用于控制冶金过程期间的杂质金属浓度的方法和系统的制作方法

用于控制冶金过程期间的杂质金属浓度的方法和系统的制作方法
【专利摘要】用于降低冶金过程期间的杂质金属浓度的试剂组合物、方法和系统。某些方法和系统特别涉及铜电解提取电解质溶液中铁浓度的控制。
【专利说明】
用于控制冶金过程期间的杂质金属浓度的方法和系统
技术领域
[0001]本发明一般性地涉及提取冶金领域。特别是，本发明涉及控制各种采矿过程期间 的铁浓度的方法，包括涉及溶剂提取-电解提取系统的那些。
[0002] 背景
[0003] 铜以及多种其它金属的重要性导致对更有效和多产采购方法的持续研究。一种铜 提取方法是与溶剂提取一起结合的浸提，最后通过电解提取生产铜的方法。浸提通常通过 将矿石成堆堆叠在准备的垫上或者将它堆叠在小峡谷中而进行。然后应用酸(例如硫酸)溶 液，当酸溶液向下滴流通过堆时，铜从岩石中溶解出来。收集所得带铜溶液（"富金属相浸提 溶液"或"PLS"），然后转移至溶剂提取装置，在那里它通过强力混合而与包含溶于煤油状烃 稀释剂中的提取剂的有机溶液接触。在该提取中，铜(作为铜离子)转移至有机相中，在那里 它与提取剂形成螯合物类络合物。在接触以后，使水相和有机相的混合物分离。贫铜水溶液 ("萃余液"）离开溶剂提取装置，且有机相转移至汽提，在那里它与强酸溶液接触。在汽提 中，一部分铜离子转移至水相中且质子转移至有机相中。现在贫铜有机相返回提取用于再 使用。
[0004] 富铜含水汽提溶液（"富金属相"或"富电解质"）然后转移至电解提取（"EW"）。在电 解提取中，铜在阴极处作为金属从溶液中镀出，且水在阳极处分解以形成氧气和质子作为 酸。
[0005] 现有技术的一个问题涉及电解提取系统中铁以及可能其它不想要的金属浓度累 积。铁从富金属相浸提溶液转移至EW回路中作为有机相中夹带的水相或者提取并随后使用 羟基肟汽提。应当指出，由于各种原因，有时电解提取溶液中需要最小量的铁。一个该原因 是控制锰的影响。当不存在铁时，在铜镀到阴极处时锰在阳极处氧化成高锰酸盐。当含有高 锰酸盐的贫电解质返回汽提时，为强氧化剂的高锰酸盐侵袭有机相并损害它。然而，超过最 小阈值的铁浓度也是有害的。
[0006] 电解提取系统中具有高铁浓度导致几个问题，其中最重要的一个是电流效率的损 失。电流效率反映实际上用于镀铜的总供应安培数的部分。为降低铁浓度，可将电解质从系 统中排出并抛弃。不幸的是，该废电解质溶液还包含相对高浓度的铜、加入的钴和硫酸，这 意味着这些组分无意之中与铁一起损失。该废电解质的体积必须用新鲜硫酸、新鲜水和钴 置换。例如，排出电解质导致加入以保护铅阳极的钴浓度降低，这可能是电解提取装置中的 大费用。因此，除了由电流效率下降导致的成本外，存在与排放系统以控制铁浓度有关的损 失辅助试剂方面的额外成本。
[0007] 研究了从酸性硫酸盐体系中除去铁的几种方法以降低电解质排放的需要。最常用 的方法是使用专门的离子交换树脂，其中目前促进作为唯一树脂的FENIX铁控制系统以降 低电解提取系统中的铁浓度。该系统中所用树脂为磺化单膦酸取代的交联聚合物。该树脂 材料不容易得到，因此与非常高的成本有关。该系统还具有这一缺点：它不提供连续方法。 即，铁浓度在给定离子交换塔中不能毫无中断地连续降低。因此，必须用几个塔，使得一些 塔可使用，同时其它洗提并再生用于稍后使用。此外，汽提条件是相对严格的，因此需要高 度专业化的设备，由此进一步提高成本。
[0008] 迄今为止，没有在商业上执行溶剂提取技术以解决铁浓度的累积。因此，需要解决 这些问题中的一个或多个的方法和/或系统。
[0009] 概述
[0010] 本发明一方面涉及控制铜提取系统中的铁浓度的方法。在一个或多个实施方案 中，铜提取系统包括铜电解提取站。在一些实施方案中，方法包括将富铜电解质引入铜电解 提取站并将贫铜电解质从铜电解提取站中除去。在一个或多个实施方案中，方法包括然后 将富铜电解质引入铜电解提取站并将贫铜电解质从铜电解提取站中除去。接着，方法可进 一步包括测定向铜电解提取站的铁转移。在一些实施方案中，方法还包括以排放料流速率 从铜电解提取站中除去电解质溶液的排放部分，并将排放部分引入铁提取阶段，所述铁提 取阶段使排放部分与包含提取剂的有机溶剂接触，所述提取剂包含具有下式所示结构的单 烷基磷酸酯：
[0011]
[0012] 其中1^包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自为H。在一个或多个实施 方案中，方法进一步包括测定铁提取阶段的铁去除。在一些实施方案中，排放料流速率与铁 转移和铁去除的比成比例。
[0013] 在一个或多个实施方案中，测定铁转移包括测量进入和离开铜电解提取站的铁浓 度的差。在一些实施方案中，铜提取系统进一步包括:提取阶段，其中将铜提取到有机相中 以提供负载有机相，和汽提阶段，其中将铜从有机相中汽提出来以提供汽提有机相，且测定 铁转移包括计算以下比率的和:通过负载有机相与汽提有机相之间的铁浓度差测定的铁汽 提率;和通过有机相中含水夹带物中的铁浓度测定的铁夹带率。
[0014] 在一些实施方案中，铁转移为单位时间的铁量、铁量、铁浓度或单位时间的铁浓 度。在一个或多个实施方案中，铁去除为单位时间的铁量、铁量、铁浓度或单位时间的铁浓 度。在一些实施方案中，单烷基磷酸酯中RH中的一个或多个为支化或线性C 6_C12烷基。在一 个或多个实施方案中，单烷基磷酸酯中RH中的一个或多个为支化或线性C 6_C9基团。在一些 实施方案中，单烷基磷酸酯包含异辛基磷酸、2-乙基己基磷酸、辛基苯基磷酸或壬基苯基磷 酸。在一个或多个实施方案中，单烷基磷酸酯包含异辛基磷酸。
[0015] 在一些实施方案中，方法进一步包括使排放部分与改性剂接触。在一个或多个实 施方案中，改性剂包含C8_C 16线性、支化或者环状或芳基醇。在一些实施方案中，改性剂包含 十三醇。在一些实施方案中，提取剂进一步包含二烷基磷酸酯。在一个或多个实施方案中， 单烷基磷酸酯和二烷基磷酸酯以约20:1-0.1:1的摩尔比存在。在一些实施方案中，排放部 分与有机溶剂接触提供载铁有机相，且方法进一步包括将铁从载铁有机相汽提到富铁汽提 溶液中，和将铜矿用富铁汽提溶液浸提。
[0016] 本发明另一方面涉及用于连续控制金属回收过程期间的杂质金属浓度的系统。在 一个或多个实施方案中，系统包括杂质金属提取阶段，所述杂质金属提取阶段包括：
[0017] a.混合器，其包含：
