MX2011010666A - Uso de una tierra rara para la remocion de antimonio y bismuto. - Google Patents

Uso de una tierra rara para la remocion de antimonio y bismuto.

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Abstract

La invención se relaciona generalmente a un proceso para remover uno o más contaminantes de una solución electrolítica y más particularmente a un proceso para remover el uno o más contaminantes contenidos en una solución de electrorrefinación usando metales de tierra rara.

Description

USO DE UNA TIERRA RARA PARA LA REMOCIÓN DE ANTIMONIO Y BISMUTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona generalmente a un proceso para remover uno o más contaminantes de una solución electrolítica y más particularmente a un proceso para remover el uno o más contaminantes en una solución de electrorrefinación usando metales de tierra rara.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La electrometalurgia es un proceso para recuperar un metal de una solución electrolítica usando electricidad. El proceso de electrometalurgia comprende pasar una corriente eléctrica a través de la solución electrolítica para extraer o purificar el metal. El proceso electrometalúrgico para extraer el metal de la solución electrolítica es típicamente llamado electroextracción, mientras que el proceso para purificar el metal al pasar la corriente eléctrica a través de la solución electrolítica es llamado electrorrefinación .
La electrorrefinación comprende disolver el metal en ánodo y re-depositar el mismo metal en un cátodo en una celda electroquímica. En la electrorrefinación, el metal que es refinado se oxida en el ánodo y entra a la solución electrolítica como catión de acuerdo con la siguiente reacción de semi-celda: M° ? n+ + n e\ (1) El proceso de oxidación produce electrones en el ánodo. El número (n) de electrones (e~) producidos se determina por la especie catiónica (Mn+) del metal (M) producido electroquímicamente .
Típicamente, el ánodo contiene las especies diferentes del metal que es electrorrefinado, estas especies pueden tener potenciales de oxidación más altos, más bajos o similares al metal que es electrorrefinado . Las especies que tienen potencial de oxidación más altos que el metal que es electrorrefinado se consideran que son más nobles. Las especies más nobles, tales como métales nobles, no se oxidan en el ánodo y no entran a la solución electrolítica durante el proceso anódico. Como tal, un lodo que contiene metal noble se forma durante el proceso anódico de disolución de metal. Las especies contenida dentro del ánodo que tienen potenciales de oxidación sustancialmente similares a u oxidantemente más activas que el metal son típicamente oxidadas y entran a la solución electrolítica como contaminantes durante el proceso de disolución anódico. Estos contaminantes están presentes dentro de la solución electrolítica como especies disueltas y se acumulan dentro de la solución electrolítica. Más importantemente, estos contaminantes pueden interferir con la deposición catódica del metal.
El proceso de re-deposición catódica del metal es representado por la semi-reacción química: Mn+ + n e" ? M° (2) donde, la especie catiónica disuelta (Mn+) del metal se reduce al metal elemental (M°) al tomar n electrones (e~) en el cátodo. Comparado con el ánodo, el cátodo contiene una forma sustancialmente más pura del metal. El metal catódicamente re-depositado está sustancialmente libre de los metales más nobles y/o los contaminantes previamente contenidos dentro del ánodo.
El cobre es un metal que es comúnmente electrorrefinado . Los metales nobles comúnmente recuperados en la electrorrefinación de cobre son oro, plata y metales del grupo platino. Los contaminantes, diferentes de los metales nobles, típicamente son arsénico, antimonio, bismuto, selenio, telurio, plomo, estaño, hierro, cobalto, zinc y níquel .
La presencia de arsénico, antimonio y bismuto son materiales problemáticos en la electrorrefinación de cobre. El arsénico, antimonio y bismuto típicamente están contenidos en los ánodos de cobre utilizados en la electrorrefinación de cobre. El cobre, arsénico, antimonio y bismuto tienen potenciales de reducción estándares similares. Durante el proceso de electrorrefinación la mayoría del arsénico y algo del antimonio y bismuto contenido en el ánodo de cobre se disuelven electroquímicamente en la solución electrolítica.
Como tal, las concentraciones de arsénico, antimonio y bismuto dentro de la solución electrolítica se incrementan. Uno o más del arsénico, antimonio y bismuto puede ser catódicamente electrodepositado con el cobre afectando la calidad del cobre, tal como la estructura de grano de cobre y el nivel de pureza de cobre del cobre electrorrefinado . Por lo tanto, es importante controlar la concentración de arsénico, bismuto, antimonio y otros contaminantes durante la electrorrefinación de cobre.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Estas y otras necesidades son dirigidas por las diversas modalidades y configuraciones de la presente invención. Esta descripción se relaciona generalmente a la remoción de material objetivo de una solución electrolítica y la estabilización de uno o ambos del material objetivo y la solución electrolítica.
Una modalidad de la presente invención es un proceso que comprende: (a) recibir una solución de alimentación rica que tiene un material objetivo y un metal valioso; (b) electrodepositar el metal valioso sobre un electrodo para formar una solución electrolizada, en donde por lo menos la mayoría del metal valioso se electrodeposita sobre el electrodo; y (c) poner en contacto por lo menos una porción de por lo menos una de la solución de alimentación rica y la solución electrolizada con un agente de fijación que contiene tierra rara para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende por lo menos la mayoría del material objetivo en la por lo menos una porción de la por lo menos una de la solución de alimentación rica y la solución estéril, en donde el material objetivo, en el agente de .fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación y el material objetivo es por lo menos uno de antimonio y bismuto .
En una configuración, el proceso además comprende separar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo de por lo menos una de la corriente de¦ alimentación rica y la solución electrolizada para formar una corriente purificada. En otra configuración, el proceso además comprende por lo menos uno de recuperación del material objetivo y reciclado de la corriente purificada a la celda de electrólisis. El proceso de electrodeposición es uno de electroextracción o electrorrefinación .
De preferencia, poco, si lo hay, del metal valioso se remueve de una o ambas de la corriente de alimentación rica y la solución electrolizada en la etapa de contacto (c) . El metal valioso es un metal que tiene un número atómico de 22-30, 40-48 y 72-79.
En una configuración, el proceso además comprende poner en contacto el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría del material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y el agente de fijación insoluble estéril, en donde la solución de separación comprende por lo menos uno de una base fuerte, un oxalato, etanodioato, una oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un reductor o agente de reducción, y un oxidante o agente oxidante. En otra configuración, el proceso además comprende ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (c) , en donde el agente de fijación insoluble estéril se pone en contacto con una de la corriente de alimentación rica y la solución electrolizada para formar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo. En todavía otra configuración, el proceso además comprende la remoción de por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
Una modalidad preferida de la presente invención es un proceso que comprende: (a) formar, de una celda electrolítica, una corriente lateral electrolítica que comprende un material objetivo y un metal valioso, en donde la corriente lateral electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente lateral electrolítica con un agente de fijación insoluble para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo y una corriente electrolítica purificada, el agente de fijación insoluble que comprende por lo menos uno de itrio, escandio y un lantanoide, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende la mayoría del material objetivo en la corriente lateral electrolítica, en donde el material objetivo, en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación insoluble; y (c) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente lateral purificada tiene una * segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
En la etapa de contacto (b) , sustancialmente poco, si lo hay, del metal valioso se remueve de la corriente lateral electrolítica. De preferencia, el metal valioso es cobre.
En una modalidad preferida, el material objetivo es por lo menos uno de arsénico, antimonio, bismuto, estaño, plomo, selenio, telurio, platino, iridio, rutenio y rodio. En otra modalidad preferida, el material objetivo es un oxianión. En una modalidad más preferida, el material objetivo es un oxianión de por lo menos uno de telurio, selenio, bismuto, antimonio y arsénico.
En una configuración, el agente de fijación insoluble es un sólido finamente dividido que tiene un área de superficie de aproximadamente 25 m2/g a aproximadamente 500 m2/g.
En otra configuración, el proceso además comprende poner en contacto el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría del material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y el agente de fijación insoluble estéril. De preferencia, la solución de separación es una de una base fuerte como un oxalato, etanodioato, un oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un reductor o agente de reducción, un oxidante o agente oxidante.
En otra configuración, el proceso además comprende ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (b) , en donde el agente de fijación insoluble estéril se pone en contacto con la corriente lateral electrolítica para formar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo.
En todavía otra configuración, el proceso además comprende remover por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
En aún todavía otra configuración del proceso, se utilizan el primero y el segundo agente de fijación. En una primera etapa, la corriente lateral electrolítica comprende una corriente que lleva material objetivo, que tiene una primera concentración de material objetivo. La corriente lateral electrolítica se pone en contacto con un primer agente de fijación insoluble, tal como un adsorbente o absorbente, para producir un primer agente de fijación que lleva material objetivo. La primera etapa de contacto remueve la mayoría, si no es que todo, el material objetivo de la corriente lateral electrolítica. En una segunda etapa de contacto, el primer agente de fijación que lleva material objetivo se pone en contacto con una solución de separación alcalina ("agente de liberación") para producir una solución rica en material objetivo intermediaria que tiene una segunda concentración del material objetivo. La segunda concentración de material objetivo puede exceder la primera concentración del material objetivo. La solución de separación alcalina puede ser o incluir, por ejemplo, un agente de lixiviación. Comúnmente, la segunda concentración de material objetivo es una concentración aproximadamente igual al límite de solubilidad del material objetivo (en las condiciones del proceso de la segunda etapa) . Más comúnmente la segunda concentración del material objetivo esta entre aproximadamente 0.1 y aproximadamente 2,500 g/L, aún más comúnmente entre aproximadamente 0.1 y aproximadamente 1,000 g/L, y aún más comúnmente entre aproximadamente 0.25 g/L y aproximadamente 500 g/L. Finalmente, un segundo agente de fijación soluble o disuelto se pone en contacto con la solución rica en material objetivo intermediaria en una cantidad suficiente para precipitar la mayoria, si no es que todo, el material objetivo como un sólido que lleva material objetivo. El sólido que lleva material objetivo se puede separar de la solución rica en material objetivo intermediaria mediante cualquier técnica de separación de sólido/liquido adecuada para producir un sólido separado para el desecho y/o recuperación del material objetivo y una solución de separación para el reciclado a la segunda etapa de contacto.
El agente de fijación insoluble, que incluye el primer agente de fijación, es comúnmente un sólido particulado. El agente de fijación insoluble (incluyendo el primer agente de fijación) es de preferencia un compuesto de metal de tierra rara insoluble, más de preferencia un óxido de tierra de insoluble que comprende un compuesto de tierra insoluble, tales como óxidos, cloruros, carbonatos, fluorocarbonatos , silicatos de tierra rara hidratados o anhidros y los similares. Un agente de fijación insoluble particularmente preferido es Ce02. El agente de fijación es particularmente efectivo en remover el arsénico que tiene un estado de oxidación de +3 o +5.
El segundo agente de fijación soluble o disuelto típicamente tiene un estado de oxidación menor que el estado de oxidación del (primer) agente de fijación insoluble. De preferencia, el estado de oxidación del segundo agente de fijación es +3 o +4. El agente de fijación soluble de preferencia es un compuesto de metal de tierra rara soluble y más de preferencia incluye sales que comprenden compuestos de tierra rara, tales como bromuros, nitratos, fosfitos, cloruros, cloritos, cloratos, nitratos y los similares. Más de preferencia, el agente de fijación soluble es un cloruro de tierra rara (III).
La solución intermediaria puede incluir un producto valioso. El producto valioso es comúnmente cualquier metal de interés, más comúnmente incluye uno o más de los metales de transición y aún más comúnmente incluye un metal seleccionado del grupo de metales que consisten de cobre, níquel, cobalto, plomo, metales preciosos y mezclas de los mismos. Toda o una porción del producto valioso residual se puede recuperar de la solución intermediaria.
