專利名稱：氨浸出的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浸出的方法。更具體地，本發(fā)明浸出的方法利用了氨媒介。

背景技術(shù)：
許多報(bào)導(dǎo)氨浸出的現(xiàn)有技術(shù)利用槽或桶浸出，其中將礦石或精礦簡單地直接浸入氨溶液中。
就銅而言，這些先前的工藝已被告以失敗(例如，Arbiter&McNulty，Copper′99，p.197-212中討論的Arbiter工藝，Escondida)。具體地，Arbiter工藝的失敗歸因于通過石灰煮沸從溶液中除去硫酸離子效果太差，浸出動力學(xué)太慢，甚至在75-100℃的升高溫度下也是如此，因?yàn)椴僮餮鯕鈮毫?138kPa)比理想的(690kPa)低，而且氨與銅的重量比(2∶1)也比理想的(3.5∶1)低。Escondida工藝的失敗歸因于保留時(shí)間不足，因?yàn)楸阮A(yù)期的動力學(xué)慢，氨的蒸汽回收比預(yù)期的更困難，浸出后的固-液分離效率低，氨被使用的LIX54溶劑萃取試劑提取。主要由于這些困難，工廠從未達(dá)到設(shè)計(jì)容量。
對于鋅來說，Schnabel工藝在被更環(huán)保的酸基焙燒-浸出-電積工藝取代之前已經(jīng)使用了許多年。Schnabel工藝進(jìn)料通常為焙燒的閃鋅礦浮選精礦，但選擇性開采也允許處理氧化鋅礦石。Schnabel工藝是復(fù)雜的(從Harvey(Mineral Processing&Extractive Metallurgy Review，volume27，pages231-279，2006)的概要中可以看出)，在操作中沒有Schnabel工藝廠也許是不足為奇的。
類似的工藝也被用于精煉鎳和鈷。主要區(qū)別在于含鎳的原料已經(jīng)通過還原性的焙燒(Caron工藝)或通過從酸溶液化學(xué)沉淀(例如，加壓酸浸出廠，如Moa Bay，Murrin Murrin等)制備好。這些工藝具有一些共同的特點(diǎn) ●升高的浸出溫度，典型地超過30℃ ●氨的浸出溶液濃度＞50g/L ●金屬的富礦浸出溶液濃度＞50g/L ●利用蒸汽剝離并回收氨與二氧化碳 此外，眾所周知的用于鎳锍的Sherritt-Gordon工藝將＞80％的鎳锍溶解于氨溶液中，但必須是在＞120℃于＞5atm的氧氣壓力下浸出之后，這顯然是高度消耗能源的。
雖然包括專利文獻(xiàn)在內(nèi)的文獻(xiàn)中描述了許多氨浸出的方法，但全部都需要一個(gè)或多個(gè)多浸出階段，礦石的能源密集型預(yù)處理(例如焙燒或研磨)和/或升高的浸出溫度和/或壓力。這些必要條件需要復(fù)雜的工程和重大的能源消耗，所以沒有一個(gè)被廣泛采用是不足為奇的。
此外，許多氨浸出方法要么遭受重大的氨損失，要么需要復(fù)雜的化學(xué)或工程來克服它，為氨浸出方法的廣泛采用設(shè)置了進(jìn)一步的障礙。
氨浸出對高碳酸鹽礦石來說尤其有吸引力，由于經(jīng)濟(jì)原因高碳酸鹽礦石通常不按基于酸浸出的工藝處理。然而，本發(fā)明的范圍并不局限于高碳酸鹽礦石。
作為本發(fā)明的一個(gè)目的，本發(fā)明的浸出的方法是克服與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問題，或至少提供一種有用的替代方法。
本說明書通篇，除文意另有所指外，詞語“包括”，或其變體“包含”或“含有”應(yīng)理解為表示包含一陳述的整體或整體的組，但不排除任意其他的整體或整體的組。
背景技術(shù)的討論被包含在內(nèi)專為本發(fā)明提供一個(gè)背景。應(yīng)該理解的是，該討論并非確認(rèn)或承認(rèn)所提到的任何物質(zhì)在該優(yōu)先權(quán)日之前均為澳大利亞或其他地方與本發(fā)明相關(guān)的領(lǐng)域的公知常識。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法，該方法包括方法步驟 通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石，產(chǎn)生熟化的礦石； 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石，產(chǎn)生富礦浸出溶液；和 將該富礦浸出溶液用金屬回收的方法處理。
本說明書通篇，除文意另有所指外，術(shù)語“礦石”或其變體應(yīng)理解為包含，例如一個(gè)或多個(gè)預(yù)處理步驟(例如焙燒或煅燒步驟)或一個(gè)或多個(gè)濃縮步驟的產(chǎn)物，但并不局限于此。
熟化(Curing) 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在大氣壓力下通過含有游離氨的碳酸銨溶液，水熟化步驟能夠使礦石有效浸出，無需傳統(tǒng)的物理預(yù)處理，比如焙燒或研磨，從而提供了大量的節(jié)約能源。從礦石的前面的定義明顯看出，本發(fā)明的范圍不應(yīng)理解為排除已經(jīng)通過傳統(tǒng)方法預(yù)處理的礦石，并且在這種情況下，本發(fā)明的方法可提供比傳統(tǒng)方法更好的回收。在許多情況下，本發(fā)明的方法提供的改善的回收可能使礦體具有商業(yè)可行性。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，術(shù)語熟化在根本上不同于浸出。浸出描述了一種工藝，含有浸出劑的溶液通過該工藝與礦石接觸，回收溶液并從中提取貴重金屬。本發(fā)明的熟化步驟使礦石浸出更適應(yīng)于浸出工藝，改善了目標(biāo)金屬的回收程度和回收率。不希望受理論約束，這可能由目標(biāo)金屬或含有目標(biāo)金屬的其他難選礦石的氧化作用或還原作用，金屬(目標(biāo)或非目標(biāo))的絡(luò)合作用和金屬(目標(biāo)或非目標(biāo))的移動作用中的一種或多種而引起。
本發(fā)明的范圍包括在通過用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟之后，收集熟化劑的水溶液，并且從中回收金屬價(jià)值的方法。然而，傳統(tǒng)的水浸出溶液不屬于熟化劑的水溶液，因?yàn)樗鼈儾荒苁勾龅牡V石更適應(yīng)于隨后的浸出工藝。例如，兩階段氨浸出工藝明顯不同于本發(fā)明的方法，因?yàn)榈诙鲭A段并沒有通過第一階段的進(jìn)行而有所提高。
然而，在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，通過使用熟化劑的水溶液來熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括當(dāng)添加含有游離氨的碳酸銨溶液時(shí)，基本上保持熟化劑與待浸出的礦石接觸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在許多應(yīng)用中，實(shí)際上不可能完全地保持溶液與待浸出的礦石接觸。例如，在堆攤浸出的情況下，實(shí)際上不可能阻止礦石排水。
熟化劑(Curing agents)概述 熟化劑的性質(zhì)和濃度取決于目標(biāo)金屬的特性、礦石的礦物結(jié)構(gòu)、礦石的質(zhì)地以及礦石的孔隙容積。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，術(shù)語質(zhì)地描述礦物在礦石中排列的方式(例如，針鐵礦涂層氧化鋅礦物與帶有聯(lián)合的針鐵礦的氧化鋅礦石截然不同的主題)。
本說明書通篇，除文意另有所指外，短語“孔隙空間”和“孔隙容積”指包括礦石顆粒內(nèi)的孔隙的空間，而不是任意堆垛過程產(chǎn)生的顆粒間的孔隙。
在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑選自氧化劑、還原劑、酸、堿和金屬絡(luò)合劑。
熟化條件概述 此外，類似地，礦石熟化的最可取的條件隨礦石的組成、礦物結(jié)構(gòu)和質(zhì)地的變化而變化。例如，熟化劑的性質(zhì)和濃度、熟化步驟發(fā)生的溫度，熟化步驟發(fā)生的pH以及礦石暴露于熟化劑中的時(shí)間都可能根據(jù)礦石的組成、礦物結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和孔隙結(jié)構(gòu)而變化(低孔隙容積需要較高的濃度)。然而，一般來說，礦石中目標(biāo)金屬的濃度越高，熟化步驟中使用的溶液的濃度也越高。
熟化劑可以是一種與從礦石中浸出所關(guān)注的金屬預(yù)先相關(guān)的物質(zhì)。在這種情況下，熟化劑水溶液中熟化劑的濃度將典型地顯著高于傳統(tǒng)地與從礦石中浸出所關(guān)注的金屬相關(guān)的濃度，以使待浸出的礦石更適應(yīng)于浸出工藝。
