FI58352C - FOERFARANDE FOER UTVINNING AV KOPPAR - Google Patents

Description

: LAKANNUT: STOPPED

ggfl W («> ϊϊΜίάϊΙΚΚίίτ 5 83 5 2 C Patentti myönnetty 12 01 1931ggfl W («> ϊϊΜίάϊΙΚΚίίτ 5 83 5 2 C Patent granted on 12 January 1931

Patent meddelat » ^ v / (51) K*.lk?/lnt.a3 o 22 B 15/10 SUOMI—FINLAND (21) pK««tweki*»i 689/73 <B) ΜΜ|Μ-ΜΜ|·ι 06.03.73 'ri/ (23) AltoplM—GIMfhMdag 06.03-73 (41) Tulkit(ulklMkal —BIMtoffandlg 08.09-73 PKfeMttl· Ja rakisterihalltoif (44) NihOvUalp^on μ Ια.^ηο», rm.-Patent meddelat »^ v / (51) K * .lk? /Lnt.a3 o 22 B 15/10 SUOMI — FINLAND (21) pK« «tweki *» i 689/73 <B) ΜΜ | Μ-ΜΜ | · ι 06.03.73 'ri / (23) AltoplM — GIMfhMdag 06.03-73 (41) Interpreters (ulklMkal —BIMtoffandlg 08.09-73 PKfeMttl · Ja rakisterihalltoif (44) NihOvUalp ^ is μ Ια. ^ ηο », rm.-

Patent· och regieteretyrelNn ' AnaMcan udafd och utUkrMkan puMlcaratf 30.09-80Patent · och regieteretyrelNn 'AnaMcan udafd och utUkrMkan puMlcaratf 30.09-80

(32)(33)(31) Pjrrtf*«y aeuolkaue—Baglrd prtorKat 07.03.72 USA(US) 232U5U(32) (33) (31) Pjrrtf * «y aeuolkaue — Baglrd prtorKat 07.03.72 USA 232U5U

(71) The Anaconda Company, 25 Broadway, New York, N.Y., USA(US) (72) Martin Clifford Kuhn, Tucson, Arizona, Nathaniel Arbiter,(71) The Anaconda Company, 25 Broadway, New York, N.Y., USA (72) Martin Clifford Kuhn, Tucson, Arizona, Nathaniel Arbiter,

Tucson, Arizona, USA(US) (7^) Berggren Oy Ab (5I*) Kuparin talteenottomenetelmä - Forfarande for utvinning av kopparTucson, Arizona, USA (7 ^) Berggren Oy Ab (5I *) Copper recovery method - Forfarande for utvinning av koppar

Kuparimalmien ja -rikasteiden ammoniakkiliotuksella on pitkä historia. Luonnon kuparin ja hapetettujen kuparimalmien (kuparioksidien, -karbonaattien, -silikaattien jne.) liotus ei tuota huomattavia vaikeuksia, koska nämä aineet reagoivat helposti ammoniakaalisten liotusreagenssien kanssa, kun liotustoimitus suoritetaan ilman vapaasti läsnäollessa. Ammoniakkiliotusmenetelmiä on käytetty ainakin 20. vuosisadan alkuvuosista lähtien kupatiri talteenottoon luonnon ja hapetetuista kuparimalmeista.Ammonia soaking in copper ores and concentrates has a long history. Soaking of natural copper and oxidized copper ores (copper oxides, carbonates, silicates, etc.) does not present significant difficulties because these substances react easily with ammoniacal soaking reagents when the soaking operation is performed in the free presence of air. Ammonia leaching methods have been used since at least the early 20th century for the recovery of copper from natural and oxidized copper ores.

Sulfidieten kuparimineraalien tiedetään myös olevan liukoisia ammoniakaalisiin liuoksiin hapetusolosuhteissa. Ne eivät kuitankaan ole yhtä helppoliukoisia kuin hapetetut mineraalit tai luonnon kupari, ja erilaisten tavallisten sulfidi-kuparimineraalien liukenemis-helppoudessa on huomattavia eroja. Esimerkiksi kalkosiitti ((^S) liukenee helpommin, kun taas kalkopyriitti (CuFeS2) ja enargiitti (Cu^AsSn) liukenevat varsin vaikeasti. Ehdotuksia kuparin talteenotta-miseksi sulfidimineraaleista ammoniakkiliotuksella on tehty jo noon aikaisin "kuin 19. vuosisadan loppupuolella. Esimerkiksi US-patentissa n:o 581 160, ehdotetaan kuparin uuttamista kuparisulfideista liottamalla liuoksella, jossa on vesipitoista ammoniakkia ja jotakin nit- 2 58352 raattia kuten ammoniumnitraattia. Mitkään näistä varhaisista menetelmistä kuparisulfidien suoraksi liottamiseksi eivät kuitenkaan ole osoittautuneet käyttökelpoisiksi, ja useimmat ammoniakkiliotuksen varhaiset tutkijat ovat siirtyneet sulfidien pasutukseen ilmassa ja hapetetun kuparin liottamiseen pasutustuotteesta, niin kuin on selitetty esim. US-patenteissa n:ot 585 355 ja 883 961.Copper minerals in sulfides are also known to be soluble in ammoniacal solutions under oxidizing conditions. However, they are not as readily soluble as oxidized minerals or natural copper, and there are significant differences in the ease of dissolution of various common sulfide-copper minerals. For example, chalcosite ((^ S)) dissolves more readily, while chalcopyrite (CuFeS2) and enargite (Cu ^ AsSn) dissolve quite difficult. Proposals for recovering copper from sulfide minerals by ammonia soaking have been made as early as the late 19th century. No. 581 160, it is proposed to extract copper from copper sulphides by soaking in a solution of aqueous ammonia and a nitrate such as ammonium nitrate .. None of these early methods for direct soaking of copper sulphides have proved useful and most ammonia soakers have and soaking oxidized copper in the roasting product, as described, e.g., in U.S. Patent Nos. 585,355 and 883,961.

Tämä menetelmä ei kuitenkaan pysty taloudellisesti kilpailemaan tavanomaisen sulatustekniikan kanssa eikä sitä suosittelemassa ole muitakaan etuja, niin että sekään ei ole tullut käytäntöön.However, this method is not economically able to compete with conventional smelting technology and there are no other advantages in recommending it, so that it has not become practical either.

Muutamia vuosikymmeniä sitten kehittyi mielenkiintoa menetelmään nikkelin uuttamiseksi sen sulfidimalmeista käsittelemällä niitä ammoniakaalisella liuoksella hapettavissa olosuhteissa korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Kuparia esiintyy usein nikkelin yhteydessä näissä malmeissa, ja menetelmää sovellettiin myös kuparin talteenottoon. Tämä menetelmä, joka on esitetty esim. US-patenteissa n:ot 2 576 314, 2 726 934 ja 2 822 263, käsittää sen, että jauhetusta mineraalista valmistetaan liete vesipitoisessa ammoniakkiliuoksessa ja tätä lietettä kuumennetaan voimakkaasti ' hämmentäen autoklaavissa useita tunteja. Autoklaaviin syötetään ilmaa ja ammoniakkia liotusreaktioiden tarpeiksi. Joskin näissä patenteissa viitataan liotustoimituksen suorittamiseen ilmakehän paineessa ja niin alhaisessa lämpötilassa kuin 38°C, niissä myönnetään, että tällaisissa olosuhteissa liotus edistyy liian hitaasti ollakseen kaupallisesti kiinnostavaa. Näin ollen niissä selitetään menetelmiä, joissa käytetään lämpötiloja, jotka ovat kiehumapisteen lähellä tai yläpuolella (tyypillisesti 79~107°C) ja välillä 2-7 at olevia paineita. Näissäkään olosuhteissa näillä yllä mainittujen patenttien menetelmillä ei ole onnistuttu liottamaan vaikealiukoisia kuparisulfideja kuten kalkopyriittiä ja enar-giittia.A few decades ago, interest developed in a method for extracting nickel from its sulfide ores by treating them with an ammoniacal solution under oxidizing conditions at high temperature and pressure. Copper is often associated with nickel in these ores, and the method was also applied to copper recovery. This method, disclosed in, e.g., U.S. Patent Nos. 2,576,314, 2,726,934, and 2,822,263, comprises preparing a slurry from the ground mineral in an aqueous ammonia solution and heating the slurry with vigorous stirring in an autoclave for several hours. Air and ammonia are fed to the autoclave for soaking reactions. Although these patents refer to the performance of soaking at atmospheric pressure and at temperatures as low as 38 ° C, they acknowledge that under such conditions, soaking progresses too slowly to be of commercial interest. Thus, they describe methods using temperatures near or above the boiling point (typically 79 ~ 107 ° C) and between 2 and 7 at. Even under these conditions, the methods of the above-mentioned patents have not succeeded in soaking sparingly soluble copper sulfides such as chalcopyrite and enargite.

