Способ кучного выщелачивания сульфидныхмедных руд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 0306,77 (21 2488549/22-02 (23 Приоритет - (32) 25, 08. 76 51)М. К . С 22 В 15/08 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ИностранцыВильям фред Риггс, Харри Ричард Дальберг (США),Хайме Велос (Чили) и Джеральд франклин ФауншФейн(ОМА) -:.:(54) СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНЫХ РУД Изобретение относится к гидроме-таллургическому способу переработкимедных руд, в частности к кучномувыщелачиванню сульфидных мерных руд.Известен способ кучного выщелачивания сульфидных медных руд раствором серной кислоты, содержащим ионы .трехвалентного железа, по которомувыщелачиванне ведут раствором, содержащим 0,06 г/л серной кислоты и0,04 г/л ионов трехвалентного железа 11,Недостатками данного способа являются низкий процент иэвлечения.меди и медленное протекание процесса,Цель изобретения - повышение эф,"фективности процесса,Цель достигается тем, что выщелачивание проводят сначала путем насыщения кучи руды концентрированнымраствором, содержащим 100-400 г/лсерной кислоты и 5-50 г/л ионов трехвалентного железа с выдержкой в течение 2-180 дней, затем кУчУ Рудьпровнвают слабым раствором, содержащим 2-50 г/л серной кислоты и 550 г/л ионов трехвалентного железа.Концентрированный раствор серной кислоты подают в,количестве 5-15 отвеса кучи руды. Это позволяет повысить эффектив-ность процесса.Концентрация кислоты ниже 100 г/л Н 50 т, в результате дает очень медленное протекание процесса извлечения, а также очень низкие проценты извлечения. Концентрация кислоты выше 400 ег/л Н 56 т, делает применение такого способа неэкономичным, ввиду увеличения стоимости кислоты.Когда процесс старения или выдержки непродолжительный, двух дней оказывается достаточно для подготовки некоторых руд до состояния извлечения большей части содержащейся в них меди с последующей кислотной проьнвкой, но наиболее характерным будет период выдержки от 5 дней и вплоть до шести месяцев (или еще больше). Короткие периоды выдержки оказываются достаточными, когда руда легко пропитывается койцентрированным раствором, а также когда минералы одновременно относительно хорошо растворимы или реактивны (как это имеет место в случае минералов: хризоколлы, халькоцита; ковеллита и борнита) и при относительно небольших размерах частиц. Более продолжительные периоды выдер 1 кки (вплоть до шести месяцев нли более) могут оказаться необходимымидля эффективной обработюи с подготов-кой относительно массйвных сульфидовили минералов, рассеянных в крепких,по существу неразрушенных породах, ив особенности, когда такие минералымедленно реагируют с концентрированным кислотным раствором (так реагируют: куприт, тенорит, халькопирити энаргит). Для большого количестваруд период выдержки заключен в диапазоне от 10 до 50 дней, что оказывается удовлетворительным.Хотя ионы трехвалентного железанаходятся в концентрированном растворе кислоты до его подачи на отвал,они в некоторых случаях могут бытьполучены или замещены на месте путем бактериального окисления или другого окисления ионов двухвалентногожелеза в обрабатывающем растворе.Промывной раствор, используемыйдля извлечения меди из обрабатынаемойруды н выщелачиваемой куче, являетсяслабым раствором серной кислоты, вкотором дополнительно содержатся ионы трехвалентного железа. Промывнойраствор, первоначально поступающийна обработанную кучу, может содержатьнебольшое количество серной кислотыили совсем не содержать ее, посколькуэтот раствор адекватно подкислен остаточной кислотой, находящейся в руде в результате обработки концентрированным раствором кислоты при выдержке руды, Однако по мере того, какобрабатывающаякислота вымывается изруды, то должно быть введено .достаточное количество кислоты в промывнойраствор для поддержания необходвмойконцентрации кислоты. В большинствеслучаев промывной раствор должен содержать от 2 до 25 г/л НБО .При использовании промывного раствора концентрация ионов трехвалентного железа, присутствующего в этом растворе, должна приближаться к концентрации крепкой кислоты в обрабатывающем растворе. Предпочтительно,концентрация ионов трехвалентногожелеза в промывном растворе должна находиться в диапазоне от 10 до25 г/л. Как и в случае концентрированной кислоты обрабатывающего раствора, ионы трехвалентного железа мо" гут быть получены полностью или чаС- тично в промывном растноре на месте бактериальным или другим окислением содержащихся в этом растворе ионов двухвалентного железа при прохождении этого раствора через отвал.Предложенный способ может быть также применен для выщелачивания руд только окисных медных минералов с использованием концентрированной кислоты и промывного раствора, не содержащего ионов трехвалентного железа.Способ осущестнляется следующим образом.Масса медной руды, содержащая некоторые или нсе рудные минералы в форме сульфидов, выполняется в виде кучи, устроенной для обычного процесса кучного выщелачивания. Это включаетподготовку непроницаемого для растворов слоя значительной площади и последующую укладку руды на этом слоедля ее выщелачивания со складированием руды на определенную глубину,Трубки для распределения раствораустановлены по сетке для выпуска накучу растноров, используемых для ееобработки. Растворы , фильтрующиесячерез кучу, стекают с непроницаемого слоя в бассейн или другой резервуар для сбора раствора, из которого растворы собирают для обработки.Руда, подвергающаяся кучному выщелачиванию, укладывается н кучу на прокладке с соответствующей толщиной 20 слоя. Предпочтительная толщина слоясоставляет 3 м, поскольку при больших толщинах слоя растворы просачиваются вниз через кучу с тенденцией формирования каналов, через которые перепускается значительная часть руды иэ кучи. Однако можно использовать слои и значительно больших тол- щин с условием применения специальных мер предосторожности против возникновенияканалов или с укладкой последовательных слоев в кучу с их растворы могли бы проникать в рудную породу и реагировать с сульфиднымии другими медными минералами, находящимися в этой руде, такое проникновение растворов происходит значительнолегче в случае, когда руда либо тонко раздроблена или размеры ее частиц небольшие.Предлагаемый способ не ограниченсортом обрабатываемой руды, Очень низкосортные руды, которые обычно обрабатывают способом. кучного выщелачивания, могут подвергаться с получением преимуществобработке по пред 60 65 лагаемому способу, аналогичным образом, относительно высокосортные руды,которые экономически рентабельно могут обрабатываться способом пеннойфлотации,можно также обрабатывать свыгодой предлагаемым способом, Сумпоследовательным выщелачиванием. Протяженность прокладки в боковом направлении ограничены только лишь количеством руды, подвергающейся обработке за одну операцию кучного ныщелачивания,Предварительная подготовка рудыдля ее складирования в кучу требуется в саькх минимальных размерах. В 40 некоторых случаях возможно укладывать в кучи руду из отвала рудникав слой нужной мощности. Однако обычно предпочитают провести крупноедробление руды, например до размеров 45 частиц 10 см.Способ требует, чтобы применяемыеФормула изобретения из отвала и прекращаю р цлачивания, когда содержание меди в з 1. Способ кучного выщелачивания этом растворе снижается до 1 г/л или сульфидных медных руд раствором серНачиная с этого момента даль- ной кислоты, содержащим ионы трехваменьше, ачиная с тже за отличающийнейшее проведение промывки может лентного железа,быть нерентабельным. Обычно такие с я тем, что, с целью повышения эфнизкие содержания меди возникают фективности процесса, выщелачивание приблизительно после дне30 ней промяв" 60 проводят сначала путем насыщения кучи ки. Почти во всеХ случаях рях промывка . руды концентрированным раствором, сои о олжается в течение 30 дней и мо- держащим 100-400 г/л серной кислотыо ых сл чаях в течение периода эа с выдержкой в течение - дне вплоть до 90 дней или больше. затем кучк чу руды промывают слабым марное извлечение меди из относительно высокосортных руд (напримерсодержащих 1 меди), приближается кпоказателям извлечения, полученнымпри флотационном обогащении.