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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】6621404
(24)【登録日】2019年11月29日
(45)【発行日】2019年12月18日
(54)【発明の名称】銅のヒープ浸出法
(51)【国際特許分類】
C22B 15/00 20060101AFI20191209BHJP
C22B 3/08 20060101ALI20191209BHJP
C22B 3/26 20060101ALI20191209BHJP
【ＦＩ】
C22B15/00 105
C22B3/08
C22B3/26
【請求項の数】19
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2016-526165(P2016-526165)
(86)(22)【出願日】2014年10月22日
(65)【公表番号】特表2016-535167(P2016-535167A)
(43)【公表日】2016年11月10日
(86)【国際出願番号】IB2014002193
(87)【国際公開番号】WO2015059551
(87)【国際公開日】20150430
【審査請求日】2017年9月4日
(31)【優先権主張番号】2013/08223
(32)【優先日】2013年10月23日
(33)【優先権主張国】ZA
【前置審査】
(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】100083389
【弁理士】
【氏名又は名称】竹ノ内 勝
(74)【代理人】
【識別番号】100198317
【弁理士】
【氏名又は名称】横堀 芳徳
(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】
米田 健志
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２００４／０１４４２０９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特表平０６−５０８１７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０４７３９９７３（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ２２Ｂ １／００〜６１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉砕した鉱石のヒープから銅を浸出する方法であって、該方法は、少なくとも１の休止工程及び続く潅注工程を含むものであり、前記潅注工程の間に、１００〜１９０ｇ／Ｌの濃度で塩素イオンを含有する浸出溶液を前記鉱石に適用し、休止工程の間に、鉱石に浸出溶液を適用せず、休止工程は、少なくとも２０時間の期間を有し、休止工程において、鉱石と接触する浸出溶液は、可溶性銅少なくとも０．５ｇ／Ｌを含有し、塩素イオンを、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ、ＡｌＣｌ３及びその混合物からなる群から選ばれる化合物の添加によって導入することを特徴とする銅の浸出法。
【請求項2】
潅注工程の間において、浸出溶液が、４〜１００ｇ／Ｌの硫酸濃度を有するものである請求項１に記載の方法。
【請求項3】
潅注工程の間に又は後に、５０ｐｐｍ未満の電解液の塩素イオン濃度を促進するために、少なくとも１の銅負荷有機洗浄ステージを有する溶媒抽出工程によって、ヒープから排出した溶液から銅を回収する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
凝集した鉱石からヒープを構築した後、第１の休止工程を行う請求項１に記載の方法。
【請求項5】
潅注工程の間、浸出溶液を連続して供給する請求項１に記載の方法。
【請求項6】
休止工程が、鉱石の溶解を増大させるために、５０日以下の期間を有する請求項１に記載の方法。
【請求項7】
休止工程の間、浸出溶液が、鉱石の溶解を増大させるために、３．５未満のｐＨを有する請求項１に記載の方法。
【請求項8】
休止工程の間、鉱石の溶解を増大させるために、ヒープに通気する請求項１に記載の方法。
【請求項9】
潅注工程の間、ヒープの表面上又はヒープ内に配置されたグリッドを使用して、ヒープに潅注する請求項１に記載の方法。
【請求項10】
グリッドを構築又は作動させて、浸出溶液を、ヒープの選択された部分にのみ適用する請求項９に記載の方法。
【請求項11】
潅注工程の間、鉱石の溶解を増大させるために、浸出溶液を、３ｍ３／トン（鉱石）未満の率でヒープに適用する請求項１に記載の方法。
【請求項12】
潅注工程の間、鉱石の溶解を増大させるため、ヒープに通気する請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
複数の休止工程及び複数の潅注工程を含み、各休止工程に続いて各潅注工程を行う請求項１に記載の方法。
【請求項14】
鉱石が、黄銅鉱、耐火性銅酸化物鉱物、輝銅鉱、班銅鉱、硫砒銅鉱、銅藍、及び銅含有クレー鉱物の少なくとも１つを含有するものである請求項１に記載の方法。
【請求項15】
続いて、ヒープから可溶性銅及び塩化物を回収するために、リンス工程を行う請求項１に記載の方法。
【請求項16】
