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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6158927
(24)【登録日】2017年6月16日
(45)【発行日】2017年7月5日
(54)【発明の名称】堆積浸出法
(51)【国際特許分類】
C22B 15/00 20060101AFI20170626BHJP
C22B 3/08 20060101ALI20170626BHJP
【ＦＩ】
C22B15/00 105
C22B3/08
【請求項の数】9
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2015-527975(P2015-527975)
(86)(22)【出願日】2013年8月21日
(65)【公表番号】特表2015-530481(P2015-530481A)
(43)【公表日】2015年10月15日
(86)【国際出願番号】IB2013001810
(87)【国際公開番号】WO2014030048
(87)【国際公開日】20140227
【審査請求日】2016年4月4日
(31)【優先権主張番号】2012/06310
(32)【優先日】2012年8月22日
(33)【優先権主張国】ZA
(73)【特許権者】
【識別番号】515048825
【氏名又は名称】ビーエイチピー チリ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100060759
【弁理士】
【氏名又は名称】竹沢 荘一
(74)【代理人】
【識別番号】100087893
【弁理士】
【氏名又は名称】中馬 典嗣
(72)【発明者】
【氏名】エドゥアルド ルイス パティーニョ マルティネス
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ジェームズ ニコール
(72)【発明者】
【氏名】ジョージ フレデリック ローテンバッハ
【審査官】
酒井 英夫
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２００９／０１７３１８８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ２２Ｂ １５／００，３／０４−３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
硫化銅鉱石から銅を抽出する方法であって、前処理工程において、微生物の非存在下、塩化物イオン濃度が１３０〜２３０ｇ／Ｌで、溶解銅を含有し、かつ７００ｍＶ・ＳＨＥ超の溶液電位を有する酸溶液に、硫化銅鉱石を接触させることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記前処理工程において：
１．前記鉱石を、凝集工程の間、溶液と直接に、又は給水により接触させる；
２．前記鉱石と接触させる前記溶液の全鉄濃度は０．１ｇ／Ｌ超である；
３．前記溶液の添加量を制御して、前記鉱石の最終含水量を２〜２５ｗｔ％の範囲にする；
４．前記鉱石と接触させる前記溶液のｐＨは３．０を超えない；および
５．前記鉱石と接触させる前記溶液中の溶存酸素濃度は１ｍｇ／Ｌ未満である；
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１．前記鉱石を、凝集工程の間、溶液と直接に、又は給水により接触させる；
２．前記鉱石と接触させる前記溶液の全鉄濃度は０．１ｇ／Ｌ超である；
３．前記溶液の添加量を制御して、前記鉱石の最終含水量を２〜２５ｗｔ％の範囲にする；
４．前記鉱石と接触させる前記溶液のｐＨは３．０を超えない；および
５．前記鉱石と接触させる前記溶液中の溶存酸素濃度は１ｍｇ／Ｌ未満である；
