(57)【要約】本発明は、金の回収方法に関するもので、銅の未加工原料のリーチングにおいて生成された硫黄および鉄を含む残留物や中間生産物からの、湿式冶金による銅生産に関連するものである。銅および金の両方の回収は、塩化物環境で行われる。残留物や中間生産物に含まれる金は、所定の条件における塩化銅(II)‐塩化ナトリウム溶液において二価の銅および酸素を用いてリーチングされ、その条件では、酸化還元電位は、最大で650mVであり、少なくとも１pHである。残留物に含まれる鉄および硫黄は、その大部分が溶解しないままである。
2005523992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄および鉄を含み、硫化銅の未加工原料に対する大気中の塩化物のリーチングにおいて生成されるリーチング残留物または中間生産物からの金の回収方法において、前記金を、大気圧条件における塩化銅(II)‐塩化ナトリウム水溶液において、前記溶液に含まれる二価の銅および酸素含有ガスの助けによって、前記残留物または中間生産物からリーチングし、形成された懸濁物の酸化還元電位を、650mV未満の値に、およびそのpHを１〜３の値に保ち、これによって、前記鉄および硫黄を、主に溶解しないままにして；前記溶解された金を、既知の方法で回収し、溶解されない残留物を、処分すべき廃棄物とすることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記酸化還元電位を、530〜620mVの範囲に保つことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記懸濁物のpHを、1.5〜2.5の値に保つことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記懸濁物における二価の銅の総量を、40〜100g/lにすることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記懸濁物における塩化ナトリウムの総量を、200〜330g/lにすることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、温度を、80℃および前記懸濁物の沸点間の範囲に保つことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記酸素含有ガスは、空気であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記酸素含有ガスは、酸素富有の空気であることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、前記酸素含有ガスは、酸素であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記溶解された金を、活性炭を用いて回収することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、前記溶解された金を、電気分解によって回収することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【詳細な説明】
【０００１】
本発明は、金の回収方法に関するもので、銅の未加工原料のリーチングにおいて生成された硫黄および鉄を含む残留物や中間生産物からの、湿式冶金による銅生産に関連するものである。銅および金の両方の回収は、塩化物環境で行われる。残留物や中間生産物に含まれる金は、所定の環境における塩化銅(II)‐塩化ナトリウム溶液において二価の銅および酸素を用いてリーチングされ、その環境では、酸化還元電位は、最大で650mVであり、少なくとも１pHである。残留物に含まれる鉄および硫黄は、その大部分が溶解しないままである。
【０００２】
従来技術で知られている方法には、塩化物系の銅を回収する工程に関連して、硫黄および鉄を含有する原料から金をリーチングするために用いられるものがある。
【０００３】
米国特許第4,551,213号に記載されている方法によって、硫黄含有原料、とりわけ湿式冶金工程の残留物から金をリーチングすることができる。その方法に有利な原料物質は、CLEAR工程からの残留物である。CLEAR工程は、湿式冶金による銅回収工程であり、塩化物環境および高圧力で行われる。金含有残留物は、水中でスラリー化し、得られた懸濁物の塩化物の含有量は、塩化物の12〜38パーセントの重量を含むように調整される。酸素還元電位は、650〜750mVの範囲内で調整され、そのpHは０未満である。塩化銅(II)または塩化第二鉄が、その懸濁物に加えられて、未加工原料に含まれる金を酸化し、その金が溶解する。その公報では、酸化還元電位が750mVを超えてはならず、それは硫黄がこの値以上で溶解するためであることを記載している。その公報には、溶解される硫黄または鉄の総量についての情報はない。
【０００４】
欧州特許第646185号は、大気圧条件における塩化物のリーチングを用いた硫化物精鉱からの銅回収に関するものである。金は、塩化ナトリウムや臭化ナトリウムなどのハロゲン化合物を少なくとも２つ含む電解物において、リーチング残留物からリーチングされる。その目的は、銅電気分解アノードにおける臭化合成物に対する酸化力を蓄えることであり、残留物における金をリーチングするために用いられる。
【０００５】
上述の方法には、いくつか欠点がある。米国特許第4,551,213号の方法におけるリーチング条件は、非常に厳しい。この特許では、硫黄がその特許における条件下ではまだ溶解しないことを記載しているが、その特許に記載された元素態としての硫黄および鉄化合物の溶解傾向が、硫黄および前記化合物の生成方法に依存するため、これは一般に適用可能でない。実行される試験では、大気圧条件で形成されたリーチング残留物が上述の特許における条件で扱われるとき、硫黄および鉄の相当な溶解があることを示している。明らかに、それらの溶解は、工程の効率化に影響する。他方、臭化合成物を使用する欧州特許第646185号において用いられる金リーチング方法は、有害な臭化排出物が精鉱リーチング段階で生成されるかもしれないため、環境的な観点からの利点はない。
【０００６】
ここで、鉄および硫黄を含むリーチング残留物や中間生産物から金をリーチングするために、新たな方法が開発され、それらは、硫化銅精鉱に対する大気中の塩化物のリーチングにおいて生成されるものである。酸素含有ガスが塩化銅(II)‐塩化ナトリウム水溶液に供給されるとき、その溶液中の鉄および硫黄含有原料から金をリーチングできることが分かる。リーチングは、酸素還元電位が650mVであり、その溶液のpHが１〜３の範囲内である条件において、二価の銅および酸素を用いてこのように行われる。この方法による動作範囲は、従来技術で示されるものよりも明らかに有利であり、それは、鉄がこれらの条件ではまだ溶けず、硫黄はその大部分が溶解しないままであるためである。これにより、溶液から鉄および硫黄を除去して生じる損失を回避する。リーチングは、室温および懸濁液の沸点間、しかしながら、好ましくは、80℃および懸濁液沸点間の範囲における温度の大気圧条件において生じる。その溶液からの金の回収は、電気分解や活性炭を用いた従来技術の方法を用いてなされる。残される沈殿物は、処分可能な廃棄物である。
【０００７】
本発明に不可欠な特徴は、特許請求の範囲において明らかにする。
【０００８】
金を含有する残留物および中間生産物は、塩化銅(II)を含む塩化ナトリウム溶液中に溶かされ、金リーチングに必要な酸素還元電位は、特に二価の銅および酸素を用いて得られる。酸化還元電位は、PtおよびAg/AgCl電極を用いて測定され、その電位は、650mV未満で、好ましくは最大620mVの値を保持する。酸化還元電位が650mV値未満を保持するとき、硫黄は残留物から溶解されない。好ましいpH範囲は、1.5〜2.5である。固形物における鉄は、pH値が１未満で溶け出し、これは望ましくない。空気、酸素富有の空気または酸素が、酸素ガスとして用いられてよい。その溶液における二価銅、Cu2+の総量は、好ましくは40〜80g/lであり、塩化ナトリウムの総量は、200〜330g/lの範囲内である。
【０００９】
有利には、その方法は、塩化銅精鉱のリーチング工程の下位工程として連結される。この種の方法は、米国特許第6,007,600号において記載される。前記方法では、一価の塩化銅(I)CuCl溶液を形成するために、精鉱などの未加工原料を含む硫化銅は、塩化ナトリウム‐塩化銅(II)溶液NaCl‐CuCl２を用いて、様々な段階で向流リーチングされる。残留物はリーチングにおいて残され、未加工原料に含まれる金だけでなく、主に未加工原料の硫黄および鉄を含む。ここで開発された方法は、上述したタイプの工程において形成される残留物からの金のリーチングに関するものである。
【００１０】
さらに、本発明の方法は、図１のフローチャートに示され、ここで、金回収は、湿式冶金による銅の回収に関連している。図１における太い矢印は固形物の動作を示し、細い矢印は溶液の流れを示している。
【００１１】
硫化銅精鉱１などの硫化銅未加工原料は、第１のリーチング段階のリーチング反応炉に供給され、そこでは、また、後方の処理段階から溶液３が再循環され、それは、塩化銅(II)‐塩化ナトリウム水溶液である。太い矢印は固形物の流れを示し、細い矢印は溶液の流れを示す。銅精鉱からの銅は、処理溶液中で溶解し、その溶液は、濃縮部４に送られる。濃縮部の後で、オーバーフロー５は、主に一価の形状の70g/lの銅を有する塩化銅を含み、銅回収工程（詳細は図示せず）に送られる。アンダーフロー６に含まれる固形物のリーチングは、後方処理段階から得られる溶液９とともに、さらに第２のリーチング段階の反応炉７および８へと続く。第２のリーチング段階に向かう溶液９のCu2+含有量は、NaCl溶液を用いて最適に調整される。リーチングを強めるために、空気がこの段階の反応炉に導入される。濃縮部10は、その段階の終端にある。
【００１２】
第２の段階の濃縮部10からのオーバーフロー３は、第１の段階に送られて精鉱をリーチングする。アンダーフロー11の固形物のリーチングは、銅および金の残余物をリーチングするために、反応装置12、13および14における第３の段階に続く。フロー図における反応炉の数は、本発明の方法における反応炉の数を制限しないことに注意されたい。第３のリーチング段階、すなわち金リーチング段階では、残留物が塩化銅(II)‐塩化ナトリウムの強溶液15を用いてリーチングされ、そのCu2+含有量は、60〜100g/lで、塩化ナトリウム含有量は200〜330g/lである。酸素は、反応炉へと、好ましくは空気の形状を取って供給される。そのリーチング段階を終えると、スラリーが濃縮部16へと送られる。濃縮部からのオーバーフロー17は、そのようにして送られるか、あるいは金の回収へとろ過され、それは、本実施例では活性炭を用いて炭素柱18において行われる。金生産物19は、その柱から得られる。その柱から除去された溶液は、金のない溶液９であり、それはリーチングの第２段階へと再循環され、必要であれば、リーチングに適切な塩化銅(II)を得るために、塩化ナトリウム溶液20がそこに供給される。金回収段階の濃縮部からのアンダーフローまたは残留物は、ろ過および洗浄などの通常の後処理（詳細に図示せず）の後で、最終廃棄物21になり、それは、精鉱の硫黄および鉄をほとんどすべて含んでいる。残留物ろ過水および洗浄水は、たとえば精鉱リーチング工程へと戻される。
