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1. MXMX/a/2008/010955 - PROCESS FOR THE ACID DIGESTION OF METAL-CONTAINING COMPOUNDS

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PROCESO PARA LA DIGESTIÓN ACIDA DE COMPUESTOS QUE
CONTIENEN METAL

DESCRIPCIÓN

La presente invención se refiere a un proceso para la digestión ácida de compuestos que comprenden metal al lixiviar por medio de un lixiviante acuoso, en donde el lixiviante acuoso comprende i) un ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o ii) una mezcla de una o más sales de ácido alcanosulfónico. Además, un lixiviante acuoso que comprende uno o más ácidos alcanosulfónicos y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo así como un lixiviante acuoso que contiene una o más sales de ácidos alcanosulfónicos, ácido sulfúrico y, de ser apropiado, se provee agente tensioactivo por la presente invención.
El proceso de la invención es adecuado, por ejemplo, para el arranque de cobre, para la producción de Ti02 o para la digestión de espato flúor (CaF2) para producir fluoruro de hidrógeno.
Muy pocos metales ocurren en forma pura en naturaleza. Usualmente están presentes de forma catiónica como óxidos, sulfuros, arseniuros, haluros, carbonatos, fosfonatos, sulfatos, etc. Ocurren como minerales que comprenden metal o mezclas de mineral que son más o menos conglomeradas con piedra y si son de importancia económica son referidos como metalíferos.
Para aislar los elementos puros, los minerales y metalíferos se tienen que procesar y los metales extraer de ahí. Una posibilidad es el "proceso de lixiviar" en donde los iones metálicos se extraen directamente del metalífero por medio de soluciones acuosas ácidas o básicas. El lixiviante usado depende del tipo de metalífero y la ocurrencia en el depósito respectivo. En muchos casos, se ha encontrado útil ácido sulfúrico diluido (de 1 a 5% en peso).
Este proceso puede aplicarse con éxito a, por ejemplo, metalíferos de bajo cobre y productos de desecho que tienen un contenido de cobre de menos de 2% en peso, por ejemplo, los residuos que comprenden cobre obtenidos en la quema de pirita en fabricación de ácido sulfúrico. Estos materiales de partida, de ser necesario después de torrefacción previa, se tratan con ácido sulfúrico diluido y el cobre se aisla de la solución de sulfato de cobre resultante por medio de pasos de desarrollo adicional.
La manera usual de extraer el cobre es hacer un montón del material que comprende cobre y después rociarlo desde arriba con ácido sulfúrico diluido, de modo que el ácido sulfúrico diluido puede percolar o irrigar a través del material que comprende cobre. La lejía madre enriquecida con cobre recolecta en el fondo del montón y se pasa para desarrollo adicional.
Sin embargo, el ácido sulfúrico diluido tiene que actuar en el cobre durante un periodo de hasta un número de semanas a fin de disolver cantidades satisfactorias de iones metálicos a partir del metalífero. En general, son bajos los rendimientos en arranque de cobre por este proceso.

Un proceso para la digestión ácida de metalíferos de cobre que tienen un contenido de cobre bajo se describe en US 4,120,935. Aquí, el metalífero de cobre se humedece en ácido sulfúrico concentrado y se deja durante al menos 3 días antes de lavar el metalífero con de 5 a 10 veces la cantidad de ácido sulfúrico de baja concentración.
La solicitud alemana DE 10 2004 063 500.5 describe la adición de agentes tensioactivos al ácido sulfúrico diluido para aumentar el rendimiento. Los agentes tensioactivos se seleccionan de modo que en una concentración de 0.01 a 0.3% en peso en una solución de H2S04 acuosa de 2% de resistencia a 23°C conducen a una reducción en el ángulo de contacto en vidrio por al menos 10° después de 1 segundo.
EP 0 536 914 describe el uso de agentes tensioactivos fluoroalifáticos de la fórmula general (Rf)n(Q)xZ, en donde Rf es un radical fluoroalifático, Q es una unidad de unión y Z es un grupo soluble en agua, en la extracción de cobre (n = 1 ó 2 y x = 0 ó 1) por medio de un lixiviante acuoso que comprende ácido sulfúrico.
No obstante, las desventajas de estos procesos conocidos son las cantidades grandes de ácido sulfúrico que se adquieren para separar el cobre de materiales que comprenden cobre y también el rendimiento por lo general insatisfactorio de cobre durante la extracción, lo que usualmente no es más de 80%. Además, la extracción toma un tiempo considerable que varía de unos pocos días a unos pocos meses.

Un objeto de ia presente invención es proveer un proceso alternativo para la digestión ácida de compuestos que comprenden metal por medio de un lixiviante acuoso. Entre otras cosas, se debe lograr un rendimiento aumentado de iones metálicos, con base en el compuesto que comprende metal usado, en comparación con los procesos descritos antes.
El objeto se logra por un proceso para la digestión ácida de compuestos que comprenden metal al lixiviar por medio de un lixiviante acuoso, en donde el lixiviante 1) comprende uno o más ácidos alcanosulfónicos y/o ii) una mezcla de una o más sales de ácidos alcanosulfónicos y ácido sulfúrico. En otra modalidad, el lixiviante comprende en caso de i) uno o más ácidos alcanosulfónicos y también ácido sulfúrico.
Una ventaja del proceso de la invención es que la extracción de compuestos que comprenden metal por medio de una solución acuosa que comprende ácido alcanosulfónico y ácido sulfúrico y/o una mezcla de sal de ácido alcanosulfónico y ácido sulfúrico conduce a rendimientos significativamente mayores de iones metálicos que se encuentran en extracción por medio de ácido sulfúrico acuoso con adición de ácido alcanosulfónico y/o sal de ácido alcanosulfónico. La digestión asi se puede llevar a cabo en un tiempo más corto y/o usando cantidades menores de lixiviante. Otra ventaja es la aplicabilidad muy amplia del proceso de la invención. De esta manera, no solamente se pueden producir metales sino también compuestos metálicos tal como Ti02, y, por ejemplo, compuestos que comprenden CaF2 también se pueden digerir por el proceso de la invención para producir ácido fluorhídrico. El uso de sales de ácidos alcanosulf ónicos mezclados con ácido sulfúrico además tiene la ventaja de que las sales de ácidos alcanosulfónicos acumulando como productos de desecho en otros procesos químicos se pueden usar en una manera benéfica.
El proceso de la invención en principio es adecuado para lixiviar cualquier compuesto que comprende metal en el caso de que un metal se pueda disolver de los compuestos respectivos, por ejemplo metalíferos, roca o minerales, por tratamiento con ácido sulfúrico. Los compuestos que comprenden metal que se pueden digerir por el presente proceso son, por ejemplo, óxidos, sulfuros, arseniuros, cloruros, carbonatos, fosfatos o fluoruros.
Los metalíferos óxidos que comprenden cobre incluyen, por ejemplo, metalífero de cobre rojo (cuprita) Cu20, malachita verde Cu2(OH)2(C03) (= "CuC03 * Cu(OH)2") y azurita azul Cu3(OH)2(C03)2 (= "2CuC03 · Cu(OH)2"), metalíferos de cobre sulfídico, por ejemplo, calcopirita CuFeS2 (= "Cu2S · Fe2S3"), bornita Cu3FeS3 (= "3Cu2S · Fe2S3"), cubanita CuFe2S3 y cobre (calcosina) Cu2S. Otros metales que se pueden obtener de sus metalíferos por extracción ácida son zinc, plomo, molibdeno, antimonio, bismuto, mercurio, cobalto y níquel.
Para el arranque de zinc, los metalíferos de zinc (mezcla de zinc, smithsonita) se calcinan antes de lixiviar.
Lantano y las lantanidas se pueden obtener por la digestión ácida de cerita, monadita, turneria y ortita de conformidad con la invención.
Uranilo sulfato, que se procesa más para obtener uranio, se puede obtener de metalíferos de uranio por el proceso de la invención.
Se da preferencia a digerir compuestos que comprenden metal que comprenden cobre, titanio, CaF2, zinc, plomo, molibdeno, antimonio, bismuto, mercurio, cobalto, níquel, aluminio, lantano, lantanidas o uranio por el proceso de la invención.
El metal comprendido en el compuesto que comprende metal puede estar presente en cualquier estado de oxidación que sea posible para el metal respectivo.
La lixiviación con frecuencia es solamente un paso intermedio en arranque de metal, en donde el metal deseado se disuelve de la roca y se convierte en una forma soluble que después se somete a purificación adicional y pasos de desarrollo.
Sin embargo, en algunos casos, el metal puro no es el producto final deseado. Por ejemplo, los minerales de titanio tal como ilmenita (FeTi03) se digieren para la producción de Ti02, bauxita se digiere para la producción de aluminio o hidróxido de aluminio se digiere para la producción de sulfato de aluminio.
Es posible usar no solamente metalíferos frescamente minados y minerales sino también productos de desecho o intermediarios de otros procesos, por ejemplo, los residuos que comprenden cobre obtenidos en la quema de pirita en la fabricación de ácido sulfúrico o polvo de filtro o cenizas volantes obtenidas en la limpieza de aire de escape, para recuperar los metales pesados comprendidos ahí por medio del proceso de la invención.
El objetivo del proceso no siempre es la extracción del catión comprendido en el mineral o en el metalífero sino en vez puede ser la extracción del contraión. Por ejemplo, la digestión de espato flúor (CaF2) se utiliza para producir fluoruro de hidrógeno o la digestión de apatita Ca5(P04)3(F, OH, Cl) se emplea para obtener ácido fosfórico. En estos casos también, los compuestos que comprenden metal comprendiendo el anión deseado como contraión se pueden digerir por el proceso de la invención.
El lixiviante acuoso usado de conformidad con el proceso de la invención comprende i) de 0.001 a 50% en peso de uno o más ácidos alcanosulfónicos, preferiblemente de 0.01 a 10% en peso. De ser apropiado, el ácido alcanosulfónico también puede tener una concentración arriba de 50% en peso. Se da preferencia a usar un ácido alcanosulfónico.
El lixiviante acuoso usado de conformidad con el proceso de la invención comprende ii) de 1 a 10% en peso de una o más sales de ácidos alcanosulfónicos, de 90 a 99% en peso de ácido sulfúrico y, de ser apropiado, 0 a 5% en peso de agente tensioactivo.
Para los propósitos de la presente invención, es posible usar ácidos alcanosulfónicos cíclicos, lineales y ramificados cuyo radical de alquilo tiene de 1 a 40 átomos de carbono como ácidos alcanosulfónicos. Se pueden preparar por métodos conocidos a aquellos expertos en la técnica, por ejemplo, por sulfoxidación de los aléanos correspondientes. Se da preferencia a usar ácidos alcanosulfónicos teniendo radicales de alquilo de cadena corta tales como radicales de propilo, etilo o metilo; se da particular preferencia a usar ácido metanosulfónico.
En una modalidad preferida, el lixiviante acuoso comprende tanto ácido alcanosulfónico como ácido sulfúrico. La concentración de ácido sulfúrico está en la escala de 0 a 50% en peso, preferiblemente de 0 a 10% en peso.
En una modalidad preferida, el ácido sulfúrico usado es ácido sulfúrico diluido teniendo un contenido de 1 a 80 g/l de H2S04, en particular preferiblemente de 2 a 60 g/l de H2S04, en particular de 5 a 40 g/l de H2S04.
De acuerdo con la invención, las sales de amonio, alcalinas y alcalino férreas de los ácidos alcanosulfónicos descritos precedentemente se usan como sales de ácidos alcanosulfónicos. Se prefieren el amonio y las sales alcalinas, en especial se prefiere sales de amonio y sodio de ácido metanosulfónico, muy preferido es la sal de sodio de ácido metanosulfónico (metanosulfonato de sodio). La relación de ácido sulfúrico a ácido alcanosulfónico en el lixiviante acuoso de conformidad con la presente invención está en la escala de 1000 : 1 a 1 : 1, preferiblemente de 100 : 1 a 10 : 1.
De acuerdo con la invención, la relación de sal de ácido alcanosulfónico a ácido sulfúrico está en la escala de 1:9 a 1:99. Las mezclas de sal de ácido alcanosulfónico y ácido sulfúrico típicamente contienen 1 a 10% en peso de sal de ácido alcanosulfónico y 90 a 99% en peso de ácido sulfúrico.
En el proceso de la invención, se pueden agregar agentes tensioactivos al lixiviante acuoso. Los agentes tensioactivos usados pueden ser aniónicos, catiónicos, no iónicos o anfotéricos. También se pueden usar mezclas de las clases de agentes tensioactivos antes mencionadas. Se da preferencia a agentes tensioactivos que después de la extracción del metal desde el material que comprende metal no interfieren en el desarrollo adicional del metal extraído en la solución de ácido sulfúrico. De esta manera, por ejemplo, la transferencia de cobre desde la fase de extracción acuosa en una fase orgánica no debe ser afectada adversamente. Por lo tanto, los sistemas de agente tensioactivo adecuados tienen que ser buenos agentes de humedecimiento pero emulsores pobres. En una modalidad preferida de la presente invención, por tanto se hace uso de un agente tensioactivo que durante la extracción de la fase acuosa con una fase orgánica no aumenta significativamente el tiempo para que ocurra la separación de fase en comparación con la separación de fase sin agente tensioactivo.
Además, los agentes tensioactivos adecuados preferiblemente deben ser estables bajo las condiciones ácidas causadas por el ácido alcanosulfónico y, si está presente, el ácido sulfúrico en una fase acuosa y preferiblemente ser biodegradable, en particular de preferencia prontamente biodegradable.
Se da particular preferencia a usar agentes tensioactivos que en una concentración de 0.01 a 0.3% en peso, en particular preferiblemente de 0.05 a 0.25% en peso, en particular de 0.1 a 0.2% en peso, en una solución de H2S04 acuosa de 2% de resistencia a 23°C conducen a una reducción en el ángulo de contacto en vidrio por al menos 10°, en particular preferiblemente por lo menos 20°, en particular por lo menos 30°, en especial por lo menos 40°, después de 1 segundo, en particular preferiblemente después de 0.5 segundo, en particular después de 0.1 segundo.
Los agentes tensioactivos descritos en la solicitud alemana número DE 10 2004 063 500.5 son particularmente útiles. Por ejemplo, el agente tensioactivo se puede seleccionar a partir de

