(57)【要約】精鉱を、溶液中に少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む酸性溶液による加圧浸出に供して、亜鉛溶液と、鉄を含む固体の浸出残渣とを生成する工程からなる硫酸亜鉛の鉱石または精鉱から亜鉛を回収するための方法。亜鉛溶液は、亜鉛の溶媒抽出に供せられ、残留物と富化された亜鉛溶液とを生成する。また、鉄を含む残留物からイオンを除去する方法が提供される。この方法は、鉄を含む残留物により硫酸亜鉛の鉱石を加圧浸出し、鉄を含む固体の浸出残渣と亜鉛溶液とを生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精鉱を、溶液中に少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む酸性浸出溶液による加圧浸出に供して、亜鉛溶液と、鉄を含む固体の浸出残渣とを生成する工程と、
該亜鉛溶液を亜鉛の溶媒抽出に供して、抽出残留物と、富化された亜鉛溶液（ｐｒｅｇｎａｎｔ ｚｉｎｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）とを生成する工程と、
該富化された亜鉛溶液を、亜鉛を回収するための電解抽出に供し、結果として得られる使用済みの電解質溶液（ｓｐｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）を生成する工程とからなることを特徴とする硫化亜鉛の鉱石または精鉱から亜鉛を回収するための方法。
【請求項２】
前記酸性浸出溶液は、溶液中に少なくとも約３０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記加圧浸出は、２段階で反流的に（ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｌｙ）行われ、
亜鉛溶液と中間的残渣とを生成する第１段階の浸出と、
該中間的残渣が、少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む前記酸性浸出溶液により浸出され、鉄を含む前記浸出残渣と、含有する鉄が部分的に除去された浸出溶液（ａ ｐａｒｔｌｙ ｅｘｈａｕｓｔｅｄ ｉｒｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｌｅａｃｈ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）とを生成する第２段階の浸出と、
前記含有する鉄が部分的に除去された浸出溶液により第１段階の浸出を行うこととからなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記酸性浸出溶液は、溶液中に少なくとも約３０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記酸性浸出溶液は、約４０ｇ／Ｌから約８０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記酸性浸出溶液は、約１５ｇ／Ｌから約２０ｇ／Ｌの遊離酸を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記使用済みの電解質溶液は、前記亜鉛の溶媒抽出にリサイクルされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１５ｇ／Ｌの鉄を含む前記酸性浸出溶液は、硫化物鉱石の浸出から結果として得られる鉄を含む残留物（ｉｒｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｒａｆｆｉｎａｔｅ）からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
硫化物は、採鉱廃棄物の堆積に含まれる低級鉱石または廃鉱石からなることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記亜鉛の溶媒抽出からの抽出残留物は、前記加圧浸出にリサイクルされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記鉱石または精鉱は、また、銅を含む加圧酸化からの亜鉛溶液中に結果として得られる銅を含み、さらに前記亜鉛溶液を前記亜鉛の溶媒抽出に先立って銅の溶媒抽出に供する工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記鉄を含む残留物により硫化亜鉛鉱石を加圧浸出し、鉄を含む固体の浸出残渣と亜鉛溶液とを生成する工程からなる、鉄を含む残留物から鉄を回収する方法。
