(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力浸出操作を介しての硫黄含有材料からの比較的希薄な硫酸の生成、およびメタルバリュー（例えば、銅および貴金属）の回収のためのプロセスを提供する。【解決手段】高温圧力浸出プロセスの種々の局面に従って、硫黄含有材料は、圧力浸出操作（例えば、中程度の温度で行われる操作）からの残渣を含み得る。本プロセスを有利に使用して、このような硫黄含有材料を圧力浸出により硫酸に変換し得る。このように生成された硫酸を、他の鉱物処理操作（例えば、硫酸が生成される部位での操作）において有利に使用し得る。硫黄含有材料内に含まれる金属（例えば、貴金属）は、確立された貴金属回収技術によって、処理生成物から有利に回収され得る。【選択図】図１
2008001993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理プロセスであって、該処理プロセスは、以下：
ａ）元素硫黄含有材料を提供する工程；
ｂ）攪拌した多区画圧力浸出容器において、酸素含有雰囲気下、該硫黄含有材料を圧力浸出して、硫酸溶液を含む生成物スラリーを形成する工程；
ｃ）該硫酸溶液の少なくとも一部を該生成物スラリーから分離し、残渣を得る工程；
ｄ）該残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、を包含する、処理プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に硫酸を製造するプロセスに関し、そしてより具体的に、高温圧力浸出プロセスを使用して、硫黄含有材料から比較的希薄な硫酸を製造するためのプロセスおよび硫黄含有材料からメタルバリュー（ｍｅｔａｌ  ｖａｌｕｅｓ）を回収するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
銅含有材料（例えば、銅鉱石、銅精鉱など）の湿式冶金処理は、長年の間、十分に確立されてきた。現在、これらの材料の湿式冶金処理に対する多くの創造的なアプローチが存在する。圧力浸出を使用する、硫酸銅精鉱からの銅の回収は、特に有利であることが約束されている。
【０００３】
圧力浸出により硫化鉱物マトリクス（例えば、黄銅鉱）から銅を放出するメカニズムは、一般に、温度、酸素の有用性、およびプロセス化学に依存する。高温圧力浸出は、代表的に、約２００℃を越える温度での圧力浸出であると考えられ、希釈スラリーにおける主要な浸出反応は、以下に記載され得る：
４ＣｕＦｅＳ２＋４Ｈ２Ｏ＋１７Ｏ２
→４ＣｕＳＯ４＋２Ｆｅ２Ｏ３＋４Ｈ２ＳＯ４  （１）
しかし、硫化銅精鉱（例えば、中程度の温度（例えば、約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度）で精鉱を含む黄銅鉱）の圧力浸出の間に、この硫化物の有意なフラクションは、スルフェート（ＳＯ４−２）ではなく元素硫黄（Ｓ０）に変換する。以下に従う：
４ＣｕＦｅＳ２＋４Ｈ２ＳＯ４＋５Ｏ２
→４ＣｕＳＯ４＋２Ｆｅ２Ｏ３＋８Ｓ０＋４Ｈ２Ｏ    （２）
例えば、実験結果は、約１６０℃かつ約１００ｐｓｉの酸素過圧下の圧力浸出容器中で、超微細に粉砕された硫化銅精鉱中の約６０〜約７０％の硫黄が、元素硫黄に変換され、残りは、スルフェートに変換される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
元素硫黄は、疎水性物質である。圧力浸出プロセススラリーにおいて、特定の温度および溶液条件下で、硫黄は、塊状化する傾向を有する。さらに、溶融した元素硫黄は、高温において高度に粘性となる。例えば、溶融した硫黄の粘性は、１００センチポイズ（１５０℃）未満から９０，０００センチポイズ（１８５℃）を越えるまで増加する。このように、溶融した硫黄は、プロセススラリーにおいてメタルバリュー（貴金属および反応していない金属硫化物を含む）をカプセル化する傾向があり、そして／または溶融された硫黄に処理操作が行われる任意の装置の種々の部分に固着し得る。メタルバリュー（例えば、銅、貴金属など）のカプセル化は、従来の処理技術を使用する、このようなメタルバリューの引き続く回収を非常に困難にする傾向がある。