RS61390B1

RS61390B1 - Hidrometalurški postupak obrade za ekstrakciju plemenitih, osnovnih i retkih elemenata

Info

Publication number: RS61390B1
Application number: RS20210001A
Authority: RS
Inventors: Keith Stuart Liddell; Michael David Adams
Original assignee: Lifezone Ltd
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2021-02-26
Also published as: BR102018012930B1; EA201891243A3; SI3418403T1; CL2018001687A1; US20180371578A1; AU2018204491A1; PH12018050213A1; DK3418403T3; PT3418403T; HUE053478T2; PL3418403T3; HRP20210030T1; EP3418403B1; BR102018012930A2; AU2018204491B2; CA3008880C; EA201891243A2; PE20190233A1; ES2849352T3; EP3418403A1

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na hidrometalurški postupak za oporavak i odvajanje vrednih dragocenih, osnovnih ili retkih elemenata iz neprerađenog materijala koji čine rude, koncentrati i drugi materijali. Preciznije, postupak je bilo koji postupak integrisan u postupak za ektrakciju jednog ili više postojećih dragocenh elementa.

[0002] Tela rude sa više metala ili druge sirovine koje obuhvataju više dragocenih metala na niskim stupnjevima postaju sve privlačniji za kompanije sa resursima za promenu njihovog potencijala za istraživanje. Međutim, do danas postoje daleko veći metalurški izazovi u oporavku i odvajanju takvih elemenata u komercijalno izvodljive koncentrate ili proizvode. Ovo je generalno slučaj za rude koje sadrže vredne metale kao što je metali iz grupe platine (PGM), zlato ili srebro, i drugi vredni osnovni i retki metali kao što je nikl kobalt, bakar, i zemnoalkalni elementi (REE), itrijum i skandijum, kao i uranijum torijum, mangan, cink, kadmijum, molibden, titanijum, olovo, i dirugi manji elementi kao što je vanadijum, germanijum i galijum.

[0003] Odabir rute postupka za oporavak i odvajanje dragocenih elemenata iz rastvora sulfata i rastvora za luženje (za postupak se koristi i pojam liksivijacija) hloridom u velikoj količini (PLS) za bilo kakvu specifičnu primenu je dat uglavnom pomoću kriterijuma specifičnih za projekat kao što su krajnji zahtevi proizvoda, kao i garnitura za ogled rude i koncentrata i mineralogija. Proizvodnja komercijalno vođenih krajnjih proizvoda, kao odvojenih PM, oksida, soli ili drugih proizvoda, kao i mešoviti koncentrati visoke klase sa specifičnim profilim nečistoće mogu biti zahtevani, na primer.

[0004] Metali iz grupe platine (PGM), zlato, srebro i drugi vredni elementi su u nekim slučajevima oporavljeni iz rastvora za luženje sa velikom količinom hlorida (PLS) adsorbovanjem ovih elemenata na smole za jonsku izmenu (IX) ili druge podloge sorbensa i naknadno oporavljaju elemente eluacijom, na primer korišćenjem rastvora tiouree. Metale platine (PM) je moguće istaložiti iz eluata korišćenjem kaustičnog ili amonijačnog rastvora da bi se formirao jedan ili više proizvoda koncentrata metala platine visoke klase za direktnu prodaju ili prečišćavanje, kao što je opisano u međunarodnoj objavi patenta br.

WO 99/60178. Alternativno, dopunjena smola ili sorbensa je moguće direktno sagoreti da bi se proizveo proizvod koncentrata plemenitih metala visoke klase za prečišćavanje, ili može da bude isporučen direktno rafineriji. EP3026130A1 opisuje hidrometalurški postupak za ekstrakciju dragocenih elemenata, posebno zlata i srebra iz neprerađenog materijala koji obuhvata vatrotporne, nepopustljive ili materijale koji na drugi način slabo odgovaraju na uobičajene rute obrade ruda, koncentrata i drugih materijala.

[0005] Međutim, u drugim slučajevima, proizvodnja krajnjih proizvoda sa izvesnim ciljanim specifikacijama može biti neophodna, pri čemu se takve specifikacije najbolje postižu preko alternativnih postupaka.

[0006] Dakle, direktna IX ruta opisana gore u tekstu nije uvek optimalna za sve tipove neprerađenog materijala i proizvoda, kao što je za slučajeve kod kojih velika količina rastvora za luženje (PLS) sadrži elemente ili vrste na nivoima koji mogu da ometaju postupak adsorpcije IX. Prema tome, potreban je alternativni postupak za oporavak i odvajanje plemenitih metala i drugih vrednih elemenata iz velike količina rastvora za luženje (PLS) koji zadovoljava kriterijume za drugi neprerađeni materijal neprerađeni materijal i tipove proizvoda.

[0007] Pored toga, dodatni vredni elementi su sadržani u strujama postupka luženja opisanim u koracima (i) i (iv) gore u tekstu, i ovi vredni elementi mogu jednako da garantuju oporavak i/ili recikliranje i/ili odvajanje u proizvode sa dodatom vrednošću.

[0008] Alternativni postupci za kvantitativno uklanjanje dodatnih osnovnih, retkih i elemenata mineralne jalovine iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom, omogućavaju povećanu efikasnost dalje prerade čvrstih supstanci za oporavak vrednih metala i/ili recikliranje i/ili odvajanje vrednih metala kao što su metali iz grupe platine (PGM), zlato ili srebro, i druga vredna baza i retki metali kao što je nikl, kobalt, bakar, retki zemni elementi (REE), itrijum i skandijum, kao i uranijum, torijum, mangan, zink, kadmijum, molibden, titanijum, kalaj, i drugi manji elementi za proizvodnju vrednih metala visoke klase koji se prodaju na komercijalnom tržištu i/ili katoda, prahova, soli ili taloga njihovih proizvoda bi samim tim bili veoma korisni. Specifično, postupak za efikasno uklanjanje gvožđa i drugih elemenata mineralne jalovine iz postupka koji su odgovorni za visoku potrošnju skupih reagenasa bi bila visoko korisna. Pored toga, uklanjanje ovih elemenata mineralne jalovine bi smanjilo protok mase za nizvodnu preradu, i delotvorno uklonilo potencijalne potrošače reagensa u opcionom koraku prerade toplotom i neopcionom koraku luženja hlorinacijom.

[0009] Pored toga, postoji znatan opseg materijala neprerađenih sirovina za potencijalnu ekstraciju plemenitih, osnovnih ili retkih elemenata koje ili nije moguće obraditi korišćenjem uobičajenih tehnologija, ili je rezultat koji se time dobija slab, ili može zahtevati specifični pojednostavljen razvoj, projektovanje i konstrukciju po meri izgrađenog postrojenja što može da bude previše skupo da bi se opravdao kapital potrošen imajući u vidu veličinu i druge karakteristike specifičnog izvora. U svim slučajevima, krajnji oporavak plemenitih, osnovnih ili retkih metala može biti manji od poželjnog. Bilo bi visoko komercijalno korisno da postoji postupak koji prihvata veoma raznorsne tipove vatrootpornih ili nevatrootpornih neprerađenih materijala, a bez ikakvih ili sa minimalnim modifikacijama u kolu iz jednog tipa dovoda do sledećeg.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0010] Prema prvom varijantnom rešenju ovog pronalaska, obezbeđen je A hidrometalurški postupak za ekstrahovanje jednog ili više metala koji se prodaju iz grupe koja obuhvata: plemeniti element koji obuhvata metal iz grupe platine (PGM), zlato i/ili srebro; osnovni metal koji obuhvata nikl, kobalt, bakar, cink, uranijum, torijum, mangan, kadmijum, molibden, titanijum, i/ili kalaj; retki zemni element (REE) izabran iz itrijuma i/ili skandijuma; i retki zemni element koji obuhvata vanadijum, germanijum i/ili galijum iz neprerađenog materijala koji obuhvata materijal koji se prodaje koji obuhvata ili se sastoji od bilo kog ili od više od: rude metala ili sirovine metala; koncentrata; čvrstog ostatka iz hidrometalurškog postupka; i čvrstog ostatka posle odvajanja čvrste-tečne supstance iz emulzije proizvoda iz luženja vruće sumporne kiseline pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima iz rude metala ili sirovine metala, koncentrata ili čvrstog ostatka, taj postupak obuhvata podvrgavanje neprerađenog materijala sledećim koracima:

a) luženje sa vrućom hlorovodoničnom kiselinom ili slanim rastvorom pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima bilo bez ikakvog dodatog oksidansa ili reduktansa ili sa dodatim reduktansom, da bi se proizvela emulzija proizvoda koja obuhvata komercijalne metale i hloride metala iz mineralne jalovine u rastvoru hlorovodonične kiseline i ostatak čvrste supstance koji obuhvata jedan ili više metala koji se komercijalno prodaju;

b) podvrgavanje rastvora hlorovodonične kiseline ili slanog rastvora obuhvata hloride metala iz koraka a) za prečišćavanje i/ili korak nadogradnje koji obuhvata bilo koji jedan ili više od ekstrakcije rastvarača, jonske izmene (IX), helacije, tehnologiju molekularnog prepoznavanja (MRT), sorpciju uključujući polimerne sorbense; taloženje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, i/ili smanjenje da bi se proizveo proizvod rastvora međuproizvoda i jedan ili više čvrstih ostataka međuproizvoda koji obuhvata sekundarne prečišćene vredne metale i elemente mineralne jalovine;

c) podvrgavanje proizvoda rastvora međuproizvoda iz koraka b) jednom ili više koraka koji obuhvataju prethodno kuvanje, ispravljanje, destilaciju, adsorpciju, ponovno kuvanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivanjem, taloženje sulfata i/ili hidrotermičku preradu čime se da bi se dobio postupak jedne ili više hlorovodonične kiseline, kalcijuma, gvožđa i komercijalnog metala (metala koji je u slobodnoj prodaji) za oporavak, ili ostatak materijala koji se dobija iz mineralne jalovine na odlaganje i jalov rastvor;

d) odvajanje čvrstog ostatka međuproizvoda čvrste supstance iz koraka b) čvrsto tečno odvajanje, luženje odvojenog čvrstog ostatka međuproizvoda u oksidansnom luženju hlorinacijom da bi se proizveli rastvorljivi komercijalni hloridi metala u rastvoru za luženje hloridom u velikoj količini (PLS) i proizvod čvrste otpadne supstance;

e) podvrgavanje hlorinaciji u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) obuhvata hloride metala iz koraka d) bilo kom ili nekolicini postupaka kao što je jonska izmena (IX), helacija, tehnologija molekularnog prepoznavanja (MRT), sorpcija koja uključuje polimerne sorbense, ekstrahovanje rastvarača, taloženje korišćenjem hidroksida, amonijum, karbonat ili sufid, ekstrakcija elektrolizom i/ili redukcijom da bi se proizveo sekundarni proizvod rastvora međuproizvoda i čvrsti ostatak koji sadrži jedan ili više komercijalnih materijala;

f) podvrgavanje sekundarnog proizvoda rastvora međuproizvoda ili čvrstog ostatka iz koraka e) jednoj ili više tehnika obuhvata prethodno vrenje, rektifikacijau, destilaciju, adsorpciju, ponovno kuvanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivanjem, taloženje sulfata i/ili hidrotermičke postupke da bi se dobio kao prinos jedan ili više od hlorovodonične kiseline, kalcijuma, gvožđa i jedan ili više od materijala koji se prodaje za oporavak ili zaostali materijal mineralne jalovine za odlaganje i jalov rastvor;

g) oporavljanje jednog ili više komercijalnih metala iz ostatka čvrste supstance; i

h) opciono recikliranje jalovog rastvora iz koraka (c) i/ili koraka f) do koraka b) kao dodatna voda, čime se omogućava ponovna upotreba hlorovodonične kiseline.

[0011] Ako je neophodno za specifične tipove rude, zavisno od tehnoekonomskih činilaca, taj postupak može još da obuhvata korak podvrgavanja ostatka čvrste supstance iz koraka a) tretiranju toplotom pod uslovima oksidacije, neutralnim ili redukcionim uslovima pre unosa toplotom tretiranog ostatka čvrste supstance u koraku d) gore u tekstu, ili u koraku dvostrukog luženja vrućom hlorodovoničnom kiselinom).

[0012] Hlorinaciju u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) iz koraka d), i/ili proizvoda rastvora međuproizvoda iz bilo koraka b) ili e) moguće je dodatno podvrgnuti jednom ili više prečišćavanja i/iili tehnologija nadgradnje uključujući IX, helaciju, MRT, polimerne i/ili druge sorbense, ekstrakciju rastvarača, taloženje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, redukciju, i/ili druge tehnike poznate stručjacima u ovoj oblasti na osnovu tehničkih i ekonomskih razmatranja da bi se proizveli dodatni čvrsti ostaci međuproizvoda za oporavak jednog ili više metala koje je moguće prodati i još proizvoda rastvora međuproizvoda u unos u korak f).

[0013] U ovom slučaju postoji početni korak prinosa luženja vrućom sumpornom kiselinom u emulziji proizvoda, ostatak čvrste supstance koji sadrži jedan ili više metala koje je moguće prodati mogu biti odvojeni iz jednog ili više sulfata komercijalnih metala u rastvoru filtracijom ili bilo kojim drugim sredstvima odvajanja čvrste supstance/tečnosti poznatim stručnjacima u ovoj oblasti.

[0014] Postupak može još da obuhvati korak odvajanja ostatka čvrste supstance iz jednog ili više hlorida komercijalnih metala u rastvoru iz koraka a), b), c), d), e) i/ili, pri čemu je relevantno iz daljih proizvoda rastvora međuproizvoda i onda obezbeđivanjem odvojenog rastvora dobijenog kao rezultat prema relevantom sledećem koraku u postupku. Korak odvajanja moguće je izvesti filtracijom, ili bilo kojim drugim sredstvima čvrsto/tečne separacije poznatim stručnjacima u ovoj oblasti.

[0015] Neprerađeni materijal ruda, koncentrat, ili ostatak mogu biti na početku prerađeni drobljenjem, mlevenjem ili mogu biti kako su dobijeni iz rudnika. Alternativno, ili kao dodatak, neprerađeni materijal može da bude podvrgnut koraku obogaćivanja da bi se proizveo proizvod rude međuproizvoda za obezbeđivanje do reakcione posude. Korak obogaćivanja je moguće izvesti kombinacijom drobljenja, mlevenje, prosejavanja, dimenzioniranja, klasifikacije, elektrostatičkog odvajanja, odvajanja flotacijom i/ili gravitacijom

čime se koncentuju dragoceni metali ili odbije komponenta mineralne jalovine, ili drugim sredstvima obogaćivanja poznatim stručnjacima u ovoj oblasti.

[0016] Toplotnu obradu je moguće izvesti na od oko 80 - 750 ºC sve do najviše 120 minuta, obično na ili oko 300 - 700 ºC tokom 10 do 30 minuta, pri uslovima oksidacije, neutralizacije ili redukcije, da bi se uklonile isparljive komponente iz ostatka čvrste supstance i smanjila ili negirala bilo kakva 'preg-robbing' svojstva materjala, dok istovremeno daje vatrootporne faze minerala kao što su minerali koji sadrže metal iz grupe platine (PGM) (tzv. nanozlato) ili srebrne jarozite pogodne za oporavak za naknadno luženje.

[0017] Dodatnu drugu toplotnu obradu je moguće izvesti na od oko 500 - 1000 ºC sve do najviše 120 minuta, obično na ili oko 700 - 1000 ºC tokom 30 do 120 minuta, pri uslovima oksidacije, neutralizacije ili redukcije, da bi se prilagodilo stanje jednog ili više metala koje je moguće prodati da budu rastvorljivi u podlozi za luženje hloridom.

[0018] Treća dodatna obrada toplotom može da se izvede na od ili oko 100 - 600 ºC tokom najviše do 240 minuta, obično na od ili oko 100 - 400 ºC tokom 60 - 180 minuta, pod uslovima oksidacije, neutralizacije ili redukcije, da bi se dalje prilagodili uslovi jednog ili više metala koje je moguće prodati da budu rastvorljivi u podlozi za luženje hlorida.

[0019] Prerade toplotom je moguće izvesti kao pojedinačne korake uzastopnog postupka obrade toplotom, ili kao jedan kombinovan korak.

[0020] Ispuštanje sagorelih gasova iz jednog ili više koraka obrade toplotom, ili bilo kakvog redukcionog gasa kao što je sintetisani gas (singas), ugljen monoksid ili vodonik, moguće je dodatno koristiti raspršivanjem u emulziju u koraku a) ili rastvor hlorovodonične kiseline u koraku b) ili hlorinacija u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) u koraku e). Na primer, smanjenje sagorelih gasova može smanjiti plemenite metale kao što je jedan ili više metala iz grupe platine (PGM) ili zlato u rastvoru, njihovo pretvaranje u metale koji se podnose čvrstoj fazi za oporavak u narednom koraku d) hlorinacije. Kao drugi primer, zlato ili jedan ili više metala iz grupe platine (PGM) u rastvoru u koracima b) ili e) moguće je oporaviti reduktivnim istaloživanjem korišćenjem smanjenja sagorelog gasa.

[0021] U još jednom varijantnom rešenju ovog pronalaska, hlorinacija u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) iz koraka d) i/ili proizvod rastvora međuproizvoda iz koraka b), koraka e) i/ili gde je relevantno daljeg proizvoda rastvora međuproizvoda u prvom varijantnom rešenju iznad može biti podvrgnuta koraku sorpcije pri čemu se jedan ili više metala koje je moguće prodati adsorbuje na tu smolu ili sorbens i osnovni metali se ispuste u rastvor.

[0022] Hlorinacija u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) iz koraka d) i/ili proizvod rastvora iz koraka b), koraka e) i/ili gde je relevantno dalji proizvod rastvora međuproizvod u prvom varijantnom rešenju gore u tekstu moguće je podvrgnuti istaloživanju i prečišćavanju koje obuhvata ili se sastoji od bilo jednog ili više od sledećih koraka: A. podvrgavanje jednom ili više rastvoru za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d) ili proizvod rastvora međuproizvoda iz koraka b), koraka e) i/ili gde je relevantno daljeg proizvoda rastvora međuproizvoda gore u tekstu, za istaloživanje sulfida, time se proizvodi proizvod emulzije koji obuhvata čvrsti ostatak koji sadrži elementalni sumpor, sulfide metala i/ili legure i rastvor za pražnjenje;

B. izvođenje čvrsto-tečnog odvajanja na emulziji prizvoda iz A. da bi se odvojio ostatak čvrste supstance iz koraka A. gore u tekstu, iz rastvora za pražnjenje, na primer filtracijom ili pomoću drugog pogodnog uređaja za čvrsto-tečno odvajanje, na temperaturama od između oko ili od 10 - 130 °C;

C. podvrgavanje ostatka čvrste supstance iz koraka B nizu koraka prečišćavanja i oporavka obuhvata ili se sastoji od:

C.i. sublimacija čvrstog ostatka na temperaturama od između oko ili od 200 - 500 °C (obično u peći za sušenje ili drugom pogodnom uređaju za obradu toplotom), čime se uklanja sumpor i proizvodi ostatak čvrste supstance i proizvod destilata sumpora;

C.ii. opciono rastvaranje ostatka čvrste supstance iz koraka C.i. (na primer, u posudi za mešanje, ili drugom pogodnom kontaktoru) u pogodnom rastvaraču za sumpor, uključujući ali ne i ograničeno na: aromatične ugljovodonike (npr. ksilen i/ili njegove izomere ili mešavine (kao što je ksilol), toluen, etilbenzen, itd.); hlorinisani ili sulfidisani ugljovodonici (npr. ugljenik tetrahlorid, hloroform, ugljenik disulfid, itd.); ili ligandi koji obuhvataju sumpor (npr. sulfit, sulfid, itd.), na temperaturama od između oko 10 - 130 °C, čime se uklanja sumpor i proizvodi čvrsti ostatak i proizvod destilata sumpora;

C.iii. oksidaciono luženje pod pritiskom ostatka čvrste supstance iz koraka C.i. i/ili gde je relevantno koraka C.ii., na temperaturama od između oko ili od 110 - 230 °C;

C.iv. atmosfersko luženje sumpornom kiselinom ostatka čvrste supstance iz koraka C.iii. na temperaturama od između oko ili od 10 - 110 °C da bi se dobila kao prinos emulzija koja obuhvata ostatak čvrste suptance koji uključuje jedan ili više metala koje je moguće prodati i rastvor procedne vode;

C.v. odvajanje ostatka čvrste supstance koje obuhvata jedan ili više komercijalnih metala iz rastvora procedne vode sulfata u emulzionom koraku C.iv. čvrsto tečnim odvajanjem, na primer filtracijom ili pomoću drugog pogodnog uređaja čvrsto tečnog odvajanja, na temperaturama od između oko ili od 10 - 130 °C;

C.vi. opciono podvrgavanje rastvora rastvoru procedne vode sulfata iz koraka C.vi. koraku sorpcije pri čemu jedan ili više metala koje je moguće prodati se adsorbuje u smolu ili sorbens i osnovni metali se ispuste u rastvor; i

C.vii. podvrgavanje rastvora procedne vode sulfata iz koraka C.v. i, gde je relevantno, rastvora za pražnjenje iz koraka C.vii. jednoj ili više tehnika uključujući starenje, isparavanje, istaloživanje i/ili recikliranje u kolo za oporavak primarnih osnovnih metala Kell (Kelovim) postupkom kao što je opisano u WO99/60178; i

D. opciono podvrgavanje rastvora za pražnjenje iz koraka B. koraku sorpcije pri čemu jedan ili više metala koje je moguće prodati se adsorbuje u smolu ili sorbens i jedan ili više osnovnih metala se ispusti u rastvor.

[0023] Rastvor za pražnjenje iz koraka B. i/ili proizvod rastvora međuproizvoda iz koraka b), e) i/ili gde je relevantno dodatni proizvod rastvora međuproizvoda iz prvog varijantnog rešenja iz ovog pronalaska moguće je podvrgnuti koraku oporavka i odvajanja hlorovodonične kiseline, kalcijuma i zaostalog osnovnog metala koji obuhvata ili se sastoji od:

I.dovođenje rastvora za pražnjenje i/ili proizvoda rastvora međuproizvoda u isparivač sa prethodnim kuvanjem zajedno sa semenom gipsa čime se generiše gas hlorovodonične kiseline i istaloži gips, posle čega sledi čvrsto-tečno odvajanje da bi se dobio prinos istaloženog gipsa za oporavak i tretiran rastvor za pražnjenje;

II. dovođenje obrađenog rastvora za pražnjenje iz koraka I. u rektifikacioni stub sa sumpornom kiselinom ili u uređaj za vrenje zajedno sa sumpornom kiselinom čime se generiše gas hlorovodonične kiseline i rastvor sumporne kiseline obuhvata komercijalne i/ili oporavljive osnovne i/ili retke metale;

III. alternativno, dovođenje rastvora za pražnjenje iz koraka I. u hidrotermički reaktor, uređaj za pečenje raspršivanjem ili reaktor pirohidrolize da bi se dobio prinos emulzije koja obuhvata čvrsti ostatak gvožđe oksida iz oporavljenog sadržaja i rastvor osnovnih i/ili retkih metala, posle čega sledi čvrsto-tečno odvajanje;

IV. podvrgavanje rastvora sumporne kiseline generisanog u koraku II. i/ili rastvora osnovnih ili retkih metala iz koraka III. koraku hlađenja i starenja, pri čemu soli metal sulfata kristalizuju ili se podvrgavaju koraku sorpcije i oporavljaju se, na primer isparavanjem ili taloženjem i/ili se recikliraju nazad u kolo za oporavak primarnih osnovnih metala Kell (Kelovim) postupkom kao što je opisano u WO99/60178 ili mogu biti odbačeni u slučajevima kada su dragoceni metali već dovoljno uklonjeni u koracima luženja sumpornom i/ili hlorovodoničnom kiselinom; i

V. podvrgavanje gasa hlorovodonične kiseline iz koraka I. ili koraka II. destilaciji i apsorpciji, pri tome se oporavlja rastvor hlorovodonične kiseline.

[0024] Oporavljena hlorovodonična kiselina može da bude reciklirana povratno u koraku a) luženja hlorovodoničnom kiselinom i/ili koraku d) luženja hlorinacijom.

[0025] Jalovi rastvor iz koraka c) i/ili koraka f) moguće je reciklirati u koraku b) kao dodatnu vodu, takođe omogućava ponovnu upotrebu hlorovodonične kiseline.

[0026] Obično, sulfati metala u rastvoru koje je moguće prodati iz neprerađenog materijala iz prvog varijantnog rešenja ovog pronalaska mogu obuhvatiti soli sulfata metala, kao što je bakar, nikl, kobalt, rodijum, rutenijum, iridijum, vanadijum, germanijum, galijum ili skandijum.

[0027] Neprerađeni materijal može obuhvatiti bilo pojedinačni materijal ili mešavinu vatrootpornih i nevatrootpornih materijala različite prirode.

[0028] Ovaj pronalazak može još da obuhvata ili se sastoji od početnog koraka podvrgavanja rastvoru hlorovodonične kiseline iz koraka a) i/ili hlorinaciji u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) iz koraka d) (t.j. rastvor za luženje hloridom u velikoj količini (PLS)) koraku starenja za kristalizaciju silike, obuhvata ili se sastoji od:

I. dovod rastvora hlorovodonične kiseline ili rastvora za luženje hloridom u velikoj količini (PLS) u prijemnu posudu;

II. dodavanje čvrste supstance silika semenki u rastvor hlorida iz I.;

III. omogućavanje rastvoru hlorida da stoji na temperaturi okoline sve dok se ostatak čvrste supstance koji obuhvata siliku ne istaloži iz rastvora;

IV. odvajanje istaloženog ostatka čvrste supstance koja obuhvata siliku iz rastvora iz koraka III da bi se proizveo silikom-osiromašen rastvor; i

V. dovođenje silikom osiromašenog rastvora iz koraka IV. u korak a) ili d).

[0029] Ovaj pronalazak može obuhvatiti početni korak podvrgavanja jednog ili više od rastvora hlorovodonične kiseline iz koraka a), rastvoru za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d), proizvode rastvora međuproizvoda iz koraka b), c) ili e), i dalji proizvod rastvora međuproizvoda koraku koncentracije da bi se proizveo koncentrovani rastvor jednim ili više od:

I. isparavanja i kondenzacije za oporavak hlorovodonika (HCl) iz tih rastvor(a); i

1

II. filtraciono ili na membrani zasnovano odvajanje, obuhvata reverznu osmozu (RO) ili nanofiltraciju (NF) tih rastvora.

[0030] Koraci sorpcije iz postupka mogu obuhvatiti ili se sastojati od bilo jednog ili više od sledećih koraka:

I. dovođenje rastvora iz tog procesa sa jednim ili više jonoizmenjivačkih (IX) smola ili pogodnih sorbenasa pri čemu se zlato, srebro i jedan ili više metala iz grupe platine (PGM) adsorbuju u smolu ili sorbens i jedan ili više osnovnih metala se ispusti u rastvor;

II. eluacija adsorbovanog zlata, srebra i jednog ili više metala iz grupe platine (PGM) ako postoje, iz IX smole ili sorbensa i istaloživanje zlata, srebra i jednog ili više metala iz grupe platine (PGM) ako postoje, iz eluata korišćenjem reduktansa ili, ako je prisutno jednog ili više metala iz grupe platine (PGM), korišćenjem kaustičnog, amonijačnog ili drugog eluansnog rastvora da bi se formirao koncentrat dragocenog metala visoke klase ili pojedinačni proizvodi dragocenog metala;

III. direktno spaljivanje napunjene smole ili sorbensa da bi se proizveo koncentrat vrednog metala visoke klase ili pojedinačni proizvodi metala; i

IV. opciono, dalja prerada jednog ili više metala koje je moguće prodati proizvedenih putem bilo kog od koraka I. do III.

[0031] Korak II. eluacije moguće je izvesti korišćenjem rastvora koji obuhvata kiselinsku tioureu, soli sulfita ili hidrosulfita ili hlorida, ili druge eluanse poznate stručnjacima u toj oblasti. Pored toga, tehnologije kao što je istaloživanje ili kristalizacija moguće je koristiti u postupku proizvodnje potencijalno komercijalnog proizvoda ili skladištivog feritnog ili gvožđe hidroksida ili sulfata ili hlorida pri čemu se oporavlja sumporna ili hlorovodonična kiselina u struju pogodnu za recikliranje.

[0032] Pored toga, tehnologije kao što je ekstrakcija rastvarača moguće je koristiti u tom postupku, na primer na rastvor za luženje vrućom sumpornom kiselinom u velikoj količini (PLS) luženjem pod pritiskom da bi se proizveo potencijalno iskoristivi, komercijalni ili skladišni proizvod sumporne kiseline i/ili oporavola sumporna kiselina u struju pogodnu za recikliranje; ili na rastvor za luženje vrućom hlorovodoničnom kiselinom u velikoj količini (PLS), da bi se proizvela potencijalno korisna, komercijalna ili skladišna hlorovodonična kiselina i/ili proizvod gvožđe hlorida, i/ili oporavljanje hlorovodonične kiseline u struju pogodnu za recikliranje.

[0033] Rastvor za luženje hlorovodoničnom kiselinom iz koraka a) ili c) i/ili rastvor za luženje hlorinacijom iz koraka d) iz prvog varijantnog rešenja ovog pronalaska može da sadrži gvožđe hlorid i moguće ga je tretirati pod pritiskom, istaloživanjem ili kristalizacijom, koncentrovati isparavanjem, reverznom osmozom, nanofiltracijom ili drugom tehnologijom na membrani, ekstrakcijom rastvarača ili jonskom izmenom ili obradom raspršivanjem/rektifikacijom, pirohidrolizom, hidrotermičkom ili drugom tehnologijom poznatom stručnjacima u ovoj oblasti da bi se proizveo proizvod koji nosi gvožđe.

[0034] Luženje hlorovodoničnom kiselinom ili luženje rastvorom slanog rastvora iz koraka a), b) ili c) moguće je neutralisati sa krečnjakom da bi se istaložio feritni hidroksid ili drugi elementi mineralne jalovine i proizveo filtrat kalcijum hlorida, koji može da bude isparavan i kalcijum uklonjen dodavanjem sumporne kiseline. Hlorovodoničnu kiselinu, slani rastvor ili filtrat kalcijum hlorida moguće je zatim reciklirati u koraku a) ili d) gore u tekstu.

[0035] Podloga za luženje hlorinacijom iz koraka d) može obuhvatiti hlorovodoničnu kiselinu ili slani rastvor u vezi sa oksidansom kao što je hlor, hipohlorit, vodonik peroksid ili drugi oksidansi poznati stručnjacima u ovoj oblasti i korak luženja moguće je izvesti pod uslovima oksidacije, čime se generiše rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) koji sadrži jedan ili više komercijalnih elemenata.

[0036] Rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) generisan u koraku d) može obuhvatiti jedan ili više komercijalnih elemenata i može da bude podvrgnut separaciji i/ili oporavku jednog ili više komercijalnih elemenata pomoću tehnika kao što je ekstrakcija rastvarača, IX, istaloživanje korišćenjem hidroksida, karbonata ili sulfida, ekstrakcija elektrolizom, redukcija i druge tehnike poznate stručnjacima u ovoj oblasti na osnovu tehno-ekonomskih sagledavanja.

[0037] Korak d) luženja hlorinacijom može obuhvatiti manje kiselu podlogu za luženje hloridom koja ima pH vrednost od između oko 2,5 i 7,5 održavanu na temperaturi u opsegu od između oko ili od 50-150 °C.

[0038] Korak d) luženja hlorinacijom može obuhvatiti podlogu za luženje hloridom sa slobodnom kiselošću od između oko ili od 50 do 300 g/L HCI (hlorovodonika) držanog na temperaturi u opsegu od između oko ili od 50-150 °C.

[0039] Korak d) luženja hlorinacijom moguće je izvesti atmosferskim luženjem ili luženjem u autoklavu pod pritiskom sa slanim fiziološkim rastvorom u uslovima oksidacije.

[0040] Prema alternativnom izvođenju ovog pronalaska, obezbeđen je hidrometalurški postupak za ekstrahovanje jednog ili više komercijalnih metala izabranih iz grupe koja obuhvata dragocene elemente koji obuhvataju metal iz grupe platine (PGM) t.j. platinu, paladijum, rodijum, iridijum, rutenijum i/ili osmijum; zlato i srebro; osnovni metal koji obuhvata nikl, kobalt, bakar, cink, itrijum, skandijum, uranijum, torijum, mangan, cink, kadmijum, molibden, titanijum, i/ili kalaj; retki zemni element (REE) izabran iz itrijuma i/ili skandijuma i retki elemnet koji obuhvata vanadijum, germanijum i/ili galijum iz neprerađenog materijala koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala, koji obuhvata ili se sastoji od bilo koje rude ili više rude metala i gvožđa; koncentrat; ostatak čvrste supstance iz hidrometalurškog postupka; i/ili čvrsti ostatak posle čvrsto-tečne separacije emulzije proizvoda od luženja vrućom sumpornom kiselinom pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima iz metalne gvozdene rude, koncentrata ili ostatka čvrste supstance, postupak obuhvata ili se sastoji od podvrgavanja neprerađenog materijala iz sledećih koraka koji obuhvata ili se sastoji od:

i. luženja sa vrućom hlorovodoničnom kiselinom ili slanim rastvorom pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima bez ikakvog dodatog oksidansa ili reduktansa ili sa dodatim reduktansom, da bi se proizvela emulzija proizvoda koja obuhvata komercijalne i hloride metala iz mineralne jalovine u rastvoru hlorovodonične kiseline i ostatak čvrste supstance koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala; i

ii. podvrgavanje emulzije proizvoda iz koraka i. uobičajenim tehnikama otapanja i prečišćavanja.

[0041] U ovom alternativnom varijantnom rešenju ovog pronalaska, emulzija proizvoda iz koraka i. ili njegov filtrat posle čvrsto-tečnog odvajanja moguće je dodatno podvrgnuti oporavku prečišavanjem od bilo kog rastvorenog jednog ili više metala iz grupe platine (PGM), osnovnih metala, vrsta gvožđa i sumpora tehnikama poznatim stručnjacima u ovoj oblasti uključujući taloženje, kristalizaciju, redukciju, jonsku izmenu ili ekstrakciju rastvarača, i korake koncentracije kao što je vakuumska kristalizacija ili separacija membrane.

[0042] U ovom alternativnom varijantnom rešenju pronalaska, ostatak čvrste supstance od luženja vrućom sumpornom kiselinom moguće je otopiti pre luženja vrućom hlorovodoničnom kiselinom ili slanim rastvorom.