【請求項１３】
前記加圧浸出は、２段階で反流的に行われ、
亜鉛溶液と中間的残渣とを生成する第１段階の浸出と、
該中間的残渣が、鉄を含む残留物により浸出され、鉄を含む前記浸出残渣と、含有された鉄が部分的に除去された浸出溶液とを生成する第２段階の浸出と、
前記含有された鉄が部分的に除去された浸出溶液により第１段階の浸出を行うこととからなることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２段階の浸出プロセスにおける亜鉛の加圧浸出のための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
硫化物鉱石を含む銅山のような採鉱操作では、廃鉱石または低級鉱石が、高級鉱石から分離される。前記高級鉱石は、そこから銅等の金属を抽出するために処理される。また、低級鉱石または廃鉱石は、例えば、廃棄物の堆積中の鉱石を浸出すること（堆積浸出）により、銅の回収のために処理され、銅溶液を生成する。銅は、前記銅溶液から抽出されて、抽出残留物を生成する。
【０００３】
廃鉱石の高い硫化鉄含有量と、天然バクテリアにより促進される大気中の酸素によるこの鉱石の自然酸化とにより、この鉱石の浸出の結果として得られる残留物の鉄濃度は、長年の操業により累積する。
【０００４】
溶液から鉄を除去しようとする試みは、成功することなく行われており、結果として、溶液に含まれる大量の酸性鉄が累積されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、鉄を溶液から除去できる方法を提供することにある。
【０００６】
米国特許第４００４９９１号は、稀Ｈ２ＳＯ４溶液中での無機硫化物を含む亜鉛及び鉄の加圧浸出のためのプロセスについて述べている。前記加圧浸出は、２段階の反流プロセスで行われ、精密に分割された硫化物は第１の浸出段階で第２の浸出段階からの溶液により浸出され、高濃度の亜鉛と低濃度の鉄とＨ２ＳＯ４とを含む第１段階の浸出溶液を生成する。前記第１段階の浸出溶液は精製処理に供せられ、亜鉛の回収のために電解抽出により処理される。第１段階からの残渣は、第２段階で、前記電解抽出から戻ってくる電解質溶液により加圧浸出される。
【０００７】
本発明の他の目的は、廃棄物の堆積浸出からの鉄を含む残留物を用いることができる別の亜鉛抽出方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、精鉱を、溶液中に少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む酸性浸出溶液による加圧浸出に供して、亜鉛溶液と、鉄を含む固体の浸出残渣とを生成する工程と、該亜鉛溶液を亜鉛の溶媒抽出に供して、抽出残留物と、富化された亜鉛溶液とを生成する工程と、該富化された亜鉛溶液を、亜鉛を回収するための電解抽出に供し、結果として得られる使用済みの電解質溶液を生成する工程とからなることを特徴とする硫化亜鉛の鉱石または精鉱から亜鉛を回収するための方法が提供される。
【０００９】
前記酸性浸出溶液は、１５ｇ／Ｌまたはそれ以上の鉄と、約１５乃至２０ｇ／Ｌの遊離酸または、鉄の硫酸化物と硫酸とを合わせて、合計で約５０ｇ／Ｌの硫酸イオンを含んでいてもよい。
【００１０】
また、本発明に従って、鉄を含む残留物により硫化亜鉛鉱石を加圧浸出し、鉄を含む浸出残渣と亜鉛溶液とを生成する工程からなる、鉄を含む残留物から鉄を回収する方法が提供される。
【００１１】
前記加圧浸出は、好ましくは、２段階で反流的に行われ、亜鉛溶液と中間的残渣とを生成する第１段階の浸出と、該中間的残渣が、少なくとも１５ｇ／Ｌの鉄を含む前記酸性浸出溶液により浸出され、鉄を含む前記浸出残渣と、含有する鉄が部分的に除去された浸出溶液とを生成する第２段階の浸出と、前記鉄が部分的に除去された浸出溶液により第１段階の浸出を行うこととからなる。
【００１２】
好ましくは、前記酸性浸出溶液は３０ｇ／Ｌの鉄を含む。
