专利名称：氨浸出的方法
技术领域：
本发明涉及ー种浸出的方法。更具体地，本发明浸出的方法利用了氨媒介。
背景技术：
许多报导氨浸出的现有技术都利用槽或桶浸出，其中将矿石或精矿简单地直接浸入氨溶液中。就铜而言，这些先前的エ艺已告以失败(例如，Arbiter&McNulty, Copper' 99,ρ· 197-212中讨论的Arbiterエ艺，Escondida)。具体地，Arbiterエ艺的失败归因于通过石灰煮沸从溶液中除去硫酸离子效果太差，浸出动力学太慢，甚至在75-100°C的升高温度下也是如此，因为操作氧气压力(138kPa)比理想的(690kPa)低，而且氨与铜的重量比(2 I)也比理想的(3.5 I)低。Escondidaエ艺的失败归因于保留时间不足，因为比预期的动力学慢，氨的蒸汽回收比预期的更困难，浸出后的固-液分离效率低，氨被使用的LIX54溶剂萃取试剂提取。主要由于这些困难，エ厂从未达到设计容量。对于锌来说，Schnabelエ艺在被更环保的酸基焙烧-浸出-电积エ艺取代之前已经使用了许多年。Schnabelエ艺进料通常为焙烧的闪锌矿浮选精矿，但选择性开采也允许处理氧化锋矿石。Schnabel エ艺是复杂的(从 Harvey (Mineral Processing&ExtractiveMetallurgy Review, volume 27, 231-279, 2006)的概要中可以看出)，没有 Schnabel エ艺厂运转也许是不足为奇的。类似的エ艺也被用于精炼镍和钴。主要区别在于含镍的原料已经通过还原性的焙烧(Caron艺)或通过从酸溶液化学沉淀(例如，加压酸浸出厂，如Moa Bay,Murrin Murrin等)制备好。这些エ艺具有ー些共同的特点籲升高的浸出温度，典型地超过30°C 氨的浸出溶液浓度> 50g/L 金属的富矿浸出溶液浓度> 50g/L 利用气提并回收氨与ニ氧化碳此外,众所周知的用于镍锍的Sherritt-Gordonエ艺将> 80%的镍锍溶解于氨溶液中，但必须是在> 120で、于> 5atm的氧气压力下浸出之后，这显然是高度消耗能源的。虽然包括专利文献在内的文献中描述了许多氨浸出的方法，但全部都需要ー个或多个多浸出阶段，矿石的能源密集型预处理(例如焙烧或研磨)和/或升高的浸出温度和/或压力。这些必要条件需要复杂的工程和重大的能源消耗，所以没有ー个被广泛采用是不足为奇的。此外，许多氨浸出方法要么遭受重大的氨损失，要么需要复杂的化学或工程来克服它，为广泛采用氨浸出方法设置了进ー步的障碍。氨浸出对高碳酸盐矿石来说尤其有吸引力，由于经济原因高碳酸盐矿石通常不按基于酸浸出的エ艺处理。然而，本发明的范围并不局限于高碳酸盐矿石。 作为本发明的ー个目的，本发明的浸出的方法是克服与现有技术相关的上述问题，或至少提供ー种有用的替代方法。本说明书通篇，除文意另有所指外，词语“包括”，或其变体“包含”或“含有”应理解为表示包含一陈述的整体或整体的组，但不排除任意其他的整体或整体的组。
背景技术：
的讨论被包含在内专为本发明提供ー个背景。应该理解的是，该讨论并非确认或承认所提到的任何物质在该优先权日之前均为澳大利亚或其他地方与本发明相关的领域的公知常识。
发明内容
根据本发明，提供一种用于从矿石中浸出一种或多种目标金属的方法，该方法包括方法步骤通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石，产生熟化的矿石；在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石，产生富矿浸 出溶液；和将该富矿浸出溶液用金属回收的方法处理。本说明书通篇，除文意另有所指外，术语“矿石”或其变体应理解为包含，例如ー个或多个预处理步骤(例如焙烧或煅烧步骤)或ー个或多个浓缩步骤的产物，但并不局限于此。熟化(Curing)本发明人发现，在大气压力下通过含有游离氨的碳酸铵溶液，水熟化步骤能够使矿石有效浸出，无需传统的物理预处理，比如焙烧或研磨，从而提供了大量的节约能源。从矿石的前面的定义明显看出，本发明的范围不应理解为排除已经通过传统方法预处理的矿石，并且在这种情况下，本发明的方法可提供比传统方法更好的回收。在许多情况下，本发明的方法提供的改善的回收可能使矿体具有商业可行性。本领域的技术人员应理解的是，术语熟化在根本上不同于浸出。浸出描述了ー种エ艺，含有浸出剂的溶液通过该エ艺与矿石接触，回收溶液并从中提取贵重金属。本发明的熟化步骤使待浸出的矿石更适应于浸出エ艺，改善了目标金属的回收程度和回收率。不希望受理论约束，这可能由目标金属或含有目标金属的其他难选矿石的氧化作用或还原作用，金属(目标或非目标)的络合作用和金属(目标或非目标)的移动作用中的一种或多种而引起。本发明的范围包括在通过用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤之后，收集熟化剂的水溶液，并且从中回收金属价值的方法。然而，传统的水浸出溶液不属于熟化剂的水溶液，因为它们不能使待浸出的矿石更适应于随后的浸出エ艺。例如，两阶段氨浸出エ艺明显不同于本发明的方法，因为第二浸出阶段并没有通过第一阶段的进行而有所提高。然而，在本发明的优选形式中，通过使用熟化剂的水溶液来熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括当添加含有游离氨的碳酸铵溶液吋，基本上保持熟化剂与待浸出的矿石接触。本领域的技术人员可以理解，在许多应用中，实际上不可能完全地保持溶液与待浸出的矿石接触。例如，在堆摊浸出的情况下，实际上不可能阻止矿石排水。熟化剂(Curingagents):概述熟化剂的性质和浓度取决于目标金属的特性、矿石的矿物结构、矿石的质地以及矿石的孔隙容积。