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分享从含砷和/或含锑的硫化铜精矿中回收铜的方法与流程

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泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-10-18 11:13 出处:网络
这里写的分享从含砷和/或含锑的硫化铜精矿中回收铜的方法与流程,小编为你揭晓内容

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本发明公开了一种含有大量铜-砷-硫化物矿物的金属精矿的湿法冶金处理方法。
背景技术
:由于低杂质铜精矿逐渐耗尽并且不太容易获得,因此更加关注含有砷的铜矿体。这导致由冶炼厂购买的平均铜精矿中的砷含量增加。随着时间的推移,砷含量预计将上升到更高的水平。由于砷减排技术的当前限制,冶炼厂在铜精矿中的平均砷水平的上限被迅速接近。一些铜精矿中的砷存在于砷黄铁矿(FeAsS)中,其中砷与铜的物理分离是可能的。然而,更典型地,硫化铜精矿中的砷主要存在于以下矿物中:硫砷铜矿Cu3AsS4砷黝铜矿Cu12As4S13锑黝铜矿Cu12Sb4S13在这些矿物结构中用铁取代一些铜和用砷取代锑是常见的。这些化合物表明砷与铜的物理分离是不可能的,因为两种元素结合在相同的化学晶格结构内。化学分离(例如浸出)将砷与铜分离,但是硫砷铜矿和砷黝铜矿都耐化学腐蚀。已经开发了许多湿法冶金方法来处理主要含黄铜矿的铜精矿。这些湿法冶金方法包括,例如:低温工艺(<110摄氏度):例如,Albion工艺、Galvanox工艺和INTEC工艺;中温工艺(130-170摄氏度):AngloAmerican-UBC工艺、CESLCopper工艺、Dynatec工艺和FreeportMcMoran(PhelpsDodge)工艺;高温工艺(>200摄氏度):全压氧化和PLATSOL工艺。当应用于含硫盐铜精矿时,所有上述方法都存在缺点。在低温工艺中,含有铜(Cu)的砷(As)和锑(Sb)硫矿物的浸出动力学比含铜的黄铜矿矿物的浸出动力学慢。因此,浸出时间不切实际长,并与来自硫盐矿物质的不完全铜回收一致。对于中温工艺,在指定条件下的铜回收率也受损。在高温工艺的情况下,在合理的时间范围内可实现良好的铜浸出。然而,形成酸的硫(S)几乎完全的氧化程度导致需要更多中和剂用于所产生的额外酸的昂贵的方法,并且生产需要专门储存的大量残余物。因此,在上述每个湿法冶金工艺中,从含有硫盐的铜精矿中回收铜是不经济的。从含砷的硫化铜精矿中回收铜和从含有锑的硫化铜精矿中回收铜的方法改进是十分必要的。技术实现要素:根据本发明的一个方面,与低温工艺和中温工艺相比,从含硫盐的铜精矿中提取铜的速度更快,同时与高温工艺相比硫化物矿物被氧化成硫酸盐形式明显更少。因此,从含有黄铜矿的铜精矿进料(如浓缩物)中回收铜的方法是更经济的。根据本发明的一个方面,提供了一种从含砷和含锑的硫化铜精矿中的至少一种的进料中提取铜的方法。该方法包括精细研磨进料,以及在精细研磨后,在表面活性剂和卤素的存在下使进料进行加压氧化以产生产物浆料。该方法还包括使产物浆料进行液体/固体分离,以获得加压氧化滤液和包含砷化合物和锑化合物中的至少一种的固体,以及从加压氧化滤液中回收铜。该方法可以包括在从其回收铜之后使一部分加压氧化滤液进行蒸发,并且在蒸发之后,将该部分加压氧化滤液再循环至加压氧化。来自液体/固体分离的固体还包括铜,并且在液体/固体分离之后的固体可进行酸性浸出以溶解至少一些铜,从而产生铜溶液和固体残余物,所述固体残余物包含砷的化合物和锑的化合物中的至少一种。从铜溶液中进一步回收铜。进料可以进行精细研磨至约5微米至约15微米的P80。进料可以进行精细研磨至约7微米至约10微米的P80。在加压氧化中的表面活性剂可以以约1千克每吨浓缩物至10千克每吨浓缩物的量加入,并且可以包括木质素磺酸盐,坚木栲胶,苯胺,邻苯二胺中的至少一种。表面活性剂可以是量为1.5-3千克每吨浓缩物的邻苯二胺。根据权利要求1所述的方法,其中所述卤素可以是氯化物,浓度为约3至20克每升氯化物。卤素可以是氯化物,浓度为约10至12克每升氯化物。加压氧化可以在约140摄氏度至约160摄氏度的温度下进行。加压氧化可以以约60至约120分钟的停留时间进行。加压氧化可以在约700至约1400千帕斯卡的氧分压下进行。加压氧化可以在包含硫酸的进料酸存在下进行,所述硫酸的量足以限制进料中的硫氧化成硫酸盐。在包括进料,表面活性剂和卤素且不包括再循环残余物的压力氧化的组合进料中,砷与铁的比率可以小于0.1:1或在0.7:1至1.3:1之间。加压氧化可在高达5千克每吨的碘化钾存在下进行。从液体/固体分离获得的部分固体可以以约0.1:1至1.5:1的固体与新鲜浓缩物比例再循环至加压氧化。附图说明将参考附图和以下描述通过示例的方式描述本发明的实施例,其中:图1是根据一个实施例从含砷或含锑的硫化物精矿中回收铜的方法的简化流程图;图2是根据一个实施例的用于回收铜的工艺流程示意图;图3是在不同砷与铁比例的高压釜中排出到溶液中的砷的百分比的示意图;图4是在浓缩物进料的精细研磨中所使用的能量的曲线图;图5是进料溶液中不同氯化物水平下的铜回收率的示意图;图6是表面活性剂用量对铜提取的效果示意图;图7是不同表面活性剂及其剂量对铜提取的效果示意图;图8是在不同压力和温度下进行的加压氧化期间的氧消耗的示意图。具体实施方式为了说明的简单和清楚,在附图之间可以重复附图标记以指示对应或类似的元素。阐述了许多细节以提供对本文所描述的示例的理解。可以在没有这些细节的情况下实践这些示例。在其他情况下,不详细描述公知的方法,过程和组件以避免模糊所描述的示例。该描述不被认为限于本文所描述的示例的范围。本发明公开一种从含砷和含锑的硫化铜矿物中的至少一种的进料中提取铜的方法。该方法包括精细研磨进料,并在用作硫分散剂的表面活性剂和用作浸滤剂的卤素存在下,对精细研磨的进料进行加压氧化,以产生产物浆料。该方法还包括使产物浆料进行液体/固体分离,以获得加压氧化滤液和包含砷化合物和锑化合物中的至少一种的固体。在再循环一部分滤液之前,从挤压氧化滤液中回收铜。在整个
发明内容中,涉及含砷的铜矿物是指含有比锑更多的砷的铜矿物。然而,含砷铜矿物也包括一些锑。同样地,术语含锑是指含有比砷更多的锑的铜矿物。此外,尽管参照含砷铜矿物描述了该方法,但由于锑的类似化学性质,当使用本文所述方法处理含锑铜矿物时通常预期类似的结果。参考图1,从含砷或含锑硫化物浓缩物中回收铜的方法的流程图一般用数字100表示。该方法可包含比所示和所述的方法更多或更少的流程,并且该方法的部分可以不同的顺序执行。方法100被执行以从耐火的含砷铜矿物如硫砷铜矿和砷黝铜矿中提取铜。该方法可导致高压釜内的砷沉淀成用于处理的稳定形式和相对低的硫氧化。在高压釜内的砷沉淀通常产生更稳定且因此更期望的砷残余物。较低的硫氧化降低了试剂消耗,例如氧气和中和剂,也减少了工厂固定设备的尺寸(如制氧机)和高压釜的尺寸,其受到受硫氧化程度强烈影响的生热因素的影响。包括含有含砷的硫化铜矿物质和含锑的硫化铜矿物质中的一种或两种的浓缩物的进料在102处被精细研磨以增强铜的提取。进料还包括其它矿物,例如黄铁矿和黄铜矿。然后将精细研磨的进料在104处在高压釜中在高温下进行加压氧化处理。在104处的加压氧化在表面活性剂和卤素如氯化物或溴化物的存在下进行,其中含硫化物的矿物被氧化,得到产物浆料。大部分铜溶解并且大部分砷溶解并随后在氧化铁基质内沉淀。将从高压釜排出的产物浆料减压并冷却,并在106处进行液体/固体分离,产生包含砷和锑中的一种或两种的经洗涤的富铁残余物,其可以被丢弃或可以随后被处理回收贵金属。在106处的液体/固体分离还产生富铜滤液,也称为富铜浸出液,其在108处进行铜溶剂萃取,其中将铜负载到循环有机相上,然后从循环有机相汽提。