Edellä mainittujen US-patenttien n:ot 2 576 314, 2 726 934 ja 2 822 263 mukaiset menetelmät ovat ainoat ammoniakkiliotusmene-telmät, jotka koskaan on todettu sopiviksi kaupalliseen käyttöön kuparin uutossa sen sulfidimineraaleista. Tämä käyttö on kuitenkin ollut rajoittunut kuparipitoisten nikkelimalmien käsittelyyn, ja talteen saadun nikkelin suuri arvo on epäilemättä ollut tarpeen verraten kalliin autoklaavitoimituksen kustannusten kattamiseksi. Tämän menetelmän ohnistunutta kaupallista käyttöä tavanomaisten kuparimalmien tai rikasteiden käsittelyyn, joissa kupari on pääasiallinen tai ainoa arvometalli, ei tunneta.The processes of the aforementioned U.S. Patent Nos. 2,576,314, 2,726,934 and 2,822,263 are the only ammonia leaching processes ever found to be suitable for commercial use in the extraction of copper from its sulfide minerals. However, this use has been limited to the processing of copper-containing nickel ores, and the high value of the nickel recovered has undoubtedly been necessary to cover the cost of relatively expensive autoclaving. The exaggerated commercial use of this method for the treatment of conventional copper ores or concentrates in which copper is the main or only precious metal is not known.

3 583523 58352

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä kuparin talteenottamiseksi sulfidipitoisista kuparimineraaleista, jossa mainituista hienojakoisista mineraaleista muodostetaan liete vesiliuokseen, joka sisältää ammoniumsulfaattia ja vapaata ammoniakkia, liete johdetaan suljettuun liotusastiaan paineessa, jossa ei vielä tarvita autoklaavilaitteistoa, pidetään lietteen lämpötila 50-80°C:ssa ja poistetaan astiasta lietettä, joka sisältää ammoniakin kanssa kompleksoitunutta kuparia liuenneena vesifaasiin ja kiintoainefaasissa olevaa kuparista köyhtynyttä mineraaliainetta, ja keksintö on tunnettu siitä, että astiassa olevaa lietettä hämmennetään voimakkaasti ainakin 1,3 hevosvoiman teholla m^ kohti samalla kun happea syötetään sekoitettuun lietteeseen. Keksinnön mukaan voidaan käyttää liotusastioita, jotka toimivat ilmakehän paineessa tai niin lähellä ilmakehän painetta (ei yli 0,7 aty ja mieluummin alle 0,5 aty), että kaikki suur-paine- eli autoklaavitoimitukseen liittyvät vaikeudet ja kustannukset vältetään. Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan korkeita saantoja (jopa 99 %) kuparirikasteista, jotka sisältävät huomattavia määriä sellaisia hyvin vaikealiukoisia mineraaleja kuin kalkopyriittiä ja enargiittia. Lisäksi keksinnön mukainen menetelmä toimii niin alhaisissa lämpötiloissa että ne voidaan kehittää ja ylläpitää suurimmaksi osaksi autogeenisesti, liotus-reaktioiden eksotermisyyden ansiosta. Tässä uudessa liuotusmene-telmässä vältetään rikkioksidin· ja muiden ilmakehän saasteiden syntyminen itse sulfidimineraaleista, ja se jättää koskemattomaksi, helposti poistettavassa kiinteässä muodossa, sen melkoisen määrän rautasulfideja (pyriittiä ja pyrrotiittia), joka melkein poikkeuksetta on läsnä kuparin sulfidimalmeissa ja rikasteissa. Tällä menetelmällä valmistettu ammoniakaalinen, kuparipitoinen liotusliuos on helppo käsitellä metallisen kuparin saamiseksi talteen markkinoitavassa muodossa, amminiakaalisen liotusrea-genssin regeneroimiseksi, ja itse mineraalien sisältämän rikin poistamiseksi kiinteässä, helposti käsiteltävässä muodossa.It is an object of the present invention to provide a process for recovering copper from sulphide-containing copper minerals, in which a slurry of said fine minerals is formed in an aqueous solution containing ammonium sulphate and free ammonia, the slurry is introduced into a sealed soaking vessel at no autoclave temperature. and removing sludge from the vessel containing ammonia-complexed copper dissolved in the aqueous phase and a copper-depleted mineral in the solid phase, and the invention is characterized in that the sludge in the vessel is vigorously agitated at a rate of at least 1.3 horsepower per m 2 of oxygen. According to the invention, soaking vessels can be used which operate at atmospheric pressure or so close to atmospheric pressure (not more than 0.7 aty and preferably less than 0.5 aty) that all the difficulties and costs associated with high-pressure or autoclaving are avoided. The process according to the invention gives high yields (up to 99%) of copper concentrates containing considerable amounts of very sparingly soluble minerals such as chalcopyrite and enargite. In addition, the process of the invention operates at such low temperatures that they can be developed and maintained for the most part autogenously, due to the exotherm of the soaking reactions. This new dissolution method avoids the formation of sulfur oxide and other atmospheric contaminants from the sulfide minerals themselves and leaves intact, in an easily removable solid form, the considerable amount of iron sulfides (pyrite and pyrrotite) that are almost invariably present in copper sulfide ores and concentrates. The ammoniacal, copper-containing soaking solution prepared by this method is easy to process to recover metallic copper in a marketable form, to regenerate the amine-alkaline soaking reagent, and to remove the sulfur contained in the minerals themselves in a solid, easy-to-handle form.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuparin talteenottamiseksi kuparin sulfidimineraaleista näistä mineraaleista, hienojakoisessa muodossa, muodostetaan liete vesiliuoksessa, joka sisältää ammoniumsulfaattia ja vapaata ammoniakkia (ammoniumhydrok-sidia). Tämä liete johdetaan paineessa, joka ei ylitä 0,7 aty, perättäin, sarjassa olevien, erillisten, suljettujen liotusastioi-den läpi. Lietteen lämpötila pysytetään välillä 50-80°C sen kul- 4 58352 kiessa liotusastioiden läpi, ja on jokaisessa perättäisessä astiassa, ainakin muutamissa ensimmäisissä astioissa, muutamia asteita korkeampi kuin sarjan edellisessä astiassa. Kussakin astiassa lietettä hämmennetään voimakkaasti, samalla kun siihen lisätään happea, ja happipitoista kaasua kierrätetään voimakkaasti kunkin astian lietemäärän yläpuolella tähän lietteeseen huomattavan syvälle lietteen pinnan alapuolelle. Liete, jonka vesifaasi sisältää ammoniakin kanssa kompleksoitunutta, liuennutta kuparia ja kiinteä faasi kupariin nähden köyhtynyttä mineraaliainetta, poistetaan sarjan viimeisestä astiasta, ja kuparipitoinen liuos erotetaan liukenemattomasta kiintoaineesta.In the process of the invention for recovering copper from copper sulfide minerals, a slurry is formed from these minerals, in finely divided form, in an aqueous solution containing ammonium sulfate and free ammonia (ammonium hydroxide). This slurry is passed through a series of separate, sealed soaking vessels at a pressure not exceeding 0.7 aty, in succession. The temperature of the slurry is maintained between 50-80 ° C as it passes through the soaking vessels, and is a few degrees higher in each successive vessel, at least in the first few vessels, than in the previous vessel in the series. In each vessel, the sludge is vigorously agitated while oxygen is added to it, and the oxygen-containing gas is vigorously circulated above the amount of sludge in each vessel to this sludge considerably deep below the surface of the sludge. The slurry, the aqueous phase of which contains ammonia-complexed, dissolved copper and the solid phase of a mineral depleted of copper, is removed from the last vessel in the series, and the copper-containing solution is separated from the insoluble solid.

Sulfidipitoiset kuparimineraalit voivat olla kuparimalmia tai rikasteita. Samanarvoista näiden sulfidimineraalien kanssa menetelmässä käytettäväksi on luonnon eli metallinen kupari tai mikä tahansa luonnossa esiintyvä tai jäte- tai välituote, joka sisältää kuparia jonkin 5 58352 sulfidin muodossa, jossa joko on tai ei ole läsnä metallista kuparia, esim. sementtikuparina. Sellaisia arvometalleja kuin nikkeliä, sinkkiä, molybdeeniä, hopeaa ja kultaa, joita usein luonnossa esiintyy kupari-mineraalien yhteydessä, voi myösolla läsnä. Tuote joka erityisen hyvin sopii käsiteltäväksi tällä uudella menetelmällä, on tavanomainen kuparin flotaatiorikaste, joka yleensä sisältää kalkosiittiä ja usein myös kalkopyriittiä ja muita kuparimineraaleja.Sulfide-containing copper minerals can be copper ore or concentrates. Equivalent to these sulphide minerals for use in the process is natural or metallic copper or any naturally occurring or waste or intermediate product containing copper in the form of a sulphide with or without metallic copper, e.g. as cement copper. Precious metals such as nickel, zinc, molybdenum, silver and gold, which are often found in nature in connection with copper minerals, may also be present. A product which is particularly well suited for treatment with this new method is a conventional copper flotation concentrate, which usually contains chalcosite and often also chalcopyrite and other copper minerals.