【００１３】
銅未加工原料の多段のリーチングは、向流リーチングとしてフロー図に示され、固体物および溶液が一方の反応炉から他方のものへと基本的に一様に移動する段階の中に示される。しかし、リーチングを強めるために、固形物は、その工程内に戻すことによって再循環できた。このように、固形物が様々な反応炉を含む段階の中の一つにおいてその段階の終端反応炉から始端反応炉へと戻されてよく、または、再循環が個々の反応炉内で実行できることもある。全段階の最後に、または各反応炉の後で、液体および固体物の分離が、一般に濃縮槽を用いて行われる。段階間の分離から得られる溶液、すなわちオーバーフローは、固形物の流れの方向に前方の段階へと送られ、固形残留物またはアンダーフローは、主に後方のリーチング段階へと送られる。一つのまたは各段階のアンダーフローのこのような部分は、前方または同じリーチング段階のどちらかから、反応炉、好ましくは第１の反応炉へと戻すことができる。
【００１４】
図１のフロー図は、銅含有の未加工原料のリーチングに関する金リーチング方法を示すが、本発明の方法は、そのフロー図における銅含有の未加工原料のリーチング工程に厳密に縛られるものではない。本方法の要点は、金含有の未加工原料のリーチングが、二価の銅および酸素ガスを用いて行われ、ここでは、溶液の電位が650mV未満で、好ましくは530〜620mVであり、そのpH値は少なくとも１であり、好ましくは少なくとも1.5〜2.5の間の値であることが条件である。酸素ガスが空気であるとき、反応炉の構造は単純に形成することができる。
【００１５】
さらに、本発明を以下の実施例で説明する。
【００１６】
実施例１
金の回収に対する従来技術(米国特許第4551213号)による条件が、本実施例において用いられた。その試験において用いられたリーチング残留物は、硫化銅精鉱の塩化物系のリーチングから生じ、大気圧条件で実行された。その残留物の水分は、重量の31%で、乾燥重量として測定される3.7%のCu、28.9%のFe、32.4%のSおよび5.8ppmのAuが含まれた。
【００１７】
220ｇの湿リーチング残留物が、塩化物として40g/lのCu2+を、および約300g/lのNaClを含む500mlの溶液とともに混合反応炉に配された。その溶液の温度は、40℃で、リーチング時間は12時間であった。そのリーチング時間の間、反応炉におけるスラリーの酸化還元電位は、PtおよびAg/AgCl電極を用いて測定されるとき、塩化ガスを用いて標準値680mVを保った。スラリーのpHは、その試験の間、初期値２からその最終値0.1まで自由に変更を可能とした。その試験の最後には、その溶液および固形物の分析は、下記のようになった：
溶液      Fe g/l    S g/l     Au mg/1
42.6      9.33      1.28
固形物    Fe %      S %       Au ppm
19.7      46.4      3.1
その試験結果は、約半分の鉄が溶解することを示し、これは、生成設備におけるコストに非常に大きな削減をもたらす。金の約半分だけが溶解した。
【００１８】
実施例２
本実施例は、本発明の方法によって実行された。硫化銅精鉱(CuFeS2)は、CuCl2‐NaCl溶液および混合反応炉を用いてリーチングされ、リーチング残留物が下記の含有量(乾燥重量で測定)を有して生成された:
Cu %      Fe %      S %       Au ppm 
0.7       41.6      28.6      3.9
原精鉱は、約6.8ppmの金を含み、このような部分は、その精鉱がリーチングされたとき、既に溶解していた。この後で、スラリーが残留物および新たな溶液から作られ、その溶液は、87g/lのリーチング残留物および原溶液を含み、以下を含有した：
Cu g/l    Fe g/l    S g/l     Au mg/l
71.2      0.08      0.553     0.016
原溶液の銅は、銅の形状であった。スラリーは、100℃の温度で12時間、５リットルの空気を供給する装置を備えた混合反応炉で保持される。リーチング工程は、下記の測定および分析結果により、表１に示すように説明される。
【００１９】
表１
【表１】
2005523992.tif 000003
【００２０】
400mlの最終試験のろ過水が得られ、平均粒度1.5mmである活性炭の10gが加えられ、そのとき、それは250℃の温度で４時間混合された。その混合の最後で、溶液が分析され、0.005mg/l未満のAuを含むことが示された。
【００２１】
その分析結果は、鉄が不溶融性形状で残され、また、硫黄が少し、すなわち約0.7g/l溶解したのみであることを示した。原金の含有量は低かったが、しかしながら、リーチング歩留まりは約80%で、よいものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】そのフローチャートは、本発明の実施例の一例を示している。
【図１】
2005523992.tif 000004
【国際調査報告】
2005523992.tif 000005
2005523992.tif 000006