リンス工程を、５０日未満の期間続ける請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
鉱石が黄銅鉱である請求項１に記載の方法。
【請求項18】
粉砕した鉱石が、粉砕した鉱石の８０％が１．３ｃｍ（０．５インチ）の目を通過する粒子サイズを有するものである請求項１に記載の方法。
【請求項19】
ヒープを、完全に、粉砕した鉱石で構築する請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主に、黄銅鉱、又は銅マンガン酸化物（（Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｆｅ）ｘ（Ｏ，ＯＨ）ｘ）のような耐火性酸化物鉱石及び輝銅鉱、銅藍、硫砒銅鉱及び班銅鉱のような二次硫化鉱と混合した黄銅鉱から銅をヒープ浸出する湿式精錬法に関する。本発明の方法は、酸化物鉱石及び二次硫化鉱の処理に適用される従来のヒープ浸出法では処理できない銅含有クレー鉱物（Ｃｕｘ（Ｋ，Ｆｅ，Ｍｇ）ｘＡｌｘＳｉｘ（ＯＨ）ｘ）の浸出にも適用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0002】
本発明の目的は、浸出サイクルを完了させるために、ヒープに適用される浸出溶液の現在の工業的基準容積を低減させることによって、代表的には、粉砕した鉱石に含まれる黄銅鉱からの銅の抽出率を増大させること及び操作コストを低下させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0003】
高塩素環境におけるヒープ浸出サイクル内で、ただ１つの休止工程及び続く潅注工程の原理、又は休止工程及び潅注工程の複数の交互工程の原理を使用して、黄銅鉱の不動態化を防止又は低減することにより、黄銅鉱の浸出速度を増大させる黄銅鉱についてのヒープ浸出操作法を参照して、本発明を開示する。
【0004】
本発明は、主として、黄銅鉱の表面を、銅イオン及び塩素イオンを含有する「停滞した」又は「ゆっくりと移動する」浸出溶液に露出することによって、黄銅鉱の浸出が大いに促進されるとの驚くべき発見に基づく。停滞した又はゆっくりと移動する溶液相は、ヒープ浸出サイクル内におけるただ１つの休止工程によって又は休止工程及び続く潅注工程の複数の工程によって増進される。
【0005】
ここで使用するように、「ヒープ」は、処理される鉱石を含む野積みした山、ダンプ、バット、又はカラムを含む。
【0006】
ここで使用するように、「溶液適用工程」は、「潅注工程」又は凝集工程の間における浸出又は潅注溶液の付加をいう。
【0007】
ヒープ浸出サイクルは、構築（続いて、連続潅注が行われる）後における最初の休止期間にて始まるか、又は溶液適用工程（続いて、休止工程が行われる）により始まり、ついで、ヒープ浸出サイクル内における潅注工程及び続く休止工程の複数の交互の工程が行われる。
【0008】
ここで使用するように、「複数の休止工程」は、２以上の休止工程をいう。
【0009】
ここで使用するように、「凝集工程」は、ヒープ構築以前又は構築中に鉱石へ浸出溶液を適用するために、ヒープ浸出サイクル内におけるただ１回の凝集技術の使用をいう。ただし、この工程は、本発明の方法の実施に必須ではない。ヒープは、凝集技術を使用しなくても構築される。
【0010】
本発明の方法において、ヒープ浸出サイクル内で、鉱石を少なくとも１つの休止工程及び続く潅注工程に供する。鉱石の凝集（使用する場合）及びヒープ構築後の最初の休止期間は、第１の休止工程とみなされる。前記したように、鉱石を複数の休止工程及び続く潅注工程に供することもできる。
【0011】
好ましくは、休止工程の間、１．鉱石に浸出溶液を適用しない；
２．鉱石の凝集、又は第１の潅注工程の結果として、ヒープにおいて、浸出溶液は停滞するか、ヒープにおける鉱石の黄銅鉱の表面上を、潅注工程中よりも遅い速度で移動する；
３．生じ得る内部水分の排液は、任意に、浸出貴液池（「ＰＬＳ池」という）に収容される；
４．鉱石と接触する浸出溶液の塩素イオン濃度は、１００〜１９０ｇ／Ｌである；
５．鉱石と接触する浸出溶液は、休止工程における各種の所定の時間において、溶解銅少なくとも０．５ｇ／Ｌを含有する；
６．黄銅鉱の表面と接触する浸出溶液中の銅は、黄銅鉱の表面上に停滞する溶液又はゆっくりと移動する溶液のため、潅注工程における黄銅鉱の表面と接触する浸出溶液中よりも高い濃度に増大する；及び
７．休止工程の期間は、２０時間〜５０日間である。
【0012】
鉱石と接触する浸出溶液のｐＨは、酸の消費の結果として、脈石の溶解のため、ｐＨ１．５以上に高まることがある。浸出溶液のｐＨの増大は、鉱石の酸消費及び休止工程の期間の関数である。鉱石と接触する溶液のｐＨは、ｐＨ０〜３．５の範囲内であると予期される。実施例によってのみｐＨの範囲が特定されるが、本発明の方法では制限されない。銅の抽出率は、ｐＨ１．０〜３．０の範囲内で増大する溶液のｐＨによって増大する。
【0013】
浸出溶液のｐＨにおける増大は、ジャロサイト又はいくつかの形の硫化鉄及び／又は鉄ヒドロキシ塩化物の沈殿を生じ得る。これは、技術の実施により、浸出サーキットにおける硫酸塩、鉄、カリウム及びナトリウムのような不純物のレベルを低下させることを可能にする。
【0014】
本発明の方法は、ヒープ浸出サイクルにおいて、少なくとも１つの休止工程を使用する。上述のように鉱石の凝集及びヒープ構築の後の初期期間は、潅注及び休止の複数の工程、又は連続する潅注のみの以前における第１の又は単一の休止工程とみなされる。休止工程の数は制限されず、各休止工程の間に達成される増加性銅抽出及び目的の銅抽出全体、又は達成可能な最大の銅抽出に左右される。
【0015】
休止工程の間に、ヒープは通気される。代表的な通気率は、０．０１Ｎｍ３／時間・トン程度である。
【0016】
本発明の方法の実施では、凝集以前又は凝集の間に、各種の形の固体塩化物源を直接鉱石に添加することを必要としない。
【0017】
「潅注工程」は、潅注グリッドの使用を含み、これによって、浸出溶液を、ヒープの構築直後、又は各休止工程の後にヒープ全体に適用する。潅注グリッドは、ヒープの表面上、又はヒープ内に配置され、又は両方の形の構成の組み合わせが使用される。
【0018】
潅注グリッドは、浸出溶液が、要求に応じて、ヒープの選ばれた部位又は複数の部位にのみ適用されるように構成又は作動される。
【0019】
池は、溶液適用工程の間に使用された潅注又は浸出溶液を保持するために使用される。この池を、ここでは、「溶液適用池」という。
【0020】
好ましくは、連続する潅注の間又は各潅注工程について：１．鉱石に適用される溶液（この溶液を、ここでは、「ラフィネート」ともいう）の硫酸濃度は、４〜１００ｇ／Ｌである；
２．溶液の塩素イオン濃度は、１００〜１９０ｇ／Ｌである；
３．液体ヒープ排液は、任意に、ＰＬＳ池に収容される；
４．銅は、ＰＬＳ池内の溶液から、５０ｐｐｍ以下の電解液の塩素イオン濃度を促進するための少なくとも１の銅負荷有機洗浄ステージを有する溶媒抽出によって、少なくとも部分的に回収される。
【0021】
鉱石に適用される溶液は、溶媒抽出工程によって、溶媒適用池から生成される。
【0022】
ヒープに適用される浸出溶液の量は、１の完全浸出サイクル当たり、３ｍ３／トンを越えない。この値は、実施例におけるものであり、限定されず、浸出サイクル後のヒープリンスから生ずる液体を含まない。
【0023】
潅注溶液における酸は、鉱石中の脈石と反応して、例えば、亜塩素酸塩及び黒雲母の酸浸出を生ずる。このタイプの反応は熱を発生し、鉱石の温度は、潅注率及び酸の濃度を制御することによって、中でも鉱石中の反応性の脈石の含量に応じて、顕著に上昇される。温度上昇により、脈石の酸化速度が速くなり、結果として、脈石回収の増大及び浸出サイクル時間の低減につながる。
【0024】
温度の増大は、耐火性銅酸化物、例えば、黒色酸化物（（Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｆｅ）ｘ（Ｏ，ＯＨ）ｘ）及び銅含有クレー鉱物（Ｃｕｘ（Ｋ，Ｆｅ，Ｍｇ）ｘＡｌｘＳｉｘ（ＯＨ）ｘ）の浸出速度を増大させるために特に重要である。増大された温度は、耐火性の銅酸化物鉱物を浸出するために要求される活性化エネルギーを克服又は低減し、これは銅溶解の率及び程度の増大につながる。
【0025】
黄銅鉱のような硫化銅鉱物の溶解は、ヒープの通気によって改善される。通気は、銅溶解の率及び程度を顕著に増大させる酸素を提供する。通気は潅注工程の間に行われる。代表的には、通気率は０．０１Ｎｍ３／時間・トンであるが、この値は例示であり、非限定的である。
【0026】
ここで使用するように、「ヒープセクション」は、全ヒープよりも小さい表面積を有することを特徴とするヒープの区分をいう。
【0027】
ここで使用するように、「銅ヒープ浸出サイクル」は、ヒープ排液（一般に、「浸出貴液」という）から銅を回収するために、配管を介して溶媒抽出及び電解採取プロセスに接続された少なくとも１つの池を含む溶液収集システムへのヒープからの排液を容易なものとするライニングパッド上に構築された少なくとも１つのヒープをいう。ヒープの潅注のため、溶媒抽出プロセスからの銅含量がより低く、酸濃度がより高い溶液（一般に、「ラフィネート」という）が、少なくとも部分的に使用される。
【0028】
ここで使用するように、「動的銅ヒープ浸出サーキット」は、ヒープサイクルが完了した後、浸出された物質がサーキットから除去される銅ヒープ浸出サーキットをいう。このような除去は、「再生」とも呼ばれる。
【0029】
動的銅ヒープ浸出サーキットの場合では、後述するただ１つの又は複数の休止及び潅注工程に続いて、浸出サイクルの終わりに、浸出サーキットからの浸出済み物質又は廃棄物質を再生する工程前に、浸出済み物質から可溶性銅及び塩化物を回収することを目的とするリンス工程が含まれてもよい。
【0030】
リンス工程の間では：１．リンス溶液は、ヒープ全体に、又は再生工程直後に再生れるべきヒープの区分に適用される；
２．内部水分は、場合によって、リンス溶液を適用する前に、ヒープ全体又はヒープ区分から排出される；
３．リンス溶液はリンス池で調製され、少なくとも大部分は、逆浸透プロセスによって生成された水、海水、天然の水、又は各種のプロセス水、又はこれらの各種の組み合わせからなる；及び
４．リンス溶液は、１００ｇ／Ｌ未満の塩素イオンを含有できる。
【0031】
リンス溶液は、潅注工程の間に鉱石に適用される溶液よりも少ない硫酸を含有できる。
【0032】
リンス工程の間のリンス溶液の潅注の結果としてのヒープから又はヒープ区分からの排液は、少なくとも部分的に、ＰＬＳ池に収容される。この工程は、特に、初期排液が、ＰＬＳ池における溶液との混合について許容されるとみなされる銅及び塩化物濃度を有する際に適用可能である。
【0033】
或いは、リンス工程中又は後におけるリンス溶液による潅注の結果として、ヒープ又はヒープ区分から排出された溶液は、ここでは「中間池」と呼ばれる池に、少なくとも部分的に収容される。