本领域的技术人员可以理解，术语质地描述矿物在矿石中排列的方式(例如，针铁矿涂层氧化锌矿物与带有联合的针铁矿的氧化锌矿石截然不同的主题)。本说明书通篇，除文意另有所指外，短语“孔隙空间”和“孔隙容积”指包括矿石颗粒内的孔隙的空间，而不是任意堆垛过程产生的颗粒间的孔隙。在本发明的ー种形式中，熟化剂选自氧化剂、还原剂、酸、碱和金属络合剤。熟化条件概述此外，类似地，矿石熟化的最可取的条件随矿石的组成、矿物结构和质地的变化而 变化。例如，熟化剂的性质和浓度、熟化步骤发生的温度，熟化步骤发生的PH以及矿石暴露于熟化剂中的时间都可能根据矿石的组成、矿物结构、质地和孔隙结构而变化(低孔隙容积需要较高的浓度)。然而，一般来说，矿石中目标金属的浓度越高，熟化步骤中使用的溶液的浓度也越高。熟化剂可以是ー种与从矿石中浸出所关注的金属预先相关的物质。在这种情况下，熟化剂水溶液中熟化剂的浓度将典型地显著高于传统地与从矿石中浸出所关注的金属相关的浓度，以使待浸出的矿石更适应于浸出エ艺。在本发明的高度优选的形式中，熟化待浸出的矿石的步骤在大气压カ下进行。在本发明的高度优选的形式中，熟化待浸出的矿石的步骤在环境温度下进行。适用于矿石的熟化剂水溶液的体积是许多參数的函数，包括但不限于矿石的质地，停留时间(浸出步骤之前矿石暴露于熟化剂中的时间)，熟化剂的浓度和浸出条件。然而，在本发明优选的实施方式中，暴露于矿石中的熟化剂的水溶液体积是尽实际可能地低。也就是说，本发明的优选形式使用低量的高浓度的熟化剂水溶液，并且通过使用熟化剂水溶液来熟化待浸出的矿石的优选方法就是适合使用低量的熟化剂水溶液的那些方法。虽然熟化剂的特性，熟化剂的水溶液的体积和浓度，以及熟化步骤进行的条件会因不同的矿石而有所差异，然而本发明确定了ー种原则，使从不同矿石中经济地回收不同的目标金属成为可能，因为传统的、能源密集型的物理预处理技术例如研磨或焙烧，在氨浸出中成功使用与否，都可以通过使用化学熟化技术来取代或加强，在此熟化剂的活性与熟化剂的浓度升高的结合使矿石适应于随后的大气氨浸出。熟化剂的水溶液优选地为低量的高浓度溶液。在本发明优选的形式中，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少10%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少20%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少30%。还优选的，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少40%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少50%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少60%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少70%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少80%。更优选地，熟化剂的水溶液在最普遍的情况下为熟化剂的饱和浓度的至少90%。熟化条件熟化剂在矿石中的应用 熟化剂的水溶液可原位生成,例如通过电解方法。在本发明的ー种形式中，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石之前，将熟化剂的水溶液喷到矿石上。本发明的方法可包括步骤通过研磨减小待浸出的矿石的尺寸。在本发明的ー种特定的形式中，本发明的方法包括步骤通过湿法研磨减小待浸出的矿石的尺寸，其中矿石是在与水或水研磨溶液接触中被研磨。当本发明包括通过湿法研磨减小待浸出的矿石的尺寸时，其中矿石是在与水或水研磨溶液接触中被研磨，该水研磨溶液可以熟化剂的水溶液的形式来提供。在本发明的ー种形式中，该方法包括步骤在熟化剂的水溶液中研磨矿石,从而通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石；将该矿石静置预定的时间；然后在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化且静置的矿石，以产生富矿浸出溶液；以及将该富矿浸出溶液用金属回收的方法处理。本发明的方法可包括步骤通过粉碎减小待浸出的矿石的尺寸。在本发明的ー种特定的形式中，本发明的方法包括步骤通过湿法粉碎减小待浸出的矿石的尺寸，其中矿石是在与水或水粉碎溶液接触中被粉碎。当本发明包括通过湿法粉碎减小待浸出的矿石的尺寸，其中矿石是在与水或水粉碎溶液接触中被粉碎，该水粉碎溶液可以熟化剂的水溶液的形式来提供。在本发明的ー种形式中，该方法包括步骤在熟化剂的水溶液中粉碎矿石，从而通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石；将该矿石静置预定的时间；然后在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化且静置的矿石，以产生富矿浸出溶液；以及将该富矿浸出溶液用金属回收的方法处理。在本发明的ー种形式中，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括将矿石堆积以形成堆；用熟化剂的水溶液浇灌堆的表面，使得熟化剂的水溶液向下渗透该矿石堆；在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石的步骤之前，将该矿石静置预定的时间。
