Método para la recuperación de una solución de metales de valor y arsénico.

Un método para tratar un material que contiene al menos un metal valioso y arsénico para formar unsedimento de escorodita empobrecido en el metal valioso,

y una solución acuosa pura que se va a descargar desdeel proceso, caracterizado porque se forma una solución ácida diluida del material que contiene el metal valioso yarsénico, por lo que en primer lugar, se separa de la solución al menos un metal valioso por medio de extracciónlíquido-líquido y/o precipitación, después de lo cual la solución empobrecida en metal valiosos es dirigida a laseparación del arsénico en dos etapas, donde en la primera etapa el arsénico precipita como escorodita,FeAsO4·2H2O, que es adecuada para almacenar, y la solución que sale de la precipitación es dirigida a la segundaetapa de precipitación, donde el resto del arsénico precipita como arseniato férrico, FeAsO4, amorfo, que esreciclado a la primera etapa de precipitación, y la concentración de arsénico de la solución acuosa que sale de lasegunda etapa de precipitación es de 0,01 - 0,2 mg/l.

Método para la recuperación de una solución de metales de valor y arsénico.

Campo de la invención La invención se refiere a un método para el tratamiento de material que contiene al menos un metal valioso y arsénico, con el fin de formar un sedimento de escorodita empobrecido en metales valiosos y una solución acuosa pura que se va a separar del proceso. Según el método, en primer lugar, los metales valiosos se separan del material que se va a tratar y luego a partir de la solución se realiza una precipitación de arsénico en dos etapas. El objeto es usar el método para obtener un contenido de metal valioso tan bajo como sea posible en el sedimento de escorodita que se formará. Asimismo, el contenido de arsénico y de metal valioso de la solución acuosa que se forma durante la precipitación del arsénico permanece tan bajo que el agua se puede liberar al medio ambiente.

Antecedentes de invención El arsénico aparece en la naturaleza en muchas formaciones diferentes. El arsénico aparece muy comúnmente con hierro y cobre, pero también con níquel, cobalto, oro y plata. El arsénico es también la impureza más importante que hay que separar durante la recuperación de metales no férreos. Durante los procesos pirometalúrgicos, la mayoría del arsénico permanece en las cenizas volantes de la caldera de recuperación y del horno eléctrico. La utilización de arsénico no ha crecido en relación a su recuperación, de manera que la mayoría del arsénico tiene que ser almacenado en forma de residuo. Ya que el arsénico y sus compuestos son tóxicos, se deben convertir en una forma tan pobremente soluble como sea posible, antes de que sean separados del proceso. Los compuestos de arsénico menos solubles en la zona de pH neutro son, por ejemplo, los arseniatos de cinc, cobre y plomo, pero la unión del arsénico a estos valiosos metales no se estudia seriamente, debido específicamente al contenido de metal valioso que queda en el residuo. Un método de precipitación de una corriente de arsénico que se usa con frecuencia es precipitar el arsénico con hierro como arseniato férrico, que es bastante insoluble. En particular, la forma cristalina del arseniato férrico, la escorodita, FeAsO4·2H2O, es menos soluble que su otra forma, el arseniato férrico amorfo.

En el documento US 4.647.307 se describe un método para la recuperación de metales preciosos a partir de arsenopirita o de pirita, con la ayuda de especies nitrogenadas. En este documento, la lixiviación de la arsenopirita tiene lugar en una autoclave, y la fase gaseosa de la autoclave contiene óxido nítrico gas para iniciar la descomposición de la arsenopirita. La lixiviación se lleva a cabo a una significativa presión parcial de oxígeno de aproximadamente 1400 kPa (14 bar) . En la etapa de lixiviación, el arsénico y el hierro se disuelven totalmente, pero el oro permanece en los lodos. Si la materia prima contiene plata, se disuelve durante la lixiviación y se recupera precipitando con tiocianato. La plata y el oro se separan de la solución y después de que se separen los sulfatos de la solución como jarosita, antes de la precipitación del arseniato férrico. En la precipitación del arseniato férrico, preferiblemente, se usa un agente de nucleación. La solución resultante de la precipitación del arseniato férrico se recicla a la lixiviación de concentrados.