с последующим выщелачиванием или плавкой5концентратов; таким образом можноустранить эти процессы и большие капитальные расходы, связанные с проведением этих процессов обработки.Когда руда уложена в кучи для выщелачив.ния на прокладке в слой оп, тимальной мощности, то к верхней поверхности слоя устанавливают комплекттрубок, распределяющих раствор. Трубки этого комплекта на оптимальныхинтервалах выполнены с установкойраспылительных сопел, через которыеобрабатывающие растворы могут равномерно разбрызгиваться на верхнюю поверхность кучи. При типичном проведении процесса трубки расположены 20приблизительно на расстоянии 1,829/мдруг от друга с выполнением распылительных сопел на одинаковых расстояниях по длине трубки, таким образом,что руда в куче будет равномерно пропитана обрабатывающими растворами,На первой стадии обработки кучамедной руды в основном насыщается,то есть руда в куче полностью смачивается раствором насыщенной сернойкислоты с содержанием от 100 до400 г/л Н 50 и от 5 до 50 г/л ионовтрехвалентного железа. Затем насыщенную раствором руду оставляют контактировать с концентрированным раствором кислоты в течение значительногопериода времени выдержки (по меньшеймере два дня),К концу периода выдержки или старения руду в куче промывают разбав 40 ленным раствором серной кислоты, содержащим от 2 до 50 г/л Нп 504, и от 5 до 50 г/л ионов трехвалентного железа, Промывной раствор после фильтрации через кучу собирают в резер вуаре, из которого его откачивают и обрабатывают для извлечения содержащейся меди. Промывку продолжают до тех пор, пока медь, содержащаяся в куче, будет почти полностью извлече- яО на. Почти во всех случаях это устанавливают посредством анализа на содержание меди в растворе, удаляемомт и о есс выщеЧтобы получить эффективную промывку и хорошую фильтрацию раствораН 50 через отвал, используют объем 9.ное количество такого раствора, составляющее от 5 до 10-кратного значения объема концентрированной кислоты, используемой для обработки рудыпри ее выдержке. При меньших объемах нет гарантии обеспечения эффективной промывки,П р и м е р , Пробу смешаннойсульфидно-окисной руды весом в 4 тпри поступлении с рудника просеиваютна грохоте и фракцию с размером частиц -10 см выделяют и используют дляпроведения испытаний.Выдержку руды и выщелачиваниепроводят в трубке из поливинилхлорида с внутренним диаметром 29,11 сми длиной 3,2 м, Основание трубчатойколонны устанавливают на перфорированное пластмассовое основание, соединенное с дренажной трубой, подведенной к резервуару для насыщенногометаллом раствора.Руду с размерами частиц -10 смподвергают просеиванию с получениемдвух фракций -5 см и +5 см. Эту операцию проводят для того, чтобы обеспечить подачу к выщелачивающей колонне 40 материаЛа с размерами +5 и60 с размерами -5 см. Вес загрузки,поданной на трубчатую колонну,295,1 кг.Содержание в исходном материале0,782 суммарного содержания медии 0,366 растворимой в кислоте меди.ПроЦесс в трубчатой колонне проводят аналогично кучному выщелачиванию.Количество концентрированногораствора кислоты составляет по весу7 от веса руды. Раствор содержит200 г/л Н 50 и 15 г/л ионов трехвалентного железа. Руду оставляют напериод выдержки в течение 15 дней.После этого периода выдержки рудуподвер ают промывке раствором, содержащим 15 г/л Н 50 и 15 г/л ионовтрехвалентного железа. После 45 днейколонну опорожняют и отбирают пробыдля анализа.Суммарное извлечение меди 82,1к концу 45-дневного периода промывки.850013 Составитель А. ВажинаРедактор С. Патрушева Техред М,Голинка Корректор О. Билаки 4Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и . открытий 113035, Москва, Ж, Рауыская наб., д. 4/5Заказ 6156/83 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород,ул. Проектная, 4 раствором, содержащим 2-50 г/л серной кислоты и 5-50 г/л ионов трехва.леитного железа.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что концентрированный раствор серной кислоты подают 5-15%от веса кучи руды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. РЖ фМеталлургияф, 1966, 10 Г 175.