部分预中和可用于降低酸水平以保持有效的溶剂萃取操作。在110处通过铜电解冶金回收汽提后及纯化后的铜。在108处的溶剂萃取在滤液中与铜交换酸。将所得水性萃余液再循环至104处的加压氧化以浸出额外的铜。因为进料中存在的一些硫在高压釜中转化成硫酸,所以一部分萃余液流被转移用于中和,其中在112处高压釜中产生的过量酸例如用石灰石中和以产生石膏。易溶的杂质,例如锌,从该过程中排出,以抑制这些杂质的浓度攀升到不可接受的水平。为了排出杂质,一部分的中和萃余液流被引导到114处的二级溶剂萃取步骤,其中将排出溶液中的铜移除到经济上可接受的低水平。萃取该铜的有机相在108处返回到初级溶剂萃取,在那里回收铜并送到铜电解冶金步骤。然后例如使用石灰增加贫铜水流的pH,以促进116处的杂质沉淀。在116处的该沉淀以及随后的液体/固体分离产生流出残余物。产物溶液适合于再循环并且用于在106的上游液体/固体分离中洗涤铁残余物。参考图2,示出了用于回收铜的工艺流程图。该方法可以包含比所示出和描述的更多或更少的流程,并且该方法的部分可以以不同的顺序执行。包括浓缩物和水的进料220在该方法开始时通常处于环境温度,即根据气候从5℃至30℃。在102处对进料220进行精细研磨。在102处的精细研磨是超细研磨以减小粒度,使得约80%的颗粒的尺寸为约5至约15微米,并且极少数颗粒的尺寸大于20微米。优选地,超细研磨减小颗粒尺寸,使得约80%的颗粒尺寸为约7至约10微米。精细研磨是优选的,但是以能量消耗为代价,根据起始浓缩物的尺寸,这种精细研磨的能耗为约60至80kWh/t。目标研磨尺寸是浓缩物矿物学和接收进料的初始粒度的函数。额外的能量用于更细的研磨尺寸,并且从铜砷矿物中实现增量铜提取。能量需求随着更细的研磨而呈指数增长。在实践中,在低于约7至约10微米的P80下没有特别的优点。P80值表示最粗颗粒的分数。优选在高压釜中在分配用于加压氧化104的时间内将最粗的颗粒部分保持为低的浸出。精细研磨的浓缩物和水形成浆料222,其被泵送到压力容器中用于加压氧化。浆料可以是约60%至约65%的固体。将浆料222与高压釜中的含水进料溶液224合并以提供到高压釜的例如10%至15%固体的组合进料。接下来,在104处进行含砷硫化铜进料的加压氧化。在104处的加压氧化将硫化铜矿物以及如果存在的话其它贱金属的其它硫化物矿物如镍、钴和锌进行氧化。氧化在适中条件下发生,其将存在于硫化物矿物中的金属,例如铜、铁、镍、钴和锌,分别氧化成二价铜离子、三价铁离子、二价镍离子、二价钴离子、二价锌离子,同时抑制硫氧化成硫酸盐。加压氧化104在高温高压的条件下,在搅拌的压力容器(例如高压釜)中利用氧气例如高纯度氧气进行。高压釜可以是水平设计,其水平轴线比其他两个轴线更长,这两个轴线通常相等,即具有圆形横截面。高压釜可以具有由堰分开的几个隔室,以便浆料从进料端到出料端接近活塞流。约3至6个隔室是合适的。第一隔室可以大于其余隔室,以通过在第一隔室中允许更长的停留时间,并因此产生更多的热量来促进高压釜中的热平衡。在加压氧化104期间发生的反应是放热的,并且产生的热量目的在于产生足以将温度升高到或接近最佳温度的温度升高,所述最佳温度促进期望的反应以快速速率发生,即,在约1至2小时内实现浓缩物的几乎完全反应。随着反应进行,氧被消耗,如果不被补充,氧分压迅速下降,这在优选的短停留时间内对于压力氧化是不可取的。因此,将氧连续地供给到高压釜中以将压力保持在目标压力。高压釜中的总压力是氧气、蒸汽压力的总和,总压力还包括少量其它气体的压力(例如不凝气,例如与进料氧一起引入的氮气和氩气),以及由碳酸盐、浓缩物中的有机碳及表面活性剂的逐渐降解产生的二氧化碳的压力。进料氧气在实践中可为仅约93%纯氧,其余为不凝气。高压釜中气相中氧的分数保持在约80%氧(干基)。如果氧含量远低于80%,则在高压釜中发生的反应减慢。在加压氧化104的连续操作期间,氧含量下降,因为不反应的其它气体被缓慢地添加到气相中,导致它们的积聚,除非采取措施将氧分数保持在约80%或更大。因此,来自进料氧气的不凝气如氮气和氩气,以及来自铜浓缩物中碳酸盐反应产生的二氧化碳在气相中累积,除非采取措施限制这种累积。为了保持气相中的氧气比例大体稳定,将氧气进料到高压釜中,并在连续的基础上除去少量气体,以减少不凝气例如氮气和氩气的积聚,以及二氧化碳的积聚。通常,按体积计,约10-20%的进料氧气流从高压釜中泄放并排出。这种气体排放导致氧气损失,因此保持低的氧气含量。因此,采取合理的折衷方法以保持约80%或更多的氧分数,同时排出气体,排出气体导致进料氧的损失。将初始浆料222与水溶液,称为组合浆料,一起在高压釜中进行加压氧化104。该方法可以连续进行,使得水溶液和初始浆料222两者连续泵入高压釜的进料端,并且将产物浆料从高压釜的另一端连续排出以保持在高压釜中反应的大体恒定的体积的浆料。在加压氧化104期间,高压釜中的合适条件是:具有约5微米至15微米的P80的固体研磨尺寸;在混合浆料中的小于约100克每升固体至约200克每升固体(在将初始浆料222与水溶液混合之后的每升浆料的固体克数);表面活性剂用量为约1.5至10千克每吨;氯化物剂量为约3至20克每升;约140摄氏度至159摄氏度范围内的温度;约1000千帕斯卡至约1600千帕斯卡的总压力(包括蒸汽和氧气压力,以及其它气体如氮气,氩气和二氧化碳的压力);氧分压为约700千帕斯卡至约1400千帕斯卡;以及在高压釜中的停留时间为约60至120分钟。所得的加压氧化排放浆料可具有约10至40g/L的酸。加压氧化进料水溶液通常从该方法的其它部分再循环,并且包括约5至20克每升铜,4至25克每升氯,以及游离酸,并且通常约10至40克每升硫酸(H2SO4)。在开始时,加入足够的盐酸以获得优选的氯化物浓度。进料水溶液还包括硫酸盐以保持溶液中的其它组分。因此,含水或进料酸是铜、硫酸盐、氯化物和氢离子结合的混合物。由于溶液的再循环和微量杂质如铁、锰、锌等的固有积聚,可能存在其它元素。参考本说明书中氯化物的用途。然而,应当理解,氯化物可以用另一种卤化物如溴化物取代。在加压氧化104中的氯化物(或溴化物)用于促进硫砷铜矿或砷黝铜矿或者同时促进硫砷铜矿或砷黝铜矿浸出并减少不需要的硫氧化。在水溶液中使用氯化物的范围为约3至20克每升氯。在高于20克每升氯的上限时,铜提取似乎减少。低于3克每升氯的下限,硫氧化可能受损并且铜提取也可能受损。在约10至12克每升氯的范围内,此条件似乎导致铜提取和很少的硫氧化发生。含砷的硫化铜矿物在高压釜中经受加压氧化。硫砷铜矿(Cu3AsS4)和砷黝铜矿(Cu12As4S13)的反应可以如下:Cu3AsS4+2H2SO4+4.25O2→3CuSO4+H3AsO4+0.5H2O+3S°(1)Cu12As4S13+6H2SO4+19O2→12CuSO4+4H3AsO4+7S°(2)铜和砷都分别溶解为硫酸盐和砷酸盐。如反应(1)和(2)所示,硫砷铜矿和砷黝铜矿都将矿物中所含的硫少于100%的转化为元素形式的硫。如反应(1)和(2)所示,硫氧化是不可避免的,这通过实验室测试数据证实。上述反应表明在加压氧化104期间的总浸出反应是耗酸的。然而,当砷沉淀时,酸被再生:2H3AsO4+Fe2(SO4)3+4H2O→2FeAsO4·2H2O+3H2SO4(3)对于反应(3)进行,使用铁,并且以黄铁矿(FeS2)或黄铜矿(CuFeS2)存在于铜精矿中。实验结果表明,氧气被消耗以氧化接近50%的硫。因此,硫和氧发生进一步的反应:S°+1.5O2+H2O→H2SO4(4)当在高压釜中存在低酸条件时,有利于反应(4)。当高压釜中存在较高的酸水平时,部分抑制反应(4)。在铁(Fe)矿物黄铁矿和磁黄铁矿的情况下,有利的反应是:FeS2+15/4O2+2H2O→1/2Fe2O3+2H2SO4(5)2FeS+3/2O2→Fe2O3+2S°(6)在高压釜中的砷沉淀砷不是简单地溶解在高压釜中。