【００１３】
本発明のさらなる目的及び有利な点は、以下の発明の好適な実施態様の記述から明らかになるだろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付の図面を参照して実施例により記述される。
【００１５】
プロセス全体を示す図１を参照して、鉱山の廃棄物堆積中の低級硫化物鉱石、例えば１４で示される硫化銅鉱石の酸浸出から結果として得られる残留物１２は、最初には約４０ｇ／ＬのＦｅ、１３ｇ／Ｌの遊離酸及び少量の、例えば０．１ｇ／Ｌの銅を含んでいる。（酸濃度は、ｐＨ４における標準酸−塩基滴定により定められる。）
プロセスの効果を向上するために、残留物１２は１６で示されるように、最初にその容積の約２／３を蒸発させ、より濃縮された鉄及び酸、例えば７６ｇ／ＬのＦｅと２５ｇ／Ｌの遊離酸とを含む供給溶液を生成する。より濃縮された残留物１２は、矢印１７で示されるように、亜鉛の加圧浸出工程１８に供給される。本実施例では、約５７％のＺｎと３％のＣｕを含む硫化亜鉛精鉱が矢印２０で示されるように加圧浸出１８に供給され、矢印２２で示されるように酸素も同様に供給される。
【００１６】
加圧浸出１８は、図２に示されるように２段階で反流的に実施される。即ち、第１段階２４と第２段階２６とである。前記プロセスは、溶液中の無視できる（ｎｅｇｌｉｂｌｅ）酸と鉄との間で、第１段階２４からの富化された亜鉛溶液３０と、第２段階２６からの十分に浸出された残渣３２とを生成するために、液／固分離２８と共に反流形式で２つのオートクレーブを含む。
【００１７】
図２において２０で示されるように、亜鉛の精鉱が、酸素（矢印２２）と共に第１段階の加圧浸出２４に供給され、矢印３４で示されるように第２段階２６からの部分的に除去されたＦｅを含む残留物を用いて浸出される。図示のように、残渣３２から部分的に除去された残留物を分離するために、第２段階２６の後に、液／固分離３６がある。
【００１８】
第１段階２４からの生成物スラリーは、まだ部分的に反応（浸出）される精鉱（濾過ケーキ）から、富化された亜鉛溶液３０を分離するために濾過され（液／固分離２８）、次いで第２段階の浸出２６に供される。
【００１９】
上述の廃棄物の堆積からの鉄を含む残留物１２は、矢印１７で示されるように、第２段階の浸出２６に供給され、そこで、第１段階２４からの部分的に浸出された精鉱の浸出が完成される。
【００２０】
第２段階２６からの結果として得られたスラリーは濾過され（液／固分離３６）、このとき、鉄と酸成分とが低減されたレベルになるように部分的に除去された濾過液は第１段階２４にリサイクルされる（上述の矢印３４）。
【００２１】
残渣３２は、全ての沈殿された鉄を鉄ミョウバンとして含む浸出残渣である。
【００２２】
残渣３２（濾過ケーキ）の重量は、沈殿された鉄が浸出された亜鉛と置換することにより、もともとの供給された精鉱とほぼ同一である。浸出残渣中に残留する亜鉛は低濃度で、通常１％未満であり、対応して９８％を超える亜鉛が溶液中に回収される。
【００２３】
鉄ミョウバンに加えて、亜鉛の加圧浸出プロセスの他の主要な副生成物は、原子状硫黄である。もともとの供給された精鉱中の硫黄の大部分は、硫化物の硫酸イオンへの酸化が最小（通常１０％未満）であるような加圧浸出プロセス１８の条件により、原子状の形態に変換される。
【００２４】
リグノゾルまたはカルシウムリグノスルホン酸は、液体硫黄が加圧酸化１８内で反応していない硫化物粒子を濡らすことと、完全な反応を妨げることとを妨げるために、低濃度、例えば０．０５ｇ／Ｌから０．５ｇ／Ｌまでで、触媒として用いられてもよい。
【００２５】
加圧酸化１８は、約１５０℃、１００ｇ／Ｌから３００ｇ／Ｌ、好ましくは２００ｇ／Ｌの固形分、気相中（乾物基準）の８５％の酸素による２００ｐｓｉｇの圧力という条件で、段階２４と２６とのそれぞれに１時間維持して実施される。浸出溶液中に存在する溶解可能な鉄は、亜鉛の加圧酸化１８の間、触媒として作用する。第二硫酸鉄はＺｎＳ（固体）と反応して、可溶化された亜鉛になり、第一硫酸鉄に還元される。第一鉄は、酸化されて第二鉄状態に戻る。
【００２６】
加圧酸化１８の後で、前記スラリーは大気圧にフラッシュ降下される（図示せず）。前記フラッシュ降下の結果として得られる蒸気は、特に、もし固形分のパーセンテージの低い供給物が用いられるときには、加圧酸化１８で所望の温度を達成するために供給溶液の予熱に用いられる。これは、供給溶液の鉄濃度を低くできる利点がある。