Ei ole olennaista, että ammoniumsulfaattia on läsnä lietteessä kun sitä syötetään ensimmäiseen liotusastiaan, mutta ammoniumsulfaattia muodostuu kuparin sulfidimineraalien hapettuessa liotustoimi-tuksen aikana. Lisäksi liatusnestetuotteesta regeneroitu ammoniakaa-linen liuos yleensä sisältää ainakin jonkin verran ammoniumsulfaattia, niin että käytännöllisesti katsoen sitä on liuoksessa koko prosessin a j an.It is not essential that ammonium sulfate be present in the slurry when fed to the first soaking vessel, but ammonium sulfate is formed as the copper sulfide minerals oxidize during the soaking operation. In addition, the ammoniacal solution regenerated from the leachate product generally contains at least some ammonium sulfate, so that it is practically present in the solution throughout the process.

Lietteen vesifaasin pH pysytetään mieluimmin 9:n ja 11:n välillä koko liotustoimituksen ajan, jotta vapaata ammoniakkia varmasti olisi läsnä sopiva määrä liotusreaktioiden sujumiseksi tehokkaasti.The pH of the aqueous phase of the slurry is preferably maintained between 9 and 11 throughout the soaking delivery to ensure that a suitable amount of free ammonia is present to allow the soaking reactions to proceed efficiently.

Tämä voidaan saada aikaan lisäämällä vapaata ammoniakkia (mieluimmin ammoniakkikaasua) lietteeseen ainakin ensimmäisessä tai muutamassa ensimmäisessä liotusastiassa. Vapaan ammoniakin pitoisuus kussakin liotusastiassa korreloidaan mieluimmin lietteen lämpötilan kanssa samassa astiassa niin, että lietteen pH pysyy .sellaisessa arvossa 9 ja 11 välillä, että ammoniakin ja vesihöyryn osapaineiden summa lietteen pinnan yläpuolella on ainakin muutamia kymmenesosa-at. alempi kuin astian kokonaispaine. On tietenkin välttämätöntä, että kokonaispaine ylittää ammoniakin ja vesihöyryn osapaineiden summan, jotta järjestelmään voitaisiin lisätä happea, ja toivottavaa on, että hapen osa-paine on ainakin muutamia kymmenesosa-at, edullisesti noin 0,3-0,5 at.This can be accomplished by adding free ammonia (preferably ammonia gas) to the slurry in at least the first or a few first soaking vessels. The concentration of free ammonia in each soaking vessel is preferably correlated with the temperature of the slurry in the same vessel so that the pH of the slurry remains between 9 and 11 such that the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor above the slurry surface is at least a few tenths. lower than the total pressure of the vessel. It is, of course, necessary that the total pressure exceed the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor in order to add oxygen to the system, and it is desirable that the partial pressure of oxygen be at least a few tenths, preferably about 0.3 to 0.5 at.

Hapen syöttämiseen järjestelmään voidaan tosin käyttää ilmaa, mutta mieluimmin käytetään kaupallista happea. Ilmaa käytettäessä joudutaan järjestelmän kokonaispaineeseen lisäämään melkoinen typen osapaine, ja koska keksinnön tärkeänä piirteenä on toimiminen ilmakehän paineessa tai lähellä sitä, on parasta lisätä olennaisesti puhdasta happea ja välttää jatkuvaa typen lisäystä, joka ilman lisäämiseen liittyy.Although air can be used to supply oxygen to the system, commercial oxygen is preferred. When air is used, a considerable partial pressure of nitrogen has to be added to the total pressure of the system, and since an important feature of the invention is to operate at or near atmospheric pressure, it is best to add substantially pure oxygen and avoid the constant addition of nitrogen.

Helpommin liukoiset kuparisulfidit liukenevat ensimmäiseksi, liotusastiasarjan ensimmäisessä tai muutamassa ensimmäisessä astiassa. Nämä aineet voidaan liottaa lämpötila-alueen50-80°C alemmissa lämpötiloissa, ja reaktiota edistää saatavilla olevan vapaan ammoniakin lisääminen. Näin ollen ensimmäiseen liotusastiaan, jossa lietteen lämpö- 6 58352 tila on alin, voidaan lisätä ammoniakkia sellaista vauhtia, että pH asettuu arvoon 10 tai ylikin. pH ei kuitenkaan saa ylittää 11, koska tällöin CuiOH^) tulee stabiilimmaksi kuparituotteeksi ja estää liukoisen ammoniakkikompleksin muodostumista. Sarjan viimeisessä liotus-astiassa, jossa vain vaikeammin liukoiset kuparisulfidit enää ovat kiinteässä faasissa ja jossa lämpötilan pitäisi olla vaihtelualueen yläosassa näiden sulfidien liukenemisen edistämiseksi, lietteen pH on edullista pitää alempana, arvossa noin 9,5, hapen riittävän osa-paineen varmistamiseksi.The more readily soluble copper sulfides dissolve first, in the first or a few first vessels of the soaking vessel set. These substances can be soaked at temperatures below the temperature range of 50-80 ° C, and the reaction is promoted by the addition of available free ammonia. Thus, ammonia can be added to the first soaking vessel where the temperature of the slurry is lowest at a rate such that the pH settles to 10 or above. However, the pH must not exceed 11, because then CuOH (I) becomes the more stable copper product and prevents the formation of a soluble ammonia complex. In the last soaking vessel of the series, where only the less sparingly soluble copper sulfides are no longer in the solid phase and where the temperature should be at the top of the range to promote dissolution of these sulfides, it is preferred to keep the slurry pH lower at about 9.5 to ensure sufficient oxygen partial pressure.

Keksinnön mukainen prosessi voidaan suorittaa ilmakehän paineessa. Liotusastoiden on kuitenkin oltava suljetut vapaan ammoniakin häviöiden välttämiseksi ja toimituksen suorittamisen muutenkin hallitsemiseksi. Lisäksi, korkeammissa lämpötiloissa sillä vaihtelualueella, joka on tarpeen liotusreaktion edistymiseksi kohtuullisen nopeasti (50-80°C) ja välillä 9-11 olevissa pH-arvoissa, ammoniakin ja vesihöyryn osapaineiden summa on hyvin lähellä ilmakehän painetta. Sen takia on edullista käyttää liotusastioita lievässä positiivisessa paineessa, joka ei ylitä 0,7 at ja mieluummin on välillä 0,2-0,6 at.The process according to the invention can be carried out at atmospheric pressure. However, soaking tanks must be closed to avoid losses of free ammonia and to control the delivery otherwise. In addition, at higher temperatures in the range required for the soaking reaction to proceed reasonably rapidly (50-80 ° C) and at pH values between 9-11, the sum of the partial pressures of ammonia and water vapor is very close to atmospheric pressure. Therefore, it is preferred to use the soaking vessels at a slight positive pressure not exceeding 0.7 at, and preferably between 0.2 and 0.6 at.

Näin alhaisissa paineissa käytetty kalusto (liotusastiat, suljettujen järjestelmien kaasutiivisteet, akselien tiivisteet jne) voi olla rakennettu ilmakehän painetta varten, niin että autoklaavitoiminnan vaatimaa kalliimpaa kalustoa ei tarvita.Equipment used at such low pressures (soaking vessels, gas seals for closed systems, shaft seals, etc.) can be constructed for atmospheric pressure so that more expensive equipment required for autoclaving is not required.

Kuten mainittiin, helpommin liukoiset mineraalit voidaan uuttaa alemmissa lämpötiloissa, ja vain vaikeammin liukoiset mineraalit pysyvät liukenemattomina kiinteässä faasissa sarjan myöhempiin lio-tusastioihin saakka. Kuparirikasteita yleensä käsiteltäessä on edullista pysyttää lietteen lämpötila sarjan ensimmäisessä liotusastiassa välillä 50-65°C ja nostaa lietteen lämpötilaa noin 5°C jokaisessa perättäisessä astiassa, ainakin sarjan muutamissa ensimmäisissä astioissa. Pääasiassa kalkosiittia sisältävien rikasteiden tapauksessa, jotka sisältävät Vain vähän tai ei lainkaan vaikeammin liukoisia kuparisulfideja, lietteen lämpötila ensimmäisessä liotusastiassa pysytetään mieluimmin 50-60°C:ssa, ja liete poistetaan sarjan viimeisestä astiasta välillä 65“70°C olevassa lämpötilassa. Jos käsiteltävä rikaste sensijaan sisältää huomattavan määrän sellaisia vaikealiukoisia mineraaleja kuin kalkopyriittiä ja enargiittia, lämpötila ensimmäisessä liotusastiassa voidaan pysyttää välillä 6o-70°C, ja lietteen lämpötila sarjan viimeisessä astiassa on mieluimmin 70-80°C.As mentioned, more readily soluble minerals can be extracted at lower temperatures, and only less difficult to dissolve minerals remain insoluble in the solid phase until subsequent soaking vessels in the series. In the general treatment of copper concentrates, it is preferred to maintain the slurry temperature in the first soaking vessel of the series between 50-65 ° C and to raise the slurry temperature by about 5 ° C in each successive vessel, at least in the first few vessels of the series. In the case of concentrates containing mainly chalcosite, which contain little or no less soluble copper sulphides, the temperature of the slurry in the first soaking vessel is preferably maintained at 50-60 ° C and the slurry is removed from the last vessel in the series at 65-70 ° C. If, on the other hand, the concentrate to be treated contains a considerable amount of sparingly soluble minerals such as chalcopyrite and enargite, the temperature in the first soaking vessel can be maintained between 6 ° C and 70 ° C, and the slurry temperature in the last vessel is preferably 70 ° C to 80 ° C.

