Proceso de cianuración para recuperación de metales preciosos de un mineral o concentrado de sulfuro u otra materia prima que contenga azufre.

Un método para minimizar la formación de tiocianato durante la recuperación de metal precioso a partir de un residuo,

que contiene el metal precioso y azufre elemental, producido por un proceso hidrometalúrgico, que comprende la etapa de someter el residuo a cianuración para lixiviar el metal precioso en solución, por lo que la formación de tiocianato durante dicha cianuración se minimiza o contrarresta efectuando dicha cianuración a una elevada presión de oxígeno de unos 1000 a 10.000 kPag a fin de reducir por ello la duración de la cianuración mientras todavía se lixivia una parte importante de los metales preciosos durante dicha duración reducida de la cianuración y en el que la duración de la cianuración es un máximo de unos 300 minutos

Proceso de cianuración para recuperación de metales preciosos de un mineral o concentrado de sulfuro u otra materia prima que contenga azufre.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

0001 Esta invención se refiere a un proceso para la recuperación de metales preciosos, como oro, plata y metales del grupo del platino, a partir de concentrados o minerales de sulfuros u otro material de origen.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

0002 El solicitante ha desarrollado un proceso hidrometalúrgico para el tratamiento de concentrado de cobre para producir cobre refinado de cátodos por un proceso eficiente y ambientalmente limpio. Este proceso es conocido como el "proceso de cobre CESL™" y realizaciones del proceso se describen en la Patente US 5, 645, 708 (la patente '708) todo el contenido de la cual se incorpora aquí por referencia.

0003 El proceso como se describe en la patente '708, comprende en términos generales someter el concentrado de cobre a oxidación a presión en presencia de una solución ácida de cloruro para producir un sólido que contiene, entre otras cosas, una sal de cobre básica y una solución de oxidación a presión, que contiene cobre en solución dependiendo de la naturaleza del concentrado y el pH durante la oxidación a presión. El sólido que contiene la sal de cobre básica puede someterse a una etapa posterior de lixiviación ácida, normalmente a presión atmosférica, para lixiviar la sal de cobre básica en la solución, obteniendo de este modo una solución de cobre que se trata, junto con la solución de oxidación a presión (si contuviera cantidades recuperables de cobre en solución) para la extracción de cobre por disolventes y extracción por vía electrolítica para producir cobre de cátodos.

0004 Si bien el proceso de cobre CESL como se describe en la patente '708, es adecuado para el tratamiento de diferentes composiciones de concentrado de cobre, varias mejoras, modificaciones o ampliaciones en el proceso fueron hechas para acomodar aún más diferentes composiciones de concentrado de cobre, así como para proporcionar la recuperación de otros metales, tales como zinc, cobalto, níquel y metales preciosos, donde éstos existen en el concentrado de cobre, o sin presencia de cobre en el concentrado. Algunas de estas modificaciones que pertenecen particularmente a recuperación de metales preciosos se describen en la patente del solicitante US 5, 902, 474 (la patente '474) , cuyo contenido completo se incorpora aquí por referencia.

0005 La presente invención se refiere a la recuperación de metales preciosos. Es significativamente diferente del proceso como se describe en la patente '474 y tiene la ventaja de ser más simple que el proceso anterior con costes generales menores.

0006 La cianuración de minerales de oro y plata se lleva a cabo generalmente al aire a presión ambiental. El oxígeno es necesario en el proceso, pero por lo general la cantidad necesaria es tan pequeña que es adecuadamente provista por el aire ambiental, que por supuesto contiene aproximadamente 21% de oxígeno.

0007 Los equipos y condiciones para la cianuración en plantas comerciales incluyen:

0008 (a) Tanques (abiertos) agitados, en los que el mineral se pone en suspensión en una solución de cianuro usualmente con sólidos en alto porcentaje, y se lixivia con libre acceso de aire de la superficie. El mineral primero debe ser triturado y molido para permitir que sea suspendido por agitación. Varios tipos de agitación se han utilizado incluyendo la agitación mecánica y agitación por aire (pachucas) .

0009 (b) Los tiempos de retención son generalmente 1-3 días. Los tanques agitados se utilizan para los minerales que son de grado relativamente alto en oro o plata, ya que este método produce una mejor recuperación que la lixiviación por acumulación, aunque con mayor coste de operación e inversión. Se puede hacer burbujeo de aire para aumentar el flujo de oxígeno en la suspensión, pero ello en general aumenta la pérdida de cianuro de hidrógeno costeso en el gas de escape. El burbujeo de oxígeno puro en la suspensión es también conocido, como es la adición de otros reactivos tales como peróxido de hidrógeno líquido para acelerar la lixiviación.

0010 (c) Grandes acumulaciones de mineral triturado, que se lixivian en el lugar por solución de cianuro que es pulverizada sobre o goteada sobre la superficie de la pila. Este proceso de bajo coste se utiliza para minerales de bajo grado y tiene lugar durante un período de tiempo más largo, generalmente varios meses. La entrada de aire a las pilas por procesos naturales tales como convección es generalmente suficiente para que proceda la cianuración a un ritmo aceptable.

0011 Con cianuración a presión de minerales de oro y plata, se aplica oxígeno a presiones elevadas, es decir, mayores que la presión parcial de oxígeno en el aire a presión atmosférica, a la suspensión agitada.

0012 El uso de la presión de oxígeno elevada generalmente aumenta la velocidad de lixiviación del oro y plata. La lixiviación con cianuro se cree que implica oxígeno como reactivo, como en la familiar ecuación de Elsner:

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O -4NaAu (CN) 2 + 4NaOH

0013 Aunque la estequiometría exacta de la reacción puede estar en duda, (por ejemplo el peróxido de hidrógeno ha sido propuesto como un producto y reactivo intermedio) , la mayoría de los observadores coinciden en que la reacción general incluye oxígeno como reactivo.

0014 Una ecuación similar puede ser escrita para la plata, y con sustitución de reactivos alternativos de cianuro, como KCN en lugar de NaCN.

0015 A pesar de varias divulgaciones en la literatura de procesos de cianuración a presión durante muchos años, la aplicación comercial hasta la fecha ha sido escasa. Tal vez esto se debe a que las ventajas obvias de la cinética mejorada de lixiviación pueden ser compensadas por los más altos costes de inversión para dicho proceso, con minerales normales de oro y plata.

0016 Sin embargo, el inventor tiene conocimiento de dos plantas comerciales que fueron construidas y operadas e incluyen cianuración a presión, concretamente la planta de Consolidated Murchison en Sudáfrica y el proceso Calmet desarrollado por Calmet de Colorado, EE.UU.

0017 El proceso empleado en Consolidated Murchison fue diseñado específicamente para tratar algunos concentrados de alto grado de oro refractario que contienen arsénico y/o antimonio. Estas materias primas bastante inusuales requieren condiciones de pH mucho más bajas que lo normal, es decir, pH<10, con concentraciones de cianuro mucho más altas de lo normal, para obtener lixiviación satisfactoria. En estas condiciones de pH bajo el consumo de cianuro sería muy alto, utilizando cianuración convencional (en tanques abiertos) a presión ambiental, a causa de la excesiva volatilización del gas HCN, que aumenta rápidamente con la disminución de pH, y también debido a los altos niveles de cianuro necesarios con esta materia prima inusual. El proceso desarrollado en Consolidated Murchison resultó en una planta comercial que satisfactoriamente resolvió estas dificultades.

0018 La planta de Consolidated Murchison según se dice utiliza un reactor tubular, que opera por lotes con recirculación de suspensión, a un pH de 10 o menos, con elevadas concentraciones de cianuro, y obtiene 80 - 90% de recuperación de oro con consumo aceptables de cianuro.

0019 Este proceso está diseñado específicamente para las materias primas disponibles en este sitio, es decir, que contiene minerales de estibina (Sb sulfuro) y arsenopirita, lo que requiere el pH bajo, al menos bajo en comparación al pH 12 usual empleado en otra parte en este sitio.

0020 El proceso de la presente invención, que será evidente más adelante, es capaz de lidiar con un residuo de un proceso de lixiviación de cobre que tiene componentes específicos, en concreto azufre elemental y cobre soluble en cianuro que de otra manera consumirían grandes cantidades de cianuro con procesos de cianuración convencionales. En la presente invención la cianuración a presión para esta materia prima está diseñada para limitar la producción de tiocianato operando en tiempos de retención inusualmente bajos. El proceso de la presente invención no se limita a pH bajo, y el intervalo de pH normal es 10-11, pero no está limitado a este intervalo. La presente invención por lo tanto, supera un problema diferente que el tratado por el proceso Consolidated Murchison.

0021 El proceso Calmet por otra parte es un proceso combinado de oxidación a presión y cianuración a presión, y se utiliza para una variedad de oro que contenga concentrados incluyendo telururos, sulfuros y... [Seguir leyendo]

1. Un método para minimizar la formación de tiocianato durante la recuperación de metal precioso a partir de un residuo, que contiene el metal precioso y azufre elemental, producido por un proceso hidrometalúrgico, que comprende la etapa de someter el residuo a cianuración para lixiviar el metal precioso en solución, por lo que la formación de tiocianato durante dicha cianuración se minimiza o contrarresta efectuando dicha cianuración a una elevada presión de oxígeno de unos 1000 a 10.000 kPag a fin de reducir por ello la duración de la cianuración mientras todavía se lixivia una parte importante de los metales preciosos durante dicha duración reducida de la cianuración y en el que la duración de la cianuración es un máximo de unos 300 minutos.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el residuo también contiene cobre soluble en cianuro y que comprende además la etapa de, antes de dicha cianuración, reducir el cobre soluble en cianuro en el residuo sometiendo el residuo a lixiviación ácida con una solución de lixiviación ácida para producir una solución de cobre y un residuo de lixiviación ácida que contiene el metal precioso.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde, antes de dicha cianuración, el residuo producido por el proceso hidrometalúrgico se somete a flotación para producir un concentrado de flotación que contiene la mayor parte del azufre elemental y la mayor parte del metal precioso y una corriente de escombros de flotación que tiene sólo una fracción menor del azufre elemental y metal precioso, y someter el concentrado de flotación a dicha cianuración.

4. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el proceso hidrometalúrgico comprende oxidación a presión que produce una suspensión de oxidación a presión que se somete a una etapa de separación sólido-líquido para obtener una solución de oxidación a presión y el residuo que contiene el metal precioso y el azufre elemental.

5. El método de la reivindicación 4, en donde la materia prima también contiene cobre, dando lugar a que el residuo de la suspensión de oxidación a presión también contiene cobre, y en donde este primer residuo, antes de dicha cianuración, se somete a lixiviación ácida con una solución de lixiviación ácida para disolver el cobre contenido en el primer residuo para producir una solución de cobre y un segundo residuo, y para minimizar el componente soluble en cianuro del cobre en dicho segundo residuo.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, en donde la oxidación a presión se lleva a cabo a una temperatura y presión elevada en presencia de una solución acuosa que contiene iones haluro.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde dicha oxidación a presión se lleva a cabo de manera continua.

8. El método de la reivindicación 6, en donde los iones haluro comprenden cloruro.

9. El método de la reivindicación 8, en donde la oxidación a presión se lleva a cabo en presencia de unos 4 a 25 g/l de cloruro.

10. El método de la reivindicación 8, que comprende además la etapa de vaporizar instantáneamente la suspensión de oxidación a presión a una temperatura y presión más baja.

11. El método de la reivindicación 10, en donde dicha vaporización instantánea se lleva a cabo de manera continua.

12. El método de la reivindicación 10, en donde la oxidación a presión se lleva a cabo a una temperatura por encima del punto de fusión del azufre elemental y en donde la temperatura más baja a la cual se efectúa dicha vaporización instantánea de dicha suspensión, es inferior al punto de fusión del azufre elemental.

13. El método de la reivindicación 12, en donde la temperatura más baja es de unos 95°C a 102°C.

14. El método de la reivindicación 6, en donde la temperatura elevada está en el intervalo de desde unos 125°C a unos 160°C.

15. El método de la reivindicación 1, en donde el residuo que contiene el metal precioso se somete a dicha cianuración en ausencia de una etapa intermedio de eliminación de azufre.

16. El método de la reivindicación 2 o la reivindicación 5, en donde el cobre se extrae de la solución de cobre mediante extracción con disolvente.

17. El método de la reivindicación 2 o la reivindicación 5, en donde la solución ácida de lixiviación contiene también iones haluro.

18. El método de la reivindicación 17, en donde los iones haluro comprenden cloruro.

19. El método de la reivindicación 18, en donde dicha lixiviación ácida es efectuada en presencia de unos 2 a 10 g/l de cloruro.

20. El método de la reivindicación 2 o la reivindicación 5, en donde la lixiviación ácida es efectuada a una temperatura elevada.

21. El método de la reivindicación 20, en donde la lixiviación ácida se efectúa a una temperatura de unos 40°C a 95°C.

22. El método de la reivindicación 2 o la reivindicación 5, en donde dicha lixiviación ácida es efectuada con un tiempo de retención de unas 0.5 a 4 horas.

23. El método de la reivindicación 2, en donde dicha lixiviación ácida se lleva a cabo con suficiente concentración de ácido de modo que la solución de cobre resultante tiene un pH de unos 0.5 a 1.5.

24. El método de la reivindicación 4, en donde la oxidación a presión se lleva a cabo con suficiente concentración de ácido en la solución de oxidación a presión para producir un pH final de no más de 1, 5, minimizando por ello la formación de minerales de cobre solubles en ácido en el residuo.

25. El método según la reivindicación 24, en donde el pH final está entre unos 0, 5 y 1, 5.

26. El método de la reivindicación 24 o la reivindicación 25, en donde el cobre se extrae de la solución de oxidación a presión por medio de extracción con disolvente antes de dicha cianuración.

27. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 5, en donde dicha cianuración a una presión elevada se efectúa a una temperatura entre unos 5 a 35°C.

28. El método de la reivindicación 1, en donde dicha cianuración se lleva a cabo a una presión de oxígeno elevada en un recipiente a presión con un tiempo de retención de unos 30 a 90 minutos en el recipiente a presión.

29. El método de la reivindicación 1, que comprende además la etapa de mantener una relación de sólido a líquido de unos 100 g/L a 600 g/L durante dicha cianuración.

30. El método de la reivindicación 1, donde dicha cianuración se realiza con suficiente cianuro presente de modo que la solución del proceso siempre contiene una concentración activa de cianuro de al menos equivalente a 500 mg/L NaCN, la concentración activa de cianuro siendo la concentración de cianuro total en solución menos el cianuro requerido para la complejación de cobre soluble en cianuro como el complejo tetraciano, si está presente.

31. El método de la reivindicación 30, en donde la concentración activa de cianuro es equivalente a unos 500 a 2000 mg/L de NaCN.

32. El método de la reivindicación 1, en donde dicha cianuración se lleva a cabo a una concentración de cianuro total equivalente a unos 1000 a 10.000 mg/L de NaCN.

33. El método de la reivindicación 32, en donde la concentración de cianuro total es equivalente a unos 3000 a 4000 mg/L de NaCN.

34. El método de la reivindicación 1, en donde dicha cianuración produce una suspensión de cianuración que contiene complejos de metales preciosos y que comprende además la etapa de someter la suspensión a una separación líquido/sólido para producir un residuo y un líquido que contiene los complejos de metales preciosos.

35. El método de la reivindicación 34, que comprende además el paso de recuperar los metales preciosos de dicho líquido para producir un licor estéril resultante.

36. El método de la reivindicación 35, en donde los metales preciosos se recuperan mediante absorción sobre carbón activado.

37. El método de la reivindicación 36, en donde los metales preciosos se recuperan del carbón activado por elución, extracción electrolítica y refinamiento posterior a lingotes.

38. El método de la reivindicación 37, que comprende además la etapa de retirar el cobre, si está presente, del licor

estéril por acidificación con H2SO4 para disminuir el pH del licor estéril para precipitar el cobre como CuCN y/o 5 CuSCN en fase sólida.

39. El método de la reivindicación 38, que comprende además las etapas de filtrar el CuCN y/o CuSCN sólido del licor estéril y elevar el pH del licor estéril con álcali y posteriormente reciclar el licor estéril a la cianuración.

40. El método de la reivindicación 39, que comprende además la etapa de reciclar el CuCN y/o CuSCN para recuperación de cobre.

41. El método de la reivindicación 39, que comprende además la etapa de dividir una corriente de purga del licor estéril antes de dicha elevación del pH del licor estéril y recuperar cianuro de dicha corriente de purga en forma de una solución de NaCN.

42. El método de la reivindicación 41, que comprende además la etapa de elevar el pH de la solución de NaCN y reciclar la solución de NaCN a la cianuración.

43. El método de la reivindicación 41, que comprende además la etapa de someter la corriente de purga, después de recuperar cianuro de la misma, a la oxidación, por lo que cualquier especie de cianuro de ácido fuerte disociable en la corriente de purga se oxida a cianato.