【0034】
最適性能については、リンス期間は５０日を超えてはならない。しかし、この値は例示であり、非限定的である。
【0035】
リンス溶液の潅注率は、１日当たり、ヒープの表面１ｍ２当たりの適用量７Ｌを超えてはならない。しかし、より大きい潅注率を使用できる。
【0036】
リンス工程の間、ヒープは通気されない。
【0037】
リンス工程は、各種の硫酸銅鉱物から銅を浸出するためには使用されない。
【0038】
リンス工程は、潅注工程のために使用されるものと同じ潅注グリッドを使用して行われる。
【0039】
溶媒抽出のプロセスから生成された溶液又は溶液適用池に収容された溶液を、浸出サーキットにおける水バランスを維持するために、中間池に収容された溶液に添加できる。
【0040】
塩素イオンは、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＫＣｌ及びＡｌＣｌ３の１以上を中間池に保持された溶液に添加することによって、浸出サーキットに導入される。
【0041】
中間池に収容された溶液の少なくとも一部は、ＰＬＳ池に移動されてもよい。
【0042】
中間池に収容された溶液の少なくとも一部は、溶液適用池に移動されてもよい。
【0043】
ＰＬＳ池に収容された溶液少なくとも一部は、溶媒抽出工程に供することなく、直接、溶液適用池に移動されてもよい。
【0044】
添付図面を参照して、本発明をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明の方法を実施する１方法を説明する簡略化した動的フローシートである。
【図2】４つの浸出テストについて、経時的な累積溶液適用容積／鉱石質量比のグラフである。
【図4】浸出溶液の硫酸濃度を示すグラフである。
【図5】浸出溶液及び排出溶液の塩素イオン濃度を示すグラフである。
【図6】潅注工程の間及び続く排液の間における浸出溶液の銅濃度を示すグラフである。
【図7】３つの浸出テストについて、累積溶液適用容積／鉱石質量比を関数とする銅抽出率のグラフである。
【図8】浸出期間における時間を関数とする銅の抽出率を描写するグラフである。
【図9】時間を関数とするＰＬＳ及びラフィネートの銅濃度を示すグラフである。
【図10】塩素イオン濃度を関数とする電極のピーク電荷過度値を示すグラフである。
【図11】テストカラムにおける溶液の容積を関数とする鉱石粒子上の溶液表面フィルムの厚さを描写するグラフである。
【図12】溶液層の厚さを関数とする初期及び最終のＥｈ測定値を示すグラフである。
【図13】溶液／空気の表面積及び作動体積を関数とする酸素の移動速度を示すグラフである。
【図14】酸供給を関数とする緑泥石鉱物から発生したエネルギーを描写するグラフである。
【図15】時間及び潅注率を関数とするテストカラムにおける温度を示すグラフである。
【図16】浸出サイクル及びリンスサイクルの間におけるカラムの頂部から底部までの温度プロフィールの描写である。
【図17】時間を関数とするラフィネート及びＰＬＳの溶液の電位値を示すグラフである。
【図18】ラフィネートにおける及びＰＬＳにおける硫酸イオン濃度を示すグラフである。
【図19】リンス工程の間におけるＰＬＳ中の塩素イオン濃度値を示すグラフである。
【図20】時間を基準とする黄銅鉱からの部分的及び累積銅抽出値を示すグラフである。
【図21】休止工程及び潅注工程の間における時間を基準とする通気率を示すグラフである。
【図22】酸素の利用値を描写するグラフである。
【図23】銅の抽出率を示すグラフである。
【図24】銅の抽出率対溶液／鉱石の比を示すグラフである。
【図25】経時的な銅の抽出率を示すグラフである。
【図26】毎日の平均潅注率を示すグラフである。
【図27】ＰＬＳ及びラフィネートにおける銅の濃度を示すグラフである。
【図28】時間を関数とするラフィネート及びＰＬＳのＰＬＳ溶液電位値及びラフィネート溶液電位値を示すグラフである。
【図29】ＰＬＳ及びラフィネートの酸濃度を示すグラフである。
【図31】ＰＬＳ及びラフィネートのｐＨプロフィールを示すグラフである。
【図32】経時的に達成された銅の抽出率を示すグラフである。
【図33】異なったｐＨに曝露された黄銅鉱電極に関して０．７ボルトで記録されたアノード電流密度を示すグラフである。
【図34】リンス工程の間に得られたＰＬＳの銅の濃度を示すグラフであり、集められた溶液の質量％値も示す。
【図35】溶液／鉱石の比を関数とするリンス工程の間に得られたＰＬＳの銅の濃度を示すグラフである。
【図36】潅注工程の間にラフィネートにおいて使われた増大する塩素イオン濃度を関数とする得られた銅の抽出率を示すグラフである。
【図38】酸素オフガス分析及び溶液サンプルからの測定値から概算された銅の抽出値を描写するグラフである。
【図39】休止工程及び潅注工程及び連続潅注の組み合わせを使用する６ｍカラムテストに関する銅の抽出率対浸出期間を描写するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0046】
図１は、本発明の方法の簡略化した動的フローシートである。溶媒抽出、ヒープ浸出サーキット、電解採取、凝集、鉱石の堆積及び再生の各工程を含むヒープ浸出サーキットの一般的な操作態様については、ここには記載していない。
【0047】