Liotusreaktiot ovat eksotermiset ja vapauttavat yllinkyllin lämpöä liotusliuoksen lämpötilan saattamiseksi haluttuun arvoon ja 7 58352 pysyttämiseksi siinä, varsinkin sarjan muutamissa ensimmäisissä lio-tusastioissa, joissa suurin osa kuparista liukenee. Itse asiassa on monissa tapauksissa pakko jäähdyttää lietettä ensimmäisessä tai muutamissa ensimmäisissä liotusastioissa lämpötilan pysyttämiseksi halutuissa rajoissa. Tämä voidaan tietenkin tehdä sovittamalla astioihin jäähdytyskierukat tai ympäröimällä ne jäähdytysvaipalla. Sarjan viimeisessä tai muutamissa viimeisissä astioissa, joissa kiintoaineesta on jo suurin osa kuparia poissa ja vain vaikeammin ja hitaammin liukenevat kuparimineraalit ovat jäljellä, liotusreaktion vapauttama lämpö saattaa olla riittämätön kehittämään ja ylläpitämään ne suhteellisesti korkeammat lämpötilat joihin liete näissä astioissa pitäisi lämmittää. Näin ollen saattaa olla tarpeen tuoda lietteeseen lämpöä astioissa olevien lämmityskierukoiden tai niitä ympäröivien lämmi-tysvaippojen avulla.The soaking reactions are exothermic and release excess heat to bring the temperature of the soaking solution to the desired value and to maintain it at 58,5352, especially in the first few soaking vessels in the series where most of the copper dissolves. In fact, in many cases it is necessary to cool the slurry in the first or a few first soaking vessels to keep the temperature within the desired limits. This can, of course, be done by fitting cooling coils to the vessels or by surrounding them with a cooling jacket. In the last or few last vessels in the series, where most of the solids are already out of the copper and only the harder and slower dissolving copper minerals remain, the heat released by the soaking reaction may be insufficient to generate and maintain the relatively higher temperatures at which the slurry in these vessels should be heated. Thus, it may be necessary to introduce heat into the slurry by means of heating coils in the vessels or surrounding heating mantles.

Jokaisessa liuotusastiassa lietettä hämmennetään voimakkaasti koko liotustoimituksen kestoaikana. Tämä tehdään edullisesti moottorikäyttöisellä hämmentimellä, joka pistää jokaisen liotusastian suljetun kannen läpi. Lietteen hämmennyksen on oltava tosi voimakasta -ainakin 1,3 hv ja mieluimmin 2,6 hv tai enemmänkin hämmentimeen astian sisältämän lietteen kuutiometriä kohti. Tämä vastaa olennaisesti vaahtoflotaatiokennossa olevan massan hämmennyksen voimakkuutta. Jos hämmennys on heikompaa, kuparin liukenemisen rikasteesta, tai muusta kiintoaineesta, tehokkuus ja nopeus alenee haitallisesti.In each leaching vessel, the slurry is vigorously agitated throughout the duration of the soaking delivery. This is preferably done with a motor-driven stirrer which pushes each soaking vessel through the closed lid. The agitation of the sludge must be at least 1.3 hp and preferably 2.6 hp or more per cubic meter of sludge in the vessel. This essentially corresponds to the intensity of the agitation of the mass in the foam flotation cell. If the agitation is weaker, the dissolution of copper from the concentrate, or other solid, will be adversely reduced in efficiency and rate.

Samanaikaisesti tämän voimakkaan lietteen hämmennyksen kanssa kierrätetään happipitoista kaasuavoimakkaasti lietteen yläpuolelta kussakin astiassa reilusti lietteen pinnan alapuolella olevaan kohtaan. Tämä tehdään parhaiten ulkoisen kierrätysjärjestelmän avulla, johon kuuluu pumppu tai puhallin, joka jatkuvasti imee kaasua astian sisustan yläosasta ja painaa sen takaisin astiaan, lähellä lietetilavuu-den pohjaa olevaan kohtaan. Pienissä liotusastioissa (joissa lietteen syvyys on alle 1,8 m) voidaan käyttää alailmastus-flotaatiohämmennin-tä sekä lietteen hämmentämiseen että kaasufaasin kierrättämiseen lietteen läpi. Toiminnan taloudellisuus vaatii kuitenkin isompia liotus-astioita joissa liete voi olla 3»0 - 3,6 m syvä, ja tällaisissa astioissa kaasun kierrätyksen on oltava lietteen hämmennyksestä riippumaton.Simultaneously with the agitation of this intense slurry, oxygen-containing gas is vigorously recycled from above the slurry in each vessel to a point well below the surface of the slurry. This is best done with an external recirculation system that includes a pump or blower that continuously draws gas from the top of the vessel interior and presses it back into the vessel, to a location near the bottom of the slurry volume. In small soaking vessels (where the slurry depth is less than 1.8 m), a bottom aeration flotation stirrer can be used to both stir the slurry and circulate the gas phase through the slurry. However, the economics of the operation require larger soaking vessels in which the sludge can be 3 »0 to 3.6 m deep, and in such vessels the gas recycling must be independent of the sludge agitation.

Liotustoimituksen vaatima aika on yleensä 3-6 tuntia, tyypillisesti 5 tuntia. Tämä tarkoittaa lietteen siirtymisaikaa koko lio-tusastiasarjan läpi. Yleensä on mahdollista tämän ajan kuluessa uuttaa vesifaasiin noin 90 % tai enemmänkin tyypillisen, pääasiallisesti kai- 8 58352 kosiittia mutta lisäksi merkitseviä määriä kalkopyriittiä ja muita verraten vaikealiukoisia kuparimineraaleja sisältävän kuparirikasteen kuparipitoisuudesta.The time required for soaking delivery is usually 3-6 hours, typically 5 hours. This means the time for the sludge to pass through the entire set of soaking vessels. In general, it is possible during this time to extract into the aqueous phase about 90% or more of the copper content of a typical copper concentrate containing mainly all chosopyrite and other relatively sparingly insoluble copper minerals.

Sarjan viimeisestä liotusastiasta poistetun lietteen vesifaa-si sisältää liuenneen kuparin kupariammonium-kompleksisuolan muodossa, ja se sisältää liuenneiden kuparimineraalien rikkikomponentin ammonium-sulfaattina. Se sisältää myös jäljelle jäänyttä vapaata ammoniakkia ja pieniä määriä sulfamaatteja ja tionaatteja. Kiinteä faasi jonka paino ja tilavuus on pienentynyt liuenneiden kuparimineraalien määrällä, sisältää olennaisesti kaiken muun sarjaan syötetyn aineen. Se sisältää esimerkiksi muuttumattomana kuparirikasteen sisältämän pyriitin, ja pyrrotiitin ja sellaisia maa-aineita kuin piihappoa ja aluminiumoksi-dia. Se sisältää myös kaikki liukenemattomat arvometallit kuten hopean, kullan ja molybdeenin sulfideina.The aqueous phase of the slurry removed from the last soaking vessel of the series contains dissolved copper in the form of a copper ammonium complex salt, and contains the sulfur component of the dissolved copper minerals as ammonium sulfate. It also contains residual free ammonia and small amounts of sulfamates and thionates. The solid phase, which is reduced in weight and volume by the amount of dissolved copper minerals, contains substantially all of the other material fed into the series. It contains, for example, unchanged pyrite contained in copper concentrate, and pyrrotite, and soils such as silicic acid and alumina. It also contains all insoluble precious metals such as silver, gold and molybdenum as sulfides.

Runsaskuparinen vesifaasi erotetaan kiinteästä faasista. Ve-sifaasi voidaan sitten käsitellä jollakin tavanomaisella tavalla sen kuparisisällön taiteenottamiseksi, ammoniumsulfaattiliuoksen tai vapaan ammoniakin tai molempien regeneroimiseksi prosessissa uudelleen käytettäviksi, ja mineraalien sulfidikomponentin hapettuessa ja liuetessa syntyneen ylimääräsulfaatin erottamiseksi.The high copper aqueous phase is separated from the solid phase. The aqueous phase can then be treated in any conventional manner to recover its copper content, to regenerate ammonium sulfate solution or free ammonia, or both, for reuse in the process, and to separate excess sulfate formed by oxidation and dissolution of the sulfide component of the minerals.

Kiinteä faasi, joka voidaan erottaa lietteen nestefaasista liotustoimituksen jälkeen jollakin tavanomaisella menetelmällä kuten dekantoimalla tai suodattamalla, voidaan hyljätä. Usein se kuitenkin sisältää merkitseviä määriä talteensaatavissa olevaa kuparia, ja keksintö käsittääkin erotetun kiintoaineen käsittelyn uudelleenliot-tamalla sekundäärissä liotustoimituksessa. Keksinnön mukainen sekundääri liotustoimitus käsittää sen, että erotettu kiintoaine liete-tään uudelleen vesipitoiseen ammoniumsulfaattiliuokseen, joka sisältää vapaata ammoniakkia* ja käsitellään sitten suljetussa uudelleen-liotusastiassa yleisesti samaan tapaan kuin primääri-liotustoimituk-sessa. Paineessa, joka ei ylitä 0,7 at, liete saatetaan alempaan pH-arvoon ja korkeampaan lämpötilaan kuin primääri-liotustoimituksessa käytetyssä liotusastiasarjassa keskimäärin vallitsee, ja hämmennetään voimakkaasti uudelleenliotusastiassa, lisäten happea ja kierrätetään voimakkaasti happipitoista kaasua lietetilan yläpuolella olevasta astian osasta lietetilaan, melko syvälle sen pinnan alapuolelle. Tämän jälkeen kuparipitoinen vesifaasi erotetaan kupariköyhästä kiinteästä faasista. Vesifaasi voidaan yhdistää primääri-liotustoimituksen vesi-faasiin ja kiinteä faasi voidaan hyljätä tai käsitellä edelleen siinä jäljellä olevien arvometallien kuten hopean, kullan ja molybdeenin taiteenottamiseksi.The solid phase, which can be separated from the liquid phase of the slurry after soaking, by any conventional method such as decantation or filtration, can be discarded. Often, however, it contains significant amounts of recoverable copper, and the invention involves the treatment of the separated solid by re-soaking in a secondary soaking supply. The secondary soaking operation according to the invention comprises resuspending the separated solid in an aqueous ammonium sulphate solution containing free ammonia * and then treating in a closed re-soaking vessel in generally the same way as in the primary soaking operation. At a pressure not exceeding 0.7 at, the slurry is brought to a lower pH and higher than the average in the series of soak vessels used in the primary soak delivery, and vigorously agitated in the soak vessel, adding oxygen and circulating highly oxygen below the surface. The copper-containing aqueous phase is then separated from the copper-poor solid phase. The aqueous phase can be combined with the aqueous phase of the primary soaking supply and the solid phase can be discarded or further processed to take the precious metals remaining therein such as silver, gold and molybdenum.

9 583529 58352

Koska uudelleenliotustoimituksessa käsiteltävä kiintoaine sisältää alkuperäisen syöttöaineen vaikeimmin liukoiset komponentit, uudelleenliotustoimitus sujuus tavallisesti hitaammin kuin primääri liotustoimitus. Uudelleenliotus- eli sekundääri liotu3toimitus voi kestää esimerkiksi 5-8 tuntia, tyypillisesti 6 tuntia, mutta koska kiintoaineen tilavuus on pieni verrattuna primääriliotukseen syötettyyn tilavuuteen, näin pitkää uudelleenliotusta varten ei tarvita kovin suurta kalustoa.Because the solids to be treated in the re-soak delivery contain the least soluble components of the original feedstock, the re-soak delivery usually proceeds more slowly than the primary soak delivery. Re-soaking, or secondary soaking, can take, for example, 5-8 hours, typically 6 hours, but because the volume of solids is small compared to the volume fed to the primary soaking, very large equipment is not required for such a long soaking.

Uudelleenliotustoimitukseen syötetään ammoniakkikaasua samoin kuin primääriliotustoimitukseen, lietteen vesifaasin pH:n pysyttämiseksi optimiarvossa, joka tyypillisesti on 9,5, mutta yleisimmin sanottuna välillä 9»3“9,7· Lietteen uudelleenliotusastiassa saattamiseksi haluttuun lämpötilaan voi ollatarpeen tuoda siihen lämpöä. Haluttu lämpötila on yleensä 70-80°C, tyypillisesti 75°C.Ammonia gas is fed to the re-soaking supply as well as to the primary soaking supply to maintain the optimum pH of the aqueous phase of the slurry, which is typically 9.5, but most commonly between 9 »3“ 9.7 · Heat may be required to bring the slurry to the desired temperature. The desired temperature is generally 70-80 ° C, typically 75 ° C.

Uudelleenliotus voidaan usein suorittaa käyttäen vain yhtä astiaa , mutta myös sarjassa astioita, joiden läpi liete perättäin virtaa. Viimeksimainitussa tapauksessa on suositeltavaa kuten primää-riliotustoimituksessakin, pysyttää lietteen lämpötila korkeampana ja pH alempana sarjan toisessa astiassa kuin ensimmäisessä. Liete voi esimerkiksi olla 2-5°C lämpimämpää toisessa astiassa ja sen pH esim. 9,** sen sijaan, että se ensimmäisessä astiassa on 9,5 tai 9,6.Re-soaking can often be performed using only one vessel, but also in a series of vessels through which the slurry flows successively. In the latter case, it is recommended, as in the primary soaking delivery, to keep the temperature of the slurry higher and the pH lower in the second vessel of the series than in the first. For example, the slurry may be 2-5 ° C warmer in the second vessel and have a pH of e.g. 9, ** instead of 9.5 or 9.6 in the first vessel.

Uudelleenliotustoimituksella onnistutaan useimmissa tapauksissa ottamaan talteen noin 90 % siitä kuparista, jonka ensimmäisestä liotuksesta tullut kiintoaine sisältää. Näin saadaan kuparin saannoksi noin 99 % alkuperäisen rikasteen tai muun lähtöaineen sisältämästä kuparista.The re-soaking supply succeeds in most cases in recovering about 90% of the copper contained in the solid from the first soaking. This gives a copper yield of about 99% of the copper contained in the original concentrate or other starting material.

Oheisen piirustuksen ainoa kuvio on virtauskaavio keksinnön eräästä edullisesta sovellutusmuodosta, ja esittää kaaviollisesti kalustoa, jota voidaan käyttää prosessin suorittamiseen.The only figure in the accompanying drawing is a flow chart of a preferred embodiment of the invention, and schematically shows equipment that can be used to perform the process.

Virtauskaavion mukaisessa prosessissa muodostetaan hienojakoisesta kuparirikasteesta liete vesipitoiseen ammoniakki-ammoniumsulfaat-tiliuokseen suljetussa lietteen-valmistusastiassa 10. Siitä liete virtaa omalla painollaan tai pumpataan primääriliotusastioiden 11, 12, 13, ja 15 muodostaman sarjan ensimmäiseen liotusastiaan 11. Lietteen pinnan korkeus on merkitty viitekirjaimella L kussakin liotus-astiassa, ja liete virtaa omalla painollaan perättäin sarjan läpi. Jokainen suljetuista astioista 11-15 voi olla varustettu sisäisellä kierukalla tai ulkoisella vaipalla (esittämättä) lämmitys- tai jäähdy-tysväliaineen kierrättämiseksi lämpöä vaihtaen astiassa olevan nesteen kanssa. Kukin astia on varustettu hämmennyspyörällä 16, jota käyttää moottori M, lietteen hämmentämiseksi voimakkaasti. Kukin 10 58352 astia on varustettu myös kaasunkierrätyspumpulla tai puhaltimella 17 kaasun kierrättämiseksi jatkuvasti ja voimakkaasti lietteen pinnan L yläpuolelta syvällä pinnan alapuolella olevaan kohtaan.In the process according to the flow chart, a slurry of finely divided copper concentrate is formed in an aqueous ammonia-ammonium sulfate solution in a closed slurry preparation vessel 10. From it the slurry flows at its own weight or is pumped into the first soaking vessel 11 of the primary soaking vessels 11, 12, 13, and 15. in the vessel, and the slurry flows at its own weight successively through the series. Each of the sealed vessels 11-15 may be provided with an inner coil or an outer jacket (not shown) for circulating the heating or cooling medium by exchanging heat with the liquid in the vessel. Each vessel is provided with an agitator wheel 16 driven by a motor M to agitate the sludge vigorously. Each vessel 10 58352 is also provided with a gas recirculation pump or fan 17 for continuously and vigorously circulating the gas from above the surface L of the slurry to a point deep below the surface.

