!HU000003829T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E 003 829 (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E 0 82032 (22) A bejelentés napja: 200. 12. 1. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 200082032 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1831411 A1 2006. 06. 22. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1831411 B1 2008. 0. 07. (1) Int. Cl.: C22B 1/00 (2006.01) C22B 3/00 (2006.01) C22B 3/04 (2006.01) C22B 11/00 (2006.01) C22B 11/08 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 06064 PCT/IB 0/003786 () Elsõbbségi adatok: 200410146 2004. 12. 1. ZA (72) Feltalálók: SINGH, Adrian, 101 Benoni (ZA); TINNISWOOD, Brian, 216 Randburg (ZA); BATTERSBY, Michael, Splott, Cardiff CF24 2DJ (GB); IMHOF, Rainer, 46282 Dorsten (DE) (73) Jogosult: Maelgwyn Mineral Services Africa (Proprietary) Limited, 1709 Maraisburg (ZA) (74) Képviselõ: dr. Török Ferenc, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Finomõrlést, pépesítést és oxigénezést magában foglaló extrahálási eljárás fémekhez, mint arany és platina (7) Kivonat HU 003 829 T2 A találmány tárgya eljárás értékes fémek, jellemzõen nem nemesfémek, platina vagy arany kinyerésére nyersanyagból. A találmány szerinti eljárás elsõ lépésében az értékes fémet tartalmazó nyersanyagot 100 mikron vagy ez alatti d 90 értékû részecskeméretûre õrlik, így ultrafinom pépet képeznek. A találmány szerinti eljárás második lépésében az elsõ lépésbõl származó ultrafinom pépet oly módon oxigénezik, hogy több lépésben nagy nyíróhatású statikus oxigénezõberendezésen () szivattyúzzák át, miközben egy tartályban (28) vagy bármely más edényben recirkuláltatják. A találmány szerinti eljárás révén lényegesen csökken a szükséges kilúgozási idõ, javul a hozam, csökken a cianidfogyasztás, egyenletesebb az aranymeddõ, valamint csökken a beruházási és a mûködtetési költség. A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 2 lap ábra) 2. ábra Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
A találmány háttere A találmány tárgya eljárás értékes fémek, jellemzõen nem nemesfémek, platina vagy arany kinyerésére nyersanyagból. Az US 6 833 021 számú szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek értékes fémek, jellemzõen nem nemesfémek, platina vagy arany nyersanyagból való kinyerésére. Ebben az eljárásban a nyersanyagot finom méretûre õrlik, és meszet és/vagy mészkövet tartalmazó oldattal lúgozzák ki oxigéntartalmú gáz jelenlétében. A reagáltatást nyitott tartályban végzik, az oxigént szivattyúrúdon át bekeveréssel juttatják be. Az eljárás oxigénfogyasztása nagy, 200 1000 kg oxigén/tonna szilárd anyag. A tartályokkal hõt közölnek, és az eljárás célja a szulfid teljes lebontása. Az eljárás mészfogyasztása is igen magas, 100 1200 kg mész és/vagy mészkõ/tonna szilárd anyag. Továbbá az eljárás nagy tartályállományt igényel a szulfid lebontásához, és nagy a beruházási és mûködtetési költsége is. A találmány célja javított és gazdaságos eljárás biztosítása értékes fémek, például nem nemesfémek, platina vagy arany kinyerésére nyersanyagból. A találmány összegzése A találmány szerint eljárást nyújtunk értékes fémek, jellemzõen nem nemesfémek, platina vagy arany kinyerésére nyersanyagból, amely eljárás tartalmazza az alábbi lépéseket: 1. a nyersanyag 100 mikron vagy ez alatti, elõnyösen 0 mikron vagy ez alatti, még elõnyösebben 2 mikron vagy ez alatti, ennél is elõnyösebben 1 mikron vagy ez alatti, a legelõnyösebben 10 mikron vagy ez alatti d 90 értékû szemcseméretet tartalmazó pép formájában való biztosítása; 2. a pép oxigénezõberendezésen több lépésben való átvezetése, ahol az oxigént az oxigénezõberendezésbe buborékok formájában vezetjük be; és 3. adott esetben az oxigénezett pép kilúgozási lépésen való átvezetése. Az 1. és 2. lépések egyidejûleg is végrehajthatók. 