【００２７】
加圧酸化１８からの富化された亜鉛溶液のさらなる処理は、図１を参照して述べられる。加圧酸化１８が図１では一段階としてのみ示されていることから、３８で示される単一の液／固分離は、残渣３２が富化溶液３０から分離されることを示し、単純化されていることに留意するべきである。
【００２８】
富化溶液３０は、このとき約１１０ｇ／ＬのＺｎ、０．１乃至１ｇ／ＬのＦｅ、１乃至１０ｇ／Ｌの遊離酸及び６ｇ／ＬのＣｕを含み、余分の酸と鉄とを除去するために、最初に、石灰または他の中和試薬（矢印４２）で、任意には空気（矢印４４）の存在下に、中和４０に供せられる。これは、富化溶液３０から液／固分離４８により分離される石膏／鉄残渣４６を生成する。このとき、富化溶液３０は、約１１０ｇ／ＬのＺｎ、０．１ｇ／ＬのＦｅ、０ｇ／Ｌの遊離酸及び６ｇ／ＬのＣｕを含んでいる。
【００２９】
このプロセスで、液体の各種成分の濃度の値は、実施例のためのみに与えられるということが、留意されるべきである。特に、加圧酸化１８への供給物中の固形分のパーセンテージは、生成溶液中の亜鉛と銅との濃度を低くも高くも変えることができる。
【００３０】
亜鉛の溶媒抽出をさらに効果的にするために、中和４０からの富化溶液３０は、５０で示されるように希釈される。しかしながら、所望により、鉄残留物１２がそこから得られるもともとの廃鉱石中の少量の銅を回収するために、中和４０と希釈５０との間で、銅の溶媒抽出５２が行われてもよい。
【００３１】
銅の溶媒抽出５２は、銅の富化された抽出物（有機物）を生成する。銅の富化された抽出物は、図３に５３で示すようにストリップされ、富化された電解質溶液を生成する。銅は、電解抽出５５により、富化された電解質溶液から回収される。ストリップ５３は、電解抽出５５からリサイクルされる使用済みの電解質溶液により行われ、ストリップされた抽出物（有機物）は、銅の溶媒抽出５２にリサイクルされる。
【００３２】
亜鉛富化溶液３０（銅の溶媒抽出５２からの残留物）は、このとき低減された量の銅（例えば０．３ｇ／Ｌ）を含み、希釈工程５０で、亜鉛の濃度が（もともとの約１２５〜１３０ｇ／Ｌの値から）約１５ｇ／Ｌに低減するように希釈される。
【００３３】
希釈された亜鉛溶液は、次に、少なくとも２つの段階で行われる亜鉛の溶媒抽出に供せられる。後続の第１段階の亜鉛の溶媒抽出５４からの亜鉛残留物は、矢印５６で示されるように、希釈媒（ｄｉｌｕｅｎｔ）として用いられる。
【００３４】
亜鉛は、第１段階の溶媒抽出５４で、約３ｇ／Ｌの亜鉛を含む第１の残留物を生成するように、約２０％乃至４０％の濃度でケロセンに溶解されたジエチルヘキサホスホン酸（ＤＥＨＰＡ）のような適切な亜鉛抽出剤を用いて、富化溶液３０から抽出される。
【００３５】
第１段階の溶媒抽出５４はまた、亜鉛が富化された抽出物を生成する。亜鉛が富化された抽出物はストリップされ、図３に示される銅と同様に、５８で示される亜鉛を回収するための電解抽出に供せられる。
【００３６】
第１段階の溶媒抽出５４からの第１の残留物は、遊離酸を除去するために、石灰石（矢印６２）による中和６０に供せられる。中和６０は、液／固分離６６により前記残留物から分離されるさらなる石膏残渣６４を生成する。
【００３７】
液／固分離６６からの残留物は、６８で示されるように１０：１に分配される。大きい方の部分（９０％）は、上述のようにリサイクルされる（矢印５６）中和された残留物である。
【００３８】
小さい方の部分（１０％）は、第２段階の亜鉛の溶媒抽出７０に供せられ、３ｇ／Ｌの亜鉛濃度が同一の抽出剤を用いて約０．５ｇ／Ｌにさらに低減される。第２段階の溶媒抽出７０からの残留物は、７２で示されるように、もともとの廃棄物の堆積抽出溶液にリサイクルされ、サイクルを完成する。
【００３９】
上記プロセスは、同時に２つの目的を達成すると見ることができる。即ち、（ｉ）硫化亜鉛の精鉱から亜鉛を浸出することと、（ｉｉ）銅の堆積浸出の残留物から効果的に可溶の鉄を除去することとである。
【００４０】
本発明の好適な実施態様が詳細に示され、述べられたが、添付の請求項の範囲から離れることなく、その中で各種の変更、修正がなされてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