「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｏｆ  Ｍｅｔａｌｓ  Ｆｒｏｍ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ」と題された２００１年７月２５日出願の本出願人の同時係属出願および譲渡された米国出願番号（この主題は、本明細書において参考として援用されている）に記載されるように、中程度の温度状態下での圧力浸出は、多くの利点を提供するが、以前の中程度の温度での浸出プロセスは、金属硫化物粒子の表面の不動態化または溶融した元素硫黄でコーティングされた金属硫化物粒子によってのいずれかから生じる、不完全な金属（例えば、銅）抽出を特徴的に煩った。本出願人の同時係属出願でさらに詳細に議論されるように、このような圧力浸出プロセスの適切な制御は、そこに記載されているように、所望の金属回収（例えば、銅）に加えて、元素硫黄の形成を可能にする。しかし、元素硫黄含有残渣中に含まれ得るメタルバリュー（例えば、貴金属）の回収は、従来の技術の使用では、これらの金属が失われ得るので困難であり得る。さらに、このような処理技術によって生成される酸は、回収が行われる部位で使用され得ないので、残渣の移動または酸の取り扱いに関して、コストが発生する。硫黄含有材料（特に、中程度の温度（例えば、約１４０℃〜約１８０℃）で操作される圧力浸出操作から得られる、元素硫黄含有残渣）から硫酸を製造するための効率的でかつ有効な方法が、必要とされる。さらに、硫黄含有材料内にカプセル化された任意のメタルバリューの回収を増強するための効率的かつ有効な方法は、有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
本発明が先行技術の欠陥および不利益に取り組む方法を、一般に本発明の種々の局面に従って、本明細書の以下により詳細に記載するが、硫酸を製造するプロセスは、硫酸溶液の回収を容易にするためだけでなく、硫黄含有材料中に含まれるメタルバリューの回収を増強するために、好ましくは高温で、硫黄含有材料を圧力浸出する工程を包含する。生成された酸（好ましくは、比較的希薄な硫酸溶液）を、他の金属抽出プロセスにおいて、しばしば、有意なコストを節約して有利に使用し得る。
【０００６】
本明細書の以下により詳細に記載されるように、本発明の方法およびプロセスは、圧力浸出操作（例えば、中程度の温度（例えば、約１４０℃〜約１８０℃の）で操作されるもの）から、残渣を含む硫黄含有材料に関する使用のために特に適している。
【０００７】
本発明の例示的な実施形態に従って、硫黄含有材料から硫酸を製造するためのプロセスは、一般に以下の工程を包含する：（ｉ）硫黄含有材料を含むフィードストリームを提供する工程、および（ｉｉ）必要に応じて、適切な分散剤の存在下で、圧力浸出容器において、硫黄含有材料フィードストリームを高温圧力浸出に供する工程。本発明のこの実施形態の好ましい局面に従って、この硫黄含有材料フィードストリームは、硫化銅鉱物（例えば、黄銅鉱または元素硫黄と組み合わされた残渣のブレンド）を中程度の温度で圧力浸出することからの残渣を含む。本発明のこの実施形態のさらに好ましい局面に従って、圧力浸出の間に分散剤を使用することは、高温（例えば、１６０℃を越える温度）における元素硫黄の高い粘性および疎水性の性質によって生じる処理問題を軽減するのを助け得る。
【０００８】
本発明のこの実施形態のさらなる局面に従って、硫黄含有材料フィードストリーム中に含まれるメタルバリューは、圧力浸出の間に元素硫黄残渣から遊離され、この間に、元素硫黄は、硫酸に変換され、次いで、得られた酸ストリームから分離され、そして金属回収処理に供せられる。このような金属回収処理は、貴金属回収を含み得る。
【０００９】
本発明者らは、硫黄含有材料から硫酸溶液（例えば、硫化銅鉱物を中程度の温度で圧力浸出することによる元素硫黄副生成物）を生成するだけではなく、この材料中に含まれるメタルバリュー（例えば、貴金属）の回収を可能にする（そうでなければ、これらは失われていたかもしれない）利点を認めることによって、銅湿式冶金の分野を進歩させてきた。
【００１０】
本発明の種々の局面に従って、これらのプロセスの利点および他のプロセスの利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読み、そして理解すれば、当業者には明らかである。
【００１１】
より特定すれば、本発明は以下の項目に関し得る。
（項目１）  処理プロセスであって、上記処理プロセスは、以下：
ａ）元素硫黄含有材料を提供する工程；
ｂ）攪拌した多区画圧力浸出容器において、酸素含有雰囲気下、約２２０℃〜約２７５℃の範囲の温度で、上記硫黄含有材料を圧力浸出して、硫酸溶液を含む生成物スラリーを形成する工程；