1 egy bar és mintegy 10 bar közötti, jellemzõen mintegy 2, bar nyomáson mûködtetjük. A buborékok elõnyösen 1 1000 mikron, elõnyösebben 1 00 mikron, jellemzõen átlagosan 100 mikron méretûek. Elõnyösen az oxigénezõberendezésben a pépet nagy nyíróhatás éri. Elõnyösen az oxigénbevezetõ vezeték nyomása az oxigén beinjektálásának pontján nagyobb, mint az oxigénezõberendezésben uralkodó nyomás, jellemzõen mintegy 10 bar. A 2. lépésben az oxigénezõberendezés oxigénfogyasztása 20 kg/t pép és 200 kg/t pép közötti lehet. Elõnyösen a pépet az oxigénezõberendezésben a 2. lépés során recirkuláltatjuk, 10¹szer vagy többször, például 10 0-szor vezetjük át, szokásosan 20 200, elõnyösen 0 200, jellemzõen mintegy 100 10 az átvezetések száma. A pépet a 2. lépésben az oxigénezõberendezésen recirkuláltathatjuk egy tartályon keresztül, és az anyag 10 1 20 2 3 40 4 0 60 ph¹ját a tartályban 10 11 értéken tartjuk, jellemzõen mész vagy más lúgos anyag adagolásával. A rajzok rövid ismertetése Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás elsõ lépésének folyamatábrája, amelyben a nyersanyagot ultrafinom péppé õröljük; a 2. ábra a találmány szerinti eljárás második, oxidációs lépésének folyamatábrája; és a 3. ábra egy adott esetben végrehajtandó harmadik, kilúgozási lépés folyamatábrája. A találmány megvalósítási módjainak leírása A találmány szerinti eljárás elsõ lépésében értékes fémeket tartalmazó nyersanyagot 100 mikron vagy ennél kisebb, elõnyösen 0 mikron vagy ennél kisebb, még elõnyösebben 2 mikron vagy ennél kisebb, még elõnyösebben 1 mikron vagy ennél kisebb, legelõnyösebben 10 mikron vagy ennél kisebb d 90 értékû szemcseméretre õrlünk, hogy ultrafinom pépet nyerjünk. A találmány egyik megvalósítási módja szerint, és az 1. ábrára való hivatkozással, egy nyersanyagot nehezen feldolgozható arany nyersanyagforrás formájában flotálást vagy gravitációs koncentrálást követõen vagy mint olyan anyagot malomba viszünk be, és azt az aranyszemcsék szabaddá válásának 0, 20 mikronos méretére õröljük, ezt elõnyösen egy vertikálisan kevert malomban végezzük, elõnyösen 1 2 mm átmérõjû õrlõközeget alkalmazunk, például Deswik vertikálisan kevert malmot vagy ezzel ekvivalens megoldást alkalmazunk. Az õrlendõ 12 friss nyersanyagot szivattyúval vagy gravitációs úton juttatjuk a 16 malom-betáplálótartályba. Az õrlendõ anyagot a 16 malom-betáplálótartályból a 18 vezetéken át juttatjuk a 10 malomba. A 10 malmot elhagyó õrölt anyagot a 20 vezetéken át szivattyúzzuk a 22 osztályozóciklonon keresztül. A 22 ciklonból távozó 24 alsó anyagáram (amely a méreten felüli anyagot tartalmazza) a 16 malom-betáplálótartályba jut vissza, míg a ciklon felsõ részén elhaladó anyagáram (a kívánt részecskemérettel bíró ultrafinom pép) az eljárás következõ lépésébe, nevezetesen az oxidációs lépésbe jut a 26 vezetéken át. A 10 malom elõtt elõnyösen valamiféle szitálásnak kell lennie, hogy megelõzzük, hogy a túlméretes anyag károsítsa a malom belsõ bevonatát és õrlõlemezeit. A 10 malomba a betáplálást egy állandó ajánlott áramlási sebességgel kell végezni, és a sûrûséget 40 0% szilárdanyag-értékre kell szabályozni víznek a 16 malom-betáplálótartályba való adagolásával. A malom-betáplálótartályba 14 vizet is kell adni, amennyiben az õrölt zagy viszkozitása kényelmetlenül magassá válik a szivattyúzáshoz. Más módon, az ultrafinom õrlõberendezések vagy technológiák bármely más formája is használható. Azon ércek esetén, amelyek jelentõs mennyiségben tartalmaznak dús aranyoldatotrabló ( preg-rob bing ) széntartalmú anyagot, például grafitot, elõnyös lehet, ha a találmány szerint elvégzendõ ultrafinom õrlési lépés elõtt egy széneltávolítási lépést végzünk. Ezt számos különféle módon érhetjük el, például alkalmazhatjuk egy gravitációs eljárás (táblák és/vagy más) flotációs eljá- 2
rással való kombinációja és nagynyomású ciklonozást, hogy a kinyert piritet a szénkoncentrátumhoz visszavezessük. Ily módon egy eltávolításra kerülõ szénfrakciót hozhatunk létre. Ha az arany szintje túl magas az eltávolításra szolgáló szénkoncentrátumban, alternatív eljárások használhatók az aranynak a szénbõl való kiextrahálására, például elégetést követõ cianidos kilúgozás. A találmány szerinti eljárás második lépésében az elsõ lépésbõl származó ultrafinom õrölt zagyot oxigénnel kezeljük oly módon, hogy egy in¹line nagy nyíróhatású statikus oxigénezõberendezésen szivattyúzzuk át, miközben egy tartályon vagy bármely más, csõvezetékoszlopokat tartalmazó edényen recirkuláltatjuk. A 2. ábrára való hivatkozással, a 26 ultrafinomra õrölt zagyot a 28 tartályba tápláljuk be, amely a oxigénezõberendezéshez betápláló és recirkuláltató tartályként szolgál. A zagyot a 28 tartályból egy 32 szûrõdobozon át vezetjük ki, hogy a 1 mm feletti méretû anyagot kiszûrjük, amely a oxigénezõberendezésen belül dugulásokat okozna. A megszûrt anyagot ezután a oxigénezõberendezésen szivattyúzzuk át 1 10 bar, jellemzõen mintegy 2, bar zagyellennyomást létrehozva. A berendezés ellennyomását egy nyomásmérõ mûszerrel olvassuk le. A berendezésbe megfelelõen méretezett áramlásmérõn át injektáljuk be az oxigént. Az oxigénvezeték nyomásának a beinjektálási ponton magasabbnak kell lennie, mint az oxigénezõberendezés ellennyomása, elõnyösen ez a különbség mintegy 10 bar, hogy ellensúlyozza a berendezés zagytúlnyomását, és elérje a kívánt oxigénáramlási sebességet. Az oxigénvezetékekre egyirányú, a visszafelé való áramlást meg nem engedõ szelepeket kell szerelni, hogy megelõzzük a zagynak az oxigénrendszerbe való beáramlását. A zagyot a oxigénezõberendezésen a 28 tartály révén több áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. A oxigénezõberendezésen való áthaladások száma kritikus az oxidációs lépés vonatkozásában. Míg az áthaladások jellemzõ száma 100 10, az áthaladások száma 10 és 0 közé eshet a kezelendõ érctõl függõen. Fontos a oxigénezõberendezésben létrehozott buborékok mérete is, ez 1 mikron és 1000 mikron közötti lehet, elõnyösen 1 00 mikron, jellemzõen az átlagos méret 100 mikron. A zagyot 20 m/s sebességgel, jellemzõen mintegy 10 m/s sebességgel kell szivattyúzni az oxigénezõberendezésen át, hogy az egységen belül megteremtsük a belsõ nyíróhatást. A berendezés ellennyomása mintegy 1 bar és mintegy 10 bar közötti lehet. Elõnyösen a berendezés el nem duguló porózus anyag (például PTFE frite) elrendezéssel bír, vagy egy rés vagy lemez Venturirendszerû fúvókát alkalmazunk annak érdekében, hogy a zagyba apró oxigénbuborékokat injektáljunk. Az ezt követõ nyomáskamrarendszer ezen buborékok gyors kiterjedését és összehúzódását (kavitáció) váltja ki, ami elõsegíti az oxigén oldódását. A berendezés kialakítása elõsegíti a buborékok összeolvadását, és a nyomástartás (mintegy 2, bar, de lehet 1 és mintegy 10 bar közötti tartományban) is elõsegíti az oxigén oldódását. Az oxigénfogyasztás 20 kg/t és 200 kg/t közötti lehet az érctõl függõen. 10 1 20 2 3 40 4 0 60 Az oxidatív lépést az oxidáló berendezés/reaktorban hajtjuk végre, amely mintegy 1 bar és mintegy 10 bar közötti nyomáson mûködik. A reaktorban lévõ zagy oxidálódásának elõsegítésére oxigént vezetünk be. Az oxidáció autotermikus, nem igényel külsõ hõközlést. A hõmérséklet az oxigén adagolásával szabályozható. Az oxidációs reakció általános reakciói az alábbiak: FeS+1/2 O 2 +H 2 SO 4 =FeSO 4 +SO+H 2 O FeS 2 +1/4 O 2 +1/2 H 2 O=1/2 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 1/2 H 2 SO 4 FeS 2 +9/4 O 2 +1/2 H 2 SO 4 =1/2 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 1/2 H 2 O+S. Elõfordulnak más reakciók is, köztük az arzenopirit oxidálódása, például az arzénes oxidáció és vas(iii)-arzenátként való fixálódás: HAsO 2 +Fe 