el grupo de agentes tensioactivos no iónicos, preferiblemente agentes tensioactivos no iónicos seleccionados a partir del grupo que consiste de alcoxilatos de alcohol, alcoxilatos de alquilfenol, alquilpoliglucosidas, N-alquilpoliglucosidas, N- alquilglucamidas, alcoxilatos de ácido graso, ésteres de poliglicol de ácido graso, amina alcoxilatos de ácido graso, amida alcoxilatos de ácido graso, alcanolamida alcoxilatos de ácido graso, N-alcoxipolihidroxiamidas de ácidos grasos, N- ariloxipolihidroxiamidas de ácidos grasos, copolímeros en bloque de óxido de etileno, óxido de propileno y/u óxido de butileno, poliisobuteno alcoxilatos, derivados de poliisobuteno- anhidrido maleico, gliceridas de ácido graso, ésteres de sorbitán, derivados de ácido graso de polihidroxi, derivados de ácido graso de polialcoxi y bigliceridas;
el grupo de agentes tensioactivos amónicos, preferiblemente agentes tensioactivos aniónicos seleccionados a partir del grupo que consiste de sulfatos de alcohol graso, alcoholes alcoxilados sulfatados, alcanosulfonatos, N-acilsarcosinatos, alquilbencenosulfonatos, olefin sulfonatos y disulfonatos, alquilo éster sulfonatos, ácidos policarboxílicos sulfonados, alquilglicerol sulfonatos, glicerol éster sulfonatos de ácido graso, alquilfenol poligl icol éter sulfatos, parafina sulfonatos, alquilo fosfatos, acilisotionatos, aciltauratos, acilmetiltauratos, ácidos alquilsuccinicos, ácidos alquenilsuccínicos o sus monoésteres o monoaminas, ácidos alquilsulfonilsuccínicos o sus amidas, monoésteres o diésteres de ácidos sulfonilsuccínicos, alquilo poliglicosidas sulfatadas, alquilo poliglicol carboxilatos e hidroxialquilo sarcosinatos;
el grupo de agentes tensioactivos catiónicos, preferiblemente agentes tensioactivos catiónicos seleccionados a partir del grupo que consiste de sales de tetraalquilamonio, sales de imidazolinio y óxidos de amina;
el grupo de agentes tensioactivos anfotéricos, preferiblemente agentes tensioactivos anfotéricos seleccionados a partir del grupo que consiste de agentes tensioactivos que comprenden ácidos carboxilicos y adicionalmente por lo menos una unidad de monómero etilénicamente insaturada de la fórmula general (I) R1(R2)C = C(R3)R4 (I),
en donde R1 a R4 son cada uno, independientemente uno del otro, -H, -CH3, un radical de alquilo de cadena recta o saturado ramificado teniendo de 2 a 12 átomos de carbono, un radical de alquenilo de cadena recta o ramificada, monoinsaturado o poliinsaturado teniendo de 2 a 12 átomos de carbono, radicales de alquilo o alquenilo como se definió antes sustituidos por - NH2-, -OH o -COOH, un grupo heteroatómico teniendo por lo menos un grupo positivamente cargado, un átomo de nitrógeno cuaternizado o por lo menos un grupo amina teniendo una carga positiva en el rango de pH de 2 a 11 o -COOH o - COOR5, en donde R5 es un radical de hidrocarburo saturado o insaturado, de cadena recta o ramificada teniendo de 1 a 12 átomos de carbono.

Además, es posible, dentro del alcance de la presente invención, usar agentes tensioactivos de clases diferentes, por ejemplo, agentes tensioactivos aniónicos junto con agentes tensioactivos catiónicos, agentes tensioactivos anfotéricos junto con agentes tensioactivos no iónicos, etc., en la composición de conformidad con la invención. Aquí, es posible usar agentes tensioactivos de 1, 2, 3 ó 4 clases diferentes de agente tensioactivo (no iónico, aniónico, catiónico y anfotérico).
También se ha descubierto que concentraciones muy bajas de los sistemas de agente tensioactivo descritos mejoran la cinética de la extracción, aumentan el rendimiento del metal y hacen posible disminuir la cantidad de ácido alcanosulfónico y/o ácido sulfúrico usados más.
En una modalidad preferida de la presente invención, la composición acuosa resultante que comprende el agente tensioactivo tiene un ángulo de contacto en vidrio de menos de 40°, en particular preferiblemente menos de 30°, en particular menos de 20°.
El ángulo de contacto se mide en un portaobjetos de microscopio de vidrio extra-blanco de Gerhard Menzel Glasbearbeitungswerk GmbH & Co. KG, Braunschweig , teniendo un grosor de 1 mm. La composición aproximada del portaobjetos de microscopio de vidrio es la siguiente:

