本公開內(nèi)容涉及一種用于堆浸礦石的方法。特別地，本公開內(nèi)容涉及一種用于堆浸包含銅和/或鈾的礦石的方法，所述方法包括使用高氯化物瀝濾液。所述方法可用于從主要為硫化物的礦物(例如輝銅礦、藍(lán)銅礦、斑銅礦和黃銅礦)或混合有銅氧化物的硫化物的礦物中瀝濾銅。所述方法可另外地或替代地用于從諸如瀝青鈾礦、水硅鈾礦和鈦鈾礦的鈾礦物中瀝濾鈾。所述方法可替代地或另外地用于瀝濾貴金屬，例如金和/或銀。

然而，這些應(yīng)用僅是示例性的和非限制性的，因?yàn)樗_的方法的原理可用于回收賤金屬，例如從鎳硫化物礦物(如鎳黃鐵礦和針鎳礦)中回收鎳，以及用于從鋅硫化物礦物中回收鋅。下文中參照使用高氯化物介導(dǎo)的高溶液電位的原礦(run-of-mine，rom)或粉碎礦石材料的堆浸描述了所述方法。

背景技術(shù)：

澳大利亞stuartshelf的礦床通常包含三種金屬價(jià)值，即銅、鈾和貴金屬(主要是金和銀)。銅主要是硫化物礦物的形式，如輝銅礦(cu2s)、斑銅礦(cu5fes4)和黃銅礦(cufes2)。鈾主要是諸如瀝青鈾礦、水硅鈾礦和鈦鈾礦的礦物的形式。常見的脈石礦物可包括石英、赤鐵礦、長石、絹云母、螢石、菱鐵礦、綠泥石和黃鐵礦。

最近已經(jīng)提出通過包括堆浸步驟的方法從stuartshelf礦石礦物中回收金屬價(jià)值。堆浸的缺點(diǎn)是礦石礦物的瀝濾速率相對緩慢。此外，一些礦石礦物(特別是銅硫化物，如黃銅礦)的表面在瀝濾步驟期間可能變得鈍化，這可進(jìn)一步減小瀝濾速率并降低整體金屬回收率。

bhpchileinc.名下的pct/ib2013/001810公開了一種從銅硫化物礦物中提取銅的方法，其中使礦石經(jīng)歷預(yù)處理階段，接著經(jīng)歷活性瀝濾循環(huán)。在預(yù)處理階段期間，使銅硫化物礦物接觸具有高氯化物濃度、溶液電位高于700mv(she)且溶解氧水平低于1mg/l的溶液。在堆浸操作的情況下，在開始活性堆灌洗之前，預(yù)處理步驟進(jìn)行多達(dá)200天的時(shí)間。

期望提供一種用于提高礦石礦物的瀝濾速率的替代堆浸方法，所述方法可在不需要預(yù)處理階段的情況下進(jìn)行，并且替代地可以在活性瀝濾循環(huán)期間進(jìn)行。

上述對背景技術(shù)的引用不認(rèn)為是承認(rèn)所述技術(shù)構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識(shí)的一部分。上述引用也不旨在限制本文所公開的方法的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容是基于以下發(fā)現(xiàn)：在可溶性鐵的存在下將大量氯化物添加到基于氧化性硫酸的瀝濾過程中導(dǎo)致瀝濾過程在較高的溶液氧化還原電位下操作。氯化物以及較小程度的銅的存在提高了亞鐵被氧化成三價(jià)態(tài)(三價(jià)鐵)的速率。較高的三價(jià)鐵濃度相當(dāng)于較高的溶液氧化還原電位。從礦石礦物中回收金屬可在提高的溶液氧化還原電位(例如氧化還原電位超過450mvag/agcl(約660mvshe))下得到增強(qiáng)。這可例如通過在活性堆灌洗期間使礦物接觸具有由升高的氯化物含量產(chǎn)生的高氧化電位的酸溶液來實(shí)現(xiàn)。

本公開內(nèi)容還基于以下發(fā)現(xiàn)：在溶液中存在高氯化物水平的情況下，在瀝濾期間在升高的溶液氧化電位下黃銅礦的“鈍化”現(xiàn)象可以被避免，或者該現(xiàn)象的開始延遲到更高的氧化還原電位。

如本文所使用的“堆”包括包含待處理的礦石的堆、垛、桶或柱。

如本文所使用的“活性堆灌洗”意指主動(dòng)將溶液施加至堆使得溶液移動(dòng)穿過堆以導(dǎo)致瀝濾堆內(nèi)的礦石礦物的過程。該溶液本身可包含瀝濾液，或者其可與堆內(nèi)的其他組分(例如鹽或酸)組合而原位形成瀝濾液。該溶液可通過對堆進(jìn)行灌洗(例如通過使用灌洗格柵)來施加。還可在活性堆灌洗期間對堆進(jìn)行通氣。

活性瀝濾灌洗可為連續(xù)的。例如，在活性瀝濾灌洗開始之后可以沒有在其間暫停向堆施加溶液的“休息”階段。

在一個(gè)方面中，公開了一種用于從礦石材料中回收銅、鈾和貴金屬中的一者或更多者的方法，所述方法包括：

a.形成礦石材料的堆；

b.在活性堆灌洗期間，在含氧氣體存在下使礦石材料的堆接觸具有高氯化物含量的含鐵酸性瀝濾液，并產(chǎn)生瀝濾富液；以及

c.從瀝濾富液中回收銅、鈾和貴金屬中的一者或更多者。

礦石材料可為礦石和/或精礦。礦石材料可包含先前瀝濾操作的產(chǎn)物，例如堆浸瀝渣。

“瀝濾液”是接觸礦石的溶液。其可單獨(dú)形成并施加至礦石?；蛘?，其可至少部分地由所施加的灌洗溶液、聚集礦石中的濃硫酸和聚集礦石中原位溶解的任何鹽的組合原位形成。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，礦石材料包含銅硫化物和鈾礦物。礦石材料可另外包含選自金和/或銀的一種或更多種貴金屬。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為15g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為30g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為45g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量優(yōu)選最小為50g/l。優(yōu)選地，氯化物含量為至少70g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為90g/l。氯化物含量可最小為100g/l，例如最小為105g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為130g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量最小為150g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量可最大為190g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量可最大為230g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液中的氯化物含量為約70g/l至最多150g/l。氯化物含量可優(yōu)選為約90g/l至約110g/l。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，含氧氣體是空氣。在另一個(gè)實(shí)施方案中，含氧氣體是富氧空氣。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，含鐵瀝濾液包含三價(jià)鐵離子，三價(jià)鐵離子氧化礦物材料以溶解一種或更多種金屬，導(dǎo)致還原成亞鐵離子。然后亞鐵離子通過與含氧氣體反應(yīng)而被再氧化成三價(jià)鐵離子。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，含鐵瀝濾液還包含銅離子，所述銅離子催化亞鐵離子至三價(jià)鐵離子的反應(yīng)。銅離子的催化效果可能在高于約1g/lcu的濃度下減弱。

礦石材料還可包含一種或更多種含鐵礦物。含鐵礦物可包括脈石礦物，例如赤鐵礦、菱鐵礦和綠泥石中的一種或更多種。這些礦物可部分或全部包含含鐵瀝濾液中的鐵源。銅硫化物可部分或全部包含酸性瀝濾液中的銅離子源。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在形成堆之前使礦石材料聚集?？赏ㄟ^使礦石材料與期望量的酸性聚集溶液混合來實(shí)現(xiàn)聚集以給予聚集體期望的最終含水量。期望的最終含水量可多至25重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，最終水分小于10重量％，例如小于8重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，最終水分最小為3.5重量％。酸性聚集溶液可包括過程溶液(例如，再循環(huán)的瀝濾液或堆浸提余液)和濃硫酸的組合?？蓪⑺嵝跃奂芤阂?kg/噸至約20kg/噸添加到礦石材料中。在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，以6kg/噸礦石至12kg/噸礦石進(jìn)行添加。

在該水平下的酸添加可通過降低溶液中的二氧化硅水平來實(shí)現(xiàn)方法改進(jìn)。溶解的二氧化硅變得成問題，因?yàn)樗鼉?yōu)先沉淀在堆的表面并引起滲透性問題?？梢酝ㄟ^向第一階段瀝濾物的部分添加聚乙二醇(peg)將其從溶液中除去。但是，可優(yōu)選的是從開始就將可溶性二氧化硅降至最少。增加氯化物濃度也顯示出進(jìn)一步減少可溶性二氧化硅。作為一種處理方法，可使由peg添加而產(chǎn)生的沉淀二氧化硅在澄清器中沉降并再循環(huán)至聚集過程。

瀝濾液中的氯化物含量可至少部分地源自天然包含鹽的水，例如從地下孔井或者從海洋或鹽湖或水庫抽取的水?；蛘撸蔀槔缭诿擕}過程期間作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的鹽水。

在一個(gè)實(shí)施方案中，為了獲得瀝濾液中最終需要的氯化物濃度，可在聚集期間或之后向礦石材料中添加固體氯化物鹽。固體氯化物鹽可為以下中的一種或更多種：nacl、mgcl2、kcl和alcl3?？蓪Ⅺ}直接添加到礦石材料中(而不是將其直接添加到施加至堆的溶液中)。這使得鹽然后能夠在活性灌洗期間原位溶解，導(dǎo)致堆充當(dāng)任何不溶性雜質(zhì)的細(xì)粉過濾器。然而，如下文進(jìn)一步討論的，在所公開的方法的第二修改方案中，在聚集期間或之后向礦石材料中添加鹽是不合適的。

在將灌洗溶液施加至堆之前，可將鹽替代地添加到灌洗溶液中。然而，這可能需要在其中混合鹽和溶液的罐，并且需要過濾以防止鹽中的不溶性組分阻塞堆浸灌洗系統(tǒng)。

除了所述方法的第二修改方案(下面討論)之外，均可在聚集之前將鹽添加到礦石材料中。然而，在該實(shí)施方案中，鹽可在隨后的聚集中與酸反應(yīng)，并釋放hcl煙。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在礦石材料聚集之后將鹽添加到其中。在該實(shí)施方案中，hcl煙的產(chǎn)生可減少或避免。在該實(shí)施方案中，聚集的礦石中的硫酸濃度可通過與礦石材料中的脈石礦物的反應(yīng)來稀釋?？蓪Ⅺ}添加到運(yùn)輸聚集產(chǎn)物的輸送機(jī)上。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，通過灌洗將溶液施加至堆。

