(57)【要約】  本発明は、バット型反応装置における破砕鉱石の浸出から成る新しい硫化鉱物を浸出する方法を開示し、浸出溶液は浸出に適したＯＲＰ範囲の上限に近いＯＲＰ値で投入され、出ていく浸出溶液は対象の鉱石を浸出するのに適した下限より高いＯＲＰで反応装置を離れる。浸出反応装置を離れる出力浸出溶液は、浸出反応装置外での鉄酸化段階を経て、鉄酸化が出力浸出溶液の再循環部分と混合される可溶性硫酸第二鉄を作り、鉱石浸出に適した酸化還元電位範囲の上限に近い値までそのＯＲＰを増加させる。
2015516032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫化鉱物を浸出する方法であって、
入力浸出溶液（Ｓ２）が、鉱石浸出に適したＯＲＰ範囲の上限に近いＯＲＰ値で投入され、流出する浸出溶液が、対象の鉱石を浸出するのに適したＯＲＰ範囲の下限より高いＯＰＲで離れるバット型反応装置において、破砕鉱石を浸出することを含むことを特徴とし、
浸出反応装置から離れる一部の前記出力浸出溶液（Ｓ６）が、前記浸出反応装置外での鉄酸化段階を経て、前記鉄酸化が前記出力浸出溶液（Ｓ３）の再循環部分（Ｓ７）と混合される可溶性硫酸第二鉄（Ｓ１１）を作り、鉱石浸出に適した前記ＯＲＰ範囲の上限に近い値までそのＯＲＰを増加させる、方法。
【請求項２】
前記破砕鉱石が、２ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲の粒径を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記浸出反応装置内の鉱石が、前記鉱石破砕粒子間の空隙が前記浸出溶液によって満たされて充填されるように、前記浸出溶液に実質的に浸された状態に保たれることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記溶液ＯＲＰが、２５〜４５℃の温度で約３８０〜４５０ｍＶの至適浸出範囲内にとどまることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記溶液ＯＲＰが、＞６０℃の温度で＞５００ｍＶにとどまることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
鉄酸化反応が、硫黄または黄鉄鉱で補充されてさらなる酸を与えて熱を生成し、前記添加硫黄または黄鉄鉱が制御されて、浸出サーキットにおける至適な所望の鉄と熱のバランスを達成することを特徴とする、請求項１〜７に記載の方法。
【請求項７】
前記鉄酸化が、浸出溶液不純物の共沈における鉄明ばん石の沈殿を可能にすることを特徴とする、請求項１〜６に記載の方法。
【請求項８】
前記対象の鉱石が回収に充分な濃度を有する場合、含有量豊富な浸出溶液（Ｓ８）が、前記方法から除去され、前記対象の鉱石の回収のための処理に供されることを特徴とする請求項１〜７に記載の方法。
【請求項９】
前記鉱石に存在する前記硫化鉱物が１次硫化物または２次硫化物であることを特徴とする、請求項１〜８に記載の方法。
【請求項１０】
前記１次硫化物が黄銅鉱であることを特徴とする、請求項１〜９に記載の方法。
【請求項１１】
前記２次硫化物が輝銅鉱であることを特徴とする、請求項１〜１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【０００１】
本願は、２０１２年５月４日に出願された、発明の名称が「硫化鉱浸出法」である米国特許出願第６１／６４３，０４２号から優先権を主張し、該出願は参照によりその全体が本願明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、硫化鉱を浸出する方法に関し、特に銅を回収するための黄銅鉱鉱石を浸出する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
低品位硫化鉱を浸出すること、特に１次硫化物から浸出することは長い間困難な課題であった。２次硫化物（例えば、輝銅鉱）は、（酸化鉱石と同じ様に）浸出を受け入れる一方で、１次硫化物（例えば、黄銅鉱）は、比較的溶解しにくい。硫酸塩系では、２次硫化物は酸にくわえて、通常は第二鉄のである浸出用酸化剤を要する。しかし、第二鉄および酸の存在は、黄銅鉱などの１次硫化物鉱石の効果的な浸出を達成するのに充分ではない。通常、黄銅鉱浸出は、次のいずれかを必要とする。
−  高い酸化還元電位（ＯＲＰ）（＞５００ｍＶ対Ａｇ／ＡｇＣｌ  ３Ｍ  ＫＣｌ）および高い温度（つまり６０℃超）、または
−  周囲温度（２０〜３５℃）でＯＲＰ浸出範囲（window）（通常３８０〜４５０ｍＶ）内に制御された低ＯＲＰ。
【０００４】
低温で操作する場合、黄銅鉱の不動態化の影響は不可逆的であるので、これを避けるのにＯＲＰの制御は特に重要である（Third et al., 2002; van der Merwe et al., 1998; Hiroyoshi et al., 2001）。（第一鉄の第二鉄に対する比が、ＯＲＰの主要な制御因子である）溶液中の第一鉄イオンの量の制御は、黄銅鉱鉱石および精鉱からの銅浸出抽出を向上することが知られており（Hiroshi et al., 1997）、微生物学的な手段（Munoz et al. 1995, Ahonem et al. 1985, Munoz et al. 1995）または電気化学的な方法（Gomez et al. 1996, Wan et al. 1984）のいずれかによる高ＯＲＰ制御に関する報告も以前にまた文書化されている。
【０００５】
上記は当業者によく知られており、通常微破砕サイズでタンク反応装置を用いる大気条件下（Hourn et al. 1995）、または黄鉄鉱のガルバノ効果を利用して黄銅鉱浸出の度合いを向上する（Dixon et al. 2005）、または操作ＯＲＰ範囲の広がる高温および高圧下（Dempsey et al. 1999）での精鉱の浸出に使用されてきた。
【０００６】
また、精鉱のＯＲＰ制御浸出も報告されており、撹拌タンク反応装置で大気条件下にて、細菌による酸化を利用して反応容器内または分離容器中のいずれかで、第二鉄の第一鉄に対する比（およびそれによるＯＲＰ）を制御する（van der Merwe et al. 1998）。
【０００７】
上記の方法は黄銅鉱の浸出を達成するが、これらの撹拌タンク浸出反応装置の操業コストは非常に高く、低品位鉱石の処理には高過ぎて実行することができない。加えて、堆積浸出で使用される粒子と比べてかなり小さいサイズの粒子を使用する必要があるであろう。より小さな粒子に対する必要性は、今度は破砕コストを増加するであろう。よって、該方法は低品位鉱物にとって持続できなくなり、主に精鉱に使用されるであろう。
【０００８】
ＯＲＰ制御浸出の原理は、堆積物（heap）においても試みられている（Mintek）。堆積浸出は、粗い材料の処理を可能にし、粉砕にともなうコストを回避するので低品位銅鉱石を処理するための最も実行可能な代替手段とみなされうる。以下のように堆積物系における黄銅鉱浸出に適した条件（温度やＯＲＰの制御）を達成して維持するのが難しいため、黄銅鉱堆積浸出は、商業的な適用を見出せていない。
−  高温条件は硫黄鉱物源または外部加熱を要する。高温および高ＯＲＰの組み合わせは、効果的な黄銅鉱堆積浸出をもたらすことが知られている。これらの高ＯＲＰ条件（＞５００ｍＶ）は、鉄酸化が堆積物中に存在する細菌によって生じ、専用の制御メカニズムを要さない通気された堆積物で容易に達成される。効率的な黄銅鉱浸出に求められる高温は、充分な硫化物の存在（通常、鉱石質量に対して３％超の硫黄含有量）および充分に急速な硫化物酸化（硫黄酸化のための充分な微生物細胞濃度を達成するために炭素源として通気系に二酸化炭素の補充を要することがある）を必要とする。適切に制御された場合、硫黄または硫化鉱物の酸化は、浸出温度を上げることができる熱の放出をもたらす。しかし、より低品位鉱石では、硫化物含有量が黄銅鉱堆積浸出に求められる熱を生成するのに不充分であることが多い。
−  外部加熱は典型的に費用がかかる。堆積浸出から黄銅鉱を回収する選択肢の１つは、鉱石中の硫化物の酸化による加熱に依存する代わりに、人工の熱源を用いて外的に浸出溶液を加熱することである。しかし、堆積物からの熱損失の広がりは、長い浸出時間と相まって、一般に外部加熱を不経済にする。これは特に低温気候の地の場合に当てはまる。
−  周囲温度での高ＯＲＰ浸出は、不動態化を引き起こす。高ＯＲＰレベル（すなわち可溶な鉄すべての完全酸化）は、堆積物において周囲温度（２０〜３５℃）で容易に達成可能であるが、そのような温度での高ＯＲＰは、黄銅鉱鉱物の表面の不動態化作用を引き起こし、銅の効果的な浸出を妨げる。
−  堆積浸出では、ＯＲＰを低電位範囲内に保つことは難しい。堆積物の浸透溶液のＯＲＰを、周囲温度（２０〜４５℃）内で黄銅鉱を浸出するのに要する狭い低還元電位範囲（３８０〜４５０ｍＶ、つまり全ての鉄よりむしろ一部の鉄が酸化される）に保つことは次の複数の理由から難しい。
−  第１の点は、酸素物質移動の不的確な制御であり、堆積物の下部通気に由来し、それが招く勾配効果を引き起こす。