相反,一部分溶解的砷在高压釜中的加压氧化104期间沉淀。有利地,砷沉淀为臭葱石,其被广泛认为是含砷残留物的最环保稳定形式。Fe2(SO4)3+2H3AsO4+4H2O→3H2SO4+2FeAsO4·2H2O(7)砷与铁的比率(砷:铁)影响在加压氧化104结束时溶液中剩余的砷的量。在低砷:铁比(砷:铁<0.1)下,高压釜中的砷沉淀接近完成。在高砷:铁比(砷:铁为0.7至约1.3)时,高压釜中砷沉淀的程度高。在砷:铁比率高于1.3时,存在不足的铁以形成臭葱石相,并且砷留在溶液中。如果要以臭葱石形式沉淀砷,则必须在原料中存在铁。如果存在少量或不存在铁,则砷酸铜可能从溶液中沉淀,无意中降低了总的铜提取。优选至少足够的铁以可用的砷制备臭葱石。出乎意料的是,已经发现砷:铁比率为约0.1至约0.7的区域,其中尽管有多于足够的铁可用于沉淀臭葱石,但是溶液中仅限于砷作为臭葱石沉淀出来。为了解决这种异常行为,可以将富含砷的粉尘与初始浆料222一起添加到高压釜中以改变砷:铁的比率,将该比率改变至更高的值,达到将砷以臭葱石的形式析出的比率。或者,可以将其它富含铁的固体或溶液加入到高压釜中以改变砷:铁的比例,将砷:铁比率改变至较低值,达到使砷以臭葱石形式析出的比率。所加入的富含铁的固体在高压釜条件下是可溶的。图3示出了在不同的砷与铁比例的高压釜中排出到溶液中的砷的百分比的图。砷与铁的比率是去往加压氧化104的包括进料,表面活性剂和卤素的组合进料中的比率,并不包括再循环残渣。图3的示意图包括来自几种进料的数据,包括精矿和约1.2%至16.1%砷的浓缩物共混物。图3的示意图中所示的较高砷:铁比率是通过加入含砷的冶炼炉烟道灰实现的。在所有试验中,加压氧化条件不相同。例如,改变高压釜进料中的游离酸水平,进料酸中的铁略有变化。与砷:铁比的影响相比,变化的参数对溶液中的砷几乎没有影响。进料酸是一些但不是全部含砷铜精矿的重要变量。高压釜进料中较高酸的益处是抑制硫氧化。当浓缩物中的砷或黄铁矿或砷和黄铁矿的水平高时,作为副反应形成硫酸盐的倾向增加。加压氧化进料中的理想酸水平是取决于浓缩物的,并且可以是非常宽的范围。进料到高压釜中并且可用于抑制不需要的硫氧化的酸的水平为约7克每升至60克每升。优选的范围可能为约20至40克每升。太高的酸水平在一些情况下降低了铜的提取并且抑制了臭葱石沉淀的程度。如反应(5)所示,黄铁矿产生酸。由黄铁矿产生的酸在确定加压氧化104中的酸平衡方面起主要作用。如果反应(5)产生的酸加上进料溶液中加入的任何酸大于反应(1)和(2)所消耗的酸,就产生过量的酸。在这种情况下,在高压氧化104期间被氧化的浓缩物中的铜部分或全部浸出到溶液中。所有上述氧化反应都是放热的,并且通过调节两种进料流(即,工艺中的初始浆料222和水性进料溶液224)的比例来调节固体百分比,以利用放热反应的性质。因此,组合的浆料可以从大致环境温度的进料流开始,在高压釜中达到约150摄氏度的操作温度,而不需要外部加热。因此,该方法可以在没有额外的加热或冷却成本的情况下进行。当处理可能在热交换器中引入结垢问题的浆料流时,这是有利的。然而,在一些情况下,例如当存在次生矿物(例如辉铜矿)时,可以增加组合进料的固体百分比,并且例如与黄铜矿相比实现较少的热能。相反,当黄铁矿大量存在于浓缩物中时,相应地产生大量的热量。在这种情况下,进料溶液尽可能冷却,甚至使用冷却塔除去热量,并且还通过降低高压釜中的固体百分比,以抑制加压氧化104的操作温度在目标温度以上升得太高。加压氧化温度影响铜提取和硫氧化以及砷沉淀。该方法可在140摄氏度至160摄氏度的范围内操作。不希望在160摄氏度以上操作加压氧化104,因为作为高压釜中反应产物的液体元素硫发生从流体状态到粘稠状态的相变。这种高粘度对该方法是有害的,因此,优选在145摄氏度至155摄氏度范围内的温度。可以选择150摄氏度的温度作为实际的目标,尽管在150摄氏度至160摄氏度的范围内的小的偏移是合理的。已知元素硫在160摄氏度以上更容易氧化至硫酸,这也是不希望的,其产生过量的热和酸,并且不必要地使用氧气和中和试剂。在较高温度下实验的数据表明,更期望的臭葱石相存在于150摄氏度,但是在更高的温度下较少的臭葱石沉淀。加压氧化104的停留时间是材料被研磨的彻底程度和在加压氧化104中沉淀砷的程度的函数。加压氧化停留时间的可操作范围为60至120分钟,如上所述。优选停留时间为90分钟。较长的停留时间略微增强了铜的提取并且有利于更多的砷沉淀,但是以增加的硫氧化为代价。使用足够的氧气压力来支持高压釜中的反应。可以利用700至1400千帕斯卡范围内的氧分压。优选1000千帕斯卡的氧分压。较低的氧分压可以减缓在加压氧化104期间高压釜中的浸出反应。另一方面,过高的压力对高压釜和相关设备的结构完整性提出了额外的要求。任选地,可以添加碘化钾作为黄铜矿和硫砷铜矿反应的催化剂。碘化物催化剂增加反应速率,在给定的停留时间内增加总的铜提取。在0和16千克每吨浓缩物之间的碘化钾添加时,碘化物添加将铜的萃取从96.2%增加到99.3%。任何高于1千克每吨的添加量对于该方法可能在经济上不可行。已经发现在高压釜中向进料浆液中加入表面活性剂在一些情况下有利于改变从高压釜排出的硫的性质,即使硫颗粒更细分。表面活性剂在操作温度下降低液体硫相的表面张力,导致形成小的液滴而不是高压釜中的大液滴,以及凝固后产物浆料中的相应的小固体颗粒。表面活性剂的加入促进铜的提取。合适的表面活性剂包括例如邻苯二胺或木质素化合物如木质素磺酸钙。已知其它表面活性剂例如坚木栲胶在锌压浸的相关过程中执行类似的功能,并且可能在本发明的铜加压氧化过程中是有效的。也可以使用苯胺。表面活性剂在1.5至10千克每吨浓缩物的宽浓度范围内是有效的。太低的表面活性剂添加剂量可能导致高压釜中的硫聚集和团聚,导致减少的铜提取和潜在的腐蚀性条件,这是由于氧不充分地进入被浸提的矿物(局部还原条件)。使用太多的表面活性剂导致对昂贵的试剂的不必要的支出。对于表面活性剂如邻苯二胺(OPD),优选范围为2-3千克每吨。来自加压氧化104的产物浆料226是酸性的,并且在加压氧化104中,进料220中的大部分或全部铜矿物被浸出成溶液。在加压氧化104期间的硫氧化可以比平均值高得多,例如高于50%,这取决于黄铁矿的量,其通常产生硫酸盐。本方法适应所产生的过量酸。从高压釜中排出热加压产物浆226被非常快速地完成,使得压力基本上瞬时释放。这种形式的浆料排放被称为“闪蒸”,其中通过释放超压几乎立即冷却浆料,即释放蒸汽和任何夹带的氧气。该释放由节流器控制,该节流器可以包括具有开口可调的减压阀,并且在几分之一秒,例如几毫秒内发生。节流器使排出与高压釜的进料体积匹配,使得不产生体积变化。通过闪蒸228从压力容器排出的产物浆料226进行液体/固体分离106。液体/固体分离106可以两个阶段进行,首先增稠至约40-50%的固体,然后可以通过已知的真空或压力方法过滤来自增稠器的底流料流。或者,可以将逆流倾析用于液体/固体分离106。可以在过滤阶段进行洗涤以从残余物中除去夹带的浸出液。为了促进热浆料的过滤,其在闪蒸228之后为约95摄氏度至100摄氏度,来自增稠器的一部分溢流流通过例如冷却塔冷却,并且将冷却流返回至增稠器以将增稠器的操作温度降低至约65摄氏度或更低,这是用于大多数过滤器过滤的合适温度。然后将称为浸出液230的剩余的增稠器溢流流送至铜溶剂萃取器108。根据硫氧化和供应到高压釜104中用于加压氧化的固体百分比,酸性排出物可任选地进行预中和232,随后在溶剂萃取108之前进行液体/固体分离233。由液体/固体分离233产生的石膏可以如235所示进行过滤和洗涤。中和流239可以被送至铜溶剂萃取108。来自过滤器的滤液可以被送回到增稠器,并且任选地,可以处理来自液体/固体分离276的残余物的一部分以回收金和银。在液体/固体分离106产生的残余物264的一部分可以再循环回高压釜用于加压氧化104。残余物再循环导致硫化铜转化和砷驱除的显着改善,当一部分残余物与新鲜浓缩物混合并加入高压釜中。再循环的残余物提供晶种材料用于沉淀臭葱石并延长在高压釜中的停留时间。在再循环残余物:新鲜浓缩物的比例为1:1之上没有实现附加价值。在加压氧化104,闪蒸228和液体/固体分离106之后,浸出到溶液中的铜通过溶剂萃取108回收,溶剂萃取108包括汽提238和电解冶金提取110。水流通常具有30-50克每升铜。溶剂萃取在工业中是已知的。虽然本方法被称为溶剂萃取,但是本方法包括两个可区分的方法,即萃取和汽提。在铜溶剂萃取108期间,以适当的有机相与水相的比例,将浸出液230或任选地中和流239与来自BASF公司的萃取剂(例如LIX973)接触。合适的比例可以是例如3:1。该过程在一系列混合器—沉降器或其它类似设备中进行,辅助设备例如泵,搅拌器和储罐。溶剂萃取108在约40摄氏度和大气压下操作。温度由输入流的显热保持,包括例如也称为浸出液230的热的浸出溶液(PLS)。如果温度太高,可以使用热交换器或冷却塔来控制将温度升至约40摄氏度。相反,如果需要在寒冷的气候中进行加热,则可以由热交换器提供热量。将有机萃取剂用煤油相稀释以提高性能,得到35%至40%体积的萃取剂。进入铜溶剂萃取108的有机物流234起始于下述方法的汽提部分,也称为“汽提的有机物”(SO)。根据组分,即稀释剂中的萃取剂的百分比和其它因素,汽提的有机物可在溶液中含有约7克每升-8克每升的铜。将在萃取108中使用的混合器—沉降器中的水相和有机相的混合物搅拌约2至3分钟,然后进入混合器—沉降器的静止区,以允许通过重力分离相,并分离混合物。该过程可以在与第一个混合器—沉降器逆向操作的另一个混合器—沉降器中重复,即有机流234逆流地流入水流或浸提液230。该逆流过程有利于有机流的装载,同时仍然从水流中提取大部分铜。可以使用替代的混合和沉降方法,例如各种设计的脉冲柱。在1-2个阶段中完成萃取之后,如果使用40%体积的萃取剂,则负载的有机萃取剂(LO)通常含有17-20克每升的铜。贫化的溶液“萃余液”可以含有约10-15克每升铜和40-65克每升游离酸,并且在可能的中和之后再循环用于进一步浸出。然后通过与从电解冶金(EW)110再循环的强酸流240,也称为“汽提的电解质”(SE),接触,在238处剥离现有的负载有铜的有机物236的铜含量。强酸流240将负载的有机萃取剂(LO)转化为含有约7-8克每升铜的汽提的有机物(SO)234。然后将一部分汽提的有机物(SO)234再循环到溶剂萃取108中,完成回路,并且一部分汽提的有机物(SO)234用于下面提及的二级溶剂萃取114。汽提的电解质(SE)240通过该汽提过程富集铜,并且因此转化为富电解质242或PE,其被送至铜电解冶金110用于铜回收。通过汽提方法产生的富电解质(PE)242通常含有约45-50克每升铜和150-160克每升游离酸,如H2SO4。对富电解质(PE)242进行电解冶金110以将铜的浓度降低约10-12克每升铜,并以高纯度阴极的形式产生铜金属。电解冶金110可以连续进行,阴极每5-8天剥离。在电解冶金110期间,富电解质242被转化回含有贫化铜含量但相应更高酸度的剥离电解质240。剥离电解质240的组成为约35-40克每升铜和约170-180克每升游离酸,然后将其用于在溶剂萃取回路中的更多剥离。这完成了剥离电解质—富电解质的循环。由溶剂萃取108产生的萃余液244是酸性的。如标号245所示,萃余液244分流,并且由编号246表示的萃余液的一部分进行蒸发。在蒸发之后,剩余的含水进料溶液224可以被送到加压氧化104,并且冷凝物268可以在液体/固体分离276中使用。因此,部分萃余液246用于加压氧化104。萃余液根据加压氧化104分流,并且由编号248表示的萃余液的其余部分被中和。在加压氧化期间,浓缩物中的一些硫被氧化成硫酸盐,其被除去以减少积聚。大部分这种硫氧化是由于上述黄铁矿反应(5)。在溶剂萃取108之后通过部分中和萃余液流248来除去硫酸盐,如图2所示。如上所述,例如,如反应(1)和(2)所示,在112处仅中和来自溶剂萃取108的一部分萃余液流244,因为一些酸用于加压氧化104。使用石灰石CaCO3与选择的萃余液248的馏分进行中和以与游离酸反应。该过程在与重力溢流串联连接的一系列搅拌罐中进行,并形成作为固体副产物的石膏CaSO4·2H2O。如250所示过滤和洗涤石膏。将来自过滤器250的石膏滤饼送到尾矿处理。来自过滤器250的滤液或中和流252被分流254,并且部分256被送至二级溶剂萃取114。来自溶剂萃取238的一部分汽提有机物(SO)234用于二级溶剂萃取114。在第二溶剂萃取114中使用的有机物相257在108处返回到初级溶剂萃取,其中回收铜并送到铜电解冶金步骤。在116处,例如使用石灰增加贫铜流的pH,以促进杂质的沉淀。在116处的该沉淀以及随后的液体/固体分离270产生排放残余物。产物溶液272被再循环并用于在276处的上游液体/固体分离中洗涤铁残余物。因此,中和的易溶性杂质例如锌从该方法中流出以抑制这些杂质的浓度攀登到不可接受的水平。作为未经受二级溶剂萃取114的部分的中和流252的剩余部分260与通过溶剂萃取108产生的酸性萃余液246的一部分进行蒸发262。剩余水性进料溶液的部分224可以被送到加压氧化104,并且来自蒸发262的冷凝物268可以用于洗涤液体/固体分离276中的残余物。如上所述,从在106处的液体/固体分离产生的残余物264的一部分可以再循环回高压釜用于加压氧化104。富含铁的残余物264的剩余部分可以在106处进行液体/固体分离。可选地,可以随后处理富含铁的残余物264的剩余部分以回收贵金属价值。不再循环回到加压氧化104的富含铁的残余物264的部分可以在含有氯化物的热稀释酸溶液中浸出,以保持低氰化物可溶性铜含量。该过程被称为“增强酸浸出”,并且由附图标记274表示。增强酸浸出274的条件用于随后的用氰化物溶液进行的贵金属浸出,其中铜是氰化物的主要消费者。增强的酸浸出物274中的主要反应是碱性硫酸铜被硫酸溶解:[CuSO4·2Cu(OH)2]+2H2SO4→3CuSO4+4H2O(8)硫酸由来自以下提及的溶剂萃取的萃余液提供。在增强的酸浸出274期间的条件类似于在美国专利US5645708中描述的常压浸出步骤。美国专利US5645708('708专利),其全部内容通过引用并入本文,但是本文更严格。例如,合适的条件包括:温度范围在50摄氏度至95摄氏度,优选75摄氏度;停留时间为2~4小时,优选为3小时;浸出溶液中的氯化物浓度为2~10克每升,优选为4克每升;和pH为1.0-1.5,优选1.3。并非所有这些增强都需要同时实施,但是用于随后的贵金属浸出的增强的酸浸出的益处似乎来自这些条件的组合。在'708专利中描述的“正常”常压浸出中反应(8)不完全完成。通常2-5%的铜含量留在残余物中,这显然主要是由于吸附到铁上或与铁共沉淀,以及在较小程度上由于不完全氧化的铜硫化物矿物。不幸的是,在常压浸出(AL)后留下的一些这种“未浸出的”铜是氰化物可溶的,即在该方法的后续阶段形成可溶性氰化铜。然而,通过增强的酸浸出274(EAL),氰化物可溶性铜显着降低。增强的酸浸出274可以在3-4个搅拌釜的串联反应器中进行,其中重力溢流连接串联的搅拌釜。适度搅拌的搅拌釜,以提供液体和固体的充分混合。可以将凝聚剂加入最后(第四)反应器中以帮助凝固细固体,这有助于在随后的增稠操作中使用的絮凝。由增强酸浸出物274所产生的浸出固体的过滤受到存在的细固体的阻碍。幸运的是,只要使用足够的凝结和絮凝,细固体很好地增稠,在合理的沉降时间内产生45-55%固体的底流。因此,来自增强的酸浸出物274的所得浆液被泵送到用于逆流倾析的一系列3-6增稠器(CCD回路)中,其中将洗涤水加入到最后的增稠器中,并将浆料供给到第一增稠器。CCD回路是一种成熟的技术,其中来自每个增稠器的增稠器溢流沿与增稠器下溢相反的方向移动,有效地利用洗涤水。