BRPI0707951A2 - método para recuperação de ouro - Google Patents

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Olli Hyvaerinen
Tontti Reijo
Marika Tiihonen
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Outotec Oyj
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Abstract

MéTODO PARA RECUPERAçãO DE OURO. A presente invenção se refere a um método para recuperação de ouro em conexão com a produção hidrometalúrgica de cobre, a partir de um resíduo ou produto intermediário contendo enxofre e ferro que são gerados na lixiviação de matéria-prima de cobre. A recuperação de cobre e ouro ocorre em um ambiente de cloreto. O ouro contido no resíduo ou produto intermediário é lixiviado por meio de cobre divalente, oxigênio e brometo alcalino em uma solução de cloreto de cobre(II) e cloreto alcalino, em condições em que o potencial de oxidação-redução é no máximo de 650 mV e o pH é no mínimo de 0,5. O brometo acelera a dissolução do ouro.

Description

"METODO PARA RECUPERAÇÃO DE OURO"
A presente invenção se refere a um método pararecuperação de ouro, em conexão com a produçãohidrometalúrgica de cobre, a partir de um resíduo ouproduto intermediário contendo enxofre e ferro, que égerado na lixiviação da matéria-prima de cobre. Arecuperação de cobre e ouro ocorre em um ambiente decloreto. O ouro contido no resíduo ou produto intermediárioé lixiviado por meio de cobre divalente, oxigênio ebrometo, em uma solução de cloreto de cobre (II)/cloreto desódio, em condições em que o potencial de redução deoxigênio é no mínimo de 650 mV e o pH entre 0,5 e 2,5.
0 método "Hydrocopper™" para fabricação de cobrepela via hidrometalúrgica, a partir de uma matéria-primacontendo cobre, tal como, concentrado de sulfeto de cobre,é descrito na publicação da Patente U.S. No. 6.007.600. Deacordo com o método, a matéria-prima é lixiviada emcontracorrente com uma solução de cloreto alcalino/cloretode cobre, em diversos estágios, de modo a formar umasolução monovalente de cloreto de cobre (I) . Uma parte dasolução que é formada é direcionada para oxidação,executada com gás cloro, após o que o cloreto de cobre (II)gerado é circulado de volta para lixiviação do concentrado.
A purificação da solução é realizada no restante da soluçãoformada na lixiviação da matéria-prima. A solução decloreto cuproso puro é precipitada por meio de hidróxidoalcalino em óxido de cobre (I) e o óxido é reduzidoposteriormente em cobre elementar. A solução de cloretoalcalino formada durante a precipitação de óxido decobre (I) é posteriormente processada em eletrólise decloro-álcali, a partir da qual o gás cloro e/ou a soluçãode cloreto obtida é usada para oxidar o cloreto de cobre (I)e/ou lixiviar a matéria-prima, o hidróxido alcalino geradona eletrólise sendo usado para precipitação do óxido e ohidrogênio gerado sendo usado para redução do cobreelementar. A recuperação do ouro do resíduo da lixiviaçãonão é descrita separadamente em conexão com o referidométodo.
Diversos métodos são conhecidos no estado datécnica que são usados para lixiviação do ouro, a partirde materiais contendo enxofre e ferro, em conexão com umprocesso de recuperação de cobre baseado em cloreto.
A Patente U.S. No. 4.551.213 descreve um método,de acordo com o qual o ouro pode ser lixiviado a partir demateriais contendo enxofre, particularmente, de resíduos deprocessos hidrometalúrgicos. O material de partidapreferido para o método é o resíduo do processo CLEAR. 0processo CLEAR é um processo de recuperação de cobrehidrometalúrgico, o qual ocorre em um ambiente de cloreto esob elevada temperatura. O resíduo contendo ouro éelutriado em água e a suspensão obtida é ajustada, de modoa conter 12-38% em peso de cloreto. O potencial de redução-oxidação (redox) é ajustado para a faixa de 650-750 mV e ovalor de pH para abaixo de 0. Em seguida, são adicionados àsuspensão cloreto de cobre (II) ou cloreto de ferro(III), demodo a oxidar o ouro contido na matéria-prima, após o que omesmo se dissolve. Na publicação é mencionado que opotencial de oxidação-redução não deve se elevar acima de750 raV, pelo fato de que acima desse valor o enxofre irá sedissolver. Não existe nenhuma informação na referidapublicação sobre a quantidade de enxofre ou ferrodissolvidos.