ヒープサーキットは、鉱石において、主として黄銅鉱を含むことを特徴としており、黄銅鉱は、輝銅鉱、銅藍、硫砒銅鉱及び班銅鉱のような二次硫化鉱と混合されてもよい。次に、塩素イオン濃度が高い浸出溶液（１００〜１９０ｇ／Ｌ Ｃｌ−）を使用する。本明細書では、記載を黄銅鉱の浸出に限定したが、同じ方法を、銅マンガン酸化物（（Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｆｅ）ｘ（Ｏ，ＯＨ）ｘ）のような耐火性酸化物鉱石及び輝銅鉱、銅藍、硫砒銅鉱及び班銅鉱のような二次硫化鉱にも適用できる。本発明の方法は、酸化物鉱石及び二次硫化鉱の処理に適用される従来のヒープ浸出法では処理できない銅含有クレー鉱石（Ｃｕｘ（Ｋ，Ｆｅ，Ｍｇ）ｘＡｌｘＳｉｘ（ＯＨ）ｘ）の浸出にも適用可能である。
【0048】
図１は、塩素イオンのような試薬の消費を最少とし、及び休止工程の間において黄銅鉱の表面と接触する溶液の銅濃度０．５ｇ／Ｌ以上を達成するために、溶液適用工程の間において銅濃度を維持する溶液管理原理を説明する。
【0049】
鉱石１０を、溶液適用池１４からの溶液１２にて凝集し、鉱石堆積プロセス１８によってヒープ１６を構築する。
【0050】
構築に続いて、ヒープ浸出サイクルにおいて、ヒープを、凝集後、休止工程に供し、続いて、連続潅注工程又は複数の潅注工程及び続く休止工程に供する。
【0051】
この実施例では、ヒープ１６は、ヒープ浸出サイクルにおける異なった操作ステージ（連続的に、１６Ｄ，１６Ｃ、１６Ｂ、１６Ａ等という）にある一連の構築されたヒープの一部分と考えられる。
【0052】
潅注工程の間にヒープ１６Ａに適用される溶液は、溶液適用池１４から取り出される。潅注工程から生ずるヒープ１６Ａからの排液は、浸出貴液池（ＰＬＳ池）２２に収容される。
【0053】
先行するヒープ１６Ｂからの内部水分２６は、最後の潅注工程の後、リンス溶液３０を適用する前に、ＰＬＳ池２２に排出される。
【0054】
銅は、溶液又は溶液の少なくとも一部を、溶媒抽出及び電解採取工程３２を通過させることによって、ＰＬＳ池に収容された溶液から回収される。
【0055】
ＰＬＳ池２２に収容された溶液の一部を、溶液適用池１４に直接送給する。
【0056】
先行するヒープ部分１６Ｃに適用されるリンス溶液３０は、リンス池３６から取り出される。リンス溶液は１００ｇ／Ｌ未満の塩素イオン濃度を有し、逆浸透プロセスによって生成された水、海水、天然の水、各種の利用可能なプロセス水、又はこれらの各種の組み合わせにより調製される。
【0057】
リンス溶液３０は、リンス工程の間において銅が沈殿することを防止するために、硫酸４０を添加することによって酸性化される。ヒープ部分１６Ｃにリンス溶液３０を適用することによって生ずる初期排液４２をＰＬＳ池２２において集める。先行するヒープ部分１６Ｄにリンス溶液３０を適用することによって生ずる排液４４を、再生プロセス５０の実施前に、中間池４６において集める。
【0058】
中間池４６では、塩５２の追加又は調合を行う。この池からの溶液を、溶液適用池１４に直接送給する。溶媒抽出プロセス３２によって生成された溶液５４は、浸出サーキットにおける水バランスを維持するために、中間池４６に送給される。
【0059】
ヒープ１６Ａは、休止工程及び潅注工程の間に、排液層の上のヒープの基底部に配置された通気システム６０（概念的に示す）を使用して、通気される。代表的には、通気率は０．０１Ｎｍ３／時間・トンであるが、硫化物鉱物の等級に応じて０．００２〜０．０５Ｎｍ３／時間・トンの範囲内でもよい。
【0060】
ここで使用するように、用語「ｓａｌ」は、本明細書に記載されたパラメーター内で生じたデータをいう。
【0061】
図２は、総銅等級０．６質量％を有する８５％黄銅鉱を含有する粉砕した鉱石（８０％が１．３ｃｍ（１／２インチ）の目を通過する）からの銅抽出を目的とする４つの浸出テストについて、経時的な累積溶液適用容積／鉱石質量比（ｍ３／トンで表示する）を表す４つのデータセットは、連続的温度増加バイオ浸出（ＢＩＯ ｓｅｑ ｔｅｍｐ）、周囲温度（２５℃）塩素イオン系浸出（従来型Ｃｌ（Ｃｏｎｃ Ｃ１））（国際公開２００７／１３４３４３号に記載されている）、及びここに記載するパラメーター内で行われた２つの周囲温度（２５℃）複数休止及び養生系浸出テスト（ｓａｌ Ｑ１及びｓａｌ Ｑ２という）を含む。ｓａｌ Ｑ１は、最終容積／鉱石質量比３ｍ３／トン未満を有していた。Ｑ１及びＱ２は、いずれも、１０日休止サイクルを使用しており、主な差異は、潅注サイクルの間に添加された浸出溶液の容積である。このデータセットにはリンスサイクルは含まれない。
【0062】
図２に示す浸出テストから抽出された銅の百分率を、図３において、累積溶液適用容積／鉱石質量比に対して示す。バイオ浸出テストの連続温度増加も示す。黄銅鉱から銅の抽出率は、上昇された温度（顕著には、２５℃以上）により増大される。従って、温度２５℃におけるｓａｌ Ｑ１及びＱ２テストにて達成された増大された銅の抽出率は、本発明の方法を適用することによって達成される顕著な改良と認識されなければならない。より小さい容積の溶液を適用するテストＱ１は、Ｑ２（ここに規定するように、溶液適用容積／鉱石質量比の上限３ｍ３／トンを越える）よりも大きい銅の抽出率を達成した。
【0063】
上述のｓａｌ Ｑ１及びＱ２の潅注工程の間に鉱石に適用される溶液の硫酸濃度を図４に示す（Ｒａｆｆ ｓａｌ Ｑ１及びＱ２）。
【0064】
潅注工程（Ｒａｆｆ ｓａｌ Ｑ１及びＱ２）及び続く排出（ＰＬＳ Ｑ１及びＱ２）の間に鉱石に適用される溶液の塩素イオン濃度を図５に示す。