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記工程３において、鉱石の最終含水量は、５〜８ｗｔ％である請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記工程４において、溶液のｐＨは、２．５未満である請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記工程４において、凝集工程の間、硫酸を直接鉱石に添加するか、又は前記含水量を調整する溶液に硫酸を添加することにより、前記鉱石と接触させる溶液のｐＨレベルを維持する請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記凝集工程の間、鉱石と、前記Ｃｌ−イオン濃度を有し、且つ、予め濃硫酸が添加された溶液とを接触させることにより、鉱石粒子の表面に熱を発生させる工程を含む、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
下記の工程の一つ以上により鉄に対する銅の比率が１超とされた前記溶液から銅を回収するために使用される請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法；
ａ）凝集工程の間、鉱石への硫酸銅の直接添加；
ｂ）含水量を調整する溶液への硫酸銅の添加；
ｃ）含水量を調整する溶液への銅を含む電解質の添加及び混合；
ｄ）銅を含む浸出溶液の鉱石への直接添加；及び
ｅ）硫化銅又は酸化銅鉱物の溶解。
ａ）凝集工程の間、鉱石への硫酸銅の直接添加；
ｂ）含水量を調整する溶液への硫酸銅の添加；
ｃ）含水量を調整する溶液への銅を含む電解質の添加及び混合；
ｄ）銅を含む浸出溶液の鉱石への直接添加；及び
ｅ）硫化銅又は酸化銅鉱物の溶解。
【請求項8】
前記塩化物イオンを、下記の少なくとも１つにより導入する請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法；
ａ） ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３からなる群から選ばれた少なくとも１種を、直接鉱石に添加するか、前記溶液に添加するか、又はポンドに添加する；及び
ｂ） 塩水又はブラインを前記鉱石又は溶液に添加する。
ａ） ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３からなる群から選ばれた少なくとも１種を、直接鉱石に添加するか、前記溶液に添加するか、又はポンドに添加する；及び
ｂ） 塩水又はブラインを前記鉱石又は溶液に添加する。
【請求項9】
前処理工程に続く前記活性浸出サイクルの間、堆積中の鉱石に、硫酸を含有するｐＨ２．５未満の浸出溶液を給水する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベースメタルを浸出させる方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本発明は、輝銅鉱、コベリン、斑銅鉱及び黄銅鉱、又は酸化銅鉱物との混合硫化物等、主として硫化物鉱石の堆積物から銅を浸出させる湿式冶金法に関する。但し、これらは本発明の応用例であって、本発明の主題を制限するものではない。本発明は、硫化ニッケル鉱石、たとえば、ペントランド鉱（リュウテツニッケル鉱）及びミレライト（針ニッケル鉱）からニッケルのようなベースメタルの回収、硫化亜鉛鉱石から亜鉛の回収にも適用することができる。以下、粗鋼（ＲＯＭ）又は粉砕鉱の堆積物から銅等を浸出するために、濃度を高濃度に調整した塩化物と、高い溶液電位下での前処理工程を使用した例をあげて、本発明を説明する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は、活性堆積物の給水処理に先立つ前処理の間、硫化物鉱石又は硫化物と酸化物の混合鉱石の酸化速度を速め、短時間の浸出サイクルで金属を回収すること、さらに、気曝必要量を少なくすることにより、堆積物の浸出に要する運転コストを低減させることである。
【0004】
本発明は、微生物の不存在下で、電位が７００ｍＶ・ＳＨＥ超の溶液を使用して、前処理工程における硫化銅鉱石を、塩化物の含有量が高く、かつ溶解銅を含有している酸溶液と接触させることにより、硫化銅鉱石からの銅の抽出が向上するという驚くべき発見に基づいている。