Composición química aproximada:

Dióxido de silicio Si02 72.20%
Óxido de sodio Na20 14.30%
Óxido de potasio K20 1.20%
Óxido de calcio CaO 6.40%
Óxido de magnesio MgO 4.30%
Óxido de aluminio Al203 1.20%
Óxido de hierro Fe203 0.03%
Trióxido de sulfuro so3 0.30% Más propiedades del vidrio son las siguientes:

Radiación de segunda superficie de espejo:

La reflexión solar total (M = 2) como una proporción de la reflexión normal en una segunda superficie de espejo a una elevación solar de 30°:95.3%

Transparencia de luz:

Transparencia solar total (M = 2) como una proporción de la transparencia normal a una elevación solar de 30°C: 91.6%

índice óptico de refracción


El portaobjetos de microscopio de vidrio se limpia con acetona y se seca a 70°C durante 2 horas en un horno de secado antes de medir el ángulo de contacto

La cantidad de agente tensioactivo no iónico empleado es, en la base de experiencia, de 1 a 30 ppm, preferiblemente de 1 a 20 ppm, en particular preferiblemente de 2 a 15 ppm, en particular de 3 a 10 ppm, por tonelada métrica de material de partida. Se ha descubierto ser ventajoso usar una concentración mayor al inicio del proceso de extracción que hacia el final de la extracción.
La presente invención provee además un lixiviante acuoso que comprende

a) 0.001 - 50% en peso de uno o más ácidos alcanosulfónicos, b) 0.1 - 50% en peso de ácido sulfúrico y
c) 0 - 5% en peso de uno o más agentes tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos o anfotéricos,

con el agua presente y la suma de los componentes a) a c) sumando 100% en peso.

La presente invención también provee un lixiviante acuoso que comprende

a) 1 - 10% en peso de una o más sales de ácidos alcanosulfónicos,
b) 90 - 99% en peso de ácido sulfúrico y c) O - 5% en peso de uno o más agentes tensioactivos amónicos, no iónicos, catiónicos y anfotéricos,

con el agua presente y la suma de los componentes a) a c) sumando 100% en peso.
En otra modalidad de la presente invención, el lixiviante acuoso puede contener ácido alcanosulfónico, sal de ácido alcanosulfónico y ácido sulfúrico.
Los procesos de lixiviar para la digestión de compuestos que comprenden metal son conocidos en principio a aquellos expertos en la técnica.
Lixiviar por el proceso de la invención de los compuestos que comprenden metal a ser digeridos preferiblemente significa que el compuesto que comprende metal, si compuestos previamente desmenuzados están hechos en un montón y el lixiviante acuoso, es decir, la solución acuosa que comprende ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo, posteriormente percola o irriga a través del material amontonado. La aspersión de los compuestos que comprenden metal ocurre preferiblemente en forma de gotas. Después de haber separado el metal o los aniones deseados del lixiviante, los últimos se usan preferiblemente para extracciones adicionales.
En una modalidad preferida, los compuestos que comprenden metal primero se muelen para dar partículas teniendo un diámetro de aproximadamente 10 cm antes de lixiviar. Las partículas molidas entonces se amontonan, usualmente para formar montones hechos de 100 000 a 500 000 toneladas métricas de material de partida. Estas entonces se extraen de acuerdo con el proceso de la presente invención.
Se puede señalar expresamente que, de conformidad con la invención, la lixiviación puede comprender variar concentraciones de ácido aclanosulf ónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo durante el proceso de extracción (operación de gradiente). Además, parte de o todos los agentes tensioactivos se pueden agregar al material de partida o roca antes de comenzar el proceso de extracción, por ejemplo, durante la molienda del material.