【0065】
図６は、潅注工程（Ｒａｆｆ ｓａｌ Ｑ１及びＱ２）及び続く排出（ＰＬＳ Ｑ１及びＱ２）の間における浸出溶液の銅濃度を示す。排液の銅濃度は、各潅注サイクルの開始から終了まで低減する。潅注サイクルの間の初期排液から得られる銅濃度は、合理的な程度まで、休止サイクルの終了時に黄銅鉱表面と接触する銅濃度を示す。より小さい溶液／鉱石比を有するｓａｌ Ｑ１は、各休止工程に続くＰＬＳにおいて、より大きい銅濃度値を示した。
【0066】
図７は、総銅等級０．４質量％を有する９０％黄銅鉱を含有する粉砕した鉱石（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）からの銅抽出を目的とする３つの浸出テストについて、銅抽出率対累積溶液適用容積／鉱石質量比の関係を表す。３つのデータセットは、周囲温度（２５℃）塩素イオン系浸出（従来型Ｃｌ）（国際公開２００７／１３４３４３号に記載されている）及びここに記載するパラメーター内で行われた２つの周囲温度（２５℃）「複数休止及び養生」系浸出テスト（ｓａｌ１０日休止（タイム休止工程）及びｓａｌ０．５日休止という）を含む。溶液適用容積／鉱石質量比２ｍ３／トンの後のｓａｌ１０日休止状態について、図８（同じテストについての銅抽出率対浸出期間（日）を表す）に示すように、浸出サイクル第１４５日にリンスサイクルを実施した。
【0067】
リンスサイクルの間のＰＬＳ及びラフィネートの銅濃度を図９に示す。１２日間で９０％以上の銅リンス効率が得られた。
【0068】
黄銅鉱電極を、同じ銅及び鉄の濃度を有するが、増大する塩素イオン濃度を有する各種の溶液によって促進された異なった開路電位に露出した。その後、電極を、各々、印加電位範囲に供し、塩素イオン濃度に対するピーク電荷過度値（ｍＡ／ｃｍ２で表示する）（及び当量／鉱石溶解率）をプロットした（図１０）。塩素イオン濃度（ここでは、１００〜１９０ｇ／Ｌと規定される）は、本発明の方法について記載した条件下における許容される黄銅鉱の溶解率を達成するためには、許容される濃度と考えられる。
【0069】
篩通した１．２〜６．４ｍｍの既知量の鉱石の複数のフラクションを混合し、近似の鉱石表面積を有するカラムに積み上げた。カラムを、工業的において一般的に使用される率での連続溶液適用に供した。図１１の曲線は、カラムに保持された溶液の容積を関数とする鉱石粒子上の算定された溶液フィルムの厚さ（ｍｍ）における増大を示す。ヒープ浸出関連システムにおける鉱石の溶液保持特性のため、同じ浸出期間内における溶液容積／鉱石比の増大により、溶液容積保持の増大（それ自体、鉱石粒子を包囲する溶液層の厚さを増大させる）が生ずることが広く認められる。溶液容積／鉱石比が増大すると、鉱石粒子間の全てのボイドスペースが浸出溶液で充満される。溶液容積／鉱石比が低減する場合には、逆の現象が生ずる。本発明の方法は、休止期間を使用することによって、溶液容積／鉱石比を最少にすることが可能になり、そのため、鉱石粒子を包囲する溶液層も最小となり、酸、酸素、第二鉄イオン及び第二銅イオンのような試薬の鉱石表面への空間移動速度を促進し、この結果、鉱物の溶解率が増進される。
【0070】
それぞれ、既知の表面積を有する大型の平らなトレーに添加される、所定の開始時濃度の銅（Ｉ）イオン及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌを含有する酸性化した溶液の容積を増大して、４つの別個の銅（Ｉ）酸化データセットを得た。各テストにおける容積の増大は、１．５〜４．５ｍｍの溶液層の厚さの増大に相当する。酸化テストを、２０℃及びシステム圧力１気圧で実施した。銅の酸化の指標として、経時的に溶液電位を測定した。酸化時間（１．５時間）を限定すると、溶液電位は５００〜５８０ｍＶ ＳＨＥに維持された。初期及び最終のＥｈ測定値を図１２に示す。経時的な銅の酸化率（質量）も示す。容積又は表面厚さが増大しても（その間に、最終の溶液電位は低減する）、これらは一定のままである。溶液／空気表面積（ｋｇ／日・ｍ２）及び稼働容積（ｋｇ／日・ｍ３）を関数として酸素移動速度を算定するために、銅の酸化率のデータを使用した（図１３）。特定のシステムにおいて酸化された銅の量又は質量を、酸素移動速度によって限定した。容積酸素移動速度における低減は、本質的に、容積又は層の厚さの増大によるＣｕ（ＩＩ）／Ｃｕ（Ｉ）比の低減の原因となり、この結果、溶液電位のゆっくりとした増大を生ずる。
【0071】
塩化物鉱物含有鉱石（黄銅鉱９０％、ＣｕＴ ０．３質量％、粒子サイズ：８０％が３．８ｃｍ（１．５インチ）の目を通過する）の熱発生能力を、ここに規定する条件下にて評価した。以下の図面は、国際公開第２００５／０６１７４１号に記載された種類のヒープ浸出シミュレーション装置において生じたデータに相当する。シミュレーションカラム又は装置に負荷した鉱石を、全浸出サイクルにおける溶液容積／鉱石比０．６ｍ３／トンにて、複数の潅注工程（１０日）及び休止工程（１５日）に供した。潅注サイクルの間に使用した浸出溶液は、硫酸１００ｇ／Ｌ、塩素イオン１５０ｇ／Ｌ、可溶性イオン１ｇ／Ｌ及び銅（ＩＩ）５ｇ／Ｌを含有する。マグネシウムの溶解率を使用することによって、潅注サイクルの間に塩化物鉱物から発生したエネルギー（ワット／ｍ３（鉱石））を算定し、酸供給物に対して、ｋｇ／トン（鉱石）でプロットした（図１４）。第８５日の後に高酸濃度（リンス溶液中のＨ２ＳＯ４ １００ｇ／Ｌ）リンスサイクルを適用した。
【0072】
