用于在使用硅酸盐的金属硫化物的常压浸出期间控制起泡的系统和方法技术方案

公开了在金属硫化物的常压或基本常压浸出期间控制起泡的方法。在一些实施方式中，该方法可以包括以下步骤：(a)经由浮选生产金属硫化物精矿；(b)经由浮选生产尾矿流；和(c)将部分或所有所生产的尾矿流转移到常压或基本常压的硫化物浸出回路。还公开了金属回收流程图。在一些实施方式中，金属回收流程图可包括单元操作，其包括：(a)包括浮选回路的硫化物浓缩器，所述浮选回路生产金属硫化物精矿流和尾矿流；和，(b)常压或基本常压的金属硫化物浸出回路。硫化物浓缩器可以经由所述金属硫化物精矿流和所述尾矿流两者可操作地连接至常压或基本常压的金属硫化物浸出回路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年8月27日提交的共同未决的美国临时专利申请No.62/042,414的优先权，该美国临时专利申请的标题为“SYSTEMANDMETHODFORCONTROLINGFRINGHINGDURINGFILESPHERICLEACHINGOFMETALSULPHIDESUSINGSILICATES”，通过引用其全部内容并入本文用于任何和所有目的，如同在本文完全阐述。
本专利技术的实施方式涉及用于改进从金属硫化物矿石中提取金属价值的设备和/或方法。具体地，公开了使用硅酸盐减轻和/或控制起泡的系统和方法。还公开了用于在金属硫化物精矿的浸出期间增加在常压或基本常压浸出回路中的回收的系统和方法。
技术介绍
目前和过去的常压金属硫化物浸出方法可能由于浸出回路中泡沫随时间的形成或积聚而受到阻碍。例如，泡沫可在浸出反应器的顶部附近积聚，并且因此，部分待浸出的金属硫化物精矿可从浸滤剂中移出并因此可能与浸滤剂失去接触。因此，金属硫化物精矿内的一些研磨硫化物颗粒可能不能暴露于浸滤剂达到完全浸出发生所需的预定停留时间。从浸滤剂中移出的泡沫内容物(contents)含有未浸出或部分未浸出的颗粒并不罕见。这种结果降低了整体浸出回收，和/或可能将包含在泡沫内的漂浮颗粒的实际浸出停留时间降低至低于实现完全金属溶解(例如，完全铜溶解)所需的时间。简言之，常规的常压金属硫化物浸出可能被泡沫的形成阻碍。在不限制本公开的范围的情况下，本领域技术人员将理解，本文所使用的术语“常压(atmospheric)”或“基本常压(substantiallyatmospheric)”可以包括浸出回路中可以忽略不计对高于环境压力的整体使用有贡献的系统或装置。例如但不限于，开放式搅拌反应器和可加压的封闭式搅拌反应器可以存在于根据一些实施方式的常压或基本常压的浸出回路中，但不限于此。在不偏离本专利技术的意图的情况下，反应器顶部空间可以是常压或者可选择地加压至高于环境压力以控制顶部空间气体组成。压力可以通过温度或通过高于环境压力的施加气体压力控制。如将在下文所描述的，在一些优选实施方式中，大多数浸出可以在大气压力条件下发生，并且在高于常压情况下可发生量少得多的浸出。在一些优选的实施方式中，金属硫化物颗粒的大部分浸出停留时间可在大气压力条件下发生，并且金属硫化物颗粒的最小量的浸出停留时间可在高于大气条件下发生。例如，在一些非限制性的实施方式中，浸出反应器202(诸如图2所示的)，可包括一个或多个开顶式常规搅拌釜反应器(CSTRs)和任选的擦洗机(212)(诸如图2所示的)，可包括一个或多个被配置为加压的、接收氧气和/或容纳研磨介质的封闭式搅拌介质反应器，但不限于此。在一些实施方式中，任选的擦洗机(212)，诸如图2所示的，可以包括一个或多个封闭式高剪切搅拌反应器，其被配置为加压的、接收氧气和/或使用一个或多个高剪切叶轮在待浸出的精矿颗粒之间提供剪切，但不限于此。在一些实施方式中，一个或多个高剪切叶轮可以选自：Cowles分散机叶片、锯片混合叶轮、分散叶片、锯齿分散叶片、成角度的齿叶、超剪切分散叶片、高流动分散叶片及其组合，但不限于此。含金属硫化物的矿石的加工和提纯涉及各种单元操作，包括但不限于压碎、研磨和泡沫浮选。在浮选过程中，表面活性试剂通常用于选择性地改变硫化物矿物表面的润湿特性，以促进其与脉石矿物的分离。表面活性剂改性的颗粒由于它们从矿物浆料到泡沫的选择性分配而被分离和回收。当向浮选池中的含矿物浆料通气时，表面改性的颗粒具有附着到气泡的倾向，并且由于浮力升高，产生浓缩在搅拌的矿物浆的表面上的矿化泡沫。各种类型的泡沫浮选试剂通常用于矿物分离，包括促集剂(collector)、起泡剂、活化剂和抑制剂。稳定泡沫的外观通常是界面活性的最终结果，并涉及表面活性物质诸如表面活性剂(即，两亲性分子)和另外地，或可选地，表面是两亲性的颗粒的作用。有利于两亲性物质的吸附在液体/气体界面的条件或现象通常将促进泡沫稳定性和起泡。因此，由具有较强的水结构影响(即，正水化)诸如SO42-的离子组成的电解液可能会促进起泡，而较弱地影响水结构的离子(即，负水化)，诸如HSO4-和SO3-，促进起泡的可能性较小。另外，高压抑制起泡，而大气压力或低于大气压力有利于其形成。虽然稳定泡沫的产生在泡沫浮选过程中在矿物颗粒从脉石的选择性分离和回收中是有利的，但是在常压浸出过程中出现稳定的泡沫仍然是有问题的。已经提出了现有技术的系统和方法来处理这个问题，但是它们产生了它们自己的意外的问题。因此，需要新的改进的系统和方法来克服这些问题。在硫化铜精矿的湿法冶金加工中，铜精矿通常分散在酸性硫酸铁浸出液中以使矿物颗粒中所含的铜溶解。浸出工艺产生富浸出液(PLS)，然后通常通过溶剂萃取(SX)工艺处理以分离和回收其中溶解的铜。SX工艺之后是电解沉积，以便产生高纯度铜阴极。在一些现有技术的浸出工艺(例如，US-5,993,635)中，浮选精矿首先经受超细研磨，然后直接在常压条件下进行氧化浸出。在这些方法中，铜在低于水的沸点的温度下从含铜矿物中溶解。虽然可能存在局部、瞬态加热到100℃或略高(由于放热的化学反应)的温度，但由于系统处于大气压力的事实，浆料温度固有地受到限制。此外，在预浸出超细研磨过程中，必须消耗大量能量，以便将浮选精矿中的颗粒尺寸分布减小到小于20微米，低至5微米的P80。通常使用氧化剂诸如铁离子以促进铜溶解反应。在该化学反应的过程中，氧化剂(即，三价铁离子)从三价铁氧化态还原为二价铁氧化态。为继续该过程直到从矿物颗粒中回收大部分铜，将氧气或空气喷射到搅拌反应器中，以将产物亚铁离子连续氧化回+3三价铁氧化态。在黄铜矿溶解的情况下，认为三价铁离子经由以下反应实现铜的浸出：CuFeS2+4Fe3+＝Cu2++5Fe2++2So相信经由以下反应进行三价铁氧化剂的同时再生和电中性的维持：4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O因此，在黄铜矿的浸出期间消耗酸。对于其它金属硫化物(包括铜、锌、铁、锰、镍、钴等)的浸出，已知类似的反应，其中铁离子作为氧化剂。在常压浸出过程期间，由于所采用的温度和氧气压力，产生结晶相和/或固相元素硫(S0)作为反应产物。因为涉及的温度低于元素硫的熔融温度，因此硫在含铜矿物颗粒的表面上呈现为结晶相和/或固相。在浸出过程的初始阶段期间，由于疏水性硫产物的出现，含铜矿物颗粒的表面变成两亲性的。随着浸出过程的进行，元素硫的持续积累导致含铜颗粒的表面变得疏水。在浸出过程的早期阶段，精矿内的超细颗粒尺寸、高表面积和颗粒表面的两亲性质的组合导致形成稳定、高度矿化的泡沫。结果，捕集在泡沫中的矿物颗粒明显不太可能完全浸出。在浸出过程的后期阶段，累积的元素硫也可作为物理屏障(即，矿物颗粒钝化)，从而抑制铜从矿物颗粒中的持续溶解。在现有技术的方法中，浮选试剂的存在有助于在金属硫化物的常压浸出过程中过度起泡的问题。这种现象导致含金属的颗粒(例如含铜颗粒)从浸出液中分离出来并在泡沫层中浓缩。这种物理分离可导致从浸出溶液中除去颗粒，从而减缓或抑制铜溶解过程。在极端情况下，特别是在溶解速率需要快速氧化的情况下，起泡可能如此剧烈，使得难以将颗粒保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在金属硫化物的常压或基本常压浸出期间控制起泡的方法，所述方法包括：(a)经由浮选生产金属硫化物精矿；(b)经由浮选生产尾矿流；和，(c)将部分所述所生产的尾矿流转移到用所述金属硫化物精矿进料的常压或基本常压的硫化物浸出回路；其中所述常压或基本常压的硫化物浸出回路保持在低于元素硫(S0)的熔点的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.27 US 62/042,4141.