En la solicitud de patente CA 2384664 se describe un método de recuperación de arsénico, que presenta un método para la recuperación de arsénico a partir de una solución ácida que contiene también cobre y hierro divalente y trivalente. La precipitación del arsénico se realiza en una etapa, en la que la etapa comprende varios reactores de depósito agitado en los que se hace pasar aire. La temperatura de los reactores se mantiene en el intervalo de 60 100ºC para evitar la co-precipitación del cobre. Con el fin de precipitar el arseniato férrico se introduce en los reactores un agente neutralizador que ayuda a mantener el valor del pH entre 1, 5 – 1, 9. El arseniato férrico precipitado se recicla al primer reactor y los compuestos de arseniato férrico se introducen en la solución como gérmenes cristalinos. La recuperación del arsénico está conectada con la lixiviación del concentrado sulfídico, que se produce por medio de hierro trivalente. La solución procedente de la lixiviación del concentrado se dirige a la separación del arsénico anteriormente descrita, y la solución que sale de la separación del arsénico vuelve a la extracción del cobre.

La Patente de EE.UU. 6.406.676 describe un método para separar arsénico y hierro de una solución ácida que se genera en el tratamiento hidrometalúrgico del concentrado. La precipitación de arsénico y hierro se realiza en dos pasos, donde el pH de mantiene en el intervalo de 2, 2 – 2, 8 en el primer paso de precipitación, y entre 3, 0 – 4, 5 en el segundo paso. Se añade cal en ambos pasos de precipitación y además se inyecta aire en el segundo paso. Cada paso produce su propio residuo de hierro-arsénico, y el residuo procedente del segundo paso se recicla al primer paso donde se puede aprovechar cualquier cantidad de cal que haya quedado sin reaccionar en el primer paso. El residuo procedente del segundo paso se puede reciclar también al comienzo del mismo paso para mejorar la cristalización del residuo. Según el ejemplo, el método es aplicable a una solución que contenga cinc, y se expone que el cinc no precipita con el hierro y el arsénico, pero se puede recuperar después de este tratamiento.

El artículo de Wang, Q. y colaboradores, titulado “Arsenic Fixation in Metallurgical Plant Effluents in the Form of Cr y stalline Scorodite via a Non-Autoclave Oxidation-Precipitation Process”, Society for Mining Metallurgy and Exploration, Inc., 2000, describe un método para separar el arsénico de las cenizas volantes, en el que el arsénico se recupera como escorodita. La primera etapa del tratamiento del material que contiene cinc es la oxidación del arsénico trivalente (As (III) ) en arsénico pentavalente (As (V) ) con un gas que contiene dióxido de azufre y oxígeno en condiciones oxidantes, en las que el arsénico no precipita. Después de esto, se precipita arsénico en condiciones atmosféricas, en la que la relación molar de Fe (III) /As (V) se especifica como 1. La precipitación se lleva a cabo tanto en una como en varias etapas, pero la precipitación como escorodita demanda la sobresaturación de la solución, lo cual se consigue reciclando cristales de escorodita a los primeros reactores de precipitación y neutralizando simultáneamente la suspensión. Un intervalo beneficioso del pH es alrededor de 1 – 2, y esto se mantiene introduciendo un agente neutralizador adecuado en la etapa de precipitación. En estas condiciones, se puede precipitar arsénico a un nivel de 0, 5 g/l. La separación final del arsénico hasta un nivel por debajo de 0, 1 mg/l se hace por medio de una segunda etapa de purificación, en la que la relación molar del hierro y el arsénico Fe (III) /As (V) se ajusta a un valor en el intervalo de 3 – 5, y el pH a un valor entre 3, 5 – 5. El precipitado amorfo generado en esta etapa se envía de vuelta a la primera etapa de precipitación, donde se disuelve y precipita de nuevo como escorodita. En el artículo se establece que si hay metales valiosos presentes en la solución, se pueden recuperar después de la precipitación del arsénico.

Los ensayos descritos en el artículo anteriormente mencionado, dan una buena interpretación de la precipitación del arsénico, pero en todos los ensayos llevados a cabo, primero se hizo la precipitación del arsénico y después la recuperación de metales valiosos. El inconveniente de estos métodos es que metales valiosos, solubles en agua, que se originan a partir de una solución alcalina, permanecen en el residuo de arseniato férrico precipitado desde la solución que contiene los metales valiosos, y no se pueden recuperar ni incluso después de un lavado a fondo.

Objeto de la invención El objeto de la presente invención es eliminar los inconvenientes que han aparecido en los métodos anteriormente descritos y, de ese modo, conseguir una mejor recuperación de metales valiosos. En el método según la invención, en primer lugar se lleva a cabo la recuperación de metales valiosos, como el cobre, a partir del material que se va a tratar y después de esto, se realiza la separación del arsénico de manera que, además, la concentración de los metales valiosos y del arsénico en la solución acuosa que se va a separar del proceso, se hace tan baja que se puede descargar al medio ambiente.

Resumen de la invención Los rasgos característicos del método según la invención se presentan... [Seguir leyendo]

1. Un método para tratar un material que contiene al menos un metal valioso y arsénico para formar un sedimento de escorodita empobrecido en el metal valioso, y una solución acuosa pura que se va a descargar desde el proceso, caracterizado porque se forma una solución ácida diluida del material que contiene el metal valioso y arsénico, por lo que en primer lugar, se separa de la solución al menos un metal valioso por medio de extracción líquido-líquido y/o precipitación, después de lo cual la solución empobrecida en metal valiosos es dirigida a la separación del arsénico en dos etapas, donde en la primera etapa el arsénico precipita como escorodita, FeAsO4·2H2O, que es adecuada para almacenar, y la solución que sale de la precipitación es dirigida a la segunda etapa de precipitación, donde el resto del arsénico precipita como arseniato férrico, FeAsO4, amorfo, que es reciclado a la primera etapa de precipitación, y la concentración de arsénico de la solución acuosa que sale de la segunda etapa de precipitación es de 0, 01 – 0, 2 mg/l.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el material que se va a tratar son cenizas volantes generadas en una fabricación pirometalúrgica de metales no férreos.

3. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el material que se va a tratar es un material calcinado generado en una fabricación pirometalúrgica de metales no férreos.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 3, caracterizado porque al menos algo del ácido diluido usado para lixiviar el material que contiene un metal valioso y arsénico es un ácido diluido que contiene arsénico generado en el tratamiento de gases que contienen arsénico.

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 4, caracterizado porque el ácido es ácido sulfúrico, con una concentración de 10 – 200 g/l.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 5, caracterizado porque el metal valioso es cobre.

7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 6, caracterizado porque después de la extracción líquido-líquido, se recupera el resto del metal valioso a partir de la solución acuosa empobrecida en metal valioso, o refinado, mediante precipitación con sulfuro.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 7, caracterizado porque la relación molar de Fe/As en la primera etapa de precipitación de arsénico se ajusta para que sea 1 – 1, 1, y porque es dirigido un oxidante a la etapa para oxidar el arsénico a pentavalente y el hierro a trivalente, el valor del pH de la etapa se ajusta al intervalo 1 - 2, y la temperatura entre 85 – 135ºC para precipitar el arsénico como escorodita.

9. Un método según la reivindicación 8, caracterizado porque la relación molar de Fe/As se ajusta por medio de análisis de arsénico y/o ajustando la relación de las corrientes de solución.

10. Un método según la reivindicación 8, caracterizado porque el ajuste del pH de la primera etapa de precipitación se lleva a cabo por medio de caliza o de cal.

11. Un método según la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente de fondo del espesamiento de la primera etapa de precipitación se recicla al extremo frontal de la etapa de precipitación.

12. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 – 11, caracterizado porque la solución rebosante del espesamiento de la primera etapa es dirigida a la segunda etapa de precipitación, donde se ajusta la relación molar de Fe/As para que esté por encima de tres, el valor del pH entre 4 – 7, y la temperatura entre 40 – 60ºC para precipitar el arsénico como arseniato férrico.

13. Un método según la reivindicación 12, caracterizado porque la relación molar de Fe/As se ajusta añadiendo hiero divalente y/o trivalente a la etapa de precipitación.

14. Un método según la reivindicación 12, caracterizado porque el ajuste del pH se lleva a cabo por medio de cal.