カラムにおいて得られた平均温度値、最高温度値及び頂部区域の温度値を図１５に示し、潅注率とともにプロットした。温度上昇は、潅注工程の間に達成され、及び酸供給の関数である（図１４）ことが明らかである。図１６において、浸出及びリンスサイクル全体で、カラムの頂部から底部までの温度プロフィールを示す。熱は、主にカラムの中央部に保存され、一定の通気率０．０３Ｎｍ３／時間を適用した。
【0073】
ラフィネート及びＰＬＳの溶液電位値を図１７に示す。
【0074】
ラフィネート及びＰＬＳの硫酸イオン濃度における差によって硫酸塩の沈殿が生じ、これは、ｐＨ１．５を越える排液ｐＨから見られるように（図１８）、特に、休止工程の間で顕著である。リンス溶液における高い酸濃度（ラフィネートにおいても同じ）は、沈殿した硫酸塩化合物を溶解させるとの不必要な効果を有し、これは、リンス溶液の硫酸塩濃度以上にＰＬＳの硫酸塩濃度における上昇が顕著であることから理解される（図１８）。従って、ここでは、ｐＨを硫酸塩沈殿物が溶解されないように管理するために、潅注サイクルの間に鉱石に適用される溶液よりも、リンス溶液が少ない硫酸を含有するように規定される。
【0075】
使用するリンス溶液は塩素イオン１ｇ／Ｌを含有する。リンス工程の間のＰＬＳにおける塩素イオン濃度値を図１９に示す。約３０日で、９０％を越える塩素イオンリンス効力が得られた。
【0076】
黄銅鉱含有鉱石からの部分及び累積銅抽出率を図２０に示す（リンスサイクル（第８５日から第１２０日）を含む１２０日間で６０％を越える）。潅注工程及びリンス工程の間に鉱石床内で発生した大きい銅インベントリーのため、リンスサイクルは、銅の回収において重要と考えら、ここで規定するように、最良の成績のためには、５０日以内で完了されなければならないが、ただし、この期間に限定されない。
【0077】
ここに記載の概念についての酸素要求を、黄銅鉱７５％及び二次硫化鉱２５％を含有し、高い総銅等級０．８質量％を有する粉砕した鉱石（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）について、入口及び出口酸素分析を使用する大規模なカラム浸出システムにおいて評価した。カラム浸出テストでは、鉱石温度を２５℃で一定に維持した。鉱石を凝集し、負荷し、続いて、４８日の休止工程及び続く１０日の潅注工程及び１５日の休止工程に供した。これらの３つの休止及び潅注工程の間に、カラムテストの２つにおいて、低い通気率（０．００２Ｎｍ３／時間・トン）及び高い通気率（０．０５Ｎｍ３／時間・トン）を使用した（図２１）。
【0078】
２つのシステムにおける硫化物の酸化についての酸素利用度は、図２２において、１日単位（部分）の酸素及び出口酸素の間の百分率差として表示される。低通気条件では酸素が欠乏し（＞９０％利用率）、高通気条件と比べて、硫化物鉱物からの銅の抽出率が低くなる。図２３は、第１の休止工程４５日間の後、第１の潅注工程の開始以降の銅の抽出率を示す。窒素雰囲気下で行ったカラム浸出テストも含まれ、このテストでは、低通気条件よりも明らかに低い銅抽出率を示した。高通気条件では、通気期間に、約５％の低い酸素利用率を示した。２５〜５０％の酸素利用率を助長する通気率は、商業ベースのヒープ浸出のための最良の実施と考えられる。このように、０．０１Ｎｍ３／時間・トンの通気率は、記載した条件下において、この特別な鉱石について最適と考えられる。
【0079】
図２４は、黄銅鉱８８％以上（残余の銅は二次硫化鉱である）を含有し、０．４５〜０．６５％の総銅等級を有する３種の異なる粉砕した鉱石（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）からの銅抽出率（％）を目的とする３種の６ｍカラム浸出テストに関する、時間に対する累積溶液適用容積／鉱石質量比（ｍ３／トンとして表示する）を示す。３つのカラムテストにおいて、時間に対して達成された銅抽出率を図２５に示す。カラムに負荷した鉱石サンプルを濃縮した酸及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌを含有する溶液にて凝集し、続いて、各カラムテストについて、５０日の休止工程を行った。カラムテストでは、凝集後、温度を２５℃で一定に維持した。他に規定しない限り、ここに記載する全ての実施例を、凝集後、２５℃において実施した。初めの５０日の休止工程の後、各カラムテストについて、複数の潅注工程（各１０時間）及び複数の変性休止工程（各１４時間）を使用した（図２５において、抽出された銅を０日後から描写した）。１つの休止工程後に、続いて、１つの潅注工程が行われる。潅注工程の間、各カラムテストについての溶液の適用量を、時間、鉱石の表面積ｍ２当たり６Ｌに維持した（６Ｌ／時間・トン）。潅注工程の間に使用した潅注溶液（「ラフィネート」）は、塩化ナトリウムからの塩素イオン約１５０ｇ／Ｌ及び硫酸約２０ｇ／Ｌを含有する。カラムへの負荷直後からの１日当たりの平均溶液適用率を図２６に示す。上記の休止及び潅注工程の全ての期間、カラムを０．０１Ｎｍ３／時間・トンで通気した。データセットでは、リンスサイクルは含まれない。上述のカラムテストのラフィネート及びＰＬＳの銅濃度を図２７に示す。上述のカラムテストのラフィネート及びＰＬＳの溶液電位値（対標準水素電極）を図２８に示す。
【0080】
