Método para recuperar cobre de una mena de sulfuro de cobre.

Un método para la lixiviación de cobre de una mena de sulfuro de cobre-pirita,

por el que la mena finamente molida es enviada a una disolución que contiene ácido sulfúrico y hierro, que es oxidado durante la lixiviación, en donde la mena de sulfuro de cobre es molida hasta un grado de finura de 95-100% a 50-150 μm y enviada a una etapa de lixiviación llevada a cabo en reactor cerrado, que ocurre en condiciones atmosféricas y en la que la lixiviación se lleva a cabo con una disolución, cuya concentración de hierro es alrededor de 20-70 g/l, de la que la cantidad de hierro férrico es al menos 10 g/l, la cantidad de cobre en el inicio de la lixiviación 8-12 g/l y la concentración de H2SO4 un mínimo de 20 g/l.

Método para recuperar cobre de una mena de sulfuro de cobre Campo de la invención La invención se refiere a un método por el que se recupera cobre de una mena de sulfuro de cobre que contiene pirita. Según el método la mena se muele finamente y se lixivia en una disolución que contiene ácido sulfúrico en condiciones atmosféricas por medio de hierro trivalente. Según se lixivia el sulfuro de cobre, el hierro trivalente es reducido a divalente y es oxidado de nuevo a trivalente por medio de oxígeno durante la lixiviación. La lixiviación se lleva a cabo en un reactor cerrado, donde el gas no disuelto que surge de la disolución en la sección superior del reactor es circulado de vuelta a la suspensión de la disolución, sólidos y gas. La lixiviación se realiza en presencia tanto de hierro divalente como trivalente, y preferiblemente con el cobre disuelto actuando como catalizador para promover la lixiviación. Las condiciones se ajustan para que sean tales que la pirita esencialmente no se disuelve.

Antecedentes de la invención Una porción significativa de las menas que contienen sulfuro de cobre es mena calcopirítica, CuFeS2, de la que el método de procesamiento más común después del enriquecimiento es fundición pirometalúrgica -colado anódico purificación electrolítica. Hoy en día sin embargo hay interés también en el procesamiento hidrometalúrgico de menas de sulfuro de cobre, por el cual la primera etapa de tratamiento en sí es también comúnmente la formación de un concentrado de flotación, después de lo cual tiene lugar usualmente al menos una etapa de lixiviación del concentrado en condiciones de autoclave. La otra aparición principal del sulfuro de cobre es la calcocita, Cu2S, que se procesa principalmente de la misma manera que la calcopirita. La calcopirita y la calcocita aparecen generalmente en la misma mena, y a menudo la cantidad de calcopirita es predominante.

La lixiviación de minerales que contienen calcopirita y/o calcocita con la ayuda de hierro trivalente en una disolución que contiene ácido sulfúrico se describe p.ej. en las publicaciones de patente internacionales WO 2005/042790 y 2005/005672. En ambos casos la oxidación del hierro divalente formado en la lixiviación a trivalente se realiza en condiciones de autoclave, aunque al menos parte de la lixiviación del concentrado podría ser realizada en condiciones atmosféricas. La disolución de sulfato de cobre formada en la lixiviación es enviada a recuperación de cobre convencional.

Un método para la recuperación hidrometalúrgica de cobre a partir de calcopirita y otros sulfuros se describe en la publicación de patente de EE.UU. 4.115.221. En este método el mineral de sulfuro se muele hasta una finura donde el tamaño de partícula es un máximo de un micrómetro. Los sólidos sulfúricos son lixiviados en una disolución ácida, en la que la cantidad de iones férricos es estequiométricamente suficiente para oxidar el cobre contenido en el material de sulfuro de cobre. Parte del hierro es retirado de la disolución de sulfato de cobre precipitando el sulfato ferroso de ella, después de lo cual la disolución es enviada a electrólisis del cobre. La disolución que sale de la electrólisis, que es diluida en relación al cobre, es enviada a una etapa independiente, en la que el hierro ferroso aún en disolución es oxidado a trivalente antes de enviar la disolución de vuelta a la lixiviación de sulfuro. En el método, la lixiviación y la formación de hierro trivalente usado en la lixiviación tienen lugar en etapas diferentes.

La patente europea EP 815.270 (= WO 09/29439) describe un método para lixiviar minerales sulfúricos, donde el mineral también contiene hierro. Según el método, el mineral se muele hasta una finura donde el P80 es 20 micrómetros o menos. La lixiviación tiene lugar por medio de hierro férrico y ácido sulfúrico en un reactor abierto, y se alimenta oxígeno al reactor para oxidar el hierro ferroso formado en la lixiviación del sulfuro de nuevo a hierro férrico. Todos los ejemplos en la publicación describen el tratamiento del concentrado de flotación. La disolución de sulfato de cobre formada en la lixiviación es enviada a extracción convencional y electrodeposición.

Se considera que el inconveniente de los dos últimos métodos atmosféricos descritos anteriormente es el hecho de que, para que la lixiviación tenga éxito, el mineral tiene que ser molido muy fino, lo que consume energía y eleva por tanto los costes de molienda. Además, se puede decir del último método que con la oxidación en un reactor abierto tiene que ser alimentado un exceso de oxígeno, porque no puede ser llevado todo de vuelta a la circulación.

Propósito de la invención El propósito de la invención es eliminar las desventajas de los métodos presentados anteriormente. Se alimenta una mena que lleva sulfuro de cobre y que contiene pirita a la lixiviación en una forma considerablemente más basta que la descrita anteriormente, ahorrando de este modo costes de molienda. La lixiviación de la mena y la oxidación del hierro ferroso a hierro férrico tiene lugar con la ayuda de oxígeno en la misma etapa en reactores cerrados en condiciones atmosféricas, con lo que la eficacia del oxígeno se hace más alta que en un reactor abierto. Se usa una disolución ácida que contiene hierro para la lixiviación de la mena, que además de hierro ferroso y férrico también incluye cobre, que actúa como catalizador para promover la lixiviación.

Compendio de la invención Los rasgos esenciales de la invención se harán evidentes en las reivindicaciones adjuntas.

La invención se refiere a un método para lixiviar cobre de una mena de sulfuro de cobre que contiene pirita, por el que una mena finamente molida es lixiviada en una disolución que contiene ácido sulfúrico y hierro en una única etapa. El tamaño de grano de la mena es del orden de 95-100% de 50 a 150 μ. Se alimenta oxígeno a la etapa de lixiviación, y la lixiviación se realiza en un reactor cerrado en condiciones atmosféricas con una disolución que tiene una concentración de hierro de alrededor de 20-50 g/l, de la que la cantidad de ión férrico es al menos 10 g/l y la cantidad de cobre en el inicio de la lixiviación es 8-12 g/l.

Lista de dibujos Se muestra un diagrama de flujo del método acorde con la invención en la Figura 1.

Descripción detallada de la invención El método acorde con la invención es particularmente adecuado para la lixiviación de una mena de sulfuro de cobrepirita de tipo calcocita, aunque por supuesto también puede ser adaptado para la lixiviación de otras menas de sulfuro. El método se describe más adelante con referencia a la Figura 1. El propósito en el método es lixiviar mena de sulfuro en particular sin pretratamiento de enriquecimiento. Las condiciones de la etapa de lixiviación 1 se ajustan para que sean tales que se disuelva una parte tan pequeña como sea posible de la pirita contenida en la mena. La mena se muele para la lixiviación hasta un tamaño de grano de 95-100 % de 50 a 150 micrómetros para que contenga tan poco como sea posible de las fracciones más finas. La mena molida es alimentada al primer reactor de lixiviación. El número de reactores en serie en la etapa de lixiviación puede variar según la necesidad, pero tanto la lixiviación de la mena como la oxidación del hierro ferroso a hierro férrico tienen lugar durante la misma etapa.

Se producen típicamente las siguientes reacciones en la lixiviación de la mena de sulfuro de cobre:

Cu2S + 2 Fe2 (SO4) 3 â 2 CuSO4 + S + 4 FeSO4 (1)

CuS + Fe2 (SO4) 3 â CuSO4 + S + 2 FeSO4 (2)

S + 3 Fe2 (SO4) 3 + H2O â 6 FeSO4 + 4 H2SO4 (3)

FeSO4 + H2SO4 + Â O2 â Fe2 (SO4) 3 + H2O (4)

FeS2 + H2O +3Â O2 â FeSO4 + H2SO4 (5)

Se usa una disolución para lixiviar mena de sulfuro de cobre con una concentración de ácido sulfúrico de al menos 20 g/l, preferiblemente 70-95 g/l. El hierro total en disolución es 20-70 g/l, donde la cantidad de hierro trivalente es al menos 10 g/l, la relación Fe3+/Fe2+ se ajusta preferiblemente a la región de 0, 5-1, 2 y la cantidad de cobre disuelto alrededor de 8-12 g/l en el inicio de la lixiviación. Preferiblemente la disolución es rafinado de la etapa de extracción, a partir de la cual la mayoría del cobre ha sido retirada. Cuando la disolución usada en la lixiviación es del tipo descrito anteriormente, se ha encontrado que las reacciones 1, 2 y 4 proceden casi al 100%, pero la reacción 3 sólo alrededor de 5% y la reacción 5 (disolución de la pirita) alrededor de 3%. Como puede verse a partir de las reacciones anteriores, el ácido sulfúrico es generado sólo en la reacciones 3 y 5 y todo el resto del azufre es recuperado... [Seguir leyendo]

1. Un método para la lixiviación de cobre de una mena de sulfuro de cobre-pirita, por el que la mena finamente molida es enviada a una disolución que contiene ácido sulfúrico y hierro, que es oxidado durante la lixiviación, en donde la mena de sulfuro de cobre es molida hasta un grado de finura d.

9. 100% .

5. 150 μm y enviada a una etapa de lixiviación llevada a cabo en reactor cerrado, que ocurre en condiciones atmosféricas y en la que la lixiviación se lleva a cabo con una disolución, cuya concentración de hierro es alrededor d.

2. 70 g/l, de la que la cantidad de hierro férrico es al menos 10 g/l, la cantidad de cobre en el inicio de la lixiviación 8-12 g/l y la concentración de H2SO4 un mínimo de 20 g/l.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que la temperatura de la etapa de lixiviación e.

8. 95º C.

3. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que se alimenta oxígeno a la etapa de lixiviación.

4. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que la relación Fe3+/Fe2+ de la disolución que entra en la lixiviación se ajusta a la región de 0, 5-1, 2.

5. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el potencial de oxidación-reducción en el final de la etapa de lixiviación se ajusta para que se.

45. 550 mV frente a Ag/AgCl.

6. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que la disolución acuosa rica en cobre (PLS) que sale de la etapa de lixiviación es enviada a extracción líquido-líquido de dos etapas, en la que el rafinado de la primera etapa es recirculado en gran medida de vuelta a la lixiviación de la mena de sulfuro de cobre.

7. Un método según la reivindicación 6, caracterizado por que antes de la extracción líquido-líquido la disolución acuosa rica en cobre se enfría.

8. Un método según la reivindicación 7, caracterizado por que se retiran yeso y arseniato férrico de la disolución acuosa rica en cobre en conexión con el enfriamiento.

9. Un método según la reivindicación 7, caracterizado por que la capacidad térmica de la disolución acuosa rica en cobre es explotada para calentar la disolución, es decir, el rafinado, que entra en la etapa de lixiviación.

10. Un método según la reivindicación 6, caracterizado por que más del 90% del rafinado de la primera etapa de extracción es recirculado a la lixiviación del sulfuro de cobre y el resto es enviado a la segunda etapa de extracción.

11. Un método según la reivindicación 10, caracterizado por que el rafinado al ser enviado a la segunda etapa de extracción es sometido a neutralización de su contenido de ácido sulfúrico d.

6. 70 g/l hasta un valor de pH de 1, 61, 8 para neutralizar el ácido en la disolución.

12. Un método según la reivindicación 11, caracterizado por que la neutralización se realiza por medio de cal o piedra caliza.

13. Un método según la reivindicación 8 ó 10, caracterizado por que la concentración de cobre del rafinado II que sale de la segunda etapa de extracción es alrededor de 0, 5 g/l.

14. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de lixiviación de la mena se realiza en varios reactores cerrados conectados en serie, en los que un gas que contiene oxígeno es alimentado por debajo del elemento de mezcla del reactor y donde dichos reactores están equipados con deflectores.

15. Un método según la reivindicación 14, caracterizado por que la temperatura de los reactores es ajustada indirectamente por medio de un agente alimentado dentro de los deflectores.

16. Un método según la reivindicación 14, caracterizado por que los reactores de la etapa de lixiviación están equipados con un elemento de mezcla, que está compuesto de dos mezcladores situados en el mismo eje a fin de formar una suspensión de sólidos, líquido y gas.