瀝濾液的氧化還原電位將受到瀝濾液的鹽度影響，一般來說，鹽度越高，氧化還原電位越高。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在不存在生物瀝濾微生物的情況下，瀝濾液的氧化還原電位超過420mvag/agcl，例如大于425mvag/agcl。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在不存在生物瀝濾微生物的情況下，瀝濾液的氧化還原電位超過430mvag/agcl，例如大于440mvag/agcl。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在不存在生物瀝濾微生物的情況下，瀝濾液的氧化還原電位超過450mvag/agcl(約660mvshe)。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在不存在生物瀝濾微生物的情況下，瀝濾液的氧化還原電位超過460mvag/agcl。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，在不存在生物瀝濾微生物的情況下，瀝濾液的氧化還原電位超過470mvag/agcl，例如約480mvag/agcl。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾液的總鐵濃度>0.1g/l。總鐵濃度可為至少5g/l。在一個(gè)實(shí)施方案中，總鐵濃度為至少20g/l，例如至少25g/l。總鐵濃度最大可為50g/l。在另一個(gè)實(shí)施方案中，總鐵濃度最大為80g/l。

在活性瀝濾循環(huán)期間，瀝濾液的ph通過以下來實(shí)現(xiàn)：在先前的聚集過程期間直接向礦石添加硫酸、或在灌洗期間向接觸礦石的溶液中添加硫酸或者使用這兩種技術(shù)。

在堆浸過程期間，瀝濾液的ph可隨著其與礦石和脈石礦物的反應(yīng)而變化。然而，酸度為使得接觸礦石的溶液的ph可不超過ph3.5。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ph低于ph3。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ph可小于1。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ph可小于-0.3。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，接觸礦石的瀝濾液中的溶解氧水平可在堆浸期間從非常低的值顯著變化到接近飽和。因此，do可高于0mg/l(0ppm)。最大溶解氧可為飽和值。溶解氧可為至少3ppm。在一個(gè)實(shí)施方案中，其小于10ppm。在另一個(gè)實(shí)施方案中，其為至少5ppm。在該過程的任何點(diǎn)處，do將處于在供應(yīng)氣體的轉(zhuǎn)移速率與溶液中通過反應(yīng)消耗的速率之間建立的平衡。接觸礦石的瀝濾液中的溶解氧水平可通過強(qiáng)制通氣來維持。

所述方法可包括提供灌洗格柵的步驟，由此將灌洗溶液施加至堆。灌洗格柵可位于堆的表面上、或者位于堆內(nèi)、或者可采用兩種位置的組合。灌洗格柵可直接用于已建立的堆上，或者與聚集技術(shù)組合使用。

灌洗格柵可為任何合適的類型，并且本發(fā)明在這方面不受限制。作為示例，灌洗格柵可包括位于堆的表面上、或堆內(nèi)、或二者處的管、噴淋器等的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

堆浸過程可在環(huán)境條件下(即，在堆處普遍的溫度和大氣壓條件下)進(jìn)行。

瀝濾方法可進(jìn)行至少50天，例如至少100天的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾方法可進(jìn)行至少450天的時(shí)間。在另一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾方法可進(jìn)行多達(dá)600天的時(shí)間。瀝濾方法的持續(xù)時(shí)間由許多因素決定，例如完成礦物氧化的時(shí)間。

在活性瀝濾循環(huán)期間，可用溶液灌洗堆中的礦石。其后，可使用任何合適的方法(例如，溶劑萃取方法)回收隨后瀝濾的金屬，如銅和/或鈾和/或金。

任選地，可向?yàn)r濾液中添加鹽酸。鹽酸可用作灌洗滴頭的清潔劑。

瀝濾液可包含銅、鐵和其他陰離子和陽離子物類，這些物類可能來源于從堆中抽取的再循環(huán)過程水，或可能從正在處理的礦石中溶解。

在所述方法的一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾富液包含銅和鈾。在另一個(gè)實(shí)施方案中，瀝濾富液還可包含貴金屬。

在從瀝濾富液中提取目標(biāo)金屬之前，可對瀝濾富液進(jìn)行預(yù)處理以調(diào)節(jié)溶液化學(xué)性質(zhì)。

瀝濾富液的預(yù)處理可包括降低溶液氧化還原電位。降低溶液電位可有利于隨后提取鈾(例如通過溶劑萃取)。溶液氧化還原電位的降低可通過降低溶液中的三價(jià)鐵離子濃度來實(shí)現(xiàn)?？赏ㄟ^使瀝濾富液接觸三價(jià)鐵消耗材料(例如礦石礦物，如金屬硫化物)方便地實(shí)現(xiàn)三價(jià)鐵離子的減少。接觸三價(jià)鐵消耗材料可在不存在氧化劑的情況下進(jìn)行。例如，可在不存在氧化性氣體的情況下，使瀝濾富液接觸金屬硫化物?？稍诓惶幱趶?qiáng)制通氣下的堆中提供金屬硫化物。

預(yù)處理可替代地或另外地包括消耗至少一些酸。酸消耗(中和)可有助于隨后提取銅(例如通過溶劑萃取)。中和可通過使瀝濾富液接觸酸消耗材料(如酸消耗礦石和脈石)來實(shí)現(xiàn)。此外，上述三價(jià)鐵離子與金屬硫化物的反應(yīng)可以消耗酸。因此，中和可與降低溶液電位同時(shí)發(fā)生。