在本發(fā)明的高度優(yōu)選的形式中，熟化待浸出的礦石的步驟在大氣壓力下進(jìn)行。
在本發(fā)明的高度優(yōu)選的形式中，熟化待浸出的礦石的步驟在環(huán)境溫度下進(jìn)行。
適用于礦石的熟化劑水溶液的體積是許多參數(shù)的函數(shù)，包括但不限于礦石的質(zhì)地，停留時(shí)間(浸出步驟之前礦石暴露于熟化劑中的時(shí)間)，熟化劑的濃度和浸出條件。然而，在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，暴露于礦石中的熟化劑的水溶液體積是盡實(shí)際可能地低。也就是說，本發(fā)明的優(yōu)選形式使用低量的高濃度的熟化劑水溶液，并且通過使用熟化劑水溶液來熟化待浸出的礦石的優(yōu)選方法就是適合使用低量的熟化劑水溶液的那些方法。
雖然熟化劑的特性，熟化劑的水溶液的體積和濃度，以及熟化步驟進(jìn)行的條件會因不同的礦石而有所差異，然而本發(fā)明確定了一種原則，使從不同礦石中經(jīng)濟(jì)地回收不同的目標(biāo)金屬成為可能，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的、能源密集型的物理預(yù)處理技術(shù)例如研磨或焙燒，在氨浸出中成功使用與否，都可以通過使用化學(xué)熟化技術(shù)來取代或加強(qiáng)，在此熟化劑的活性與熟化劑的濃度升高的結(jié)合使礦石適應(yīng)于隨后的大氣氨浸出。
熟化劑的水溶液優(yōu)選地為低量的高濃度溶液。在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少10％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少20％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少30％。還優(yōu)選的，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少40％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少50％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少60％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少70％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少80％。更優(yōu)選地，熟化劑的水溶液在最普遍的情況下為熟化劑的飽和濃度的至少90％。
熟化條件熟化劑在礦石中的應(yīng)用 熟化劑的水溶液可原位生成，例如通過電解方法。
在本發(fā)明的一種形式中，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石之前，將熟化劑的水溶液噴到礦石上。
本發(fā)明的方法可包括步驟 通過研磨減小待浸出的礦石的尺寸。
在本發(fā)明的一種特定的形式中，本發(fā)明的方法包括步驟 通過濕法研磨減小待浸出的礦石的尺寸，其中礦石是在與水或水研磨溶液接觸中被研磨。
當(dāng)本發(fā)明包括通過濕法研磨減小待浸出的礦石的尺寸時(shí)，其中礦石是在與水或水研磨溶液接觸中被研磨，該水研磨溶液可以熟化劑的水溶液的形式來提供。
在本發(fā)明的一種形式中，該方法包括步驟 在熟化劑的水溶液中研磨礦石，從而通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石； 將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間；然后 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化且靜置的礦石，以產(chǎn)生富礦浸出溶液；以及 將該富礦浸出溶液用金屬回收的方法處理。
本發(fā)明的方法可包括步驟 通過粉碎減小待浸出的礦石的尺寸。
在本發(fā)明的一種特定的形式中，本發(fā)明的方法包括步驟 通過濕法粉碎減小待浸出的礦石的尺寸，其中礦石是在與水或水粉碎溶液接觸中被粉碎。
當(dāng)本發(fā)明包括通過濕法粉碎減小待浸出的礦石的尺寸，其中礦石是在與水或水粉碎溶液接觸中被粉碎，該水粉碎溶液可以熟化劑的水溶液的形式來提供。
在本發(fā)明的一種形式中，該方法包括步驟 在熟化劑的水溶液中粉碎礦石，從而通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石； 將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間；然后 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化且靜置的礦石，以產(chǎn)生富礦浸出溶液；以及 將該富礦浸出溶液用金屬回收的方法處理。
在本發(fā)明的一種形式中，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括 將礦石堆積以形成堆； 用熟化劑的水溶液澆灌堆的表面，使得熟化劑的水溶液向下滲透該礦石堆； 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石的步驟之前，將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間。
在本發(fā)明的一種形式中，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括 將礦石在熟化劑的水溶液浸沒足夠的時(shí)間，使得熟化劑溶液滲透所需要的部分孔隙容積； 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石的步驟之前，將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間。
本發(fā)明的方法可包括步驟 燒結(jié)(agglomerate)待浸出的礦石。
在本發(fā)明的一種特定形式中，本發(fā)明的方法包括步驟 通過將礦石與水或凝結(jié)劑的水性溶液接觸，燒結(jié)待浸出的礦石。
在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑的水溶液也是凝結(jié)劑的水溶液。也就是說，該水溶液既含有熟化劑，也含有凝結(jié)劑。在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑是凝結(jié)劑，使得通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括 用熟化劑的水溶液燒結(jié)該礦石； 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石的步驟之前，將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間。
在本發(fā)明的一種形式中，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括 將熟化劑的水溶液噴在礦石上；和 在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石的步驟之前，將該礦石靜置預(yù)定的時(shí)間。
在本發(fā)明的一種特定的形式中，本發(fā)明的方法包括步驟 通過將礦石與＞500g/L的硫酸溶液接觸，燒結(jié)待處理的礦石。
在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石的步驟之前，該礦石被靜置的預(yù)定時(shí)間是許多參數(shù)的函數(shù)，包括但不限于礦石的顆粒粒徑，熟化劑的濃度和礦石的質(zhì)地。
在本發(fā)明的優(yōu)選的形式中，該預(yù)定時(shí)間是在5分鐘和14天之間。更優(yōu)選地，該預(yù)定時(shí)間是在1天和7天之間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，熟化時(shí)間是顆粒粒徑的函數(shù)，小顆粒比大顆粒需要基本上更少的熟化時(shí)間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，高濃度的熟化劑需要比低濃度的熟化劑更短的靜置時(shí)間。