在本发明的ー种形式中，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括
将矿石在熟化剂的水溶液浸没足够的时间，使得熟化剂溶液滲透所需要的部分孔隙容积；在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石的步骤之前，将该矿石静置预定的时间。本发明的方法可包括步骤烧结(agglomerate)待浸出的矿石。在本发明的ー种特定形式中，本发明的方法包括步骤通过将矿石与水或凝结剂的水性溶液接触，烧结待浸出的矿石。
在本发明的ー种形式中，熟化剂的水溶液也是凝结剂的水溶液。也就是说，该水溶液既含有熟化剂，也含有凝结剂。在本发明的ー种形式中，熟化剂是凝结剂，使得通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括用熟化剂的水溶液烧结该矿石；在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石的步骤之前，将该矿石静置预定的时间。在本发明的ー种形式中，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括将熟化剂的水溶液喷在矿石上；和在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石的步骤之前，将该矿石静置预定的时间。在本发明的ー种特定的形式中，本发明的方法包括步骤通过将矿石与> 500g/L的硫酸溶液接触，烧结待处理的矿石。在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石的步骤之前，该矿石被静置的预定时间是许多參数的函数，包括但不限于矿石的颗粒粒径，熟化剂的浓度和矿石的质地。在本发明的优选的形式中，该预定时间是在5分钟和14天之间。更优选地，该预定时间是在I天和7天之间。本领域的技术人员明白，熟化时间是颗粒粒径的函数，小颗粒比大颗粒需要基本上更少的熟化时间。本领域的技术人员明白，高浓度的熟化剂需要比低浓度的熟化剂更短的静置时间。用熟化剂的水溶液饱和矿石的孔隙空间的理想程度主要取决于矿石的质地。优选地，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤利用溶液饱和了至少50%的孔隙空间。更优选地，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤利用溶液饱和了至少60%的孔隙空间。更优选地，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤利用溶液饱和了至少70%的孔隙空间。更优选地，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤利用溶液饱和了至少80%的孔隙空间。更优选地，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤利用溶液饱和了至少90%的孔隙空间。浸出压カ和温度熟化的矿石被浸出的最可取条件会随着矿石熟化条件的变化而变化。例如，较稀的熟化溶液可能需要较强的浸出溶液。大气压力下浸出矿石的方法是本领域的技术人员熟知的，包括堆摊浸出，桶式浸出，槽式浸出和堆积浸出。在本发明的优选形式中，在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出熟化矿石、产生富矿浸出溶液的步骤是在环境温度下进行。大气浸出，尤其在环境温度下，是可利用的最少消耗能源的浸出技术之一。熟化步骤是非能源密集的，并且使矿石适应于同样为非能源密集的氨浸出步骤，比现有技术方法具有明显的优势。浸出含有游离氨的碳酸铵溶液碳酸铵碳酸铵使操作pH固定在相对窄的范围内，并在一定程度上自我调节，因为碳酸铵起缓冲液的作用。重要地，通过碳酸铵缓冲的pH范围是其中各种目标金属可溶解的范围。碳酸盐体系的第二个优势在于较少看到石膏剥落，因为硫酸 盐水平总是太低不足以出现沉淀。钙水平也很低，因为钙离子不论何时释放到溶液中都会出现CaCO3沉淀。优选地，在大气压下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出熟化的矿石，产生富矿浸出溶液的步骤中，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度足以防止PH低于8。优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少lg/L。更优选地，碳酸铵的浓度为至少5g/L。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少8g/L。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少10g/L。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少20g/L。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少30g/L。优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在lg/L与500g/L之间。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在5g/L与500g/L之间。