NO802986L - E fremgangsmaate ved utlutning av metallsulfidholdig material - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til utlutning av metallsulfidholdig materiale som inneholder ett eller flere metallsulfider av metallene jern, kobber, bly, sølv, kvikksølv og sink og tar særlig sikte på utlutning av sulfidmalmer som ved siden av kobber kan inneholde ett eller flere av de ovennevnte metallsulfider samt andre metaller av gjen-vinningsverdi i den hensikt å gjenvinne metallverdiene.

Utlutningen foregår ved hjelp av kloridholdige løsninger etter red-ox prinsippet idet det metallsulfidholdige materiale behandles med en oppløsning som vesentlig består av toverdig kobberklorid og treverdig jernklorid, hvorved metallene bringes i oppløsning som metallklorider som kan gjenvinnes fra oppløsningen. Den metallholdige oppløsning føres videre til gjenvinningsprosesser-for de enkelte metaller. Under utlutningen blir det opprinnelige toverdige kobberklorid og det treverdige jernklorid redusert til henholdsvis enverdig kobberklorid og toverdig jernklorid som så blir gjenoksydert til toverdig kobberklorid og treverdig jernklorid ved en regenereringsprosess hvorpå den regenererte lut brukes om igjen i prosessen. For spesifikke gjenvinningsprosesser slik som elektrovinning av kobber, væske-væske ekstraksjon av sink og andre er det en fordel, og i noen tilfeller helt nødvendig at luteløsningen er maksimalt redusert til toverdig jern og enverdig kobber.

Det er kjent flere metoder til utlutning av metallsulfidholdig materiale, men disse lider av den mangel at de ikke sikrer en kombinasjon av slik maksimal redusering med fullstendig utlutning av metallverdiene i utgangsmaterialet. De kjente metoder oppgir ikke hvorfor en ikke får fullstendig reduksjon, men det er nærliggende å anta at det i praksis på grunn av variasjonene i sammensetningen av det metallsulfidholdige materiale og regenerert luteløsning er meget vanskelig å proposjonere slik at prosessen kan gjennomføres med fullstendig støkiometri for derved å oppnå den tilsiktede kombinasjon av fullstendig utlutning og fullstendig reduksjon. i

Oppfinnerne har imidlertid funnet frem til en fremgangsmåte som muliggjør kombinasjon av fullstendig utlutning og fullstendig reduksjon.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir luten fra regenereringstrinnet delt i to parallelle delstrømmer, hvorav en del går til et hovedutlutnings— trinn hvor det tilførte metallsulfidholdige materiale foreligger i overskudd i forhold til lutoppløsningen som herved blir praktisk talt fullstendig redusert. Lutløsningen som inneholder enverdig kobberklorid, toverdig jernklorid og eventuelt andre metaliklorider såsom sinkklorid, blyklorid, kvikksølvklorid og sølvklorid føres videre for viderebehandling i de forskjellige metallgjenvinningstrinn. Residuet fra hovedlutetrinnet går til et bilutetrinn hvor en annen del av den regenererte lut tilføres i overskudd i forhold til metallinnholdet i luteresiduet. Herved utlutes de resterende metallverdier i residuet. Residuet som vesentlig består av blant annet elementært svovel og pyritt føres ut av prosessen. Den brukte lut fra bilutetrinnet føres direkte til regenereringsprosessen. Under denne prosess blir enverdig kobber og toverdig jern oksydert til henholdsvis toverdig kobber og treverdig jern ved hjelp av oksygen. I regenereringstrinnet tilføres også klor. Mindre mengder svovel vil oksyderes til sulfat i utlutningstrinnene. En akkumulering av sulfat i den sirkulerende væske kan motvirkes ved tilsetning av alkali-ioner i regenereringstrinnet hvorved sulfat vil bli utfelt som jarositt i regenereringstrinnet. Forholdet mellom den mengde lut som går til hoved-lutningstrinnet og den mengde lut som går til bilutningstrinnet er i området 1 - 50. Ved denne delstrømprosess hvor regenerert lut fra regenereringstrinnet deles i to parallelle strømmer, blir såvel friskt konsentrat som residuet fra første lutetrinn behandlet med frisk regenerert oppløsning. Såvel hovedlutetrinnet som bilutetrinnet kan omfatte en eller flere reaktorer arrangert i med- eller motstrøm. Metallverdiene gjenvinnes på i og for seg kjent vis som krystallisasjon av blyklorid, elektrovinning av kobber og væske-væske ekstraksjon av sink.