用熟化劑的水溶液飽和礦石的孔隙空間的理想程度主要取決于礦石的質(zhì)地。優(yōu)選地，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟利用溶液飽和了至少50％的孔隙空間。更優(yōu)選地，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟利用溶液飽和了至少60％的孔隙空間。更優(yōu)選地，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟利用溶液飽和了至少70％的孔隙空間。更優(yōu)選地，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟利用溶液飽和了至少80％的孔隙空間。更優(yōu)選地，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟利用溶液飽和了至少90％的孔隙空間。
浸出壓力和溫度 熟化的礦石被浸出的最可取條件會隨著礦石熟化條件的變化而變化。例如，較稀的熟化溶液可能需要較強(qiáng)的浸出溶液。
大氣壓力下浸出礦石的方法是本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的，包括堆攤浸出，桶式浸出，槽式浸出和堆積浸出。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出熟化礦石、產(chǎn)生富礦浸出溶液的步驟是在環(huán)境溫度下進(jìn)行。大氣浸出，尤其在環(huán)境溫度下，是可利用的最少消耗能源的浸出技術(shù)之一。熟化步驟是非能源密集的，并且使礦石適應(yīng)于同樣為非能源密集的氨浸出步驟，比現(xiàn)有技術(shù)方法具有明顯的優(yōu)勢。
浸出含有游離氨的碳酸銨溶液 碳酸銨 碳酸銨使操作pH固定在相對窄的范圍內(nèi)，并在一定程度上自我調(diào)節(jié)，因?yàn)樘妓徜@起緩沖液的作用。重要地，通過碳酸銨緩沖的pH范圍是其中各種目標(biāo)金屬可溶解的范圍。碳酸鹽體系的第二個(gè)優(yōu)勢在于較少看到石膏剝落，因?yàn)榱蛩猁}水平總是太低不足以出現(xiàn)沉淀。鈣水平也很低，因?yàn)殁}離子不論何時(shí)釋放到溶液中都會出現(xiàn)CaCO3沉淀。
優(yōu)選地，在大氣壓下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出熟化的礦石，產(chǎn)生富礦浸出溶液的步驟中，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度足以防止pH低于8。優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少1g/L。更優(yōu)選地，碳酸銨的濃度為至少5g/L。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少8g/L。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少10g/L。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少20g/L。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少30g/L。優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在1g/L與500g/L之間。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在5g/L與500g/L之間。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在8g/L與500g/L之間。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在10g/L與500g/L之間。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在20g/L與500g/L之間。更優(yōu)選地，含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度是在30g/L與500g/L之間。
優(yōu)選地，當(dāng)目標(biāo)金屬為銅時(shí)，溶液的碳酸銨濃度為約20g/L碳酸銨。
氨 含有游離氨的碳酸銨溶液的氨可原位生成，例如通過尿素的水解。
含有游離氨的碳酸銨溶液的游離氨濃度可被調(diào)節(jié)以適應(yīng)目標(biāo)金屬從熟化的礦石中釋放的速率，從而盡可能減少過量游離氨，并由此盡可能減少由于蒸發(fā)產(chǎn)生的氨損失。具體地，產(chǎn)生的富礦浸出溶液優(yōu)選地含有比保留在溶液中的目標(biāo)金屬需要的僅稍微過量的游離氨。因?yàn)楦坏V浸出溶液中存在極少的游離氨，由于蒸發(fā)產(chǎn)生的氨損失很低。這是本發(fā)明主要的潛在優(yōu)勢之一。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地計(jì)算出需要的游離氨濃度，以保持特定的目標(biāo)金屬在溶液中處于所需要的濃度。形成各種目標(biāo)金屬的氨絡(luò)合物的條件也可容易地計(jì)算，以NIST標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)庫46，NIST嚴(yán)格選擇金屬絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)Version 6.0中包含的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將其中的內(nèi)容在此納入作為參考。
例如，當(dāng)目標(biāo)金屬為銅時(shí)，步驟(b)應(yīng)用的氨溶液為約10至15g/L氨。
例如，當(dāng)目標(biāo)金屬為鋅，且礦石含有易于浸出形式的18.2％鋅，含有游離氨的碳酸銨溶液包括約30-70g/L氨。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以明白，步驟(b)應(yīng)用的溶液中氨的水平應(yīng)與礦石中目標(biāo)金屬的水平及其浸出的速率相匹配。與浸出迅速的高品位礦比，目標(biāo)金屬浸出緩慢的低品位礦需要較低的氨濃度。
浸出多種目標(biāo)金屬 本發(fā)明包括同時(shí)浸出不只一種目標(biāo)金屬。目標(biāo)金屬可以通過金屬回收的方法分離，例如通過溶劑萃取、沉淀、離子交換或置換。
熟化劑具體的目標(biāo)金屬和礦石 正如前面的熟化劑的一般性討論中所述，通常如上所述，熟化劑的性質(zhì)取決于目標(biāo)金屬的特性，礦石的礦物結(jié)構(gòu)，礦石的質(zhì)地以及礦石的孔隙容積。
根據(jù)目標(biāo)金屬的特性，礦石的礦物結(jié)構(gòu)，礦石的質(zhì)地和礦石的孔隙容積，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在相同的礦石溶液中使用單一的熟化劑或一系列熟化劑。有些熟化劑是化學(xué)相容的，并且可同時(shí)應(yīng)用。其他的可能需要連續(xù)熟化。也就是說，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石，生成熟化礦石的步驟可包括步驟 通過使用第一熟化劑的第一水溶液，熟化待浸出的礦石；然后 通過使用第二熟化劑的第二水溶液，進(jìn)一步熟化待浸出的礦石。
化學(xué)不相容的熟化劑的實(shí)例包括酸和堿。具體地，在本發(fā)明的一種形式中，第一熟化劑可以酸的形式提供，而第二熟化劑是堿的形式。
在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑選自氧化劑、還原劑、和/或金屬絡(luò)合劑。
有些熟化劑，例如氧化劑，可提供使礦石的有機(jī)污染物氧化的額外益處，否則它們將消耗浸出溶液中的一部分氨。有利地，當(dāng)?shù)V石含有消耗氨的污染物時(shí)，熟化劑可包括氧化劑。
此外，本發(fā)明的熟化劑不需要直接作用于目標(biāo)金屬上。例如，當(dāng)?shù)V石為鎳和/或鈷氧化物，當(dāng)鎳和/或鈷存在于褐鐵礦、腐泥土或綠脫石且目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑可還原褐鐵礦、腐泥土或綠脫石中的鐵，釋放鎳和/或鈷。另一個(gè)例子，當(dāng)?shù)V石為硅酸鋅且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑可以氟化物水溶液的形式提供，該溶液可絡(luò)合硅。