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在8g/L与500g/L之间。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在10g/L与500g/L之间。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在20g/L与500g/L之间。更优选地，含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度是在30g/L与500g/L 之间。优选地，当目标金属为铜时，溶液的碳酸铵浓度为约20g/L碳酸铵。氨含有游离氨的碳酸铵溶液的氨可原位生成，例如通过尿素的水解。含有游离氨的碳酸铵溶液的游离氨浓度可被调节以适应目标金属从熟化的矿石中释放的速率，从而尽可能减少过量游离氨，并由此尽可能減少由于蒸发产生的氨损失。具体地，产生的富矿浸出溶液优选地含有比保留在溶液中的目标金属需要的仅稍微过量的游离氨。因为富矿浸出溶液中存在极少的游离氨，由于蒸发产生的氨损失很低。这是本发明主要的潜在优势之一。本领域的技术人员能够容易地计算出需要的游离氨浓度，以保持特定的目标金属在溶液中处于所需要的浓度。形成各种目标金属的氨络合物的条件也可容易地计算，以NIST标准參考数据库46，NIST严格选择金属络合物的稳定常数=Version 6. O中包含的数据为基础，将其中的内容在此纳入作为參考。例如，当目标金属为铜时，步骤(b)应用的氨溶液为约10至15g/L氨。例如，当目标金属为锌，且矿石含有易于浸出形式的18. 2%锌，含有游离氨的碳酸铵溶液包括约30-70g/L氨。本领域的技术人员可以明白，步骤(b)应用的溶液中氨的水平应与矿石中目标金属的水平及其浸出的速率相匹配。与浸出迅速的高品位矿比，目标金属浸出缓慢的低品位矿需要较低的氨浓度。
浸出多种目标金属本发明包括同时浸出不只ー种目标金属。目标金属可以通过金属回收的方法分离，例如通过溶剂萃取、沉淀、离子交換或置換。熟化剂具体的目标金属和矿石正如前面的熟化剂的一般性讨论中所述，通常如上所述，熟化剂的性质取决于目标金属的特性，矿石的矿物结构，矿石的质地以及矿石的孔隙容积。根据目标金属的特性，矿石的矿物结构，矿石的质地和矿石的孔隙容积，本领域的技术人员可在相同的矿石溶液中使用単一的熟化剂或一系列熟化剂。有些熟化剂是化学相容的，并且可同时应用。其他的可能需要连续熟化。也就是说，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石，生成熟化矿石的步骤可包括步骤
通过使用第一熟化剂的第一水溶液，熟化待浸出的矿石；然后通过使用第二熟化剂的第二水溶液，进ー步熟化待浸出的矿石。化学不相容的熟化剂的实例包括酸和碱。具体地，在本发明的ー种形式中，第一熟化剂可以酸的形式提供，而第二熟化剂是碱的形式。在本发明的ー种形式中，熟化剂选自氧化剂、还原剂、和/或金属络合剤。有些熟化剂，例如氧化剂，可提供使矿石的有机污染物氧化的额外益处，否则它们将消耗浸出溶液中的一部分氨。有利地，当矿石含有消耗氨的污染物时，熟化剂可包括氧化齐 。此外，本发明的熟化剂不需要直接作用于目标金属上。例如，当矿石为镍和/或钴氧化物，当镍和/或钴存在于褐铁矿、腐泥土或绿脱石且目标金属为镍和/或钴时，熟化剂可还原褐铁矿、腐泥土或绿脱石中的鉄，释放镍和/或钴。另ー个例子，当矿石为硅酸锌且目标金属为锌时，熟化剂可以氟化物水溶液的形式提供，该溶液可络合硅。当目标金属为铜时，熟化剂优选地为氧化剂。当目标金属为镍和/或钴时，熟化剂优选地为还原剂。当目标金属为锌时，熟化剂优选地为锌络合剤。在本发明的高度优选的形式中，当目标金属为铜时，熟化剂优选地包括氧化剂和络合剤。在本发明的高度优选的形式中，当目标金属为镍和/或钴时，熟化剂优选地包括还原剂和络合剤。在本发明的优选的形式中，当矿石是铜的氧化物矿石，且目标金属为铜时，熟化剂为氨。更优选地，熟化剂水溶液的氨浓度为至少30g/L。优选地，当目标金属为铜时，熟化步骤使用的氨溶液为至少约60g/L氨。熟化剂氧化物矿石在本发明优选的形式中，当矿石为氧化物矿石时，熟化剂选自还原剂、金属络合齐U、酸、碱以及它们的结合。在本发明优选的形式中，当矿石为氧化物矿石时，熟化剂选自还原剂、金属络合剂以及它们的组合。在本发明优选的形式中，当矿石为氧化物矿石时，熟化剂选自金属络合剤，以及还原剂与金属络合剂的结合。当矿石为锌和铅氧化物矿石，并且目标金属为锌和铅时，熟化剂优选地为氨和柠檬酸盐。不希望受理论约束，氨可移动锌，而柠檬酸可移动铅，以加强随后的浸出。当矿石为含有消耗氨的成分(例如有机物质)的氧化铜矿石，且目标金属为铜吋，熟化剂有利地包括氨和氧化剂。氧化剂选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。在优选的形式中，氧化剂的浓度为至少5g/L。然而,有些矿石可能有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。优选地，氨的浓度为至少30g/L。然而，有些矿石可能有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。当矿石为菱锌矿形式的锌的氧化物，且目标金属为锌时，熟化剂优选地以氨的形式提供。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。然而,有些矿石可能有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。当矿石为异极矿形式的锌的氧化物，且目标金属为锌时，熟化剂优选地包括氨和C02。优选地，氨的浓度为至少30g/L。优选地，CO2的浓度为至少20g/L。然而，有些矿石可能有利地通过低至lg/L的氨浓度和/或低至lg/L的CO2浓度来熟化。当矿石为红锌矿和/或水锌矿形式的锌的氧化物，且目标金属为锌时，熟化剂优选地是以氨溶液的形式提供。优选地，氨溶液的浓度为至少30g/L。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。
当矿石为带有针铁矿涂层的锌的氧化物，且目标金属为锌时，熟化剂的水溶液优选地包括草酸、柠檬酸、抗坏血酸、连ニ亚硫酸钠、硫酸和/或HCl中的ー种或多种，优选地为至少lg/L的浓度。当矿石为含有黑锌锰矿(chalcophane)的锌的氧化物，且目标金属为锌时，熟化剂的水溶液优选地包括抗坏血酸、连ニ亚硫酸钠、硫酸和/或HCl中的ー种或多种，优选地为至少lg/L的浓度。当矿石为钥的氧化物，且目标金属为钥时，熟化剂优选地是以氨的形式提供。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。当矿石为含有MoS2的钥的氧化物，且目标金属为钥时，熟化剂优选地是以氨和氧化剂的形式提供。优选地，氨溶液的浓度超过30g/L。然而，有些矿石可有利地通过低至Ig/L的氨浓度来熟化。氧化剂可选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。氧化剂的浓度随着矿石中存在的硫化物的量而变化。对于含有明显的硫化物浓度的矿石来说，至少25g/L的氧化剂浓度是优选的。然而，有些矿石可有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。当矿石为ー种镍和/或钴存在于褐铁矿、腐泥土或绿脱石基质的矿石，且目标金属为镍和/或钴时，熟化剂优选地选自草酸、柠檬酸、抗坏血酸和连ニ亚硫酸钠。更优选地，熟化剂的浓度为至少5g/L。然而，有些矿石可有利地以通过低至lg/L的熟化剂浓度来熟化。当矿石为镍和/或钴氧化物矿石，且目标金属为镍和/或钴时，熟化剂优选地是以氨的形式提供。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。当矿石为氧化钒矿石，且目标金属为钒时，熟化剂优选地是以碳酸盐的形式提供。优选地，熟化剂水溶液中碳酸盐的浓度为至少lg/L。更优选地，熟化剂水溶液中碳酸盐的浓度是在I和50g/L之间。当矿石为氧化铀矿石，且目标金属为铀时，熟化剂优选地是以碳酸盐和/或氧化剂的形式提供。氧化剂可选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。优选的是至少20g/L的氧化剂浓度。然而，有些矿石可有利地通过低至Ig/L的氧化剂浓度来熟化。优选地，熟化剂水溶液中碳酸盐的浓度为至少lg/L。更优选地，熟化剂水溶液中碳酸盐的浓度是在I和50g/L之间。优选地，当矿石为表面被存在的三氧化ニ铁钝化的铜和/或锌氧化物矿石时，熟化剂是去除三氧化ニ铁的物质。在本发明的ー种形式中，熟化剂为草酸/草酸盐。不希望受理论的约束，草酸/草酸盐通过形成草酸铁络合离子使三氧化ニ铁溶解。在本发明的替换的形式中，当矿石为表面被存在的三氧化ニ铁钝化的铜和/或锌氧化物矿石吋，熟化剂为连ニ亚硫酸钠。不希望受理论的约束，连ニ亚硫酸钠通过将三氧化ニ铁还原为更易溶解的亚铁离子而起作用。
在这两个例子中，可溶性离子然后被运离表面，使随后使用的浸出溶液有机会接近锌和/或铜氧化矿物。当矿石为锌和/或铜氧化物矿石时，在本发明的ー种形式中，熟化剂为草酸盐和连ニ亚硫酸盐。在本发明的ー种形式中，熟化剂可包括草酸盐、连ニ硫酸盐和氨。不希望受理论的约束，氨可同时地调动目标金属以加强随后的浸出。在该实例中，熟化溶液发挥三个作用通过还原作用和络合作用除去非目标金属铁，并且移动目标金属。当矿石为含有黑锌锰矿的锌/锰矿石时，熟化剂优选地为还原剂。本发明的这种形式的还原剂部分地或全部地移动锰和锌，由此产生分离，允许在随后的浸出期间选择性浸出锌。当矿石为镍和/或钴矿石，镍和/或钴存在于褐铁矿、腐泥土或绿脱石中吋，熟化剂包括还原剂。还原剂会还原三价铁矿物质，由此为随后的浸出释放镍和/或钴。熟化剂硫化物矿石优选地，当矿石为硫化物矿石时，熟化剂为氧化剂。有利地，氧化剂的浓度与矿石的硫化物含量相匹配。也就是说，对于相同的孔隙容积，与高品位矿石相比，低品位硫化物矿石需要较低浓度的氧化剂。在本发明的ー种形式中，当矿石为硫化物矿石时，氧化剂选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少lg/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少5g/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少10g/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少20g/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少30g/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少40g/L。更优选地，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少50g/L。更更优选地，当氧化剂为次氯酸盐时，熟化剂水溶液中氧化剂的浓度为至少85g/L。优选地，当矿石为硫化铜矿石，且目标金属为铜吋，熟化剂包括氧化剂和铜络合齐 。在本发明的ー种形式中，铜络合剂可选自氨、氰化物、硫代硫酸盐、氯化物、溴化物、磷酸盐、硫代氰酸盐、EDTA、草酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氢氧化物。有利地，铜络合剂的浓度与矿石的铜含量相匹配。优选地，熟化剂水溶液中铜络合剂的浓度为至少lg/し当铜络合剂为氨时，该浓度优选地是在I和250g/L之间。更优选地，在I和90g/L之间。当铜络合剂不是氨时，该浓度优选地是在I和100g/L之间。
本领域的技术人员可以理解，熟化剂溶液中络合剂的水平应与矿石中目标金属的水平相匹配。与高品位矿石相比，低品位矿石需要较低浓度的络合剤。
在本发明的优选形式中，当矿石为含有天然铜和/或硫化铜的铜-金矿石，且目标金属为铜和金时，熟化剂为氨和氧化剂。更优选地，熟化剂水溶液的氨浓度为至少30g/L。优选地，熟化剂水溶液的次氯酸钠浓度为至少5g/L。然而，有些矿石可能有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。当矿石为含有天然铜和/或硫化铜的铜-金矿石，且目标金属为铜和金吋，优选地，浸出溶液除游离氨外还包含可溶性氰化物。更优选地，浸出溶液的氰化钠浓度为至少O. lg/L。更优选地，浸出溶液的氨浓度为至少5g/L。优选地，当矿石为硫化锌矿石，且目标金属为锌时，熟化剂包括氧化剂和锌络合齐 。在本发明的ー种形式中，锌络合剂可选自氨、氰化物、硫代硫酸盐、氯化物、溴化物、磷酸盐、硫代氰酸盐、EDTA、草酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氢氧化物。有利地，锌络合剂的浓度与矿石的锌含量相匹配。优选地，熟化剂水溶液中锌络合剂的浓度为至少lg/し当锌络合剂为氨时，该浓度优选地是在I和250g/L之间。更优选地，在I和90g/L之间。当锌络合剂不是氨时，该浓度优选地是在I和100g/L之间。本领域的技术人员可以理解，熟化剂溶液中络合剂的水平应与矿石中目标金属的水平相匹配。与高品位矿石相比，低品位矿石需要较低浓度的络合剤。优选地，当矿石为镍和/或钴硫化物矿石，且目标金属为镍和/或钴时，熟化剂包括氧化剂和镍和/或钴络合剤。在本发明的ー种形式中，镍和/或钴络合剂可选自氨、氰化物、硫代硫酸盐、氯化物、溴化物、磷酸盐、硫代氰酸盐、EDTA、草酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氢氧化物。有利地，镍和/或钴络合剂的浓度与矿石的铜含量相匹配。优选地，熟化剂水溶液中镍和/或钴络合剂的浓度为至少lg/L。当镍和/或钴络合剂为氨吋，该浓度优选地是在I和250g/L之间。更优选地，在I和90g/L之间。当铜络合剂不是氨时，该浓度优选地是在I和100g/L之间。本领域的技术人员可以理解，熟化剂溶液中络合剂的水平应与矿石中目标金属的水平相匹配。与高品位矿石相比，低品位矿石需要较低浓度的络合剤。优选地，当矿石为硫化钥矿石，且目标金属为钥时，熟化剂包括氧化剂和钥络合齐 。在本发明的ー种形式中，钥络合剂可选自氨、氰化物、硫代硫酸盐、氯化物、溴化物、磷酸盐、硫代氰酸盐、EDTA、草酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、氢氧化物。更优选地，钥络合剂选自氨和氰化物。有利地，钥络合剂的浓度与矿石的钥含量相匹配。优选地，熟化剂水溶液中钥络合剂的浓度为至少lg/し当钥络合剂为氨时，该浓度优选地是在I和250g/L之间。更优选地，在I和90g/L之间。当钥络合剂不是氨时，该浓度优选地是在I和100g/L之间。本领域的技术人员可以理解，熟化剂溶液中络合剂的水平应与矿石中目标金属的水平相匹配。与高品位矿石相比，低品位矿石需要较低浓度的络合剤。熟化剂其他矿石
相同矿石内目标金属的硫化物和氧化物的结合将需要熟化剂的结合以取得最佳效果。在本发明的优选形式中，当矿石为混合的铜的氧化物和硫化物，且目标金属为铜时，熟化剂包括氨和氧化剂的结合。氧化剂可选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。氧化剂的浓度随矿石中存在的硫化物的量而变化。对于含有明显的硫化物浓度的矿石来说，优选的是至少25g/L的氧化剂浓度。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。当矿石含有元素铜，且目标金属为铜时，熟化剂优选地是以氨和氧化剂的形式提供。优选地，氨溶液的浓度超过30g/L。氧化剂可选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。优选地，熟化 剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。至少20g/L的氧化剂浓度是优选的。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。当矿石是锌和铅硫化物和/或氧化物矿石，且目标金属为锌和铅时，熟化剂优选地是氧化剂、氨和柠檬酸盐的结合。优选地，氨溶液的浓度超过30g/L。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氨浓度来熟化。氧化剂可选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。优选地，熟化剂水溶液中氨的浓度为至少30g/L。氧化剂的浓度随矿石中存在的硫化物的量而变化。对于含有明显的硫化物浓度的矿石来说，至少25g/L的氧化剂浓度是优选的。然而,有些矿石可有利地通过低至lg/L的氧化剂浓度来熟化。