[0043] Bilo koji jedan ili više od postupaka iz ovog pronalaska moguće je integrisati u postojeći postupak uključujući na primer, "Kell (Kelov) postupak" kao što je opisano u WO 99/60178 (videti Sl. 1), ili modifikovan Kell (Kelov) postupak kao što je opisano u WO2014/009928 australijskoj prijavi patenta br. 2013263848, ili južnoafričkoj prijavi patenta br.2014/08682 ili uobičajenom postupku luženja naslaga rude ili postupku luženja u rezervoaru za oporavak osnovnog metala.

1

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0044]

Slika 1 je dijagram pojednostavljenog toka bloka od jednog mogućeg varijantnog rešenja postupka (jedinica za toplotnu obradu su opciono, zavisno od neprerađenog materijala);

Slika 2 je dijagram pojednostavljenog toka bloka koji pokazuje detaljnije jedan primer njegove primene (jedinice za toplotnu obradu su opcione, zavisno od neprerađenog materijala);

Slika 3 pokazuje luženje vrućim hlorovodonikom (HCI) za ekstrakciju osnovnih metala i gvožđa iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom iz 14% Fe, 11% S visokosulfidnog koncentrata metala iz grupe platine (PGM);

Slika 4 pokazuje luženje vrućim hlorovodonikom (HCI) za ekstrakciju osnovnih metala i gvožđa iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom iz 13% Fe, 5% S niskosulfidnog koncentrata metala iz grupe platine (PGM);

Slika 5 pokazuje luženje vrućim hlorovodonikom (HCI) za ekstrakciju osnovnih metala i gvožđa iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom iz vatrootpornog koncentrata zlata; i

Slika 6 pokazuje luženje vrućim hlorovodoniom (HCI) za ekstrakciju osnovnih metala i gvožđa iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom iz koncentrata bakar-zlato.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

[0045] Ovaj pronalazak obezbeđuje hidrometalurški postupak za oporavak i odvajanje vrednih dragocenih, osnovnih ili retkih elemenata iz neprerađenog materijala koji čine rude, koncentrati i drugi materijali. Preciznije, postupak je bilo koji postupak integrisan u jednu ili više postojećih dragocenh postupaka za ektrakciju elementa.

[0046] Nova ruta postupka opisana ovde pojednostavljuje značajne razvoje koji pojačavaju rutu hidrometalurškog postupka za ekstrakciju dragocenih metala iz tela rude sa više metala opisanih u međunarodnoj objavi patenta br. WO 99/60178, poznato kao "Kell (Kelov) postupak" ili "KellGold (Kelov zlatni) postupak" (videti Sl.1), međunarodna prijava patenta br. WO2014/009928, australijska prijava patenta br. 2013263848 i južnoafrička prijava patenta br. 2014/08682 (sadržaj svake od ovih prijava je uključen ovde u vidu reference). Svi ovi postupci zahtevaju kao početni materijal rudu ili koncentrat rude i proizvode jednu ili više tečnosti za luženje koje sadrže rastvorene plemenite metale i druge elemente.

[0047] Jedno varijantno rešenje ovog pronalaska opisuje novi način za kvantitativno uklanjanje dodatne baze, retkih elemenata i elemenata mineralne jalovine iz ostatka dobijenog luženjem pod pritiskom, što omogućava povećanu efikasnost dalje obrade čvrstih supstanci za vredan oporavak metala, i obuhvata ili se sastoji od koraka:

(i) obezbeđivanje rude ili koncentrata napravljenog iz rude ili druge metalne gvozdene sirovine, ili ispranog ostatka čvrste supstance koji obuhvata plemenite metale uključujući metale iz grupe platine (PGM), zlato i srebro i ostala baza i retki metali iz filtrirane emulzije proizvoda napravljene iz luženja sulfatom pod pritiskom ili atmosferskom oksidacijom koja obuhvata filtrat dobijen luženjem sulfatom koji obuhvata osnovne metale;

(ii) luženje rude, koncentrata, drugog metalne železne sirovine i/ili ispranog ostatka čvrste supstance u luženju vrućom hlorovodoničnom kiselinom (HCl) na atmosferskom pritisku i između oko 60 °C - 90 °C, još poželjnije oko 70 °C, bez ikakvog dodatog oksidansa ili reduktansa, ili sa dodatim reduktansom da bi se formirao filtrat luženja sa rastvorenim zaostalim osnovnim metalima kao što je nikl, kobalt, bakar, cink, elementi mineralne jalovine uključujući gvožđe, aluminijum, kalcijum, magnezijum i sumpor, metali iz grupe platine (PGM) i drugi retki i plemeniti metali, kao i neki amfoterni elementi uključujući arsenik, bizmut, selen, telurijum i antimon i ostatak čvrste supstance;

(iii) odvajanje filtrata luženja hlorovodonikom (HCl) od ostatka čvrste supstance sa pranjem;

(iv) oporavljanje gvožđa, aluminijuma, magnezijuma, kalcijuma, sulfata, dragocenih metala, hlorovodonične kiseline i vode iz filtrata hlorovodonika (HCl) standardnim postupcima poznatim stručnjacima u ovoj oblasti uključujući jedan ili više od jonske izmene (IX), helacije, tehnologije molekularnog prepoznavanja (MRT), polimernih ili drugih sorbensa, ekstrakciju rastvarača, taloženje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, smanjenje ili druge tehnike zasnovane na tehnoekonomskim stanovištima, i uklanjanje elemenata mineralne jalovine;

(v) opciono pečenje ili obrata toplotom ostatka čvrste supstace iz koraka luženja hlorovodonikom (HCl) da bi se formirao kalcin;

(vi) luženje kalcina ili opranog ostatka čvrste supstance iz koraka luženja

1

hlorovodonikom (HCl) u oksidansnom luženju hlorinacijom da bi se formirao filtrat luženja hlorinacijom sa rastvorenim dagocenim metalima u rastvoru, pogodnim za efikasan PGM, oporavak zlata i srebra pomoću standardnih postupaka poznatih stručnjacima u ovoj oblasti uključujući jonsku izmenu (IX), helaciju, tehnologiju molekularnog prepoznavanja (MRT), polimerne i druge sorbense, ekstrakciju rastvarača, taloženje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, redukciju, ili druge tehnike zasnovane na tehno-ekonomskim razmatranjima, i ostatak otpada u čvrstom obliku koji sadrži elemente mineralne jalovine; i

(vii) podvrgavanje proizvoda rastvora postupku oporavka hlorovodonične kiseline, gvožđa, aluminijuma, magnezijuma, kalcijuma, sulfata i zaostalih osnovnih metala, jednom ili više tehnika uključujući prethodno ključanje, rektifikaciju, destilaciju, adsorpciju, ponovno ključanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivanjem spreja, hidrotermičke i druge tehnike poznate stručnjacima u ovoj oblasti, čime se dobija kao prinos jalovi rastvor.

[0048] Inovacija omogućava efikasno uklanjanje gvožđa i durgih elemenata mineralne jalovine iz postupka, potencijalnog smanjenja potrošnje reagensa. Hlorovodonična kiselina se nalazi u elementima mineralne jalovine za luženje brže i potpunije nego druge kiseline kao što je sumporna kiselina. Pored toga, uklanjanje ovih elemenata mineralne jalovine smanjuje protok mase za nizvodnu preradu, i delotvorno uklanja potencijalne potrošače reagensa u opcionom koraku prerade toplotom i neopcionom koraku luženja hlorinacijom.

[0049] Pogodno, postupak iz ovog pronalaska ne zahteva upotrebu cijanida ili žive, toksičnih hemikalija koje se uobičajeno koriste za preradu plemenitih metala koji zahtevaju stroge kontrole sigurnosti i životne sredine. Pored toga, postupak iz ovog pronalaska obezbeđuje alternativu, ekološki odgovran postupak za ekstrakciju plemenitih metala koja ne generiše SO2 i druge zagađivače koji su štetni za životnu sredinu.

[0050] Pojmovi "element", "mineral" i "metal" se koriste ravnopravno u ovom spisu.

[0051] "Vatrootporno" je obično uzeto da znači materijal koji nosi zlato koji daje kao prinos oporavak manje od 90% zlata i/ili srebra kada se podvrgne luženju cijanida, čak i pri izuzetno prekomernom dodavanju cijanida.

[0052] "Komercijalni metali", "komercijalni elementi", "vredni metali", ili "vredni elementi" se koriste ravnopravno i znače bilo koji element ili metal koji može da generiše dobit kroz prodaju elementa ili metala u obliku metala ili kao so ili talog metala ili elementa.

[0053] Metal iz grupe platine ("PGM") znači bilo koji jedan ili više od rutenijuma (Ru),

1

rodijuma (Rh), paladijuma (Pd), osmijuma (Os), iridijuma (Ir), i/ili platine (Pt).

[0054] "Plemeniti metal" znači zlato, (Au), srebro (Ag), i/ili metale iz grupe platine (PGM) u nekoliko primera gde plemeniti metali koji nose rude takođe obuhvataju pridružene manje količine metala iz grupe platine (PGM).

[0055] Kako je ovde korišćeno, "osnovni metali" znači bilo koji jedan ili više industrijskih negvozdenih metala isključujući plemenite metale, kao što je bakar, olovo, nikl, kalaj, volfram, cink, kadmijum, mangan, kobalt, uranijum, torijum, molibden i titanijum. "Retki zemni elementi" znači bilo koji jedan ili više iz grupe hemijski sličnih metalnih elemenata koji obuhvataju serije lantanida (petnaest elemenata), i takođe uključuje skandijum i itrijum jer oni pokazuju tendenciju da se pojave u istim naslagama rude kao i lantanidi i ispolje slična hemijska svojstva. "Retki metali" znače grupu od jednog ili više metala uključujući vanadijum, germanijum i galijum, i druge nominalno vredne metale koji mogu biti vredni oporavljanja.

[0056] "KellGold" označava postupak opisan u južnoafričkoj prijavi patenta br.

2014/08682. "Kell" označava ključni postupak opisan u međunarodnoj objavi patenta br. WO 99/60178 i modifikovane postupke opisane u pridruženim patentima WO2014/009928 ili australijskoj prijavi patenta br.2013263848 (svi su ovde obuhvaćeni putem reference) za oporavak metala iz grupe platine (PGM) i osnovnih metala iz koncentrata.

[0057] "Luženje vrućom sumpornom kiselinom" znači postupak luženja vrućom sumpornom kiselinom (H2SO4) koji obuhvata bilo kombinaciju uobičajene atmosferske (20-100 °C), niske (100-130 °C) niske (130-220 °C) ili srednje (220-260 °C) temperature i luženje pod pritiskom korišćenjem sumporne kisline.

[0058] "Luženje vrućom hlorovodoničnom kiselinom ili luženje vrućim hlorovodonikom (HCl)" označava postupak pri kom se elementi luže iz neprerađene supstance u čvrstom obliku hlorovodoničnom kiselinom ili acidifikovanim slanim fiziološkim rastvorom bez dodavanja oksidansne kiseline kao što je hlor gas ili reduktans, ili uz dodavanje redukcionog sredstva kao što su prahovi u metalu, hemikalije koje proizvode sumpor dioksid, organski reagensi, jedinjenja ili koncentrati sulfida da bi se postigla tačka postavke oksidaciono-redukcionog potencijala (ORP). Ovo luženje se izvodi na atmosferskom pritisku i na temperaturi od oko 60 °C do 90 °C, još poželjnije na oko 70 °C.

[0059] "Luženje hlorinacijom" znači uobičajenu atmosfersku (20-100 °C) ili nisku (100-130 °C) temperaturu i luženje pod pritiskom pod uslovima oksidacije pri čemu se elementi luže iz dovoda čvrste supstance putem hlorovodonine kiseline (HCI) ili slanim fiziološkim rastvorom u vezi sa oksidansom kao što je hlorin, hipohlorit, azotna jedinjenja, vodonik peroksid ili druga poznata stručnjacima u ovoj oblasti.

1

[0060] "Korak atmosferskog luženja" znači uobičajeno atmosfersko luženje (20-100 °C), temperaturu i pritisak luženja.

[0061] Pojam "hlađenje i strarenje" u kontekstu ove prijave znači omogućavanje da rastvor za luženje (PLS) sa velikom količinom ili druga procesna tečnost miruje tokom nekog vremenskog perioda, opciono uz dodavanje semena čvrstih supstanci iz narednog koraka čvrsto-tečnog odvajanja i opciono sa primenjenim spoljnim hlađenjem.

[0062] "Uobičajene tehnike otapanja i prečišćavanja" uključuju otapanje, pretvaranje i druge pirometalurške postupke pod uslovima kod kojih se unete čvrste supstance otapaju i isparavaju i pozante su stručnjacima u ovoj oblasti.

[0063] "Slani fiziološki rastvor" je visokokoncentrovan rastvor soli (obično hlorida, sa kontrajonima koji obuhvataju metale kao što je natrijum, kalijum, magnezijum, kalcijum, aluminijum, gvožđe ili drugi katjoni) u vodi.

[0064] "Oporavak prečišćavanjem" znači oporavak bilo kog od rastvorenih metala ili elementalnih vrsta tehnikama koje uključuju istaloživanje, kristalizaciju, redukciju, jonsku izmenu ili ekstrakciju rastvarača, i korake koncentracije kao što je vakuumska kristalizacija ili membranska separacija.

[0065] Postoji značajan opseg materijala neprerađenih sirovina za potencijalnu ekstrakciju plemenitih, osnovnih ili retkih elemenata koji su ili nepreradivi korišćenjem sadašnjih uobičajenih tehnologija, ili koji loše odgovaraju, ili mogu zahtevati specifičan tok razvoja, projekat i konstrukciju po meri napravljenog postrojenja koje može da bude previše skupo da opravda kapital potrošen s obzirom na dimenziju i druge karakteristike specifičnog resursa. U svim slučajevima, krajnji oporavak plemenitih, baznih ili retkih metala može biti manji od poželjnog. Prijavilac ima pogodno razvijen postupak kao što je opisano ovde koji prihvata veoma veliki broj vatrootpornih ili nevatrootpornih tipova materijala kao sirovine, bez ili sa minimalnim modifikacijama u kolu iz jednog tipa dovoda do sledećeg.

[0066] Kao što je prikazano na Slici 1, jedno varijantno rešenje iz ovog pronalaska je hidrometalurški postupak za ekstrakciju komercijalnih elemenata uključujući dragocene, osnovne i retke metale, iz opsega sasvim različitih neprerađenih materijala koji obuhvata vatrootporne, nevatrootporne ili nepopustljive tipove materijala. Inovacija postupka koju je razvio ovaj prijavilac je sposobnost da se dobiju visokoplementi metali oporavljeni u postupku, posebno zlato i/ili srebro, zajedno sa nusproizvodima kao što su Cu, Ni, Co, Zn, Mn, Sc, H2SO4, S, metali iz grupe platine (PGM) i drugi standardnim postupcima hlorinacije, ali gde postoji sled selektivnog unapred izvedenog uklanjaja osnovnih metala, sumpora i elemenata mineralne jalovine kao što je gvožđe, pre hlorinacije. Prijavilac je odredio da je uključivanje postupaka za uklanjanje osnovnih metala, sumpora i elemenata

1

mineralne jalovine u postupku izvedenom unapred, moguće da se materijalno smanje potrošnje reagenasa, prethodno visokoograničavajući činilac sa oksidansnim luženjem hlorinacijom, koje je praktično negirano komercijalnom izvodljivošću ovog postupka.

[0067] Pored toga, postupak iz ovog pronalaska potpuno izbegava upotrebu toksičnih supstanci kao što je cijanid ili regensi koji nose živu u postupku oporavka, i takođe izbegava emisiju zagađenja u atmosferu toksičnih supstanci kao što je sumpor dioksid (SO2) ili arsenik trioksid (As2O3) u okruženje.

[0068] Neprerađeni materijali koji se dovode u postupak mogu biti u stanju u kom je neki materijal iskopan, u primljenom stanju ili mogu biti usitnjeni do veličine finijih čestica. Neprerađeni materijali koji se dovode mogu biti podvrgnuti i prethodnom koraku obogaćivanja kao što je pregledanje, dimenzioniranje, klasifikacija, magnetno odvajanje, elektrostatičko odvajanje, odvajanje gustih podloga, radiometrijsko razvrstavanje, optičko razvrstavanje, odvajanje gravitacijom, ili drugi poznati stručnjacima u ovoj oblasti, da bi se koncentrovali vredni metali ili odbila komponenta mineralne jalovine. Međutim, neophodnost i tip komunikacije ili obogaćivanja u ovom stadijumu bi bio diktiran specifičnim karakteristikama materijala.

[0069] Kao što je prikazano na Slici 1, prvi korak obuhvata podvrgavanje materijala koji se dovodi koji može biti koncentrat (10) koraku (12) luženja vrućom sumpornom kiselinom (H2SO4) pod pritiskom i/ili u atmosferskim uslovima ("luženje vrućom sumpornom kiselinom") da bi se proizvela emulzija proizvoda (14) koja obuhvata vredne sulfate metala u rastvoru i ostatak čvrste supstance koji obuhvata plemenite metale. Ostatak čvrste supstance se zatim odvoji od sulfata metala u rastvoru pomoću čvrsto/tečnog odvajanja, kao što je filtracijom ili drugim sredstvima poznatim stručnjacima u ovoj oblasti.

[0070] Komercijalni osnovni metali i višak sumporne kiseline mogu biti oporavljeni korakom (18) oporavka osnovnog metala iz bilo kog od rastvora koji obuhvata sulfate metala, uključujući početnu emulziju proizvoda luženja sumpornom kiselinom tehnikama kao što je ekstrakcija rastvarača, jonska izmena, taloženje korišćenjem hidroksida, amonijaka, ugljenika ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, redukciju, recikliranje i druge tehnike poznate stručnjacima u ovoj oblasti na osnovu tehnoekonomskih razmatranja.

[0071] Ostatak (16) čvrste supstance proizvoda luženja sa H2SO4 se dalje obrađuje luženjem vrućom hlorovodoničnom kiselinom (HCI) na atmosferskom pritisku i na 70 °C, bez ikakvog dodatog oksidansa ili reduktansa, ili pod uslovima (20) redukcije, se pominje i kao "predluženje hlorovodonikom (HCI)", što omogućava uklanjanje ili pretvaranje viška gvožđa iz ostatka čvrste supstance u rastvor hlorovodonika (HCI) za uklanjanje ekstrakciju rastvaračem gvožđa, istaloživanjem ili drugim načinima poznatim stručnjacima u ovoj

1

oblasti. Mala količina reduktansa, kao što su prahovi metala, hemikalije koje proizvode sumpor dioksid, organsi reagensi, jedinjenja ili koncentrati sulfida, mogu opciono da budu dodati u predluženje (20) hlorovodonikom (HCl) da bi se postigla tačka postavke oksidaciono-redukcionog potencijala (ORP).

[0072] Opciono, tehnike opisane u međunarodnoj objavi patenta br. WO2014/009928 (čiji su sadržaji ovde obuhvaćeni referencom) moguće je takođe primeniti, omogućavaju oporavak H2SO4 i istaloživanje komercijalno održivog proizvoda gvožđa mogu biti primenjene posle neoksidansnog ili redukcionog luženja hlorovodonikom (HCl).

[0073] Specifično, neoksidansno ili redukciono luženje (20) hlorovodonikom (HCl) ostatka čvrste supstance moguće je prvo podvrgnuti toplotnoj obradi da bi se dobili vredni metali koje je moguće lužiti, i mogu proizvesti sagorele gasove koji obuhvataju sumpor i sagoreli gasovi mogu zatim da budu podvrgnuti postupku oporavljanja sumpora (26):

a. kondenzacijom kao proizvod međuproizvoda elementalnog sumpora;

b. u proizvod međuproizvoda sumporne kiseline; ili

c. iz sagorelih gasova sušača u sulfid, polisulfid, politionat, tiosulfat ili slični proizvod međuproizvoda.

[0074] Najčešće, toplotna obrada (24) bi bila izvedena na oko 80 - 750 °C sve do 120 minuta, poželjno na oko 300 - 700 °C tokom 10 do 30 minuta, pod uslovima oksidacije, neutralnim uslovima ili uslovima redukcije, da bi se uklonile isparljive komponente iz ostatka čvrste supstance i smanjila ili negirala preg-robbing svojstva tog materijala.

[0075] Toplotna obrada može obuhvatiti drugi korak zagrevanja ako je potrebno na oko 500 - 1000 ºC tokom najviše 120 minuta, poželjno na oko 700 - 1000 ºC tokom 30 do 120 minuta, pod oksidansnim, neutralnim ili redukcionim uslovima, da bi se prilagodili vredni metali koje treba rastvoriti u podlozi za luženje hloridom. Pored toga, ovaj korak može negirati ili modifikovati bilo koja svojstva iz preg-robbing postupka i kapsuliranja ili oblaganja ugljeničnih minerala i minerala gline, čime se deblokiraju plemeniti metali za naknadno luženje hlorinacijom.

[0076] Za izvesne materijale treći dodatni korak zagrevanja moguće je izvesti ako je neophodno na oko 100 - 400 ºC tokom najviše do 120 minuta, preporučljivo na oko 150 -300 ºC tokom 30 do 120 minuta, pod oksidansnim, neutralnim ili redukcionim uslovima, da bi se prilagodili vredni metali kao što je Au, Ag, kao i Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Os (t.j. metali iz grupe platine (PGM)), Ni, Co, Cu, REE, Y, Sc, U, Th, Zn, Mn, Cd, Mo, V, Ti, Ge, Ga da budu rastvorljivi u podlozi za luženje hlorinacijom. Pored toga, ovaj korak je moguće dalje

2

negirati ili modifikovati svojstva preg-robbing-a i kapsuliranja ili oblaganja ugljeničnih minerala i minerala gline, čime se se deblokiraju plemeniti metali za luženje hlorinacijom.

[0077] Ovi koraci zagrevanja toplotnom obradom (24) mogu biti izvedeni kao pojedinačni koraci nekog postupka toplotonom obradom u sledu, ili kao jedan kombinovan korak.

[0078] Sagoreli gasovi koji izlaze iz jednog ili više koraka (24) obrade toplotom, ili gasa neprerađenih sirovina, mogu još biti korišćeni za raspršivanje u emulziju proizvoda u koraku (20) luženja hlorovodonikom (HCl), ili odvojeni rastvorom hlorovodonične kiseline iz emulzije proizvoda luženja hlorovodonikom (HCl), ili hlorinaciji u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) posle oksidansnog luženja (28) hlorinacijom. Na primer, smanjenje sagorelih gasova je moguće koristiti da se smanje plemeniti metali kao što su metali iz grupe platine (PGM) ili zlato u rastvoru, njihovim pretvaranjem u metale koji se podnose u čvrstu fazu za oporavak u naknadnom koraku (28) oksidansne hlorinacije iz tog postupka. Kao još jedan primer, zlato ili metali iz grupe platine u rastvoru iz bilo luženja (20) hlorovodonikom (HCl) ili luženja (28) hlorinacijom mogu biti oporavljeni reduktivnim istaloživaenjem korišćenjem redukcionog sagorelog gasa.

[0079] Posle koraka (20) luženja hlorovodonikom (HCl), rastvor hlorovodonične kiseline koji obuhvata hloride metala se podvrgava prečišćavanju i/ili koraku nadogradnje koji obuhvata bilo koji jedan li više od koraka ekstrakcije rastvarača, jonske izmene (IX), helacije, tehnologije molekularnog prepoznavanja (MRT), polimerne ili druge sorbense; istaloživanje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, redukciju ili druge tehnike poznate stručnjacima u ovoj oblasti (22) na osnovu tehno-ekonomskih stanovišta i proizvodi rastvora međuproizoda i čvrsti ostatak međuproizvoda. Čvrsti ostatak međuproizvoda se lužira u koraku (26) luženja hlorinacijom.

[0080] Korak (20) luženja hlorovodonikom (HCl) ima za cilj da ukloni metale mineralne jalovine ili zaostale osnovne metale posle oporavka luženjem H2SO4 većine osnovnih metala. Hlorovodonik (HCI) korišćen u ovom koraku moguće je uspešno oporaviti u koraku (30) regeneracije hlodovodonikom (HCl) i ponovo recikliran u tom postupku, čime se uštedi na kupovini reagensa. Posle oporavka (32) plemenenitih metala i prečišćavanja (36) metala iz grupe platine (PGM) iz rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS), preostali jalovi rastvor (50) je relativno čist, usled prethodnog uklanjanja rastvorljive mineralne jalovine i osnovnih metala u neoksidansnom ili redukcionom koraku (20) luženja hlorovodonikom (HCl), ovaj jalovi rastvor (50) je moguće reciklirati direktno u luženje (28) hlorinacijom, sa dopunjavanjem oporavljenog hlorovodonika (HCI) iz koraka (30) regeneracije hlorovodonika (HCI).

[0081] Korak (28) luženja hlorinacijom moguće je optimizovati za delotvoran oporavak i/ili odvajanje nekih od komercijalnih elemenata koji mogu biti prisutni u neprerađenom materijalu koji čine više supstanci. Specifično, korak (28) luženja hlorinacijom se izvodi pod uslovima oksidacije korišćenjem hlorovodonične kiseline ili fiziološkog slanog rastvora u vezi sa oksidacionim sredstvom kao što je hlor, hipohlorit, vodonik peroksid ili drugi poznati stručnjaku u ovoj oblasti. Vredni elementi kao što je Au, Ag, kao i Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Os (i.e. PGMs), Ni, Co, Cu, REE, Y, Sc, U, Th, Zn, Mn, Cd, Mo, V, Ti, Ge, Ga se luže u rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS), i ostavljaju ostatak (40) otpada u vidu čvrste supstance.

[0082] Plemeneiti metali su odvojeni i oporavljeni (32) iz rastvora (28) za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) i gde je odobreno, mogu biti prečišćeni iz prethodnih procesnih struja, upotrebom uobičajenih postupaka poznatih stručnjacima u ovoj oblasti, uključujući tehnike kao što je ekstrakcija rastvarača, jonska izmena, kristalizacija soli, istaloživanje korišćenjem hidroksida, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, redukciju i druge.

[0083] Odabir specifičnih pojedinačnih postupaka za odvajanje i/ili oporavak vrednih elemenata nus proizvoda se radi na osnovu činjenica koje uzimaju u obzir tehnoekonomske i proizvodne zahteve, kao što je proizvodnja čistih metala u obliku praha "sunđera", livenih šipki, ili perkusora krajnjih proizvoda, kao što je katalizatorski oblik rastvora ili soli. U nekim primerima, manje čist proizvod može biti poželjniji.

[0084] Komercijalno privlačni elementi odvojeni i oporavljeni iz rastvora (28) za luženje (PLS) hlorinacijom u velikoj količini uključuju metale iz grupe platine (PGM), zlato, srebro i retke metale. Postupak iz ovog pronalaska omogućava odvajanje ovih elemenata iz drugih vrednih metala kao što je nikl, kobalt i bakar, i dodatno, retke zemne elemente, uključujući itrijum i skandiju, i uranijum, torijum, vanadijum, titanijum, mangan, cink i kadmijum, dok komponente gvožđa mogu takođe da budu ekstrahovane kao komercijalno privlačni proizvodi kao što su pigmenti i nanomaterijali.

[0085] Hlorovodonik (HCI) i/ili H2SO4 iz ovog postupka mogu biti reciklirani nazad u ovaj postupak, čime se smanjuju troškovi rada i dodatne količine metala mogu biti oporavljene tokom ovog postupka recikliranja. Osnovni metali kao što je nikl, bakar i kobalt i bilo koje manje količine izbeglog zlata, srebra, metala iz grupe platine (PGM) i drugih vrednih metala ako postoje, mogu biti oporavljeni preko postupka oporavka uređajem za prečišćavanje ili rekristalisani zajedno sa slobodnom kiselinom u pogodne procesne struje ranije u tom postupku. IX, helacioni (npr. tiol, tiouronijum, poliamin ili drugi) sorbensne smole, vlakna, ugljenici, biološki materijali ili drugi materijali kao što su ekstratanti rastvarača, istaloživači ili reduktansi mogu biti korišćeni da bi se oporavile male količine manjih izbeglih metala iz grupe platine (PGM), zlato, srebro i drugi vredni metali ako postoje, iz struja postupka.

[0086] U drugom specifičnom varijantnom rešenju ovog pronalaska kako je prikazano na Slici 2, gvožđe je prvo uklonjeno iz rastvora (120) za luženje hlorovodonikom (HCl) u velikoj količini (PLS) ekstrakcijom (140) rastvarača ili drugim rutama poznatim stručnjacima u ovoj oblasti, kao što je istaloživanje hidroksida ili karbonata. Odstranjeni rastvor je moguće podvrći hidrolizi (160) korišćenjem tehnika kao što je pomoću jednog ili više koraka uključujući prethodno kuvanje, ispravljanje, destilaciju, adsorpciju, ponovno kuvanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivnajem spreja, hidrotermičke i/ili druge kombinovane tehnike poznate stručnjacima u ovoj oblasti, koji proizvode potencijalno komercijalni ili ispustiv proizvod (180) koji nosi gvožđe, alternativno proizveden direktno kao hidrolizovani talog.

[0087] Jalova struja hlorida iz koraka neoksidansnog ili reduktansnog luženja (120) hlorovodonikom (HCI), Fe ekstrakcije (140) ili hidrolize (160), oporavka (280) čistačem i/ili luženja (200) hlorinacijom mogu biti podvrgnuti prethodnom kuvanju-ispravljanjuponovnom kuvanju ili obradi (220) sumporom, čime se postiže nekoliko ishoda, uključujući oporavak jakog hlorovodonika (HCl), uklanjanje kalcijuma, i oporavak zaostalih metal sulfatnih ili sulfidnih soli, kao što je bakar, nikl, kobal, rodijum, rutenijum, iridijum, vanadijum, germanijum, galijum ili skandijum, za recikliranje ili oporavak. Jalovi hloridni rastvor (240) posle oporavka i primarnih i prečišćenih plemenitih metala i drugih izbeglih elemenata ima malu količinu gvožđa i drugih metala i otuda, može biti recikliran direktno ili podvrgnut direktnoj kiselini i oporavku metala uobičajenim tehnikama, kao što je hidrotermička, pečenje raspršivanjem, hidropiroliza ili druge poznate stručnjacima u ovoj oblasti.

[0088] Da bi se ostvarilo uklanjanje gvožđa i mineralne jalovine, rastvorom za luženje hlorovodoničnom kiselinom ili fiziološkom rastvorom moguće je neutralisati krečnjakom (140) da bi se istaložio feritni hidroksid i drugi elementi (160) mineralne jalovine i da bi se proizveo kalcijum hlorid filtrat koji je moguće podvrgnuti oporavku prečistačem bilo kog od zaostalih vrednih metala (280) korišćenjem sorbensa ili sredstva za istaloživanje, se zatim ispari i kalcijum se ukloni dodatkom (220) sumporne kiseline. Filtrat hlorovodonične kiseline, fiziološkog rastvora ili kalcijum hlorida je moguće zatim reciklirati direktno u predluženje (120) hlorovodonikom (HCl) ili hlorinacijom (200). Gde je dozvoljeno, jalovi hloridni rastvori (50, 220, 240) mogu biti obrađeni ispitivanjem razlika u rastvorljivosti metal sulfata pod izabranim uslovima. Na primer, jalovi hloridni rastvori (50, 220, 240) mogu biti dovedeni u kontakt sa 70% H2SO4 i zatim predzagrejani u stadijum koji prethodi ključanju u kom se velika količina hlorovodonika (HCI) iskuva radi oporavka. Kalcijum je moguće

2

ukloniti istaloživanjem sa gipsom i preostali rastvor se uvodi u destilacioni stub gde voda ostaje u velikoj meri neisparena, dok je preostali hlorovodonik (HCI) skoro potpuno ispario ili recikliran u preostalom rastvoru.

[0089] Isparenja iz stadijuma oporavka (220) hlorovodoinikom (HCl) mogu biti provučena kroz vodom ohlađen apsorpcioni stub pri čemu je hlorovodonik (HCI) oporavljen apsorpcijom (260) u vodi za pranje filtera hlorinacijom, proizvodeći 33% hlorovodonika (HCI) pogodnog za upotrebu u neoksidansnom ili redukcionom koraku (120) luženja hlorovodonikom (HCl) ili koraku (200) luženja oksidansnom hlorinacijom i/ili pri čemu se direktno ponovo koristi voda za pranje.

[0090] Moguće alternativno varijantno rešenje ovog pronalaska, zavisno od tehnoekonomskih razmatranja bi bilo podvrgnuti emulziju proizvoda koja obuhvata komercijalne i hloride metala od mineralne jalovine u rastvoru hlorovodonične kiseline i ostatak čvrste supstance koji obuhvata komercijalne metale iz koraka (120) luženja hlorovodonikom (HCl) uobičajenim tehnikama otapanja i rafiniranja.

[0091] U ovom alternativnom varijantnom rešenju ovog pronalaska, emulzija proizvoda iz koraka (120) luženja hlorovodonikom (HCl) ili njen filtrat posle čvrsto-tečnog odvajanja moguće je dodatno podvrgnuti oporavku prečišćavanjem bilo kojih rastvorenih metala iz grupe platine (PGM), osnovnih metala, vrsta gvožđa i sumpora tehnikama koje uključuju taloženje, kristalizaciju, redukciju, jonsku izmenu ili ekstrahovanje rastvarača, i korake koncentrovanja kao što je vakuumska kristalizacija ili membransko odvajanje.

[0092] U ovom alternativnom varijantom rešenju ovog pronalaska, ostatak čvrste supstance iz koraka (100) luženja oksidacijom pod pritiskom (POX) moguće je otopiti pre dovođenja u reakcionu posudu.

PRIMERI

[0093] Najčešće su neophodne različite kombinacije tehnika, zavisno od specifičnog uzorka mineralogije, hemije i metalurškog odgovora. Sledeći primeri su obezbeđeni da se pokaže efikasnost opisane tehnike za koju se ispostavilo da podnosi obradu specifičnih materijala u neprerađenom stanju. Ove primere ni na koji način ne treba tumačiti kao ograničavanje obima pronalaska i predviđeni su samo kao ilustracija.

Obrada primarnog koncentrata metala iz grupe platine (PGM) sa 14% Fe, 11% S

[0094] Na ovom primeru, koncentrat flotacije sa glavnim testom prikazanim u Tabeli 1 je podvrgnut luženju sumpornom kiselinom sa oksidacijom pod pritiskom (POX) >95% nikl, kobalt i bakar i ~2% gvožđe, i filtrirani i oprani ostatak oksidacije pod pritiskom (POX) je podvrgnut koraku atmosferskog neoksidansnog luženja vrućom hlorovodoničnom kiselinom (predluženje HCl) da bi se uklonilo gvožđe kao i zaostali osnovni metali kao što je nikl, bakar, kobalt, cink, u odvojenoj struji. Sl.3 pokazuje ekstrakcije osnovnih metala i gvožđa sa dozom kiseline u koraku predluženja hlorovodonikom (HCI). Uzorak ostatka iz ovog koraka je podvrgnut obradi toplotom i hlorinaciji, sa ukupnim ekstrakcijama iz ovog neoptimizovanog testa od >95% nikla, kobalta, bakra, paladijuma, platine. Tabela 2 pokazuje presek elementalnih ekstrakcija u glavnim stadijumima ekstrakcije.