2 (SO 4 ) 3 (a)+2 H 2 O=H 3 AsO 4 + 2 FeSO 4 (a) +H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 +2H 3 AsO 4 + 3 CaO=2 FeAsO 4 +3 CaSO 4.2 H 2 O+H 2 O. Más nem nemesfém-szulfidok is oxidálódnak, például a kalkopirit. Ezek az oxidációs reakciók elõsegítik a szulfidmátrix lebomlását, minek folytán a zárvány aranyrészecskék feltáródnak. A 28 betáplálótartályban a ph¹t a 34 mész vagy más lúg adagolásával 10 és 11 közötti értéken kell tartani. Az oxidációs reakciók mellékterméke kénsav, ami csökkenti a ph¹t. Ha a ph 7 és 9 közé csökken, növekszik annak a veszélye, hogy a tioszulfát kilúgozza az aranyat. Ez nemkívánatos, mivel az arany-tioszulfát komplex szélsõségesen instabil, és hajlamos arra, hogy a töltéssel bíró felületeken kiváljon, ami aranyveszteséget eredményez. Ebben az oxidatív lépésben a mészfogyasztás magasabb, mint az aranykilúgozásnál szokásos norma, 10 kg/t és 200 kg/t közötti lehet a kezelendõ érctõl függõen. Ez azonban még olyan nagyságrend, amely alacsonyabb, mint az US 6 833 021 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál használt. Az oxidációs reakció egy másik mellékterméke a hõ, mivel a reakciók exotermek. A zagyhõmérséklet a kezelendõ érctõl függõen C és 9 C közötti lehet. A zagyhõmérsékletet nyomon kell követni, mivel ez jelzõje annak, milyen hatékony oxidáció játszódik le. A zagy viszkozitását ugyancsak vizuálisan nyomon kell követni, és ha a viszkozitás túl nagyra nõ, 36 vizet kell beadagolni. Az oxidációs lépés célja nem feltétlenül a szulfidmátrix oxidálása annak lebontása céljából, hanem inkább a cianidfogyasztók kielégítése, hogy könnyen menjenek oldatba. Azonban ebben a lépésben elérhetõ a szulfidmátrix részleges és teljes közötti lebontása, ha gazdaságosnak bizonyul a többlet-aranykinyerés és a reagensfogyasztás összevetése. Agresszívebb oxidálást lehet elérni különféle savak alkalmazásával. Alkalmazhatók alternatív oxidálószerek is a peroxidtól az ózonig és a levegõig. Az eljárás harmadik lépése egy statikus keverési/oxigénezéses kilúgozási lépés. Ez a lépés az eljárás szempontjából nem kritikus, de hozzájárul ahhoz a kilúgozási kinetika felgyorsításával. E lépés alkalmazása nem tanácsos, ha igen agresszív úgynevezett dús 3
aranyoldatrablók vannak jelen az ércben elõzetesen standard laboratóriumi aranyoldatrabló vizsgálatokat kell végrehajtani ezen anyag mennyiségének megbecsülésére. Itt az oxigénezési lépésnél leírthoz hasonló keverõ/oxigénezõ berendezést alkalmazunk, hogy javítsuk a zagy és a kilúgozóanyag, például cianid közötti érintkezést, miközben a zagyot oxigénezzük is. A 3. ábrára való hivatkozással, a 2. lépésbõl származó 38 friss betáplált anyagot a 40 cianiddal együtt egy 42 tölcséres csövön át egy 44 szívószivattyúhoz közeli helyen visszük be a rendszerbe, egy 46 keverõ/oxigénezõn és egy recirkuláltató tartályként mûködõ 48 csõvezetékoszlopon visszük át. A friss és a recirkuláltatott zagy kombinációját a 46 oxigénezõn szivattyúzzuk át mintegy 2, bar ellennyomás mellett (az ellennyomás 1 10 bar lehet). Az oxigént a 46 oxigénezõben adagoljuk áramlásmérõn át. Az oxigénvezetékben a nyomás elõnyösen 10 bar körüli. A 46 oxigénezõben az ellennyomást nyomásmérõ mûszeren mérjük. Elõnyös, ha a zagyot a szivattyúba való belépés elõtt szûrõdobozon szûrjük a 1 mm feletti méretû részecskék eltávolítására, amelyek a 46 oxigénezõberendezésben dugulást okozhatnak. A 46 oxigénezõberendezésbõl kilépõ zagyot a 48 csõvezetékoszlopba ürítjük, a 48 oszlopnak egy az 0 túlfolyó alatti pontján bevezetve. A 48 oszlopból az 0 túlfolyón át tetszés szerint gravitációs úton vagy szivattyúzva juttathatjuk az anyagot a kilúgozóüzembe, amely elõnyösen Carbon in Leach (CIL) vagy Resin in Leach (RIL). A szilárd anyagot a 48 oszlopban nagy sebességû szivattyúzással tartjuk szuszpenzióban. Elõnyös a 20 áthaladás, de az