) 2011-03-01 2012-02-29 Method for producing a copper product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20110076A FI122781B (fi) 2011-03-01 2011-03-01 Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi
FI20110076 2011-03-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20110076A0 FI20110076A0 (fi) 2011-03-01
FI122781B true FI122781B (fi) 2012-06-29

Family

ID=43806378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20110076A FI122781B (fi) 2011-03-01 2011-03-01 Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI122781B (fi)
WO (1) WO2012117163A1 (fi)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AP538A (en) 1992-06-26 1996-09-18 Intec Pty Ltd Production of metal from minerals
FI104837B (fi) 1997-08-29 2000-04-14 Outokumpu Oy Menetelmä kuparin hydrometallurgiseksi valmistamiseksi
FI107455B (fi) 2000-03-09 2001-08-15 Outokumpu Oy Menetelmä kuparin valmistamiseksi
FI115222B (fi) 2002-04-19 2005-03-31 Outokumpu Oy Menetelmä kuparikloridiliuoksen puhdistamiseksi
FI117389B (fi) * 2004-12-28 2006-09-29 Outokumpu Oy Menetelmä useampia arvometalleja sisältävän sulfidirikasteen hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi
FI120406B (fi) * 2007-10-16 2009-10-15 Outotec Oyj Menetelmä sinkkiä ja kuparia sisältävän sulfidisen materiaalin hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012117163A1 (en) 2012-09-07
FI20110076A0 (fi) 2011-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2437549C (en) Production of zinc oxide from complex sulfide concentrates using chloride processing
CA2560594C (en) Recovery of metals from oxidised metalliferous materials
CA2818555C (en) Process for recovering zinc and/or zinc oxide ii
CN103555945B (zh) 一种利用冶炼炉渣脱除冶金烟尘酸浸液中砷锑的方法
FI122188B (fi) Hydrometallurginen menetelmä metallisen nikkelin valmistamiseksi
AU2006329807A1 (en) Method for recovering rare metals in a zinc leaching process
EA013353B1 (ru) Способ переработки никельсодержащего сырьевого материала в выщелачивающем растворе на основе хлорида
CN111394582B (zh) 铜镍污泥资源循环化利用工艺
FI117389B (fi) Menetelmä useampia arvometalleja sisältävän sulfidirikasteen hydrometallurgiseksi käsittelemiseksi
JP4710034B2 (ja) 砒素含有物質の処理方法
WO2018109283A1 (en) Processing of industrial metal-containing waste materials
SE451463B (sv) Forfarande for upparbetning av komplexa sulfidiska malmkoncentrat
KR20120083529A (ko) 황산아연 용액으로부터의 염화물 제거 방법
SE452169B (sv) Forfarande for utvinning av metallverden ur jerninnehallande material
JP2009242850A (ja) 鉛滓の硫酸浸出方法
FI122781B (fi) Menetelmä kuparituotteen valmistamiseksi
AU749609B2 (en) Method for thermally decomposing spent acid
AU2018382228A1 (en) Improved zinc oxide process
CN105886797A (zh) 一种从多金属硫化物原料中制备海绵铟的方法
AU2008316326B2 (en) Production of nickel
FI110953B (fi) Menetelmä liuoksen puhdistamiseksi kuparin hydrometallurgisessa prosessissa
AU2013220926B2 (en) Process for zinc oxide production from ore
JP7005384B2 (ja) テルルの回収方法
IE52179B1 (en) Process for the recovery of lead and silver from minerals and process residues
FI106636B (fi) Menetelmä rikin poistamiseksi nikkelikiven liuotusprosessista

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122781

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed