從混合氧硫化物銅礦石中回收金和銅的方法
2023-05-23 15:48:36
從混合氧硫化物銅礦石中回收金和銅的方法
【專利摘要】本發明涉及一種從含金的源自混合氧化物－硫化物銅礦體的銅礦石中通過一系列浮選步驟回收金和銅的方法。更具體地說，本發明涉及一種金和銅的回收方法，其中對從混合氧化物－硫化物銅礦體，和/或其銅浮選副產品所獲得的含金礦石在脫水後進行至少一次浮選步驟。尤其是，它可以從斑巖和其他混合礦床的氧化區域回收銅和金。同樣地，本方法可以從常規方法中無法進一步處理的尾料和掃選精礦中回收銅和金。
【專利說明】從混合氧硫化物銅礦石中回收金和銅的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種從由混合氧化物硫化物銅礦體中獲得的含金銅礦中通過一系列浮選步驟回收金和銅的系統。更具體地說，本發明涉及一種回收金和銅的系統，其中從混合氧化物硫化物銅礦體中獲得含金礦石、和/或其銅浮選副產品，是由脫水步驟之後至少一個浮選步驟決定的。特別是，它從斑巖的氧化區域以及其他巖石礦床中回收銅和金。同樣，本發明的工藝使得在傳統工藝無法用於進一步處理的殘渣和掃選精礦可以回收出銅和金。
【背景技術】
[0002]斑巖銅礦藏相對於混合金屬礦藏中的其他金屬而言佔據著主導地位，其包含鐵氧化物銅金礦床(IOCG)和火山塊狀硫化物礦床(volcanogenic massive sulfidedeposits)。斑巖銅礦床的例子包括發現在薩爾瓦多、智利、Bingham和猶他的礦床。美國亞利桑那州的銅礦，包括 Bisbee, Tiger, Tombstone, Morenci, Mammoth 以及 Ajo, Arizona的礦藏，都是斑巖銅硫化物浸入的次生富化作用(supergene enrichment)和熱液蝕變(hydrothermal alteration)所導致的結果。
[0003]可進行露天開採(strip mining)的斑巖型銅礦石礦床通常包括一主要由含有少量金的銅硫化物構成的主區域，一主要由也含有少量金的氧化銅礦物質構成的覆蓋層或次區域，中間為過渡區域。
[0004]位於地下水界面的淺生富集區域的銅硫化物，通常認為是礦物質中經濟效益較高的重要類別。礦床表面或表面附近的銅氧化物本身則經常不認為是非常有利可圖的，其重要性僅僅在於它們向採礦 者指明了其下的淺生富集區域。
[0005]據估計，世界上約85%的銅礦源以硫化物礦石的形式存在，剩餘的15%的礦源以氧化物礦石的形式存在。
[0006]這些斑巖銅礦床含有其他有價值的金屬和礦物質，例如金和銀。2004年，賓漢峽谷礦廠產出了超過17麗噸的銅，23麗盎司的金，190麗盎司的銀以及850麗磅的鑰。其中金和銀為在提純銅時去除的雜誌。
[0007]與對傳統的浮選過程產生反應的主區域不同，次區域(銅氧化物區域或者含有銅副產品的區域)金屬回收主要限於適用酸法堆浸(acid heap leaching)提取銅中可溶解於酸的成分。在此過程中，採得的礦石碾成小的碎塊，堆積在無法滲透的塑料和/或粘土過濾襯墊上，其可以用過濾溶液澆灌，例如硫酸，以溶解有價值的金屬。常常使用噴灑或者滴灌的方式，以儘量減少蒸發。然後溶液從堆中過濾，並濾出溶於酸的銅礦物質。這一過程可能需要持續數周。隨後收集到含有被溶解金屬的過濾溶液，留下充滿酸溶液的含金殘餘物。