对于含有明显的铅浓度的矿石来说，至少25g/L的柠檬酸盐浓度是优选的。然而，有些矿石可有利地通过低至lg/L的柠檬酸盐浓度来熟化。不希望受理论的约束，氧化剂可氧化矿石中的硫化物，氨可移动锌，而柠檬酸盐移动铅，以加强随后的浸出。目标金属本发明的方法适用于与氨形成络合物的目标金属的矿石，尤其适用于与碳酸根离子形成络合物的目标金属的矿石。已知的与氨形成络合物的目标金属包括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。已知的与碳酸根离子形成络合物的目标金属包括Na、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Yb、Am、U、U02、Np02、Pu02、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Hg、MeHg、TI、Me3Pb、In、Cd、Hg、Pb、Al、Am02、Er、Hf、Ho、Li、Lu、Np、Pr、Sc、Th、Ti、Tm 和 Zr。本发明的浸出方法尤其适用于铜、锌、镍和/或钴、钴、铀、钒和钥的矿石以及这些金属的另外还包含银、金或钼族金属的矿石。以NIST标准參考数据库46，NIST严格选择金属络合物的稳定常数VerSi0n6· O中包含的数据为基础，可容易地计算形成各种目标金属的氨络合物的条件，将其中的内容在此纳入作为參考。多个目标金属以及非目标金属的回收本发明的方法可形成エ艺的一部分，通过该エ艺回收除目标金属外的金属。例如，在矿石被进ー步处理以回收其他金属，例如银、金和/或钼之前，本发明的方法可用于降低矿石的铜和/或镍和/或钴浓度。
此外，本发明包括同时浸出不只ー种目标金属。目标金属可通过金属回收的方法来分离，例如通过溶剂提炼、沉淀、离子交換或置換。熟化剂可被调节以适应目标金属。在本发明的ー种形式中，浸出步骤的含有游离氨的碳酸铵溶液可进ー步包含络合齐U。例如，该溶液可进ー步包含氰化物或硫代硫酸盐形式的络合物，用于浸出Cu和Ag或Au。例如，在本发明的ー种形式中，当目标金属为锌时，熟化剂可包括第一络合剂和第ニ络合剤。在本发明的ー种方式中，当目标金属为铜、银和/或金时，熟化剂可包括第一络合剂和第二络合剤。当矿石为铅-锌矿石，且目标金属为铅和锌时，优选地，浸出溶液除游离氨外还包括可溶性柠檬酸盐。更优选地，浸出溶液的柠檬酸盐浓度为至少O. lg/L。更优选地，浸出溶液的氨浓度为至少5g/L。 当矿石为铅-锌-银矿石，且目标金属为铅、锌和银时，优选地，浸出溶液除游离氨外还包括可溶性柠檬酸盐和可溶性硫代硫酸盐。更优选地，浸出溶液的柠檬酸盐浓度为至少O. lg/L。更优选地，浸出溶液的氨浓度为至少5g/L。更优选地，浸出溶液的硫代硫酸盐浓度为至少O. lg/L。当矿石为铅-锌-银矿石，且目标金属为铅、锌和银时，优选地，浸出溶液除游离氨外还包括可溶性柠檬酸盐和可溶性氰化物。更优选地，浸出溶液的柠檬酸盐浓度为至少O. lg/L。更优选地，浸出溶液的氨浓度为至少5g/L。更优选地，浸出溶液的氰化物浓度为至少 O. lg/L。金属回收的方法本发明的用于金属回收的方法可包括以下的ー种或多种溶剂提炼，离子交換，沉淀和置換。如上所述，当本发明包括同时浸出不只ー种目标金属吋，该目标金属可通过金属回收的手段分离，例如通过溶剂提炼，离子交換或置換。熟化剂可被调节以适应目标金属。结合的浸出和熟化溶液在本发明的ー种形式中，通过使用熟化剂熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括通过同时使用熟化剂和游离氨溶液熟化待浸出的矿石。在本发明非常方便的形式中，当目标金属为锌吋，熟化剂是以游离氨水溶液的形式提供。更优选地，熟化剂溶液的游离氨浓度高于浸出步骤中含有游离氨的碳酸铵溶液的游离氨浓度。不希望受理论约束，当熟化步骤包括同时使用游离氨溶液时，高的氨浓度使目标金属溶解于孔隙中并且将它朝表面运输。即使熟化结束后，孔隙也会含有较高的氨浓度，由此，在通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出熟化的矿石的步骤中，浸出溶液使目标金属增强扩散而离开矿石。在本发明的ー种形式中，在通过使用熟化剂熟化待浸出的矿石的步骤之后，并且在通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出熟化的矿石的步骤之前，本发明的方法包括步骤使矿石和熟化剂的混合物静置预定的时间。在本发明的一种优选形式中，该预定的时间为至少一天。附图
简要说明
现參考仅作为实施例的一种实施方式以及附图对本发明进行描述，其中图I是根据本发明从矿石中浸出一种或多种目标金属的方法的流程示意图。最佳实施方式现在描述根据本发明的一种实施方式用于从矿石中浸出ー种或多种目标金属的方法10。用氧化铜矿石作为该披露内容的基础，通过溶液萃取和电解来回收金属。在适当的减小尺寸后，将矿石在传送带上转运至堆积处。在传送带上时，用含有68g/L NH3和27g/L次氯酸钠的溶液喷洒矿石，目的是用溶液浸润约80%的颗粒孔隙容积。然后将矿石构建成一个或多个堆。该堆留下静置十三天，以使熟化溶液发挥作用。在熟化剂中没有次氯酸盐存在的情况下，铜浸出速率较慢，回收率较低，并且氨的消耗高的多。一旦该矿石堆已经静置过，就将该堆用再循环PLS溶液、然后用提余液以及最后用水相继地浇灌,如图I所示。不希望受理论约束，次氯酸盐的目的是氧化任意残留的硫化矿物，无论是铜还是其他金属，比如银，因为这些矿物需要氧化以便所含的金属溶解在氨溶液中。类似地，矿石中存在的任何天然银或铜也需要氧化。还有可能存在其他矿物，其需要氧化但并不增加溶液中金属的值。