Prosessen er skjematisk illustrert på vedlagte forenklede flytskjema.

På skjemaet betegner 1 og 2 henholdsvis hovedstrømmen og delstrømmen av regenerert elektrolytt som tilføres de to utlutningstrinn. Hovedstrømmen 1 tilføres hovedlutetrinnet antydet med 3 hvor friskt konsentrat påføres som antydet ved 4. Utlutningen foregår i en beholder med røreverk som er foret med syrebestandig materiale. Utlutningsvæsken med suspendert lute-residue føres videre til filtrerings- og fortykningsanlegg som antydet med 5, og faststoffet fra dette anlegg føres videre til bilutningstrinnet 6 hvor det møter delstrømmen 2 av den regenererte oppløsning. Også

bilutetrinnet foregår i en beholder med røreverk som er foret med syrebestandig materiale. Væsken fra fortykningsanlegget. 5 som inneholder metallverdiene

oppløst som klorider føres videre til de aktuelle metallgjenvinningsprosesser, skjematisk antydet med 7, og de gjenvunnede metallverdier føres ut av prosessen som antydet med 8.

Oppløsningen fra metallgjenvinningsprosessen blir så ført til regenereringstrinnet 9 hvor den møter oppløsningen fra bilutetrinnet 6 etter at denne har passert gjennom et filteranlegg 10 hvor utfelt svovel etc. føres ut ved 11. I regenereringstrinnet tilføres oksygen (luft) som antydet med 12. Som nevnt ovenfor blir det også tilført klor og eventuelt alkali-ioner. Væsken fra regenereringstrinnet føres til et filtreringsanlegg 13 hvorfra utfelte jernoksyder og jarositt føres bort som antydet med 14.

Den regenererte lut ledes så videre i delstrømmene .1 og 2 som beskrevet ovenfor.

For å oppnå høyest mulig utlutningsgrad holdes temperaturen i utlutnings-tankene så nær opp til kokepunktet som mulig og vil da vanligvis ligge rundt eller litt over lOO^C. Det' er oppnådd utlutningsgrader for de forskjellige verdimetaller på fra 98% og oppover mot fullstendig utlutning.

Eksempel 1

Et sulfidkonsentrat, essensielt bestående av kalkopyritt, men med noe sinkblende, ble lutet i kontinuerlig apparatur.

Hovedlutetrinnet bestod av to røreverkstanker arrangert slik at faststoff og væske gikk i motstrøm. Hver av røreverkstankene hadde et effektivt volum på 300 1. Væske/faststoffseparasjonen ble foretatt i fortykker, og overløpet ble behandlet i en etterfølgende apparatur for utvinning av henholdsvis kobber og sink. Den utarmede løsningen ble derpå regenerert. Underløpet fra fortykkeren ble ledet til bilutetrinnet, for ytterligere utluting med regenerert lut. Dette trinnet bestod av en røxeverkstank med effektivt volum på 300 1. Væske/faststoffseparasjonen i; bilutetrinnet ble foretatt i filterpresse.

Temperaturen i begge lutetrinnene var 105^C. Prosessen ble kontrollert

ved hjelp av red/ox elektroder.

1) Analyse av sulfidkonsentrat i %:

Konsentratpåsats: 50,7 Kg/H

Strømningshastighet av regenerert luteoppløsning inn i lutetrinn 1: 300 l/H.

Strømningshastighet av luteoppløsning ut av lutetrinn 1: 246 l/H. Differensen mellom inn- og utgående lutevæske, 54 l/H, går ut av trinn 1 via underløpet i fortykkeren.

Strømningshastighet av regenerert luteløsning inn i trinn 2: 156 l/H. Strømningshastighet av luteløsning ut av trinn 2: 210 l/H.

2) Analyse av luteoppløsninger i G/l:.

Lyte re s idue analys e r

Konklusjon

Som det fremgår av analysene, oppnår man med denne fremgangsmåten en praktisk talt fullstendig redusert løsning fra hovedlutetrinnet, og

'i

at dette blir kombinert med en praktisk talt fullstendig utlutning av ve rdime ta1lene.