áthaladások száma 1 és 100 között változhat. Az iparban jól ismert, hogy a kilúgozáshoz mind oxigén, mind cianid szükséges. Az is ismert, hogy a kilúgozás kinetikája és mértéke a zagy keverésének fokától, a nyomástól és a hõmérséklettõl függ. A kilúgozás követelménye az oxigénezõberendezésen belül teljesül, ezért a kilúgozás kinetikája és mértéke javult. A gyorsabb kinetika drámaian csökkenti a következõkben szükséges kilúgozóüzem méretét, és emellett további elõnyként nagyobb szén- és gyantaterhelésekkel bír a CIL- és RIL-üzemek számára, csökkenti az adszorbensben bezárt arany mennyiségét. Az alacsonyabb oldhatóarany-veszteség az oldott arany és az adszorbens közötti jóval hosszabb érintkezési idõnek is tulajdonítható. A kilúgozóüzem mûködése jóval egyenletesebbé és felhasználóbarátabbá válik. Egyes aranyércek jelentõs mennyiségû rezet vagy más nem nemesfémet tartalmaznak, amelyek az arany kilúgozását nagy cianidmennyiség-fogyasztásuk folytán problematikussá teszik. Ebben az esetben egy opcionális lépést iktathatunk be, mely szerint a finomõrlés és az oxidációs lépés után, közvetlenül az arany kilúgozása elõtt, amelyben a rezet extraháljuk ki, és túl alacsony mennyiség esetén ezt az extraktumot elöntjük, vagy, amennyiben ez gazdaságosnak bizonyul, a nem nemesfémek szokásos feldolgozási folyamatában továbbhasznosítjuk. Például az arany kilúgozása elõtt a kilúgozott rezet adszorbeáltathatjuk egyetlen szénen pép állapotban. A találmány szerinti 10 1 20 2 3 40 4 0 60 oxidációs lépés savas közegben való végrehajtása fokozhatja a réz kilúgozódását. Természetesen a ph¹t a cianidos kilúgozás elõtt 10 és 11 közötti értékre kell emelni. Bár a fenti eljárást az aranyiparra alkalmazva írtuk le, nehezen feldolgozható aranyérceken bemutatva az eljárást, ahol az arany fõként piritbe és/vagy pirrotitba és/vagy arzenopiritbe, vagy akár kvarcba zárt, az eljárás alkalmazható a nem nemesfémek iparában és a platinaiparban is. Azon kombinált hatások eredményeként, amelyeknek részei az ultrafinom õrléssel való felszabadítási lépés, az oxidációs lépés, amelyben a zagyot nyíróhatás mellett több áthaladás mellett finom buborékoknak tesszük ki, valamint az adott esetben végrehajtott aranykilúgozás statikus keverõ/oxigénezõ berendezésben, a következõ elõnyök realizálhatók: A szükséges kilúgozási idõ jelentõs csökkenése, az eredetinek 8 2%¹a (például a kilúgozási idõ 7 90%-kal csökken). Például az US 6 833 021 számú szabadalmi leírás szerinti eljárásban a cianidos kilúgozás közelítõleg 24 órát vesz igénybe, míg a találmány szerinti cianidos kilúgozás idõtartama 2 3 óra. A szokásos eljárások aranykinyerése mintegy 20 8%-kal javítható. A cianidfogyasztás drasztikusan csökkenthetõ, a csökkenés a szokásos eljárásokhoz viszonyítva 0 90%. Továbbá, az US 6 833 021 számú szabadalmi leírás szerinti eljárásban a cianid mennyiségének csak mintegy 20%¹os csökkenését érik el. Sokkal egyenletesebb aranymeddõ és jóval felhasználóbarátabb kilúgozóüzem érhetõ el. Az eljárás már meglévõ üzemekkel is összeilleszthetõ. Lényegesen kisebb tõkebefektetést igényel, mint az US 6 833 021 számú szabadalmi leírás szerinti eljárás (amely tartálytelepet igényel), mivel a találmány szerinti eljárás egyetlen tartályban végrehajtható. Kisebb mûködtetési költség, mivel jóval kevesebb oxigén szükséges (20 200 kg/t oxigénfogyasztás a találmány szerint), és ugyancsak jóval kevesebb a mészszükséglet (0 200 kg/t mészfogyasztás a találmány szerint) az US 6 833 021 számú szabadalmi leírásban szereplõ eljáráshoz viszonyítva (amelyben az oxigénfogyasztás 200 1000 kg oxigén/t szilárd anyag és a mészfogyasztás 100 1200 kg mész és/vagy mészkõ/t szilárd anyag. Egy negyedik lépésben a statikus keverõ/oxigénezõ kilúgozólépésbõl származó terméket azután meglévõ szokásos módszerekkel való további feldolgozásnak tesszük ki. A CIL vagy RIL elõnyös, de cianidtól eltérõ más kilúgozószerek és más eljárások, köztük cinkkel való lecsapás is használható. A találmányt a következõkben részletesebben ismertetjük a következõ nem korlátozó példákra való hivatkozással. 4