然后可以對經(jīng)預(yù)處理的瀝濾富液進(jìn)行溶劑萃取以回收一種或更多種目標(biāo)金屬。

在另一個(gè)方面中，公開了從礦石中回收賤金屬、鈾和貴金屬中的一者或更多者的方法，其中使礦石經(jīng)歷活性瀝濾循環(huán)，在活性瀝濾循環(huán)中，在含氧氣體存在下，使礦石接觸具有高氯化物含量的含鐵酸性瀝濾液，其中：

a.任選地使礦石聚集；

b.在不存在微生物的情況下，瀝濾液的溶液電位超過450mvag/agcl；

c.接觸礦石的瀝濾液的總鐵濃度>0.1g/l；

d.最終礦石含水量任選地為2重量％至25重量％；

e.瀝濾液的ph值不超過ph3.5；以及

f.接觸礦石的瀝濾液的cl離子濃度為20g/l至230g/l。

在又一個(gè)方面中，公開了一種從礦石材料中提取賤金屬、鈾和貴金屬中的一者或更多者的方法，所述方法在不存在任何微生物、溶液電位超過450mvag/agcl的情況下，通過在活性瀝濾循環(huán)中使用包含溶解鐵的高氯化物含量的酸溶液接觸礦石材料而得到增強(qiáng)。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在高氯離子和/或高三價(jià)鐵離子濃度下，鈾溶劑萃取(usx)過程的操作可能受到不利影響。因此，在本公開內(nèi)容的一個(gè)修改方案中，所述方法可包括預(yù)處理步驟，其中用與上述高氯化物酸性瀝濾液相比具有較低氯化物濃度或較低溶液電位或二者的溶液處理礦石材料。在下文中，在預(yù)處理步驟中使用的溶液被稱為“預(yù)瀝濾”溶液，但是應(yīng)理解，在預(yù)處理步驟期間仍然發(fā)生礦石材料的瀝濾。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在預(yù)處理步驟期間可瀝濾大量的鈾和至少一些賤金屬。

低氧化還原修改方案

在所述方法的第一修改方案中，預(yù)處理步驟包括用具有相對低的溶液氧化還原電位的預(yù)瀝濾溶液來處理礦石材料。這種修改方案可通過在無氧化劑或減少的氧化劑的存在下用酸性瀝濾溶液處理至少一部分礦石材料來實(shí)現(xiàn)。例如，預(yù)處理可在瀝濾溶液不通氣或減少通氣下進(jìn)行。預(yù)瀝濾溶液可包含高氯化物含量。特別是如果使用溶劑萃取從瀝濾富液中回收溶解的鈾，則最大氯化物含量可為100g/l。由于預(yù)處理發(fā)生在接近瀝濾循環(huán)開始時(shí)，礦石材料包含大量未反應(yīng)的硫化物礦物。這些硫化物礦物與瀝濾溶液中的三價(jià)鐵離子反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為亞鐵離子。然而，沒有氧化劑(例如，通氣)意味著沒有隨后亞鐵離子轉(zhuǎn)化回三價(jià)鐵離子。根據(jù)礦石材料的酸需求，該實(shí)施方案可由酸脈石反應(yīng)產(chǎn)生高濃度的溶解鹽，這可能進(jìn)而導(dǎo)致那些鹽的過飽和以及沉淀物在堆中積累。這可能導(dǎo)致滲透性差，在一些情況下到過程失效的程度。鹽沉淀物主要包含鈉鐵硫酸鹽，如準(zhǔn)纖鈉鐵礬(na4fe2(so4)4(oh)2·3h2o)。沉淀物還可包含石膏和其他微量鹽。

為了改善在修改方法的第一實(shí)施方案中堆中的沉淀問題，可向過程溶液添加另外的鹽，以在其用作預(yù)瀝濾溶液之前促使過飽和鹽(如準(zhǔn)纖鈉鐵礬)沉淀。此外，需要清洗過程液以使過程液的整體鹽度保持在可接受的限度內(nèi)。因此，第一實(shí)施方案可能需要用于添加鹽和使準(zhǔn)纖鈉鐵礬沉淀的設(shè)施，這可能是巨大且昂貴的。另一個(gè)潛在的缺點(diǎn)是刻意缺少氧化劑的預(yù)處理步驟不是有效的銅瀝濾部分。由于預(yù)處理步驟的持續(xù)時(shí)間可能延長相當(dāng)一段時(shí)間(例如長達(dá)150天)，這可能導(dǎo)致大量銅回收開始之前的顯著延遲。

低氯化物修改方案

在所述方法的第二修改方案中，預(yù)處理步驟包括用與高氯化物酸性瀝濾液相比具有相對低的氯化物含量的預(yù)瀝濾溶液處理礦石材料。因此，在該實(shí)施方案中，在聚集期間或之后向礦石材料中添加鹽是不合適的。

這種修改方案可以通過在氧化劑存在下用包含低(或不含)氯化物的酸性瀝濾溶液處理至少一部分礦石材料來實(shí)現(xiàn)。氯化物含量將取決于所使用的過程溶液的來源。氯化物含量可多至80g/l，例如多至70g/l。在一個(gè)實(shí)施方案中，氯化物含量可多至50g/l。在一個(gè)實(shí)施方案中，氯化物含量可多至45g/l。在另一個(gè)實(shí)施方案中，氯化物含量可多至35g/l。平均氯化物含量可為5g/l至45g/l，例如25g/l至35g/l。