[0018] i.与含水富杂质电解质溶液来源连接的第一输入；
[0019] ii.与包含提取剂的有机贫杂质溶液来源连接的第二输入，所述提取剂包含具有 下式所示结构的单烷基磷酸酯：
[0020]
[0021] 其中1^包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自包含H;和b.与混合器流 体连通的分离器，分离器包含：
[0022] i .用于含水贫杂质电解质溶液离开分离器的第一输出；
[0023] ii .用于有机载杂质溶液离开分离器的第二输出。
[0024]在一些实施方案中，系统进一步包括：
[0025] c.第二混合器，其包含：
[0026] i.与第一分离器中的有机载杂质溶液输出连接的第一输入；
[0027] ii .与硫酸来源连接的第二输入;和
[0028] d.与第二混合器流体连通的第二分离器，第二分离器包含：
[0029] i .用于有机杂质汽提溶液离开分离器的第一输出；
[0030] ii .用于富杂质萃余液溶液离开分离器的第二输出。
[0031] 在一个或多个实施方案中，系统进一步包括电解提取站，所述电解提取站包含：
[0032] a.与第一分离器的第二输出连接的第一输入；
[0033] b.与第一混合器的第一输入连接的第一输出。
[0034] 在一些实施方案中，含水富杂质电解质溶液还包含铜。在一个或多个实施方案中， 有机贫杂质溶液进一步包含改性剂。在一些实施方案中，改性剂包含C 8_C16线性、支化或者 环状或芳基醇。在一个或多个实施方案中，改性剂包含十三醇。在一些实施方案中，第一混 合器的第一输入和电解提取站的第一输出包含连续进料流。在一个或多个实施方案中，电 解提取站的输入和第一分离器的第二输出包含连续进料流。在一些实施方案中，提取剂进 一步包含二烷基磷酸酯。在一个或多个实施方案中，单烷基磷酸酯和二烷基磷酸酯以约20: 1-0.1:1的摩尔比存在。在一些实施方案中，系统进一步包括浸提站，在那里将矿石用富杂 质萃余液溶液浸提。
[0035] 附图简述
[0036]图1为显示作为铁浓度的函数的电流效率的图；
[0037] 图2显示根据本发明一个或多个实施方案的浸提-溶剂提取装置；
[0038] 图3为显示根据本发明一个或多个实施方案提高改性剂相对于提取剂的摩尔比的 影响的图；
[0039] 图4为根据本发明一个或多个实施方案，在不同的酸浓度下铁提取的McCabe-Thiele提取等温线；
[0040] 图5为根据本发明一个或多个实施方案，汽提过程的McCabe-Thiele铁汽提等温 线；
[0041]图6为显示根据本发明一个或多个实施方案，相对于提取剂，提高醇改性剂浓度的 影响的图；
[0042]图7为显示根据本发明一个或多个实施方案，几种提取剂的铁转移的图。
[0043] 详述
[0044] 在描述本发明的几个示例实施方案以前，应当理解本发明不限于以下说明中所述 的结构和工艺步骤细节。本发明能够赋予其它实施方案和以各种方式实践或进行。
[0045] 本发明的方面一般性地涉及用于控制电解提取系统中的铁或其它杂质金属浓度 的方法、设备和系统。本文所述一个或多个本发明实施方案提供对铁浓度的连续控制。
[0046] 如上所述，电解提取系统中具有高铁浓度导致几个问题，最重要的一个是电流效 率的损失。图1显示对于三个不同的电流密度(200、250和300A/m 2 )，作为电解质中的铁浓度 的函数的电流效率。这些电流密度反映常用装置条件，其倾向于在较高电流密度（即275至 300+)下运行。如图中所示，电流效率随着铁浓度提高而稳定地降低，不管电流密度。电流效 率的损失产生废能，这直接转化成镀铜的较高成本。本文所述一种或多种方法和系统帮助 防止电解提取系统中的电流密度损失，由此提高镀铜和最后回收的效率。另外，本文所述一 种或多种方法和系统还降低或消除关于排放电解提取电解质溶液的需要，由此降低与铜和 其它添加剂损失有关的成本。
[0047] 越
[0048] 因此，本发明第一方面涉及控制和/或降低金属回收过程期间的铁(或其它杂质金 属)浓度的方法。一般而言，方法包括使包含铁的电解质溶液与提取剂接触。提取剂可包含 具有下式所示结构的单烷基磷酸酯(也称为单烷基酸性磷酸酯或单烷基磷酸）：
[0049]
[0050] 其中1^包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自独立地包含H。芳基可以 为取代的。在一个或多个实施方案中，第二金属包含铁。电解提取溶液与提取剂的接触可包 括使电解提取溶液经受溶剂提取阶段。
[0051] 在一个或多个实施方案中，提取剂可包含多于一种组分。例如，在一些实施方案 中，提取剂可包含单_、二-和/或三烷基磷酸酯的混合物。在其它实施方案中，提取剂可进一 步包含二烷基磷酸酯。在一些实施方案中，单烷基和二烷基磷酸酯以约20:1至约0.1:1、约 10:1至约0.2:1或约5:1至约0.2:1、0.5:1的摩尔比存在。在一个或多个实施方案中，提取剂 进一步包含三烷基磷酸酯。在其它实施方案中，三烷基磷酸酯选自磷酸三丁酯、磷酸三己基 酯、磷酸三辛基酯和磷酸三戊基酯。
[0052] 如上所述，当进行铜采矿方法时，铁随着时间过去而在电解质中累积。化学上，低 浓度的铁可在铜提取阶段期间从富金属相浸提溶液化学转移至汽提有机相，然后在铜汽提 阶段中从负载有机相化学转移至贫电解质中。另外，当它离开提取沉降器时，富金属相浸提 溶液或萃余液的小滴可保持悬浮在负载有机相(L0)中。该夹带物包含铁，其然后在负载有 机相和贫电解质在汽提阶段中混合时到达电解质中。因此，在一个或多个实施方案中，控制 铁的方法是控制铜提取系统中的铁浓度的方法，其中铜提取系统包括铜电解提取站。方法 包括：
[0053] a.将富铜电解质引入铜电解提取站并将贫铜电解质从铜电解提取站中除去；
[0054] b.测定向铜电解提取站的铁转移；
[0055] c.以排放料流速率从铜电解提取站中除去电解质溶液的排放部分，并将排放部分 引入铁提取阶段，所述铁提取阶段使排放部分与包含提取剂的有机溶剂接触，所述提取剂 包含具有下式所示结构的单烷基磷酸酯：
[0056]
[0057] 其中R1包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自为H;和 [0058] d.测定铁提取阶段的铁去除率，