不使用次氯酸盐导致氨消耗高，意味着存在消耗氨的有机材料。每种矿石具有不同水平的这些氧化剂消耗者，因而次氯酸盐的最佳添加需要针对各种矿石来确定。在熟化12后，将矿石堆用含有11. 63g/L NH3的PLS进行浸出14，将该溶液再循环直至铜含量为约5. 63g/L，在这种情况下时，将其送往溶剂提炼过程。其他用于处理PLS的过程选项包括但不限于，离子交換、沉淀和置換。一旦该矿石堆已被部分浸出，就用来自SX的提余液进行第二次浇灌，以便第二次浸出16。该溶液几乎不含铜(O. 22g/L)，目的在于除去该堆中更多的铜残余物。从该阶段滲出的溶液与强浸出流结合，并作为PLS被再循环。最后阶段18是简单地用水洗涤。这ー阶段从堆中除去大部分残留的溶解性铜和氨，使在不需要中和的情况下停止作用，这在酸堆中通常是至关重要的。冲洗溶液被送入PLS池20。エ厂中主要的氨损失是因为在尾矿中有夹带。来自矿石堆的径流被送到一单个池子中，在此将所有的溶液混合。这简化了エ艺图，因为每次浸出变化时(例如从PLS到提余液)，不需要分开的池子，也不需要重新组织流水槽。这也使SX设备进料中的铜浓度较高，从而减小SX设备的尺寸。
实施例现在參考多个实施例来阐明本发明。该实施例仅为阐释目的，而不应理解为限制本发明的前面描述的一般性。通过一般注释，就从各种来源，包括一系列矿石中(属于本说明书中所用术语的更广泛含义)氨浸出各种目标金属方面来证实本发明方法的效力。I)硫化物矿石a.混杂的硫化矿将ー系列硫化矿的O. 25g矿物样本在环境温度下用25ml的40g/L碳酸铵+20g/L游离氨来浸出。将相同样本的第二份O. 25g样品在环境温度下用调节至pH 5. O的O. Iml的25g/L NaClO形式的熟化剂水溶液来熟化。熟化后，在环境温度下添加25ml的40g/L碳 酸铵+20g/L游离氨以浸出所关注的金属。
下表显示熟化或未熟化的目标金属的溶液回收率％
权利要求
1.一种从矿石中浸出一种或多种目标金属的方法，该方法包括方法步骤 将矿石堆积以形成堆并且通过用熟化剂的水溶液浇灌堆的表面，使得熟化剂的水溶液向下渗透该矿石堆；或者将矿石在熟化剂的水溶液浸没足够的时间，使得熟化剂溶液渗透所需要的部分孔隙容积；或者将熟化剂的水溶液喷在矿石上来熟化待浸出的矿石； 产生熟化的矿石；然后 将该矿石静置预定的时间； 在大气压力下，通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石，产生富矿浸出溶液；和 将该富矿浸出溶液用金属回收的方法处理。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石的步骤更具体地包括当添加含有游离氨的碳酸铵溶液时，基本上保持熟化剂与待浸出的矿石接触。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述熟化剂选自氧化剂、还原剂、酸、碱和金属络合剤。
4.如权利要求I至3任一项所述的方法，其特征在于，所述熟化待浸出的矿石的步骤在大气压カ下进行。
5.如权利要求I至4任一项所述的方法，其特征在于，所述熟化待浸出的矿石的步骤在环境温度下进行。
6.如权利要求I至5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过将矿石与水或凝结剂的水溶液接触，烧结待浸出的矿石的步骤。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述熟化剂的水溶液也是凝结剂的水溶液。
8.如权利要求I至7任一项所述的方法，其特征在于，所述通过使用熟化剂水溶液熟化待浸出的矿石的步骤，利用熟化剂的水溶液饱和矿石的至少50%的孔隙空间。
9.如权利要求I至8任一项所述的方法，其特征在于，所述在大气压カ下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出熟化的矿石，产生富矿浸出溶液的步骤在环境温度下进行。
10.如权利要求I至9任一项所述的方法，其特征在于，所述含有游离氨的碳酸铵溶液的碳酸铵浓度为至少5g/L。
11.如权利要求I至10任一项所述的方法，其特征在于，所述富矿浸出溶液的游离氨浓度优选地含有比将目标金属保留在溶液中所需要的仅稍微过量的游离氨。
12.如权利要求I至11任一项所述的方法，其特征在干，当所述矿石为氧化物矿石吋，所述熟化剂选自还原剂、金属络合剂及它们的结合。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述熟化剂选自金属络合剤，以及还原剂和金属络合剂的结合。
14.如权利要求I至11任一项所述的方法，其特征在干，当所述矿石为硫化物矿石吋，所述熟化剂为氧化剂。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自次氯酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、过氧化氢、过氧化钙、三价铁、ニ价铜。
全文摘要
本发明为氨浸出的方法，提供一种用于从矿石中浸出一种或多种目标金属的方法，该方法包括方法步骤通过使用熟化剂的水溶液熟化待浸出的矿石，产生熟化的矿石；在大气压力下通过使用含有游离氨的碳酸铵溶液浸出该熟化的矿石，产生富矿浸出溶液；和将该富矿浸出溶液用金属回收的方法处理。
文档编号C22B3/14GK102649997SQ20121013245
公开日2012年8月29日 申请日期2008年7月11日 优先权日2007年7月13日
发明者加里·默文·约翰斯顿, 尼古拉斯·詹姆斯·韦尔汉姆, 马修·莱斯利·萨克利夫 申请人:梅塔里奇有限公司