酸消費脈石からの酸の消費量は、潅注工程の間に使用するラフィネートにおいてより少ない酸を使用することによって最少にされる。高さ６ｍのカラム浸出テストでは、黄銅鉱９０％以上及び総銅含量０．３７％を含有する粉砕した鉱石（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）を負荷した。鉱石１トン当たり硫酸８ｋｇ及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌを含有するラフィネート溶液による凝集の後、４０日の休止工程を使用した。続いて、複数の潅注工程（各１０時間）及び交互の休止工程（各１４時間）を使用した。最初の２０日間の潅注工程の間に、酸約２０ｇ／Ｌ及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌを含有するラフィネートを使用した。残りの潅注工程の間では、硫酸５ｇ／Ｌ及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌを含有するより低い酸濃度のラフィネートを使用した（図２９）。ネットの酸消費量（ｋｇ／トン（鉱石））、ｐＨプロフィール及び銅の抽出率を、それぞれ、図３０、３１及び３２に示す。
【0081】
黄銅鉱電極を、ｐＨ０、１、２及び３（２５℃）において、脱気した５Ｍ ＮａＣｌ溶液に３分間露出した。露出後、０．４〜１ボルトの間で、１ｍＶ／秒にてアノード掃引ボルタングラムを記録した。異なったｐＨに露出された各電極について０．７ボルトで記録された近似のアノード電流密度を図３３に示す。図は、アノード鉱物の反応性が、上述の条件において、増大するｐＨを関数として増大することを示しており、これは、溶液のｐＨが増大するにつれて、溶解率が増大することを表示している。
【0082】
ここに記載の条件に従って、粉砕したサンプル（８０％が１．６ｃｍ（５／８インチ）の目を通過する）について、高さ１０ｍのカラム浸出テストを実施した。潅注工程及び休止工程に続いて、システムから、過剰の溶液を１５日間排出させた（潅注なし）。排液１５日後、カラム内に残留する可溶性銅を回収するために、リンス工程を行った。使用したリンス溶液は、硫酸２０ｇ／Ｌを含有する酸性化水である。毎日５時間、溶液適用率６Ｌ／時間・ｍ２で、システムに潅注した。システムを毎日１９時間休止した。ＰＬＳにおける５０日間の銅濃度（リンス工程からの銅を含む）を図３４に示す。浸出システムからの累積ＰＬＳの量も、浸出カラムに負荷した乾燥鉱石の質量に対して、質量％として（溶液密度から算定）、図３４に示す。付加した鉱石のトン当たりの累積ＰＬＳ容積及び銅の濃度を図３５に示す。
【0083】
高度に耐火性の黄銅鉱９８％（０．４５質量％Ｃｕ）を含有する粉砕した鉱石サンプル（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）について、４つのカラム浸出テストを行った。サンプルを濃硫酸及び塩素イオン８０、１００、１３０、１５０ｇ／Ｌを含有する溶液にて凝集した。４つの浸出テストの全てで、４５日の初期休止工程を使用し、続いて、複数の潅注工程（１０日）及び交互の休止工程（１０日）を使用した。潅注工程の間に、溶液適用のため、塩素イオン８０、１００、１３０、１５０ｇ／Ｌを含有するラフィネートを使用した。凝集後から、カラムに通気した。各塩化物濃度から得られた銅抽出の経時的な結果を図３６に示す。一般的なカラム浸出速度の表示を使用して、各塩化物条件について、共通のｆｉｔパラメーターからの速度定数を得た（図３７）。
【0084】
硫化銅鉱石（１質量％）を、ここに記載する条件下で操作する６ｍのカラム浸出テストに供した。濃硫酸及び塩素イオン１３０ｇ／Ｌ含有ラフィネートによる凝集に続いて、３０日の初期休止工程を使用し、システムに通気した。この初期休止工程の間に、入口空気（カラムの底部）及び出口空気（カラムの頂部）について酸素濃度の測定を行った。３０日後の酸素データ約４５％を使用して、この初期休止工程の間の銅抽出率を見積もった（図３８）。図３８に示すようなケース（初期休止工程の間に、合理的な量の銅が浸出される）では、より短い溶液保持時間で銅が回収されるように、連続の潅注（更なる休止工程なし）が使用される。この方法は、浸出サイクルの時間を低減させることができる。図３８に示されるように、ただ１つの潅注工程の間、銅の抽出は持続する。浸出サイクル全体で、溶液／鉱石比は、３ｍ３／トン（鉱石）未満に維持される。
【0085】
粉砕した（８０％が１．３ｃｍの目を通過する）黄銅鉱（９５％、０．３６質量％Ｃｕ）鉱石を、ここに記載する条件下で操作する６ｍのカラム浸出テストに供した。濃硫酸及び塩素イオン１５０ｇ／Ｌ含有ラフィネートによる凝集に続いて、４７日の初期休止工程を使用した。カラムの操作の間ずっとシステムに通気した。この初期休止期間に続いて、複数の潅注工程（６Ｌ／時間・ｍ２で１０時間ＯＮ）及び複数の交互の休止工程（各１４時間）を１００日間使用した。１００日後、潅注工程及び休止工程の操作法に代えて、３０日間の６Ｌ／時間・ｍ２での連続潅注（２４時間ＯＮ）を使用した、この操作法の変更の影響は、図３９に示すような銅抽出曲線に表される。続く２０日の間に、上述のものと同じ休止／潅注操作法に戻し、銅抽出に対する影響を記録した（図３９）。第１５８日に、１５日間のカラムからの排出操作（溶液の適用なし）を開始した。排液１５日後、上述の休止工程／潅注工程操作法を再度行い、銅抽出に対する影響を記録した。操作法における変化の間ずっと酸性度が維持され、これにより、ＰＬＳのｐＨが約１．５〜１．７の間で極わずかに変化することに注目することが重要である。