當(dāng)目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地為氧化劑。當(dāng)目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑優(yōu)選地為還原劑。當(dāng)目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地為鋅絡(luò)合劑。在本發(fā)明的高度優(yōu)選的形式中，當(dāng)目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地包括氧化劑和絡(luò)合劑。在本發(fā)明的高度優(yōu)選的形式中，當(dāng)目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑優(yōu)選地包括還原劑和絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的優(yōu)選的形式中，當(dāng)?shù)V石是銅的氧化物礦石，且目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑為氨。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液的氨濃度為至少30g/L。優(yōu)選地，當(dāng)目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化步驟使用的氨溶液為至少約60g/L氨。
熟化劑氧化物礦石 在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，當(dāng)?shù)V石為氧化物礦石時(shí)，熟化劑選自還原劑、金屬絡(luò)合劑、酸、堿、以及它們的結(jié)合。在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，當(dāng)?shù)V石為氧化物礦石時(shí)，熟化劑選自還原劑、金屬絡(luò)合劑以及它們的組合。在本發(fā)明優(yōu)選的形式中，當(dāng)?shù)V石為氧化物礦石時(shí)，熟化劑選自金屬絡(luò)合劑，以及還原劑與金屬絡(luò)合劑的結(jié)合。
當(dāng)?shù)V石為鋅和鉛氧化物礦石，并且目標(biāo)金屬為鋅和鉛時(shí)，熟化劑優(yōu)選地為氨和檸檬酸鹽。不希望受理論約束，氨可移動鋅，而檸檬酸可移動鉛，以加強(qiáng)隨后的浸出。
當(dāng)?shù)V石為含有消耗氨的成分(例如有機(jī)物質(zhì))的氧化銅礦石，且目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑有利地包括氨和氧化劑。氧化劑選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。在優(yōu)選的形式中，氧化劑的濃度為至少5g/L。然而，有些礦石可能有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。優(yōu)選地，氨的濃度為至少30g/L。然而，有些礦石可能有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為菱鋅礦形式的鋅的氧化物，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地以氨的形式提供。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。然而，有些礦石可能有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為異極礦形式的鋅的氧化物，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地包括氨和CO2。優(yōu)選地，氨的濃度為至少30g/L。優(yōu)選地，CO2的濃度為至少20g/L。然而，有些礦石可能有利地通過低至1g/L的氨濃度和/或低至1g/L的CO2濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為紅鋅礦和/或水鋅礦形式的鋅的氧化物，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以氨溶液的形式提供。優(yōu)選地，氨溶液的濃度為至少30g/L。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為帶有針鐵礦涂層的鋅的氧化物，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑的水溶液優(yōu)選地包括草酸、檸檬酸、抗壞血酸、連二亞硫酸鈉、硫酸和/或HCl中的一種或多種，優(yōu)選地為至少1g/L的濃度。
當(dāng)?shù)V石為含有黑鋅錳礦(chalcophane)的鋅的氧化物，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑的水溶液優(yōu)選地包括抗壞血酸、連二亞硫酸鈉、硫酸和/或HCl中的一種或多種，優(yōu)選地為至少1g/L的濃度。
當(dāng)?shù)V石為鉬的氧化物，且目標(biāo)金屬為鉬時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以氨的形式提供。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為含有MoS2的鉬的氧化物，且目標(biāo)金屬為鉬時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以氨和氧化劑的形式提供。優(yōu)選地，氨溶液的濃度超過30g/L。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。氧化劑可選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。氧化劑的濃度隨著礦石中存在的硫化物的量而變化。對于含有明顯的硫化物濃度的礦石來說，至少25g/L的氧化劑濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為一種鎳和/或鈷存在于褐鐵礦、腐泥土或綠脫石基質(zhì)的礦石，且目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑優(yōu)選地選自草酸、檸檬酸、抗壞血酸和連二亞硫酸鈉。更優(yōu)選地，熟化劑的濃度為至少5g/L。然而，有些礦石可有利地以通過低至1g/L的熟化劑濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為鎳和/或鈷氧化物礦石，且目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以氨的形式提供。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為氧化釩礦石，且目標(biāo)金屬為釩時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以碳酸鹽的形式提供。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中碳酸鹽的濃度為至少1g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中碳酸鹽的濃度是在1和50g/L之間。
當(dāng)?shù)V石為氧化鈾礦石，且目標(biāo)金屬為鈾時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以碳酸鹽和/或氧化劑的形式提供。氧化劑可選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。至少20g/L的氧化劑濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。
優(yōu)選地，熟化劑水溶液中碳酸鹽的濃度為至少1g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中碳酸鹽的濃度是在1和50g/L之間。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為表面被存在的三氧化二鐵鈍化的銅和/或鋅氧化物礦石時(shí)，熟化劑是去除三氧化二鐵的物質(zhì)。在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑為草酸/草酸鹽。不希望受理論的約束，草酸/草酸鹽通過形成草酸鐵絡(luò)合離子使三氧化二鐵溶解。