在預(yù)處理步驟期間，可對預(yù)瀝濾溶液進(jìn)行通氣。

預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可小于450mvag/agcl。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可以小于440mvag/agcl。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可小于430mvag/agcl。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可小于420mvag/agcl。溶液氧化還原電位可大于390mvag/agcl。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可大于400mvag/agcl。在一個(gè)實(shí)施方案中，預(yù)瀝濾溶液的溶液氧化還原電位可為390mvag/agcl至420mvag/agcl。預(yù)處理可進(jìn)行一段足以使至少大部分鈾在該步驟期間被瀝濾的時(shí)間。此外，礦石材料中的大部分脈石與預(yù)瀝濾溶液中的酸反應(yīng)，產(chǎn)生諸如鐵、鋁和鈣的有害元素耗盡的瀝渣。在預(yù)處理步驟期間，還會(huì)存在賤金屬(例如銅)的部分瀝濾。然后使來自預(yù)處理步驟的瀝渣經(jīng)歷高氯化物瀝濾，在此期間瀝濾溶液中的氯化物濃度增加。預(yù)處理瀝渣中的脈石耗盡意味著更少的亞鐵可用于形成鹽沉淀物(如準(zhǔn)纖鈉鐵礬)，因此堆阻塞的風(fēng)險(xiǎn)降低?？捎上到y(tǒng)清洗來自預(yù)處理步驟的過程液，從而減少隨后高鹽度部分的溶解固體的負(fù)載。這可以減少沉淀物的形成，并有助于確保在高鹽度部分保持滲透性。如果需要，從預(yù)瀝濾至高鹽度的液體轉(zhuǎn)移在轉(zhuǎn)移到高氯化物瀝濾步驟之前經(jīng)歷沉淀并除去有害鹽。高氯化物瀝濾主要集中在銅的瀝濾和回收上，不考慮鈾溶劑萃取的鹽度限制，因此可根據(jù)需要增加瀝濾溶液的鹽度以適應(yīng)礦石礦物學(xué)。該實(shí)施方案有兩個(gè)另外的益處：

●在預(yù)處理步驟在高鹽度下進(jìn)行的第一實(shí)施方案中，可能需要清洗以保持液體滲透性。這種清洗將包含高濃度的氯化物。這將導(dǎo)致需要增加氯化物源(如nacl)的添加以彌補(bǔ)損失。對于其中任何經(jīng)清洗的液體均具有相對低的氯化物濃度的第二實(shí)施方案而言，則情況并非如此。

●在較低的氯化物濃度下，鈾溶劑萃取更有效。這導(dǎo)致較小的鈾溶劑萃取設(shè)施，從而降低資金和操作成本。

附圖說明

通過實(shí)例參照附圖對所述方法進(jìn)行進(jìn)一步描述，在附圖中：

圖1以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第一實(shí)施方案。

圖2以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第二實(shí)施方案。

圖3是在礦石聚集期間，對于不同的濃硫酸添加量，溶解二氧化硅濃度(mg/l)相對于瀝濾時(shí)間(天)的圖。星形＝無酸；方形＝8kg/噸酸；三角形＝12kg/噸酸；十字形＝25kg/噸酸。

圖4是示出對于瀝濾液中不同的氯化物濃度，cu溶解(即，溶解的cu質(zhì)量/樣品中的cu質(zhì)量，以百分比表示)相對于時(shí)間(天)的圖。圓形＝無氯化物；方形＝15g/l氯化物；菱形＝30g/l氯化物；三角形＝45g/l氯化物。

圖5示出對于同樣的氯化物濃度，排放液(例如瀝濾富液或中間瀝濾溶液)的氧化還原電位(mv(ag/agcl))與時(shí)間的關(guān)系。圓形＝無氯化物；方形＝15g/l氯化物；菱形＝30g/l氯化物；三角形＝45g/l氯化物。

圖6是對于三種不同的溶液氯化物濃度：三角形＝1g/l至3g/l、菱形＝15g/l、且方形＝150g/l，排放液的氧化還原電位(mv(ag/agcl))相對于時(shí)間(天)的圖。

圖7是對于與圖6相同的氯化物濃度：三角形＝1g/l至3g/l、菱形＝15g/l、且方形＝150g/l，排放液中的溶解氧(do-ppm)相對于時(shí)間的圖。

圖8是示出對于三種不同的氯化物濃度：三角形＝1g/l至3g/l，菱形＝15g/l，方形＝150g/l，主要為黃銅礦的礦石的cu溶解(即，溶解的cu質(zhì)量/樣品中的cu質(zhì)量，以百分比表示)對時(shí)間(天)的圖。

圖9是示出對于三種不同的氯化物濃度：十字形＝1g/l至3g/l、菱形＝15g/l、且方形＝150g/l，斑銅礦/輝銅礦礦石的cu溶解(即，溶解的cu質(zhì)量/樣品中的cu質(zhì)量，以百分比表示)相對于時(shí)間(天)的圖。

圖10是示出對于1g/l至3g/l(三角形)和15g/l(菱形)的氯化物濃度，瀝青鈾礦溶解(即，溶解的u質(zhì)量/樣品中的u質(zhì)量，以百分比表示)相對于時(shí)間(天)的圖。

圖11以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第三實(shí)施方案。

圖12是示出在兩種溶液氧化還原電位：475mv(方形)和410mv(菱形)下從瀝濾富液中萃取到溶劑中的u3o8濃度(mg/l)的圖。

圖13是示出對于鈾礦石的氯化物瀝濾，鈾(u3o8)的溶解％相對于時(shí)間(天)的圖。

圖14是示出對于銅礦石的氯化物瀝濾，銅的溶解％相對于時(shí)間(天)的圖。

圖15是示出對于一定范圍的氯化物濃度，在低溶液orp下將鈾萃取到溶劑相中的圖。

圖16是示出對于一定范圍的氯化物濃度，在高溶液orp下將鈾萃取到溶劑相中的圖。

圖17以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第四實(shí)施方案。

圖18以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第五實(shí)施方案。

具體實(shí)施方式

本文參照對粉碎或原礦(rom)礦石(或精礦)使用高氯化物介導(dǎo)的高溶液電位的活性堆浸循環(huán)描述了所述方法。

所公開的方法的優(yōu)點(diǎn)是在活性堆灌洗期間顯著提高了硫化物礦物或者混合的硫化物和氧化物礦物的氧化速率，從而在較短的瀝濾循環(huán)中改善金屬回收，另外，至少在一定程度上降低了堆浸的操作成本。