−  第２の点は、第二鉄（または他のいずれの酸化剤）が、栓流モードで堆積物に浸透し（堆積物中の透水係数は、幾つかの鉱石粒子の表面を浸透する溶液の薄膜に生じる）、硫化物の酸化によって急速に消費され、堆積物中のＯＲＰ勾配を引き起こす（すなわち、上部での高ＯＲＰおよび底部での低電位）ことに関する。
−  第３の点は、堆積物内部の第二鉄の細菌による酸化を誘発する手段としての通気は、ＯＲＰを狭い範囲内に保つのに必要な制御のレベルを提供しないことに関する。
【０００９】
前述の硫酸塩浸出にくわえて、塩化物系での銅鉱の浸出も報告されている（Jones, 2002, Streltsova, 2006）。塩化物が黄銅鉱浸出を補助することは知られているが、塩化物の使用は、多くのプロセス問題および不都合を引き起こす。
−  塩化物の溶解度が高いために加工下流における塩化物溶液の除去は問題があり、且つ  −  溶液中の塩化物がプラント装置のより激しい腐食を引き起こす。
【００１０】
前述の課題に直面して、本発明は、銅を硫化鉱から回収する浸出法を提供し、そこでは、浸出剤（lixiviant）の物理化学的特徴（温度、ＯＲＰ、ｐＨ、添加物）が、操作範囲内に厳重に制御され、当該技術分野において知られているものと比べて効率的で費用効果がある浸出反応速度をもたらす。
【００１１】
本発明はまた、未粉砕の材料に使用される浸出法を提供することを目的とし、投入規模の大きさは、堆積浸出の規模と同様である。
【００１２】
また本発明は、堆積浸出条件で達成される浸出速度と比べて高い浸出速度を示す浸出法を提供し、同時に該方法は熱源として鉱石内の硫化物酸化に依存しない方法である。
【発明の概要】
【００１３】
上記の問題および解決されていない課題に照らして、本発明は、当該技術分野において知られているものと比べて、効率的で費用効果がある、硫化鉱のための有利で効果的な制御されたＯＲＰ浸出方法を記載し、前記方法は、
入力浸出溶液が鉱石浸出に適切な至適ＯＲＰ範囲の上限に近いＯＲＰ（第二鉄の第一鉄に対する比によって決められる）を含有する溶液と投入され、ここで第二鉄は、黄銅鉱との浸出反応（式１、表１）の間、酸化剤として作用し、プロセス中に第一鉄に還元され（下式による）、出力浸出溶液が当該鉱石を浸出するのに適したＯＲＰ範囲の下限より高いＯＲＰで離れるバット型反応装置において破砕鉱石を浸出することを含み、
ここで、浸出反応装置から離れる一部の出力浸出溶液は、浸出反応装置外部の媒体での鉄酸化段階（式２、表１）（du Plessis et al. 2011）を経て、鉄酸化は出力浸出溶液の再循環部分と混合される可溶性硫酸第二鉄を作り、鉱石を浸出するのに適したＯＲＰ範囲の上限に近い値までそのＯＲＰを増加させる。
【００１４】
本発明の好ましい態様では、破砕鉱石は、２ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲の粒子を有し、浸出反応装置内部の鉱石は、浸出溶液に実質的に浸され、破砕鉱石粒子間の空隙は浸出溶液で満たされて充填されている。
【００１５】
さらに好ましい態様では、黄銅鉱は鉱石中に存在する硫化鉱物であり、浸出溶液は図１に図示した浸出範囲の上限境界のＯＲＰを有し、鉱石との溶液接触時間は固形物滞留時間に対する水理学的滞留時間によって管理され、その結果、溶液ＯＲＰは、図１に示される至適浸出範囲（すなわち２５〜４５℃の温度で約３８０〜４５０ｍＶまたは＞６０℃の温度で＞５００ｍＶ）内にとどまる。
【００１６】
本発明の別の態様では、生物酸化を通した鉄酸化（du Plessis et al. 2011）は溶液からの鉄明ばん石沈殿（表１の式３）およびそれによる一部の鉄の除去、ならびに浸出溶液からの不純物（例えば、ヒ素、アルミニウム、クロム、フッ素、およびウラン）の共沈および除去を可能にする。鉄明ばん石沈殿は、今度は酸をもたらして第一鉄酸化を促進する。鉄酸化反応は硫黄または黄鉄鉱で補われ、さらなる酸をもたらすことができる（表１の式４および式５）。重要なことには、鉄明ばん石硫黄または黄鉄鉱のいずれからかの鉄酸化と酸生成の組み合わせ効果は、熱を生じることである（式６〜式８）。３つの反応（式６〜式８）の相対的な割合は、硫黄または黄鉄鉱を加えることによって制御され、至適化されて図１に概略が示される浸出サーキットにおける至適な所望の鉄と熱のバランスを達成する。また、酸プラントからの硫酸を反応装置に直接加えて、酸消費鉄酸化反応を促進してもよい。
【００１７】
浸出溶液の金属（例えば、銅）濃度が回収に適した値に達したとき、ブリード（bleed）は、溶液サーキットから除去され、当該金属を回収するための処理に供される。
【００１８】
これらの本発明の態様のさらなる利点および新規の特徴を、以下の記載において説明し、一部には以下を検討することまたは本発明を実行して学ぶことで当業者にさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下の図面を参照して、系および方法のさまざまな例示的な態様を詳細に説明することになるが、それらに限定されるものではない。
【図１】図１は、温度の関数として黄銅鉱から銅を浸出する至適溶液ＯＲＰを図示するグラフである。
【図２】図２は、本発明による浸出方法の好ましい態様のフロー図である。
【図３】図３は、本発明の浸出方法の好ましい態様で使用される浸出反応装置の概略図である。
【図４】図４は、ｐＨ１．５および４５℃における一連の種々のＯＲＰ浸出条件を用いた例示的な結果を図示するものである。
【図５】図５は、６５０ｍＶのＯＲＰ、ｐＨ１．５および７０℃での黄銅鉱浸出の例示的な結果を図示するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の詳細な説明は、本発明の範囲、利用可能性、または構成を限定することを決して意図するものではない。より厳密に、以下の説明は、例示的な様式を実施するのに必要な理解を提供する。本明細書において与えられる教示を用いる場合、当業者は本発明の範囲を推定することなく使用できる好適な代替手段を理解するであろう。
【００２１】
図２は、発明の方法の好ましい態様を実行する主要な段階を示すフロー図である。
【００２２】
図２は黄銅鉱鉱石からの銅の回収を目的とした浸出方法を描写するが、本発明の方法は他のいずれの硫化鉱物鉱石または精鉱に適用できることを理解しなければならない。
【００２３】
該方法の開始時に、鉱石は浸出反応装置（フロー図の表示Ｓ１）に投入される。好ましくは、鉱石は２ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲の粒径で破砕されて投入される。
【００２４】
粒径の選択は好ましくは、鉱物単体分離が破砕サイズ（すなわち、粒径）に応じて決定される前調査によって決められる。鉱物単体分離（すなわち、浸出溶液への曝露）の度合いは、今度は浸出できる金属の最大量を左右する。
【００２５】
粉砕（＜１ｍｍ）より粗い粒子（＞１ｍｍ）が生じる破砕を用いることにより、粉体化コストが低くなる。
【００２６】
本発明の一態様では、鉱石は、連続的に浸出反応装置に投入され、そこから回収できる。あるいは、反応装置はバッチ式に操作でき、鉱石は、所望の金属抽出を達成することが求められる間は反応装置に残る。
【００２７】
図３は、本発明において使用される浸出反応装置の好ましい態様を図示する。この図でわかるように、破砕鉱石は周囲圧力条件にて人工貯留槽または容器内部の浸出溶液に浸された状態にある。
【００２８】
粒子内空隙は、浸出溶液で満たされて充填され、それによって最大の透水係数を確保する。
【００２９】
前記浸出溶液は、ｐＨが０．５〜２．５で、温度条件（すなわち、２５〜４５℃の温度で３８０〜４５０ｍＶまたは＞６０℃の温度で＞５００ｍＶ）に適したＯＲＰの硫酸第二鉄および硫酸第一鉄溶液からなる。また、前記浸出溶液は、炭素、磁鉄鉱などの固体添加剤または極性有機溶媒などの液体添加剤も含有しうる。また、前記溶液は、鉄酸化細菌または古細菌の活性バイオマスを、＞１×１０４細胞／ｍＬの細胞密度、好ましくは、＞１×１０６細胞／ｍＬで含有しうる。
【００３０】
半連続式バット型浸出反応装置を使用する好ましい態様では、鉱石はこのプロセスの間撹拌されることなく、バット上部の鉱石投入箇所から鉱石回収箇所へ重力によって流れる。鉱石の物理的性質に関して（つまり、鉱石が破砕材料または細かい粉末である場合）、鉱石は独立して回収される。そのためには、コンベヤー、機械的回収装置、またはスラリーポンプへの重力排出などの鉱石回収システムを使用できる。
【００３１】
浸出溶液は、対象の鉱石を浸出するのに適した至適ＯＲＰ浸出範囲の上限に近いＯＲＰで反応装置に投入される（フロー図の表示Ｓ２）一方で、その溶液は、ＯＲＰ浸出範囲の下限より高いＯＲＰで反応装置を離れる（フロー図における表示Ｓ３）。したがって、黄銅鉱を含む鉱石の場合、浸出溶液は３８０〜４５０ｍＶの範囲内で投入され、ＯＲＰが下限、例えば、２５〜４５℃の温度で３８０ｍＶに達する前に反応装置を離れることが好ましい。同等の投入および好ましい出口溶液のＯＲＰは、６０℃より高い温度で５００および７００ｍＶである。
【００３２】
至適浸出は、浸出溶液のＯＲＰを図１に図示される境界域内に維持することによって達成される。これは、鉱石を通る高い溶液流束によって達成され、今度は空隙のすべてが溶液流束にかかわるというバット浸出シナリオにおいて鉱石を通る高い水理学的流量のために達成される。