[0059] 其中排放料流速率与铁转移和铁去除的比成比例。在一些实施方案中，铁提取阶 段的铁转移率可通过调整有机相/水相流量比（0/A)或试剂浓度以从排放料流中除去所有 铁或者从排放料流中除去足够部分的铁以除去所需量的铁而调整。在一个或多个实施方案 中，以上方法可对其它杂质金属，包括但不限于Sb和Sn进行。
[0060] 如本文所用，"铁转移"指铁进入铜电解提取站中的净量或比率。例如，该术语包括 传达单位时间的铁比率的任何单位，包括单位时间的绝对量(例如克/分钟）或单位时间的 浓度(例如克/升/分钟）。作为另一实例，该术语还包括绝对量(例如克)或浓度(例如g/L)。 在一个或多个实施方案中，铁转移通过分析进入铜溶剂提取装置(例如来自电解提取站）中 的贫电解质和离开铜溶剂提取装置的富电解质中的铁而测定。在一个或多个实施方案中， 这些值的差表示转移的铁的浓度。测量铁转移的备选方法是使用由负载有机相汽提的铁 (负载有机相减去汽提有机相浓度)和从提取阶段至汽提阶段的含水夹带物中的铁浓度的 和。使用每种方法，必须然后将所得浓度乘以溶液的流速以得到电解质中随时间过去而累 积的铁。溶液中的铁浓度可通过用本领域中已知的任何大量分析方法，例如原子吸收光谱 (AAS)、感应耦合等离子体光谱(ICP)、X射线荧光等测试装置试样而测量。
[0061] 如本文所用，"排放部分"指从电解提取站除去的来自铜电解提取站的电解质溶液 的量。在一个或多个实施方案中，排放部分直接从电解提取站取得。然而，该术语还意指包 括在电解提取站以前或以后，即从进入电解提取站的富铜电解质溶液或者离开电解提取站 的贫铜电解质溶液中除去一定量的电解质溶液。
[0062] 如本文所用，"排放料流速率"指排放部分从电解提取站除去的速率。该术语包括 传达单位时间的铁的比率的任何单位，包括单位时间的绝对量(例如克/分钟）或单位时间 的浓度(例如克/升/分钟）。该术语还包括排放部分的无量纲表示，例如排放部分流速与富 铜电解质流速的比。在一个或多个实施方案中，"排放料流速率"足以转移至少与引入铜电 解提取站中相同量的铁。
[0063] 如本文所用，"铁去除"指通过铁提取阶段除去铁的量或比率。该术语包括传达单 位时间的铁的比率的任何单位，包括单位时间的绝对量(例如克/分钟）或单位时间的浓度 (例如克/升/分钟）。该术语还可包括绝对量(例如克)或浓度(例如g/L)。
[0064] 如本文所用，"杂质金属"或"杂质"指存在于冶金方法中的不想要的金属。术语"富 杂质"或"载杂质"指相对于"贫杂质"或"杂质汽提"等，杂质金属有价值物的浓度。在一个或 多个实施方案中，杂质金属包含锑(Sb)、锡(Sn)和/或铁(Fe)。在一些实施方案中，可理想地 将铁浓度保持为存在于溶液中的锰的约10倍重量计。在一些实施方案中，取决于现场条件 和操作员偏好，可理想地将铁浓度保持在约〇. 5、1.0或1.5至约2或2.5g/L的范围内。在一些 实施方案中，浓度保持为约1.5至约2g/L。该范围在其中由于铁的存在导致的任何电流效率 损失通过少量铁的上述优点(Μη控制)补偿的一些应用中可能是理想的。
[0065] 在一个或多个实施方案中，铁提取回路的输入为单位时间电解质中所含铁的量。 单位时间转移至电解质中的铁的量可通过测量贫铜电解质中的铁与富铜电解质中的铁之 间的差乘以单位时间的溶液流速而测定。然而，向电解质的实际铁转移可随时间过去而波 动，所以测量负载有机相铁和铜提取系统中的铁夹带物可充当早期预警系统，如果铁溶剂 提取系统中可能需要预定变化的话。
[0066] 在铁提取阶段中，富铁电解质与包含如本文所述试剂的第二有机相（即用于与用 于铜提取方法的有机相分开的铁提取的有机相)接触，且铁从铜电解质转移至有机铁提取 剂。在与有机相分离以后，可将铜电解质送回铜溶剂提取系统(例如从电解提取站）。然后可 将载铁有机相送入铁汽提阶段中，在那里它可与含水汽提溶液接触，将铁从载铁有机相中 汽提出来并转移至富铁汽提溶液中。然后将汽提铁有机相送回铁提取阶段，并可将富铁汽 提溶液送入铜堆或堆积物。当铁溶剂提取系统操作时，电解质能够将其铁浓浓的保持在所 需水平。应当指出，在实践中，富铁汽提溶液实际上可包含非常少的铁。在一些实施方案中， 出口汽提溶液可仅包含lg/L铁。在一个或多个实施方案中，铁浓度在铁汽提溶液中基本不 累积。
[0067] 可计算确切流量以测定需要多少排放料流以保持和降低电解质中的铁。在示例的 计算中，在铁溶剂提取装置中可实现的净转移量通过铁提取回路中提取与汽提之间的有机 相的Δ铁测定。如果负载以后的有机相铁浓度为L〇Fe，汽提以后的有机相铁浓度为S〇Fe，且 净转移为NT Fe:
[0068] L〇Fe-S〇Fe = NTFe
[0069] 这然后必须乘以提取的有机相：水相比Ο/A以测定从电解质中除去的铁的浓度 (Fe)，其为铁去除值的实例：
[0070] NTFeX [0/A]=Fe
[0071] 技术人员还可使用上述方法中的一种测定多少铁进入铜电解提取阶段中，即铁转 移。例如，铁转移可以为Ferate，以g铁/分钟表示。在测定多少铁可通过铁提取阶段从电解质 中除去和多少铁进入铜电解提取阶段以后，可测定待处理电解质的体积V treatment:
[0072] FeRate/Fe = Vtreatment
[0073] 该Vtre3atm(3nt为排放料流的排放料流速率的实例。
[0074] 或者全方程式如下：
[0075] [FeRate/(L0Fe-S0Fe)] X (〇/A)=V treatment
[0076] 这提供在给定系统中需要处理溶液以将铁保持在恒定值时的比率。该值可通过改 变贡献于特定提取剂可除去多少铁的任何变量而改变。
[0077] 根据一个或多个实施方案，提取剂包含磷酸的单酯。提取剂可溶于溶剂中。在一些 实施方案中，溶剂包含水不溶混性有机溶剂。在其它实施方案中，水不溶混性有机溶剂选自 煤油、苯、甲苯、二甲苯及其组合。
[0078] 在一个或多个实施方案中，提取剂中的烷基酯的R1-3中的一个或多个为支化或线 性C 6_C12烷基。一般而言，认为可使用磷酸的任何单烷基或烷基取代的芳基(例如异辛基苯 基），条件是它包含足够数目的碳原子以保持在烃稀释剂中溶解度。在其它实施方案中，提 取剂中的烷基酯的RH中的一个或多个为支化或线性C 6-C9基团。一个或多个烷基可以为己 基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基或十二烷基。也可使用这些烷基的异构体中的一个或 多个。在一个或多个实施方案中，提取剂包含异辛基（即混合支化辛基）。在单烷基磷酸的制 备期间，最终产物中还可存在二-或三烷基磷酸酯。