參照圖1和圖2，示出了所公開方法的兩個(gè)流程圖實(shí)施方案10、110。在每個(gè)實(shí)施方案中，將包含以下有價(jià)值的礦物的礦石：

●銅硫化物，主要呈黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦的形式，但可包括其他銅硫化物物類；

●鈾，呈瀝青鈾礦、水硅鈾礦和鈦鈾礦形式；和

●金，

粉碎至p80為6mm至25mm的尺寸分布。最佳尺寸分布為8mm至12mm。

用過程溶液(堆浸提余液)和濃硫酸的組合使經(jīng)粉碎的礦石聚集(12、112)。以0kg/噸礦石至約20kg/噸礦石的濃度添加濃硫酸。最佳的添加為6kg/噸礦石至12kg/噸礦石。添加提余液(根據(jù)需要)，得到約3.5％的最終水分(這對聚集體的形成是優(yōu)選的)。

根據(jù)需要，在聚集期間或之后將選自以下的一者或更多者的固體鹽：nacl、mgcl2、kcl和alcl3添加到礦石中以調(diào)整瀝濾液的最終氯化物濃度。優(yōu)選將鹽添加到礦石中而不是將其直接添加至在堆中灌洗的溶液，原因是鹽隨后原位溶解，并且堆充當(dāng)任何不溶性雜質(zhì)的細(xì)粉過濾器。

將鹽添加到聚集體的輸送機(jī)上。

將經(jīng)聚集的礦石在多層不可重復(fù)使用的墊上或可重復(fù)使用的墊上(未示出)堆疊成堆(14a、14b、14c和114a、114b、114c)。盡管以圖示方式將每個(gè)堆表示為單獨(dú)的單元a、b和c，但實(shí)際上這些單元通常是連續(xù)堆疊的?？稍诙呀髮r渣除去，并將其轉(zhuǎn)移到瀝渣垛用于儲(chǔ)存以及從長期滲透物收集中回收潛在的額外的銅。

以5l/m²/小時(shí)至20l/m²/小時(shí)的通量(最佳為8l/m²/小時(shí)至15l/m²/小時(shí))灌洗各個(gè)堆單元14a、14b、14c和114a、114b、114c。

將濃硫酸添加到灌洗至每個(gè)堆單元的溶液中，以達(dá)到排放物中期望的酸濃度。這通常是最小量以使整個(gè)過程的酸消耗最小化。

該酸與每個(gè)堆單元中的脈石礦物反應(yīng)，以從礦物(例如菱鐵礦和綠泥石)中產(chǎn)生亞鐵離子。一些三價(jià)鐵離子可源自酸與赤鐵礦的反應(yīng)。

通過用氧氣氧化將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成三價(jià)鐵離子。通過向堆中吹送空氣來向堆中供應(yīng)氧氣。

酸和三價(jià)鐵離子與礦石中的銅硫化物礦物反應(yīng)，將硫酸銅釋放到溶液中，并因此使三價(jià)鐵離子還原成亞鐵離子。酸、三價(jià)鐵離子和鈾礦物之間發(fā)生等同的反應(yīng)以將鈾釋放到溶液中。在一些條件下，發(fā)生等同的反應(yīng)以將貴金屬(特別是金)釋放到溶液中。在每種情況下，所產(chǎn)生的亞鐵離子被氧氣再氧化成三價(jià)鐵離子。

在圖1和圖2的每一者中，從堆單元14a和114a中產(chǎn)生的中間瀝濾溶液(ils)通向ils池16、116。然后將其分別施加到堆單元14b和114b以產(chǎn)生最終的瀝濾富液(pls)15、115，其分別通向pls池18、118。

分別通過獨(dú)立的銅溶劑萃取(cusx)過程和鈾溶劑萃取(usx)過程20、120和22、122從pls15、115中回收銅和鈾。

在圖1中，來自u(píng)sx過程的提余液作為過程溶液通向堆浸單元14c。從堆浸單元14c中產(chǎn)生的瀝濾物作為過程溶液通向堆浸單元14a。將鹽水添加到ils池16中的ils中。

在圖2中，來自u(píng)sx過程的提余液和從堆浸單元114c中產(chǎn)生的瀝濾物均通向提余液池124。然后，來自提余液池124的提余液126作為過程溶液通向堆浸單元114a。將鹽水添加到堆浸單元114c中。

在圖1中，不洗滌瀝渣28以用于任何其他用途。在圖2中，洗滌瀝渣以準(zhǔn)備研磨和浮選剩余的硫化物和金。因此，圖2中的過程可能需要較多的提余液清洗以控制由洗滌階段引起的離子，例如fe、al和so4^-2。

雖然圖1和圖2示出了兩個(gè)流程圖實(shí)施方案，但應(yīng)理解，存在可以考慮的相同單元操作的多種配置。

現(xiàn)參照圖3，示出了對于聚集期間濃硫酸的不同添加量，可溶性二氧化硅的量隨瀝濾時(shí)間的變化。雖然增加的酸添加量在鈾或銅的溶解程度方面沒有示出具有工藝改進(jìn)，但存在由溶液中的二氧化硅水平降低引起的工藝改進(jìn)。溶解二氧化硅變得成問題，因?yàn)樗鼉?yōu)先沉淀在堆的表面并可能引起滲透性問題。通過向第一階段瀝濾物的部分添加聚乙二醇(peg)而將其從溶液中除去。優(yōu)選的是從開始就將其降至最少。作為一種處理方法，使由peg的添加而產(chǎn)生的沉淀二氧化硅在澄清器中沉降并再循環(huán)至聚集過程。

圖4是示出對于瀝濾液中不同的氯化物濃度，cu溶解％相對于時(shí)間(天)的圖。圖5示出對于同樣的氯化物濃度，排放液的氧化還原電位(mv(ag/agcl))相對于時(shí)間的圖。圖4和圖5示出在不存在氯化物的情況下，黃銅礦瀝濾在高于420mv(ag/agcl)下鈍化。然而，當(dāng)溶液中的氯化物為15g/l或高于15g/l時(shí)，情況并非如此。這表明在氯化物存在下鈍化點(diǎn)被延長。

圖6是對于三種不同的溶液氯化物濃度：1g/l至3g/l、15g/l和150g/l，排放液的氧化還原電位(mv(ag/agcl))相對于時(shí)間(天)的圖。圖7是對于同樣的氯化物濃度，排放液中的do(ppm)相對于時(shí)間的圖。圖6示出在氯化物的存在下，通過空氣進(jìn)行的亞鐵至三價(jià)鐵的氧化速率得到提高，因此整個(gè)過程在較高的氧化還原電位下平衡。還明顯的是由三價(jià)鐵氧化速率增加而引起的排放液中溶解氧減少(圖7)。

圖8是示出對于三種不同的氯化物濃度1g/l至3g/l、15g/l和150g/l，主要為黃銅礦的礦石的cu溶解(重量百分?jǐn)?shù))相對于時(shí)間(天)的圖。圖9是示出對于斑銅礦/輝銅礦礦石的cu溶解的類似圖。可以看出，銅硫化物礦物的溶解速率隨著氧化還原的增加而增加。

圖10是示出對于1g/l至3g/l和15g/l的氯化物濃度，瀝青鈾礦溶解％相對于時(shí)間(天)的圖。可以看出，鈾礦物瀝濾程度也可以通過較高的氯化物濃度導(dǎo)致增加的溶液氧化還原電位而增加。

圖13示出在以3g/l至5g/l開始、增加至15g/l至20g/l、然后再次增加至100g/l的變化的氯化物濃度的情況下，鈾的溶解％相對于瀝濾鈾礦石的時(shí)間(天)的圖。發(fā)現(xiàn)一旦鹽度提高至高于15g/l至20g/l，其對鈾溶解量的影響很小。數(shù)據(jù)示出，對于大多數(shù)瀝濾條件，無論瀝濾溶液的鹽度如何，瀝濾基本在大約100天至150天之后完成。相比之下，圖14示出銅溶解速率顯著更慢，并且需要最少200天達(dá)到最大溶解。對于許多柱觀察到的速率增加是由于鹽的添加將瀝濾溶液的鹽度從25g/l(鹽水)提高至100g/l(高鹽度水)。顯然，鹽度的增加導(dǎo)致銅溶解的增加。

圖15和16示出了溶劑萃取期間溶液氧化還原電位和鹽度對將鈾萃取到溶劑相中的影響。在相對低的氧化還原電位(約2g/l至5g/l的三價(jià)鐵)下，圖15示出鈾的提取在相對低的氯化物濃度下是有利的，并且隨著氯化物濃度的增加而穩(wěn)定地劣化。圖16示出，在相對高的溶液氧化還原條件(約10g/l至18g/l的三價(jià)鐵)下，對于除了最低鹽度(25g/l)以外的任何情況鈾溶劑萃取都較差。因此，這些圖表明高鹽度和/或高溶液氧化還原不利地影響鈾溶劑萃取。在以下實(shí)施方案中，鈾的瀝濾在降低的溶液氧化還原或降低的鹽度下進(jìn)行。

圖11以框圖形式示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第三實(shí)施方案210，該實(shí)施方案是包括低氧化還原預(yù)處理步驟的所公開方法的第一修改方案。該實(shí)施方案與先前的實(shí)施方案的主要不同之處在于，由通氣堆浸產(chǎn)生的中間瀝濾溶液(ils)216通向沒有強(qiáng)制通氣的包含酸和三價(jià)鐵消耗材料的“預(yù)瀝濾”堆214b。預(yù)瀝濾堆的礦物學(xué)類似于其他(通氣)堆214a的礦物學(xué)，主要包含金屬硫化物和鈾礦石礦物。ils接觸預(yù)瀝濾堆中的金屬硫化物和酸消耗礦物以降低溶液中的三價(jià)鐵離子濃度和酸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)降低溶液氧化還原電位有利于隨后通過溶劑萃取來提取鈾。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)酸消耗(中和)有助于隨后通過溶劑萃取來提取銅。