在本發(fā)明的替換的形式中，當(dāng)?shù)V石為表面被存在的三氧化二鐵鈍化的銅和/或鋅氧化物礦石時(shí)，熟化劑為連二亞硫酸鈉。不希望受理論的約束，連二亞硫酸鈉通過將三氧化二鐵還原為更易溶解的亞鐵離子而起作用。
在這兩個(gè)例子中，可溶性離子然后被運(yùn)離表面，使隨后使用的浸出溶液有機(jī)會接近鋅和/或銅氧化礦物。
當(dāng)?shù)V石為鋅和/或銅氧化物礦石時(shí)，在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑為草酸鹽和連二亞硫酸鹽。在本發(fā)明的一種形式中，熟化劑可包括草酸鹽、連二硫酸鹽和氨。不希望受理論的約束，氨可同時(shí)地調(diào)動目標(biāo)金屬以加強(qiáng)隨后的浸出。在該實(shí)例中，熟化溶液發(fā)揮三個(gè)作用通過還原作用和絡(luò)合作用除去非目標(biāo)金屬鐵，并且移動目標(biāo)金屬。
當(dāng)?shù)V石為含有黑鋅錳礦的鋅/錳礦石時(shí)，熟化劑優(yōu)選地為還原劑。本發(fā)明的這種形式的還原劑部分地或全部地移動錳和鋅，由此產(chǎn)生分離，允許在隨后的浸出期間選擇性浸出鋅。
當(dāng)?shù)V石為鎳和/或鈷礦石，鎳和/或鈷存在于褐鐵礦、腐泥土或綠脫石中時(shí)，熟化劑包括還原劑。還原劑會還原三價(jià)鐵礦物質(zhì)，由此為隨后的浸出釋放鎳和/或鈷。
熟化劑硫化物礦石 優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為硫化物礦石時(shí)，熟化劑為氧化劑。有利地，氧化劑的濃度與礦石的硫化物含量相匹配。也就是說，對于相同的孔隙容積，與高品位礦石相比，低品位硫化物礦石需要較低濃度的氧化劑。
在本發(fā)明的一種形式中，當(dāng)?shù)V石為硫化物礦石時(shí)，氧化劑選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。
更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少1g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少5g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少10g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少20g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少30g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少40g/L。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少50g/L。更更優(yōu)選地，當(dāng)氧化劑為次氯酸鹽時(shí)，熟化劑水溶液中氧化劑的濃度為至少85g/L。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為硫化銅礦石，且目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑包括氧化劑和銅絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的一種形式中，銅絡(luò)合劑可選自氨、氰化物、硫代硫酸鹽、氯化物、溴化物、磷酸鹽、硫代氰酸鹽、EDTA、草酸鹽、酒石酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽、氫氧化物。
有利地，銅絡(luò)合劑的濃度與礦石的銅含量相匹配。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中銅絡(luò)合劑的濃度為至少1g/L。當(dāng)銅絡(luò)合劑為氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和250g/L之間。更優(yōu)選地，在1和90g/L之間。當(dāng)銅絡(luò)合劑不是氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和100g/L之間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，熟化劑溶液中絡(luò)合劑的水平應(yīng)與礦石中目標(biāo)金屬的水平相匹配。與高品位礦石相比，低品位礦石需要較低濃度的絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，當(dāng)?shù)V石為含有天然銅和/或硫化銅的銅-金礦石，且目標(biāo)金屬為銅和金時(shí)，熟化劑為氨和氧化劑。更優(yōu)選地，熟化劑水溶液的氨濃度為至少30g/L。優(yōu)選地，熟化劑水溶液的次氯酸鈉濃度為至少5g/L。然而，有些礦石可能有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石為含有天然銅和/或硫化銅的銅-金礦石，且目標(biāo)金屬為銅和金時(shí)，優(yōu)選地，浸出溶液除游離氨外還包含可溶性氰化物。更優(yōu)選地，浸出溶液的氰化鈉濃度為至少0.1g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的氨濃度為至少5g/L。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為硫化鋅礦石，且目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑包括氧化劑和鋅絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的一種形式中，鋅絡(luò)合劑可選自氨、氰化物、硫代硫酸鹽、氯化物、溴化物、磷酸鹽、硫代氰酸鹽、EDTA、草酸鹽、酒石酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽、氫氧化物。
有利地，鋅絡(luò)合劑的濃度與礦石的鋅含量相匹配。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中鋅絡(luò)合劑的濃度為至少1g/L。當(dāng)鋅絡(luò)合劑為氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和250g/L之間。更優(yōu)選地，在1和90g/L之間。當(dāng)鋅絡(luò)合劑不是氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和100g/L之間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，熟化劑溶液中絡(luò)合劑的水平應(yīng)與礦石中目標(biāo)金屬的水平相匹配。與高品位礦石相比，低品位礦石需要較低濃度的絡(luò)合劑。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為鎳和/或鈷硫化物礦石，且目標(biāo)金屬為鎳和/或鈷時(shí)，熟化劑包括氧化劑和鎳和/或鈷絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的一種形式中，鎳和/或鈷絡(luò)合劑可選自氨、氰化物、硫代硫酸鹽、氯化物、溴化物、磷酸鹽、硫代氰酸鹽、EDTA、草酸鹽、酒石酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽、氫氧化物。
有利地，鎳和/或鈷絡(luò)合劑的濃度與礦石的銅含量相匹配。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中鎳和/或鈷絡(luò)合劑的濃度為至少1g/L。當(dāng)鎳和/或鈷絡(luò)合劑為氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和250g/L之間。更優(yōu)選地，在1和90g/L之間。當(dāng)銅絡(luò)合劑不是氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和100g/L之間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，熟化劑溶液中絡(luò)合劑的水平應(yīng)與礦石中目標(biāo)金屬的水平相匹配。與高品位礦石相比，低品位礦石需要較低濃度的絡(luò)合劑。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)V石為硫化鉬礦石，且目標(biāo)金屬為鉬時(shí)，熟化劑包括氧化劑和鉬絡(luò)合劑。