[0079] 有机相中单烷基磷酸酯的浓度可以为约0.01或0.03M至约0.5M或1M。在一个或多 个实施方案中，提取剂可伴随添加剂，其可帮助保持提取剂可溶和/或帮助汽提反应(称为 "改性剂"）。即，方法可进一步包括使电解提取溶液与改性剂接触。在其它实施方案中，改性 剂和提取剂一起存在于混合物中。这类改性剂可用作溶解度和/或热动力改进剂。传统上， 溶解度改进剂增加有机相的极性使得络合物保持可溶于有机相中。热动力改进剂影响提取 剂的提取和汽提。在一些实施方案中，改性剂可取得热动力和溶解度改进剂的资格。在一些 实施方案中，改性剂以约〇.5、1.0或1.5至约30、45或60摩尔改性剂每摩尔单烷基磷酸存在。 [0080] 在一些实施方案中，添加剂包含长链醇。在一个或多个实施方案中，C8-C16线性、支 化或者环状或芳基醇。在其它实施方案中，改性剂包含C 1Q-C13线性、支化或者环状或芳基 醇。在又其它实施方案中，其中改性剂包含异十三醇（也称为十三醇或TDA)或异癸醇。在一 个或多个实施方案中，有机相包含添加剂和其它磷酸酯，包括二-或三烷基磷酸酯。合适的 三烷基磷酸酯的实例包括但不限于磷酸三丁基酯、磷酸三己基酯、磷酸三辛基酯和磷酸三 戊基酯。
[0081 ]使包含溶解杂质金属有价值物的原料/电解质溶液与包含如本文所述烃溶剂和一 种或多种本文所述提取剂的水不溶混性有机溶液接触足以使提取剂与金属杂质离子形成 络合物的时间。原料可以以使两个不溶混相在一起的任何方式接触有机溶液足以使提取剂 与杂质金属离子形成络合物的时间。这包括在分液漏斗中一起摇动两个相或者在混合罐中 将两个相混合在一起，如美国专利No. 4，957，714所述，通过引用将其全部内容结合到本文 中。在一些实施方案中，Bateman脉冲塔可用于使两个相一起接触。
[0082]在上述方法中的任一种中，可将水溶液从电解提取回路中取出。即，水溶液可包含 从电解提取设备中取出的电解质溶液。作为选择，可将水溶液从通向或离开电解提取设备 的电解质管线中取出，在一些实施方案中，可将含水电解质溶液连续地从电解提取回路中 取出。例如，可将排放管线从输入、输出或电解提取设备本身中取出。
[0083] 如果电解提取为铜回收方法的一部分，则铜可以以约10、20或25至约50或60g/L的 量存在。在一些实施方案中，电解质还可包含约l〇〇g/L至230g/L硫酸的任何范围。在其它实 施方案中，电解质可包含约140g/L至约180g/L。
[0084]在其中提取剂与水溶液接触或混合(例如在溶剂提取步骤中）的实施方案中，方法 可进一步包括将贫杂质水溶液与载铁有机相溶液分离。这可通过本领域已知的任何方法， 例如通过使用沉降罐或其它沉降器进行。
[0085] 在一些实施方案中，贫杂质水溶液然后可返回电解提取回路中。当杂质金属如铁 降低时，电解质溶液可经历以提高的电流效率电解提取。贫杂质水溶液也可返回一般金属 回收回路中（即作为贫电解质返回汽提阶段）。在其它实施方案中，贫杂质水溶液连续地返 回电解提取回路中。例如，可存在从溶剂提取阶段回到电解提取回路和/或设备的连续进 料。这是可能的，因为存在使各种溶液再循环的完整回路。
[0086] 在一个或多个实施方案中，方法进一步包括使载杂质有机相溶液经受第二溶剂提 取阶段，包括将载杂质有机相溶液与包含酸的水相混合，使得至少一部分杂质金属有价值 物转移至含水酸中，并提供富杂质萃余液和杂质汽提有机相溶液。在一个或多个实施方案 中，酸包含硫酸(H 2S04)。在一些实施方案中，可存在两个或三个提取阶段和/或汽提阶段。在 其它实施方案中，方法可进一步包括重复第一溶剂提取阶段并使用杂质汽提有机相溶液作 为有机溶液。即，杂质汽提有机相溶液可再循环并用于从新鲜富杂质电解质溶液中提取更 多杂质金属。富杂质萃余液然后可用于从矿石中浸提铜，因此可再循环至较大的金属回收 装置回路中。例如，酸输入可包含400g/L硫酸的进料体系。然后可将富杂质硫酸料流送入浸 提铜。在其它实施方案中，在送入浸提以前，可将该富杂质硫酸料流用来自铜提取的萃余液 稀释。它可用作该浸提方法中所需的一部分补充酸。在一些实施方案中，1、2或3个杂质金属 提取阶段，和/或1、2或3个杂质金属汽提阶段可结合到方法/系统中。
[0087] 在一个或多个实施方案中，测量和/或计量电解质中的铁浓度。基于这些读数的信 息可用于控制电解质流量。在一些实施方案中，计量铁浓度并且在它达到特定水平时，停止 处理电解质溶液。在一个或多个实施方案中，在铁浓度达到特定水平以上时，处理电解质溶 液。在一个或多个实施方案中，特别想要的水平由给定装置的特定需要决定。
[0088] 在一些实施方案中，方法和/或系统可进一步包括一个或多个重定洗涤阶段，包括 用稀释剂如煤油洗涤。即，在一些实施方案中，可转换先前使用的洗涤阶段以从铜负载有机 相中洗出铁并使用它洗涤贫铁铜电解质(在使它返回方法中以除去任何夹带的铁提取有机 相之前)使得铁提取剂不转移至铜提取回路中。
[0089] 鉴于本文所述杂质金属提取方法/装置，另外需要的洗涤阶段的数目可降低。通常 用于降低铁的洗涤阶段可转换成提取/汽提阶段以提高产量。这可有助于以最小的资金成 本显著提高铜产量。目前，装置使用两种路线以控制罐室中的铁含量。首先，可将电解质排 出，并将新鲜酸和水加入罐室中以保持电解质体积。其次，可在用含有少许铜的稀释酸溶液 汽提以前将负载有机相在分开的混合器-沉降器中洗涤(洗涤阶段）。该阶段中干净水和酸 的使用导致负载有机相中夹带的水相稀释，导致铁较少地由于夹带而转移至罐室中。另外 的铜帮助使一些化学负载的铁从有机相中挤出。如果存在铁控制的备选方法，则它们可使 用该洗涤阶段用于另一目的。洗涤阶段可用作另外的提取阶段以处理另外的富金属相浸提 溶液并回收更多的铜。它们也可使用它作为另外的汽提阶段。这容许它们更有效地汽提负 载有机相，使更多的铜转移至电解质中，并且还产生具有更大铜提取能力的汽提有机相。洗 涤阶段代表显著的资金费用，其具有有限的回报率。如果铁以不同的方式控制，则用作提取 或汽提阶段具有较大回报率的可能。
[0090] 作为本文所述方法的结果的电流效率提高不用另外的电流而容许更多的铜镀出。
[0091] 邏
[0092] @明另一方面涉及用于控制冶金过程期间的杂质金属的系统。该系统包括：