Koko tämä kalusto, sekoitinakselien tiivisteet mukaanluettuina, on rakennettu toimintaa varten olennaisesti ilmakehän paineessa. Mitään erityisiä suurpaine-autoklaavirakenteita ei tarvita. Riittää kun lietettä sisältävä kalusto on suljettu, ammoniakin, hapen ja vesihöyryn sisällä pysyttämiseksi.All of this equipment, including agitator shaft seals, is constructed to operate at substantially atmospheric pressure. No special high pressure autoclave structures are required. It is sufficient when the equipment containing the sludge is closed to keep ammonia, oxygen and water vapor inside.

Kuhunkin liotusastiaan 11-15 syötetään happea syöttösäiliöstä 18. Happi syötetään alhaisessa ylipaineessa, esim. 0,4 aty, paineen-säätöventtiilin P kautta, ja se ylläpitää tämän paineen kussakin lio-tusastiassa. Ammoniakkikaasua syötetään kahteen ensimmäiseen astiaan 11 ja 12 varastosäiliöstä 19 virtamittareiden P ja venttiilien V kautta joilla kuhunkin näistä kahdesta astiasta syötettyä ammoniakkimäärää voidaan riippumattomasti säätää.Oxygen is supplied to each soaking vessel 11-15 from a supply tank 18. Oxygen is supplied at a low overpressure, e.g. 0.4 aty, through a pressure control valve P and maintains this pressure in each soaking vessel. Ammonia gas is fed to the first two vessels 11 and 12 from the storage tank 19 through flow meters P and valves V with which the amount of ammonia fed to each of these two vessels can be independently adjusted.

Liete poistetaan viimeisestä liotusastiasta 15 sarjan säiliöön 20, joka on varustettu moottorin M käyttämällä hämmennyspyörällä 21. Säiliöstä 20 liete virtaa sakeuttimeen 22, josta liuennutta kuparia sisältävä nestefaasi virtaa yli, ja kiintoaine kerätään saenneena liete-alavirtana. Ylivirrannut liuos käsitellään kuparin talteenotta-miseksi, ja vesipitoinen ammoniakki-ammoniumsulfaatti liuoksen repene-roimiseksi, joka kierrätetään takaisin lietteenvalmistusastiaan 10 lisälietteen valmistamiseksi liotusta varten. Regeneroidusta liuoksesta otetaan haaravirta kuparin sulfidirikasteesta liuenneen liikasul-faatin erottamiseksi, ja tällöin talteensaatu ammoniakki palautetaan lietteen valmistussäiliöön menevään virtaan (tai voidaan johtaa am-moniakkisäiliöön).The slurry is removed from the last soaking vessel 15 to a series of tanks 20 equipped with an agitator wheel 21 driven by a motor M. From the tank 20, the slurry flows to a thickener 22 from which the liquid phase containing dissolved copper overflows and solids are collected as a slurry. The overflow solution is treated to recover copper, and aqueous ammonia ammonium sulfate to repenerate the solution, which is recycled back to the slurry preparation vessel 10 to prepare an additional slurry for soaking. A branch stream is taken from the regenerated solution to separate the dissolved excess sulfate from the copper sulfide concentrate, and the recovered ammonia is then returned to the stream to the slurry preparation tank (or can be led to the ammonia tank).

Sakeuttimesta 22 poistuva alavirta lietetään uudelleen eli sekoitetaan regeneroituun vesipitoiseen ammoniakki-ammoniumsulfaatti-liuokseen, ja syötetään sekundäärin liotusastiaan 23. Tämä astia on kaikessa olennaisesti samanlainen kuin primäärit liotusastiat 11, 12. Siinä on hämmennyspyörä 24, pumppu tai puhallin 25 kaasun voimakasta kierrätystä varten lietteen pinnan L yläpuolelta astiasta syvälle tämän pinnan alapuolelle, ja yhteet hapen syöttämistä varten säiliöstä 18 ja ammoniakin säiliöstä 19 virtamittarin F ja venttiilin V kautta. Kalustoon voi lisäksi kuulua toinen sekundääri li.otusastia 26, joka on varustettu samoin kuin ensimmäinen sekundääri liotusastia 23, ja ottaa vastaan ensimmäisestä astiasta 23 poistuvan lietteen.The downstream of thickener 22 is reslurried, i.e. mixed with regenerated aqueous ammonia-ammonium sulfate solution, and fed to a secondary soaking vessel 23. This vessel is substantially similar in all respects to the primary soaking vessels 11, 12. It has an agitator 24, pump or fan L from above the vessel deep below this surface, and connections for supplying oxygen from the tank 18 and the ammonia tank 19 through the flow meter F and the valve V. The equipment may further include a second secondary soaking vessel 26 provided in the same manner as the first secondary soaking vessel 23 and receiving the slurry exiting the first vessel 23.

Sekundääristä liotusastiasta 23 tai toisesta skundääristä liotusastiasta 26, jos tällainen on olemassa, poistuva liete syötetään 58352 säiliöön 27, joka on varustettu moottorikäyttöisellä hämmentimellä 28. Tästä säiliöstä liete virtaa sakeuttimien 29, 30 ja 31 muodostaman sarjan ensimmäiseen sakeuttimeen 29. Tässä sakeutinsarjassa liete pestään vastavirtaan vedellä. Rikastunut pesuvesi yhtyy kuparipitoiseen liotusliuokseen, joka dekantoidaan ylivirtana ensimmäisestä sakeutti-mesta 29, ja tämä liuos syötetään primääri-liotustoimituksen lietteen kanssa sakeuttimeen 22, josta selkeytynyt, kuparipitoinen liotuspro-sessin tuoteliuos otetaan. Pesusarjan viimeisen sakeuttimen 31 lopullinen pesty alavirtatuote on olennaisesti täysin vailla kuparia, ja se lähetetään käsiteltäväksi mahdollisesti sisältämänsä arvometallien (esim. hopean, kullan ja molybdeenin) talteenottamiseksi, tai hyljätään.The sludge leaving the secondary soaking vessel 23 or the second complaint soaking vessel 26, if any, is fed 58352 to a tank 27 equipped with a motor-driven stirrer 28. From this tank the sludge flows to the first thickener 29 in the series of thickeners 29, 30 and 31. . The enriched wash water combines with a copper-containing soaking solution that is decanted overflow from the first thickener 29, and this solution is fed with the primary soaking supply slurry to a thickener 22 from which the clarified, copper-containing soaking process product solution is taken. The final washed downstream product of the last thickener 31 of the wash set is substantially completely free of copper and is sent for processing to recover any precious metals (e.g., silver, gold, and molybdenum) it may contain, or is discarded.

EsimerkkiExample

Seuraavassa esitetään sovellutusesimerkki keksinnön mukaisesta menetelmästä, suoritettuna edellä selitetyssä laitteistossa ja edellä selitettyjä vaiheita käyttäen.The following is an application example of the method according to the invention, carried out in the apparatus described above and using the steps described above.

Kuparirikastetta, joka sisältää 30 paino-% kuparia, pääasiassa kalkosiittina mutta melkoisin määrin myös muina mineraaleina kuten kovelliittina, enargiittina ja kalkopyriittinä, lietetään säiliössä 10 ammoniumsulfaatin ja ammoniumhydroksidin vesiliuokseen, joka sisältää 87 g/1 ammoniakkia (vapaana ja yhdistyneenä yhteensä) eikä olennaisesti lainkaan liuennutta kuparia. Tämä liete sekoitetaan suhteessa noin 5 m^ liuosta 1000 kg kohti märkää rikastetta (joka sisältää 20 paino-ί vettä), jolloin saadaan liete, joka sisältää noin 15 painoja kiintoainetta. Tätä lietettä pumpataan jatkuvasti ensimmäiseen primääri- liotusastiaan 11, ja se virtaa sarjan astiasta astiaan omalla painollaan.The copper concentrate, which contains 30% by weight of copper, mainly as chalcosite but to a considerable extent also as other minerals such as covellite, enargite and chalcopyrite, is slurried in tank 10 in an aqueous solution of ammonium sulphate and ammonium hydroxide containing 87 g / l of ammonia copper. This slurry is mixed in a ratio of about 5 m 2 of solution per 1000 kg of wet concentrate (containing 20 wt% water) to give a slurry containing about 15 wt. Solids. This slurry is continuously pumped into the first primary soaking vessel 11 and flows from the series vessel to the vessel at its own weight.

Kaupallisesti puhdasta happea syötetään ensimmäiseen (jokaiseen seuraavaankin) säiliöön noin 0,¾ aty paineessa paineensäätövent-tiilin P kautta, niin että liotussäiliösarjan paine asettuu tähän arvoon. Ammoniakkikaasua annostellaan sarjan kahteen ensimmäiseen astiaan 11 ja 12 asianomaisten virtamittarien ja venttiilien kautta, niin suurin määrin, että lietteen pH näissä säiliöissä saadaan pysymään noin arvossa 9,9. Tämä vaatii molempiin astioihin noin 1^8 N m^ minuutissa.Commercially pure oxygen is supplied to the first (and every subsequent) tank at a pressure of about 0. ¾ aty through the pressure control valve P, so that the pressure in the soaking tank set settles at this value. Ammonia gas is dispensed into the first two vessels 11 and 12 of the series through the respective flow meters and valves, to such an extent that the pH of the slurry in these tanks is maintained at about 9.9. This requires about 1 ^ 8 N m ^ per minute for both vessels.