在本發(fā)明的一種形式中，鉬絡(luò)合劑可選自氨、氰化物、硫代硫酸鹽、氯化物、溴化物、磷酸鹽、硫代氰酸鹽、EDTA、草酸鹽、酒石酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽、氫氧化物。更優(yōu)選地，鉬絡(luò)合劑選自氨和氰化物。
有利地，鉬絡(luò)合劑的濃度與礦石的鉬含量相匹配。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中鉬絡(luò)合劑的濃度為至少1g/L。當(dāng)鉬絡(luò)合劑為氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和250g/L之間。更優(yōu)選地，在1和90g/L之間。當(dāng)鉬絡(luò)合劑不是氨時(shí)，該濃度優(yōu)選地是在1和100g/L之間。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，熟化劑溶液中絡(luò)合劑的水平應(yīng)與礦石中目標(biāo)金屬的水平相匹配。與高品位礦石相比，低品位礦石需要較低濃度的絡(luò)合劑。
熟化劑其他礦石 相同礦石內(nèi)目標(biāo)金屬的硫化物和氧化物的結(jié)合將需要熟化劑的結(jié)合以取得最佳效果。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，當(dāng)?shù)V石為混合的銅的氧化物和硫化物，且目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑包括氨和氧化劑的結(jié)合。氧化劑可選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。氧化劑的濃度隨礦石中存在的硫化物的量而變化。對于含有明顯的硫化物濃度的礦石來說，至少25g/L的氧化劑濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石含有元素銅，且目標(biāo)金屬為銅時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是以氨和氧化劑的形式提供。優(yōu)選地，氨溶液的濃度超過30g/L。氧化劑可選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。至少20g/L的氧化劑濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。
當(dāng)?shù)V石是鋅和鉛硫化物和/或氧化物礦石，且目標(biāo)金屬為鋅和鉛時(shí)，熟化劑優(yōu)選地是氧化劑、氨和檸檬酸鹽的結(jié)合。優(yōu)選地，氨溶液的濃度超過30g/L。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氨濃度來熟化。氧化劑可選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。優(yōu)選地，熟化劑水溶液中氨的濃度為至少30g/L。氧化劑的濃度隨礦石中存在的硫化物的量而變化。對于含有明顯的硫化物濃度的礦石來說，至少25g/L的氧化劑濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的氧化劑濃度來熟化。對于含有明顯的鉛濃度的礦石來說，至少25g/L的檸檬酸鹽濃度是優(yōu)選的。然而，有些礦石可有利地通過低至1g/L的檸檬酸鹽濃度來熟化。不希望受理論的約束，氧化劑可氧化礦石中的硫化物，氨可移動鋅，而檸檬酸鹽移動鉛，以加強(qiáng)隨后的浸出。
目標(biāo)金屬 本發(fā)明的方法適用于與氨形成絡(luò)合物的目標(biāo)金屬的礦石，尤其適用于與碳酸根離子形成絡(luò)合物的目標(biāo)金屬的礦石。
已知的與氨形成絡(luò)合物的目標(biāo)金屬包括Li、Mg、Ca、Ba、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Cr、Co、Rh、Ag、TI、Pd、In、Cd、Hg、Pb、Au、Ag、Ir、Pt和Ru。
已知的與碳酸根離子形成絡(luò)合物的目標(biāo)金屬包括Na、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Yb、Am、U、UO2、NpO2、PuO2、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Hg、MeHg、TI、Me3Pb、In、Cd、Hg、Pb、AI、AmO2、Er、Hf、Ho、Li、Lu、Np、Pr、Sc、Th、Ti、Tm和Zr。
本發(fā)明的浸出方法尤其適用于銅、鋅、鎳和/或鈷、鈷、鈾、釩和鉬的礦石以及這些金屬的另外還包含銀、金或鉑族金屬的礦石。
以NIST標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)庫46，NIST嚴(yán)格選擇金屬絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)Version 6.0中包含的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可容易地計(jì)算形成各種目標(biāo)金屬的氨絡(luò)合物的條件，將其中的內(nèi)容在此納入作為參考。
多個(gè)目標(biāo)金屬以及非目標(biāo)金屬的回收 本發(fā)明的方法可形成工藝的一部分，通過該工藝回收除目標(biāo)金屬外的金屬。例如，在礦石被進(jìn)一步處理以回收其他金屬，例如銀、金和/或鉑之前，本發(fā)明的方法可用于降低礦石的銅和/或鎳和/或鈷濃度。
此外，本發(fā)明包括同時(shí)浸出不只一種目標(biāo)金屬。目標(biāo)金屬可通過金屬回收的方法來分離，例如通過溶劑提煉、沉淀、離子交換或置換。熟化劑可被調(diào)節(jié)以適應(yīng)目標(biāo)金屬。
在本發(fā)明的一種形式中，浸出步驟的含有游離氨的碳酸銨溶液可進(jìn)一步包含絡(luò)合劑。例如，該溶液可進(jìn)一步包含氰化物或硫代硫酸鹽形式的絡(luò)合物，用于浸出Cu和Ag或Au。
例如，在本發(fā)明的一種形式中，當(dāng)目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑可包括第一絡(luò)合劑和第二絡(luò)合劑。在本發(fā)明的一種方式中，當(dāng)目標(biāo)金屬為銅、銀和/或金時(shí)，熟化劑可包括第一絡(luò)合劑和第二絡(luò)合劑。
當(dāng)?shù)V石為鉛-鋅礦石，且目標(biāo)金屬為鉛和鋅時(shí)，優(yōu)選地，浸出溶液除游離氨外還包括可溶性檸檬酸鹽。更優(yōu)選地，浸出溶液的檸檬酸鹽濃度為至少0.1g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的氨濃度為至少5g/L。
當(dāng)?shù)V石為鉛-鋅-銀礦石，且目標(biāo)金屬為鉛、鋅和銀時(shí)，優(yōu)選地，浸出溶液除游離氨外還包括可溶性檸檬酸鹽和可溶性硫代硫酸鹽。更優(yōu)選地，浸出溶液的檸檬酸鹽濃度為至少0.1g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的氨濃度為至少5g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的硫代硫酸鹽濃度為至少0.1g/L。
當(dāng)?shù)V石為鉛-鋅-銀礦石，且目標(biāo)金屬為鉛、鋅和銀時(shí)，優(yōu)選地，浸出溶液除游離氨外還包括可溶性檸檬酸鹽和可溶性氰化物。更優(yōu)選地，浸出溶液的檸檬酸鹽濃度為至少0.1g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的氨濃度為至少5g/L。更優(yōu)選地，浸出溶液的氰化物濃度為至少0.1g/L。
金屬回收的方法 本發(fā)明的用于金屬回收的方法可包括以下的一種或多種溶劑提煉，離子交換，沉淀和置換。
如上所述，當(dāng)本發(fā)明包括同時(shí)浸出不只一種目標(biāo)金屬時(shí)，該目標(biāo)金屬可通過金屬回收的手段分離，例如通過溶劑提煉，離子交換或置換。熟化劑可被調(diào)節(jié)以適應(yīng)目標(biāo)金屬。