然后對經(jīng)預(yù)處理的瀝濾富液進(jìn)行溶劑萃取以回收一種或更多種目標(biāo)金屬。

圖12是示出在兩種溶液氧化還原電位：475mv(方形)和410mv(菱形)下從瀝濾富液中萃取到溶劑中的u3o8濃度(mg/l)的圖。該圖示出了在對瀝濾富液進(jìn)行鈾溶劑萃取之前降低溶液氧化還原的優(yōu)點(diǎn)?？梢钥闯?，在410mv下負(fù)載到有機(jī)相中的鈾量是在475mv下負(fù)載的多于3倍。認(rèn)為顯著的差異是由于在較低的氧化還原下，pls中存在的三價(jià)鐵低得多—因?yàn)殁櫤腿齼r(jià)鐵離子傾向于共同負(fù)載到有機(jī)相中，溶液中三價(jià)鐵越少，可以負(fù)載的鈾越多。對于pls中給定的鈾濃度，有機(jī)相中較高的鈾負(fù)載的實(shí)際結(jié)果是所需有機(jī)相的體積以及因此所需的溶劑萃取裝置的尺寸可以相應(yīng)地較小，節(jié)省資本支出。

圖17是用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第四實(shí)施方案310。與第三實(shí)施方案類似，在第四實(shí)施方案中，部分堆浸在較低的溶液氧化還原下進(jìn)行。由通氣堆浸階段314a產(chǎn)生的中間瀝濾溶液(316)通向多個(gè)其他堆浸階段，包括預(yù)處理階段314b。預(yù)處理階段314b包括用ils處理礦石材料，在此期間不對堆進(jìn)行強(qiáng)制通氣。因此，預(yù)處理在與隨后的瀝濾階段相比降低的溶液氧化還原下進(jìn)行。因?yàn)轭A(yù)處理階段發(fā)生在接近瀝濾循環(huán)開始時(shí)，所以存在大量未反應(yīng)的硫化物礦物，其與ils中的三價(jià)鐵反應(yīng)，將三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為亞鐵。缺乏通氣產(chǎn)生了氧限制，因此隨后亞鐵離子轉(zhuǎn)化回三價(jià)鐵離子減少。由預(yù)處理階段314b產(chǎn)生的pls318主要包含溶解的鈾和一些銅。對pls進(jìn)行usx和cusx320、322。

由于澳大利亞stuartshelf礦石礦床的酸需求相當(dāng)高(40kg/t至80kg/t)，這意味著由酸脈石反應(yīng)產(chǎn)生的高濃度的溶解鹽。該實(shí)施方案可導(dǎo)致由酸脈石反應(yīng)產(chǎn)生的過程溶液中的溶解鹽(例如鈉鐵硫酸鹽，如準(zhǔn)纖鈉鐵礬(na4fe2(so4)4(oh)2·3h2o))過飽和，這可進(jìn)而導(dǎo)致堆中沉淀物積累和滲透性差。為了解決這個(gè)問題，可向過程溶液中添加另外的鹽340以迫使過飽和的鹽沉淀，然后可以將其除去。此外，需要清洗過程液以使過程液的整體鹽度保持在可接受的限度內(nèi)。

圖18示出了用于銅和鈾礦石的堆浸的流程圖的第五實(shí)施方案410。第五實(shí)施方案涉及包括較低鹽度預(yù)處理步驟的所公開方法的第二修改方案。該堆包括預(yù)處理階段414b，包括在氧化劑(即空氣)的存在下用與高氯化物酸性瀝濾液相比具有相對低的氯化物含量的預(yù)瀝濾溶液處理礦石材料。氯化物含量可多至35g/l。預(yù)處理可進(jìn)行一段足以使至少大部分鈾在該步驟期間被瀝濾的時(shí)間。例如，預(yù)處理階段414b可進(jìn)行約150天的整體堆浸。此外，礦石材料中的大部分脈石與預(yù)瀝濾溶液中的酸反應(yīng)，產(chǎn)生諸如鐵和鈣的元素耗盡的瀝渣。在預(yù)處理步驟期間，還會(huì)存在賤金屬(例如銅)的部分瀝濾。然后使來自預(yù)處理步驟的瀝渣經(jīng)歷一個(gè)或更多個(gè)高氯化物瀝濾階段414a，在此期間瀝濾溶液中的氯化物濃度增加。高氯化物瀝濾階段可進(jìn)行一段足以使至少大部分銅在這些階段期間被瀝濾的時(shí)間(例如，約300天)。這些階段是通氣的。瀝渣預(yù)處理中脈石的耗盡意指存在較少的可用于形成鹽沉淀物(如準(zhǔn)纖鈉鐵礬)的亞鐵，因此降低了堆阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。對來自預(yù)處理階段414b的pls418進(jìn)行cusx和usx420、422。如有必要，用額外的鹽440處理提余液424以在其轉(zhuǎn)移至過程的高氯化物瀝濾階段414a之前引起沉淀并除去有害鹽442。盡管圖18示出了預(yù)處理和高氯化物瀝濾階段作為分開的階段，但是在兩個(gè)階段之間不一定存在瀝濾的瀝渣的物理遷移。

雖然已經(jīng)描述了多個(gè)具體實(shí)施方案，但是應(yīng)理解，方法和設(shè)備可以以許多其他形式實(shí)施。

本文對背景技術(shù)的引用不構(gòu)成對所述技術(shù)形成本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)的一部分的承認(rèn)。這些引用也不旨在限制本文公開的方法的應(yīng)用。

在隨后的權(quán)利要求書和前述說明書中，除了上下文因語言表達(dá)或必要暗示而另有要求之外，詞語“包括(comprise)”和變體(諸如“comprises”或“comprising”)以包容性的意義使用，即，用于指定所述特征的存在，但是不排除在本文公開的方法和設(shè)備的各種實(shí)施方案中存在或添加另一些特征。