ｃ）上記硫酸溶液の少なくとも一部を上記生成物スラリーから分離し、残渣を得る工程；
ｄ）上記残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、を包含する、処理プロセス。
（項目２）  項目１に記載のプロセスであって、上記元素硫黄含有材料は、約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる圧力浸出操作からの硫黄生成物ストリームを含む、プロセス。
（項目３）  圧力浸出の間に、上記圧力浸出容器に分散剤を添加する工程をさらに包含する、項目２に記載のプロセス。
（項目４）  圧力浸出の間に、上記圧力浸出容器に分散剤を添加する上記工程が、十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加する工程を包含する、項目３に記載のプロセス。
（項目５）  上記残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する上記工程が、上記残渣から少なくとも１種の貴金属を回収する工程を包含する、項目４に記載のプロセス。
（項目６）  上記硫黄含有材料を圧力浸出する上記工程が、約２３５℃より高い温度で圧力浸出する工程を包含する、項目４に記載のプロセス。
（項目７）  上記硫黄含有材料を圧力浸出する上記工程が、約２５０℃の範囲の温度で圧力浸出する工程を包含する、項目４に記載のプロセス。
（項目８）  約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる圧力浸出プロセスの固体残渣からメタルバリューを回収するためのプロセスであって、上記プロセスは、以下：
ａ）約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる上記圧力浸出プロセスから上記固体残渣を細分し、フィード材料を生成する工程；
ｂ）上記フィード材料を十分な量の流体媒体と混合することによって、フィードスラリーを形成する工程；
ｃ）酸素含有雰囲気下、約２２０℃〜約２７５℃の範囲の温度で、上記フィードスラリーを圧力浸出して、硫酸溶液を含む圧力浸出生成物スラリーを得る工程；
ｄ）上記生成物スラリーの温度および圧力を減少させる工程；
ｅ）上記生成物スラリーから上記硫酸溶液の少なくとも一部を分離して、固体残渣を得る工程；
ｆ）上記固体残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、
を包含する、プロセス。
（項目９）  上記固体残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する上記工程が、上記残渣中に含まれる１種以上の貴金属を回収する工程を包含する、項目８に記載のプロセス。
（項目１０）  上記生成物スラリーの温度および圧力を減少させる工程が、上記生成物スラリーをフラッシュする工程を包含する、項目８に記載のプロセス。
（項目１１）  他の処理操作に関連して、上記硫酸溶液の少なくとも一部を利用する工程をさらに包含する、項目８に記載のプロセス。
（項目１２）  上記フィードスラリーを圧力浸出する上記工程が、約２３５℃を越える範囲の温度で行われる、項目８に記載のプロセス。
（項目１３）  フィードスラリーを形成する上記工程が、分散剤を添加する工程をさらに包含する、項目８に記載のプロセス。
（項目１４）  項目１３に記載のプロセスであって、フィードスラリーを形成する上記工程が、十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加する工程をさらに包含する、プロセス。
（項目１５）  圧力浸出の間に、分散剤を添加する工程をさらに包含する、項目８に記載のプロセス。
（項目１６）  項目１５に記載のプロセスであって、圧力浸出の間に分散剤を添加する上記工程が、十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加する工程を包含する、プロセス
（項目１７）  元素硫黄含有材料から硫酸を生成するためおよび貴金属を回収するためのプロセスであって、上記プロセスは、以下：
ａ）元素硫黄含有材料を提供する工程；
ｂ）攪拌した多区画圧力浸出容器において、酸素含有雰囲気下、約２２０℃〜約２７５℃の範囲の温度で、上記元素硫黄含有材料を圧力浸出して、硫酸溶液を含む生成物スラリーを形成する工程；