一种在金属硫化物的常压或基本常压浸出期间控制起泡的方法，所述方法包括：(a)经由浮选生产金属硫化物精矿；(b)经由浮选生产尾矿流；和，(c)将部分所述所生产的尾矿流转移到用所述金属硫化物精矿进料的常压或基本常压的硫化物浸出回路；其中所述常压或基本常压的硫化物浸出回路保持在低于元素硫(S0)的熔点的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述将部分所述所生产的尾矿流转移到常压或基本常压的硫化物浸出回路的步骤包括向在常压或基本常压的硫化物浸出回路中提供的至少一个浸出反应器和/或至少一个擦洗机给料的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述尾矿流包括以下中的一种或多种：石英、铝硅酸盐、页状硅酸盐(包括绿泥石、高岭石、蒙脱石、坡缕石、滑石、蛭石)、云母(包括黑云母、白云母、金云母)、长石、沸石、硅藻土及其各种组合。4.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：(d)减少所述金属硫化物精矿在常压或基本常压的硫化物浸出回路中的浸出时间，而不会不利地影响自所述金属硫化物精矿的金属回收。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述减少所述金属硫化物精矿在所述常压或基本常压的硫化物浸出回路中的浸出时间的步骤包括实现金属自所述金属硫化物精矿的大于95％的回收的浸出时间小于5小时。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述减少所述金属硫化物精矿在所述常压或基本常压的硫化物浸出回路中的浸出时间的步骤包括实现金属自所述金属硫化物精矿的大于95％的回收的浸出时间介于2.5至4小时。7.一种金属回收流程图，其包括单元操作，所述单元操作包括：(a)包括浮选回路的硫化物浓缩器，所述浮选回路生产金属硫化物精矿流和尾矿流；和(b)在低于元素硫(S0)的熔点的温度下操作的常压或基本常压的金属硫化物浸出回路；其中所述硫化物浓缩器经由所述金属硫化物精矿流和所述尾矿流两者可操作地连接至所述常压或基本常压的金属硫化物浸出回路；和其中所述尾矿流作为泡沫减轻剂提供。8.根据权利要求7所述的金属回收流程图，其中所述常压或基本常压的金属硫化物浸出回路包括一个或多个浸出反应器，并且包含在所述尾矿流中的硅酸盐被供应至所述一个或多个浸出反应器。9.根据权利要求8所述的金属回收流程图，其中所述常压或基本常压的金属硫化物浸出回路包括一个或多个擦洗机，并且包含在所述尾矿流中的硅酸盐被供应至所述一个或多个擦洗机。10.根据权利要求9所述的金属回收流程图，其中所述一个或多个擦洗机与所述一个或多个浸出反应器串联设置。11.根据权利要求9所述的金属回收流程图，其中所述一个或多个擦洗机与所述一个或多个浸出反应器并联地设置。12.根据权利要求9所述的金属回收流程图，其中至少一个擦洗机由至少两个浸出反应器共用。13.根据权利要求8所述的金属回收流程图，其中包含在所述尾矿流中的所述硅酸盐包括以下的一种或多种：石英、硅铝酸盐、页状硅酸盐(包括绿泥石、高岭石、蒙脱石、坡缕石、滑石、蛭石)、云母(包括黑云母、白云母、金云母)、长石、沸石、硅藻土及其各种组合。14.一种在金属硫化物的常压或基本常压浸出期间控制起泡的方法，所述方法包括：(a)经由浮选生产金属硫化物精矿；(b)生产原矿(ROM)材料流；和，(c)将部分所述原矿(ROM)材料流转移到用所述金属硫化物精矿进料的常压或基本常压的硫化物浸出回路。15.根据权利要求14所述的方法，其中将部...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ查伊科，F巴克泽克，T沃尔特斯，SS罗克斯，G罗伊，C埃扎吉尔，
申请(专利权)人：FL史密斯公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK