[发明专利]氯化物辅助的水冶提取铜

说明书

发明领域

本发明涉及金属矿石或浓缩物的水冶处理。具体地，涉及在卤离子如氯离子的存在下，从矿石中提取金属。

发明背景

水冶法处理硫化物铜矿石如黄铜矿(CuFeS₂)存在问题，因为在为了有效地将铜从这些矿石中溶浸出来而进行的加压氧化步骤中所需的苛刻条件，会使矿石中的硫化物被氧化成硫酸盐，导致产生大量的酸，从而需要进行昂贵的中和。已经尝试让硫化物浓缩物能在较温和的条件下被溶浸出，在这种条件下硫化物仅仅被氧化成元素硫而并不被完全地氧化成硫酸盐。这些尝试包括：在加压氧化步骤之前预处理浓缩物以使硫化物浓缩物更易被溶浸，以及在氯离子存在下溶浸浓缩物，如在美国专利No.4,039,406中所述。在该方法中，在浓缩物中的含铜物质被转变成固体的碱式硫酸铜，然后从碱式硫酸铜中回收含铜物质，如在美国专利No.4,338,168中所述。在专利4,039,406中所述的方法中，大量矿石或浓缩物中的硫化物(20-30％)仍然被氧化成硫酸盐，造成在加压溶浸中需要更多的氧并且产生硫酸。这对于低品级的矿石(其S/Cu比很高)尤其不利。

在加拿大专利申请No.2,099,333中，描述了一种提取铜的方法，其中在氯化物和硫酸根离子存在下，对硫化物浓缩物进行加压溶浸，从而产生不溶的碱式铜盐。该铜盐通过过滤除去，而滤液被再循环回加压氧化。

本发明提供了一种溶液中存在卤离子如氯离子和溴离子下，水冶提取铜和其他金属的方法。

发明概述

根据本发明，提供了一种从硫化物铜矿石或浓缩物中提取铜的方法，它包括步骤：将该矿石或浓缩物和硫酸氢根或硫酸根离子源，在氧气及含有卤离子的酸性溶液存在下，在约115-160℃温度下进行加压氧化，以获得形成的加压氧化浆料；对该浆料进行液/固分离步骤，获得形成的加压氧化溶液和固体残渣；从加压氧化溶液或固体残渣中回收铜；其特征在于，加压氧化溶液被再循环回加压氧化，以及再循环的加压氧化溶液中的铜浓度被维持在预定的数值。

附图简述

现在通过实施例并结合附图描述本发明，其中，

图1是本发明一个例子的水冶法铜提取方法的流程图，它适用于高品级的铜矿石或浓缩物。

图2是本发明另一个例子的水冶法铜提取方法的流程图，它适用于中等和低品级的铜矿石或浓缩物。

图3是压力罐的示意图，用于阐述本发明的另一种用于处理具有高硫/金属比的浓缩物的方法。

图4是本发明另一种从硫化铜锌浓缩物中水冶提取金属的方法的流程图。

图5A和B是根据本发明的另一个例子，从矿石或浓缩物中回收贵重金属的方法的的流程图。

优选例子的详述

本发明的方法的不同例子，可用于处理大范围的铜和其他金属的浓缩物，其中铜的品级可不同，可从低品级即约15％或更低，至高品级即约35％铜或更高。

一般而言，本方法包括在氧气和卤离子(如氯和溴离子)和硫酸根离子的酸性溶液存在下进行的加压氧化步骤。更具体地，该方法还包括常压溶浸阶段、一种或多种溶剂萃取阶段和电解阶段。不同品级的浓缩物在加压氧化阶段需要不同的处理，从而需要不同的操作方式。这些操作方式分别被称为模式A、模式B和模式C。在模式A(对溶浸高品级铜矿有效)中，铜不在加压氧化阶段被溶浸。在模式B和C(它们对溶浸中等品级和低品级的铜矿有效)中，铜在加压氧化阶段被溶浸。

下面依次描述各种操作模式。

方法-模式A

图1是模式A的流程图。该方法包括：在加压氧化罐或高压釜中的加压氧化阶段12、常压溶浸阶段14、一级和二级溶剂萃取阶段16和18、和电解阶段20。

在加压氧化阶段12，所有的铜矿被转变成碱式硫酸铜CuSO₄·2Cu(OH)₂。这种处理是在酸性氯化物溶液存在下用氧气进行的。为此，将氧气和HCl和H₂SO₄引入高压釜。在高压釜中的温度为约130-150℃而压强为约100-200psig(1380kPa)。这是包括了氧气压和蒸汽压在内的总压强。保留时间为约0.5-2.5小时，而且该方法一般是以连续方式在高压釜中进行。但是，如果需要，该方法也可以批量方式进行。

受热平衡和粘度限制的影响，在高压釜中的固体含量被维持在约12-25％，即150-300克/升的固体。