Dependiendo del material de partida a extraerse, también se puede preferir que el material de partida a ser extraído primero se pretrate y humedezca con un ácido sulfúrico concentrado, como se describe en US 4,120,935. En una modalidad de la invención, el compuesto que comprende metal se puede pretratar con ácido sulfúrico concentrado y los aniones o cationes deseados entonces se pueden extraer con un lixiviante acuoso que comprende ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo y/o una mezcla de una o más sales de ácidos alcano sulfónicos y ácido sulfúrico así como, de ser apropiado, agente tensioactivo. También se puede agregar ácido alcanosulfónico y/o agente tensioactivo y/o sal de ácido alcanosulfónico al ácido sulfúrico concentrado usado para el pretratamiento.
Cuando se usa un ácido sulfúrico concentrado para el pretratamiento (humedecimiento), su concentración preferiblemente es de 25 a 500 g/l de H2S0 l en particular preferiblemente de 50 a 400 g/l de H2S04, en particular de 75 a 300 g/l de H2S04.
De acuerdo con la invención, el lixiviante usado para la digestión puede comprender, de ser apropiado, otros aditivos para la extracción de metal que son conocidos per se a aquellos expertos en la técnica. Un ejemplo es iones de hierro(lll) para arranque de cobre, preferiblemente en una concentración de 5 a 50 g/l, con base en la composición de conformidad con la invención. Los iones de hierro(lll) se usan preferiblemente en la forma de sulfato de hierro(lll) en la composición de conformidad con la invención. Otros aditivos adecuados son, por ejemplo, aditivos que estabilizan iones de Ca2 + que a menudo ocurren en asociación con cobre. Ejemplos son poliacrilatos de sodio. Otros aditivos adecuados son iones de aluminio.
La lixiviación del material de partida que comprende metal por lo general continúa hasta que el contenido de metal extraído es menos de 1 g/l. Dependiendo del tipo de material a ser extraído y su cantidad, las veces de 5 días a un número de veces son usuales para que esto se logre.
Si cobre es el metal a ser recuperado, otro pretratamiento adecuado para el material de partida que comprende cobre a ser extraído de conformidad con la presente invención es torrefacción. Eso se realiza preferiblemente al calentar en hornos de torrefacción, por ejemplo hornos de tubo giratorio, hornos de varios niveles u hornos de torrefacción de lecho fluido, con admisión de aire. Durante la torrefacción, los sulfuros, arseniuros y antimoniuros de cobre y metales asociados por lo general se convierten en los óxidos correspondientes.
En una modalidad preferida, el metal se puede eliminar del agua madre acuosa resultante por extracción con un agente de complejación soluble en medio orgánico. Para este propósito, es posible usar, por ejemplo, agentes de complejación orgánicos-solubles de Cognis (grados Lix®) y Cytec. Se da preferencia a 2-hidroxi-5-nonilacetofenona oxima, que se usa en una solución orgánica (Shellsol®). El cobre posteriormente se puede transferir desde la solución orgánica, preferiblemente por medio de ácido sulfúrico acuoso, en una fase acuosa, preferiblemente fuertemente ácida y aislada del mismo por medios electroquímicos. Estos procedimientos son conocidos per se a aquellos expertos en la técnica y se describen, por ejemplo, en EP 0 536914 A1.
En arranque de cobre, el cobre extraído se puede precipitar alternativamente desde el agua madre obtenida en el proceso de la invención por medio de hierro defectuoso. Este procedimiento, por lo general referido como "cementación", es conocido per se a aquellos expertos en la técnica. La cementación usualmente es seguida por fundición del cobre obtenido y purificación electrolítica.
El proceso de la invención tiene una escala muy amplia de usos. Los siguientes procesos para obtener varios materiales crudos desde los compuestos que comprenden metal correspondientes se pueden mencionar por medio de ejemplo.
Aproximadamente 80% del zinc producido hoy en día es zinc electrolítico. Esto se obtiene por torrefacción de los metalíferos de zinc, (conversión de los metalíferos de zinc tales como mezcla de zinc y smithsonita en óxido de zinc) seguido por lixiviación con ácido sulfúrico y precipitación de metales acompañantes más nobles (Pb, Ni, Cd, Co, Ag, etc.) por introducción de polvo de zinc. En una modalidad del proceso de la invención, una solución acuosa de ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo se usa para lixiviar los metalíferos de zinc tostados.
El proceso de la invención también se puede usar en recuperación de lantano. El material crudo principal para el aislamiento de lantano es arena de monadita. La digestión de esto con ácido sulfúrico seguido por precipitación de lantano junto con los otros materiales térreos raros como oxalato; una combinación de precipitación, procesos de intercambio de iones y extracción (separación de lantano) conduce a soluciones de lantano puro de de las cuales se precipita oxalato de lantano(lll), encendido para dar óxido de lantano(lll) y el último se calienta junto con carbón en un chorro de cloro para formar cloruro de lantano(lll) o se convierte en flúor de lantano por reacción con flúor de hidrógeno en un horno de tubo giratorio. El metal finalmente se obtiene por electrólisis fundida de cloruro de lantano(lll) o reducción de flúor de lantano(lll) con calcio/magnesio. En una modalidad del proceso de la invención, la digestión de la arena de monadita se lleva a cabo usando un lixiviante acuoso que comprende ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo.
El proceso de la invención también se puede usar en recuperación de uranio. Para recuperar uranio, el metalífero usualmente se clasifica de acuerdo con la intensidad de la radioactividad y se muele. Posteriormente se obtiene uranilo sulfato (U02S04) por lixiviación ácida. Los procesos ácidos también incluyen lixiviación bacterial por medio de ferroxidantes Thiobacillus. El uranio finalmente se precipita y se seca para dar torta amarilla vendible (diuranato de amonio y/o magnesio). En una modalidad de la presente invención, un lixiviante acuoso que comprende ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo se puede usar para la extracción de uranio de su metalífero.
El proceso de la invención se puede usar en la preparación de

Ti02, también. En el proceso de sulfato, la escoria de titanio metálico que se puede obtener de ilmenita (FeTi03) por reducción con coca-cola usualmente se trata con ácido sulfúrico concentrado y las tortas de digestión obtenidas aquí se disuelven en agua caliente o solución de hidróxido de sodio, resultando en precipitación de dióxido de titanio hidratado que se calcina en hornos de tubo giratorio a 800 - 1000°C para dar finamente anatasa de partícula o a > 1000°C para dar rutilo de partícula grueso. En una modalidad de la presente invención, la escoria de titanio metálico, en la producción de Ti02, se trata con un lixiviante acuoso que comprende ácido alcanosulfónico y, de ser apropiado, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo.
Otra posible aplicación del proceso de la invención es la preparación de fluoruro de hidrógeno. Esto usualmente se prepara por digestión de espato flúor (CaF2) con ácido sulfúrico concentrado. En otra modalidad de la presente invención, la digestión puede llevarse a cabo por medio de un lixiviante acuoso que comprende ácido alcanosulfónico y, si se desea, ácido sulfúrico y/o agente tensioactivo.
El proceso de la invención por consiguiente se puede emplear en la digestión de muchos compuestos que comprenden metal. Se da preferencia a usar compuestos que comprenden cobre, que comprenden Ti02 y que comprenden CaF2 como compuestos que comprenden metal a ser digeridos. Se da particular preferencia a arrancar cobre con la ayuda del proceso de la invención.
La efectividad del presente proceso se demostrará más adelante para compuestos que comprenden cobre.

Ejemplos

Materiales usados
Sulfato 5-hidrato de cobre(ll) CuS04 x 5 H20, de Riedel-de-Haen Sulfuro de cobre(l) Cu2S, de Aldrich
Óxido de cobre(ll) CuO, de Riedel-de-Haen
Arena de sílice 0.2-0.5 mm, Schnaitenbach/Bayern Composición de la mezcla que comprende cobre

Composición de las mezclas ácidas


*Ácido metanosulfónico

Procedimiento

Las mezclas que comprenden cobre se mezclan a temperatura ambiente con las mezclas ácidas, agitadas por medio de un agitador magnético durante 2.5 horas y se dejaron reposar durante la noche durante 24 horas. La mezcla de digestión entonces se filtra con succión en un filtro que tiene una abertura de poro de 0.45 pm, el filtrado se hace de 250 mi con agua destilada y se determina el contenido de cobre de la solución.