堆積浸出からの鉄を含む残留物を用いる硫化亜鉛プロセスを示す流れ図。
【図２】
図１のプロセスの２段階の亜鉛の加圧浸出の詳細を示す流れ図。
【図３】
図１のプロセスの一部で実施される銅の溶媒抽出を示す流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月17日(2002.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
精鉱を、溶液中に少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む酸性浸出溶液による加圧浸出に供して、該加圧浸出の間に亜鉛を可溶化し、鉄を沈殿させて、亜鉛溶液と、鉄を含む固体の浸出残渣とを生成する工程と、
該亜鉛溶液を亜鉛の溶媒抽出に供して、抽出残留物と、富化された亜鉛溶液（ｐｒｅｇｎａｎｔ ｚｉｎｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）とを生成する工程と、
該富化された亜鉛溶液を、亜鉛を回収するための電解抽出に供し、結果として得られる使用済みの電解質溶液（ｓｐｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）を生成する工程とからなることを特徴とする硫化亜鉛の鉱石または精鉱から亜鉛を回収するための方法。
【請求項２】
前記酸性浸出溶液は、溶液中に少なくとも約３０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記加圧浸出は、２段階で反流的に（ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｌｙ）行われ、
亜鉛溶液と中間的残渣とを生成する第１段階の浸出と、
該中間的残渣が、少なくとも約１５ｇ／Ｌの鉄を含む前記酸性浸出溶液により浸出され、鉄を含む前記浸出残渣と、含有する鉄が部分的に除去された浸出溶液（ａ ｐａｒｔｌｙ ｅｘｈａｕｓｔｅｄ ｉｒｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｌｅａｃｈ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）とを生成する第２段階の浸出と、
前記含有する鉄が部分的に除去された浸出溶液により第１段階の浸出を行うこととからなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記酸性浸出溶液は、溶液中に少なくとも約３０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記酸性浸出溶液は、約４０ｇ／Ｌから約８０ｇ／Ｌの鉄を含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記酸性浸出溶液は、約１５ｇ／Ｌから約２０ｇ／Ｌの遊離酸を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記使用済みの電解質溶液は、前記亜鉛の溶媒抽出にリサイクルされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１５ｇ／Ｌの鉄を含む前記酸性浸出溶液は、硫化物鉱石の浸出から結果として得られる鉄を含む残留物（ｉｒｏｎ ｂｅａｒｉｎｇ ｒａｆｆｉｎａｔｅ）からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
硫化物は、採鉱廃棄物の堆積に含まれる低級鉱石または廃鉱石をからなることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記亜鉛の溶媒抽出からの抽出残留物は、前記加圧浸出にリサイクルされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記鉱石または精鉱は、また、銅を含む加圧酸化からの亜鉛溶液中に結果として得られる銅を含み、さらに前記亜鉛溶液を前記亜鉛の溶媒抽出に先立って銅の溶媒抽出に供する工程からなることを特徴とする請求項１記載の方法。
【国際調査報告】
2004507624.tif 000025
2004507624.tif 000026
2004507624.tif 000027