[0008]上述方法的缺陷在於次區域(主要是銅氧化物)礦石中的金成分實際上沒有得到回收，而其中的金通過其他方式進行回收則顯得不經濟，從而只能成為廢物。除了這個缺陷以外，該方法由於使用酸從而對環境影響很大，相應的補救費用非常昂貴。除此以外，回收銅所需的保存和處理時間過長以及過濾墊需要的面積也構成了其缺陷所在。
[0009]現有技術中提出了用於銅氧化物礦石的浮選方法，例如用黃酸鹽促集劑浮選的硫化法。但是，這些方法都有缺陷。例如，在硫化過程中，很難控制硫化劑及其釋放的刺激性氣味。而且，使用硫化物會降低金成分的價量，並阻礙它們被浮選出來，從而給回收過程帶來困難並提高其成本。
[0010]不經硫化的氧化銅浮選工藝所需的浮選促集劑包括有機絡合劑、脂肪酸、脂肪胺和石油磺酸鹽。但是，由於這些浮選促集劑缺乏選擇性，導致它們在此領域並不十分成功。雖然也提出了其他的試劑/捕獲劑，但都給氧化物的浮選工藝的成本帶來顯著的影響。
[0011]常規的浮選促集劑，例如黃酸鹽(xanthates),在氧化表面無法有效使用。硫磺浮選促集劑，例如黃酸鹽，為最常見的浮選促集劑。但是，它們對硫化物礦石具有高度的選擇性，而且它們於硫化物表面發生化學反應，並且它們對於普通的非硫化物礦石，例如氧化物或氧化銅硫化物礦石，沒有親和力。關於將黃酸鹽與其他捕獲劑進行結合，已進行過相關研究。
[0012]例如，美國專利US4，022，686提供了一種針對硫化銅和氧化銅礦石和針對銅熔爐礦渣的浮選工藝，其中在地礦石中加入苯並三唑或烷基苯並三唑以作為催化劑，然後加入一個或多個浮選促集劑，選自由黃酸鹽、二硫代磷酸鹽、硫代氨基甲酸脂、二硫代氨基甲酸鹽、硫醇和二黃原酸和進一步地，如果必要，可以加入例如為煤油、輕油、船用油或石油潤滑劑作為助催化劑(promoter)以改善銅礦石或銅熔爐礦洛浮選的回收。加入了苯並三唑或烷基苯並三唑的氧化物礦石的調節宣稱比硫化工藝具有更高的銅回收率。但是，這種方法僅適合高層級的礦石。
[0013]GB2029274A和GB20096262也公開了通過對碾碎礦石進行泡沫浮選並分別使用二巰基芳胺和鄰羥基苯基肟作為浮選促集劑從含有金屬或者含有以金屬硫化物和/或氧化物形式存在的金屬礦石中回收出金屬精礦(concentrate)的其他方法。這兩種方法對於含有一種或多種金屬 的礦石應用有限，這些金屬即銅、鋅、鉬、鑰、鎳、鉛、銻砷、銀和金。
[0014]對於金的回收，最常用的工藝為氰化物濾取，使用氰化物溶解金。當礦石中的金與硫化物礦石緊密相關時，通常會使用泡沫浮選法。對含金礦石使用直接氰化法會產生數噸含有氰化物的礦石廢料，從而對環境產生威脅。
[0015]美國專利US4, 710, 361公開了一種用氫硫基-脂肪酸(sulfhydric-fattyacid)在pH值為5~8之間的浮選法從金礦石/氰化法殘洛中回收金的工藝。同樣，W02009/072908提供了另一種回收金的方法，通過從原始粘土中分離出沙、從次級粘土中進一步回收出沙並且使用氫硫基=脂肪酸浮選促集劑在pH值為6~8之間對沙組分進行處理。但是，這些方法僅僅適用於金的回收。
[0016]現有技術中提及的上述缺陷或問題可以通過本發明予以解決。
【發明內容】
[0017]本發明提供了一種回收金和銅的系統，其中從混合氧化物-硫化物銅礦體和/或其銅浮選副產品所獲得的含金礦石在脫水步驟後經歷一系列的協調(coordinated)浮選步驟，以預選出銅和金，然後濾去其中所含的銅成分以及從含金的可溶於酸的銅礦石中的金屬金。
[0018]根據其中一個實施例，源自於混合氧化物一硫化物銅礦體的含金礦石在經過碾碎、篩選、研磨至適合進行礦石解析的特定尺寸後，使用黃酸鹽作為浮選促集劑進行銅浮選步驟。銅浮選所產生的銅浮選副產品在通過脫水回收銅和金之後至少要經歷一次使用黃原酸-脂肪酸結合進行的浮選步驟。在傳統的濾取步驟之前進行的預選工藝，降低了富含金的銅精礦的量，這就使得進行酸濾取時不影響金屬的回收。在用酸濾取階段，銅浮選步驟所產生的殘渣與含有可溶於酸的銅成分的最終金精礦進行混合，以去除可溶於酸的銅，包括其氧化物，同時在固體一液體分離之前降低其含量。
[0019]本發明的另一實施例提供了一種回收銅和金的工藝，其中源自混合氧化物一硫化物銅礦體的礦石在經過碾碎、篩選、研磨至合適尺寸並脫水後，經歷至少一次使用黃原酸脂肪酸結合進行的浮選步驟。在固體一液體分離之前，對銅一金精礦進行酸濾取。
[0020]在兩個實施例中，較清潔的殘渣和清除劑精礦都可以進一步回收利用或處理，以回收剩餘的金和銅成分。
[0021]相應的，本發明的一個或多個方面的優點如下:
[0022]a)金與銅一起回收，而不是浪費在最終的殘渣裡面；
[0023]b)富含金的氧化銅精礦的量縮小，因此，濾取所需使用的酸顯著減少；
[0024]c)同時，濾取時間也從數周縮減至數小時，並且不再需要濾取墊；
[0025]d)殘餘在清除劑精礦和銅浮選殘渣中的金和銅可以高效回收，以及；
[0026]e)廢料和酸材料的用量也顯著減小，相比現有技術中初始礦石需要100%進行化學處理而言，本發明僅有10%的初始礦石要進行化學處理，因此降低了對環境的危害。
[0027]本發明的上述特徵和優點通過參考附圖、具體描述和實施例可以更好地理解。同時，應當理解描述本發明的特定工藝僅僅是示例性的，不應理解為對本發明的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】`
[0028]在本發明所附附圖顯示了本發明的實施例，其中可以看出本發明的新特徵和優
佔-
^ \\\.[0029]附圖1顯示了本發明的金和銅回收系統的示意圖。
[0030]附圖2顯示了本發明的金和銅回收系統一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]本發明提供了一種回收金和銅的系統，其中從混合氧化物-硫化物銅礦體和/或其銅浮選副產品中獲得含金礦石，在脫水步驟後至少要經歷一次使用脂肪酸-黃原酸結合作為浮選促集劑/助催化劑的一個浮選步驟，以將金和銅回收為精礦。
[0032]本系統可用於高級別或低級別礦石。所述系統可應用於金含量低至0.2gm/MT的含金混合氧化物一硫化物銅礦石和金含量低至0.lgm/MT的銅浮選副產品。
[0033]在浮選之前，脫水是很重要的一個步驟。對理想的礦物質進行浮選所能達到的程度取決於多種因素，例如浮選促集劑、發泡劑、催化劑、PH值、例如進料速率、礦物學、顆粒尺寸、礦漿密度、溫度和其他參數等的操作元素。但是，使用脂肪酸試劑輔助浮選時，浮選促集劑附著於有價值礦物質(valuable minerals)的程度受到試劑「塗附」在有價值礦物質表面的強度的控制。這種強度的調節可以通過在含水的所述浮選促集劑中提高固體在攪動的固體懸浮液(stirred suspension)中的百分比。提供高固體物百分比的另一個優點為能提供一種使選出的有價值礦物質聚集的手段，以作為浮選動力學的輔助。換言之，在發生聚集時所選的礦物質在浮選中附著在氣泡上的比率提高了，因為聚集實際上提高了有價值金屬和氣泡之間接觸的成功率。
[0034]附圖1揭示了上述工藝的一個實施例。源自氧化物一硫化物銅礦體的含金礦石經過使用本領域技術人員熟知的常規手段，例如但不限於使用碾壓機及研磨機碾壓、篩選、研磨至適當尺寸，優選為100目(mesh)。然後，該基礎材料至少經歷一步、優選兩步的pH值為大約7至大約8之間特定反應時間的銅浮選過程，優選5~20分鐘之內的調節(conditioning)以及5~20分鐘之內的浮選,更優選為5分鐘調節以及5分鐘浮選,使用黃酸鹽作為浮選促集劑，用量為約0.1至約0.21bs./T的進料量。
[0035]所述銅浮選所得到的粗精礦需要進一步經過研磨以及至少一步、優選2~3步的PH值在約10~約11之間的更為清潔的浮選步驟，優選通過常規手段，例如但不限於泡沫浮選，以獲得最終的銅精礦和清潔尾料(cleaner tails),而掃選精礦(scavengerconcentrates)需要重複經過銅浮選循環。從粗精礦中分離出來的清潔尾料繼續進行酸濾取。
[0036]銅浮選步驟所得到的銅副產品經過脫水，以及隨後的5分鐘調節(conditioning)步驟，接下來在PH值約5至約7之間、優選pH值為5，以及特定的浮選時間，浮選時間優選在5~10分鐘,使用脂肪酸-黃酸鹽(fatty acid_xanthate)的試劑組合作為銅副產品中金的浮選促集劑或助催化劑來進行浮選。脂肪酸-黃酸鹽試劑組合可以含有約0.5至約21bs/T的脂肪酸和約0.1至約0.21bs/T的黃酸鹽。銅副產品經歷至少一次浮選過程，優選為兩次。
[0037]合適的脂肪酸浮選促集劑選自含有8~20個碳原子的脂肪酸，優選選自由羊脂酸(caprylic)、羊酸(capric)、油酸(oleic)、亞油酸(linoleic)、亞油以及花生四烯酸(linoleic and arachidonic acids)。
[0038]黃酸鹽可以為市場上較為常見的戊基黃酸鈉鹽或異丁基黃酸鈉鹽。
[0039]在浮選步驟中還可以添加適當的發泡劑，例如燃油或者其他油類。
[0040]源自所述銅副產品浮選步驟的粗產品然後經過再研磨至約200目，然後進一步進行至少一次，優選二次PH值在約4至約6的清潔浮選步驟，以分離出最終銅一金精礦。掃選精礦，與脫水後的銅浮選副產品一起，經歷浮選循環。
[0041]最終的銅一金精礦與銅浮選後的粗精礦經歷清潔浮選步驟後獲得的清潔尾料一起，接下來進行酸濾取，優選使用pH值為約I至約2之間的硫磺酸(sulfuric acid),直到在2 — 5小時內完成濾取，優選為3小時，以去除所有可溶於酸的銅，包括其氧化物，並降低銅含量，然後進行固一液分離，以分離浮在表層的酸濾取液，進行銅回收。
[0042]然後，使用常規方法將濾取殘留物進行最終濾取步驟，以便從含有溶解的銅的溶液中萃取和回收金。所述常規濾取方法可以為本領域技術人員熟知的炭漿法(Carbon inPulp process, CIP)或者炭浸法(Carbon in Leach, CIL)。
[0043]附圖2揭示了本發明工藝的另一個實施例。
[0044]與前面的工藝相似，源自氧化物一硫化物銅礦體的含金礦石經過使用本領域技術人員熟知的常規手段，例如但不限於使用碾壓機及研磨機碾壓、篩選、研磨至適當尺寸，優選為100目(mesh)。然後，研磨後的材料進行脫水，之後至少經歷一步、優選兩步的PH值為大約5至大約7之間特定反應時間的浮選過程，優選5~20分鐘之內的調節(conditioning)以及5~20分鐘之內的浮選,更優選為5分鐘調節以及10分鐘浮選,使用黃酸鹽-脂肪酸組合作為浮選促集劑，其中黃酸鹽的量為約0.1至約0.21bs/T，脂肪酸的量約21bs/T。可以在此過程中加入發泡劑。
[0045]接下來將浮選所得到的粗精礦進行再研磨至約200目，然後進行至少一次，優選兩次或三次的PH值在約4至約6之間的清潔浮選步驟，以回收最終的銅一金精礦。對於掃選精礦，要進行重複的再研磨步驟直至200目，以及浮選步驟。
[0046]接下來對最終銅一金精礦進行酸濾取，優選使用pH值為約I至約2之間的硫磺酸，直到在2 - 5小時內完成濾取，優選為3小時，以去除所有可溶於酸的銅，包括其氧化物，並降低銅含量，然後進行固一液分離，以回收浮在表層的酸濾取溶液液體，回收銅。
[0047]然後，使用常規方法將濾取殘留物進行最終濾取步驟，以便萃取和回收金以及含銅溶液。所述常規濾取方法可以為本領域技術人員熟知的炭漿法(CIP)或者炭浸法(CIL)。
[0048]下面通過參考實施例來進一步說明本發明的銅和金回收系統。
[0049]實施例1
[0050]將30千克的含有0.61 % Cu和0.70gm/MT的Au的「L」型礦石首先碾壓至1/2英寸的尺寸，並進一步研磨成粉以獲得尺寸為65目的物料(charge)、重量為1.0kgo將礦石研磨至精細的尺寸是通過使用球磨機以確定的速度以及變化的研磨時間進行旋轉而完成的。研磨後的材料以0.1至0.21bs黃酸鹽/噸的原料作為浮選促集劑，經過5分鐘的調節後，接下來進行PH值為8的時間持續20分鐘的銅浮選步驟。
[0051]所述銅浮選所得到的粗精礦進一步要經歷研磨以及使用常規方法進行的清潔浮選步驟，例如但不限於泡 沫浮選法，得到最終的銅精礦和清潔尾料，而掃選精礦需要再次進行銅浮選循環。
[0052]銅浮選所得到的銅副產品經歷了脫水、5分鐘的調節以及pH值為7的持續時間為10分鐘的浮選過程，使用油酸-黃酸鹽試劑組合作為所述銅浮選副產品中的浮選促集劑或助催化劑，其中比率為21bs/T的油酸和0.21bs/T的黃酸鹽。
[0053]接下來將銅副產品浮選過程所得到的粗精礦進行再研磨至200目，並進一步進行兩次清潔浮選步驟，以回收出最終的銅一金精礦。
[0054]最終銅一金精礦與對銅浮選後的粗精礦進行清潔浮選步驟所得到的清潔尾料一起進行酸濾取，其中使用PH值為I的硫磺酸，時間為5小時，以去除所有酸溶性的銅，包括其氧化物，並降低其銅含量。然後對酸濾取精礦進行固一液分離，以回收浮在表層的酸濾取溶液液體，用於回收銅。
[0055]接下來對濾取殘留物進行炭浸法(CIL)，以萃取和回收金。碳洗提/EW後的含銅液體與H2SO4濾取的酸溶液一起進行銅回收。
[0056]下表顯示了本實施例中描述的系統所使用的條件和結果。
[0057]表1A.銅浮選測試結果
[0058]
【權利要求】
1.一種從混合銅氧化物一硫化物礦石中回收金和銅的方法，包括以下步驟: 將礦石碾壓、篩選並研磨至合適尺寸； 對經研磨的礦石進行銅浮選，黃酸鹽作為浮選促集劑，以及使用pH值範圍在約7至8之間的適當的發泡劑，以獲得粗精礦、掃選精礦和銅副產品； 所述粗精礦經過進一步研磨和浮選，得到最終銅精礦和清潔尾料； 所述掃選精礦在再循環至銅浮選過程之前經過進一步研磨； 所述銅副產品進行進一步處理，所述進一步處理為脫水，然後在PH值為約5至約7的範圍使用脂肪酸-黃酸鹽試劑組合作為金的浮選促集劑或助催化劑以及合適的發泡劑進行浮選，以獲得粗精礦、掃選精礦和清除尾料，將所述粗精礦進行再研磨和清潔浮選，以從尾料中分離出金精礦，使用PH值在約I至約2之間的H2SOj^銅一金精礦進行濾取，直到在2至5小時內完成濾取，接下來對含銅的酸濾取液和濾取殘留物進行固一液分離，對濾取殘留物進行最後濾取以從含有具有附加值的溶解銅的液體或者含銅液體中提取和回收金。
2.根據權利要求1所述的方法，其中銅浮選過程中的黃酸鹽的用量為約0.1至約0.21bs/T的原料。
3.根據權利要求1所述的方法，其中銅副產品浮選過程中的PH值為5。
4.根據權利要求1所述的方法，其中對銅浮選過程產生的清潔尾料與銅副產品浮選過程所產生的最終金精礦一起進行濾取。
5.根據權利要求1所述的方法，其中黃酸鹽-脂肪酸組合為約0.5至21bs/T的脂肪酸和約0.1至0.21bs/T的黃酸鹽。
6.根據權利要求1所述的方法，`其中對銅副產品所產生的粗精礦在進行至少一步pH值在約4至約6之間的清潔浮選過程以從清潔尾料中回收金精礦之前，將所述銅副產品所產生的粗精礦再研磨至200目。
7.根據權利要求6所述的方法，其中對所述清潔尾料再循環至銅副產品浮選過程。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述硫酸濾取所產生的濾取殘留物通過炭漿法和炭浸法分離金和含銅液體。
9.根據權利要求1所述的方法，其中對炭漿法/炭浸法(CIP/CIL)洗出液礦石產生的含銅液體和H2SO4濾取產生的酸液一起進行銅回收。
10.根據權利要求1所述的方法，其中對銅副產品浮選所產生的掃選精礦再循環至銅副產品浮選過程之前再研磨至約200目。
11.一種從混合銅氧化物一硫化物礦石中回收金和銅的方法，包括以下步驟: 將礦石碾壓、篩選並研磨至合適尺寸； 將研磨的混合銅氧化物一硫化物進行脫水； 將脫水的礦石進行至少一次銅浮選，其中PH範圍在約5至約7之間，使用黃酸鹽-脂肪酸組合作為浮選促集劑，並使用發泡劑，以獲得粗精礦和掃選精礦，所述粗精礦經過進一步研磨和清潔浮選從清潔尾料中分離出最終的金精礦； 使用PH值在約I至約2之間的H2SO4對最終金精礦進行濾取，直到在2至5小時內完成濾取，以回收銅和濾取殘留物； 對濾取殘留物進行最後濾取以從含有具有附加值的溶解銅的溶液或者含銅液體中提取和回收金。
12.根據權利要求11所述的方法，其中黃酸鹽-脂肪酸捕獲劑用量為約0.1至0.21bs/T的黃酸鹽和約21bs/T的脂肪酸。
13.根據權利要求11所述的方法，其中對所述粗精礦在進行至少一次清潔浮選過程之前進行再研磨至約200目。
14.根據權利要求11所述的方法，其中將所述掃選精礦再研磨至約200目，並再循環至混合氧化物一硫化物浮選過程。
15.根據權利要求11所述的方法，其中所述硫酸濾取所產生的濾取殘留物通過炭漿法和炭浸法分離金和含銅液體。
16.根據權利要求11所述的方法，其中對炭漿法/炭浸法(CIP/CIL)洗出液礦石產生的含銅液體和H2SO4濾取產生的酸液一起進行銅回收。
17.根據權利要求11所述的方法，其中對清潔浮選過程所產生的清潔尾料再循環至混合氧化物一硫化物浮選過程。
18.根據權利要求1或11所述的方法，其中混合氧化物一硫化物銅礦石含金量低至·0.2gm/MT 精礦。
【文檔編號】B03D1/02GK103620064SQ201180071754
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2011年6月8日 優先權日:2011年4月20日
【發明者】安東尼奧·M·奧斯特爾 申請人:安東尼奧·M·奧斯特爾