Primer 1

Tabela 1 - Glavni testovi za koncentrat metala iz grupe platine (PGM)

sa visokim sadržajem sulfida

Tabela 2 - Ekstrakcije elemenata po stadijumima iz koncentrata metala iz

grupe platine (PGM) sa visokim sadržajem sulfida

Primer 2

Obrada primarnog koncentrata metala iz grupe platine (PGM) sa 13% Fe, 5% S

[0095] Na ovom primeru, koncentrat flotacije sa glavnim testom prikazanim u Tabeli 3 je

2

podvrgnut luženju sumpornom kiselinom sa oksidacijom pod pritiskom (POX) >85% nikla, kobalt i bakar i ~1% gvožđe, i filtrirani i oprani ostatak oksidacije pod pritiskom (POX) je podvrgnut koraku atmosferskog vrućeg neoksidansnog luženja hlorovodoničnom kiselinom (HCl predluženje) da bi se uklonilo gvožđe kao i zaostali osnovni metali kao što je nikl, bakar, kobalt, cink, u odvojenoj struji. Sl.4 pokazuje ekstrakcije osnovnih metala i gvožđa sa dozom kiseline u koraku predluženja hlorovodonikom (HCI). Tabela 4 pokazuje presek elementalnih ekstrakcija u glavnim stadijumima ekstrakcije.

Tabela 3 - Glavni testovi za koncentrat metala iz grupe platine (PGM)

sa niskim sadržajem sulfida

Tabela 4 - Ekstrakcije elemenata po stadijumima iz koncentrata

metala iz grupe platine (PGM) sa niskim sadržajem sulfida

Primer 3

Obrada vatrootpornog koncentrata zlata sa 30% Fe, 32% S

[0096] U ovom primeru, koncentrat flotacije sa glavnim testom prikazanim u Tabeli 5 je podvrgnut luženju sumpornom kiselinom na oksidaciji pod pritiskom (POX) je dao 34% gvožđa, i filtriran i opran ostatak oksidacije pod pritiskom (POX) je podvrgnut koraku luženja atmosferski vrućom hlorovodoničnom kiselinom (predluženje hlorovodoničnom kiselinom (HCl) da bi se uklonilo gvožđe, srebro i arsenik, kao i zaostali osnovni metali kao što je bakar u odvojenu struju. Sl. 5 pokazuje ilustrativne ekstrakcije elemenata sa

2

dozom kiseline u koraku predluženja hlorovodonikom (HCI). Tabela 6 pokazuje presek elementalnih ekstrakcija u tri glavna stadijuma ekstrakcije.

Tabela 5 - Glavni testovi za vatrootporni koncentrat zlata

Tabela 6 - Ekstrakcije elemenata po stadijumima iz vatrootpornog koncentrata zlata

[0097] Da bi se ilustrovao oporavak plementih metala iz i predluženja u rastvoru za luženje hlorovodonikom (HCl) u velikoj količini (PLS) i iz rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS), rezultati testova za uklanjanje ekstrakcije je pokazalo sledeće ekstrakcije: Au; Ag, Pt 99% i Pd 98%. Tabela 7 pokazuje neke ilustrativne rezultate koji pokazuju efikasan oporavak zlata na komercijalno dostupan adsorbens.

Tabela 7 - Oporavak plemenitih metala iz rastvora za luženje u velikoj količini od tretiranja vatrootpornog koncentrata zlata sa adsorbensom

Primer 4

Obrada vatrootpornog koncentrata zlata-bakra sa 34% Fe, 39% S

[0098] U ovom primeru, koncentrat flotacije sa glavnim testom prikazanim u Tabeli 8 je podvrgnut luženju sumpornom kiselinom na oksidaciji pod pritiskom (POX) je dao 34%

2

gvožđa, i filtriran i opran ostatak oksidacije pod pritiskom (POX) je podvrgnut koraku luženja atmosferski vrućom hlorovodoničnom kiselinom (predluženje hlorovodoničnom kiselinom (HCl) da bi se uklonilo gvožđe, srebro i arsenik, kao i zaostali osnovni metali kao što je bakar u odvojenu struju. Sl.6 pokazuje ekstrakcije elemenata sa dozom kiseline u koraku predluženja hlorovodonikom (HCI). Tabela 9 pokazuje presek elementalnih ekstrakcija u tri glavna stadijuma ekstrakcije.

Tabela 8 - Glavni testovi za vatrootporni koncentrat zlata

Tabela 9 - Ekstrakcije elemenata po stadijumima iz vatrootpornog koncentrata zlata-bakra

[0099] U ovom primeru korak lečenja toplotom je uveden posle predluženja hlorovdonikom (HCl) da bi se prilagodili uslovi dovoda hlorinacije za luženje. Da bi se ilustrovao oporavak plementih metala od i iz predluženja rastvorom za luženje hlorovodonikom (HCl) u velikoj količini (PLS) i iz rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS), rezultati testova za uklanjanje ekstrakcije su pokazali sledeće ekstrakcije, prema opisanom redosledu: Ag 98% i Au 99%. Tabela 10 pokazuje neke ilustrativne rezultate koji pokazuju efikasan oporavak zlata iz obe struje i predluženja hlorovodonikom (HCI) i hlorinacijom na nekoliko komercijalno dostupnih adsorbenasa.

Tabela 10 - Oporavak zlata iz rastvora za luženje u velikoj količini iz obrade vatrootpornog koncentrata zlata-bakra sa adsorbensom

2

REFERENCE

[0100]

1. Liddell, K.S. and Adams, M.D. Kell hydrometallurgical process for extraction of platinum group metals and base metals from flotation concentrates, J. S. Afr. Inst. Min. Metall. Trans., vol.112, January 2012, pp.31-36.

2. Liddell, K.S., Newton, T., Adams, M.D. and Muller, B. Energy consumptions in Kell hydrometallurgical refining versus conventional pyrometallurgical smelting of PGM concentrates (Potrošnje energije u Kelovom hidrometalurškom rafiniranju naspram uobičajenog pirometalurškog otapanja koncentrata metala iz grupe platine (PGM), J. S. Afr. Inst. Min. Metall. Trans., vol.111, February 2011, pp.127-132.

2

Claims

Patentni zahtevi

1. Hidrometalurški postupak za ekstrahovanje jednog ili više komercijalnih metala iz grupe koja obuhvata: plemeniti element koji obuhvata metal iz grupe platine (PGM), zlato i/ili srebro; osnovni metal koji obuhvata nikl, kobalt, bakar, cink, uranijum, torijum, mangan, kadmijum, molibden, titanijum, i/ili kalaj; retki zemni element (REE) izabran iz itrijuma i/ili skandijuma; i retki zemni element koji obuhvata vanadijum, germanijum i/ili galijum iz neprerađenog materijala koji obuhvata komercijalni materijal koji obuhvata ili se sastoji od bilo kog jednog ili od više od: rude metala, ili sirovine metala; koncentrata; ostatka čvrste supstance iz hidrometalurškog postupka; i čvrstog ostatka posle odvajanja čvrste-tečne supstance iz emulzije proizvoda iz luženja vrućom sumpornom kiselinom pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima iz rude metala ili sirovine metala, koncentrata ili ostatka čvrste supstance, taj postupak obuhvata podvrgavanje neprerađenog materijala sledećim koracima:

a) luženje vrućom hlorovodoničnom kiselinom ili slanim rastvorom pod pritiskom i/ili atmosferskim uslovima bilo bez ikakvog dodatog oksidansa ili reduktansa ili sa dodatim reduktansom, da bi se proizvela emulzija proizvoda koja obuhvata komercijalne i hloride metala iz mineralne jalovine u rastvoru hlorovodonične kiseline i ostatak čvrste supstance koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala; b) podvrgavanje rastvora hlorovodonične kiseline ili slanog rastvora koji obuhvata hloride metala iz koraka a) prečišćavanju i/ili koraku nadogradnje koji obuhvata bilo koji jedan li više od ekstrakcije rastvarača, jonske izmene (IX), helacije, tehnologije molekularnog prepoznavanja (MRT), sorpciju uključujući polimerne sorbense; istaloživanje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom, i/ili redukciju da bi se proizveo proizvod rastvora međuproizvoda i jedan ili više čvrstih ostataka međuproizvoda koji obuhvata sekundarne prečišćene vredne metale i elemente mineralne jalovine;

c) podvrgavanje proizvoda rastvora međuproizvoda iz koraka b) jednom ili više koraka koji obuhvataju prethodno kuvanje, ispravljanje, destilaciju, adsorpciju, ponovno kuvanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivanjem, taloženje sulfata i/ili hidrotermičku preradu čime se da bi se dobio postupak jedne ili više hlorovodonične kiseline, kalcijuma, gvožđa i komercijalnog metala za oporavak, ili ostatka materijala koji se dobija iz mineralne jalovine na raspolaganje i jalov rastvor;

d) odvajanje čvrstog ostataka međuproizvoda iz koraka b) čvrsto tečno odvajanje, i luženje odvojene čvrste supstance međuproizvoda u oksidansnom luženju hlorinacijom da bi se proizveli rastvorljivi hloridi komercijalnih metala u rastvoru za luženje hloridom u velikoj količini (PLS) i proizvod čvrste otpadne supstance; e) podvrgavanje rastvoru za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) koje obuhvata hloride metala iz koraka d) jednom ili više od jonske izmene (IX), helacije, tehnologije molekularnog prepoznavanja (MRT), sorpcije uključujući polimerne sorbense, ekstrakciju rastvarača, istaloživanje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata ili suflida, ekstrakcije elektrolizom i/ili redukcije da bi se proizveo sekundarni proizvod rastvora međuproizvoda i čvrsti ostatak koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala;

f) podvrgavanje sekundarnog proizvoda rastvora međuproizvoda ili čvrstog ostatka iz koraka e) jednoj ili više tehnika koji obuhvataju prethodno kuvanje, ispravljanje, destilaciju, adsorpciju, ponovno kuvanje, pirohidrolizu, pečenje raspršivanjem, istaloživanje sulfata i/ili hidrotermičke prerade bi se dobio prinos jednog ili više od hlorovodonične kiseline, kalcijuma, gvožđa i jednog ili više komercijalnih metala za oporavak, ili ostatak materijala koji se dobija iz mineralne jalovine za odlaganje, i jalov rastvor;

g) oporavljanje jednog ili više rastvgorljivih metala iz čvrstog ostatka ; i

h) opciono recikliranje jalovog rastvora iz koraka (c) i/ili koraka f) do koraka b) kao dodatne vode, čime se omogućava ponovna upotreba hlorovodonične kiseline.

2. Hidrometalurški postupak prema patentnom zahtevu 1, pri čemu taj postupak još obuhvata dodatne korake podvrgavanja ostatka čvrste supstance iz koraka a) toplotnoj obradi pod uslovima oksidacije, neutralnim ili redukcionim uslovima posle čega sledi dodavanje topolotom obrađenog ostatka čvrste supstance u koraku d).

3. Hidrometaluški postupak prema patentnom zahtevu 2, pri čemu je toplotom obrađen ostatak črste supstance podvgnut drugom koraku luženja u vrućoj hlorovodoničnoj kiselini pod uslovima pritiska i/ili atmosferskim uslovima bilo da nemaju nekakav dodati oksidans ili reduktans ili sa dodatnim reduktansom, da bi se proizvela emulzija proizvoda koja obuhvata komercijalne metale i hloride metala iz mineralne jalovine u rastvoru hlorovodonične kiseline i ostatak čvrste supstance koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala, posle čega sledi dalja prerada prema koracima c) do g).

1

4. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, pri čemu hlorinacija u velikoj količini rastvora za luženje (PLS) iz koraka d), i/ili proizvod rastvora međuproizvoda iz bilo koraka b) ili e) jesu dalje podvrgnuti jednoj ili više tehnika prečišćavanja i/ili nadogradnje koje obuhvataju IX, helaciju, tehnologiju molekularnog prepoznavanja (MRT), sorpciju uključujući polimerne sorbense, ekstrakciju sorbensa, istaloživanje korišćenjem hidroksida, amonijuma, karbonata, ili sulfida, ekstrakciju elektrolizom i/ili redukciju da bi se proizveli dalji čvrsti ostaci međuproizvoda koji obuhvataju jedan ili više komercijalnih metala za oporavak i dalji proizvodi rastvora međuproizvoda koji su dodati u koraku f).

5. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, pri čemu taj postupak još obuhvata korak odvajanja, uključujući odvajanje filtracijom, ostatak čvrste supstance iz komercijalnih hlorida metala u rastvoru iz koraka a), b), d), e) i, gde je relevantno, iz daljih proizvoda rastvora međuproizvoda, i zatim obezbeđuje odvojeni rastvor kao rezultat u sledećem koraku postupka.

6. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2 do 7, pri čemu se obrada toplotom izvodi na od ili oko 80 - 750 ºC tokom najviše 120 minuta, ili pri čemu obrada obuhvata drugu terapiju toplotom na od ili oko 500 - 1000 ºC tokom najviše do 120 minuta, ili oko 700 - 1000 ºC tokom 30 do 120 minuta, pod uslovima oksidacije, neutralnim ili redukcionim uslovima, ili pri čemu obrada toplotom uključuje treću obradu toplotom izvedenu na od ili oko 100 - 600 ºC tokom najviše do 240 minutes, ili oko 100 - 400 ºC tokom 60 - 180 minuta, pod uslovima oksidacije, neutralnim ili redukcionim uslovima i pri čemu se obrada toplotom izvodi kao pojedinačni koraci procesa obrade toplotom u sledu, kao jedan kombinovan korak.

7. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2 do 6, pri čemu obrada toplotom generiše sagorele gasove i takvi sagoreli gasovi se rasprše u emulziju u koraku a) ili rastvora hlorovodonične kiseline u koraku b) ili rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) u koraku e).

8. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2 do 7, pr čemu bilo koji jedan ili više redukujućih gasova koji obuhvata, sinetisan gas, ugljen monoksid ili vodonik se rasprše u emulziju u koraku a) ili rastvor hlorovodonične kiseline u koraku b) ili rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) u koraku e).

2

9. Hdrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 8, pri čemu rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d) i/ili proizvod rastvora međuproizvoda iz koraka b), koraka e) i/ili pri čemu se relevantni dalji proizvodi rastvora međuproizvoda podvrgavaju koraku sorpcije pri čemu se jedan ili više komercijalnih metala adsorbuje na smoli ili sorbensu i osnovnim metalima se isprazne u rastvor.

10. Hidrometalurški postupak prema bio kom od patentih zahteva 1 do 9, pri čemu rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d) i/ili proizvod rastvora iz koraka b), koraka e) i/ili gde je relevantno dalji proizvodi rastvora međuproizvod se podvrgavaju istaloživanju i prečišćavanju obuhvataju jedan ili više od sledećih koraka:

A. podvrgavanje bilo jednom ili više od rastvora za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d) ili proizvoda rastvora međuproizvoda iz koraka b), koraka e) i/ili pri čemu relevantni dalji proizvodi rastvora međuproizvoda, na istaloživanje sulfida, čime se proizvodi emulzija proizvoda koja obuhvata ostatak čvrste supstance koji obuhvata elementalni sumpor, sulfide metala i/ili legure i rastvor za pražnjenje;

B. izvođenje čvrsto-tečnog odvajanja, obuhvata filtraciju, na emulziji prizvoda od A. da bi se odvojio ostatak čvrste supstance iz koraka A. iz rastvora za pražnjenje, na temperaturama od između oko ili od 10 - 130 °C;

C.i. sublimacija ostatka čvrste supstance na temperaturama od između oko ili od 200 - 500 °C, čime se uklanja sumpor i proizvodi ostatak čvrste supstance i proizvod destilata sumpora;

C.ii. opciono rastvaranje ostatka čvrste supstance iz koraka C.i. u pogodnom rastvaraču za sumpor. obuhvata bilo koji jedan ili više aromatičnih ugljovodonika; hlorinisanih ili sulfidisanih ugljovodonika; i/ili ligande koji obuhvataju sumpor, na temperaturama od između oko 10 - 130 °C, čime se uklanja sumpor i proizvodi ostatak čvrste supstance i proizvod destilata sumpora;

C.iii. oksidaciono luženje pod pritiskom ostatka čvrste supstance iz koraka C.i. i/ili gde je relevantni korak C.ii., na temperaturama od između oko ili od 110 230 °C;

C.iv. atmosfersko luženje sumpornom kiselinom ostatka čvrste supstance iz koraka C.iii. na temperaturama od između oko ili od 10 - 110 °C da bi se kao prinos dobila emulzija koja obuhvata ostatak čvrste supstance koji obuhvata ili više komercijalnih metala i rastvor procedne vode sulfata;

C.v. odvajanje ostatka čvrste supstance koji obuhvata jedan ili više komercijalnih metala iz rastvora procedne vode sulfata u emulziji iz koraka C.iv. čvrsto-tečnim odvajanjem, obuhvata filtraciju, na temperaturama od između oko ili od 10 - 130 °C;

C.vi. opciono podvrgavanje rastvora procedne vode sulfata iz koraka C.vi. koraku sorpcije čime se adsorbuje jedan ili više komercijalnih metala u smolu ili sorbens i pražnjenje osnovnih metala u rastvor; i

C.vii. podvrgavanje rastvora procedne vode iz koraka C.v. i, gde je relevantno, rastvora za pražnjenje iz koraka C.vii. jednoj ili više tehnika koje obuhvataju starenje, isparavanje, istaloživanje i recikliranje; i

D. podvrgavanje rastvora za pražnjenje iz koraka B. koraku sorpcije čime se adsorbuje jedan ili više komercijalnih metala u smolu ili sorbens i pražnjenje osnovnih metala u rastvor.

11. Hidrometalurški postupak prema patentnom zahtevu 10, pri čemu rastvor za pražnjenje iz koraka B. i/ili proizvod rastvora međuproizvoda iz koraka b), e) i/ili gde je relevantno dalji proizvodi rastvora međuproizvoda se podvrgavaju koracima oporavka i odvajanja hlorovodonične kiseline, kalcijuma i zaostalog osnovnog metala što obuhvata:

I. dovođenje rastvora za pražnjenje i/ili proizvoda rastvora međuproizvoda u isparivač sa prethodnim kuvanjem zajedno sa semenom gipsa čime se generiše gas hlorobodonične kiseline i istaloživanje gipsa, posle čega sledi čvrsto-tečno odvajanje da bi se dobio prinos istaloženog gipsa za oporavak i tretiran rastvor za pražnjenje;

II. (a) dovođenje obrađenog rastvora za pražnjenje iz koraka I. u stub za ispravljanje sumpornom kiselinom ili u kotao za vrenje zajedno sa sumpornom kiselinom čime se generiše gas hlorovodonične kiseline i rastvor sumporne kiseline obuhvata komercijalne i/ili oporavljive osnovne i/ili retke metale;

jedan ili više komercijalnih i/ili oporavljivih osnovnih i/ili retkih metala; ili

4

II. (b) dovođenje rastvora za pražnjenje iz koraka I. u hidrotermički reaktor, uređaj za pečenje raspršivanjem ili reaktor pirohidrolize da bi se dobio prinos emulzije koja obuhvata čvrsti ostatak gvožđe oksida iz oporavljenog sadržaja i rastvor osnovnih i/ili retkih metala, posle čega sledi čvrsto-tečno odvajanje;

III. podvrgavanje rastvora sumporne kiseline generisanog u koraku II. (a) i/ili osnovnih i/ili retkih metale rastvoru metala iz koraka II. (b) koraku hlađenja i starenja da bi se kristalisale soli sulfata metala za oporavak i/ili recikliranje, ili jednom ili više koraka koji obuhvataju sorpciju, isparavanje i istaloživanje za oporavak i/ili recikliranje;

IV. podvrgavanje gasa hlorovodonične kiseline iz koraka I. ili koraka II. destilaciji i apsorpciji, čime se oporavlja rastvor hlorovodonične kiseline; i

V. opciono kada je hlorovodoničnu kiselinu moguće oporaviti da bude reciklirana nazad u koraku a) luženja hlorovodoničnom kiselinom i/ili koraku d) luženja hlorinacijom.

12. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 11, pri čemu taj postupak još obuhvata dodatne korake podvrgavanja rastvora hlorovodonične kiseline iz koraka a) i/ili rastvoru za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d) starenju za kristalizaciju silike, koji obuhvata ili se sastoji od koraka:

AA. dovođenja rastvora hlorovodonične kiseline ili rastvora za luženje hloridom u velikoj količini (PLS) u prijemnu posudu;

BB. dodavanje čvrstih supstanci silika semenki u rastvor hlorida iz AA.;

CC. omogućavanje rastvoru hlorida da stoji na temperaturi okoline sve dok se ostatak čvrste supstance koji obuhvata siliku ne istaloži iz rastvora;

DD. odvajanje istaloženog ostatka čvrste supstance koja obuhvata siliku iz rastvora iz koraka CC. da bi se proizveo silikom-osiromašen rastvor; i

EE.dovođenje silikom osiromašenog rastvora iz koraka DD. u korak a).

13. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 12, pri čemu taj postupak obuhvata podvrgavanje jednom ili više od rastvora hlorovodonične kiseline iz koraka a), rastvor za luženje hlorinacijom u velikoj količini (PLS) iz koraka d), proizvoda rastvora međuproizvoda iz koraka b) i e), i dalje proizvode rastvora međuproizvoda koncentraciji da bi se proizveo koncentrovani rastvor jednim ili više od sledećih koraka:

1. isparavanje i kondenzacija za oporavak HCl iz tih rastvor(a); i

2. filtraciono ili na membrani zasnovano odvajanje, obuhvata reverznu osmozu (RO) ili nanofiltraciju (NF) tih rastvora.

14. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 13 pri čemu rastvor za luženje hlorovodoničnom kiselinom iz koraka a) i/ili rastvor za luženje hlorinacijom iz koraka d) obuhvataju gvožđe hlorid, što još obuhvata korak obrade jednim iili više od pritiska, istaloživanja, kristalizacije, koncentracije isparavanjem, reverzne osmoze, membranskem filtracije, obuhvata nanofiltraciju, ekstrakciju rastvarača, jonsku izmenu, raspršivanje/ispravljanje, pirohidrolizu i/ili hidrotermičke postupke da bi se proizveo proizvod koji nosi gvožđe.

15. Hidrometalurški postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 14, pri čemu hlorovodonična kiselina ili rastvor za luženje slanim rastvorom iz koraka a), b) ili c) neutralisan krečnjakom da bi se istaložio feritni hidroksid i drugi elementi mineralne jalovine i proizveo filtrat kalcijum hlorida, koji je isparavan i kalcijum je uklonjen dodavanjem sumporne kiseline i recikliranjem hlorovodonične kiseline, slanog rastvora ili filtrata kalcijum hlorida u koraku a) ili d).