[0093] a.混合器，其包含：
[0094] i.与含水富杂质电解质溶液来源连接的第一输入；
[0095] ii .与包含提取剂的有机贫杂质溶液来源连接的第二输入，所述提取剂包含具有 下式所示结构的单烷基磷酸酯：
[0096]
[0097] 其中R1包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自独立地包含H;和 [0098] b.与混合器流体连通的分离器，分离器包含：
[0099] i .用于含水贫杂质电解质溶液离开分离器的第一输出；
[0100] ii .用于有机载杂质溶液离开分离器的第二输出。
[0101] 在一些实施方案中，分离器包含沉降器或沉降罐。在一些实施方案中，提取剂可进 一步包含二烷基磷酸酯。在一些实施方案中，单烷基和二烷基磷酸酯以约20:1至约0.1: 1、 约10:1至约0.2:1或约5:1至约0.2:1的摩尔比存在。
[0102] 以上方法变化方案中的任一个可适用于系统，包括提取试剂包括改性剂等的变化 方案。例如，一些方法的特征是用于从金属杂质-负载有机相中汽提金属杂质的第二提取阶 段。因此，在这类实施方案中，系统可进一步包括：
[0103] c.第二混合器，其包含：
[0104] i .与第一分离器中的有机载杂质溶液输出连接的第一输入；
[0105] ii.与酸来源连接的第二输入;和
[0106] d.与第二混合器流体连通的第二分离器，第二分离器包含：
[0107] i .用于有机杂质汽提溶液离开分离器的第一输出；
[0108] ii .用于富杂质萃余液溶液离开分离器的第二输出。
[0109] 在一些实施方案中，酸来源为含水硫酸来源。在一个或多个实施方案中，当恰在将 它引入汽提过程以前它流入含水料流中时，计量加入浓硫酸。在一些实施方案中，可将酸简 单地加入铜溶剂提取萃余液中，然后用于汽提有机相。
[0110] 在一个或多个实施方案中，系统可进一步包括电解提取站/设备，所述电解提取 站/设备包含：（a)与第一分离器的第二输出连接的第一输入;和(b)与第一混合器的第一输 入连接的第一输出。可将水溶液从铜电解提取电解质溶液中取出。在这类实施方案中，含水 富杂质电解质溶液还包含上述任何浓度的铜。在一些实施方案中，如上所述输入和输出连 接使得它们连续地提供待处理的水溶液或有机溶液。例如，在一个或多个实施方案中，第一 混合器的第一输入和电解提取站的第一输出包含连续进料流。在一些实施方案中，电解提 取站的输入和第一分离器的第二输出包含连续进料流。
[0111] 图2阐述根据本发明一个或多个实施方案的系统和/或方法的装置示意图。图中的 示意图显示最简单的构型，具有一个提取/分离阶段。包含铜金属有价值物105的铜矿100堆 或堆积物暴露于可包含（即硫酸)的含水浸提溶液，由此将至少一部分铜金属有价值物提取 到浸提溶液中。该带铜溶液称为"富金属相浸提溶液"或"PLS"。然后使PLS经受溶剂提取步 骤。PLS移入第一混合器110中，其将含水富金属相浸提溶液与包含铜提取剂（即BASF 提取剂）的有机相混合。在混合步骤期间，金属有价值物105在该过程期间提取到有 机相中以得到"负载有机相"。从中基本除去铜有价值物105的水相称为"萃余液"。一般而 言，从进料溶液中除去约75-95%铜。然后可使水相和有机相进入沉降器中，其将混合物分 离成负载有机相115和萃余液120。萃余液再循环返回铜矿100中以再用于另一浸提步骤中。 负载有机相然后移入第二汽提阶段中。负载有机相与水相在混合器125中混合。在该时间期 间，金属有价值物105汽提到水相中以提供"富电解质"溶液。从中基本除去金属有价值物的 有机相称为"汽提有机相"。一般而言，取决于试剂、试剂浓度和汽提条件，汽提有机相包含 约〇.3g/L至约4g/L。将混合物送入沉降器中，其将混合物分离成汽提有机相130和富电解质 125。汽提有机相然后可再循环返回第一溶剂提取阶段中的混合器中以用于将铜金属有价 值物从富金属相浸提溶液提取到有机相中。富电解质溶液然后可移入电解提取站140中。在 电解提取站140中，铜金属通过将它作为金属镀到阴极145处而被回收。
[0112] 在该过程期间的是铁在电解提取站140中可能以一定浓度累积。因此，根据本发明 一个或多个实施方案，可取出排放料流用于处理。在图中，它显示为从电解提取站140中取 出。然而，应当指出，该料流也可从富和/或贫电解质管线中取出。将称为"富铁电解质"或 "Fe-RE"的该料流从电解提取站140中取出并送入混合器150中，所述混合器150包含具有铁 有价值物155的富铁电解质和包含一种或多种本文所述提取剂的有机相。在混合期间，至少 一部分铁有价值物移入有机相中以提供"载铁有机相"或"Fe-负载有机相"溶液。电解质溶 液现在包含较少铁，并称为"贫铁电解质"或"Fe LE"。混合的有机相和水相然后可进入沉降 器中，在那里将包含铁有价值物的载铁有机相160与贫铁电解质165分离。贫铁电解质可返 回电解提取站中，由此提供降低的铁浓度。然后可将铁有价值物从有机相中汽提出来。载铁 有机相移入另一混合器170中，在那里它与来自酸来源190的酸如硫酸混合。在一些实施方 案中，酸来源为含水硫酸来源。在一个或多个实施方案中，在它恰在引入汽提过程以前流入 含水料流中时，计量加入浓硫酸。在一些实施方案中，可将酸简单地加入铜溶剂提取萃余液 中，然后用于汽提有机相。在混合期间，载铁有机相中的铁有价值物155移入水相中，提供 "铁汽提有机相"或"Fe_汽提有机相"和"富铁萃余液"或"富Fe萃余液"。在提取中，提取剂 (即异辛基烷基磷酸)得到质子且所得有机阴离子与铁阳离子缔合以形成络合物。在汽提 中，高硫酸浓度导致Ι0ΑΡ阴离子再质子化且铁离子转移回到水相中。在混合以后，混合物可 进入沉降器中，在那里将铁汽提有机相175与富铁萃余液180分离。铁汽提有机相175然后可 返回混合器150中以用于从新鲜富铁电解质中提取更多铁有价值物。富铁萃余液180然后可 用作新鲜酸来源以浸提铜矿100。用于浸提的铁离子不干扰另外的铜溶剂提取。以上实施方 案显示其中不存在于需要处理的废物流的简单回路。
[0113] 从上文中看出，仅需要一个提取和汽提阶段以产生净转移。总之，提取和汽提的效 率不是重要的，因为仅需要铁的净转移以保持电解质中的铁含量在可接受的范围内。然而， 可根据情况需要，增加其它阶段。
[0114] -种或多种本文所述方法和/或系统与其它铁还原方法相比存在几个优点。一个 该优点是本发明一个或多个实施方案提供连续方法。使用树脂的已知方法不能连续地进 行，因为树脂需要在特定使用时间以后再生。
[0115] 本发明一个或多个实施方案还提供与其中除去电解质溶液并抛弃的传统排放方 法相比的优点。如背景部分中所讨论的，可将电解质从系统中排出。然而，其它组分通过排 放而无意之中地与铁一起损失。一种该组分为加入以保护铅阳极的钴。本文所述提取剂针 对铁，使得将铁选择性除去，但留下钴浓度不变。相反，本文所述方法和系统容许仅除去特 定组分，由此防止与所需组分损失有关的成本。
[0116] 然而，在一些实施方案中，本文所述方法仍可伴随排放方法。该要求可能是由于夹 带物而产生的。在这类实施方案中，仍存在大量节约，因为排放量通过运行该方法而极大地 减小。
[0117] 又一优点是电解提取站中的交替阳极可换成规则阳极。使用交替阳极，因为它们 得到较好的电流效率。由于由于本文所述方法和系统而保持电流密度，可代替地使用常规 阳极。交替阳极的成本比常规阳极高9倍。因此，本文所述方法/系统的使用容许所用设备方 面的成本节约。
[0118] 另一优点是不必再加工铜，如果溶剂提取装置以铜转移为极限的话，再加工铜可 能是个问题。当排放电解质以控制铁时，通常将排放料流与输入的富金属相浸提溶液混合 使得存在可能回收包含在排放料流中的一些铜并使它返回罐室中的机会。没有提取的部分 返回浸提中并最终返回提取用于回收。这是铜的有效双重处理。如果罐室具有镀铜的能力， 但由于溶剂提取约束条件，存在使铜转移至罐室的有限能力，则这可能是有问题的。通常， 虽然这不是问题，因为将铜双重处理，产生额外的成本。这会降低能量使用，且对环境更好。 该优点还容许较快地回收铜，而不必等待它再循环。 实施例
[0119] 实施例1 -提取剂组合物的制备
[0120]初始试验使用具有在ShellSol D70中的异十三醇(TDA)改性剂的42g/L异辛基磷 酸酯(可由IsleChem得到，32%w/w单异辛基和67%w/w二异辛基）。进料溶液为掺有作为硫 酸铁的2g/L Fe的合成电解质(在去离子水中35g/L Cu和160g/L硫酸）。使有机和含水进料 溶液以1:1有机:含水(〇:A)体积比在200ml夹套式挡板烧杯中在40 °C下以1750RPM接触至少 10分钟。在有机相的情况下将所得溶液通过PS1纸过滤，在含水的情况下通过Whatman#42滤 纸过滤，以除去任何夹带物，然后保存用于分析。为测试汽提，通过在室温下在自动摇动器 上摇动分液漏斗30分钟而使一等份有机相与汽提溶液以0:A 1:1体积比接触。所得溶液保 存用于分析，并通过合适的滤纸过滤以除去夹带物。使用变化的溶液汽提负载有机相。
[0121] 表1:汽提溶液汇总
[0122]
[0123]
[0124] 110六/单异辛基磷酸摩尔比=3.29。
[0125] 2. TDA/单异辛基磷酸摩尔比=6.59。
[0126] 实施例2-改性剂的量
[0127] 发现TDA的提高得到较高的净转移，所以测得较多的改性剂并测得较高的TDA浓 度。构成这些有机相，并使用与实施例1中所用相同的试验程序测试;然而，对于所有工作， 汽提溶液为400g/L硫酸。还测试2,2,4_三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯(TXIB)、己二酸二-正丁酯(DBA)和磷酸三-正丁酯(TBP)。结果显示于下表2中。如在表2中可以看出，TDA具有最 好的性能。图3显示提高这种情况下的改性剂(异十三醇)相对于单异辛基磷酸的摩尔比对 提取和汽提的影响。提高改性剂含量压低汽提比提取更多，产生净转移的提高。这暗示协同 效果。在任何情况下需要一定水平的改性剂以保持有机相中溶液中的Ι0ΑΡ铁络合物，并避 免形成第三相。
[0128] 表2:改性剂试验
[0129]
[0130] 买施例3
[0131] 为测定试剂的提取和汽提特性，进行提取和汽提等温线。为显示由于较高酸电解 质导致的对提取的抑制，在用2g/L Fe掺杂合成电解质进行掺杂酸浓度至200g/L硫酸以及 用浓硫酸将2g/L Fe掺杂合成电解质掺杂至200g/L酸以后，使用来自实施例1的合成电解质 在一种情况下作为含水进料溶液，在另一种情况下作为进料溶液测定McCabe-Thiele提取 等温线。相应的McCabe-Thiele汽提等温线使用400g/L硫酸作为含水汽提溶液和最大负载 有机相(具有在ShellSol D70中的30%(v/v)TDA的42g/L异辛基磷酸酯)测定。
[0132] 表3:160g/L酸提取等温线
[0133]
[0134] 表4:200g/L酸提取等温线
[0135]
[0136] 表5:400g/L酸汽提等温线
[0137]
[0138] 图4为显示来自具有160g/L酸或200g/L酸的酸浓度的含有2g/L铁离子的合成电解 质的铁提取等温线的图。从图中可以看出，铁很好地从水溶液中提取出来。
[0139] 图5为显示来自含有2.65g/L铁离子的负载有机相的铁汽提等温线的图。从图中可 以看出，铁很好地从有机溶液中提取出来。
[0140] 实施例4-提取剂的溶解度
[0141] 为测定最佳提取试剂浓度，在30%(v/v)TDA和ShellSol D70中构成不同浓度的异 辛基磷酸酯，将这些放入自动摇动器中并与新的2g/L铁掺杂合成电解质接触多次。目测观 察溶液的第三相形成。发现25.2g/L异辛基磷酸酯是清澈的，毫无溶解度问题，然而，当浓度 提高至33.6g/L时，存在轻微的浑浊和少量第三相。这表明在这些条件下，25.3g/L或更少是 最佳的配制剂。
[0142] 实施例5-改性剂最佳化
[0143] 改性剂量也以21g/L的提取剂浓度最佳化。在ShellSol D70中构成含有21g/L异辛 基磷酸酯（Ι0ΑΡ)和10、20、30或40%v/w TDA的四种溶液。使这些经历实施例2中的提取和汽 提循环并分析试样以测定这些新配制剂的净转移。对于l〇%v/v TDA试样，存在轻微的第三 相形成，但是是非常微小的，这不影响相分离时间。
[0144] 表6:提高TDA浓度对净转移的影响
[0145]
[0146] 图6为汇总提高改性剂浓度对有机相的负载和汽提的影响的图。从图5和图6中看 出，具有1-8倍重量的TDA(TDA/单异辛基磷酸摩尔比=2.5至26.25)的21 8/1试剂可被认为 是最佳的配制剂。
[0147] 实施例6-实验室回路