在CCD回路中使用的洗涤水(流258)可以部分地从杂质排出沉淀116之后获得的溶液272和从蒸发262的冷凝物268中获得。根据整个CCD-EAL回路的水平衡,可以以淡水的形式添加另外的洗涤水。淡水有助于在CCD回路中除去少量夹带的含铜液体。有利地,大多数洗涤水在内部产生,允许该过程与加入的水一起运行,与处理的剩余液体流出物相反,这可能产生环境问题。原则上,整个过程在没有液体流出物的情况下操作,因此被认为是“闭合”回路。因此,通过液体/固体分离276,从增强的酸浸出物274中浸出的残留物与浸出溶液分离。液体/固体分离可以包括在一系列增稠器中增稠以进行逆流过滤,从而产生残留物278,准备提取贵金属。CCD回路的液体产物,其是来自第一增稠器的溢流,是富集的浸出液280,其可以任选地经受预中和232和液体/固体分离233。处理富集的浸出液用于在108处通过溶剂萃取回收铜。如245所示,萃余液244可以分流成第三流282,第三流282可以用于增强的酸浸提274中并且提供硫酸用于增强的酸浸取过程。提交以下实施例以进一步说明本发明的各种实施方案。这些实施例仅仅是说明性的,并不意图限制本发明的范围。在表1中提供了实施例的概述。表1以下实施例说明,氯化物的存在,与超细研磨以及表面活性剂结合用于实现良好的铜回收率。在本文所述的每个实施例中,使用1.1升间歇式高压釜。对于每个实施例均说明高压釜中的条件,并且除非另有说明,包括145磅每平方英寸(1000千帕斯卡)的氧分压。实施例1以下实施例证明了在加压氧化期间在氯化物和表面活性剂的存在下,在浸提含有材料的硫砷铜矿时,精细研磨的益处。在以下条件下通过加压氧化浸出34%铜、12%铁、36%硫和12%砷(~64%硫砷铜矿、1%砷黝铜矿、8%黄铜矿、21%黄铁矿):总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间60分钟;采用包含12克每升氯,8克每升游离酸和15克每升铜的进料溶液;表面活性剂加入邻苯二胺(OPD)为5千克每吨。如表2所示改变研磨程度。表2研磨尺寸对铜提取的影响研磨尺寸,P80-微米铜提取浓度,%2364.21782.61580.21185.7989.7792.9在加压氧化之前的附加研磨改进了硫砷铜矿的浸出和总体的铜提取。表面活性剂的添加和停留时间都不是最佳的。从铜—砷矿物中超细研磨和增量铜提取所需的附加能量并不总是经济的。图4是用于精细研磨的比能量的曲线图。研磨尺寸小于5微米很不经济。结论在氯化物和表面活性剂的存在下,铜的提取随着更细的研磨尺寸而增加。实施例2以下实施例证明在加压氧化过程中当浸出含有材料的硫砷铜矿时,在不存在氯化物的情况下,使用表面活性剂不会导致足够的铜回收率。使用与实施例1中相同的进料,并在不存在氯化物的情况下浸出。在以下条件下通过加压氧化浸出34%铜、12%铁、36%硫和12%砷(~64%硫砷铜矿、1%砷黝铜矿、8%黄铜矿、21%黄铁矿)总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间为90分钟;采用包含40克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;表面活性剂加入邻苯二胺(OPD)为5千克每吨。如表3所示,在不存在氯化物的情况下,根据精细研磨的尺寸改变表面活性剂的使用。表3在不存在氯化物下,精细研磨和表面活性剂的影响结论表面活性剂本身并且在不存在氯化物的情况下,即使具有细研磨尺寸也不促进硫砷铜矿的充分氧化。实施例3以下实施例证明当在加压氧化期间浸提含有材料的硫砷铜矿时,氯化物和表面活性剂的存在改善了浸出和总体铜回收率。在进料溶液中以12克每升的氯化物存在下进行另外的测试。34%铜、12%铁、36%硫和12%砷(~64%硫砷铜矿、1%砷黝铜矿、8%黄铜矿、21%黄铁矿)的原料测定法与实施例2中所述相同。在以下条件下通过加压氧化浸出:总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间为90分钟;采用包含12克每升氯,40克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;表面活性剂添加邻苯二胺(OPD)为5千克每吨。如表4所示改变表面活性剂的存在。表4氯化物存在下,表面活性剂对精细研磨进料的铜提取的影响研磨尺寸,P80-微米表面活性剂氯化物,克每升萃取铜浓度,%7无1293.87有(5千克每吨)1296.8从实施例2和实施例3的结果的比较中,当在加压氧化期间浸提含有材料的硫砷铜矿时,氯化物的存在显然有益于氧化硫化铜矿物。在氯化物的存在下,表面活性剂进一步有益于铜提取。实施例2和3说明表面活性剂和氯化物在处理精细研磨的含砷铜精矿时是协同地而不是以添加方式起作用。结论精细研磨,表面活性剂和氯化物协同地起作用以促进硫砷铜矿的氧化和从具有细研磨尺寸的进料中回收铜。实施例4以下实施例说明了在加压氧化期间浸提含有材料的硫砷铜矿时,氯化物水平的影响。在以下条件下通过加压氧化浸出具有31-33.1%铜、11-11.5%铁、35.5-37.9%硫和10.3-11.8%砷的浓缩物测定的两种不同的低黄铁矿浓缩物样品:总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间为90分钟;采用包含40克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;表面活性剂加成的邻苯二胺(OPD)为3千克每吨;以及研磨尺寸P80=7微米,P80=22微米。在0克每升氯的测试条件与其它条件略有不同,原料溶液中的铜为15克每升铜,表面活性剂添加为5千克每吨OPD。在0克每升氯下的测试的其余条件如上所列。图5是进料溶液中不同氯化物水平的铜回收率的示意图。在水溶液中约3至20克每升氯的范围内的氯促进铜的提取。高于约20克每升氯,铜提取似乎减少。低于约3克每升氯,硫氧化和铜提取不足。在约10至12克每升的范围内,条件似乎导致良好的铜提取和很少的硫氧化。图5还示出了对于不同研磨尺寸的铜的回收。与P80=22微米的研磨尺寸相比,P80=7微米的研磨尺寸导致铜提取物的显着改进。结论在表面活性剂存在下,水溶液中约3至20克每升氯的氯化物促进铜的提取。在氯化物和表面活性剂的存在下,在加压氧化之前,浓缩物的精细研磨促进铜提取。实施例5以下实施例说明了精细研磨对含有材料的不同硫砷铜矿进料的的影响。在以下条件下通过加压氧化浸提原料:总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间60分钟;采用包含20克每升游离酸和15克每升铜的进料溶液;表面活性剂加入邻苯二胺(OPD)为5千克每吨;和研磨尺寸P80=7微米。进料溶液还含有12克每升氯,除了其中氯化物不存在于进料溶液中的情况,如表5所示。结果示于表5中,但仅是相对的。精矿中硫砷铜矿的比例变化,并且研磨的程度不如前述实施例中那么大。表5不同浓缩物的精细研磨对铜回收的影响进料精细研磨氯,克每升铜硫化物的氧化,%硫氧化,%浓缩物A无126918有09191有129551浓缩物B无128849有129556浓缩物“A”具有15%铜,31%硫,24%铁和5.5%砷的测定。在没有精细研磨进料浓缩物“A”的情况下,来自含有材料的硫砷铜矿的硫化物的转化率为69%。在进料溶液中不存在氯化物的情况下,精细研磨进料浓缩物“A”增加了铜硫化物转化率至91%,但是以额外的不希望的硫氧化为代价。用进料溶液中存在的氯化物精细研磨进料浓缩物“A”,将硫化铜转化率提高至95%,并将硫氧化返回至51%。浓缩物“B”具有27%铜,40%硫,23%铁和9%砷(浓缩物中~48%硫砷铜矿)的测定。精细研磨进料浓缩物“B”将硫化铜的转化率从88%提高到95%。这些实施例说明当使用上述加压氧化条件时,二次研磨有利于含砷的浓缩物。使用氯化物或表面活性剂不能实现这些益处。结论其它含有材料的硫砷铜矿进料的精细研磨增加了铜回收率,于此同时在加压氧化期间在表面活性剂的存在下,氯化物的存在抑制了硫氧化并提高了铜的提取。实施例6以下实施例说明了不同表面活性剂类型和剂量对铜提取的影响。图6是表面活性剂用量对铜提取的影响示意图。图6的曲线图中所示的铜提取物的浓缩物组成和测试条件如表6所示。表6浓缩物的组成和测试条件浓缩物C进料的研磨尺寸比前述实施例中的粗。在进料溶液中增加表面活性剂的剂量以进行加压氧化并不必然增加铜回收率,因为在进料溶液中对加压氧化的最高表面活性剂剂量没有实现更高的铜提取。特定表面活性剂的最佳表面活性剂剂量对于不同浓缩物是不同的。对于类似的铜浓缩物(D和E)和相同的条件,邻苯二胺(OPD)似乎比苯胺提供更好的铜提取。结论最佳表面活性剂剂量随浓缩物而变化,并且所使用的量受经济因素的影响。实施例7以下实施例说明不同表面活性剂类型对铜提取的影响。在以下条件下通过加压氧化浸出28.5%铜、18%铁、43%硫和8.3%砷的浓缩物测定:总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;采用包括12克每升氯,20克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;不同表面活性剂和剂量对铜提取的影响如图7所示。对于该实施例的浓缩物测定,邻苯二胺(OPD)似乎比苯胺和木质素提供更好的铜提取。结论OPD似乎比苯胺和木质素提供更好的铜提取。实施例8以下实施例说明了加压氧化的停留时间对铜提取的影响。在下列条件下通过加压氧化浸出34%铜、12%铁、36%硫和12%砷(~64%硫砷铜矿、1%砷黝铜矿、8%黄铜矿、21%黄铁矿):总压力为200磅每平方英寸g(1378千帕斯卡g);温度150摄氏度;采用包含12克每升氯,10克每升游离酸和14克每升铜的进料溶液;表面活性剂加成的邻苯二胺(OPD)为3千克每吨;以及研磨尺寸P80=22微米。在该实施例中的研磨尺寸高。如表7所示改变高压釜中加压氧化的停留时间。表7停留时间对铜提取和砷沉淀的影响停留时间,分钟铜萃取,%砷沉淀,%硫氧化,%6081.187419088.4965212091.0995818094.89963较长的停留时间导致高压釜中的铜回收率和砷沉淀增加,但也导致硫氧化增加。可以使用在约60至120分钟范围内的停留时间。优选保持时间为90分钟。结论大于90分钟的停留时间略微增强了铜的提取并且有利于更大的砷沉淀,但是以增加的硫氧化为代价。实施例9以下实施例说明了残余物再循环对铜回收和砷沉淀的影响。在以下条件下通过加压氧化浸出29%铜、17%铁、41%硫和9%砷的浓缩物测定:总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间为90分钟;采用包含12克每升氯,40克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;研磨尺寸P80=10微米;以及苯胺表面活性剂3千克每吨。再循环比是送入高压釜的再循环残余物与新鲜浓缩物的比例,其如表8所示变化。表8残余物回收对铜提取和砷沉淀的影响回收率残余物中铜总量,%铜提取率,%滤液中砷含量,克每升1.51.298.64731.01.398.44260.51.498.357002.097.51510将来自高压釜的一部分残余物再循环回到高压釜中,其中固体再循环残余物:新鲜浓缩物约为0.1:1至1.5:1的比例改进铜提取和砷沉淀。回收率高于1:1似乎不会显着改善铜的提取,也不会促进额外的砷沉淀。结论将回收的残余物回收到高压釜中改进了铜提取直到再循环的残余物:新鲜浓缩物比为约1,并且促进高压釜中更多的砷沉淀。实施例10以下实施例说明了KI试剂对铜提取的影响。在以下条件下通过加压氧化浸出24%铜、19%铁、39%硫和8%砷(~37%硫砷铜矿、45%砷黝铜矿、8%黄铜矿)总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;停留时间为90分钟;采用包含12克每升氯,40克每升游离酸和12克每升铜的进料溶液;研磨尺寸P80=7微米;以及苯胺表面活性剂3千克每吨。用于加压氧化的碘化钾试剂的剂量如表9所示变化。表9碘化钾剂量对铜提取的影响碘化钾用量,kg/t浓缩物铜提取率,%096.20.2597.80.597.6198.46.599.31398.4加入碘化钾是有益的。高于1千克每吨浓缩物的添加物难以证明其经济性。结论加入碘化钾是有益的。实施例11以下实施例说明了高压釜进料中的游离酸的量对铜提取和硫氧化的影响。在以下条件下通过加压氧化浸出34%铜、12%铁,36%硫和12%砷(~64%硫砷铜矿、1%砷黝铜矿、8%黄铜矿、21%黄铁矿)总压力为200磅每平方英寸(1378千帕斯卡);温度150摄氏度;采用包括12克每升氯和14克每升铜的进料溶液;研磨尺寸P80=7微米;以及表面活性剂添加邻苯二胺(OPD)为5千克每吨。如表10所示改变高压釜进料中的游离酸水平。表10高压釜进料中游离酸含量对对铜提取和硫氧化的影响表10中的两组数据,在60分钟和90分钟的停留时间,表明增加高压釜进料中的游离酸水平导致硫氧化的抑制。与60分钟相比,采用高压釜进料中约39g/L游离酸,与停留时间60分钟相比,硫氧化在超过90分钟停留时间更高。结论在高压釜进料中循环游离酸抑制硫氧化。为了抑制不希望的硫氧化,可以使用7至60克每升的酸。优选20~40克每升游离酸。实施例12以下实施例说明在加压氧化期间使用的温度和压力条件。用于该方法的温度和压力反映物理以及动力学约束。在高压釜中超过约160摄氏度的温度导致副产物熔融硫从含水流体转变成粘稠的类似糖蜜的状态,其中搅拌动力需求变得更大并且对于不需要的硫氧化是有利的。因此,高于约160摄氏度的温度是不期望的。该方法的较低温度受反应动力学限制。图8示出在不同压力和温度下进行的加压氧化期间的氧消耗。在图8所示的上三个氧消耗曲线中,加压氧化更快,并且在90分钟的时间内达到铜回收的可接受水平。较低两个氧消耗曲线显示需要在高压釜中更多的时间。出于经济原因,较大的高压釜,其导致较长的停留时间是不期望的。因此,140摄氏度或更高的温度用于加压氧化过程。当由于热平衡约束而使用较低温度时,在高压釜中也使用较低的固体浓度,这也增加了该方法的成本。容器构造还在确定可以使用的氧气的分压方面起作用。蒸汽的蒸汽压力提供了减轻容器中钛火灾的机会的蒸汽层。由于氯化物的存在,选定钛为材料,但是其它金属和合金也在加压氧化期间具有点燃的风险。较高的氧分压增加了这种风险。较高的氧气压力还需要更厚的高压釜壁,使得高压釜成本更高。利用折衷方法来获得相对高的浸出速率,而没有过多的机会在高压釜中发生灾难性火灾。在高压釜中各种温度下的“安全”氧分压示于表11中。表11安全操作的高压釜中的氧气压力温度,摄氏度氧气最大压力,千帕斯卡1301200140133015015101601620图8表明约700千帕斯卡或更高的氧气分压在加压氧化期间提供了足够的浸出速率。高于约1500千帕斯卡的氧分压引入安全问题和经济考虑,因为高压将需要更厚的高压釜壁。结论在加压氧化期间,约140摄氏度至约160摄氏度范围内的温度和约700千帕斯卡至约1500千帕斯卡范围内的氧分压导致可接受的铜回收和砷作为臭葱石的沉淀。约1000千帕斯卡的氧分压提供足够的氧,并且通常在经济上是可行的。本发明的上述实施例仅旨在作为示例。本领域技术人员可以对特定实施例实现改变,修改和变化。因此,权利要求的范围不应受实施例中阐述的实施方案的限制,而是应当给予与作为整体的描述一致的最宽的解释。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种从包括含砷和含锑的硫化铜矿物的至少一种的原料中提取铜的方法,所述方法包括:精细研磨进料;

在精细研磨后,在表面活性剂和卤素的存在下,对进料进行加压氧化以产生产物浆料;

使产物浆料进行液体/固体分离以获得加压氧化滤液和包含砷化合物和锑化合物中的至少一种的固体;

从加压氧化滤液中回收铜。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括在从其回收铜之后,对所述加压氧化滤液的一部分进行蒸发,并且在蒸发之后,将所述加压氧化滤液的一部分再循环至加压氧化。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述固体还包含铜,并且其中在液体/固体分离后,所述固体经受酸浸出以溶解至少一些铜,从而产生铜溶液和固体残余物,所述固体残余物包含砷的化合物和锑的化合物中的至少一种;并且其中从所述铜溶液中进一步回收铜。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,精细研磨包括将所述进料研磨至约5微米至约15微米的P80。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,精细研磨包括将所述进料研磨至约7微米至约10微米的P80。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述加压氧化中的所述表面活性剂以约1千克每吨进料至10千克每吨进料的量添加。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述表面活性剂包括木质素磺酸盐,坚木栲胶,苯胺,邻苯二胺中的至少一种。

8.根据权利要求1的方法,其特征在于,所述表面活性剂为1.5-3千克每吨浓缩物的邻苯二胺。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卤素是氯化物,并且所述加压氧化在约3至20克每升氯化物的存在下进行。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述卤素是氯化物,并且所述加压氧化在约10至12克每升氯化物的存在下进行。

11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压氧化在约140摄氏度至约160摄氏度的温度下进行。

12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压氧化以约60至约120分钟的停留时间进行。

13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压氧化以约90分钟的停留时间进行。

14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压氧化在约700至约1400千帕斯卡的氧分压下进行。

15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述加压氧化在包含硫酸的进料酸存在下进行,所述进料酸的量足以限制进料中的硫氧化成硫酸盐。

16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在包括所述进料,表面活性剂和卤素且不包括再循环残余物的加压氧化的组合进料中,砷与铁的比率小于0.1:1或在0.7:1和1.3:1之间。

17.根据权利要求1的方法,其特征在于,在高达5千克每吨的碘化钾存在下进行加压氧化。

18.根据权利要求1的方法,其特征在于,在高达约1千克每吨的碘化钾存在下进行加压氧化。

19.根据权利要求1的方法,其特征在于,从液体/固体分离得到的部分固体以约0.1:1至1.5:1的固体与新鲜浓缩物的比例再循环至加压氧化。

20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述固体与新鲜浓缩物比为约1:1。

技术总结
本发明公开了一种从包括含砷和含锑的硫化铜矿物中的至少一种的进料中提取铜的方法,该方法包括:精细研磨进料,以及在精细研磨后,在表面活性剂和卤素的存在下,对进料进行加压氧化以产生产物浆料。所述方法还包括使产物浆料进行液体/固体分离以获得加压氧化滤液和包含砷化合物和锑化合物中的至少一种的固体,以及从加压氧化滤液中回收铜。

技术研发人员:亨利·萨洛蒙-德-弗里德伯格;H·M·蒋
受保护的技术使用者:泰克资源公司;阿鲁比斯股份公司
文档号码:201580022651
技术研发日:2015.04.16
技术公布日:2017.02.22

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