結(jié)合的浸出和熟化溶液 在本發(fā)明的一種形式中，通過使用熟化劑熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括通過同時(shí)使用熟化劑和游離氨溶液熟化待浸出的礦石。在本發(fā)明非常方便的形式中，當(dāng)目標(biāo)金屬為鋅時(shí)，熟化劑是以游離氨水溶液的形式提供。更優(yōu)選地，熟化劑溶液的游離氨濃度高于浸出步驟中含有游離氨的碳酸銨溶液的游離氨濃度。
不希望受理論約束，當(dāng)熟化步驟包括同時(shí)使用游離氨溶液時(shí)，高的氨濃度使目標(biāo)金屬溶解于孔隙中并且將它朝表面運(yùn)輸。即使熟化結(jié)束后，孔隙也會含有較高的氨濃度，由此，在通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出熟化的礦石的步驟中，浸出溶液使目標(biāo)金屬增強(qiáng)擴(kuò)散而離開礦石。
在本發(fā)明的一種形式中，在通過使用熟化劑熟化待浸出的礦石的步驟之后，并且在通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出熟化的礦石的步驟之前，本發(fā)明的方法包括步驟 使礦石和熟化劑的混合物靜置預(yù)定的時(shí)間。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選形式中，該預(yù)定的時(shí)間為至少一天。
附圖簡要說明 現(xiàn)參考僅作為實(shí)施例的一種實(shí)施方式以及附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法的流程示意圖。
最佳實(shí)施方式 現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式用于從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法10。用氧化銅礦石作為該披露內(nèi)容的基礎(chǔ)，通過溶液萃取和電解來回收金屬。在適當(dāng)?shù)臏p小尺寸后，將礦石在傳送帶上轉(zhuǎn)運(yùn)至堆積處。在傳送帶上時(shí)，用含有68g/L NH3和27g/L次氯酸鈉的溶液噴灑礦石，目的是用溶液浸潤約80％的顆?？紫度莘e。然后將礦石構(gòu)建成一個(gè)或多個(gè)堆。該堆留下靜置十三天，以使熟化溶液發(fā)揮作用。在熟化劑中沒有次氯酸鹽存在的情況下，銅浸出速率較慢，回收率較低，并且氨的消耗高的多。
一旦該礦石堆已經(jīng)靜置過，就將該堆用再循環(huán)PLS溶液、然后用提余液以及最后用水相繼地澆灌，如圖1所示。
不希望受理論約束，次氯酸鹽的目的是氧化任意殘留的硫化礦物，無論是銅還是其他金屬，比如銀，因?yàn)檫@些礦物需要氧化以便所含的金屬溶解在氨溶液中。類似地，礦石中存在的任何天然銀或銅也需要氧化。還有可能存在其他礦物，其需要氧化但并不增加溶液中金屬的值。不使用次氯酸鹽導(dǎo)致氨消耗高，意味著存在消耗氨的有機(jī)材料。每種礦石具有不同水平的這些氧化劑消耗者，因而次氯酸鹽的最佳添加需要針對各種礦石來確定。
在熟化12后，將礦石堆用含有11.63g/L NH3的PLS進(jìn)行浸出14，將該溶液再循環(huán)直至銅含量為約5.63g/L，在這種情況下時(shí)，將其送往溶劑提煉過程。其他用于處理PLS的過程選項(xiàng)包括但不限于，離子交換、沉淀和置換。
一旦該礦石堆已被部分浸出，就用來自SX的提余液進(jìn)行第二次澆灌，以便第二次浸出16。該溶液幾乎不含銅(0.22g/L)，目的在于除去該堆中更多的銅殘余物。從該階段滲出的溶液與強(qiáng)浸出流結(jié)合，并作為PLS被再循環(huán)。
最后階段18是簡單地用水洗滌。這一階段從堆中除去大部分殘留的溶解性銅和氨，使在不需要中和的情況下停止作用，這在酸堆中通常是至關(guān)重要的。沖洗溶液被送入PLS池20。工廠中主要的氨損失是因?yàn)樵谖驳V中有夾帶。
來自礦石堆的徑流被送到一單個(gè)池子中，在此將所有的溶液混合。這簡化了工藝圖，因?yàn)槊看谓鲎兓瘯r(shí)(例如從PLS到提余液)，不需要分開的池子，也不需要重新組織流水槽。這也使SX設(shè)備進(jìn)料中的銅濃度較高，從而減小SX設(shè)備的尺寸。
實(shí)施例 現(xiàn)在參考多個(gè)實(shí)施例來闡明本發(fā)明。該實(shí)施例僅為闡釋目的，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的前面描述的一般性。通過一般注釋，就從各種來源，包括一系列礦石中(屬于本說明書中所用術(shù)語的更廣泛含義)氨浸出各種目標(biāo)金屬方面來證實(shí)本發(fā)明方法的效力。
1)硫化物礦石 a.混雜的硫化礦 將一系列硫化礦的0.25g礦物樣本在環(huán)境溫度下用25ml的40g/L碳酸銨+20g/L游離氨來浸出。將相同樣本的第二份0.25g樣品在環(huán)境溫度下用調(diào)節(jié)至pH 5.0的0.1ml的25g/L NaClO形式的熟化劑水溶液來熟化。熟化后，在環(huán)境溫度下添加25ml的40g/L碳酸銨+20g/L游離氨以浸出所關(guān)注的金屬。
下表顯示熟化或未熟化的目標(biāo)金屬的溶液回收率％ 顯而易見，24h熟化引起金屬回收率的明顯提高，即使隨后的浸出明顯較短(4h對168h)。
在環(huán)境溫度下用不同的熟化劑在類似的樣品上進(jìn)行類似的試驗(yàn)。下表顯示兩種不同熟化劑的目標(biāo)金屬的回收率％。所有樣本均熟化24h，然后在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出24h，兩個(gè)階段均在環(huán)境溫度下進(jìn)行。
顯然，第一個(gè)表顯示用于金屬硫化物的最佳熟化劑是氧化硫化物以釋放目標(biāo)金屬的那種。第二個(gè)表顯示在絡(luò)合溶液中熟化沒有提供足夠經(jīng)濟(jì)的金屬回收率。
b.鎳精礦 包含鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦和磁黃鐵礦的0.25g鎳精礦(化驗(yàn)Ni為14.6％)在環(huán)境溫度下用25ml的40g/L碳酸銨+20g/L游離氨浸出。168h后，共有總鎳的17.0％被浸出。
將同樣的樣品在環(huán)境溫度下用剛好足夠的調(diào)節(jié)至pH 4的25g/L NaClO熟化24h以潤濕該粉末。然后加入25ml的40g/L碳酸銨+20g/L游離氨。在環(huán)境溫度下浸出4h后，共有總鎳的97.4％被浸出。
c.銅礦 將黑色頁巖系型黃銅礦銅礦石(3.16％Cu)在環(huán)境溫度下用調(diào)節(jié)至pH 4的25g/L NaClO形式的熟化劑水溶液熟化。24h后，加入包含40g/L碳酸銨+20g/L游離氨的浸出溶液，在4h內(nèi)于環(huán)境溫度下，＞95％的銅進(jìn)入溶液中。類似的未使用熟化劑水溶液的浸出條件顯示，在環(huán)境溫度下浸出4h后，＜5％的銅進(jìn)入溶液中。
d.鎳锍 將鎳锍在環(huán)境溫度下在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出24h，＜10％的鎳被溶解。在環(huán)境溫度下在調(diào)節(jié)至pH 4的25g/L NaClO的形式的熟化劑水溶液中熟化1h后，在環(huán)境溫度下在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出2h后，鎳溶解達(dá)到＞85％。
本實(shí)施例可以比得上用于鎳锍的著名的Sherritt-Gordon工藝，其只有在10atm的氧氣壓力下于150℃12h后，才在氨溶液中溶解＞80％的鎳锍。
顯然，以上實(shí)施例顯示，氧化劑形式的熟化劑水溶液對金屬硫化物精礦和礦石來說非常有效。重要的是要注意，熟化和浸出兩個(gè)階段都在環(huán)境溫度和環(huán)境壓力下進(jìn)行。先前，目標(biāo)金屬的溶解度的大幅增加需要超細(xì)粉碎，接著在高溫和/或壓力下進(jìn)行氧化性浸出過程。該實(shí)施例清楚地說明本發(fā)明的方法對于節(jié)約能源具有深遠(yuǎn)的潛力。
2)氧化物礦石 a.氧化鋅 以下實(shí)施例特別用于說明通過針對礦石的礦物結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)熟化劑獲得的顯著優(yōu)勢。
將菱鋅礦和異極礦的樣品在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出168h，將樣品在90g/L氨，或者90g/L氨+65g/L CO2中熟化。然后將熟化的樣品在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出。下表顯示浸出168h后，或者熟化24h+浸出4h后溶解的Zn％。