【００３３】
そうすれば、効果的な浸出を確保するために、溶液のＯＲＰが下方ＯＰＲ限界（黄銅鉱の場合、２５〜４５℃の温度で約３８０ｍＶまたは６０℃より高い温度で５００ｍＶ）未満に下落する前に、溶液が浸出反応装置を離れるように浸出溶液滞留時間が制御されつつ保たれる。
【００３４】
第二鉄の化学的浸出作用にくわえて、微生物（すなわち、細菌および古細菌）が、黄銅鉱の浸出作用を加速および触媒することが知られている（Li and Huang, 2011; Gautier et al. 2008）。浸出作用の加速は、浸出反応装置中の高い細胞濃度による。
【００３５】
図２に図示される浸出のフロー図は、好適な生物浸出微生物の細胞濃度を高めるよう設計されている。本発明の鍵となる特徴は、自己増殖する生物浸出触媒の使用に依る。これは、鉄酸化プロセスユニットを浸出バット型反応装置と組み合わせることによって達成される。高細胞濃度（好ましくは、１ｍＬ当たり＞１０９細胞）は、当該技術分野において公知の方法によって鉄酸化および沈殿反応装置で達成される（du Plessis et al. 2011）。
【００３６】
高細胞濃度は、再循環溶液によって黄銅鉱鉱物と接触させられる。
【００３７】
当該技術分野において知られているように、細胞の濃度および多様性は、硫黄または黄鉄鉱（Ｓ２１）を鉄酸化反応装置に加えることによってさらに高められる。そのような添加は、鉄酸化培養物にくわえて、硫黄酸化微生物培養物の増殖を促進し、還元硫黄種の酸化を加速することによって黄銅鉱不動態化が生じることを防止する。
【００３８】
本発明の他の態様では、黄銅鉱浸出を加速することを目的として、浸出溶液はまた、塩化物、銀、活性炭を含む他の公知の構成要素を含有でき、またはナノシリカもまた、浸出溶液に含まれるか、そうでなければ鉱石から浸出された結果として存在できる。これらの添加物は、バットから排出される浸出溶液（図２においてＳ５で示される）から回収でき、ろ過機（図２においてＳ７で示される）に戻すことができる。しかし、これらの構成要素の存在は、求められる必須条件として理解されないものとする。
【００３９】
浸出反応装置の内部では、溶液中の第二鉄は銅硫化鉱物と反応し、当業者に知られているように鉱物溶解が生じる（式１、表１）。
【００４０】
したがって、浸出される鉱石が黄銅鉱である本発明の好ましい態様では、黄銅鉱が著しく不動態化されない範囲内での（第一鉄／第二鉄比に基づく）ＯＲＰ制御は、この硫化鉱物からの効果的な銅回収を可能にする。
【００４１】
図４は、ｐＨ１．５および４５℃におけるさまざまな酸化還元電位の銅抽出の相対的な度合いへの影響を図示する。このグラフは、至適銅抽出を達成するために、４５℃での狭いＯＲＰ範囲内に溶液組成を維持することの重要性を示す。不可逆的な黄銅鉱不動態化はこの温度では４５０ｍＶより高いＯＲＰで起こることに留意することが重要である。
【００４２】
好ましくは、出力溶液の既定のｐＨ、好ましくは０．８〜２．０に達するように、入力浸出溶液のｐＨは硫酸（Ｓ４で示される）を加えることによって調整する。この酸は従来の酸プラントまたは微生物硫黄酸化反応装置で作られ、ともに当該技術分野において知られており、空気（Ｓ２３）と硫黄（Ｓ２３）の両方を消費する。そのような硫黄酸化および酸生成から生じる熱を利用して、循環溶液温度を上げてもよい。
【００４３】
浸出反応装置中の溶液の滞留時間は、鉱石の滞留時間より短い。鉱石を通る溶液流量は、酸およびＯＲＰ勾配がｐＨおよびＯＲＰの所望の範囲内にプロセスを充分に制御できること克服することを確保すべきであり、これは１次制御パラメーターである。
【００４４】
溶液の流れは、図３に示されるように反応装置の下部の分配管または多岐管から上昇でき、確実に空気を粒子間の空隙から排出し、空隙を溶液で充填する。
【００４５】
本発明の一態様では、浸出は向流に基づいて多段階で達成できる。
【００４６】
図２のフロー図に示されるように、本発明の好ましい態様に基づいて、出力浸出溶液流れは、鉄酸化および沈殿ユニットに向かう第１の部分（Ｓ６で示される）と循環した可溶性第二鉄を含有する第２の部分（Ｓ７で示される）に分けられる（Ｓ５で示される）。次に、含有量豊富なＰＬＳ浸出溶液は、典型的な下流銅回収サーキット、すなわち溶媒抽出−電解採取に供される（Ｓ８で示される）。
【００４７】
鉄酸化に向けられる流れ部分は、出力浸出溶液（Ｓ３）中の第一鉄と第二鉄の比および合計濃度によって決められ、また入力浸出溶液（Ｓ２）が要するＯＲＰによっても決められる。
【００４８】