A Patente EP 646185 concerne à recuperação decobre de concentrados sulfídicos mediante lixiviação comcloreto em condições atmosféricas. No estágio final dalixiviação em contracorrente, o ouro é lixiviadodiretamente no eletrólito de cobre, zinco e eletrólise dechumbo com um alto potencial de oxidação. É umacaracterística essencial do método que o alto potencial deoxidação seja obtido por meio de um halogeneto complexo,tal como, BrCl2ˉ, que se forma na eletrólise. De acordo como Exemplo 4, que descreve a lixiviação do ouro, o ouro sedissolve em um potencial de oxidação-redução de cerca de700 mV, versus Ag/AgCl.
O Pedido de Patente WO 03/091463 descreve ummétodo para lixiviação de ouro a partir de um resíduo delixiviação ou produto intermediário contendo ferro eenxofre, que são gerados na lixiviação sob condiçõesatmosféricas de cloreto, a partir de concentrado de sulfetode cobre. A publicação indica que é possível a lixiviaçãodo ouro a partir de um material contendo ferro e enxofre emuma solução aquosa de cloreto de cobre (II) e cloreto desódio, por meio de cobre divalente e oxigênio, em condiçõesem que o potencial de oxidação-redução é abaixo de 650 mV eo valor de pH da solução se encontra na faixa de 1-3.Nessas condições, o ferro ainda não se dissolve e o enxofrepermanece não dissolvido, dessa forma, evitando os custosque são incorridos quando da remoção de ferro e enxofre dasolução. A recuperação do ouro da solução é realizada pormeio de um dos métodos citados pelo estado da técnica, talcomo, eletrólise ou carbono ativado. O método em questão ésatisfatoriamente razoável, mas, na prática, é um poucolento.
Agora, foi desenvolvido um novo método paralixiviação de ouro a partir de um resíduo de lixiviação ouproduto intermediário contendo ferro e enxofre, que sãogerados na lixiviação sob condições atmosféricas decloreto, a partir de concentrado de sulfeto de cobre, sendoessencialmente isento de cobre. Os inventores descobriramque quando o ouro é lixiviado a partir de um materialcontendo ferro e enxofre em uma solução aquosa de cloretode cobre(II) e cloreto alcalino e se alimenta um gáscontendo oxigênio dentro da solução, uma pequena quantidadede brometo acelera o tempo requerido para o ouro sedissolver. Assim, a lixiviação ocorre por meio de cobredivalente, em condições em que o potencial de oxidação-redução é regulado com oxigênio, na fixa de 600-650 mV,versus eletrodo de Ag/AgCl e o valor do pH da solução éajustado para a faixa de 0,5-2,5, preferivelmente, 0,5-1,5.
A alimentação do brometo acelera a dissolução do ouro, semfazer com que o potencial de oxidação-redução da lixiviaçãose eleve acima do valor de 650 mV.
O resíduo ou intermediário contendo ouro éelutriado em uma solução de cloreto alcalino contendocloreto de cobre(II), proporcionando uma suspensão e opotencial de oxidação-redução requerido para a lixiviaçãodo ouro é obtido apenas por meio do cobre divalente e dooxigênio. Para intensificar a lixiviação, alguma quantidadede brometo alcalino, tal como, brometo de sódio oupotássio, é alimentada dentro da suspensão que é formada,de modo que a concentração do íon Br da etapa de lixiviaçãodo ouro é de 0,5-30 g/L, preferivelmente, 8-15 g/L. Após oestágio de lixiviação do ouro, a solução contendo ouro édirecionada para a etapa de recuperação de ouro, após oque, a solução é circulada de volta para o estágio delixiviação.