Otra modalidad preferida de la presente invención es un proceso que comprende: (a) formar de una celda electrolítica una corriente lateral electrolítica que comprende un material objetivo y un metal valioso, en donde la corriente lateral electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente lateral electrolítica con un agente de fijación para formar una composición insoluble; (c) remover la composición insoluble de la corriente lateral electrolítica para formar una corriente electrolítica purificada; y (d) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente lateral purificada tiene una segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
En una configuración, el agente de fijación es un aditivo de sal no de tierra rara. El aditivo de sal no de tierra rara es un metal no de tierra rara que tiene una oxidación +3 y está sustancialmente libre, de una tierra rara. La composición insoluble es un precipitado formado entre el material objetivo y el aditivo de sal no de tierra rara. De preferencia, el aditivo de sal no de tierra rara comprende uno de boro, aluminio, galio, indio, talio y un metal de transición .
En otra configuración, el agente de fijación que contiene tierra rara es un aditivo de sal de tierra rara. El aditivo de sal de tierra rara es una tierra rara que tiene un estado de oxidación +3 y un metal no raro que tiene un estado de oxidación +3. La composición insoluble es un precipitado formado entre el material objetivo y por lo menos uno de la tierra rara y la tierra no rara. De preferencia, el material no de tierra rara comprende uno de boro, aluminio, galio, indio, talio y un metal de transición.
En todavía otra configuración, el agente de fijación es una tierra rara, de preferencia una tierra rara soluble. La composición insoluble es una composición que contiene material objetivo insoluble formado mediante el contacto del material objetivo y la tierra rara soluble.
La corriente lateral electrolítica contiene un metal valioso. Por lo menos la mayoría, si no es que todo, el material valioso dentro de la corriente lateral electrolítica se cicla a la celda electrolítica.
En una modalidad preferida, la corriente lateral electrolítica contiene cobre. Por lo menos la mayoría, si no es que todo, el cobre dentro de la corriente lateral electrolítica se cicla a la celda electrolítica mediante la corriente electrolítica purificada.
Todavía otra modalidad preferida de la presente invención es un proceso que comprende: (a) formar de una celda electrolítica una corriente lateral electrolítica que comprende un material objetivo y cobre disuelto, en donde la corriente lateral electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente lateral electrolítica con un agente de fijación que contiene tierra rara insoluble para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo y una corriente electrolítica purificada que tiene por lo menos la mayoría, si no es que todo, el cobre contenido dentro de la corriente lateral electrolítica, el agente de fijación insoluble que contiene tierra rara que comprende por lo menos uno de itrio, escandio y un lantanoide, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende la mayoría del material objetivo en la corriente lateral electrolítica, en donde el material objetivo, en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación insoluble; y (c) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente lateral purificada tiene una segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
De preferencia, sustancialmente poco, si lo hay, del cobre disuelto se . remueve de la corriente lateral electrolítica en la etapa de contacto (b) . Por otra parte, el proceso de preferencia además comprende: (d) poner en contacto el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría del material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y el agente de fijación insoluble estéril, en donde la solución de separación comprende por lo menos uno de una base fuerte, un oxalato, etanodioato, un oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un reductor o agente de reducción, un oxidante o agente oxidante.
En otra configuración, el proceso además comprende: (e) ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (b; y (f) remover por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
De preferencia, el agente de fijación insoluble estéril se pone en contacto con la corriente lateral electrolítica para formar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo.
En algunas modalidades, el material objetivo estará presente en un estado de oxidación reducido y esta condición podría ser indeseable. En tales casos, un oxidante se puede poner en contacto con la corriente de alimentación de electrolito para incrementar el estado de oxidación del material objetivo. Usando arsénico como un ejemplo, la presencia de arsenito podría favorecer el uso de un oxidante antes de que se aplique el agente de fijación.
. En otra modalidad, se proporciona un proceso que incluye las etapas de: (a) poner en contacto una solución electrolítica que comprende un material objetivo con un agente de fijación soluble, el agente de fijación soluble que comprende una tierra rara, para formar una composición que contiene material objetivo insoluble que comprende el material objetivo y la tierra rara; y (b) remover la composición que contiene material objetivo insoluble de la solución electrolítica para formar una solución electrolítica purificada.
La composición que contiene material objetivo insoluble esta típicamente en la forma de precipitado que se puede remover como un sólido. De preferencia, la composición que contiene material objetivo insoluble tiene por lo menos aproximadamente 0.01 % en peso, a un más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.1 % en peso, y aún más de preferencia los intervalos de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 % en peso del material objetivo. El material objetivo esta comúnmente en la forma de un anión que contiene oxígeno con un oxianión que es ilustrativo. De preferencia, el material objetivo es uno o más de arsénico, antimonio, bismuto, selenio, telurio, estaño, platino, rutenio, rodio e iridio. El agente de fijación soluble, o precipitante, se puede soportar por un portador adecuado o puede ser no soportado.
En todavía otra modalidad, un método incluye las etapas de: (a) proporcionar una corriente electrolítica que contiene un material objetivo; (b) poner en contacto la corriente electrolítica con uno o ambos de los siguientes: (i) un aditivo de sal de tierra rara, el aditivo de sal de tierra rara que comprende una tierra rara en el estado de oxidación +3 y un metal no raro en el estado de oxidación de +3; y (ii) . un aditivo de sal no de tierra rara, el aditivo de sal no rara que comprende un metal no de tierra rara en el estado de oxidación +3 y que está sustancialmente libre de una tierra rara; y formar un precipitado entre el material objetivo y por lo menos uno de los aditivos de sal de tierra rara y no de tierra rara.
El metal no de tierra rara puede ser cualquier metal no de tierra rara en el estado de oxidación +3, con metales de transición, boro, aluminio, galio, indio y talio que son preferidos, y los metales de transición y aluminio que son particularmente preferidos. Los metales de transición preferidos incluyen los elementos que tienen números atómicos 22-29, 40-45, 47, 72-77 y 79.
El aditivo de sal de tierra rara es, en una formación, una solución de sal basada en lantánido, bimetálica. El aditivo de sal no de tierra rara, en una formulación preferida, contiene aluminio en el estado de oxidación +3. En una formulación preferida, el aditivo de sal de tierra rara incluye cerio en el estado de oxidación +3 y el aditivo de sal de no tierra rara incluye aluminio de estado de oxidación +3.
En aún todavía otra modalidad, se proporciona un método que incluye las etapas: (a) proporcionar una corriente de electrolítica que comprende un material objetivo disuelto y producto valioso disuelto, el material objetivo que está en la forma de un oxianión y el producto valioso que es por lo menos uno de un metal de transición; (b) poner en contacto la corriente electrolítica con un agente de fijación de tierra rara para precipitar por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto como un precipitado que contiene material objetivo mientras que deja 'por lo menos la mayoría del producto valioso disuelto en una corriente electrolítica tratada, y (c) separar por lo menos la mayoría del precipitado que contiene material objetivo de la corriente electrolítica tratada .
La presente invención puede incluir un número de ventajas dependiendo de la configuración particular. El proceso de la presente invención puede remover cantidades variables de material objetivo como sea necesario para cumplir con la aplicación y los requerimientos del proceso. Por ejemplo, el proceso de remoción de material objetivo puede remover altas concentraciones de materiales objetivo para producir una corriente electrolítica tratada que tiene no más de aproximadamente 500 ppm, en algunos casos no más de aproximadamente 100 ppm, en otros casos no más de aproximadamente 50 ppm. En todavía otros casos, el proceso de remoción de material objetivo puede producir una corriente electrolítica tratada que tiene no más de aproximadamente 20 ppb, y en todavía otros casos no más de aproximadamente 1 ppb de material objetivo. El producto de tierra rara insoluble/material no objetivo se puede calificar como desecho no peligroso. El proceso de remoción de material objetivo puede ser relativamente insensible al pH . El proceso divulgado puede efectivamente fijar los materiales objetivo, particularmente arsénico, antimonio y/o bismuto, de las corrientes electrolíticas sobre una amplia gama de niveles de pH, así como en valores de pH extremadamente altos y bajos. En contraste a muchas tecnologías de remoción de material objetivo convencionales, la capacidad de la presente invención para tratar corrientes electrolíticas sobre una amplia gama de valores de pH puede eliminar la necesidad de alterar y/o mantener el pH de la solución dentro de un intervalo reducido cuando se remueve material objetivo. Por otra parte, donde la corriente electrolítica es una corriente de electrorrefinación de cobre, la corriente puede ser flexiblemente tratada sin un problema significante para el pH de la corriente electrolítica. Todavía además, ventajas de costos significantes se pueden lograr al eliminar la necesidad de ajustar y mantener el pH mientras que se fijan los materiales objetivo contenido dentro de la corriente electrolítica. El proceso de remoción de material objetivo también se puede ser relativamente insensible a la concentración del material objetivo. El proceso puede remover niveles relativamente bajos y/o altos de material objetivo, particularmente arsénico, antimonio y bismuto de corrientes electrolíticas. El proceso puede ser un proceso robusto y/o versátil .
Estas y otras ventajas serán evidentes a partir de la descripción de la invención (s) contenida en la presente.
Como se utiliza en la presente, el término "un" o "uno" se refiere a una o más de esa entidad. Como tal, los términos ("un" o "uno", ) "uno o más" y "por lo menos uno" se pueden utilizar intercambiablemente en la presente. También se va a observar que los términos "que comprende" "que incluye" y "que tiene" se pueden utilizar intercambiablemente .
Como se utiliza en la presente, "absorción" se refiere a la penetración de una sustancia en la estructura interior de otra, como es distinguida de la adsorción.
Como se utiliza en la presente, "adsorción" se refiere a la adherencia de átomos, iones, moléculas, iones poliatómicos y otras sustancias de un gas o liquido a la superficie de otra sustancia, llamada el adsorbente. La fuerza atractiva para adsorción puede ser, por ejemplo, fuerza iónicas tales como fuerzas covalentes o electroestáticas, tales como fuerzas de van der Waals y/o de London .
Como se utiliza en la presente, "por lo menos uno" "uno o más" y "y/o" son expresiones de extremo abierto que son tanto conjuntivas y disjuntivas en operación. Por ejemplo, cada una de las expresiones "por lo menos uno de A, B y C", "por lo menos uno de A, B o C", "uno o más de A, B y C", "uno o más de A, B o C" y "A, B y/o C" significa A solo,' B solo, C solo, A y B conjuntamente, A y C conjuntamente, B y C conjuntamente o A, B y C conjuntamente.
Como se utiliza en la presente, una "composición" se refiere una o más unidades químicas compuestas de uno o más átomos, tal como una molécula, ión poliatómico, compuesto químico, complejo de coordinación, compuesto de coordinación y los similares. Como será apreciado una composición puede ser mantenida conjuntamente por varios tipos de enlaces y/o fuerzas, tale como enlaces covalentes, enlaces metálicos, enlaces coordinación, enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, fuerzas electroestáticas (por ejemplo, fuerzas de van der Waals y fuerzas de London), y los similares.
Como se utiliza en la presente, "insoluole" se refiere a materiales que se proponen para ser y/o permanecer como sólidos en agua y ser capaces de ser retenidos en un dispositivo, tal como una columna, o ser fácilmente recuperados de una reacción de lotes usando medios físicos, tal como filtración. Los materiales insolubles deben ser capaces de la exposición prolongada al agua, durante semanas o meses, con poca (< 5%) pérdida de masa.
Como se utiliza en la presente, "oxianión" u oxoanión es un compuesto químico con la fórmula genérica AxOyz" (donde A representa un elemento químico diferente de oxígeno y O representa un átomo de oxígeno) . En oxianiones que contienen material objetivo, "A" representa metal, metaloide y/o átomos de Se (que es un no metal) . Ejemplos para oxianiones basados en metal incluyen cromato, tungstato, molibdato, aluminatos, zirconato, bismutato, etc. Ejemplos de oxianiones basados en metaloide incluyen ars.eniato, arsenito, antimoniato, germanato, bismutato, silicato, etc.
Como se utiliza en la presente, "partícula" se refiere a un sólido o líquido microencapsulado que tiene un tamaño que varía de menos de una miera a mayor que 100 mieras, sin limitación en la forma.
Como se utiliza en la presente, "precipitación" se refiere no solamente a la remoción de los iones que contienen material objetivo en la forma de especies insolubles sino también la inmovilización de iones que contienen contaminante sobre o en partículas insolubles. Por ejemplo, "precipitación" incluyen procesos, tales como adsorción y absorción.
Como se utiliza en la presente, "tierra rara" se refiere a uno o más de itrio, escandio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio erbio, tulio, iterbio y lutecio. Como será apreciado, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio erbio, tulio, iterbio y lutecio son conocidos como lantanoides.
Como se utiliza en la presente "soluble" se refiere a materiales que fácilmente se disuelven en agua. Para propósitos de esta invención, se anticipa que la disolución de un compuesto soluble necesariamente ocurriría en una escala de tiempo de minutos antes que días. Para que el compuesto sea considerado que es soluble, es necesario que este tenga un producto de alta solubilidad significantemente tal que hacia arriba de 5 g/L del compuesto será estable en solución .
Como se utiliza en la presente, "sorción" se refiere a adsorción y/o absorción.
Lo precedente es un resumen simplificado de la invención para proporcionar un entendimiento de algunos aspectos de la invención. Este resumen no es una revisión extensiva ni exhaustiva de la invención y sus diversas modalidades. No se propone ni para identificar elementos claves o críticos de la invención ni para delinear el alcance de la invención si no para presentar el concepto seleccionado de la invención en una forma simplificada como una introducción a la descripción más detallada presentada enseguida. Como será apreciado, otras modalidades de la invención son posibles utilizando, solas o en combinación, una o más de las características expuestas en lo anterior o descritas en detalle enseguida.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos acompañantes se incorporan dentro y forma una parte de la especificación para ilustrar varios ejemplos de la presente invención (es ) . Estos dibujos, junto con la descripción, explican los principios de la invención (es) . Los dibujos simplemente ilustran ejemplos preferidos y alternativos de como la invención (es) se puede hacer y utilizar y no se van a considerar como limitantes de la invención (es ) a solamente los ejemplos ilustrados y descritos .
Características y ventajas adicionales llegarán a ser evidentes a partir de la siguiente descripción más detallada de las diversas modalidades de la invención (es) , como es ilustrado por los dibujos referidos enseguida.
La Fig. 1 representa un proceso de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Fig. 2 representa una celda de electrólisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y La Fig. 3 representa otro proceso de acuerdo con otra modalidad de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la presente invención usa uno o ambos de los agentes de fijación insolubles y solubles para remover los materiales objetivo seleccionados de una solución electrolítica. De preferencia, la solución electrolítica comprende una solución acuosa. El agente de fijación, ya sea soluble o insolu'ble, de preferencia incluye una tierra rara. Ejemplos específicos de tales materiales para remover materiales objetivo incluyen compuestos de lantano (III), sales de metal de lantano solubles, óxido de lantano, dióxido de cerio y sales de cerio solubles, gue se han descrito en la solicitud de patente norteamericana No. 12/616,653 con una fecha de presentación del 11 de No.viembre de 2009, los contenidos de la cual se incorporan en la presente en su totalidad por esta referencia.
La solución electrolítica puede ser una solución electrolítica rica formada en la operación unitaria 301 (Fig. 1) y/o una solución electrolítica electrolizada formada en una celda de electrólisis 303. La solución electrolítica rica está sustancialmente impregnada con un metal valioso para ser electrodepositado sobre un electrodo de la celda de electrólisis 303. La solución electrolítica electrolizada puede ser una de una solución electrolítica sustancialmente agotada del metal valioso (que se electrodepositó sobre un electrodo, tal como en un proceso de electroextracción) o substancialmente cargada con contaminantes generados dentro de la celda de electrólisis (tal como en un proceso de electrorrefinación) .
La operación unitaria comprende la formación de una solución electrolítica rica en el metal valioso para ser electrodepositado sobre un electrodo en la celda de electrólisis 303. Mientras que no se desea que sea limitado por ejemplo, la operación unitaria 301 puede comprender uno o más de lixiviación en resina, lixiviación en carbono, pulpa en resina, pulpa en carbono, separación, lixiviación, intercambio iónico, hidrometalurgia y combinaciones de los mismos. La solución electrolítica puede ser formada en el proceso de lixiviación, tal como, una lixiviación de ácido, biolixiviación, lixiviación de oxidación de presión, u otro proceso de lixiviación conocido para uno de habilidad ordinaria en la técnica. Además, el proceso de lixiviación puede incluir una fuente de resina o carbono para concentrar y/o capturar el metal valioso durante el proceso de lixiviación, incluyendo procesos de lixiviación de pulpa. La solución electrolítica se puede formar en un proceso de intercambio iónico, en donde el metal valioso se captura y/o se concentra en una resina de intercambio iónico, seguido por la elución para formar una solución concentrada que contiene metal valioso. La solución electrolítica se puede formar mediante un proceso de separación y/o extracción, tal como, con un agente de formación de complejo y/o transferencia de fase para extraer selectivamente y concentrar el metal valioso en la solución.
Un material objetivo contenido con la solución electrolítica se remueve al poner en contacto la solución electrolítica con un agente de fijación que contiene tierra rara para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo (proceso 302) . El material objetivo contenido con la solución electrolítica puede ser de uno o ambos de la operación unitaria 301 o la celda de electrólisis 303. De preferencia, por lo menos la mayoría, si no es que todo, el material objetivo se remueve de la solución electrolítica mediante el contacto de la solución electrolítica con el agente- de fijación que contiene tierra rara. El agente de fijación insoluble cargado con material objetivo se separa de por lo menos una de la corriente de alimentación rica y la corriente electrolizada para formar una corriente purificada. La corriente purificada forma por lo menos algo de la solución electrolítica que comprende la celda electrolítica 303.
En una modalidad, el proceso 302 además puede incluir la separación del material objetivo del agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar un producto de. material objetivo 304.
Los materiales objetivo particulares removidos dependen de si el agente de fijación es insoluble o soluble en la solución acuosa, particularmente bajo condiciones estándares (por ejemplo, Temperatura y Presión Estándar") . Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, se cree, que usando arsénico y cerio como un ejemplo, que los agentes de fijación de cerio insolubles efectivamente remueven arsénico, cuando el arsénico es parte de una unidad multiatómica compleja que tiene un estado de oxidación de preferencia de +3 o más alto y aún más de preferencia un estado de oxidación de +3 a +5, mientras que los agentes de fijación de cerio solubles remueven efectivamente arsénico, cuando el arsénico es parte de una unidad multiatómica compleja y tiene un estado de oxidación de +5.
"Materiales objetivo", como se utiliza en la presente, de preferencia incluye no solamente arsénico sino también elementos que tienen un número atómico seleccionado del grupo que consiste de números atómicos 5, 9, 13, 14, 22 a 25, 31, 32, 33, 34, 35, 40 a 42, 44, 45, 49 a 53, 72 a 75, 77, 78, 80, 81, 82, 83, 85, 92, 94, 95 y 96 y más de preferencia del grupo que consiste de números atómicos 13, 14, 33, 34, 40 a 42, 44, 45, 50, 51, 52, 77, 78, 80, 81, 82, 83, 92, 94, 95, y 96. Estos número atómicos incluyen -los elementos de arsénico, aluminio, astatina, bromo, boro, flúor, yodo, silicio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, galio, talio, germanio, selenio, mercurio, zirconio, niobio, molibdeno, rutenio, rodio, indio, estaño, antimonio, telurio, hafnio, tantalio, tungsteno, renio, iridio, platino, plomo, uranio, plutonio, americio, curio y bismuto. Ejemplos de materiales objetivo disponibles para la remoción y estabilización por el agente de fijación insoluble incluyen, sin limitación, materiales objetivo en la forma de aniones complejos, tal como metal, metaloide y oxianiones de selenio.
En una modalidad preferida, el material objetivo removido comprende uno de telurio, selenio, plomo, bismuto, antimonio, estaño, arsénico, platino, iridio, rutenio y rodio. En una modalidad más preferida, el material objetivo removido comprende uno de telurio, selenio, plomo, estaño, antimonio, bismuto y arsénico.
En una configuración, el agente de fijación reacciona con el material objetivo contenido en la solución electrolítica para formar una solución electrolítica purificada. De preferencia, el material objetivo comprende un oxianión. En algunos casos, el agente de fijación puede comprender una mezcla de agentes de fijación, la mezcla que comprende agentes de fijación solubles o insolubles. El agente de fijación reacciona con el material objetivo para formar una especie insoluble con el agente de fijación. La especie insoluble se inmoviliza, por ejemplo, por precipitación, para de esta manera producir una solución electrolítica tratada y sustancialmente purificada.
La solución electrolítica además comprende una solución acuosa de los cationes disueltos del metal valioso, que se someten a electrorrefinación . Por otra parte, la solución electrolítica comprende una base de conjugado de ácido mineral, tal como, pero no limitada a sulfato (S042_) , sulfato de hidrógeno (HS041_) , nitrato (N031_) , cloruro (Cl1_) y bromuro (Br1") . En algunas modalidades, el electrolítico puede comprender una solución de sulfamato, .tal como, en algunas configuraciones para la electrorrefinación de níquel.
La Fig. 2 representa una celda de electrólisis 100 para la electrorrefinación de un metal valioso. La celda de electrólisis 100 comprende un ánodo 10, un cátodo 104, una solución electrolítica 106, una ruta de corriente externa 108 y una fuente de energía 110. En el proceso de electrorrefinación, el ánodo 102 comprende un metal valioso que contiene contaminante. El cátodo 104 de preferencia comprende uno de un metal valioso sustancialmente libre de contaminante o un metal sustancialmente no reactivo con el metal valioso en el cual se electrodeposita el metal valioso. La ruta de corriente externa 108 comprende una ruta eléctricamente conductora, tal como, un alambre típicamente utilizado dentro de un circuito eléctrico. La fuente de energía 110 es cualquier fuente de energía eléctrica, tal como, un generador eléctrico, una subestación de energía eléctrica, o una batería.
La solución electrolítica 106 comprende una solución de electrolito, de preferencia una solución de electrolito acuosa. Una solución de electrolito significa una solución que comprende un solvente (tal como agua) y componentes iónicamente disasociados, donde los componentes iónicamente disasociados comprenden cationes y aniones que condicen electricidad y pueden ser separados de la solución mediante un electrodo eléctricamente cargado. La solución electrolítica 106 comprende el metal valioso en un estado disuelto como catión, tal como Mn+, donde n es un número entero mayor que cero. La solución de electrolito 106, de preferencia, además comprende un ácido mineral o la base conjugada de un ácido mineral. Los ácidos minerales preferidos comprenden, sin limitación, ácido clorhídrico, bromhídrico, sulfúrico. De preferencia, el ácido mineral comprende ácido sulfúrico (H2S04) y/o las bases conjugadas de ácido sulfúrico (HS041_ y/o S042") .
En el proceso de electrorrefinación, el ánodo 102 tiene una carga positiva (esto es, el ánodo acepta electrones en un proceso oxidante) y el cátodo 104 tiene carga negativa (eso es, el cátodo libera electrones en un proceso reductor) . El proceso electroquímico en el ánodo 102 comprende disolver el metal valioso en el ánodo 102. Esto es, los electrones se retiran y/o se toman lejos del ánodo 102 por una fuente de energía 110 y las especies del metal valioso y los contaminantes se generan. Reacciones electroquímicas del ánodo 102 se pueden expresar por las siguientes reacciones químicas : M° -> n+ + n e" (3) K° -> Km+ + m e" (4) donde M representa el metal valioso, K representa el uno o más contaminantes contenidos dentro del ánodo 102, y n y m son números enteros mayores que cero.
Las especies oxidadas Mn+ y Km+ se disuelven en la solución electrolítica 106 como componentes solubles de la solución electrolítica 106. La especie oxidada Km+ comprende contaminantes que tienen sustancialmente potenciales de oxidación electroquímicos (esto es, para potenciales electroquímicos para la celda de electrólisis 100 dadas) aproximadamente igual o más reactivo (esto es, menos nobles) que el metal valioso.
En algunas configuraciones, el contaminante oxidado K esta en la forma de un oxianión. El oxianión¦ comprende KxOyz~ (donde K representa un elemento químico diferente de oxígeno y 0 representa un átomo de oxígeno) .
Los contaminantes más nobles, esto es que tienen un potencial de oxidación electroquímico más grande que el metal valioso, forman pocas, si las hay, especies catiónicas disueltas. Los contaminantes más nobles forman un sólido, sustancialmente lama insoluble 112 dentro de las celdas de electrólisis 110. La lama 112 comprende uno o más contaminantes de metal precioso.
Bajo un potencial eléctrico aplicado por la fuente de energía 110, los electrones fluyen del ánodo 102 al cátodo 104 a través de la ruta de corriente externa 108 y la fuente de energía 110 y el flujo de especies catiónicas (Mn+ y Km+) del ánodo 102 al cátodo 104 a través de la solución electrolítica 106 para completar el circuito eléctrico. Por otra parte, los aniones que comprenden la solución electrolítica 106 dentro de la celda de electrólisis 100 fluyen del cátodo 104 al ánodo 102. Una o ambas de las especies catiónicas se depositan en el cátodo 106. Cuando el contaminante oxidado K- está en la forma de oxianión, el oxianión fluye al ánodo 102 bajo el potencial eléctrico aplicado. Las reacciones electroquímicas del cátodo 104 se pueden expresar por las siguientes reacciones químicas: Mn+ + n e" -> M° (5) Km+ + m e" -> K° (6) En el cátodo 104 uno o ambos del catión de metal valioso Mn+ y el uno o más cationes contaminantes Km+, respectivamente, aceptan n y m electrones y se electrodepositan en el cátodo 104 como especies reducidas, de preferencia, M° y K°. Por lo menos la mayoría del metal valioso M se deposita en el cátodo 104 y poco, si lo hay, de uno o más contaminantes K se deposita en el cátodo 104. La habilidad y/o grado que el catión de metal valioso Mn+ y el uno o más cationes contaminantes Km+ se depositan respectivamente en el cátodo son influenciados por los potenciales reductores para el metal valioso y el uno o más contaminantes en la solución electrolítica 106 y las condiciones bajo las cuales se opera la celda de electrólisis 100. El metal valioso puede ser cualquier . metal. De preferencia, el metal valioso es un metal de transición en una modalidad más preferida, el metal valioso es uno cobre, níquel o cobalto.
En la electrorrefinación de cobre, el ánodo 102 comprende cobre. De preferencia, el ánodo de cobre tiene un nivel de pureza de cobre de por lo menos aproximadamente 95%. Más de preferencia, el nivel de pureza de cobre del ánodo 102 es por lo menos aproximadamente 99%, más de preferencia por lo menos aproximadamente 99.9%.
El ánodo de cobre además comprende uno o más contaminantes. , El uno o más contaminantes comprenden arsénico, antimonio, bismuto, níquel, cobalto, estaño, zinc, hierro, telurio, selenio, plomo, plata, oro y metales del grupo platino. Los metales del grupo platino son platino, osmio, iridio, rutenio, rodio y paladio. La lama 112 comprende el uno o más contaminantes más nobles que el cobre tales como plata, oro, osmio, iridio, rutenio, rodio, paladio, níquel, plomo (típicamente como sulfato de plomo insoluble) y mezclas de los mismos que son ejemplos no limitantes. El uno o más contaminantes que tienen un potencial de oxidación aproximadamente igual a y/o menos noble que el cobre comprenden arsénico, antimonio, bismuto, níquel, hierro, cobalto, estaño, zinc, telurio, selenio y plomo.
La solución electrolítica 106, de preferencia, comprende una solución de cobre acuosa. Más de preferencia, la solución electrolítica 106 comprende sulfato de cobre, más específicamente, sulfato de cobre (II). La solución electrolítica 106 tiene una concentración de sulfato de cobre de aproximadamente 20 a aproximadamente 300 gramos de sulfato de cobre por litro. De preferencia, la concentración de sulfato de cobre de la solución electrolítica es de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 gramos de sulfato de cobre por litro. Más de preferencia, la concentración de sulfato de cobre de la solución electrolítica 106 es de aproximadamente 30 gramos/litros a aproximadamente 60 gramos/litro. La solución electrolítica 106 además comprende ácido sulfúrico. De preferencia, el ácido sulfúrico de la solución electrolítica 106 tiene una concentración de aproximadamente 100 a aproximadamente 500 gramos H2SO4 por litro, más de preferencia de aproximadamente 150 a aproximadamente 250 gramos H2S04 por litro.
Además, la solución electrolítica 106 comprende uno o más contaminantes. El uno o más contaminantes comprenden arsénico, estaño, zinc, antimonio, bismuto, níquel, hierro, cobalto, telurio, selenio y plomo. El plomo y níquel pueden estar presentes en la celda electrorrefinación en una o ambos de la solución de electrolítica 106 como una especie catiónica (que es, Pb2+ y Ni2+) y la lama 112 (como sulfato de plomo insoluble y como metal de níquel) . En soluciones electrolíticas que comprenden sulfato, el Pb2+ es más catiónico es típicamente bajo debido a la formación de un precipitado de PbSC>4 sustancialmente insoluble. El hierro y el cobalto están sustancialmente presentes dentro de la solución electrolítica 106 como especies catiónicas, esto es, respectivamente, como uno o más de Fe2+, Fe3+, Co2+ y Co3+. De preferencia, el cobalto y níquel que comprende la solución electrolítica tiene un estado de oxidación de +2. El arsénico, antimonio, bismuto, telurio y selenio están, de preferencia presentes en la solución electrolítica 106 como especies iónicas. Estos es, el arsénico está de preferencia presente en la solución electrolítica 106 como uno o ambos de arsenito, AsO^", y arseniato, As043~, oxianiones. De preferencia, por lo menos la mayoría del arsénico esta presente como arsentato. Más de preferencia, por lo menos aproximadamente 95% del arsénico que comprende la solución electrolítica 106 comprende arsentato. Además, el antimonio que comprende la solución electrolítica 106 puede comprender uno o más de axianiones Sb(OH)41-, Sb021", Sb(OH)61_ y Sb031_. De preferencia, el antimonio comprende antimonio que tiene uno de un estado de oxidación de +5 o +3. La solución electrolítica 106 puede comprender uno o más de las siguientes especies iónicas de bismuto Bi(H20) 63+, Bi (H20)5(OH)2+, Bi(H20)4(OH)21+, Bi (H20) 3 (OH) 3, Bi (H20) 2 (OH) 41_, Bi031_, Bi021_, Bi033~ y Bi01+. De preferencia, el bismuto comprende bismuto que tiene uno de un estado de oxidación de +5 o +3. La solución electrolítica puede comprender uno o más de las siguientes especies de telurio y selenio: Te02~, Te042~ , Te066", Se042~ y Se032". En algunas modalidades, la solución electrolítica 106 comprende plata que tiene un estado de oxidación de +1.
El uno o más contaminantes disueltos en la solución electrolítica 106 se incrementan en concentración a medida que el cobre se disuelve en el electrolito 106 que es electrodepositado sobre el cátodo 104 y a medida que cobre adicional y contaminantes se disuelven en el ánodo 102. A medida que se incrementa la concentración de los contaminantes, loa electrodeposición de los contaminantes en el cátodo 104 puede incrementarse sustancialmente . Además, a medida que se incrementa el nivel de los contaminantes en la solución electrolítica 106, los contaminantes pueden desestabilizar la solución electrolítica 106. Por ejemplo, altos niveles de arsénico dentro de la solución electrolítica pueden formar precipitados y/o especies iónicas complejas con otros contaminantes dentro de la solución electrolítica 106 (tal como, pero no limitado a antimonio, bismuto, selenio y telurio) . Los contaminantes que tienen un potencial de reducción, en su concentración en la solución electrolítica 106, aproximadamente igual a o menos noble que el cobre se puede electrodepositar con el cobre en el cátodo 104. La electrodeposición de por lo menos alguno de los contaminantes en el cátodo 104 puede afectar la calidad y pureza del cobre electrodepositado. Por ejemplo, los contaminantes pueden afectar la estructura de grano del cobre electrodepositado.
La concentración de los contaminantes puede variar en la solución de electrolito 106. Mientras que no se desea que sea limitado por ejemplo, la concentración de níquel puede ser tan grande como aproximadamente 150 g/L o más grande. De preferencia, la concentración de níquel en la solución de electrolitos 106 es de aproximadamente 0 g/L a aproximadamente 40 g/L. más de preferencia, la concentración de níquel de la solución, de electrolito 106 es de aproximadamente 0 g/L a aproximadamente 20 g/L. la concentración de arsénico en la solución de electrolito 106 puede ser tan grande, aproximadamente 60 g/L o más grande. De preferencia, la concentración de arsénico en la solución de electrolito 106 es de aproximadamente 0.1 g/L a aproximadamente 25 g/L. más de preferencia, la concentración de arsénico de electrolito 106 es de aproximadamente 1 g/L a aproximadamente 25 g/L. la concentración de hierro en la solución de electrolito 106 puede estar tan grande como aproximadamente 25 g/L o más grande. De preferencia, la concentración de hierro en la solución de electrolito 106 es de aproximadamente 0.1 g/L a aproximadamente 15 g/L. más de preferencia, la concentración de hierro de electrolito es de aproximadamente 3 g/L a aproximadamente 5 g/L. la concentración de antimonio de la solución de electrolito puede ser tan grande como 2 g/L o más grande. De preferencia, la concentración de antimonio en la solución de electrolito 106 es de aproximadamente 0.1 g/L a aproximadamente 1.5 g/L. Más de preferencia, la concentración de antimonio de electrolito es de aproximadamente 0.8 g/L a aproximadamente 1.0 g/L. La concentración de bismuto de la solución de electrolito puede ser tan grande como aproximadamente 1.5 g/L o más grande. De preferencia, la concentración de bismuto en la solución de electrolito 106 es de aproximadamente 0.05 g/L a aproximadamente 0.7 g/L. Más de. preferencia, la concentración de bismuto de la solución de electrolito es de aproximadamente 0.1 g/L a aproximadamente 0.5 g/L. además, la solución electrolítica 106 puede comprender uno o más de: cobalto que tiene la concentración de solución de aproximadamente 0 g/L a aproximadamente 3 g/L; estaño que tiene una concentración de solución de aproximadamente 0 g/L a aproximadamente 1 g/L; zinc que tiene una concentración de solución de aproximadamente 0 g/L a aproximadamente 1 g/L; telurio que tiene una concentración de solución de aproximadamente 0 mg/L a aproximadamente 10 mg/L; y selenio que tiene una concentración de solución de aproximadamente 0 mg/L a aproximadamente 10 mg/L.
En la electrorrefinación de cobre, por lo menos la mayoría del cátodo electrodepositado 104 comprende cobre. El cátodo de electrodepositado 104 comprende por lo menos aproximadamente 99% de cobre. De preferencia, por lo menos aproximadamente 99.9% del cátodo electrodepositado 104. comprende cobre. Más de preferencia, el cátodo de electrodepositado 104 comprende por lo menos aproximadamente 99.99% de cobre. Aún más de preferencia, por lo menos aproximadamente 99.999% del cátodo electrodepositado 104 comprende cobre .
La Fig. 3 representa un proceso 200 para tratar la solución electrolítica 106 que tiene un material objetivo y un metal valioso. El material objetivo puede comprender materiales para desecho y/o materiales recuperables de valor.
En la etapa 120, una corriente lateral 125 de la solución electrolítica 106 se remueve de la celda de electrólisis 100. La corriente lateral 125 puede ser una corriente lateral de manera sustancial continuamente generada, tal como, una corriente de purga, o puede ser una corriente intermediariamente removida en la forma de una corriente lateral de volumen de lote. Se puede apreciar que la corriente lateral 125 contiene material objetivo contenido dentro de la solución electrolítica 106. La corriente lateral 125 comprende un por ciento en volumen del volumen toral de solución electrolítica 106, el por ciento en volumen de la corriente lateral 125 es representada por la siguiente fórmula : % en volumen de la corriente lateral = 100 * volumen de la corriente lateral / volumen total de la solución de electrolito en el proceso (7) De preferencia, el por ciento en volumen de la corriente lateral 125 es no¦ más grande que aproximadamente 25% del volumen total de la solución de electrolito 106. Más de preferencia, el por ciento en volumen de la corriente lateral 125 es no más grande que aproximadamente 3%. Aún más de preferencia, el por ciento en volumen de la corriente lateral 125 es no más grande que aproximadamente 1% de total de la solución de electrolito 106. En algunas configuraciones, el por ciento en volumen de la corriente lateral 125 es de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 0.1% del total de la solución de electrolito 106. Se puede apreciar, que el volumen de la corriente lateral 125 puede variar dependiendo de uno o más del nivel de contaminantes contenidos dentro del ánodo, el nivel de contaminantes disueltos en la solución electrolítica 106 y el nivel deseado de contaminantes al cual se puede mantener adecuadamente dentro de la soluciones electrolíticas 106.
En la etapa 130, la corriente lateral 125 se pone en contacto con un agente de fijación. El agente de fijación puede .ser un agente de fijación soluble o ínsoluble. Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, se cree que los agentes de fijación de tierra rara solubles e insolubles comúnmente no remueven el metal y los cationes de disociados metaloides de la solución. Esto puede permitir que el metal y los oxianiones metaloides se han removido selectivamente de una solución que contiene tanto metal y oxianiones metaloides y cationes disociados.
En una modalidad preferida, la corriente lateral 125 se pone en contacto con el agente de fijación insoluble para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo y una corriente lateral purificada 195. La corriente lateral 125 tiene una concentración inicial del material objetivo dentro de la corriente lateral 125. El agente de fijación puede comprender un adsorbente o absorbente. El contacto del agente de fijación con la corriente lateral 125 que tiene material objetivo dentro de la corriente lateral 125 remueve la mayoría, si no es que todo, el material objetivo de la corriente lateral 125 para formar la corriente lateral purificada 195. La corriente lateral purificada 195 tiene una concentración purificada del material objetivo contenido dentro de la corriente lateral purificada 195. La concentración inicial es por lo menos no más grande que la concentración purificada. De preferencia, la mayoría, más de preferencia aproximadamente 75% o más, y aún más de preferencia aproximadamente 95% o más del material objetivo en la corriente lateral 125 se carga sobre el agente de fijación insoluble.
De preferencia, la corriente lateral purificada 195 tiene una concentración de arsénico menor que aproximadamente 15 g/1 de arsénico disuelto, más de preferencia menor que aproximadamente 10 g/L de arsénico disuelto. Aún más preferencia, la concentración de arsénico en la corriente lateral purificada es menor que aproximadamente 1 g/L. La concentración de antimonio disuelto en la corriente lateral purificada 195 es de preferencia menor que aproximadamente 300 mg/L, más de preferencia menor que aproximadamente 200 mg/L. Aún más de preferencia, la corriente lateral purificada 195 tiene una concentración de antimonio disuelto menor que aproximadamente 100 mg/L. La concentración de bismuto disuelto en la corriente lateral purificada 195 es de preferencia menor que aproximadamente 300 mg/L, más de preferencia menor que aproximadamente 200 mg/L. Aún más de preferencia, la corriente lateral purificada 195 tiene una concentración de bismuto disuelto menor que aproximadamente 100 mg/L. De preferencia, la corriente lateral purificada 195 tiene una concentración de telurio menor que aproximadamente 1 mg/1 de telurio disuelto, más de preferencia menor que aproximadamente 0.5 mg/L de telurio disuelto. Aún más de preferencia, la concentración de telurio disuelto en la corriente lateral purificada es menor que aproximadamente 0.1 mg/L. De preferencia, la corriente lateral purificada 195 tiene una concentración de selenio menor que aproximadamente 1 mg/1. de selenio disuelto, más de preferencia menor que aproximadamente 0.5 mg/L de selenio disuelto. Aún Más de preferencia, la concentración de selenio disuelto en la corriente lateral purificada es menor que aproximadamente 0.1 mg/L .
En una modalidad preferida, el agente de fijación insoluble comprende uno de itrio, escandio y lantanoide. El agente de fijación insoluble es de preferencia un sólido particulado. El agente de fijación insoluble es de preferencia un compuesto de tierra rara insoluble que comprende un óxido de tierra insoluble, tal como óxidos de tierra rara y tratado o anhidros, o un fluoruro, carbonato, fluorocarbonato, silicato de tierra rara y los similares. El agente de fijación insoluble es particularmente efectivo en remover arsénico que tiene un estado de oxidación de +3 o +5. En una modalidad más preferida, el agente de - fijación insoluble comprende cerio. En una modalidad más preferida, el agente de fijación insoluble comprende óxido de cerio. Un agente de fijación insoluble particularmente preferido es Ce02. El agente de fijación insoluble es de preferencia un sólido finamente dividido que tiene un área de superficie promedio de entre aproximadamente 25 m2/g y aproximadamente 500 m2/g, más de preferencia entre aproximadamente 70 m2/g y aproximadamente 400 mVg y aún más de preferencia entre aproximadamente 90 m2/g y aproximadamente 300 m2/g.
El agente de fijación insoluble se puede derivar de la precipitación de una sal de metal de tierra rara o de la descomposición térmica de, por ejemplo, un carbonato y oxalato de metal de tierra rara a una temperatura de preferencia entre aproximadamente 100 a aproximadamente 700 y aún más de preferencia entre aproximadamente 180 y 350°C en un horno en la presencia de un oxidante, tal como aire. La formación del agente de fijación insoluble además se discute en al Solicitud Norteamericana Copendiente No. de Serie 11/932,837, presentada el 31 de Octubre del 2007, que es incorporada en la presente por esta referencia.
Aún que el agente de fijación insoluble preferido comprende un compuesto de tierra rara, se pueden emplear otros agentes de fijación. Cualquier agente de fijación, ya sea sólido, liquido, gaseoso o gel, que es efectivo de fijar en material objetivo en solución a través de la precipitación, intercambio iónico o algún otro mecanismos e pueden utilizar. Ejemplos de otros agentes de fijación incluyen por lo menos aquellos expuestos en lo anterior.
En una configuración, el agente de fijación insoluble es un material particulado agregado que tiene una superficie media de por lo menos aproximadamente 1 m2/g. Dependiendo de la aplicación, se pueden desear áreas de superficie más altas. Por ejemplo, los materiales particulados agregados pueden tener un área de superficie de por lo menos aproximadamente 5 m2/g; en otros casos, más de aproximadamente 10 m2/g; y, en todavía otros casos, más de aproximadamente 25 m2/g. Donde se desean áreas de superficie más altas, los materiales particulados pueden tener un área de superficie de más de aproximadamente 70 m2/g; en otros casos, más de aproximadamente 85 m2/g; en todavía otros casos, más de aproximadamente 115 m2/g; y, en aún otros casos, más de aproximadamente 160 m2/g. Los materiales particulados agregados pueden incluir un aglutinante polimérico, tales como polímeros termoendurecibles , polímeros termoplásticos , polímeros elastoméricos , polímeros celulósicos y vidrios, a por lo menos uno de enlazar, fijar y/o atraer los constituyentes del agente de fijación insoluble en los materiales particulados que tienen uno o más de tamaño deseado, estructura, densidad, porosidad y propiedades del fluido.
El agente de fijación insoluble puede incluir uno o más auxiliares de flujo, con o sin un aglutinante. Los auxiliares de flujo pueden mejorar la dinámica de fluido de un fluido sobre y/o a través del agente de fijación insoluble para prevenir la separación de los componentes de la suspensión, prevenir el asentamiento de finos y, en algunos casos, contener los agentes de fijación y otros componentes en el lugar adecuado.
El agente de fijación insolubles se pueden mezclar con o incluir otros componentes, tales como materiales de intercambio iónicos (por ejemplo, resinas de intercambio iónico sintética), carbono poroso tal como carbono activado como óxidos de metal (por ejemplo, alúmina, sílice, sílice-alúmina, gama-alúmina, alúmina activada, alúmina acidificada y titania) , óxidos de metal que contienen aniones metálicos inestables (tal como oxicloruro de aluminio) , refractarios no de óxidos (por ejemplo, nitruro de titanio, nitruro de silicio y carburo de silicio) , tierra de atonasia, mulita, materiales poliméricos porosos, aluminosilicatos cristalinos tales como zeolitas (sintética que ocurren naturalmente), sílice-alumina amorfa, minerales y arcillas (bentonita, esmectita, caolín, dolomita, montmorilinita y sus derivados), resinas de intercambio iónico, materiales de silicato de metal de cerámica porosos y minerales (por ejemplo, uno de las tres de fosfato y óxido) , sales férricas y materiales fibrosos (incluyendo sintéticos (por ejemplo, sin limitación, poliolefinas , poliésteres, poliamidas, poliacrilatos y combinaciones de los mismos) y naturales (tales como, sin limitación, fibras basadas en planta, fibras basadas en animal, fibras basadas en orgánico, celulósico, algodón, papel, vidrio y combinaciones de los mismos) .
El agente de fijación insoluble cargado con material objetivo comprende la mayoría del material objetivo en la corriente lateral 125. El agente de fijación insoluble y el material objetivo forman un agente de fijación cargado con material objetivo sustancialmente insoluble. De preferencia, la mayoría, y aún más de preferencia aproximadamente 75% o más, del material objetivo se carga sobre el agente de fijación insoluble. La afinidad del agente de fijación insoluble para materiales objetivo especifico se cree que es una función del pH y/o o la concentración de material objetivo. El agente de fijación insoluble es comúnmente utilizado con un material particulado en un lecho fijo o fluidizado y, en ciertas configuraciones, puede ser deseable para el uso en un reactor de tanque agitado. El una configuración, el agente de fijación insoluble incluye un floculento y/o agente dispersante, como es discutido en al presente, para mantener una distribución de partículas sustancialmente uniforme en el lecho.
En algunas modalidades, el material objetivo estará presente en un estado de oxidación reducido, y esta condición podría ser indeseable. En tales casos, un oxidante se puede poner en contacto con la corriente lateral 125 para incrementar el estado de oxidación del material objetivo. Esto es, la etapa de contacto 130 puede ser precedida por una etapa de oxidación para auxiliar el material objetivo para mejor eficiencia de remoción del material objetivo y/o afinidad del material objetivo para el agente de fijación insoluble. Usando arsénico como un ejemplo, la presencia de arsenito podría favorecer el uso de un oxidante antes de que se aplique el agente de fijación.
Las condiciones operacionales del proceso 200 deben ser controladas. Cuando el arsénico es el material objetivo, por ejemplo, el agente de fijación insoluble, bajo condiciones del proceso apropiadas, selectivamente remueve por lo menos la mayoría del arsénico mientras que deja por lo menos la mayoría del producto valioso como especies disueltas (catiónicas) en la corriente de lateral 125. Aunque el agente de fijación insoluble puede efectivamente fijar el arsénico de. las soluciones sobre una amplia gama de niveles de pH, el pH de la corriente lateral 125 de preferencia es no más que aproximadamente pH 6 y aún más de preferencia es no más que aproximadamente pH 2 para adsorber tanto el arsénico (V) como el arsénico (III) . El arsénico (III) se sorbe sobre el agente de fijación insoluble sobre una amplia gama de pH mientras que el arsénico (V) se sorbe de preferencia por el agente de fijación insoluble en niveles de pH más bajos.