Kahdessa ensimmäisessä astiassa (ja kaikissa muissakin astioissa) olevaa lietettä hämmennetään voimakkaasti hämmennyspyörillä 16. Kukin astia sisältää noin 270 1 lietettä ja kunkin astian hämmennin vaatii noin 6 hv, mikä vastaa hämmennystehoa noin 2,2 hv kuutiometriä kohti.The sludge in the first two vessels (and all other vessels) is vigorously agitated by agitator wheels 16. Each vessel contains about 270 liters of sludge and the agitator in each vessel requires about 6 hp, which corresponds to an agitation power of about 2.2 hp per cubic meter.

I2 58352I2 58352

Lietteen pinnan L yläpuolella kaikissa viidessä liotusastias-sa olevaa happipitoista kaasua kierrätetään voimakkaasti pumpulla 22 lähellä astian pohjaa olevaan kohtaan. Tämän kierrätyksen virtausnopeus vähenee astiasta astiaan, sen mukaan kun liukenemisreaktiot hidastuvat kun lietteen kiintoaineen helpommin liukoiset kuparimineraa-lit vähenevät. Kierrätysvirta normaalikuutiometreissä minuuttia kohti on likimäärin 0,8 ensimmäisessä astiassa 11, 0,5 toisessa astiassa 12, 0,26 kolmannessa astiassa 13» 0,17 neljännessä astiassa 14 ja 0,07 viidennessä astiassa 15·Above the surface L of the slurry, the oxygen-containing gas in all five soaking vessels is vigorously circulated by the pump 22 to a location near the bottom of the vessel. The flow rate of this recycling decreases from vessel to vessel as the dissolution reactions slow down as the more soluble copper minerals in the slurry solid decrease. The recirculation flow in normal cubic meters per minute is approximately 0.8 in the first vessel 11, 0.5 in the second vessel 12, 0.26 in the third vessel 13 »0.17 in the fourth vessel 14 and 0.07 in the fifth vessel 15 ·

Ensimmäisessä astiassa 11, jossa kuparin liukenemisnopeus on suurimmillaan ja jossa melkein puolet rikasteen kokonaiskuparista liukenee, lietteen lämpötila pysytetään noin 50°C:ssa. Tämä vaatii lietteen jäähdyttämistä kierrättämällä jäähdytysvettä astiassa olevissa jäähdytyskierukoissa, koska eksotermiset liukenemisreaktiot vapauttavat niin paljon lämpöä. Toisessa astiassa 12 lietteen lämpötila korotetaan noin 60°C:een, ja siinäkin lietettä on jäähdytettävä sen pysyttämiseksi tässä lämpötilassa. Tässä astiassa liukenee vielä likimäärin 25 % rikasteen kokonaiskuparisisällöstä, vapauttaen vastaavasti paljon lämpöä enemmän kuin on tarpeen lietteen lämpötilan korottamiseksi haluttuun arvoon ja pysyttämiseksi siinä.In the first vessel 11, where the dissolution rate of copper is at its highest and where almost half of the total copper in the concentrate is dissolved, the temperature of the slurry is maintained at about 50 ° C. This requires cooling the slurry by circulating cooling water in the cooling coils in the vessel because exothermic dissolution reactions release so much heat. In the second vessel 12, the temperature of the slurry is raised to about 60 ° C, and again the slurry must be cooled to maintain it at this temperature. In this vessel, approximately 25% of the total copper content of the concentrate still dissolves, releasing correspondingly much more heat than is necessary to raise and maintain the temperature of the slurry to the desired value.

Kolmanteen, neljänteen ja viidenteen astiaan 13, 14 ja 15 ei lisätä ammoniakkikaasua, minkä johdosta lietteen vesifaasin pH alenee lietteen kulkiessa näiden astioiden kautta ja lisäkuparin liuetessa. Kolmannessa astiassa 13 liuoksen pH laskee noin arvoon 9,7 samalla kun lämpötila korotetaan 65°C:een. pH:n aleneminen tässä vaiheessa on tärkeä ottaen huomioon lämpötilan nousun, ammoniakin ja vesihöyryn osa-paineiden pysyttämiseksi riittävästi hapensyöttöjärjestelmän määräämän 0,4 aty:n alapuolella, jotta astia saa riittävästi happea liotus-reaktioiden tehokasta kulkua varten. Tässä kuparin liukenemisnopeus kuitenkin pienenee, koska kiinteässä faasissa jäljellä olevat kupari-mineraalit ovat enimmältään vaikealiukoista lajia. Tämän johdosta vapautunut lämpö juuri ja juuri riittää halutun lietteen lämpötilan aikaansaamiseen ja pysyttämiseen. Lietettä ei tarvitse jäähdyttää, mutta toisaalta ei lämmittääkään sen pysyttämiseksi lähellä haluttua arvoa 65°C. Likimäärin 10 % rikasteen kuparisisällöstä liukenee tässä astiassa.No ammonia gas is added to the third, fourth and fifth vessels 13, 14 and 15, as a result of which the pH of the aqueous phase of the slurry decreases as the slurry passes through these vessels and the additional copper dissolves. In the third vessel 13, the pH of the solution drops to about 9.7 while raising the temperature to 65 ° C. The lowering of the pH at this stage is important in view of the rise in temperature, to keep the partial pressures of ammonia and water vapor sufficiently below the 0.4 aty prescribed by the oxygen supply system, so that the vessel receives sufficient oxygen for efficient soaking reactions. Here, however, the dissolution rate of copper decreases because the copper minerals remaining in the solid phase are mostly sparingly soluble species. As a result, the heat released is barely enough to achieve and maintain the desired slurry temperature. The sludge does not need to be cooled, but on the other hand it is not heated to keep it close to the desired value of 65 ° C. Approximately 10% of the copper content of the concentrate is soluble in this vessel.

Neljännessä ja viidennessä astiassa 14 ja 15 lietteen vesi-faasin pH on noin 9,6 ja vastaavasti 9,5, ja lämpötila pidetään lähellä arvoa 70°C molemmissa astioissa. Kuparin liukenemisnopeus näissä astioissa on hidas, ja molemmissa astioissa lietettä voidaan läm- 13 58352 mittää kierrättämällä lämmitysväliainetta astioissa olevissa kierukoissa lietteen halutun lämpötilan saavuttamiseksi ja ylläpitämiseksi.In the fourth and fifth vessels 14 and 15, the pH of the aqueous phase of the slurry is about 9.6 and 9.5, respectively, and the temperature is kept close to 70 ° C in both vessels. The rate of dissolution of copper in these vessels is slow, and in both vessels the slurry can be heated by circulating the heating medium in the coils in the vessels to achieve and maintain the desired temperature of the slurry.

Lietteen viipymisaika kussakin astiassa on noin 1 tunti, niin että primääriliotuksen kesto on yhteensä noin 5 tuntia.The residence time of the slurry in each vessel is about 1 hour, so that the total duration of primary soaking is about 5 hours.

Ensimmäisestä astiasta tulevan lietteen vesifaasi sisältää kuparia noin 22 g/1, toisesta astiasta tulevan noin 35 g/1, kolmannesta tulevan noin 42 g/1 ja neljännestä tulevan noin 46 g/1 kuparia. Säiliöön 21 purkautuvan lopullisen lietteen vesifäasissa on noin 50 g/1 kuparia, noin 130 g/1 kokonaisammoniakkia (josta noin 10 g/1 on vapaata ammoniakkia), noin 54 g/1 kuparin kanssa kompleksoitunutta ammoniakkia, ja noin 150 g/1 sulfaatti-ionia. Tämän lietteen kiinteän faasin määrä on vain noin 55 paino-ϊ järjestelmään syötetyn kuivan rikasteen painosta. Se sisältää kaiken rikasteessa olleen pyriitin ja sivukiven (pii- ja alumiinioksidin jne.) ja kaikki liukenematta jääneet arvometallit kuten kullan ja hopan,ja lisäksi noin 10 ? alkuperäisestä kuparisisällöstä, enimmäkseen vaikealiukoisten mineraalien kalkopyriitin ja enargiitin muodossa.The aqueous phase of the slurry from the first vessel contains about 22 g / l of copper, about 35 g / l from the second vessel, about 42 g / l from the third vessel and about 46 g / l of copper from the fourth vessel. The aqueous phase of the final slurry discharged into tank 21 contains about 50 g / l of copper, about 130 g / l of total ammonia (of which about 10 g / l is free ammonia), about 54 g / l of ammonia complexed with copper, and about 150 g / l of sulphate. ion. The amount of solid phase in this slurry is only about 55% by weight of the weight of dry concentrate fed to the system. It contains all the pyrite and side stone (silicon and alumina, etc.) in the concentrate and all the insoluble precious metals such as gold and silver, and in addition about 10? of the original copper content, mostly in the form of chalcopyrite and enargite of sparingly soluble minerals.

Säiliöön 20 kertynyt liete dekantoidaan sakeuttimessa 22 vesi-faasin erottamiseksi selkeänä liuoksena, jota voidaan käsitellä sen kuparisisällön talteenottamiseksi metallisena ja ammoniumsulfaatti-ammoniumhydroksidiliuoksen regsneroimiseksi kierrättämistä varten takaisin uuden lietteen valmistamiseksi sisään tulevasta rikasteesta.The slurry accumulated in tank 20 is decanted in thickener 22 to separate the aqueous phase as a clear solution that can be treated to recover its copper content as metallic and regenerate the ammonium sulfate-ammonium hydroxide solution for recycling to make a new slurry from the incoming concentrate.

Sakeutunut kiintoaineen alavirta sakeuttimesta 22 sisältää noin 65 paino-? kiintoainetta. Tämä liete laimennetaan n. 50 % kiintoainetta sisältäväksi tuoreella ammoniumsulfaatti-ammoniumhydroksidi-liuoksella, ja syötetään sekundääri-liotusastiaan 23· Tässä sitä hämmennetään voimakkaasti samalla tavoin kuin lietettä primääri- li otus-astioissa, ja vesifaasin pH asetetaan noin arvoon 9,6 ja pysytetään siinä syöttämällä siihen ammoniakkikaasua vauhdilla noin 2 normaali-kuutiometriä minuutissa. Samanaikaisesti syötetään kaupallisesti puhdasta happea noin 0,4 aty paineessa. Samoin kuin primääri-liotustoi-mituksessa, hämmennetyn lietemäärän yläpuolella olevaa happipitoista kaasua kierrätetään voimakkaasti lähelle lietetilan pohjaa. Liete lämmitetään noin 75°C:een kierrättämällä lämmitysväliainetta astiassa olevissa kierukoissa.The thickened solid downstream of the thickener 22 contains about 65 weight percent? solids. This slurry is diluted to about 50% solids with fresh ammonium sulfate-ammonium hydroxide solution, and fed to the secondary soaking vessel 23. by feeding ammonia gas into it at a rate of about 2 normal-cubic meters per minute. At the same time, commercially pure oxygen is fed at a pressure of about 0.4 aty. As in the primary soaking supply, the oxygen-containing gas above the agitated amount of sludge is strongly recycled close to the bottom of the sludge space. The slurry is heated to about 75 ° C by circulating the heating medium in coils in the vessel.

Sekundääri-liotusastian 23 läpi liete virtaa hitaasti, niin että viipymisaika tässä astiassa on noin 6 tuntia. Liete virtaa tämän astian läpi ja hämmennettyyn säiliöön 27 omalla painollaan. Likimäärin 90 % sekundääri-liotussäiliöön 23 syötetyn lietteen kiinteän faasin kuparisisällöstä liukenee tässä astiassa, niin että yhdistetyn primääri- ja sekundääri-liotustoimituksen saannoksi, tulee noin 99 % 1,1 58352 alkuperäisen rikasteen kuparisisällöstä.The slurry flows slowly through the secondary soaking vessel 23 so that the residence time in this vessel is about 6 hours. The slurry flows through this vessel and into the stirred tank 27 at its own weight. Approximately 90% of the solid phase copper content of the slurry fed to the secondary soak tank 23 dissolves in this vessel, so that the yield of the combined primary and secondary soak delivery becomes about 99% of the copper content of the 1.1 58352 initial concentrate.

Sekundääriliuotuksen säiliöön 27 kertyneen lietteen vesifaa-sissa on noin 68 g/1 kuparia ja 150 g/1 ammoniunionia (ammoniumsul-faattia ynnä ammoniumhydroksidia). Lisäksi se sisältää noin 100 g/1 sulfaattia. Lietteen kiinteä faasi on olennaisesti vailla kuparia, mutta sisältää talteenotettavaa hopeaa ja kultaa.The aqueous phase of the slurry accumulated in the secondary leach tank 27 contains about 68 g / l of copper and 150 g / l of ammonium ion (ammonium sulphate plus ammonium hydroxide). In addition, it contains about 100 g / l of sulphate. The solid phase of the slurry is substantially free of copper but contains recoverable silver and gold.

Liete syötetään säiliöstä 27 vastavirta-pesusakeuttimeen 29, 30, 31 muodostamaan sarjaan. Ensimmäisestä sakeuttimesta ylivirtaava vesifaasi yhdistetään primääriliotustoimituksen lietteeseen sakeutti-messa 22. Sekundääriliotuksen lietteen kiintoaine pestään olennaisesti puhtaaksi kuparista ja kerätään sakeutettuna liejuna, joka käsittää vain noin puolet järjestelmään syötetyn rikasteen painosta ja sisältää vain noin 0,6 $ kuparia.The slurry is fed from tank 27 to a series of countercurrent washing thickeners 29, 30, 31. The aqueous phase overflowing from the first thickener is combined with the slurry 22 of the primary leaching feed.

Claims (10)

1. Förfarande för ätervinning av koppar frän sulfidhal-tiga kopparmineraler, varvid nämnda finfördelade mineraler uppslammas i en vattenlösning innehällande ammoniumsulfat och fri ammoniak, uppslamningen inmatas i ett slutet lakningskärl vid ett tryck som ännu inte fordrar autoklavapparatur, uppslam-ningens temperatur hälles vid 50-80°C och ur kärlet avlägsnas uppslamning innehällande ett ammoniakkomplex av koppar löst • · i vattenfasen och kopparfattigt mineralmaterial i den fasta fasen, kännetecknat av att uppslamningen i kärlet omröres kraftigt med en effekt pä ätminstone 1,3 hästkrafter per m·^ samtidigt som syre inmatas i den omrörda uppslamningen.A process for the recovery of copper from sulphide-containing copper minerals, wherein said finely divided minerals are slurried in an aqueous solution containing ammonium sulphate and free ammonia, the slurry is fed into a closed leaching vessel at a pressure which does not yet require autoclave apparatus at slurry 50 80 ° C and from the vessel are removed slurry containing an ammonia complex of copper dissolved in the aqueous phase and copper-poor mineral material in the solid phase, characterized in that the slurry in the vessel is stirred vigorously with an effect of at least 1.3 horsepower per meter at the same time as oxygen. is fed into the stirred slurry. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att syrehaltig gas kontinuerligt ätercirkuleras frän ett ställe ovanför den omrörda uppslamningen tili ett väsent-ligt dj up under dens yta.2. A process according to claim 1, characterized in that oxygen-containing gas is continuously recirculated from a location above the stirred slurry to a substantial depth below its surface. 3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat av att lakningen utföres genom att leda uppslamningen genom en följd av seriekopplade lakningskärl.Method according to claim 2, characterized in that the leaching is carried out by passing the slurry through a series of connected leaching vessels. 4. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att ammoniakhalten i lakningskär-let korreleras med uppslamningens temperatur i detta kärl sä, att deltrycket av ammoniaken plus deltrycket av vattenängan i detta kärl är ätminstone nägra tiondedels atmosfärer under kärlets totaltryck.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the ammonia content of the leaching vessel is correlated with the slurry temperature in this vessel, such that the partial pressure of the ammonia plus the partial pressure of the water vapor in this vessel is at least a few tenths of atmospheres below the total pressure of the vessel. 5· Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att pH-värdet av uppslamningens vattenfas hälles mellan 9 tili 11 under hela lakningsproceduren, varvid pH:n av uppslamningens vattenfas är ca 10 i det första lakningskärlet, i vilket lakningstemperaturen är som lägst, och sjunker tili ett värde av ca 9,5 i seriens sista kärl, i vilket lakningstemperaturen är som högst.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the pH of the slurry's aqueous phase is poured between 9 to 11 during the entire leaching procedure, wherein the pH of the slurry's aqueous phase is about 10 in the first leaching vessel, in which the leaching temperature is at its lowest. and drops to a value of about 9.5 in the last vessel of the series, in which the leaching temperature is at its highest. 6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att uppslamningen tillföres fri ammoniak med en hastighet, som approximativt motsvarar dess konsumtionshastighet.Process according to any of the preceding claims, characterized in that the slurry is supplied with free ammonia at a rate which corresponds approximately to its rate of consumption. 7· Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att i lakningskärlet uppehälles ett tr.yok, som är mellan 0,2 tili 0,6 atö.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a wooden yoke, which is between 0.2 to 0.6 ato, is kept in the cooking vessel. 8. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven,A method according to any of the preceding claims,