b.帶有針鐵礦涂層的氧化鋅 以下實(shí)施例說明適用于絡(luò)合非目標(biāo)金屬的絡(luò)合劑形式的熟化劑的潛在優(yōu)勢。
主要包含異極礦的鋅礦石被發(fā)現(xiàn)含有針鐵礦，其包覆了該異極礦，將24h后的鋅浸出限制到43％。在浸出之前用草酸溶液熟化礦石24h，在除此以外相同的隨后浸出中導(dǎo)致鋅溶解＞90％。不受理論的約束，草酸負(fù)離子與來自針鐵礦的鐵形成可溶性復(fù)合物，從而使它從鋅礦物的表面除去，該鋅礦物隨后有機(jī)會接近氨-碳酸銨溶液。
c.錳鋅礦 下面的實(shí)施例用于說明還原劑形式存在的絡(luò)合劑形式的熟化劑的潛在優(yōu)勢。
主要包含黑鋅錳礦的鋅礦石，在40g/L碳酸銨+20g/L游離氨中浸出24h后，(Zn，F(xiàn)e，Mn)Mn3O7.3H2O產(chǎn)生35％的鋅溶解。在相同的浸出之前用飽和抗壞血酸溶液熟化相同的原料，顯示24h內(nèi)鋅溶解＞90％。不受理論的約束，抗壞血酸還原Mn和/或Fe，從而在隨后用氨-碳酸銨溶液浸出中釋放鋅。
d.氧化銅礦 以下實(shí)施例說明絡(luò)合劑和氧化劑形式的兩種熟化劑的潛在優(yōu)勢。
將帶有較少的次生硫化銅的白云石系孔雀石礦石用20g/L碳酸銨+10g/L游離氨進(jìn)行柱浸出。在130天內(nèi)銅回收率達(dá)到75％左右，氨消耗被確定為8.3kg/t礦石。通過添加含65g/L NaClO+70g/L NH3的測量的孔隙容積為80％的溶液，將相同的礦石柱熟化3天。用20g/L碳酸銨+10g/L游離氨澆灌該堆，在80天內(nèi)銅回收率達(dá)到80％，而氨消耗＜1.0kg/t礦石。
該實(shí)施例顯示熟化溶液具有三種作用礦石內(nèi)的氨消耗礦物質(zhì)被變性，次生硫化銅被氧化，通過從礦石顆粒內(nèi)部移動銅并將它們重新沉淀到表面，增大銅的回收率。
e.帶有硫化銀和/或天然銀的氧化銅礦 以下實(shí)施例用于說明絡(luò)合劑和氧化劑形式的兩種熟化劑與額外的浸出劑用于同時(shí)回收兩種金屬的潛在優(yōu)勢。
氧化銅礦(0.71％Cu)也含有以硫化銀、天然銀和砷黝銅礦中的一種或多種形式存在的銀(18ppm)。將含有70g/L氨+25g/L次氯酸鈉的熟化溶液滲入置于柱中的礦石并靜置10天。然后用含有20g/L碳酸銨+10g/L游離氨+5g/L硫代硫酸鈉的溶液浸出該柱子。浸出后，銅和銀回收率均＞70％。用含有20g/L碳酸銨+10g/L游離氨的溶液浸出同樣熟化的柱子，銅回收率＞70％，而銀回收率＜5％。
不希望受理論束縛，熟化劑中的氨移動銅，而次鋁酸鹽氧化銀礦物質(zhì)。浸出溶液中的氨從該堆中回收銅，而硫代硫酸鹽與氧化銀絡(luò)合，使其象銅一樣同時(shí)被回收。
f.鋅和銅氧化物礦 以下實(shí)施例說明熟化劑與目標(biāo)金屬礦物結(jié)構(gòu)相匹配，選擇導(dǎo)致分離或共提煉增強(qiáng)的重要性。
將0.25g鋅-銅氧化物礦(2.91％Zn，0.267％Cu)在環(huán)境溫度下用0.1mL的不同的熟化劑熟化24h。熟化后，加入25ml含40g/L碳酸銨+20/L游離氨的浸出溶液。浸出24h后，鋅和銅回收率如下表所示。未熟化的礦石的回收率也包含在內(nèi)。
顯然，這幾種熟化劑無論對鋅或是銅的回收都效果甚微。某些熟化劑對于鋅和銅均的效果并不等同，用飽和抗壞血酸時(shí)銅回收率幾乎加倍，而鋅回收率與未熟化的樣品保持一樣。對于這種礦石來說，草酸明顯是最佳熟化劑，因?yàn)殇\和銅回收率均被顯著地改善。
該實(shí)施例顯示單一的熟化劑對于多金屬礦床中的不同金屬具有不同的效果。熟化劑的選擇可基于想要分離的金屬來作出，其中一種金屬是目標(biāo)物，而第二、非目標(biāo)金屬也可溶于氨浸出溶液。
對于這種體系來說可能有必要具有不只一種熟化劑以允許回收兩種金屬。
g.帶有針鐵礦涂層的高品位菱鋅礦石 以下實(shí)施例說明在浸出階段使用高濃度游離氨的可能性，其與礦石的快速溶解速率以及使浸出溶液中金屬濃度最大化的期望相匹配。
將高品位的菱鋅礦石(18.2％Zn)用5g/L草酸溶液熟化，隨后在115g/L碳酸銨+43g/L游離氨中浸出，結(jié)果鋅溶解在0.5h內(nèi)為81％，而2h內(nèi)＞99.5％。最終溶液的鋅濃度為38.5g/L，使其成為對于隨后的分離和回收過程來說非常高品質(zhì)的原料。
那些對于所述領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的修改和變化都應(yīng)視為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法，該方法包括方法步驟
通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石，產(chǎn)生熟化的礦石；
在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石，產(chǎn)生富礦浸出溶液；和
將該富礦浸出溶液用金屬回收的方法處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石的步驟更具體地包括當(dāng)添加含有游離氨的碳酸銨溶液時(shí)，基本上保持熟化劑與待浸出的礦石接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述熟化劑選自氧化劑、還原劑、酸、堿和金屬絡(luò)合劑。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熟化待浸出的礦石的步驟在大氣壓力下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熟化待浸出的礦石的步驟在環(huán)境溫度下進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過將礦石與水或凝結(jié)劑的水溶液接觸，燒結(jié)待浸出的礦石的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述熟化劑的水溶液也是凝結(jié)劑的水溶液。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通過使用熟化劑水溶液熟化待浸出的礦石的步驟，利用熟化劑的水溶液飽和礦石的至少50％的孔隙空間。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出熟化的礦石，產(chǎn)生富礦浸出溶液的步驟在環(huán)境溫度下進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述含有游離氨的碳酸銨溶液的碳酸銨濃度為至少5g/L。
11.如權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述富礦浸出溶液的游離氨濃度優(yōu)選地含有比將目標(biāo)金屬保留在溶液中所需要的僅稍微過量的游離氨。
12.如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述礦石為氧化物礦石時(shí)，所述熟化劑選自還原劑、金屬絡(luò)合劑及其結(jié)合。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述熟化劑選自金屬絡(luò)合劑，以及還原劑和金屬絡(luò)合劑的結(jié)合。
14.如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述礦石為硫化物礦石時(shí)，所述熟化劑為氧化劑。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述氧化劑選自次氯酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化氫、過氧化鈣、三價(jià)鐵、二價(jià)銅。
16.一種基本如本文所述的參考任意實(shí)施例的用于從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于從礦石中浸出一種或多種目標(biāo)金屬的方法，該方法包括方法步驟通過使用熟化劑的水溶液熟化待浸出的礦石，產(chǎn)生熟化的礦石；在大氣壓力下通過使用含有游離氨的碳酸銨溶液浸出該熟化的礦石，產(chǎn)生富礦浸出溶液；和將該富礦浸出溶液用金屬回收的方法處理。
文檔編號C22B3/00GK101730753SQ200880023967
公開日2010年6月9日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者尼古拉斯·詹姆斯·韋爾漢姆, 加里·默文·約翰斯頓, 馬修·萊斯利·薩克利夫 申請人:梅塔里奇有限公司