本発明の方法では、鉄酸化は、浸出反応装置に対して外的に達成される。鉄酸化が反応装置に対して外的に達成されると、この方法を使用して、浸出溶液ＯＲＰを、浸出反応装置に使用されることになるＯＲＰ範囲から選択される上方設定点（上限の近い値）に制御することが可能である。
【００４９】
鉄酸化は、特有の反応装置などのいずれの好適な手段によって達成できる。生物触媒される第一鉄の酸化（細菌または古細菌による）は、当業者に知られているように、空気のみを必要とし、また、主流である低いｐＨ（すなわちｐＨ＜２）下で非生物的な第一鉄の酸化によって達成されるものと比べて速度が速いので、好ましい鉄酸化法である。
【００５０】
さらなる利点は、鉄明ばん石としての鉄沈殿が、浸出溶液からの除去が望ましいヒ素、アルミニウム、クロム、およびフッ化物等の多くの元素の共沈を生じる点である。
【００５１】
鉄酸化過程（Ｓ６）の結果としての可溶性硫酸第二鉄は、入力浸出溶液（Ｓ２）で所望のＯＲＰに達することを目的として、混合チャンバー（Ｓ１１）で入力浸出溶液（Ｓ３）と合わせられる。浸出溶液（Ｓ２）の合計鉄濃度、ＯＲＰ、および水理学的流量（および浸出反応装置における滞留の時間）を組み合わせて制御することは、黄銅鉱の狭い浸出範囲内においてさえ、浸出反応装置内部のＯＲＰを制御することを可能にする。
【００５２】
再循環溶液（Ｓ７）は、いずれの好適な加熱源（Ｓ９）（例えば、太陽熱加熱、硫酸生産からの熱、硫黄酸化、黄鉄鉱酸化、または当該技術分野において知られている他のエネルギー源）によって加熱できる。熱損失は、浸出サーキットおよびフロー図内の他の個々の操作を通して最小にできる。したがって、可能ならいつでも、熱損失を最小にするのに当業者に知られている方法もまた使用するものとする。
【００５３】
鉱石は浸出反応装置内で浸された状態であるので、保温を容易にする。高い浸出温度（６０℃超）を用いることは、結果として浸出反応速度を向上し、浸出反応装置をより小さいものにする。小さい反応装置は、今度は結果として反応装置コストを低くする。くわえて、小さい浸出反応装置は加熱に必要なエネルギーを減らす。加熱エネルギーと浸出速度の増加との間の経済的な妥協点は、個々の具体的な適用シナリオに対して決定する必要がある。また、６０℃より高い温度は、高ＯＲＰ、５００ｍＶより高い浸出溶液の使用を可能にし、実質的に黄銅鉱不動態化を引き起こすことなく、銅浸出反応速度を向上する。
【００５４】
含有量豊富な浸出溶液（Ｓ８）は、溶媒抽出（Ｓ１４）および当業者に知られている方法で電解採取に供される。銅は廃酸電解質および補完酸（complementary acid）を用いて負荷有機溶液から除去（Ｓ１５）され、銅が豊富な電解質を生じ、それはその後電解採取（Ｓ１６）にかけられ、銅カソードが作られる（Ｓ１７）。
【００５５】
バット浸出方法は、銀、活性炭、細菌、古細菌、およびナノシリカの使用などの、浸出下の黄銅鉱の不動態化作用を克服する作用物質の使用を促進する（黄銅鉱の不動態化を克服する作用物質の使用は、当該技術分野において知られており、本明細書においてさらに詳述しない）。溶液の鉱石を通る高い水理学的流束や、空隙のすべてが溶液で充填されていることは、そのような作用物質（または触媒）の回収および再使用を可能にする。
【００５６】
本発明の他の態様では、銅カソードを作る溶媒や還元に基づく方法の代わりに、該方法は、（例えば、硫化水素を用いて銅をＣｕＳとして沈殿させることによる）金属硫化物沈殿を含むことができる。
【００５７】
鉱石の酸の消費および浸出残基（Ｓ１８）とともに分解される可溶性元素の量によっては、硫酸マグネシウムおよび硫酸アルミニウム（必要な場合）などの典型的な不純物の除去を目的として、抽残液の一部は分離（Ｓ１９）され、中和および沈殿処理（Ｓ２０）に供されなければならないことになる可能性がある。
【００５８】
そこで、粉砕なしで黄銅鉱鉱石から銅を浸出することを確保するために、本発明の方法は溶液条件の制御を可能にする。さらに本方法は、ＯＲＰおよび高温の制御を可能にし、それによって低品位黄銅鉱鉱石からの銅回収を促進する。
【００５９】
また本発明は、効果的な黄銅鉱浸出を達成するために、高温（＞６０℃）および高ＯＲＰ＞５００ｍＶでの操作を可能にする。
【００６０】
この効果で、本発明の方法はまた、高ＯＲＰ浸出条件（＞５００ｍＶ）が周囲温度でさえ適用できる、第２の硫化物鉱石（例えば、輝銅鉱）の浸出に使用できる。
【００６１】
後者の場合、第１の浸出工程は、黄銅鉱に合うＯＲＰ制御レジーム下で行ない、次いで輝銅鉱または銅藍に合う異なるＯＲＰ制御に移動できる。
【００６２】
さらに、本発明の方法は、ニッケル、コバルト、マンガン、金、およびウランを含む他の金属に抽出に使用できる。
【００６３】
上記の例示記載に基づいて、破砕鉱石に含有される黄銅鉱から、粉砕を要することなく銅浸出を達成するために、本発明の方法が浸出溶液条件の制御に役立つことが明らかになる。したがって、本発明方法は、鉱石が浸され、ＯＲＰが黄銅鉱浸出に理想的な範囲内での制御下に保たれる浸出反応装置を含み、反応装置に入る溶液は理想的な範囲の上限によって制御される。反応装置の設計は、鉱石を通る高速の水理学流れを可能にして、浸出に必要な必須の第二鉄酸化剤の高速の送達を容易にする。鉱石を通る高速の水理学的流量は、溶液電位が黄銅鉱の浸出ＯＲＰの理想的な範囲の下限未満の値に達する前に浸出溶液が浸出反応装置を離れることを可能にする。加えて、反応装置の設計および方法の構成は、熱損失を減じ、酸素が入るのを防ぐことが目的とされている。次に、鉄酸化が浸出反応装置に対して外的に開始され、それによって再循環浸出溶液のＯＲＰを上げて、ＯＲＰの理想的な範囲上限に近い値に戻す。硫黄または黄鉄鉱などの鉱物を含有する硫化物は、熱および酸の両方を浸出溶液に生成するために直接鉄酸化工程に加える。還元された鉄および硫黄は、微生物の生物触媒特性によって酸化される。細菌または古細菌のいずれかでありうるこれらの微生物は、自己増殖生物触媒として利用および管理されて、黄銅鉱浸出の速度を高める。
【００６４】
最後に、図面は、同封の請求項でのみ規定されている本発明の対象の実範囲とともに、本発明の例示の態様を示すことが理解されよう。
【００６５】
【表１】
2015516032.tif 000003
【参照文献】
【００６６】
Ahonem L., P. Hiltunen and O. H. Touvinen. The role of pyrrhotite and pyrite in the bacterial leaching of chalcopyrite ores. Fundamentals and applied biohydrometallurgy. Proceedings of The Sicth International symposium on Biohydrometallurgy, Vancuver BC, Canada, August 21-24, 1985. Edited by R. W. Lawrence, R. M. R. Branion and H. G. Ebner. 1985
Dempsey P. and D. B. Dreisinger. Process for the extraction of copper. World Patent WO 0100890 (Al). 1999 
Dixon D. G and A. F. Tshilombo. Leaching process for copper concentrates. United 
States Patent US20052699208 (Al). 2005 
Gomez C, M. Figueroa, J. Munoz, M. L. Blazquez and A. Ballester. Electrochemistry of chalcopyrite. Hydrometallurgy, vol 43, 331-344. 1996 
Hiroyoshi N., H. Miki,T. Hirajima and M. Tsunekawa. Enhancement of chalcopyrite leaching by ferrous ions in acidic ferric sulfate solutions. Hydrometallurgy 60, 185-197. 2001 
Hourn, M. M., W. D. Turner, I. R. Holzberger. Atmospheric mineral leaching process. Australian Patent AU-B-49331/96. 1995 
Jones, D. Chloride assisted hydrometallurgical extraction of metal. United States Patent US 20020004023A1. 2002 
Munoz J. A., A. Ballester, M. I. Blazquez, F. Gonzalez and C. Gomez. Studies on the anodic dissolution of chalcopyrite at contant potential: effect of a new thermofilic microorganism. Proceedings of COPPER 95-COBRE 95 International conference. Vol III - Electrorefining and Hydrometallurgy of Copper. Edited by W. C. Cooper, D. B. Dreisinger, J. E. Dutrizac, H. Hein and G. U Ugarte. The metallurgical society of CIM. 1995 
Munoz J., C Gomez., M. Figueroa, A. Ballester, and M. L. Blazquez. Effect of thermophilic microorganisms on the electrochemical behaviour of chalcopyrite. Biohydrometallurgical processing. Edited by T. Vargas, C. A. Jerez, J. V. Wiertz and H. Toledo. University of Chile. 1995 
Streltsova, N and G. D. Johnson. Method for the processing of copper minerals. Australian Patent AU 2006201600 Al . 2006. 
Third K.A., R. Cord-Ruwisch and H. R. Watling. Control of the redox potential by oxygen limitation improves bacterial leaching of chalcopyrite. Biotechnol. Bioeng. 78, 433-441. 2002 
van der Merwe C, A. Pinches and P. J. Myburgh. A Process for the Leaching of Chalcopyrite. . World Patent No. WO 9839491. 1998 
Wan R. Y., J. D. Miller, J. Foley and S. Pons. Electrochemical features of the ferric sulphate leaching of CuFeS2/C aggregates. Proceedings of the international symposium on electrochemistry in mineral and metal processing. Edited by P.E. Richardson, R. Woods and S. Srinivasan. 1984 
du Plessis C.A., Slabbert W., Hallberg K.B., Johnson D.B. Ferredox: A biohydrometallurgical processing concept for limonitic nickel laterites. Hydrometallurgy 109, 221-229. 2011 
Li. A. Huang, S. 2011. Comparison of the electrochemical mechanism of chalcopyrite dissolution in the absence or presence of Sulfolobus metallicus at 70°C. Minerals Engineering 24, 1520-1522. 
Gautier, V., Escobar, B., Vargas, T. 2008. Cooperative action of attached and planktonic cells during bioleaching of chalcopyrite with Sulfolobus metallicus at 70°C. Hydrometallurgy 94, 1-4, 121-126.
【図２】
2015516032.tif 000004
【図３】
2015516032.tif 000005
【図４】
2015516032.tif 000006
【図１】
2015516032.tif 000007
【図５】
2015516032.tif 000008
【国際調査報告】
2015516032.tif 000009
2015516032.tif 000010
2015516032.tif 000011