【0005】
本発明で使用する用語「堆積物」は、処理する鉱石を含む堆積物、ダンプ、バット、又はカラムを意味する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、前処理工程に続いて活性浸出サイクルで処理される鉱石から、ベースメタルを回収する方法であって、前記前処理工程において：１． 前記鉱石を、凝集工程の間、溶液と直接に、又は給水により接触させる；
２． 前記鉱石と接触させる溶液の電位を、微生物不存在下で、７００ｍＶ 標準水素電極（ＳＨＥ）超とする；
３． 鉱石と接触させる溶液の全鉄濃度を、０．１ｇ／Ｌ超とする；
４． 前記溶液の添加量を制御して、鉱石の最終含水量を、２〜２５ｗｔ％の範囲、好ましくは５〜８ｗｔ％の範囲にする；
５． 前記鉱石と接触させる溶液のｐＨを、３．０を超えず、好ましくは、ｐＨは２．５未満とする；
６． 前記鉱石と接触させる溶液のＣｌ−イオン濃度を、１３０〜２３０ｇ／Ｌとする；
７． および前記鉱石と接触させる溶液中の溶存酸素濃度を、１ｍｇ／Ｌ未満とする；
ことを特徴とする。
【0007】
前記溶液中の溶存酸素濃度の低減は、鉱石堆積物への自然通風、又は必要に応じ、鉱石堆積物又は給水溶液へ低量気曝を適用することにより、達成される。
【0008】
前記溶液は、鉱石堆積物が形成された後で、鉱石と接触させてもよい。又は、前記接触に引き続いて、鉱石堆積物を形成させつつある間、或は鉱石堆積物が形成された後で、凝集技術を使用して、又は鉱石と直接接触することにより、前記溶液を鉱石と接触させてもよい。上記工程１は、このように行う。
【0009】
本発明の方法は、給水用グリッドを利用して、鉱石堆積物へ溶液を適用する工程を含んでいる。給水用グリッドは、鉱石堆積物の表面へ配置するか、又は鉱石堆積物の中へ配置するか、或はこれらの両方の配置を組み合わせて使用する。給水用グリッドは、形成した鉱石堆積物へ直接使用しても、又は凝集技術と組み合わせて使用してもよい。
【0010】
給水用グリッドは、適切なものならば、どのようなタイプでもよく、本発明では、この点に関して何ら限定するものではない。一例として、給水用グリッドは、パイプ、スプレー等のネットワーク構成体で、これらを、鉱石堆積物の表面又は鉱石堆積物の中へ配置するか、或はこれらの両方を使用する。
【0011】
本発明の方法は、鉱石堆積物の含水量をモニターし、測定した含水量に応じて、鉱石堆積物への溶液の添加を管理する工程を含んでいる。
【0012】
前処理工程の間、鉱石堆積物へ供給する溶液の速度は、前記測定値に応じて変化させてもよい。或は、鉱石堆積物への溶液の供給は、間欠的に行ってもよい。即ち、溶液は、バッチモードで鉱石堆積物へ供給される。然しながら、本発明では、これら両方の技術を採用してもよい。
【0013】
前記前処理工程の間、下記の少なくとも１つ以上の方法により、塩化物イオンを導入する；ａ）ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３の少なくとも１つ以上を、直接鉱石に添加するか、好ましくは、凝集工程の間に添加する。
ｂ）ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３の少なくとも１つ以上を、直接溶液に添加する。この方法は、鉱石の含水量が定着する間に行ってもよく、好ましくは、凝集工程の間に添加するのがよい。この場合、適切な技術であれば、如何なる技術を使用してもよい。たとえば、凝集機構、たとえば、ドラムと接続されている注文製造した塩を添加したポンドから塩を抜き出してもよい。
ｃ） ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３の少なくとも１つ以上を、注文製造の塩を添加したポンドへ添加する。次いで、凝集工程の間に、又は鉱石堆積物が定着した後で、たとえば、鉱石堆積物の表面または鉱石堆積物の中に配設した給水用グリッドを使用して、前記ポンドから導出した塩化物溶液を鉱石堆積物へ適用することができる。
ｄ）塩を含む天然水、たとえば、海又は塩湖或は溜めから導出された水を、凝集工程の間に、又は前述した給水用グリッドを使用して、或は両方の技術を使用して、鉱石へ適用することができる。
ｅ）たとえば、海水脱塩工程の副生成物として製造されるブラインを、凝集工程の間、又は前述した給水用グリッドを介して、鉱石へ適用することができる。
【0014】
鉱石と接触する前記溶液のｐＨレベルは、凝集工程の間に、硫酸を鉱石に直接添加することにより、又は含水量が確定している前記溶液へ硫酸を添加することにより、３．０に維持され、好ましくは、２．５未満に維持される。前記溶液は、凝集工程の間、又は給水用グリッドにより、或は両方の技術を使用して、鉱石に適用される。
【0015】
前処理工程は、環境条件、即ち、鉱石堆積物の温度及び気圧条件下で実施する。
【0016】
凝集工程の間、Ｃｌ−イオン濃度が前述したように高く、且つ、予め濃硫酸が添加された前記溶液と鉱石とを接触させることにより、鉱石粒子の表面に熱を発生させることができる。凝集工程の間に発生する熱量は、添加された硫酸の鉱石表面における溶液の中の塩化物又は銅との反応に起因する。この反応熱は重要である。即ち、発生した熱が、鉱石の温度を大幅に上昇させ、且つ、上昇した温度が、鉱石の酸化速度を促進し、その結果、金属回収率を高め、且つ、浸出サイクル時間を短縮するからである。
【0017】
本発明の方法を銅の回収に使用する場合、前記溶液中の鉄に対する銅の比率は、１超である。
【0018】
鉄に対する銅の望ましい比率は、下記の１つ以上の工程によって決定することができる：ａ）凝集工程の間、硫酸銅を直接鉱石へ添加する工程；
ｂ）含水量を調整する溶液へ硫酸銅を添加する。前記溶液は、凝集工程の間、又は前述した給水用グリッドを介して、鉱石へ添加される。
ｃ）含水量を調整する溶液に、銅を含む電解質を添加する。この混合溶液は、凝集工程の間、又は前述した給水用グリッドを使用して、鉱石に適用される。
ｄ）浸出回路のいずれからか導出された銅を含む浸出溶液は、凝集工程の間、又は前述した給水用グリッドを介して、鉱石へ、直接、添加される。前記浸出溶液は、含水量を調整するのに使用される溶液と混合され、次いで、凝集工程の間、又は前述した給水用グリッドを使用して、鉱石へ適用される；及び
ｅ）硫化銅又は酸化銅鉱物を溶解する。
【0019】
前処理工程の間に鉱石と接触させられる前記溶液のｐＨは、２．５未満が好ましい。
【0020】
前処理工程の実施時間は、１００日未満が好ましい。前処理を継続実施する時間は、鉱物の酸化が完了するまでの時間により決定され、且つ、鉱石と溶液との接触、即ち、凝集技術を使用することにより、又は鉱石と溶液とを直接接触することにより、或は鉱石堆積物へ給水することによって鉱石と溶液とを接触するために適用される方法を適用する。
【0021】
前記前処理工程に続く活性浸出サイクルの間、鉱石堆積物の中の鉱石には、浸出溶液を供給する。その後、浸出されたベースメタル、たとえば、銅を、適切な方法、たとえば、溶媒抽出法によって、回収する。
【0022】
活性浸出サイクルで使用される浸出溶液は硫酸を含み、ｐＨは２．５未満である。
【0023】
浸出溶液に塩酸を添加してもよい。
【0024】
浸出溶液は、銅、鉄及び他のアニオン種及びカチオン種を含んでいる。これらは、鉱石堆積物から導出された処理水から発生するか、又は処理されている鉱石から溶出する。
【0025】
溶媒抽出法は、銅を添加した有機洗浄工程を少なくとも一工程含んでおり、この工程は、電解質塩化物イオン濃度を５０ｐｐｍ以下にすることを促進する。
【図面の簡単な説明】
【0026】
以下、添付した図面を参照して、実施例に基づいて本発明を説明する。【図1】鉱石堆積物から銅を浸出するための湿式冶金法を示すブロックダイヤグラムである。
【図3】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図4】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図5】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図6】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図7】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図8】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図9】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図10】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図11】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図12】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図13】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図14】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図15】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【図16】本発明の鉱石堆積物の浸出法における種々の特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、粉砕又は粗鉱（ＲＯＭ）鉱石堆積物を浸出するために、活性浸出サイクル前に、高濃度塩化物と、高い溶液電位下での前処理工程を使用する例をあげて、本発明を説明する。本発明は、銅の回収に関して、微生物の不存在下で、電位が７００ｍＶ・ＳＨＥ超の溶液を使用して、硫化銅鉱石及び硫化銅／酸化銅鉱石からの銅の抽出が、短時間の浸出サイクルで非常に向上するという驚くべき発見に基づいている。
【0028】
本発明の目的は、活性鉱石堆積物の給水工程の前に行う前処理工程の間、硫化物鉱石又は硫化物と酸化物との混合鉱石の酸化速度を大幅に向上させることである。そして、そのことにより、短時間の浸出サイクルにおける金属の回収を大幅に向上させ、かつ、前処理工程の間、強制気曝の要求条件は、減少又は排除される。そのことにより、鉱石堆積物の浸出の稼働コストを、ある程度まで、低減させることである。気曝は、通常、ブロワー、コンプレッサー、及び類似の装置を使用することにより、実施される。本発明の方法における前処理反応は、従来の堆積浸出法に比べて、低い溶存酸素濃度で、かつ、低い酸素要求量で進行するので、気曝を減少させることができる。従って、通常、溶液酸化電位を７００ｍＶ（ＳＨＥ）以上に維持するには、堆積物を高速で強制気曝する必要があるが、本発明ではその必要はない。
【0029】
前処理工程は、鉱石堆積物が形成されている間に、少なくとも部分的に、凝集技術を適用して実施することができる。或は付加的に、前処理工程を、鉱石堆積物の形成後に実施してもよい。活性鉱石堆積物への給水の前に、１〜２００日間継続して実施するか、又は好ましくは１００日間未満継続して実施する前処理工程の間に、本発明では、硫化物鉱石、又は硫化物と酸化物の混合鉱石を急速に酸化させる。前処理の継続時間は、鉱石の酸化が完了するまでの時間で決定され、かつ、少なくとも、鉱石と溶液とを接触する方法、たとえば、凝集技術の適用、鉱石と溶液との直接接触、又は鉱石堆積物の給水による方法を適用している。
【実施例】
【0031】
図１及び図２は、鉱石堆積物１０を示している。鉱石堆積物１０は、前処理工程を実施する前は、鉱石１２からなっている。或は、前処理工程は、少なくとも部分的には、鉱石堆積物が構成されている間に、凝集工程を使用して実施される。従って、両方の技術を適用することができる。前処理工程は、凝集技術を適用して開始され、鉱石堆積物が構成されるまで、継続される。鉱石堆積物１０は、従来の鉱石堆積物として示してある。これは、単なる例示であって、鉱石カラム、ダンプ、バット、又は回収されるべき金属を含んでいる類似の鉱石集積装置でもよい。