[0148] 为测试该试剂，设置具有三个阶段的实验室回路，其中每个阶段2个混合箱。回路 构型为2次提取和1次汽提。它在环境温度下运行。主混合器叶轮为标准栗混合器，1.25in直 径，1750rpm，副混合器叶轮为Rushton祸轮叶轮，1.25in直径，800-1200rpm，以保持合适的 流动。回路使用21 g//L异辛基磷酸酯和20%(w/v)TDA运行。汽提溶液为400g/L硫酸。进料溶 液为38g/L Cu、200g/L酸和3g/L Fe<3〇:A流量比随着流量的轻微波动保持为约1: 1。两个混 合器中的混合器保留时间为每阶段6分钟。所有混合器含水地连续运行。
[0149] 结果汇总于下表8和9中。在回路试验条件下，进料溶液中的约24%输入铁被提取， 同时没有钴的提取。
[0150] 实施例7-试剂选择性
[0151] 新试验使用具有选自Sb和Sn的另一金属的铁掺杂合成电解质。因此，这些溶液在 160g/L硫酸中包含铜、铁和另一金属。提取和汽提条件与实施例2相同。可以看出锑和锡也 可从电解质中提取出来。
[0152] 表7:从铜电解质中提取金属
[0153]
[0154]
[0155] 实施例8-硫酸对汽提的影响
[0156] 使用负载有机相(21g/L异辛基磷酸酯;在Shellsol D70中的20%(v/v)TDA;1.2g/ L Fe)，使50ml有机相试样以基于体积1:1的Ο/A与不同浓度的硫酸接触5分钟。分析所得有 机相和水相试样的铁以测定硫酸浓度对汽提的影响。
[0157] 表11:硫酸浓度对汽提的影响
[0158]
[0159] 预测实施例9-控制铁浓度
[0160] 预测系统的特征是具有用于铁控制的铁提取装置的铜溶剂提取装置。基于 18900L/min电解质流的流速和铜溶剂提取回路LE与RE之间0.00365g/lA铁，贫Cu电解质 (LE)连续接收总计100kg铁/天或者69克铁/分钟。为保持铜电解质中的铁，将一部分铜电解 质从铜溶剂提取回路中取出并送入铁溶剂提取回路。取出的铁的量取决于由铁溶剂提取回 路处理的铜电解质的量和铁溶剂提取回路的条件。将138L/分钟LE的排放料流从铜电解质 中取出并在包含单一提取阶段和汽提阶段的铁溶剂提取系统中处理。
[0161] 在提取阶段中，富铁电解质与铁提取有机相接触且铁从铜电解质转移至有机铁提 取剂。系统的有机相为21g/L异辛基磷酸酯和在:ShellM)丨％70煤油稀释剂中的20%(v/v) 十三醇。在与有机相分离以后，将铜电解质送回铜溶剂提取系统中。将载铁有机相送入汽提 阶段中，在那里它与含水汽提溶液接触，将铁从载铁有机相中汽提出来并转移至富铁汽提 溶液中。汽提溶液为在工艺水中的400g/L硫酸。然后将汽提的铁有机相送回铁提取阶段中 并将富铁汽提溶液送入铜堆或堆积物中。系统的流速使得通过保持有机相和汽提溶液以 138升/分钟流动而将混合的有机相与水下相保持为1:1。在这些条件下，载铁有机相载有 0.75g/l铁离开提取阶段并载有0.25g/l铁离开汽提阶段，导致铁以0.5g/l/分钟铁的速率 从电解质中除去。这导致铁以与它通过铜溶剂提取系统通过化学和物理转移相同的速率从 电解质体系中除去。当操作铁溶剂提取系统时，电解质能够保持其铁浓度在所需水平。
[0162] 下面是关于该实施例，保持和降低电解质中的铁所计算的提取流量的计算。可在 铁溶剂提取装置中实现的有机相的净转移通过铁提取回路中有机相的A铁计算。如果负载 以后的有机相铁浓度为L0 Fe，汽提以后的有机相铁浓度为S0Fe，且净转移为NT:
[0163] L〇Fe-S〇Fe = NT
[0164] Ex.0.75g/L Fe-〇.25Fe = 0.5g/L Fe
[0165] 这然后必须乘以提取的有机相:水相比0/A以测定从电解质中除去的铁的浓度Fe。
[0166] NT*0/A=Fe
[0167] Ex.0.5g/L Fe*l =0.5g/L Fe
[0168] 在计算多少铁可从电解质中除去以后，必须通过使用g铁/分钟FeRate和Fe计算必 须处理多少电解质，产生待处理的电解质的体积Vtreatment。
[0169] FeRate/Fe = Vtreatment
[0170] Ex · 69 克 / 分钟/0 · 5g/l = 138 升 / 分钟
[0171] 或者全方程式如下：
[01 72 ] FeRate/ ( L〇Fe- S〇Fe ) * ( 〇/A ) = V treatment
[0173] 以上显示对于给定实施例，为使该系统中的铁保持在恒定值，需要通过铁去除溶 剂提取系统处理138升/分钟。该值可通过改变贡献于提取剂可除去多少铁的任何变量而改 变。
[0174] 当采矿操作改变时，可能发生铁向电解质中的化学和物理转移提高或降低。为补 偿这些变化，必须因此调整送入铁提取装置中的电解质的体积。例如，铁的提高通过进入铜 溶剂提取回路中的LE的铁和离开铜溶剂提取回路的RE的铁的△测量。该水平提高至78g铁/ 分钟，导致需要将送入铁溶剂提取回路中的铜电解质的体积从138升/分钟提高至156升/分 钟以保持电解质中的铁含量在所需极限内。
[0175] 78克/分钟/(0.75g Fe/升_0.5g Fe/升)*(1) = 156升/分钟
[0176] 上述实施例证明增加能够从电解质中除去铁的铁溶剂提取装置可以如何将电解 质铁的含量保持在所需水平。
[0177] 实施例10-异十三醇与磷酸三丁酯的铁转移
[0178] 有机相用在SX-80稀释剂中的50gpl Ι0ΑΡ(可由Islechem得到的67%二异辛基磷 酸氢盐和32%异辛基磷酸二氢盐）和变化量的异十三醇混合物（TDA)和/或磷酸三丁酯 (TBP)构成。水溶液在去离子水中制备:进料溶液(35gp 1 Cu、3.238gp 1 Fe和160gp 1硫酸)和 汽提溶液(400gpl硫酸）。将10ml的各有机相放入自动摇动器上的30ml分液漏斗中并如下与 水相接触：
[0179] 1)进料接触 15min
[0180] 2)进料接触 15min
[0181] 3)汽提接触 15min
[0182] 4)水洗 lmin
[0183] 5)进料接触15min，含水保存用于铁分析
[0184] 6)水洗 lmin
[0185] 7)汽提接触15min，含水保存用于铁分析
[0186] 每次接触在室温下进行，并在每次接触以后除去水相并用下一水相置换。使用原 子吸收光谱分析保存的含水试样的铁。下表12汇总TDA和TBP浓度、分析的铁值和第三相形 成(有限溶解度的指示）的目测观察。萃余液铁指在与有机相接触以后保留在进料溶液中的 残余铁。汽提铁指在汽提接触以后通过汽提溶液从有机相中除去的铁的量。
[0187] 表12:
[0188]
[0190] 图7为作为改性剂含量和混合物的函数，各有机相的铁转移，或者多少铁在单一接 触中负载到有机相上，然后在单一接触中从有机相中汽提出来的图。较高的铁转移表明较 理想的配制剂。该图阐述了以0.25-4的TDA: TBP改性剂摩尔比使用的改性剂混合物的优点。 可以看出一些混合物(Ex.0.18M TBP和0.21M TDA)具有比包含任何量的单独TDA或TBP的改 性剂更高的铁转移。
[0191] 在整个该说明书中关于"一个实施方案"、"某些实施方案"、"一个或多个实施方 案"或"实施方案"的提及意指关于实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包括在至少 一个本发明实施方案中。因此，在整个该说明书中的各个地方，短语如"在一个或多个实施 方案中"、"在某些实施方案中"、"在一个实施方案中"或"在实施方案中"的出现未必指相同 的本发明实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构、材料或特性可以以任 何合适的方式组合。
[0192] 尽管此处参考特定实施方案描述了本发明，应当理解这些实施方案仅是对本发明 的原理和应用的阐述。本领域技术人员了解可不偏离本发明的精神和范围而做出本发明方 法和设备的各种改进和变化。因此，意欲本发明包括在所附权利要求书及其等价物范围内 的改进和变化。
【主权项】
1. 一种控制铜提取系统中的铁浓度的方法，其中铜提取系统包括铜电解提取站，方法 包括： a. 将富铜电解质引入铜电解提取站并将贫铜电解质从铜电解提取站中除去； b. 测定向铜电解提取站的铁转移； c. 以排放料流速率从铜电解提取站中除去电解质溶液的排放部分，并将排放部分引入 铁提取阶段，所述铁提取阶段使排放部分与包含提取剂的有机溶剂接触，所述提取剂包含 具有下式所示结构的单烷基磷酸酯：其中R1包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自为Η;和 d. 测定铁提取阶段的铁去除， 其中排放料流速率与铁转移和铁去除的比成比例。2. 根据权利要求1的方法，其中测定铁转移包括测量进入和离开铜电解提取站的铁浓 度的差。3. 根据权利要求1或2的方法，其中铜提取系统进一步包括:提取阶段，其中将铜提取到 有机相中以提供负载有机相，和汽提阶段，其中将铜从有机相中汽提出来以提供汽提有机 相，且测定铁转移包括计算以下比率的和： a. 通过负载有机相与汽提有机相之间的铁浓度差测定的铁汽提率;和 b. 通过有机相中含水夹带物中的铁浓度测定的铁夹带率。4. 根据权利要求1 _3中任一项的方法，其中单烷基磷酸酯中妒_3中的一个或多个为支化 或线性C6-Ci2，或者更特别是C6 -Cg烷基。5. 根据权利要求1-4中任一项的方法，其中单烷基磷酸酯包括异辛基磷酸、2-乙基己基 磷酸、辛基苯基磷酸或壬基苯基磷酸。6. 根据权利要求1-5中任一项的方法，其进一步包括使排放部分与包含C8-C16线性、支 化或者环状或芳基醇的改性剂接触。7. 根据权利要求1-6中任一项的方法，其中提取剂进一步包含二烷基磷酸酯。8. 根据权利要求1-7中任一项的方法，其中排放部分与有机溶剂接触提供载铁有机相， 且方法进一步包括： 将铁从载铁有机相汽提到富铁汽提溶液中；和 将铜矿用富铁汽提溶液浸提。9. 一种用于连续控制金属回收过程期间的杂质金属浓度的系统，所述系统包括杂质金 属提取阶段，所述杂质金属提取阶段包含： a.混合器，其包含： i .与含水富杂质电解质溶液来源连接的第一输入； ii .与包含提取剂的有机贫杂质溶液来源连接的第二输入，所述提取剂包含具有下式 所示结构的单烷基磷酸酯：其中R1包含线性、支化或者环状烷基或芳基，且R2和R3各自包含Η;和 b.与混合器流体连通的分离器，分离器包含： i. 用于含水贫杂质电解质溶液离开分离器的第一输出； ii. 用于有机载杂质溶液离开分离器的第二输出。10. 根据权利要求9的系统，其进一步包括： a. 第二混合器，其包含： i.与第一分离器中的有机载杂质溶液输出连接的第一输入； i i .与硫酸来源连接的第二输入;和 b. 与第二混合器流体连通的第二分离器，第二分离器包含： i .用于有机杂质汽提溶液离开分离器的第一输出； ii .用于富杂质萃余液溶液离开分离器的第二输出。11. 根据权利要求9或10的系统，其进一步包括电解提取站，所述电解提取站包含： a. 与第一分离器的第二输出连接的第一输入； b. 与第一混合器的第一输入连接的第一输出。12. 根据权利要求1-11中任一项的系统，其中含水富杂质电解质溶液还包含铜。13. 根据权利要求1-12中任一项的系统，其中有机贫杂质溶液进一步包含含有(：8-(：16线 性、支化或者环状或芳基醇的改性剂。14. 根据权利要求1-13中任一项的系统，其中提取剂进一步包含二烷基磷酸酯。15. 根据权利要求1-14中任一项的系统，其进一步包括浸提站，在那里将矿石用富杂质 萃余液溶液浸提。
【文档编号】C22B3/38GK106068336SQ201580011896
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年3月6日 公开号201580011896.6, CN 106068336 A, CN 106068336A, CN 201580011896, CN-A-106068336, CN106068336 A, CN106068336A, CN201580011896, CN201580011896.6, PCT/2015/291, PCT/IB/15/000291, PCT/IB/15/00291, PCT/IB/2015/000291, PCT/IB/2015/00291, PCT/IB15/000291, PCT/IB15/00291, PCT/IB15000291, PCT/IB1500291, PCT/IB2015/000291, PCT/IB2015/00291, PCT/IB2015000291, PCT/IB201500291
【发明人】J·班德尔, N·C·艾默里奇
【申请人】巴斯夫欧洲公司