1. példa Szénbe ágyazott szulfidércbõl származó nyersanyagot ultrafinomra õrlünk,,7 mikron d 90 értékû részecskeméretre 1:1 folyadék:szilárd anyag arány mellett. Az anyag ph¹ját mész adagolásával 11¹re állítjuk be. Ezt a feliszapolt anyagot azután 100 áthaladással (ekvivalens) in¹line nyíróhatás mellett oxigénezõberendezésen visszük át (ebben az esetben Aachen Aerator típusú berendezés, gyártója a Maelgwyn Mineral Services Ltd). A feliszapolt anyagot ezután az oxigénezõberendezésen szivattyúzzuk át, 2, bar zagyellennyomást hozunk létre. Az oxigénezõberendezésbe 10 ¹6 bar nyomású oxigénvezetéken oxigént injektálunk be egy 10 mikronos el nem duguló PTFE friten át, így átlagosan 100 mikron méretû oxigénbuborékokat nyerünk. Az oxidált anyagot ezután standard palackgörgetéses vizsgálati eljárásnak tesszük ki cianid jelenlétében, és a szénre és a kinyerésre vonatkozó adatainkat az alábbi 1. táblázatban adjuk meg. Az 1. táblázatban bemutatjuk egy olyan alapesettel kapcsolatos eredményeinket is, amelynél az eljárás során 348 d 90 értékû részecskeméretû ércet (azaz finomõrlés nélküli ércet) alkalmaztunk, és nem alkalmaztunk oxigénezést és nyírólépést. 1. táblázat Szénbe ágyazott szulfidércre vonatkozó példa Fej Farok % Kinyerés NaCN-adagolás, kg/t Maradék, NaCN % NaCN-fogyasztás, kg/t Szén, g/l Alapeset 16,1 12,0 2, 1 0,80 6,9 1. példa 16,1 2,69 83,3 16 1,2 0,80 Az 1. táblázatban nyilvánvaló, hogy az 1. példa szerint kezelt oxidált zagy esetén, amely ultrafinoman õrölt,7 mikronos d 90 értékû szemcséket tartalmaz, az alapesethez hasonlítva a cianidkilúgozási lépésben a kinyerés 2%-ról 83%¹ra javult. Az 1. példa szerinti zagy cianidfogyasztása ugyancsak csökkent az alapesethez hasonlítva 6 kg/t¹ról 0,8 kg/t¹ra. 2 3 40 2. példa Szulfidflotációs koncentrátum nehezen feldolgozható aranyérc nyersanyagot 10 mikron d 90 értékû részecskeméretre finomra õrlünk 1:1 folyadék:szilárd anyag arány mellett. Az anyag Az anyag ph¹ját mész adagolásával 11¹re állítjuk be. Ezt az iszapolt anyagot azután in line nyíróhatás mellett oxigénezõberendezésen visszük át különbözõ számú áthaladásokat biztosítva (ebben az esetben a berendezés Aachen Aerator típusú berendezés, gyártója a Maelgwyn Mineral Services Ltd). A feliszapolt anyagot ezután az oxigénezõberendezésen szivattyúzzuk át, 2, bar zagyellennyomást hozunk létre. Az oxigénezõberendezésbe ¹6 bar nyomású oxigénvezetékbõl el nem duguló PTFE 10 mikronos friten át oxigént injektálunk, 100 mikronos átlagos méretû oxigénbuborékokat nyerünk. Az alábbi 2. táblázatban bemutatjuk a 24 órás cianidos kilúgozást követõen kapott kinyerést abban az esetben, ha nem alkalmazunk oxidációs lépést, valamint a találmány szerinti eljárás esetén, ahol 20 100 áthaladást valósítunk meg az oxidálóberendezésen át, majd 24 órás cianidos kilúgozást végzünk, és abban az esetben, ahol 100 áthaladást biztosítunk az oxigénezõberendezésen, majd ezt követõen 20 újabb áthaladást oxigénezõberendezésen, amely cianidos kilúgozást (1 kg/t cianid) is tartalmaz, és ezt követõen 24 órás palackgörgetéses cianidos kilúgozást végzünk. A palackgörgetéses cianidos kilúgozásokat követõen a mintákat szûrjük, és mossuk, majd a szilárd maradékot, az oldatot és a szenet aranyra nézve analizáljuk. Feljegyezzük a szén és a szilárd massza szárítást követõ mennyiségét. Meghatározzuk a végsõ ph¹értékeket és a végsõ cianidkoncentrációkat. Kiszámítottuk a kinyeréseket és eredményeinket a 2. táblázatban adjuk meg. 2. táblázat Üzemi fejtermék, Au g/t Maradék, Au g/t Kinyerés, % 24 órás kilúgozás 1,0 12,20 76,31 20 áthaladás az oxigénezõn, 24 óra