En la etapa 140, la corriente lateral purificada 195 se separa del agente de fijación insoluble cargado con material objetivo. El proceso de separación puede ser cualquier método conocido para uno de habilidad en la técnica para separar una corriente líquida de un sólido, tal como, pero no limitado a, centrifugación, ciclónica (incluyendo hidrociclonación) , decantación (incluyendo decantación a contra corriente), filtración (incluyendo cribados), sedimentación (incluyendo técnicas de separación por gravedad) y combinaciones y/o variaciones de los mismos.
En una configuración, el agente de fijación insoluble puede ser soportado y/o configurado para que la corriente lateral 125 fluya a través del agente de fijación insoluble. El agente de fijación insoluble cargado con material objetivo se forma sobre el soporte y/o se configura para la corriente lateral purificada 195 para fluir a través del agente de fijación insoluble.
Cuando un grado preseleccionado de carga de material objetivo sorbe el agente de fijación ocurre, el agente de fijación cargado con material objetivo se pone en contacto, en la etapa 150, con una solución de separación, o agente de liberación, para descargar, o disolver, de preferencia la mayoría y aún más de preferencia aproximadamente 95% o más del material objetivo del agente de fijación cargado con material objetivo y formar. un agente de fijación estéril 160 (que es reciclado en la etapa 130) y uno o ambos de un producto separado 185 y un producto valioso 175.
Cualquier solución de separación acídica, neutra o básica o agente de liberación se puede emplear. El proceso de desorción del agente de fijación cargado con material objetivo se cree que es un resultado de uno o más de: 1) una afinidad más fuerte por la tierra rara que comprende el agente de fijación para el agente de liberación que el material objetivo sorbido o su composición y 2) un ajuste hacia arriba o hacia abajo del estado de oxidación de la tierra rara que comprende la superficie del gente de fijación y/o del material objetivo sorbido y/o del oxianión que contiene material objetivo sorbido.
En una aplicación, la solución, de separación es alcalina y comprende una base fuerte. De preferencia, la solución de separación comprende por lo menos uno de un hidróxido de metal alcalino y sal del grupo I de amoniaco, una amida y una amina (tal como ' una amina primaria, secundaria, terciaria o cuaternaria) y mezclas de los mismos. Más de preferencia, la solución de separación comprende un hidróxido de metal alcalino. Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, se cree que, en concentraciones altas, los iones de hidróxido compiten con, y desplazan, dos oxianiones de la superficie del agente de fijación insoluble. En una formulación, la solución de separación incluye un compuesto caústico en una cantidad que varia de preferencia de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 % en peso, aún más de preferencia de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 % en peso, y aún más de preferencia de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7.5 % en peso, con aproximadamente 5 % en peso que es aún más preferido.
El pH preferido de la solución de separación es de preferencia más grande (por ejemplo, más básico) que el pH en el cual el material objetivo se cargó sobre el agente de fijación. El pH de la solución de separación es de preferencia por lo menos aproximadamente pH 10, aún más de preferencia por lo menos aproximadamente pH 12, y aún más de preferencia por lo menos aproximadamente pH 14.
En otra aplicación, la (primera) solución de separación comprende un oxalato o etanodioato, que, con relación a los oxianiones que contienen material objetivo, de preferencia se sorbe, sobre una amplia gama de pH, por el agente de fijación insoluble. En una variación del proceso para desorber iones de oxalato, el agente de fijación insoluble se pone en contacto con una segunda solución de separación que tiene un pH preferido de por lo menos aproximadamente pH 9 y aún más de preferencia de por lo menos aproximadamente pH 11 para desorber los iones de oxalato y/o etanodioato en favor de iones de hidróxido. Una base fuerte se prefiere para la segunda solución de separación. Alternativamente, los aniones de oxalato y/o etanodioato sorbido se pueden calendar a una temperatura preferida de por lo menos aproximadamente 500 de grados Celsius para descomponer térmicamente los iones de oxalato y/o etanodioato sorbidos y removerlos del agente de fijación insoluble.
En otra aplicación, la (primera) solución de separación incluye un oxianión de intercambio fuertemente adsorbente, tal como fosfato, carbonato, silicato, vanadio oxide o fluoruro, para desorber el oxianión que contiene el material objetivo sorbido. La primera solución de separación tiene una concentración relativamente alta del oxianión de intercambio. La desorción del oxianión de intercambio se hace en un pH diferente (más alto) y/o la concentración de oxianión de intercambio , que la primera solución de separación. Por ejemplo, la desorción puede ser mediante una segunda solución de separación que incluye una base fuerte y tiene una concentración más baja del oxianión de intercambio que la concentración del oxianión en la primera solución de separación. Alternativamente, el oxianión de intercambio puede ser térmicamente descompuesto para regenerar el agente de fijación insoluble. Alternativamente, el oxianión de intercambio puede ser desorbido por oxidación o reducción del agente de fijación insoluble o el oxianión de intercambio.
En otra aplicación, la solución de separación incluye un reductor o agente de reducción, tal . como ión ferroso, hidruro de aluminio de litio, hidrogeno naciente, amalgama de sodio, bromuro de sodio, ión estañoso, compuestos de sulfito, hidrazina (reducción de Wolff-Kishner ) , amalgama de zinc-mercurio, hidruro de diisobutilaluminio, catalizador lindar', ácido oxálico, ácido fórmico y un ácido carboxilico (por ejemplo, un ácido de azúcar, tal como ácido ascórbico) para reducir el material objetivo sorbido en la tierra rara y/o el oxianión que contiene material objetivo sorbido. Mientras que no se desea que sea limitado en alguna teoría ni a manera de ejemplo, la reducción de superficie del agente de fijación insoluble reducirá el cerio (IV) a cerio (III), que puede interactuar menos fuertemente con los materiales objetivo y oxianiones. Después ocurrentemente con la reducción de superficie del agente de fijación insoluble, el pH se incrementa para desorber el material objetivo sorbido a su anión.
En otra aplicación, la solución de separación incluye un oxidante o agente oxidante, por ejemplo compuestos de peroxígeno (por ejemplo, peróxido, permanganato, persulfato, etc. ) , ozono, cloro, hipoclorito, reactivo de Fenton, oxigeno molecular, fosfato, dióxido de azufre y los similares, que oxida el material objetivo sorbido y/o su oxianión a un estado de oxidación más alto, por ejemplo, arsénico (III) a arsénico (V); seguido por un ajuste del pH y un proceso de desorción. La desorción del arsénico (V) de los compuestos de tierra insolubles, por ejemplo, típicamente ocurre a un pH de por lo menos aproximadamente pH 12 y aún más típicamente por lo menos aproximadamente pH 14.
Sin considerar el mecanismo de separación preciso, una primera concentración del material objetivo en la corriente lateral 125 es típicamente menos que una segunda concentración del material objetivo en uno o ambos del producto separado 185 y el producto valioso 175. Comúnmente, la primera concentración del material objetivo es no más que aproximadamente 75% de al segunda concentración y aún más comúnmente no más que aproximadamente 50% de la segunda concentración. A' manera de ejemplo, una primera concentración del arsénico está entre aproximadamente 0.1 mg/L a aproximadamente 5 g/L, y la segunda concentración de arsénico está entre aproximadamente 0.25 g/L y aproximadamente 7.5 g/L.
Opcionalmente (no mostrado) , el material objetivo se remueve de uno o ambos del producto separado 185 y el producto valioso 175 mediante una técnica adecuada para formar un material objetivo y una solución de separación estéril (que puede ser reciclada en la etapa 150) . La remoción se puede efectuar mediante cualquier técnica adecuada incluyendo precipitación (tal como la utilización ;de un sulfuro (para metales de transición) , un carbonato de metal alcalinotérreo (para fluoruro) y una sal de tierra rara o de hierro (para arsénico) ) , adsorción, absorción, electrólisis, cementación, amalgamación y los similares. En una configuración, el material objetivo se precipita utilizando un agente de fijación de tierra rara soluble como es mencionado en lo anterior.
De preferencia, la segunda concentración del material objetivo es aproximadamente igual al limite de solubilidad (concentraciones) del material objetivo (en las condicione dadas del proceso) . Más de preferencia, la segunda concentración del material objetivo esta entre aproximadamente 0.1 y aproximadamente 2,500 g/L, aún más comúnmente entre aproximadamente 0.1 y aproximadamente 1,000 g/L y aún más comúnmente entre aproximadamente 0.25 g/L y aproximadamente 500 g/L. Finalmente, un segundo agente de fijación soluble o disuelto se pone en contacto con uno o ambos del producto separado 185 y el producto valioso 175 en una cantidad suficiente para precipitar la mayoría, si no que todo, el material objetivo como un sólido que lleva material objetivo. El sólido que lleva material objetivo se puede separar de la solución intermediaria mediante cualquier técnica de separación de sólido/liquido adecuada para producir una solución de separación para reciclar y un sólido separado para el desecho o recuperar un sólido valioso (no mostrado) .
El producto valioso 175 y el sólido valioso puede ser cualquier metal de interés. Ejemplos no limitantes de metales de interés incluyen, sin limitación, uno o más de los metales de transición. De preferencia, los metales de interés incluyen un metal seleccionado del grupo de metales que consisten de cobre, níquel, cobalto, plomo, metales preciosos y mezclas de los mismos. Toda o una porción del producto valioso de la corriente lateral 125 se puede recuperar.
El segundo agente de fijación insoluble típicamente tiene un estado de oxidación menor que el estado de oxidación del primer agente de fijación. De preferencia, el estado de oxidación del segundo agente de fijación es uno de +3 o +4. El agente de fijación soluble de preferencia es un compuesto de metal de tierra rara soluble y más de preferencia incluye sales que comprenden compuestos de tierra rara. Tales como bromuros, nitratos, fosfitos, cloruros, cloritos, cloratos, nitratos y los similares. Más de preferencia, el agente de fijación insoluble es un cloruro de tierra rara (III).
Aunque no mostrado, la concentración del material objetivo en la corriente lateral 125 se puede incrementar mediante cualquier técnica adecuada, tal como a través de la remoción de agua. El agua se puede remover, por ejemplo, por evaporación, destilación y/o técnicas de filtración (tal como la filtración de membrana) . Otras técnicas incluyen la precipitación y redisolución, absorción o adsorción seguido por la separación, intercambio iónico seguido por la separación y los similares del material objetivo.
En la etapa 190 la corriente lateral purificada separada 195 se recicla a la celda de electrólisis 100. La corriente lateral purificada 195 tiene, con relación a la corriente lateral 125, una concentración reducida del material objetivo. En una aplicación, la corriente purificada 195 de preferencia tiene no más de aproximadamente 1,000 ppm, aún más de preferencia no más de aproximadamente 500 ppm, aún más de preferencia no más de aproximadamente 50 ppm, y todavía aún más de preferencia no más de aproximadamente 1 ppm del material objetivo. En algunas configuraciones, la corriente purificada 195 tiene no más de aproximadamente 50 ppb, aún más de preferencia no más de aproximadamente 5 ppb del material objetivo.
En otra modalidad donde el agente de fijación comprende un agente de fijación soluble, el agente de fijación insoluble se pone en contacto con la corriente lateral 125 para formar una composición que contiene material objetivo insoluble y una corriente lateral purificada 195. El material objetivo comprende el uno o más contaminantes contenidos dentro de la corriente lateral 125. De preferencia, el agente de fijación insoluble comprende una tierra rara. Más de preferencia, el agente de fijación insoluble comprende una composición que contiene tierra rara que tiene una o más tierras raras.
La composición que contiene material objetivo insoluble comprende la composición que contiene tierra rara que tiene una o más tierras raras. La composición que contiene material objetivo insoluble está típicamente en la forma de precipitado que se puede remover como un sólido. De preferencia, la composición que contiene, material objetivo insoluble tiene por lo menos aproximadamente 0.01 % en peso,' aún más de preferencia por lo menos aproximadamente 0.1 % en peso y aún más de preferencia varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 % en peso del material objetivo.
El agente de fijación soluble, o precipitante, se puede soportar por un portador adecuado o puede ser no soportado. La habilidad para formar la composición que contiene material objetivo insoluble en la forma de un sólido que comprende una concentración relativamente alta del material objetivo puede reducir grandemente el volumen de la composición que contiene material objetivo insoluble requiriendo desecho, reduciendo de esta manera los costos de desecho .
De preferencia, la mayoría y aún más de preferencia aproximadamente 75% o más del material objetivo ?· una composición que incorpora el material objetivo se combina, con el agente de fijación insoluble para formar la composición que contiene material objetivo insoluble. El agente de fijación insoluble es de preferencia uno o más de escandio, itrio y un lantanoide y está en una forma que es soluble en agua y/o la corriente lateral 125. Cuando el agente de fijación soluble comprende cerio, el cerio de preferencia tiene un estado de oxidación de +4 o menos. El agente de fijación insoluble puede ser sin limitación, una sal que comprende un bromuro, nitrato fosfito cloruro clorito, clorato y los similares de escandio, itrio o lantanoide, con un cloruro de cerio (III) , cerio (IV) o una mezcla de los mismos que es preferido. Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, se cree que las formas solubles de cerio (IV) pueden formar dióxido de cerio nonocristalino, que luego sorbe los materiales objetivos o una composición que incorpora el material objetivo. El agente de fijación insoluble se adiciona, comúnmente como una solución acuosa separada, la corriente lateral 125. De preferencia, el agente de fijación insoluble se adiciona a la corriente lateral 125 en una cantidad para producir una relación molar promedio del agente de fijación al material objetivo en solución de menor que aproximadamente 8:1 y de preferencia que varía de aproximadamente 0.5:1 a aproximadamente 5:1.
En una configuración, el pH de la corriente lateral se ajusta para mantener por lo menos algo, si no es que por lo menos la mayoría, del agente de fijación soluble disuelto en la corriente lateral 125. Esto es, el pH de la corriente lateral 125 se ajusta para formar poco, si lo hay, sulfato, carbonato de tierra rara y/o precipitado de hidróxido.
En otra configuración, un agente quelante se puede adicionar a la solución acuosa de agente de fijación soluble y/o la corriente lateral 125 para incrementar la solubilidad del agente de fijación en uno o ambos de la solución acuosa de agente de fijación y/o corriente lateral 125. Un agente quelante típico es un compuesto químico que contiene por lo menos dos entidades no de metal capaces de enlazar a un átomo de metal y/u o ión. Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, los agentes quelantes funcionan al hacer varios enlaces químicos con los iones metálicos. Los agentes quelantes ejemplares incluyen ácido etilen diamina tetra acético (EDTA) , dimercaprol (BAL) , ácido dimercaptosuccínico (DMSA) , ácido 2 , 3-dimercapto-l-propanosulfónico (DMPS) y alfa lipóico (ALA) , ácido aminofenoxietano-tetraacético (BAPTA) , deferasirox, deferiprona, deferoxamina, ácido dietilen triamina pentaacético (DTPA), sulfonato de dimercapto-propano (DMPS) , ácido etilendiamina tetraacético (versante de disodio de calcio) (CaNa2~EDTA) , ácido tetraacético de etilenglicol (EGTA) , D-penicilamina, ácido metanosulfónico, ácido metanofosfónico y mezclas de los mismos.
El agente de fijación soluble además puede incluir uno o ambos de un aditivo orgánico o inorgánico. De preferencia, el aditivo es uno o más de un floculento, coagulante y espesante, para inducir floculación, asentamiento y/o formación de los sólidos precipitados. Ejemplos de tales aditivos incluyen cal, alumbre, cloruro férrico, sulfato de férrico, sulfato ferroso, sulfato de aluminio, aluminato de sodio, cloruro de polialuminio, tricloruro de aluminio, polielectrolitos , poliacrilamidas, poliacrilato y los similares.
En la etapa 140, la composición que contiene material objetivo insoluble se separa de un lado purificado de la corriente 195. La composición que contiene material objetivo insoluble además se puede procesar para formar uno o más de un producto separado 185, producto valioso 175, sólido valioso y/o sólido separado.
En todavía otra modalidad, el contacto del agente de fijación con la corriente lateral 125 comprende la formación de un precipitado entre un material objetivo y por lo menos uno de los aditivos de sal de tierra rara y de no tierra rara y una corriente lateral purificada 195. El material objetivo comprende el uno o más contaminantes contenidos dentro de la corriente lateral 125.
El aditivo de sal de tierra rara comprende una tierra rara en el estado de oxidación +3. En una formulación, el aditivo de sal de tierra rara comprende una solución de sal basada en lantánido bimetálica. En una formulación preferida, el aditivo de sal no de tierra rara comprende aluminio en el estado de oxidación +3. En otra formulación preferida, el aditivo de sal de tierra rara comprende cerio en el estado de oxidación +3.
El aditivo de sal no de tierra rara comprende un metal no de tierra rara en el estado de oxidación +3 y está sustancialmente libre de una tierra rara. El metal no de tierra rara puede ser cualquier metal no de tierra rara en el estado de oxidación +3, con metales de transición, boro, aluminio, galio, indio y talio que son preferidos, y los metales de transición y aluminio que son particularmente preferidos. El aditivo de sal no de tierra rara particularmente proporciona una reducción significante en la cantidad de tierra rara necesaria para remover arsénico de la corriente lateral 106. Los metales de transición preferidos incluyen los elementos que tienen números atómicos 22-29, 40-45, 47, 72-77 y 79. Los metales de transición preferidos comprenden los metales de transición titanio vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, zirconio, niobio, molibdeno, tecnecio, rutenio, rodio, plata, hafnio, tantalio, tungsteno, renio, osmio, iridio y oro.
De preferencia, los aditivos de sal de tierra rara y de no tierra rara se combinan para formar un aditivo de sal mezclado. Por ejemplo, el agente (s) de fijación soluble se combina con una o más de no tierra rara que tienen un estado de oxidación +3, particularmente un metal de transición o metal del grupo 13 de la Tabla Periódica de los Elementos, con aluminio o hierro en el estado de oxidación +3 que es preferido. De preferencia, el agente de fijación soluble es un metal de tierra rara en el estado de oxidación +3, y el agente de fijación soluble y el metal no de tierra rara están en cada uno en la forma de sales disociables en agua. Por ejemplo, una mezcla de sal doble se forma al mezclar cloruro de cerio (III) con cloruro de aluminio (III). En otro ejemplo, la mezcla de sal doble se forma al mezclar cloruro de lantano (III) con cloruro de aluminio (III) . En otro ejemplo, la mezcla de sal doble se forma al mezclar cloruro de lantano (III) con cloruro de hierro (III). En una formulación preferida, por lo menos un mol de la no tierra rara está presente por cada mol del agente de fijación soluble de tierra rara. En una formulación más preferida, por lo menos 3 moles de la no tierra rara esta presente por cada mol del agente de fijación soluble de tierra rara. En a una formulación aún más preferida, por lo menos un mol de la no tierra rara que tiene un estado de oxidación de +3 está presente por cada mol del agente de fijación soluble de tierra rara que tiene un estado de oxidación de +3. En una formulación todavía aún más preferida, por lo menos 3 moles de la no tierra rara que tiene un estado de oxidación de +3 están presentes por cada mol del agente de fijación soluble de tierra rara que tiene un estado de oxidación de +3. Una solución que comprende el aditivo de sal mezclado puede tener cualquier pH; esto es, la solución de sal mezclada puede tener un pH acídico, neutro o básico. El aditivo de sal mezclado, que es típicamente una solución , de sal basada en lantánido bimetálica, se pone en contacto con la corriente lateral 125 a temperatura estándar o más alta. La solución de sal mezclada se puede poner en contacto con la corriente lateral 125 sobre una amplia gama de temperaturas, de preferencia de aproximadamente el punto de congelación de la corriente lateral 125 a aproximadamente el punto de ebullición de la corriente lateral 125.
La' corriente lateral 125 tiene un valor de pH . El valor de pH en la corriente lateral 125, antes y después de la adición de la sal mezclada, puede variar de un pH de aproximadamente pH 0 o menos a un pH de aproximadamente pH 14 o más grande. En algunas configuraciones, el pH de la corriente lateral 125 tiene un pH de menor que aproximadamente pH 8, antes de y después del contacto de la corriente lateral 125 con la solución de sal mezclada. Más de preferencia, el pH de la corriente lateral después del contacto con la solución de sal mezclada es menor que aproximadamente pH 2.
En una configuración, el contacto de los aditivos de sal de tierra rara y de no tierra rara con la corriente lateral 125 forma el precipitado. En otra configuración, el contacto del aditivo' de sal no de tierra rara con la corriente lateral 125 forma el precipitado. En una configuración preferida, el aditivo de sal de tierra rara comprende cerio en el estado de oxidación +3 y el aditivo de sal no de tierra rara incluye aluminio en el estado de oxidación +3. El aditivo de sal no de tierra rara puede proporcionar reducciones significantes en la cantidad de tierra rara requeridas para remover el uno o más contaminantes seleccionados de la corriente lateral 106.
En la etapa 140, la corriente lateral purificada 195 se separa del precipitado. El precipitado además se puede procesar para formar uno o más de un producto separado 185, producto valioso 175, sólido valioso y/o sólido separado.
En aún todavía otra modalidad, el contacto de la corriente lateral 125 con el agente de fijación además comprende proporcionar una corriente lateral que tiene uno o más contaminantes disueltos y uno o más productos valiosos disueltos y proporcionar un agente de fijación que comprende una tierra rara. De preferencia, por lo menos del uno o más contaminantes están en al forma de cualquier oxianión. De preferencia, por lo menos uno del uno o más productos valiosos disueltos es un metal de transición. El contacto de la corriente lateral 125 y el agente de fijación precipita por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto como un precipitado que contiene material objetivo y deja por lo menos la mayoría del producto valioso disuelto en la corriente lateral purificada 195. En la etapa 140, la corriente lateral purificada 195 se separa del precipitado que contiene material objetivo. El precipitado que contiene material objetivo además se puede procesar para formar uno o más de un producto separado 185, producto valioso 175, sólido valioso y/o sólido separado.
El agente de fijación soluble residual se puede remover mediante precipitación u otros métodos de separación adecuados conocidos para uno de habilidad dentro de la técnica. El agente de fijación soluble residual se puede remover la forma una composición de tierra rara insoluble dentro de la corriente lateral purificada 195. La composición de tierra rara insoluble se puede formar al ajustar el pH y/o al adicionar una composición que forma precipitante a la corriente lateral purificada 195. La composición que forma precipitante contiene uno o más entidades que forma un precipitado cuando se pone en contacto con la tierra rara contenida dentro de la corriente lateral purificada 195. Mientras que no se desee que sea limitado por ejemplo, cualquier composición de tierra rara solubilizada y/o disuelta se puede remover de la corriente lateral purificada 195 al poner en contacto con un oxalato y/o carbonato, los carbonatos que son preferidos para las corrientes laterales purificadas que tienen un pH más grande que aproximadamente pH 7.
En otra modalidad de la presente invención, el agente de fijación de tierra rara insoluble se puede adicionar a la solución electrolítica contenida dentro de la celda electrolítica para remover uno o más de los contaminantes objetivo. Esto es, el agente de fijación que contiene tierra rara insoluble se puede poner en contacto con la solución electrolítica contenida dentro de la celda electrolítica para forma un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo. El agente de fijación insoluble cargado con material objetivo se puede separar de la solución electrolítica mediante cualquier proceso de se separación de sólido líquido. El agente de fijación insoluble cargado con material objetivo separado se puede poner en contacto con un agente de separación como es descrito.
En otra modalidad, una corriente electrolítica se pone en contacto con el agente de fijación de tierra rara para remover uno o más de los contaminantes objetivo. La corriente electrolítica puede ser rica o pobre en el metal valioso. Esto es, la corriente electrolítica puede comprende una corriente electrolítica antes, después o durante la electrodeposición del metal valioso contenido dentro de la corriente electrolítica.
Un número de variaciones y de modificaciones de la invención se pueden utilizar. Sería posible proporcionar algunas características de la invención sin proporcionar otras.
La presente invención, en varias modalidades, configuraciones o aspectos, incluye componentes, métodos procesos, sistemas y/o aparatos sustancialmente como es representado y descrito en la presente, incluyendo varias modalidades, configuraciones, aspectos, subcombinaciones y subconjuntos de la misma. Aquellos de habilidad en la técnica entenderán como hacer y usar la presente invención después del entendimiento de la presente descripción. La presente invención, en varias modalidades, configuraciones, y aspectos, incluyendo la provisión de dispositivos y procesos en la ausencia de artículos no representados y/o descritos en la presente o en varias modalidades, configuraciones o aspectos de la misma, incluyendo en la ausencia de tales artículos como se pueden haber utilizado en dispositivos o procesos previos, por ejemplo, para mejorar el desempeño, logrando facilidad y/o reducción de costo de la implementación .
La discusión anterior de la invención se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción. Lo anterior no se propone para limitar la invención a la forma o formas divulgadas en la presente. En la descripción detallada anterior por ejemplo, varias características de la invención se agrupan conjuntamente en una o más modalidades, configuraciones, o aspectos para el propósito de resumir la descripción. Las características de las modalidades, configuraciones o aspectos de la invención se pueden combinar en modalidades, configuraciones o aspectos alternos diferentes de aquellos discutidos en lo anterior. Este método de descripción no se va a interpretar como que refleja una intención de que la invención reclamada requiere más características que son expresamente citadas en cada reivindicación. Más bien, como las siguientes reivindicaciones reflejan, los aspectos inventivos dependen en menos de todas las características de una sola modalidad divulgada anterior, configuración o aspecto. Así, las siguientes reivindicaciones se incorporan en la presente en esta descripción detallada, con cada reivindicación que se puntualiza por si misma como una modalidad preferida separada de la invención.
Por otra parte, aunque la descripción de la invención ha incluido la descripción de uno o más modalidades, configuraciones o aspectos y ciertas variaciones y modificaciones, otras variaciones, combinaciones y modificaciones están dentro del alcance de la' invención, por ejemplo, como puede estar dentro de la habilidad y conocimiento de aquellos en la técnica, después del entendimiento de la presente descripción. Se propone obtener los derechos que incluyen modalidades, configuraciones o aspectos alternativos al grado permitido, incluyendo estructuras alternas, intercambiables y/o equivalentes, funciones, intervalos o etapas a aquellos reclamados, si o no tales estructuras alternas, intercambiables o equivalentes, funciones, intervalos o etapas se divulgan en la presente, y sin proponer dedicar públicamente cualquier materia sujeto patentable .

Claims (45)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso, caracterizado porque comprende: (a) recibir una corriente electrolítica que comprende un material objetivo y un metal valioso, en donde la corriente electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente electrolítica con un agente de fijación insoluble para formar un agente de de fijación* insoluble cargado con material objetivo y una corriente electrolítica purificada, el agente de fijación insoluble que comprende por lo menos uno de itrio, escandio y un lantanoide, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende la mayoría del material objetivo en la corriente de electrolito, en donde el material objetivo, en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación insoluble; y (c) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente purificada tiene una segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente electrolítica es una corriente lateral.
3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (b) además comprender poner en contacto por lo menos una porción de la corriente con el agente de fijación insoluble.
4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque, en la etapa de contacto (b) , sustancialmente poco, si lo hay, del metal valioso se remueve de la corriente electrolítica.
5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material objetivo comprende por lo menos uno de arsénico, antimonio, bismuto, estaño, plomo, selenio, telurio, platino, iridio, rutenio y rodio.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material objetivo comprende un oxianión.
7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el oxianión comprende por lo menos uno de telurio, selenio, bismuto, antimonio y arsénico.
8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal valioso comprende cobre.
9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de fijación insoluble comprende cerio.
10. El proceso de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cerio comprende óxido de cerio.
11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de fijación insoluble comprende un sólido finamente dividido que tiene un área de superficie de aproximadamente 25 m2/g a aproximadamente 500 m2/g.
12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: (d) poner en contacto el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría del material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y el agente de fijación insoluble estéril.
13. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la solución de separación comprende por lo menos uno de una base fuerte, un oxalato, etanodioato, un oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un reductor o agente de reducción, y oxidante o agente oxidante.
14. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende: (e) ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (b) , en donde el agente de fijación insoluble estéril se pone en contacto con la corriente electrolítica para formar agente de fijación insoluble cargado con material objetivo.
15. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende: (f) remover por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
16. Un proceso, caracterizado porque comprende: (a) recibir una corriente electrolítica que comprende un material objetivo y un metal valioso, en donde la corriente electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente electrolítica con un agente de fijación para formar una composición insoluble ; (c) remover la composición insoluble de la corriente electrolítica para formar una corriente de electrolito purificada; y (d) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente purificada tiene una segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
17. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la corriente de electrolítica es una corriente lateral.
18. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la etapa (b) además comprende poner en contacto por lo menos una porción de la corriente con el agente de fijación.
19. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el agente de fijación comprende un aditivo de sal no de tierra rara, el aditivo de sal no de tierra rara comprende un metal no de tierra rara que tiene un estado de oxidación +3 y que esta sustancialmente libre de una tierra rara y en donde la composición insoluble comprende un precipitado formado del material objetivo y el aditivo de sal no de tierra rara.
20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el aditivo de sal no de tierra rara comprende uno de boro, aluminio, galio, indio, talio y un metal de transición.
21. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el agente de fijación que contiene tierra rara comprende un aditivo de sal de tierra rara, el aditivo de sal de tierra rara comprende una tierra rara que tiene un estado de oxidación +3 y un metal no raro que tiene un estado de oxidación +3 y en donde la composición insoluble comprende un precipitado formado entre el material objetivo y por lo menos uno de la tierra rara y la no tierra rara.
22. El proceso de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la no tierra- rara es uno de boro, aluminio, galio, indio, talio y un metal de transición.
23. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el agente de fijación comprende una tierra rara, la tierra rara es una tierra rara soluble, y en donde la composición insoluble comprende una composición que contiene material objetivo insoluble que comprende el material objetivo y la tierra rara.
24. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la corriente electrolítica contiene un metal valioso y en donde por lo menos la mayoría, si no es que todo, el metal valioso dentro de la corriente electrolítica se cicla a la celda electrolítica mediante la corriente electrolítica purificada.
25. El proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la corriente electrolítica contiene cobre, en donde por lo menos la mayoría, si no es que todo, el cobre dentro de la corriente electrolítica se cicla a la celda electrolítica mediante la corriente electrolítica purificada y en donde el material objetivo comprende uno o más de arsénico, antimonio, bismuto, estaño, plomo, selenio, telurio, platino, iridio, rutenio y rodio.
26. Un proceso, caracterizado porque comprende: (a) recibir una corriente electrolítica que comprende un material objetivo y cobre disuelto, en donde la corriente electrolítica tiene una primera concentración de material objetivo; (b) poner en contacto la corriente electrolítica con un agente de fijación que contiene tierra rara insoluble para formar un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo y una corriente electrolítica purificada que tiene por lo menos la mayoría, si no es que todo, el cobre contenido dentro de la corriente electrolítica, el agente de fijación insoluble que contiene tierra rara que comprende por los menos uno de itrio, escandio y un lantanoide, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende la mayoría del material objetivo en la corriente de electrolito, en donde el material objetivo, en el agenté de fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación insoluble; y (c) ciclar la corriente electrolítica purificada a la celda electrolítica, en donde la corriente purificada tiene una segunda concentración de material objetivo sustancialmente menor que la primera concentración de material objetivo.
27. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la corriente electrolítica es una corriente lateral.
28. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la etapa (b) además comprender poner en contacto por lo menos una porción de la corriente electrolítica con el agente de fijación que contiene tierra insoluble .
29. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque sustancialmente poco, si lo hay, del cobre disuelto se remueve de la corriente electrolítica en la etapa de contacto (b) , y en donde el material objetivo comprende por lo menos uno de arsénico, antimonio, bismuto, estaño, plomo, selenio, telurio, platino, iridio, rutenio y rodio .
30. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el material objetivo comprende un oxianión de por lo menos uno de telurio, selenio, bismuto, antimonio y arsénico.
31. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque agente de fijación que contiene tierra rara comprende óxido de cerio.
32. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el agente de fijación insoluble comprende un -sólido finamente dividido que tiene un área de superficie de aproximadamente 25 m2/g a aproximadamente 500 m2/g.
33. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende: (d) poner en contacto el agente de fijación insoluole cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría del material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y agente de fijación insoluble estéril, en donde la solución de separación comprende por lo menos uno de una base fuerte, un oxalato etanodioato, un oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un reductor o agente de reducción, un oxidante o agente oxidante; (e) ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (b) , en donde el agente de fijación insoluble- estéril se pone en contacto con la corriente electrolítica para formar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo; y (f) remover por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
34. Un proceso, caracterizado porque comprende: (a) recibir una solución de alimentación rica que tiene un material objetivo y un metal valioso; (b) electrodepositar el metal valioso sobre un electrodo para formar una solución electrolizada, en donde por lo menos la mayoría del metal valioso se electrodeposita sobre el electrodo; y (c) poner en contacto por lo menos una porción de la por lo menos una de la solución de alimentación rica y la solución electrolizada con un agente de fijación que contiene tierra rara para formar un agente de fijación insoluole cargado con material objetivo, el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo que comprende por lo menos la mayoría de material objetivo es la por lo menos una porción de la por lo menos una de la solución de alimentación rica y la solución estéril, en donde el material objetivo, en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo, forma una composición con el agente de fijación en el material objetivo que contiene un elemento que tiene un número atómico seleccionado del grupo que consiste de números atómicos 5, 9, 13, 14, 22 a 25, 31, 32, 34, 35, 40 a 42, 44, 45, 49 a 53, 72 a 75, 77, 78, 80 a 83, 85, 92 y 94 a 96.
35. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque además comprende: (d) separar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo de por lo menos una de la corriente de alimentación rica y la solución electrolizada para formar una corriente purificada y un agente de fijación insoluble cargado con material objetivo sólido.
36. El proceso de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque además comprende por lo menos uno de: (e) recuperar el material objetivo; y (f) reciclar la corriente purificada a la celda de electrólisis .
37. El proceso de conformidad con la rei-vindicación 34, caracterizado porque sustancialmente poco, silo hay, del metal valioso se remueve de una o ambas de la corriente de alimentación rica y la solución electrolizada en la etapa de contacto (c) .
38. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el material objetivo comprende un oxianión.
39. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la electrodeposición es una de una electroextracción o electrorrefinación del metal valioso.
40. El proceso de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el metal valioso comprende un metal que tiene un número atómico de 22-30, 40-48 y 72-79.
41. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el agente de la fijación insoluble comprende cerio.
42. El proceso de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque el cerio comprende oxido de cerio.
43. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el agente de fijación insoluble comprende un sólido finamente dividido que tiene un área de superficie de aproximadamente 25 m2/g a aproximadamente 500 m2/g.
44. El proceso de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque además comprende: (g) poner en contacto el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo con una solución de separación para disolver, solubilizar o de otra manera desplazar la mayoría de material objetivo en el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo para formar una solución de separación cargada y el agente de fijación insoluble estéril, en donde la solución de separación comprende por lo menos uno de una base fuerte, un oxalato, etanodioato, ' a un oxianión de intercambio fuertemente absorbente, un productos o agente de reducción, y un oxidante o agente oxidante; y (h) ciclar el agente de fijación insoluble estéril a la etapa de contacto (c) , en donde el agente de fijación insoluble estéril se pone en contacto con una de la corriente de alimentación rica y la solución electrolizada para formar el agente de fijación insoluble cargado con material objetivo.
45. El proceso de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque además comprende: (f) remover por lo menos la mayoría del material objetivo disuelto de la solución de separación cargada.
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