【0032】
水源１８から導出された水で製造された溶液１６を鉱石堆積物へ給水するために、給水ネットワーク１４が配設されている。給水ネットワーク１４は、網状のシステムと、スプレー又は出口ノズル２２を含んでいる。網状のシステムは、鉱石堆積物の表面及び内部へ分散して配置された給水パイプから構成されている。スプレー又は出口ノズル２２は、どのようなタイプのものでもよい。感湿センサ２４及びその関連器具が、鉱石堆積物の上、またはその中に配設されており、鉱石堆積物の中の鉱石の含水量を測定するようになっている。
【0033】
前処理工程は、管理システム２６による管理の下で実施される。この管理システムは、種々のパラメータと変数に対応して、塩化物イオン２８、硫酸３０及び銅―含有材料３２を水２８へ添加するのを管理して、望ましい特性の溶液１６を調製する。さらに、このシステムは、鉱石堆積物から排出される溶液３４の特性に対応する。
【0034】
前述したように、鉱石１２は、凝集工程を適用して、堆積物の中に載置される。即ち、鉱石堆積物を構築している間に、鉱石粒子は、溶液１６で処理される。或は、鉱石粒子で鉱石堆積物を構築し、その後、溶液１６を、鉱石堆積物へ適用する。然しながら、これら両方の方法を、連続して使用してもよい。
【0035】
前処理工程では、溶液１６を２００日間まで鉱石に給水する。鉱石と接触する溶液は、下記の特性を有している：a) 溶液の電位は、微生物不存在下で、７００ｍｖ・ＳＨＥ超である。
b) 鉄対銅比は１以上である。
ｃ） 全鉄濃度は０．１ｇ／Ｌ超である。
ｄ） ｐＨは、３．０未満、好ましくは２．５以下である。
ｅ） 塩化物イオン濃度は、１３０ｇ／Ｌと２３０ｇ／Ｌの間である。
ｆ） 溶存酸素濃度は、１ｍｇ／Ｌ未満である。
【0036】
前記溶液を鉱石に適用して、鉱石の含水量を２ｗｔ％〜２５ｗｔ％の範囲に調整する。好ましくは、鉱石の含水量は、５ｗｔ％〜８ｗｔ％の範囲である。
【0037】
システム２６は、センサ２４からの情報及び（適当なモニター方法とセンサを使用して導出される）排水溶液３４の特性に関する情報を利用して、鉱石中の含水量を監視し、かつ、溶液への水の添加を管理する。従って、給水ネットワーク１４への水の添加が管理される。鉱石堆積物へ溶液を添加する速度は変えてもよい。前記溶液は、鉱石堆積物へ、バッチモードで添加してもよい。即ち、一定時間鉱石堆積物へ溶液を適用した後、鉱石堆積物への溶液の適用を一定時間中断する回分方式等である。
【0038】
下記ａ、ｂ、ｃ及びｄの少なくとも一つを使用して、塩化物イオン（ブロック２８）を、溶液１６へ導入する。a) ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、及びＡｌＣｌ３ の一つ以上の添加。
１． 凝集工程の間、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、及びＡｌＣｌ３ の一つ以上を直接鉱石１２へ添加するか、又は
２．凝集工程の間、特別に設計された塩が添加されたポンド４０から塩を導出することにより、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、及びＡｌＣｌ３ の一つ以上を直接溶液１６へ添加するか、又は、
ｂ） ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、及びＡｌＣｌ３ （４２）の一つ以上を、特別に設計された塩が添加されたポンド４０に貯留されている溶液へ添加し、前記ポンドから導出された溶液を、給水ネットワーク１４を介して鉱石堆積物１０へ適用するか、又は
ｃ）海水脱塩工程の間に製造されたブライン４６を、凝集工程の間、又は給水ネットワーク１４を介して、鉱石１２へ添加するか、又は
ｄ）天然に塩を含有している水、たとえば、海水、塩湖の水、又は貯留水を、塩化物イオン源として使用して、凝集工程の間、又は給水ネットワーク１４を使用して、鉱石１２へ添加する。
【0039】
凝集工程の間、硫酸（ブロック３０）を直接鉱石へ添加してもよく、又は、硫酸を溶液１６へ添加し、次いで、凝集工程の間又は給水ネットワーク１４を介して、鉱石へ添加してもよい。
【0040】
本来、前処理工程で行うべきであるが、鉄に対する銅の比率を所定の値にするために、下記の種々の方法の一つ以上を採用する。ａ）凝集工程の間、硫酸銅５０を直接鉱石１２へ添加するか、又は溶液１６へ添加し、凝集工程の間に使用するか、或は給水ネットワーク１４を介して鉱石へ適用する。
ｂ）溶液１６と混合された銅鉱石を含む電解質を添加する。
ｃ）浸出回路のいずれからか導出された銅を含む浸出溶液５４を添加する。および
ｄ）硫化銅及び／または酸化銅金属の溶液１６への溶解。
【0041】
前処理工程の間に、溶液電位を７００ｍＶ・ＳＨＥ超に設定することにより、第２次コベリン（輝銅鉱の酸化の第一工程の生成物）の酸化及び自然コベリンの酸化が、鉄イオンにより、向上する。a) 第一工程における輝銅鉱の浸出は、鉱石と接触する溶液中の第二鉄イオンによる酸化で開始される。この反応は、溶液電位が５００ｍＶ・ＳＨＥ超で、下記のように進行する。
Ｃｕ２Ｓ＋２Ｆｅ３＋→２Ｆｅ２＋＋ＣｕＳ＋Ｃｕ２＋
b) 前述した条件で、第二鉄イオンが第二銅により酸化され、下記の平衡式に従って、溶液電位値が７００ｍＶ・ＳＨＥ超になる。
Ｆｅ２＋＋Ｃｕ２＋⇔Ｃｕ＋＋Ｆｅ３＋
c) 規定値１ｍｇ／Ｌ以下の溶存酸素を利用する場合、第一鉄イオンより酢酸第一銅が効果的で、下記の反応式に従って、酸化される。
４Ｃｕ＋＋Ｏ２＋４Ｈ＋→４Ｃｕ２＋＋２Ｈ２Ｏ
d) 溶液電位が７００ｍＶ・ＳＨＥ超において、第二次及び／または第一次コベリンの酸化が促進され、下記の平衡式に従って、第二次硫化物から銅の抽出が加速する。
ＣｕＳ＋２Ｆｅ３＋→２Ｆｅ２＋＋Ｓ＋Ｃｕ２＋
【0042】
図２は、前処理工程に続く活性浸出サイクルの概念を示している。
【0043】
活性浸出サイクルにおいて、鉱石堆積物の中の鉱石は、浸出溶液６０で給水処理される。鉱石堆積物から浸出された銅は、溶媒抽出工程６４を経て、排出溶液３４から回収される。浸出溶液のｐＨは２．５未満で、これは硫酸３０を添加することにより適切に調整される。また、この浸出溶液は、塩酸を含んでいてもよい。さらに、この浸出溶液は、浸出サイクルで使用した処理水起源、又は処理される鉱石から溶出した銅、鉄、及びその他のアニオン及びカチオン種を含んでいてもよい。
【0044】
溶媒抽出工程６４において、銅を充填した有機洗浄ステージ７２を、少なくとも１ステージ以上使用することにより、電解質の塩化物イオン濃度を５０ｐｐｍ以下にすることを促進することができる。回収された銅を、７４で示す。
【0045】
図３〜図５は、本発明の方法の特定例と、本発明の方法を使用して得られる利点を示すグラフである。
【0046】
図３は、環境条件下で、溶液電位を、それぞれ、５５０ｍＶ、６００ｍＶ、６５０ｍＶ、及び７００ｍＶとして、第二次硫化銅を含む全鉱石からの銅の抽出を、時間（日）に対してパーセンテージ基準で示したグラフである。銅の回収率が、７００ｍＶで増加していることは明らかである。
【0047】
図４は、環境条件下で、第二次硫化銅を含む全鉱石からの銅のパーセント回収率を示す比較のためのグラフである。このグラフにおいて、（Ａ）は、本発明の前処理工程を使用する例、（Ｂ）は、塩化物イオン濃度が１３０ｇ／Ｌ以下において、化学浸出を使用する例、（Ｃ）は、微生物を使用する従来の微生物浸出の例である。
【0048】
図５は、図４に関して述べたシステムからの浸出溶液の溶液電位を示すグラフである。前処理工程の後、溶液電位は７００ｍＶを超えている。この前処理工程における塩化物イオン濃度は１８０ｇ／Ｌであった。
【0049】
図６は、環境条件下において、本発明の前処理工程を適用して、第二次硫化銅を含む全鉱石からの銅抽出の増加率を、生物的浸出工程を使用して得た同様の増加率と比較した結果を示すグラフである。これらのテストは、高さ１０ｍのカラム浸出システムを使用し、鉱石床に自然の空気だけを拡散させて行った。強制曝気は採用しなかった。
【0050】
図７は、それぞれ本発明に従って、前処理を行って１日後における第二次硫化銅を含む全鉱石からの銅抽出（カーブＦ）と、同じく３０日後の銅抽出（カーブＧ）の違いを示すグラフである。
【0051】
種々の濃度の銅（図８に示す）、出発材としての第二鉄イオンを１ｇ／Ｌ、塩化物イオンを８０ｇ／Ｌ、及び硫酸を４ｇ／Ｌ含むバッチ式反応容器を２５℃で使用してテストを実施した。時間の経過と共に溶液電位を測定した。これらの条件で、活性鉱石堆積物への給水サイクルの大部分において、溶液電位は期待できるものである。擬平衡条件では、溶液電位は７００ｍＶ以下である。
【0052】
鉱石床には、強制気曝をせずに、自然の空気を拡散させ、バッチ式反応容器の中の溶液電位を２５℃で所定時間にわたって測定した。図９に示すように、これらの反応容器は、種々の濃度の銅、出発材としての第二鉄イオンを９．１ｇ／Ｌ、塩化物イオンを１８０ｇ／Ｌ、及び硫酸を１ｇ／Ｌ含んでいた。これらの条件だけでは、活性鉱石堆積物への給水サイクルを容易に実施することはできない。然しながら、活性給水の前に、本発明の「低含水量式前処理工程」を適用することにより、活性鉱石堆積物への給水サイクルを容易に実施することができる。鉄に対する銅の比率を１以上にすると、溶液電位を７００ｍＶ以上にすることができた。
【0053】
図１０は、塩化物イオンの濃度を１３０〜１８０ｇ／Ｌの範囲の種々の濃度で変化させ、出発材としての第二鉄イオンを１ｇ／Ｌ、銅イオンを１６ｇ／Ｌ、及び硫酸を１ｇ／Ｌ使用し、自然曝気のみで、２５℃で所定時間にわたって測定したバッチ式反応容器の中の溶液電位を示している。図１０に示す塩化物濃度において、擬平衡条件は７００ｍＶ以上である。
【0054】
図１１は、系の圧を大気圧として、定常状態にある市販のプラント内の浸出溶液の塩化物濃度の関数として外挿した溶存酸素濃度を示している。溶存酸素濃度は、塩化物濃度が１００ｇ／Ｌ塩化物イオン超において、１ｍｇ／Ｌ以下である。
【0055】
図１２は、濃硫酸及び硫酸４ｇ／Ｌを含む溶液、鉄１ｇ／Ｌ、銅５ｇ／Ｌ及び塩化物イオン１８０ｇ／Ｌによる凝集工程の後の、時間（分）に対する鉱石の温度を示すカーブである。
【0056】
図１３は、比較のためのグラフで、周囲温度以上における、鋳造金属ブロックの温度の上昇を示している。この鋳造金属ブロックは、水と混合された濃硫酸（Ｈ）、塩化物イオンを１８０ｇ／Ｌ含む酸性水（Ｊ）、及び塩化物イオン１８０ｇ／Ｌと銅イオン５ｇ／Ｌを含む酸性水（Ｋ）と接触している。
【0057】
図１４は、前処理工程の間、２種類の異なる硫酸濃度で、第二次硫化銅を含む全鉱石から、周囲条件下で実施した銅の抽出量の違いを示すグラフである。
【0058】
図１５は、図１４に関連しており、図１４に示した銅抽出値の浸出溶液のｐＨを示している。
【0059】
図１６は、硫化銅を含む全鉱石から抽出された銅の量を、前処理工程の時間の関数として示している。この場合、前処理時間を０日から１００日未満の間で、増加させた。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明は、微生物の不存在下で、電位が７００ｍＶ・ＳＨＥ超の溶液を使用して、前処理工程における硫化銅鉱石を、塩化物の含有量が高く、且つ溶解銅を含有している酸溶液と接触させることにより、硫化物鉱石又は硫化物と酸化物の混合鉱石の酸化速度を速め、硫化銅鉱石からの銅の抽出を顕著に向上させ、且つ、短時間の浸出サイクルで金属を回収し、さらに、気曝必要量を少なくすることにより鉱石堆積物の浸出に要する運転コストを低減させるので、湿式冶金業界に資することができる。
【符号の説明】
【0061】
１０ 鉱石堆積物１２ 鉱石
１４ 給水ネットワーク
１６ 溶液
１８ 水源
２０ 給水パイプ
２２ 出口ノズル
２４ 感湿センサ
２６ 管理システム
２８ 塩化物イオン
３０ 硫酸
３２ 銅含有材料
３４ 溶液
４０ ポンド
４２ ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３
４６ ブライン
４８ 塩水
５２ 電解質
５４ 浸出溶液
６０ 浸出溶液
６４ 溶媒抽出工程
６６ 塩酸
７０ アニオン、カチオン種
７２ 有機洗浄段