ｃ）上記圧力浸出工程の間に分散剤を添加する工程；
ｄ）上記硫酸溶液の少なくとも一部を上記生成物スラリーから分離し、固体残渣を得る工程；
ｅ）上記固体残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、を包含する、プロセス。
（項目１８）  項目１７に記載のプロセスであって、元素硫黄含有材料を提供する上記工程が、約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる圧力浸出操作からの硫黄含有生成物ストリーム提供する工程を包含する、プロセス。
（項目１９）  分散剤を添加する上記工程が、十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加する工程を包含する、項目１８に記載のプロセス。
（項目２０）  圧力浸出する上記工程が、約２３５℃の温度で圧力浸出する工程を包含する、項目１９に記載のプロセス。
（項目２１）  約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる圧力浸出プロセスの固体残渣からメタルバリューを回収するためのプロセスであって、上記
プロセスは、以下：
ａ）約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる上記圧力浸出プロセスから上記固体残渣を細分し、フィード材料を提供する工程；
ｂ）上記フィード材料を十分な量の流体媒体と混合することによって、そして十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加することによって、フィードスラリーを形成する工程；
ｃ）酸素含有雰囲気下、約２２０℃〜約２７５℃の範囲の温度で、上記フィードスラリーを圧力浸出して、硫酸溶液を含む圧力浸出生成物スラリーを得る工程；
ｄ）上記生成物スラリーの温度および圧力を減少させる工程；
ｅ）上記生成物スラリーから上記硫酸溶液の少なくとも一部を分離して、固体残渣を得る工程；
ｆ）上記固体残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、を包含する、プロセス。
（項目２２）  約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる圧力浸出プロセスの固体残渣からメタルバリューを回収するためのプロセスであって、上記プロセスは、以下：
ａ）約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度で行われる上記圧力浸出プロセスから上記固体残渣を細分し、フィード材料を生成する工程；
ｂ）上記フィード材料を十分な量の流体媒体と混合することによってフィードスラリーを形成する工程；
ｃ）酸素含有雰囲気下、約２２０℃〜約２７５℃の範囲の温度で、上記フィードスラリーを圧力浸出して、硫酸溶液を含む圧力浸出生成物スラリーを形成する工程；
ｄ）上記圧力浸出工程の間に、十分な量の、挽いた砂または選鉱した尾鉱を添加する工程；
ｅ）上記生成物スラリーの温度および圧力を減少させる工程；
ｆ）上記生成物スラリーから上記硫酸溶液の少なくとも一部を分離して、固体残渣を得る工程；
ｇ）上記固体残渣から少なくとも１種のメタルバリューを回収する工程、
を包含する、プロセス。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（発明の例示的実施形態の詳細な説明）
本発明は、先行技術のプロセスに対して、特にプロセスの効率およびプロセスの経済性に関して有意な進歩を示す。さらに、従来の大気または圧力浸出／溶媒抽出／電解抽出プロセス順序を利用する現存の金属（例えば、銅）の回収プロセスは、多くの場合、容易に改良されて、本発明が提供する多くの商業的利益を開発し得る。
【００１３】
