[发明专利]从混合氧硫化物铜矿石中回收金和铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从由混合氧化物硫化物铜矿体中获得的含金铜矿中通过一系列浮选步骤回收金和铜的系统。更具体地说，本发明涉及一种回收金和铜的系统，其中从混合氧化物硫化物铜矿体中获得含金矿石、和/或其铜浮选副产品，是由脱水步骤之后至少一个浮选步骤决定的。特别是，它从斑岩的氧化区域以及其他岩石矿床中回收铜和金。同样，本发明的工艺使得在传统工艺无法用于进一步处理的残渣和扫选精矿可以回收出铜和金。

背景技术

斑岩铜矿藏相对于混合金属矿藏中的其他金属而言占据着主导地位，其包含铁氧化物铜金矿床（IOCG）和火山块状硫化物矿床（volcanogenic massive sulfide deposits）。斑岩铜矿床的例子包括发现在萨尔瓦多、智利、Bingham和犹他的矿床。美国亚利桑那州的铜矿，包括Bisbee,Tiger,Tombstone,Morenci,Mammoth以及Ajo,Arizona的矿藏，都是斑岩铜硫化物浸入的次生富化作用（supergene enrichment）和热液蚀变（hydrothermal alteration）所导致的结果。

可进行露天开采（strip mining）的斑岩型铜矿石矿床通常包括一主要由含有少量金的铜硫化物构成的主区域，一主要由也含有少量金的氧化铜矿物质构成的覆盖层或次区域，中间为过渡区域。

位于地下水界面的浅生富集区域的铜硫化物，通常认为是矿物质中经济效益较高的重要类别。矿床表面或表面附近的铜氧化物本身则经常不认为是非常有利可图的，其重要性仅仅在于它们向采矿者指明了其下的浅生富集区域。

据估计，世界上约85％的铜矿源以硫化物矿石的形式存在，剩余的15％的矿源以氧化物矿石的形式存在。

这些斑岩铜矿床含有其他有价值的金属和矿物质，例如金和银。2004年，宾汉峡谷矿厂产出了超过17MM吨的铜，23MM盎司的金，190MM盎司的银以及850MM磅的钼。其中金和银为在提纯铜时去除的杂志。

与对传统的浮选过程产生反应的主区域不同，次区域（铜氧化物区域或者含有铜副产品的区域）金属回收主要限于适用酸法堆浸（acid heap leaching）提取铜中可溶解于酸的成分。在此过程中，采得的矿石碾成小的碎块，堆积在无法渗透的塑料和/或粘土过滤衬垫上，其可以用过滤溶液浇灌，例如硫酸，以溶解有价值的金属。常常使用喷洒或者滴灌的方式，以尽量减少蒸发。然后溶液从堆中过滤，并滤出溶于酸的铜矿物质。这一过程可能需要持续数周。随后收集到含有被溶解金属的过滤溶液，留下充满酸溶液的含金残余物。

上述方法的缺陷在于次区域（主要是铜氧化物）矿石中的金成分实际上没有得到回收，而其中的金通过其他方式进行回收则显得不经济，从而只能成为废物。除了这个缺陷以外，该方法由于使用酸从而对环境影响很大，相应的补救费用非常昂贵。除此以外，回收铜所需的保存和处理时间过长以及过滤垫需要的面积也构成了其缺陷所在。

现有技术中提出了用于铜氧化物矿石的浮选方法，例如用黄酸盐促集剂浮选的硫化法。但是，这些方法都有缺陷。例如，在硫化过程中，很难控制硫化剂及其释放的刺激性气味。而且，使用硫化物会降低金成分的价量，并阻碍它们被浮选出来，从而给回收过程带来困难并提高其成本。

不经硫化的氧化铜浮选工艺所需的浮选促集剂包括有机络合剂、脂肪酸、脂肪胺和石油磺酸盐。但是，由于这些浮选促集剂缺乏选择性，导致它们在此领域并不十分成功。虽然也提出了其他的试剂/捕获剂，但都给氧化物的浮选工艺的成本带来显著的影响。

常规的浮选促集剂，例如黄酸盐（xanthates），在氧化表面无法有效使用。硫磺浮选促集剂，例如黄酸盐，为最常见的浮选促集剂。但是，它们对硫化物矿石具有高度的选择性，而且它们于硫化物表面发生化学反应，并且它们对于普通的非硫化物矿石，例如氧化物或氧化铜硫化物矿石，没有亲和力。关于将黄酸盐与其他捕获剂进行结合，已进行过相关研究。

例如，美国专利US4,022,686提供了一种针对硫化铜和氧化铜矿石和针对铜熔炉矿渣的浮选工艺，其中在地矿石中加入苯并三唑或烷基苯并三唑以作为催化剂，然后加入一个或多个浮选促集剂，选自由黄酸盐、二硫代磷酸盐、硫代氨基甲酸脂、二硫代氨基甲酸盐、硫醇和二黄原酸和进一步地，如果必要，可以加入例如为煤油、轻油、船用油或石油润滑剂作为助催化剂（promoter）以改善铜矿石或铜熔炉矿渣浮选的回收。加入了苯并三唑或烷基苯并三唑的氧化物矿石的调节宣称比硫化工艺具有更高的铜回收率。但是，这种方法仅适合高层级的矿石。