A lixiviação ocorre em condições atmosféricas auma temperatura que se situa na faixa entre a temperaturaambiente e o ponto de ebulição da suspensão,preferivelmente, a uma temperatura entre 80aC e o ponto deebulição da suspensão. A recuperação do ouro da solução éfeita usando algum método conhecido do estado da técnica,tal como, eletrólise ou por meio de carbono ativado. 0resíduo restante é um resíduo descartável. Quando o ourotiver sido recuperado da solução, a solução é circulada devolta para o estágio de lixiviação do ouro.
As características principais da invenção serãoevidentes a partir da descrição das reivindicações anexas.
É vantajoso se correlacionar o método agoradesenvolvido com um processo de lixiviação de umconcentrado de cloreto de cobre, na forma de umsubprocesso. Conforme mencionado acima, um de tal processoé descrito, por exemplo, na Patente U.S. No. 6.007.600. Nométodo em questão, uma matéria-prima contendo sulfeto decobre, tal como, um concentrado, é lixiviada emcontracorrente com uma solução de cloreto alcalino ecloreto de cobre(II), NaCl-CuCl2, em diversos estágios, demodo a formar uma solução monovalente de cloreto decobre(I), CuCl. A solução de cloreto alcalina formada noprocesso é processada em eletrólise alcalina de cloro e ohidróxido alcalino, cloro e hidrogênio formados naeletrólise são expulsos em diversos estágios do processo.Um resíduo permanece após a lixiviação do concentrado, oqual contém, principalmente, o enxofre e o ferro damatéria-prima, assim como, o ouro contido na matéria-prima.
0 método agora desenvolvido focaliza o resíduo dalixiviação do ouro, o qual se forma no tipo de processomencionado acima. A etapa de lixiviação de um resíduo ouproduto intermediário que contém ouro, ocorre, a princípio,separadamente da verdadeira etapa de lixiviação doconcentrado, uma vez que a solução da qual o ouro éseparado, ao invés de retornar ao circuito de lixiviação doconcentrado, é circulada de volta para a lixiviação doouro.
0 potencial de oxidação-redução no estágio delixiviação do ouro é medido com eletrodos de Pt e Ag/AgCl eo potencial é mantido com um valor de no máximo 640 mV.Quando o potencial de oxidação-redução é mantido abaixo deum valor de 650 mV, o enxofre não se dissolve do resíduo epermanece como enxofre elementar. A faixa de pH preferidose situa entre 0,5 e 1,5, de modo que o ferro no resíduopermanece a maior parte não dissolvido. O gás de oxidaçãousado pode ser o ar, ar enriquecido de oxigênio ouoxigênio. A quantidade de cobre divalente, Cu2+ na soluçãoé, pref erivelmente, de 40-100 g/L, e a quantidade decloreto de sódio na faixa de 200-330 g/L.
Se a solução de cloreto usada na lixiviação doouro for uma solução de cloreto de sódio, o brometoalcalino a ser alimentado é também, preferivelmente,brometo de sódio. O sódio é de menor preço que o potássio,portanto, o seu uso é justificado. A maior parte do brometoa ser alimentado ao estágio de lixiviação do ouro é nacirculação interior ao estágio de lixiviação. No entanto,uma pequena parte do mesmo, 0,5-10%, é removida com ofiltrado que se forma durante a filtração executada noresíduo de lixiviação do ouro. Para evitar perdas de bromo,o filtrado é direcionado para o estágio de oxidaçãopertencente à etapa de lixiviação do concentrado. Noestágio de oxidação, uma parte do cloreto de cobre (I)formada na lixiviação do concentrado é oxidada de volta aocloreto de cobre (II) por meio do cloro formado naeletrólise alcalina do cloro, a qual é alimentada aoestágio final do processo de lixiviação do concentrado. Ogás cloro também oxida o brometo no filtrado em gás bromo,o qual é recuperado em um dispositivo lavador/purificadorconectado ao estágio de oxidação, no qual o mesmo sedissolve dentro do fluido de lavagem. Quanto ao fluido delavagem do dispositivo lavador, o mesmo é direcionado parao estágio de lixiviação do ouro. 0 fluido de lavagem dodispositivo lavador é circulado de volta para o estágio delixiviação do ouro, no qual a lama do estágio de lixiviaçãoreduz o bromo de volta ao brometo.
0 método da invenção é descrito ainda nof luxograma da Figura 1, em que a recuperação de ouro écombinada com um processo de lixiviação de concentrado desulfeto de cobre.
A Figura 2 é uma representação gráfica do efeitoda adição de brometo como uma função de rendimento davelocidade de dissolução do ouro e do potencial deoxidação-redução, de acordo com o Exemplo 1.
A Figura 3 é uma representação gráfica do efeitoadição de brometo na velocidade de dissolução do ouro e nopotencial de oxidação-redução, de acordo com o Exemplo 2.
O fluxograma de acordo com a Figura 1 é umexemplo de uma modalidade da presente invenção. As setascheias mostradas na Figura 1 descrevem o fluxo de sólidos eas setas tracejadas o fluxo da solução.
Uma matéria-prima de sulfeto de cobre, tal como,concentrado de sulfeto de cobre, é alimentada dentro doprimeiro estágio de lixiviação (1), dentro do qual écirculada uma solução (3), que é uma solução aquosa decloreto de cobre (II) e cloreto alcalino que sai do segundoestágio de lixiviação (2). Quando se menciona cloretoalcalino, por razões de simplicidade, se menciona apenascloreto de sódio, embora alguns outros álcalis possam serusados em seu lugar, se necessário. Cada estágio delixiviação é apresentado como um bloco único, mas, éevidente, que cada estágio consiste, geralmente, dediversos reatores e de etapas de espessamento. Nos estágiosde lixiviação do concentrado de cobre, o cobre se dissolvedentro da solução do processo e a solução é direcionadapara a fase de espessamento. Após espessamento no primeiroestágio de lixiviação, a solução transbordante (4) contémcloreto de cobre, na qual existe cerca de 70 g/L deprincipalmente cobre monovalente, este sendo direcionado deacordo com o processo Hydrocopper™ para recuperação decobre (não mostrado em detalhes na figura). A lixiviaçãodos sólidos contidos no transbordamento mínimo (5) écontinuada no segundo estágio de lixiviação (2) com asolução de cloreto (6). A solução de cloreto é formada apartir da solução de cloreto de sódio que é obtida daeletrólise alcalina do cloro pertencente ao processoHydrocopper™ e a solução de cloreto de cobre (II) que éformada no estágio de oxidação (7) pela parte oxidante docloreto de cobre (I) (4), o qual é formado no primeiroestágio de lixiviação.
A solução (3) que sai da fase de espessamento dosegundo estágio de lixiviação (2) é direcionada para oprimeiro estágio de lixiviação (1) para lixiviar oconcentrado. A lixiviação do resíduo (8) que sai do segundoestágio de lixiviação é continuada em um estágio delixiviação separado (9) para lixiviar o ouro contido nomesmo. O estágio de lixiviação do ouro (9) também,geralmente, ocorre em diversos reatores, porém, por razõesde simplicidade, todo o estágio é ilustrado como umaunidade. O precipitado formado no estágio de lixiviação doouro é lixiviado com uma solução concentrada de cloreto decobre(II) e cloreto de sódio (10), em que a concentração deCu2+ é de 40-100 g/L e a concentração de cloreto de sódio de200-330 g/L e a quantidade de brometo calculada como íonsbromo é de 0,5-30 g/L. 0 oxigênio, além disso, édirecionado dentro do estágio de lixiviação, o que permiteao potencial de oxidação-redução da solução ser elevadopara um adequado nível, para a lixiviação do ouro, isto é,para uma faixa de 600-650 mV, versus eletrodo de Ag/AgCl.