さて、図１を参照して、本発明の１つの実施形態の種々の局面に従って、硫酸生成プロセスは、好ましくは、硫黄含有材料１０２の十分な供給を提供することを包含する。本発明の状況において、用語「硫黄含有材料」とは、元素硫黄、他の金属回収プロセスの副生成物として生成される元素硫黄含有材料、硫化鉄、硫化銅、および／または他の金属硫化物を含有する材料、あるいはこれらの任意の組み合わせのことをいう。さらに、用語「硫黄含有材料」とは、硫黄を任意の他の硫化物および／または金属（これらはこのような硫黄組成物の従物もしくは一部であり得る）と一緒に含み得る他の硫黄組成物のことをいう。本開示の目的のために、ほとんどの場合、例えば、図１において使用されるように、用語「元素硫黄」は、以下の開示から明らかであるように、その元素硫黄および任意の硫黄含有材料１０２の硫化物硫黄成分が、本発明に従って、硫酸へと有利に変換される限り、用語「硫黄含有材料」と互換的に使用される。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態の１つの局面にしたがって、硫黄含有材料フィードストリーム１０２は、好ましくは、銅含有材料フィードストリームの圧力浸出と関連して生成される、硫黄含有残渣を含む。本出願人の同時係属中の出願である米国出願番号により詳細に説明されるように、このような銅含有材料には、例えば、黄銅鉱（ＣｕＦｅＳ２）、または黄銅鉱と輝銅鉱（Ｃｕ２Ｓ）、斑銅鉱（Ｃｕ５ＦｅＳ４）、および銅藍（ＣｕＳ）のうちの１つ以上との混合物を含有する鉱石および／または精鉱のような硫化銅鉱石が含まれる。このような銅含有材料フィードストリームの圧力浸出から生じる硫黄含有残渣は、本発明の種々の局面に従って、有利に、処理され得る。
【００１５】
硫黄含有材料フィードストリーム１０２は、任意の適切な様式で処理されるために調製され得る。例えば、所望の組成物および／または成分パラメータは、種々の化学物質および／または物理的処理段階を通じて達成され得、その選択は、選択された処理スキームの操作パラメータ、設備の費用、および材料の明細に依存する。例えば、フィードストリーム１０２は、細分、ブレンディング、および／またはスラリー形成、ならびに化学物質および／または物理的調整を受け得る。このような調製の努力には、スラリーを生成するための再パルプ化プロセスにおける、溶液、例えば、現存の酸野積み浸出操作または攪拌タンク浸出操作からの妊娠浸出溶液（ｐｒｅｇｎａｎｔ  ｌｅａｃｈ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）（ＰＬＳ）または不用ラフィネート溶液と組み合わせた硫黄含有材料フィードストリーム１０２が含まれ得る。
【００１６】
図１を引き続き参照して、好ましくは、硫黄含有材料フィードストリーム１０２（またはスラリー）は、流体１４（好ましくは、水）、および適切な量の酸素化源（例えば、酸素１２）、必要に応じて硫黄含有材料フィードストリーム１０２の圧力浸出（ステップ１０４）を容易にするための１つ以上の分散剤１６と、適切に組み合わせられる。本発明の１つの局面にしたがって、硫黄含有材料１０２を含有するフィードスラリーは、任意の適切な混合容器中にて、またはインラインブレンディングにより、形成され得る。他の添加剤（例えば、湿潤剤など（例えば、リグノスルホナート））もまた、使用され得る。
【００１７】
当業者に理解されるように、元素硫黄は、必要に応じて、以下の反応式にしたがって、酸化されて硫酸になる：
２Ｓ０＋３Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ→２Ｈ２ＳＯ４
さらに、当業者が理解するように、この反応は、温度が上昇するとより完全に進行し得る。さらに、硫黄含有材料フィード１０２がヘマタイトおよび／または他の鉄含有材料を含む場合、塩基性硫化鉄は、以下の反応式に従って、圧力浸出の間に形成され得る：
Ｆｅ２Ｏ３＋２ＳＯ４２−＋４Ｈ＋→２Ｆｅ（ＯＨ）ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ
塩基性硫化鉄が形成される場合、酸が消費され、そして引き続いて金属の回収が阻害される。そのため、効率的な酸生成を可能にするため、および金属回収を最適化するため、圧力浸出容器に提供されるフィードのパルプ密度は、制御されるべきである。
【００１８】
本発明の種々の局面に従って、適切な量の水１４および酸素１２が、フィードストリーム１０２に有利に提供されて、元素硫黄と硫化物硫黄との硫酸への反応を促進する。さらに、圧力浸出のために提供されるフィードスラリー（すなわち、硫黄含有材料１０２）は、本発明の種々の局面に従って、好ましくは、硫黄および他の材料（銅、モリブデン、貴金属などのメタルバリュー（ｍｅｔａｌ  ｖａｌｕｅｓ）が含まれるが、これらに限定されない）を含有する。
【００１９】
