堆浸方法
【专利说明】堆浸方法
[0001] 发明背景 本发明总的涉及贱金属（basemetal)的浸提。
[0002] 本发明涉及湿法冶金学方法，该方法用于从主要为硫化物的矿物（如辉铜矿、靛 铜矿、斑铜矿和黄铜矿）或与氧化铜矿物混合的硫化物中堆浸（heapleaching)铜。然而， 这些应用仅为示例性的且对于本发明的原则为非限制性的，这些应用可用于回收贱金属， 如从硫化镍矿物例如镍黄铁矿和针镍矿中回收镍，和用于从硫化锌矿物中回收锌。以下参 考使用高氯离子媒介的、高溶质势（solutionpotential)的预处理步骤堆浸原矿（ROM)或 碎矿石来描述本发明。
[0003] 本发明的目的为：在活性堆冲洗之前的预处理步骤期间提高硫化物矿物或混合硫 化物与氧化物矿物的氧化速率，从而提供在更短的浸提周期中改进的金属回收，此外，通过 降低曝气需求以解决堆浸的运行成本。
[0004] 发明概述 本发明主要基于如下意外发现：通过在预处理阶段中使用处于高氯离子含量的含溶解 铜的酸溶液接触矿物，在不存在任何微生物的情况下，在溶质势超过700mVSHE时，从硫化 铜矿物提取铜得以增强。
[0005] 用于本文的"堆"包括含有待处理的矿石的堆、场（dump)、瓮（vat)或柱。
[0006] 本发明提供了从矿石中回收贱金属的方法，其中使矿石经受预处理阶段，继之以 活性浸提循环，其中在预处理阶段： 1. 所述矿石在附聚步骤期间或通过冲洗与溶液接触； 2. 在不存在微生物的情况下，与所述矿石相接触的溶质势超过700mV，相对于标准 氢电极（SHE); 3. 与所述矿石相接触的所述溶液的总的铁浓度> 0.lg/L; 4. 控制所述溶液的加入以实现最终的矿石水分含量范围为2-25重量％，优选5-8重 量％ ; 5. 酸度使得与所述矿石相接触的所述溶液的pH不超过pH3. 0,优选低于pH2. 5 ; 6. 与所述矿石相接触的所述溶液的Cr离子浓度在130和230g/L之间；和 7. 与所述矿石相接触的所述溶液中的溶解氧水平低于lmg/L。
[0007] 可通过堆的自然通风（或若需要，通过对堆或对冲洗溶液施加低曝气率）达到溶 液中的低溶解氧水平。
[0008] 溶液可在建立堆之后与矿石接触。或者或另外，可使用附聚技术使溶液与矿石接 触，或在建立堆之时或建立堆之后直接与矿石接触。上述步骤1按此方式解释。
[0009] 该方法可包括提供冲洗网格并由此向堆施加溶液的步骤。可将冲洗网格置于堆的 表面，或堆的内部，或可采用这两种位置的组合。可在建立的堆上直接使用冲洗网格，或与 附聚技术结合。
[0010] 冲洗网格可以为任何合适的类型且本发明就此而言不受限制。举例来说，冲洗网 格可包括位于堆表面或堆内部或两者的管道、喷雾器等的网状网络。
[0011] 该方法可包括监测堆中水分含量的步骤和响应于测得的水分含量控制向堆加入 溶液的步骤。
[0012] 在预处理过程期间将溶液供给堆的速率可响应于测量而变化。或者，溶液向堆的 供给可间隔地中断，即以分批模式向堆提供溶液。然而，可采用这两种技术的组合。
[0013] 在预处理过程中，可按以下一种或多种方式引入氯离子： a) 将以下一种或多种：NaCl、MgCl2、KCl和AlCl3，直接加入矿石中，优选在附聚过程期 间； b) 将以下一种或多种：NaCl、MgCl2、KCl和AlCl3，直接加入溶液中。这可以在矿石水分 含量建立期间完成，优选在附聚过程期间。可使用任何合适的技术。例如可从与附聚器装 置（例如转鼓）相连接的定制的加盐池中提取盐； c) 将以下一种或多种：NaCl、MgCl2、KCl和AlCl3，加入到定制的加盐池中。随后可将从 池中提取的氯化物溶液在附聚过程期间或建立堆以后（例如通过使用置于堆表面或堆内 部的冲洗网格）施加给堆； d) 可将天然含盐的水（例如取自海洋或盐湖或水库的水）在附聚过程期间或通过使用 上述冲洗网格或通过使用这两种技术施加给矿石；和 e) 可将例如在脱盐过程期间作为副产物所产生的咸水在附聚过程期间或通过前述冲 洗网格施加给矿石。
[0014] 可在附聚过程期间通过直接向矿石加入硫酸或通过向建立水分水平的溶液中加 入硫酸使得与矿石接触的溶液的PH水平保持在pH3. 0,优选小于pH2. 5。如提到的，可在附 聚过程期间或使用冲洗网格或通过使用这两种技术将溶液施加给矿石。
[0015] 可在环境条件下（即在堆中占主导的温度和大气压力条件下）进行该预处理阶 段。
[0016] 能在附聚过程期间通过将矿石与溶液（该溶液具有前述高cr离子浓度，并向其 中加入了浓硫酸）接触以在矿石颗粒表面上产生热。在附聚过程期间产生的热量由加入的 硫酸和溶液中的氯离子和铜在矿石表面的反应引起。这是重要的，因为产生的热量显著提 高矿石温度，并且提高的温度有助于更快的矿物氧化速率，因此有助于提高金属回收率和 降低浸提周期时间。
[0017] 当采用本发明的方法回收铜时，溶液可具有>1的铜：铁比。
[0018] 可使用以下一种或多种方法获得期望的铜：铁比： a) 在附聚过程期间将硫酸铜直接加入矿石中； b) 将硫酸铜加入建立水分水平的溶液中。可在附聚过程期间或通过前述冲洗网格将该 溶液加入矿石中； c) 加入电解质，所述电解质含铜，并与建立水分水平的溶液混合。可在附聚过程期间或 通过使用冲洗网格将这种"组合的"溶液施加给矿石； d) 在附聚过程期间或通过冲洗网格将浸提溶液直接加入矿石中，所述浸提溶液含铜， 取自浸提循环的任何部分。该浸提溶液可与用于建立水分水平的溶液混合，并转而在附聚 过程期间或通过使用冲洗网格施加给矿石；和 e) 将硫化铜或氧化铜矿物溶解。
[0019] 在预处理阶段期间与矿石接触的溶液的pH优选小于pH2. 5。
[0020] 预处理阶段优选进行少于100天的时期。预处理时期的持续时间由完成矿物氧化 的时间确定并至少取决于将矿石与溶液接触所使用的方法（即通过使用附聚技术、通过直 接将溶液与矿石接触或通过堆的冲洗）。
[0021] 在预处理阶段之后的活性浸提周期期间，可用浸提溶液冲洗堆中的矿石。在这之 后可使用任何合适的方法（例如溶剂萃取法）回收随后浸提的贱金属，例如铜。
[0022] 用于活性浸提周期的浸提溶液可含有硫酸并具有小于pH2. 5的pH。
[0023] 任选地，可将盐酸加入浸提溶液。
[0024] 浸提溶液可包含铜、铁和其它阴离子和阳离子种类，其可源自取自堆的工艺用水 或从被处理的矿石溶解。
[0025] 溶剂萃取法可包括至少一个载铜有机洗涤阶段以提升电解质氯离子浓度，所述浓 度低于50ppm。
[0026] 附图简述 参考附图用实例进一步描述本发明，其中： 图1以框图形式说明用于堆浸铜的湿法冶金学方法的方面， 图2进一步详细说明了图1所示的堆浸过程中的预处理阶段，和随后的活性浸提周期 的方面，用于回收铜，和 图3-16是涉及本发明的堆浸方法的不同特征的图形描述。
[0027] 优选实施方案描述 此处参考将高氯离子媒介的、高溶质势的预处理阶段（活性浸提周期之前）用于碎矿 或原矿（ROM)堆浸来描述本发明。本发明基于如下意外发现：关于铜回收，本文所指的条件 在不存在任何类型微生物的情况下，在溶质势超过700mVSHE时，以更短的浸提周期，增强 从硫化铜矿物和硫化铜/氧化铜矿物提取铜。
[0028] 本发明的一个目的是在活性堆冲洗之前的预处理步骤期间显著提高硫化物矿物 或混合硫化物和氧化物矿物的氧化速率，从而在更短的浸提周期内改进金属回收率，此外， 通过减少或消除预处理步骤期间对强制曝气的需求以至少在一定程度上降低堆浸的运行 成本。这种类型的曝气一般通过使用风箱、压缩器和类似的装置实施。降低曝气是可能的， 因为在本发明的方法中，相较于传统堆浸实践，预处理反应以更低的溶解氧水平和更低的 氧需求进行。因此，不需要处于高曝气速率（通常需要所述高曝气速率以将溶液氧化势保 持在700mV(相对于SHE)或更大）的堆的强制曝气。
[0029] 预处理阶段可至少部分使用附聚技术