Eksempel 2

Et kalkopyrittkonsentrat (med små mengder sinkblende (som i eksempel 1)) ble her lutet i samme utstyr men under andre betingelser for å vise oppfinnelsens fleksibilitet. I metallgjenvinningstrinnet ble praktisk talt alt kobber fjernet fra løsning slik at den returluteløsningen som fremkom etter oksydasjonstrinnet var fattig på kobber.

Analysene viser at det også her er mulig å fullstendig utlute kalkopyritten ved hjelp av dette lutesystemet bestående av et hovedlutetrinn og et bilutetrinn når en'bruker en luteløsning som hovedsaklig inneholder ferriklorid, og samtidig oppnå en i hovedsak redusert løsning for videre prosessering i et metallf jernetrinn..

Eksempel 3

i

Et komplekst sin-kobber-bly sulfidkonsentrat ble lutet i en kontinuerlig

apparatur. Hovedlutetrinnet bestod av to røreverkstanker, hver med effektivt volum på 30 1. Væske/faststoff separasjonen etter hovedlutetrinnet ble foretatt ved hjelp av en fortykker og oppløsningen i overløpet ble prosessert i de etterfølgende metallutvinningstrinn, for deretter å regenereres i regenereringstrinnet. Underløpet fra fortykkeren ble ytterligere lutet i bi lute. tr i nne t.

Bilutetrinnet bestod av en røreverkstank med effektivt volum 30 1. Væske/ faststoffseparasjonen etter bilutetrinnet ble foretatt i filterpresse. Filtratet, ble ledet direkte til regenereringstrinnet, mens luteresiduet gikk ut av prosessen.

Som ved de ovennevnte eksempler var temperaturen i lutetrinnene holdt ved 105^C, og prosessen ble kontrollert ved.hjelp av red/ox elektroder.

Metallsulfidkonsentratet hadde følgende analyse i %:

Konsentratet ble kontinuerlig tilsatt til hovedlutetrinnet med doserings-hastighet 6,0 kg/H. Regenerert luteløsning ble tilsatt både til hovedlute-.trinnet og bilutetrinnet, med henholdsvis 27 l/H og 9,5 l/h. Overløpet fra fortykkeren i hovedlutetrinnet utgjorde 22,2 l/H. Differensen mellom 27 l/H og 22,2 l/H gikk i fortykkerens underløp sammen med residuet etter hovedlutetrinnet, og ble ledet til bilutetrinnet.

3) Analyser av luteløsninger i G/l:

Analyse av residuet viste at sink hadde et totalt luteutbytte på 98,%,

bly 99,0% og kobber 98,0%.

i

Konklus jon ,}

Eksemplet viser at utlutning av denne typen ved denne fremgangsmåte også gir praktisk talt fullstendig redusert løsning fra hovedlutetrinnet, og at dette er kombinert med en praktisk talt fullstendig-utlutning av metallverdiene.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte ved utlutning av metallsulfidholdig materiale som inneholder ett eller flere metallsulfider av kobber, jern, bly, sølv, kvikksølv og sink ved behandling med en oppløsning som vesentlig består av treverdig jernklorid og toverdig kobberklorid, hvorved metallverdiene bringes i opplø sning som metallklorider som gjenvinnes fra oppløsningen, og hvor luten, etter at metallverdiene er gjenvunnet, underkastes en regenereringsprosess hvorved toverdig jernklorid og enverdig kobberklorid som er dannet under prosessen gjenoksyderes til treverdig jernklorid og toverdig kobberklorid som brukes om igjen i prosessen, karakterisert ved at strømmen av regenerert og oksydert opplø sning deles i to parallelle delstrø mmer hvorav en del går til et hovedutlutningstrinn hvor det tilførte metallsulfidholdige råmateriale er i overskudd i forhold til lutopplø sningen slik at den oppløsning som dannes i dette trinn er tilnærmet fullstendig redusert, hvorpå den således reduserte løsning etter filtrering føres videre til i og for seg kjente metallgjenvinningsprosesser, og derfra til regenererings-prosesseri, mens en annen del av den regenererte lut anvendes i et bilute-tri.nn hvor overskudd av lut bringes i kontakt med luteresiduet fra hovedlutetrinnet, idet luten fra bilutetrinnet føres direkte til regenereringsprosessen, mens det faste residuet fra dette trinn føres ut av prosessen.

2. Fremgangsmåte som i krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom den mengde lut som går til det primære lutningstrinn og den mengde lut som går til det sekundære lutningstrinn er mellom 1 - 50.