kilúgozás 1,0 8,60 83, 100 áthaladás az oxigénezõn, 24 óra 1,0 8,00 84,47 kilúgozás 100 áthaladás az oxigénezõn+20 áthaladás cianidkilúgozón, 24 óra kilúgozás 1,0 7,00 86,41 A 2. táblázatból látható, hogy az oxidálóberendezésen való áthaladások száma révén növekszik az aranykinyerés 76,31%-ról 83,%¹ra 20 áthaladásnál, illetve 84,476%¹ra 100 áthaladásnál, és a kinyerés 86,41%¹ra 60 nõ, ha olyan további lépést alkalmazunk, amelyben az oxigénezõberendezésen való áthaladás egy cianidos kilúgozást foglal magában. A meddõfém tartalma az alapeset 12,20 g/t értékérõl 8,00 g/t értékre csökken az
oxidálóberendezésen való 100 áthaladás esetén, és 7,00 g/t értékre csökken egy olyan további lépés alkalmazásakor, amelyben az oxigénezõberendezésen való áthaladás cianidos kilúgozást foglal magában. 3. példa Az alábbi 1 3. grafikonokon bemutatjuk a találmány elõnyeit a meglévõ, normális õrlést (80% 7 mikronos szitán átesõ) tartalmazó eljárás alkalmazásához viszonyítva, valamint egy olyan meglévõ eljáráshoz viszonyítva, amelyben csak finomõrlést alkalmazunk önmagában (nem alkalmazzuk a találmány szerinti többszöri áthaladást az oxidációs lépésen, a grafikonon, mint nulla áthaladás van feltüntetve), és azt a javulást, amely a találmány szerinti eljárással érhetõ el az Au¹kinyerésben mindkét esethez képest. 1. grafikon Reagensfogyasztás az áthaladások számának függvényében Áthaladások száma és kilúgozási idõ Cianidfogyasztás normál õrlés kg/t Mészfogyasztás normál õrlés kg/t Cianidfogyasztás finomõrlés kg/t Mészfogyasztás finomõrlés kg/t 2. grafikon A meddõ aranytartalma g/t az áthaladások függvényében Áthaladások száma és kilúgozási idõ A meddõ aranytartalma normál õrlés g/t A meddõ aranytartalma finomõrlés g/t 6
3. grafikon Aranykinyerés az áthaladások függvényében Áthaladások száma és kilúgozási idõ Normalizált Au kinyerés % normál õrlés Normalizált Au kinyerés % normál õrlés 4. példa 20 2 Az 1. grafikonon enyhe növekvést láttunk a mészfogyasztásban akkor, ha a normálõrlésû mintát (80% 7 mikronos szitán átesõ) finomra õröljük (d 90 =1 mikronra), majd cianidos kilúgozásnak tesszük ki. A mészfogyasztás kevéssel annak a kétszerese fölé növekszik, amely a finomõrléshez szükséges akkor, ha csak a találmány szerinti oxidációs lépésnek tesszük ki. Azonban a 2 kg/t fogyasztás még minimális az US 6 833 021 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban fellépõ fogyasztáshoz viszonyítva. A 2. grafikonon egyértelmûen látható a találmány jótékony hatása a kizárólag finomõrlést tartalmazó változathoz képest. A meddõfém tartalma élesen növekszik, ha csak finomõrlést alkalmazunk önmagában, majd cianidos kilúgozást (8 g/t¹ról 12 g/t¹ra növekszik). Finomõrlést és a találmány szerinti oxidációs lépésnél 100 áthaladást követõen a meddõfém tartalma drámaian csökken, mintegy 4 g/t értékre. A 3. grafikonon a kinyerés csökkenését mutatjuk be (8%-ról mintegy 76%¹ra) a finoman õrölt minta esetén találmány szerinti oxidatív lépés nélkül, és a kinyerés drámai mértékû növekedését 92%¹ra, ha a finomõrlés a találmány szerinti oxidatív lépéssel párosul. 3. táblázat Minta Õrlés Fejtermék, Au g/t Meddõ, Au g/t Kinyerés Cianidfogyasztás, kg/t Mészfogyasztás, kg/t Finomõrlés d 90 2 mikron 20,4 8,14 60,37 22 11,1 Finomõrlés d 100 2 mikron 19,1 10,96 42,62 27 13,74 Finomõrlés +1 áthaladás az oxidációs lépésben d 100 2 mikron 20 6,33 68 2 34,38 0 60 A 3. táblázatban a hozam csökkenését mutatjuk be a 2 mikron d 90 értékû szemcseméret esetén kapott 60,37%-ról a 2 mikron d 100 értékû szemcseméretnél kapott 42,62%¹ra, ha a finomõrlést önmagában alkalmazzuk. A finomõrlés d 100 =2 mikronra (100% átesõ a 2 mikronos szitán) és a találmány szerinti oxidációs lépésben való 1 áthaladás kombinációja a kinyerést 68%¹ra javítja. A finomõrlés önmagában nem javítja a kinyerést, hanem valójában ebben az