O brometo alcalino, preferivelmente, é brometo depotássio ou brometo de sódio e no estágio anterior delixiviação, o brometo é direcionado como um sólidofinamente moído dentro do estágio de lixiviação de ouro.Uma vez que existe uma circulação fechada da solução noestágio de lixiviação de ouro, a adição contínua de brometonão é necessária e somente uma pequena quantidade que éconsumida no processo é substituída subseqüentemente poruma alimentação de brometo. A alimentação de brometoencurta o tempo de lixiviação do ouro, pelo fato do ourodissolvido como resultado da adição de brometo permanecerna solução e não se precipitar de volta. 0 ouro, também,possivelmente, se dissolve na forma de um complexo debrometo, mais facilmente que na forma de um complexo decloreto.
Ao final do estágio de lixiviação do ouro (9), érealizada a separação dos sólidos. O excesso de fluxo (11)que é formado é direcionado como tal ou é filtrado pararecuperação do ouro (12), o que acontece, por exemplo, pormeio de carbono ativado em colunas de carbono. Um produtode ouro (13) é obtido das colunas. A solução removida dascolunas é uma solução isenta de ouro (10), a qual érecirculada para o estágio de lixiviação do ouro (9). 0transbordamento mínimo de espessamento proveniente doestágio de recuperação do ouro, isto é, o precipitado,depois de adicional tratamento normal, tal como, filtraçãoe lavagem (14), compreende o resíduo final (15), o queinclui quase todo o enxofre do concentrado e a maior partedo ferro. 0 filtrado do resíduo e a água de lavagem (16)contêm ferro dissolvido em uma pequena quantidade dobrometo que circula no estágio de lixiviação do ouro. 0filtrado e a água de lavagem (16) são direcionados para oestágio de oxidação (7) do processo de lixiviação doconcentrado. 0 cloro alimentado ao estágio de oxidaçãooxida o brometo em gás bromo. 0 gás gerado no estágio deoxidação é direcionado ao dispositivo lavador/purificadorde gás pertencente ao estágio, onde o bromo que é gerado sedissolve dentro do fluido de lavagem do dispositivolavador. 0 fluido de lavagem do dispositivo lavador (17) édirecionado para o estágio de lixiviação de ouro e a lamado estágio de lixiviação reduz o bromo de volta a brometo.Isso garante que o brometo circula somente nesse estágio.A invenção é descrita ainda através dos exemplos
seguintes.Exemplo 1
Em um determinado teste, um resíduo contendo umamédia de 7 g/t de ouro, que foi formado na lixiviação deuma matéria-prima contendo sulfeto de cobre, foi lixiviadocomo um teste de batelada. 0 resíduo foi lixiviado emtestes de batelada em um reator de 5 L, o qual foi equipadocom eletrodos on-line, para a medição do pH e do potencialde oxidação-redução. Os testes foram realizados a umatemperatura de 959C. 0 tempo de lixiviação do ouro estimadofoi de 30-40 horas. No início da lixiviação, o pH foiajustado para um valor de 2,0 por meio de alimentação deoxigênio e ácido clorídrico, após o que, o pH foi deixadodiminuir livremente, mas não abaixo de um valor de 0,5. 0pH deve ficar abaixo de um valor de 2,5, também, no inícioda lixiviação, para prevenir o cobre da solução seprecipitar como atacamita. Durante a lixiviação, opotencial redox foi elevado gradualmente (acima de 5-8horas) para um valor de 580 mV e, em seguida, foramadicionados 15 g/L de brometo de sódio para melhorar alixiviação do ouro. A adição de brometo foi repetida emintervalos de 10 horas e, nesse ponto, a quantidade foi de10g/L. Os resultados são ilustrados no diagrama 2. Aadição de brometo apresenta um efeito benéfico com relaçãoà dissolução do ouro, particularmente, em níveis depotencial mais baixos. Quando teve a presença de brometo desódi o na solução, o ouro se dissolveu com um potencial de630 mV, o que é um potencial fácil de ser obtido comalimentação de oxigênio.
Exemplo 2
O efeito do bromo em um circuito contínuo delixiviação foi testado em uma corrida piloto delaboratório. A circulação de lixiviação do circuito do ouronão foi conectada ao circuito de lixiviação do concentradode cobre; somente os sólidos isentos de cobre do circuitode lixiviação do concentrado de cobre foram transferidospara o estágio de lixiviação do ouro. Haviam dois reatoresde lixiviação de 5 litros no estágio de lixiviação do ouro,ambos compreendendo chicanas, misturadores e eletrodos on-line para medição do pH e do potencial redox. A temperaturado circuito de lixiviação nos reatores de lixiviação foi de95aC. O tempo de retenção dos sólidos nos reatores foi de10-15 horas. O pH do primeiro reator de lixiviação foimantido em um valor de 1,0 e o pH do segundo reator foi de0,9. O potencial redox na lixiviação foi no mínimo de 630mV. A concentração do íon Cu2+ da solução foi de 60 g/L e aconcentração de NaCl de 250 g/L. O progresso da lixiviaçãoé ilustrado no diagrama 3. Foram adicionados 8-10 g/L debromo à solução do circuito de ouro no ponto número (5) .Como mostra o diagrama, após a adição de bromo, aconcentração do ouro da solução duplicou.

Claims (12)

1. Método para recuperação de ouro de um resíduoou intermediário de lixiviação essencialmente isento decobre, compreendendo ferro e enxofre, o qual é gerado em umprocesso sob condição atmosférica de lixiviação por cloretode uma matéria-prima sulfídica de cobre, em que o ouro élixiviado do resíduo ou do intermediário em uma soluçãoaquosa de cloreto de cobre (II) e cloreto alcalino emcondições atmosféricas, por meio de um gás contendooxigênio e de cobre divalente contido na solução, e opotencial de. oxidação-redução da suspensão formada éajustado para um valor de no máximo 650 mV versus eletrodode Ag/AgCl, caracterizado pelo fato de que paraintensificar a lixiviação, brometo alcalino é direcionadopara a solução, de modo que a quantidade de íons bromo nasolução seja de 0,5-30 g/L, o pH sendo regulado para umvalor de 0,5-2,5, o ouro dissolvido na lixiviação érecuperado por um método conhecido per si, e o precipitadonão dissolvido formado no estágio de lixiviação do ouro éum resíduo contendo enxofre e ferro.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a quantidade de íon bromo nasolução é de 8-15 g/L.
3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o brometo alcalino ébrometo de sódio ou potássio.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o precipitado formado noestágio de lixiviação do ouro é filtrado e o filtrado e aágua de lavagem são direcionados para um estágio deoxidação pertencente a um processo de lixiviação de umconcentrado de sulfeto de cobre, em cujo estágio deoxidação o brometo contido no filtrado e a água de lavagemsão oxidados por meio de gás cloro em gás bromo, o qual érecuperado do fluido de lavagem do dispositivolavador/purificador de gás do estágio de oxidação e ofluido de lavagem é recirculado para o estágio delixiviação de ouro.
5. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que a quantidade de brometoremovido com o filtrado e a água de lavagem do estágio delixiviação de ouro é de 0,5-10%.
6. Método, de acordo com as reivindicações 4 ou-5, caracterizado pelo fato de que a lama no estágio delixiviação de ouro reduz o bromo contido no fluido delavagem do dispositivo lavador/purificador de gás dentro dobrometo.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o potencial de oxidação-redução do estágio de lixiviação de ouro é mantido na faixade 580-640 mV.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o pH da suspensão no estágiode lixiviação de ouro é mantido em um valor de 0,5-1,5.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a quantidade de cobredivalente na suspensão é de 40-100 g/L.
10. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a quantidade de cloretoalcalino na suspensão é de 200-300 g/L.
11. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a temperatura é mantida nafaixa entre 80aC e o ponto de ebulição da suspensão.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o gás contendo oxigênio é umgás selecionado de ar, oxigênio e ar enriquecido deoxigênio.
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