圧力浸出容器１０４に提供される硫黄含有材料フィード１０２は、好ましくは、約２〜約２０パーセントの範囲の固体、より好ましくは、約３〜約８パーセントのオーダーの固体を有する。いくつかの場合において、フィード１０２は、好ましくは、さらなる元素硫黄（例えば、外部供給源由来のもの）と組合され得、そしてこのような場合、より高いパーセントの固体が許容され得る。フィード１０２が有意な量の鉄を含む場合、圧力浸出容器１０４中のその材料の酸濃度は、有利に制御されて、１リットルの酸当たり約２０〜約５０グラムに制御され、そしてより好ましくは、１リットルの酸当たり約３０〜約４０グラムの範囲に制御される。
【００２０】
続けて図１を参照して、硫黄含有材料フィードストリーム１０２が適切に調製された後、それは、処理、好ましくは、圧力浸出処理、そしてより好ましくは、高温圧力浸出へと供される。本明細書で使用される場合、用語「圧力浸出」とは、硫黄含有材料が、高温および高圧の条件下で、酸素と接触されるプロセスのことをいう。圧力浸出の間に、硫黄含有材料１０２の元素硫黄およびフィード１０２に含まれる多くの金属硫化物は、酸化されて溶液中にスルフェートおよび溶解した金属イオンを形成する。いくつかの場合において、有意なメタルバリュー（貴金属、モリブデンなどを含む）は固体残渣中に残り得る。
【００２１】
本発明と適切に関連して利用される圧力浸出プロセスは、一般に、とりわけ、温度、酸素利用可能性、およびプロセス化学に依存する。各々の種々のパラメータが、本発明の好ましい局面に従って利用される場合、圧力浸出の間の温度は、好ましくは、約２２０℃より高くに維持され、そしてより好ましくは、約２３５℃〜約２７５℃の範囲であり、そして必要に応じて約２５０℃の範囲である。
【００２２】
任意の特定の適用において圧力浸出の持続時間は、多数の要因（例えば、フィード材料（例えば、硫黄含有材料フィードストリーム１０２）の特徴、ならびに圧力浸出プロセスの圧力および温度を含む）に依存する。本発明の種々の局面に従う、圧力浸出の持続時間は、好ましくは、約０．５〜約３時間以上の範囲であり、そして必要に応じて、約１時間のオーダーである。
【００２３】
圧力浸出のための任意の反応容器が使用され得るが、好ましくは、攪拌された多区画圧力浸出容器が利用される。例えば、任意の圧力封じ込め（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）または圧力制御システムが使用され得る。攪拌は、任意の従来の様式で達成され得、そして好ましくは、硫黄含有材料フィードストリーム１０２ならびに圧力浸出容器内の任意の他の添加剤を適切に分散するのに十分なものである。
【００２４】
本発明者らは、硫黄塊の形成を予防するためには、圧力浸出容器内の温度は、好ましくは、約２２０℃より高く維持されるべきであり、そしてより好ましくは、約２３５℃より高く、そして最も好ましくは、約２５０℃より高く維持されるべきであることを見出した。さらに、本発明者らは、特定の分散剤および／または粒子状物質（例えば、挽いた砂など）を必要に応じて添加することにより、増強された硫酸回収ならびに増強されたメタルバリュー回収、特に貴金属回収が促進されることを見出した。
【００２５】
図３を一時的に参照して、硫黄により引き起こされる困難性は、高温の使用、例えば、約２５０℃の範囲の高温の使用により、および／または種々の分散剤の使用により、取り組まれ得る。例えば、示されるように、挽いた砂の分散剤としての使用は、酸の収量を増強する傾向がある。そのため、本発明のオプションの局面にしたがって、分散剤が、硫黄含有材料フィードストリーム１０２に、フィードスラリーの形成の間に、または圧力浸出ステップ１０４において使用される圧力浸出容器へと、添加される。適切な分散剤には、任意の実質的に不活性な粒子（例えば、挽いた砂または鉱物処理テーリング）、または硫黄の接着を提供し、そして酸化される硫黄の露出した表面積を増大する傾向のある他の粒子が含まれる。他の適切な分散剤には、再利用される圧力浸出残渣、貴金属回収残渣（例えば、シアン化尾鉱）などが含まれ得る。一般に、現在公知の任意の材料、または本明細書以下で有利にそのような目的のために役立つ、当業者により改良される任意の材料が使用され得る。
【００２６】
圧力浸出１０４の間、酸素が、圧力浸出容器に、好ましくは、実質的に連続的に添加されて、所望の化学反応が進行する最適レベルで酸素過圧を維持する。すなわち、十分な酸素が適切に注入され、約５０〜約１５０ｐｓｉｇの範囲の圧力浸出容器中の酸素の分圧を維持する。密閉された圧力浸出容器中の全圧力は、好ましくは、約６００〜約８００ｐｓｉｇである。
【００２７】
いずれにせよ、本発明の種々の局面に従って、生成物スラリーは、好ましくは、圧力浸出処理１０４から、従来の様式で得られる。引き続く処理の前に、得られる生成物スラリーは、好ましくは、圧力および温度のほぼ周囲条件を達成するようにされる。例えば、その生成物スラリーは、フラッシュされて、圧力を放出し、そしてそのスラリーを蒸気の放出による蒸発により冷却し得る。
【００２８】
しかし、生成物スラリーの温度および圧力は、現在知られているかまたは本明細書以下で改良される任意の様式で、有利に減少され得る。
【００２９】
本発明の種々の好ましい局面にしたがって、一旦その生成物スラリーの温度および圧力が適切に減少させると、好ましくは、１つ以上の固体−液体相分離段階（ステップ１０６）が使用されて、硫酸溶液を、生成物スラリー中の固体粒子から分離し得る。これは、任意の従来の様式（ろ過システム、逆電流デカンテーション（ＣＣＤ）回路、濃厚剤などの使用を含む）で達成され得る。種々の要因（例えば、プロセス材料バランス、環境調節、残渣組成、経済的考慮など）が、固体−液体分離段階における、ＣＣＤ回路、濃厚剤、フィルター、または任意の他の適切なデバイスを利用するか否かの決定に影響を及ぼし得る。しかし、その生成物スラリーを条件付けするための任意の技術が、本発明の範囲ないにあることが理解されるべきである。その生成物スラリーは、固体−液体相分離（ステップ１０６）に供されて、得られる液相硫酸溶液１０８および固相残渣１８を生じる。
【００３０】
好ましくは、固体−液体相分離（ステップ１０６）が、逆電流デカンテーション（ＣＣＤ）洗浄の多段階の使用により達成される。洗浄溶液および適切な凝集剤が、所望のように添加され得る。
【００３１】
硫酸溶液１０８は、多数の様式で使用され得る。例えば、溶液１０８の全てまたは一部が、他の処理操作において使用され得る。この様式での硫酸の生成は、そのような処理操作のための酸の調達と代表的に関連する費用を有利に減少し得る。このような処理操作には、とりわけ、圧力浸出操作と関連して使用される酸消費野積み浸出操作、またはそうでなければ、攪拌タンク浸出、これらの組み合わせまたは他の処理操作とこれらとの組み合わせを含み得る。
【００３２】
他方、固体−液体相分離（ステップ１０６）から得られる固体残渣１８は、さらに処理され得る。例えば、図１を続けて参照して、固体−液体相分離工程１０６からの洗浄した固体の金属含有量が、さらなる処理を保証するのに十分に高い場合、そこに含まれる金属は、従来の手段（例えば、精錬処理または確立された金属回収処理（例えば、貴金属回収）（図２と関連させて以下により詳細に説明する好ましいプロセス））を通じて、回収され得る。しかし、残渣１８の金属含有量が、非常に低いためさらなる処理を正当化できない場合、その残渣は、貯水領域（示さず）に送られ得る。
【００３３】
さて、図２を参照して、液体−固体相分離ステップ１０６からの残渣１８（図１）は、種々のさらなる処理に供され、そこに含まれる金属、特に貴金属（例えば、金および銀）（これらはその残渣に含まれ得る）を回収し得る。残渣１８の特徴に依存して、それを中和および／またはｐＨ調整に（ステップ２０２に例示されるように）供することが有利であり得る。一旦そのように処理された残渣は、次いで、さらなる処理に供され得、そうでなければ、利用され得る。図２をと引き続き参照して、このような処理には、オプションの熱石灰ボイル（ｈｏｔ  ｌｉｍｅ  ｂｏｉｌ）（ステップ２０４）、続いて、貴金属回収（ステップ２０８）（例えば、従来のシアニド浸出（ステップ２０６）の使用により）、続いて、液体−固体相分離（ステップ２１０）が含まれ得る。シアニド浸出が使用される場合、得られる尾鉱は再利用され、そして湿式冶金プロセスと関連して（例えば、硫黄分散剤として（示さず））（代表的には、シアニドが破壊された（ステップ２１２）後に）どこかで利用され得る。あるいは、尾鉱は廃棄され得る（ステップ２１４）。当業者が理解するように、任意の数の貴金属または他の金属回収方法が、金属（例えば、貴金属（例えば、銀および金）を残渣ストリーム１８から回収する目的を達成するために適切であり得、そしてそれゆえ代替処理経路が首尾よく利用され得る。
【００３４】
本明細書以下に示される実施例は、本発明の特定の好ましい実施形態の種々の局面の例示である。そこに反映されるプロセスの条件およびパラメータは、本発明の種々の局面を例示することを意図され、そして本発明の範囲を限定する意図はない。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
種々の硫黄圧力浸出試験を行った。Ｐａｒｒバッチ２．０リットルの圧力浸出容器内を利用した。各場合において、元素硫黄は、圧力浸出容器内で酸素および水とあわされ、スラリーを形成し、そしてスラリーは、非接着層に含まれた。反応温度を、表１に示すように様々変化させた。各場合において、その反応を１時間進行させることにした。５０グラムの硫黄（１００ｐｓｉの酸素加圧を有する）が提供された。
【００３６】
収量を、提供された元素硫黄の量と比較して生成された酸の量を観察することによって得た（理論的収量１００％が、３．０６ｇのＨ２ＳＯ４／１ｇの硫黄）。
【００３７】
表１に示す結果からわかるように、増強されたさ酸収量は、増強された温度および分散剤（例えば、挽いた砂、鉱物処理の尾鉱、または他の適切な材料）の利用により得られた。
【００３８】
【表１】
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（実施例２）
２３．８重量％の元素硫黄を含有する中程度の温度圧力浸出残渣を、１０．４重量％の固体および合成ラフィネートおよび水を有するフィードスラリーを作製することにより圧力浸出のために調製した。そのフィードを、攪拌した２．０リットルのＰａｒｒ圧力浸出容器に２２５℃、５０ｐｓｉの酸素過圧で、６０分間提供した。得られる溶液は、５５．９ｇ／Ｌの遊離の酸およびバルク残渣（２．９％の元素硫黄および５．１％のスルフェートを含有する）を含有していた。貴金属を、受容し得る量で（すなわち、８８％金および９９％銀抽出）残渣から回収した。
【００３９】
図３のグラフでのプロフィールは、硫酸収量に対する利益を、温度および分散剤の添加の関数として、本発明はの種々の実施形態にしたがって、さらに例示する。これらの結果は、一般に、硫酸生成が、温度の上昇と共に増大することを示す。さらに、曲線３２対曲線３４の比較が、硫酸収量が、約５と約１０％との間のオーダーで、適切な分散剤（例えば、挽いた砂）の添加により、増強され得ることを示す。
【００４０】
元素硫黄含有材料から硫酸を生成する有効かつ効率的な方法が、本明細書に提示される。分散剤および圧力浸出の間の高温の使用は、元素硫黄の高粘度により引き起こされる処理問題を緩和することを補助し得る。さらに、本発明者らは、銅の湿式冶金の分野を、硫酸溶液を硫黄含有材料（例えば、硫化銅鉱物の中程度の温度圧力浸出の副生成物）から生成することのみならず、そこに同伴される金属（例えば、貴金属）の回収を可能にする（これらは、そうでなければ、損失していたかもしれない）という利点を認識することによって、進歩させた。
【００４１】
本発明は、多数の例示的な実施形態および実施例を参照することによって、上記のように説明されている。本明細書中に示されそして記載された特定の実施形態は、本発明およびその最良の実施形態の例示であり、そして特許請求の範囲に示される本発明の範囲をいかなる様式においても限定することは意図されないことが理解されるべきである。この開示を読んだ当業者は、変更および改変が、本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に対してなされ得ることを理解する。これらおよび他の変更および改変は、上記の特許請求の範囲に示される本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【００４２】
本発明の主題を、明細書の結論的な部分において、具体的に指摘し、そして明瞭に主張している。しかし、本発明のより完全な理解は、添付の図面に関連させて検討した場合に、詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって最も良好に得られ得、図面において、同様な数は、同様な要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の例示的な実施形態に従うプロセスのフローダイヤグラムを例示する。
【図２】図２は、図１に例示される本発明の実施形態に従うさらなる処理のフローダイヤフラムを例示する。
【図３】図３は、本発明の種々の実施形態に従う、硫酸の収率  対  温度のグラフプロフィールを例示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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