esetben csökkenti azt. Jelentõséggel bír a cianidfogyasztás nagy csökkenése is, az önmagában alkalmazott finomõrlésnél fennálló 22 kg/t¹ról a finomõrlésnek a találmány szerinti többszörös áthaladásos oxidatív lépés esetén 2 kg/t¹ra. A mészfogyasztás a finomõrlés önmagában való alkalmazásakor fennálló 11,1 kg/t értékrõl 34,38 kg/t értékre növekszik a finomõrlés és a találmány szerinti többszöri áthaladásos oxidatív lépés kombinálásakor, de ez még elfogadható az US 6 833 021 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárásnál jelentkezõ mészfogyasztáshoz hasonlítva (amely 100 1200 kg mész és/vagy mészkõ/t szilárd anyag). 1 bar=1 10 Pa 1 tonna=1000 kg. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás értékes fémek kinyerésére nyersanyagból, amely eljárás tartalmazza a következõ lépéseket: 7
1) a nyersanyag d 90 =100 mikron vagy kisebb részecskeméretû zagy formájában való biztosítása; 2) a zagy oxigénezõberendezésen többszöri áthaladással való átjuttatása, ahol az oxigént az oxigénezõberendezésbe buborékok formájában vezetjük be; és 3) adott esetben az oxigénezett zagy kilúgozási lépésen való átvezetése. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol az értékes fémek nem nemesfémek, platina vagy arany. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, ahol a nyersanyag d 90 =0 mikron részecskeméretû vagy kisebb zagy. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, ahol a nyersanyag d 90 =2 mikron vagy kisebb részecskeméretû zagy.. A 4. igénypont szerinti eljárás, ahol a nyersanyag d 90 =1 mikron vagy kisebb részecskeméretû zagy. 6. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a 2) lépés oxigénezõberendezését 1 bar (1 10 Pa) fölötti nyomáson mûködtetjük. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, ahol a 2) lépés oxigénezõberendezését mintegy 10 bar¹ig terjedõ (1 10 6 Pa) nyomáson mûködtetjük. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, ahol a 2) lépés oxigénezõberendezését mintegy 2, bar¹ig terjedõ (2, 10 Pa) nyomáson mûködtetjük. 9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a buborékok mérete 1 1000 mikron. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, ahol a buborékok mérete 1 00 mikron. 11. A 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a buborékok átlagos mérete 100 mikron. 10 1 20 2 12. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol az oxigénezõberendezés nagy nyíróhatást fejt ki a zagyra. 13. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol az oxigénvezetékben lévõ nyomás az oxigénnek az oxigénezõberendezésbe való beinjektálási pontjában az oxigénezõberendezésben uralkodó nyomás fölötti értékû. 14. A 13. igénypont szerinti eljárás, ahol az oxigénvezetékben lévõ nyomás mintegy 10 bar (1 10 6 Pa). 1. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a 2) lépésben az oxigénezõberendezés oxigénfogyasztása 20 200 kg/t zagy. 16. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben 10¹szeri vagy több áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. 17. A 16. igénypont szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben 10 0 áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. 18. A 17. igénypont szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben 20 200 áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. 19. A 18. igénypont szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben 0 200 áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben 100 10 áthaladást biztosítóan recirkuláltatjuk. 21. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a zagyot a 2) lépésben az oxigénezõberendezésben egy tartályon át recirkuláltatjuk, és a tartályban az anyag ph¹ját 10 és 11 közötti értéken tartjuk. 8
HU 003 829 T2 Int. Cl.: C22B 1/00 9
HU 003 829 T2 Int. Cl.: C22B 1/00 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest