Un método para recuperación de metales valiosos a partir de un concentrado sulfurado que contiene varios metales valiosos,

en el cual el metal valioso además de cobre es uno del grupo de cinc, níquel, plomo y cobalto, caracterizado porque el concentrado se lixivia primeramente en un medio sulfatado en condiciones oxidantes a fin de recuperar un metal valioso distinto de cobre, de tal modo que el cobre del concentrado se mantiene en su mayor parte sin disolver y se recupera en una lixiviación basada en cloruro

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un método por el cual los metales valiosos contenidos en un concentrado de sulfuros se recuperan a partir de un concentrado que contiene varios metales valiosos, utilizando tratamiento hidrometalúrgico. Un constituyente del concentrado es sulfuro de cobre, que se lixivia con una solución cloruro alcalino-cloruro de cobre(II). Los sulfuros de otros metales valiosos, tales como cinc, níquel, cobalto y plomo se lixivian antes de la lixiviación del cobre y se recuperan cada uno como un producto separado antes de la recuperación del cobre.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La publicación de patente US 6.007.600 describe el método desarrollado por Outokumpu Oyj para la fabricación hidrometalúrgica de cobre a partir de una materia prima que contiene cobre tal como un concentrado de sulfuro de 10 cobre. De acuerdo con el método, la materia prima se lixivia por lixiviación en contracorriente con una solución concentrada cloruro alcalino-cloruro de cobre(II) en varias etapas para formar una solución de cloruro de cobre(I). Dado que existe siempre tanto cloruro de cobre divalente como impurezas formadas a partir de otros metales que permanecen en solución, se realizan sobre la solución la reducción del cobre divalente y la purificación de la solución. La solución pura de cloruro de cobre(I) se precipita por medio de hidróxido alcalino en óxido de cobre(I) y el óxido se 15 reduce ulteriormente a cobre elemental. La solución de cloruro alcalino formada durante la precipitación del óxido de cobre(I) se trata ulteriormente por electrólisis cloro-álcali, a partir de la cual el cloro gaseoso y/o la solución de cloruro obtenidos se utilizan para lixiviación de la materia prima, el hidróxido de sodio formado en la electrólisis se utiliza para precipitación del oxídulo, y el hidrógeno producido para la reducción del cobre a cobre elemental. El método se conoce como proceso HydroCopper™. La solicitud de patente US 6.007.600 se refiere a un método de recuperación 20 de cobre como un todo, pero concierne principalmente a concentrados de sulfuro en cobre puros.

La solicitud de patente US 5487819 describe el método desarrollado por Intec Ltd. para la fabricación hidrometalúrgica de cobre a partir de materias primas tales como concentrados de sulfuros que contienen cobre y posiblemente otros materiales valiosos. De acuerdo con el método, la materia prima se lixivia por lixiviación en contracorriente con una solución cloruro de sodio-cloruro de cobre en varias etapas. Si existen otros sulfuros en la materia prima aparte 25 de sulfuro de cobre, el método describe que los otros sulfuros se lixivian en la primera etapa de la lixiviación, de cuya etapa se retira la solución para tratamiento ulterior. La lixiviación de la materia prima no disuelta continúa, formando una solución de cloruro de cobre(I) y un precipitado que contiene hierro y azufre. El tratamiento ulterior de la solución que sale de la primera etapa de lixiviación comprende espesamiento y, después de filtración, la separación de plata y mercurio, por ejemplo. En la segunda etapa, se separan hierro, arsénico, bismuto, mercurio, antimonio, etc por 30 métodos conocidos. Cuando la solución incluye plomo y cinc, el plomo se recupera en primer lugar por una electrólisis separada, y subsiguientemente se recupera el cinc de la solución en otra electrólisis. De acuerdo con la publicación, se produce metal en el cátodo en ambas electrólisis, y el cátodo se frota de tal modo que tanto el plomo como el cinc se separan en forma particulada en el fondo de la celda.

La recuperación de cinc y plomo en la electrolisis, en la cual se produce metal en forma particulada, no se halla 35 probablemente en uso comercial. En cualquier caso existen dificultades en la implementación práctica de la misma. El método implica también varios haluros en la solución que entra en la electrólisis, los cuales forman en las electrólisis complejos de haluro tales como BrCl2-. Aunque la formación de complejos de bromuro es ventajosa desde el punto de vista de la lixiviación de la materia prima, la misma causa problemas considerables con relación a la higiene en el trabajo. 40

PROPÓSITO DE LA INVENCIÓN

El propósito del método de acuerdo con la invención es recuperar a partir de un concentrado de sulfuros al menos otro metal valioso contenido en el concentrado además del cobre. La recuperación del otro metal valioso tiene lugar en un medio de sulfato como un subproceso técnicamente viable conectado al proceso de recuperación del cobre, que no causa problemas al medio ambiente ni al equipo. 45

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Las características esenciales de la invención se expondrán claramente en las reivindicaciones.

La invención se refiere a un método para la recuperación de cobre y al menos otro metal valioso a partir de un concentrado que contiene varios metales valiosos por medio de tratamiento hidrometalúrgico. Los otros metales valiosos contenidos en el concentrado incluyen al menos uno de los siguientes: cinc, níquel, plomo y cobalto. El concentrado 50 se lleva primeramente al tratamiento de lixiviación, en el cual se recupera de dicho concentrado al menos un metal valioso distinto del cobre, preferiblemente en un medio sulfatado.

En las etapas de recuperación del otro metal valioso, el sulfuro de cobre permanece en gran parte sin disolver y se lleva a la lixiviación, en la cual el mismo se lixivia con una solución concentrada cloruro alcalino-cloruro de cobre(II), y en la solución de cloruro de cobre(I) generada se libera de impurezas. Se precipita óxido de cobre(I) de la solución 55 de cloruro de cobre(I) por medio de hidróxido alcalino. La solución de cloruro alcalino formada durante la precipitación con óxido de cobre(I) se lleva a la electrólisis cloro-álcali para producir el cloro, hidróxido alcalino y el hidrógeno

requeridos en la lixiviación de la materia prima y la recuperación del cobre. El óxido de cobre(I) que se genera se reduce a cobre metálico de manera apropiada.

LISTA DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de una realización de la invención, en la cual se trata un concentrado de sulfuros de cobre y cinc, y 5

la Figura 2 muestra un diagrama de flujo de otra realización de la invención, en la cual se trata un concentrado cobre-níquel.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

La invención se refiere a un método por el cual al menos otro metal valioso además de cobre se recupera a partir de un concentrado de sulfuros. El otro metal valioso es al menos uno del grupo cinc, níquel, plomo y cobalto. El concentrado puede contener también metales preciosos (oro y PGM, es decir principalmente platino y paladio).

Cuando se trata de un concentrado de sulfuros cobre-cinc, la cantidad de cobre es por lo general aproximadamente doble o incluso triple que la de cinc. Esta clase de concentrado tiene una composición por ejemplo como sigue: Cu 14%, Zn 3,4%, Fe 35%, S 42%, Pb 0,5%, As 0,3% y Sb 0,1%. La Figura 1 muestra un diagrama de lixiviación de un concentrado cobre-cinc que contiene cinc. El concentrado a granel se lleva primeramente a la etapa 1 de lixiviación 15 del concentrado de cinc, que está basada preferiblemente en sulfato. La lixiviación se realiza con la solución acuosa que sale de la extracción del cinc, es decir la solución de refinado, cuya concentración de ácido sulfúrico viene determinada de acuerdo con el cinc extraído y está comprendida en el intervalo de 40-50 g/l. La lixiviación tiene lugar en condiciones atmosféricas a una temperatura comprendida entre 80ºC y el punto de ebullición de la solución, o a 100-150ºC en un espacio presurizado. Un gas oxidante tal como aire u oxígeno se alimenta a la etapa y esto eleva el 20 potencial de oxidación-reducción de la solución hasta un intervalo de 350-450 mV frente al electrodo Ag/AgCl. El cinc se disuelve como sulfato de cinc y al mismo tiempo puede disolverse también una pequeña parte del hierro y el cobre contenidos en el concentrado. Sin embargo, la mayor parte del sulfuro de cobre se mantiene sin disolver en estas condiciones, al igual que lo hacen cualesquiera metales precioso que puedan estar contenidos en el concentrado. La lixiviación se realiza en caso necesario en una o varias etapas. Es ventajoso realizar la separación del 25 hierro 2 en la solución formada, utilizando por ejemplo caliza, con lo cual se obtiene... [Seguir leyendo]

1. Un método para recuperación de metales valiosos a partir de un concentrado sulfurado que contiene varios metales valiosos, en el cual el metal valioso además de cobre es uno del grupo de cinc, níquel, plomo y cobalto, caracterizado porque el concentrado se lixivia primeramente en un medio sulfatado en condiciones oxidantes a fin de recuperar un metal valioso distinto de cobre, de tal modo que el cobre del concentrado se mantiene en su mayor parte sin disolver y se recupera en una lixiviación basada en cloruro. 5

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un concentrado cobre-cinc se lixivia a una temperatura comprendida entre 80ºC y el punto de ebullición de la solución en condiciones atmosféricas para lixiviar el cinc del concentrado como sulfato de cinc, dejando en gran parte sin disolver la fracción de concentrado que contiene cobre.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado cobre-cinc se lixivia 10 a una temperatura de 100-150ºC como lixiviación a presión para lixiviar el cinc del concentrado como sulfato de cinc, dejando en gran parte sin disolver la fracción de concentrado que contiene cobre.

4. Un método de acuerdo con las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la separación del hierro se realiza sobre la solución al final de la etapa de lixiviación, después de lo cual el hierro precipitado se retira del circuito. 15

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2-4, caracterizado porque la purificación de la solución se lleva a cabo sobre el sulfato de cinc formado en la lixiviación utilizando extracción líquido-líquido, y la solución acuosa que contiene impurezas se lleva de nuevo a la lixiviación del concentrado cobre-cinc.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la extracción se realiza en dos etapas, en donde la mayor parte de la solución que sale de la primera etapa de extracción se lleva de nuevo a la lixiviación del concentrado cobre-cinc, y una cantidad menor se lleva a la segunda etapa de extracción.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la neutralización se lleva a cabo sobre la solución que entra en la segunda etapa de extracción antes de la segunda etapa de extracción.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los otros metales valiosos disueltos en la lixiviación del concentrado tales como níquel, cobalto y cobre se precipitan de la solución acuosa que sale de la 25 segunda etapa de extracción.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la solución de extracción se lleva antes del agotamiento a una fase de lavado, en la cual se lava la misma con una solución diluida de ácido.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución de sulfato de cinc purificada que sale del agotamiento se lleva a la electrorrecuperación a fin de producir cinc elemental puro. 30

11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizado porque el residuo que queda sin disolver en la lixiviación del concentrado cobre-cinc se lleva a la lixiviación, en la cual se lixivia el mismo en contracorriente con una solución concentrada cloruro alcalino-cloruro de cobre(II), la solución de cloruro de cobre(I) que se genera se libera de impurezas, se precipita el óxido de cobre(I) de la solución por medio de hidróxido alcalino, y la solución de cloruro alcalino formada en la precipitación se lleva a una electrólisis cloro-álcali para producir el cloro, el hidróxido alcalino y el hidrógeno requeridos en la lixiviación del concentrado de cobre y la recuperación del cobre, y el óxido de cobre(I) formado se reduce a cobre metálico.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado cobre-níquel se lixivia a presión a una temperatura de 110-150ºC para lixiviar el níquel del concentrado en sulfato de níquel, con lo cual la temperatura se regula al comienzo de la etapa de lixiviación a entre 110-130ºC, y el potencial de oxidación-reducción de la lixiviación se regula a un valor comprendido entre 450 y 550 mV frente al electrodo Ag/AgCl por alimentación de un gas oxidante en la etapa; al final de la etapa el potencial de oxidación-reducción de la lixiviación se regula a un valor comprendido entre 350 y 450 mV por cese de la alimentación de oxígeno, con lo cual se precipita el cobre que se disuelve al comienzo de la lixiviación.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque la presión parcial de oxígeno al 45 comienzo de la etapa de lixiviación se regula a un valor comprendido entre 2 y 5 bar, y la presión total al final de la etapa de lixiviación se regula de modo que sea la misma que al principio por elevación de la temperatura a un valor comprendido entre 135 y 150ºC.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque la purificación de la solución se lleva a cabo sobre la solución de sulfato de níquel formada después de la lixiviación, por oxidación del hierro 50 contenido en la solución al estado trivalente y neutralización de la solución a un valor de pH de aproximadamente 3, con lo cual se precipita el hierro.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque se utiliza caliza como el agente de neutralización y precipitación.

16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-15, caracterizado porque se recupera níquel de la solución de sulfato de níquel por neutralización de la solución a un valor de pH de aproximadamente 7, con lo cual se precipita el níquel.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 14 ó 16, caracterizado porque se utiliza lechada de cal como el agente de neutralización y precipitación. 5

18. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-14, caracterizado porque el níquel se recupera de la solución de sulfato de níquel por medio de precipitación con carbonato.

19. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-18, caracterizado porque el cobalto contenido en el concentrado níquel-cobre se disuelve y coprecipita con el níquel.

20. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 12-19, caracterizado porque el residuo que queda sin disolver en la lixiviación del concentrado cobre-cinc se lleva a la lixiviación, en la cual se lixivia el mismo en contracorriente con una solución concentrada cloruro alcalino-cloruro de cobre(II), la solución de cloruro de cobre(I) que se genera se libera de impurezas, se precipita óxido de cobre(I) de la solución por medio de hidróxido alcalino y la solución de cloruro alcalino formada en la precipitación se lleva a la electrólisis cloro-álcali para producir el cloro, hidróxido alcalino e hidrógeno requeridos en la lixiviación del concentrado de cobre y la recuperación 15 del cobre, y el óxido de cobre(I) formado se reduce a cobre metálico.