专利名称：萃取方法
技术领域：
本发明涉及一种在加工过程中稳定萃取设备萃取金属的产量的方法，其中料液的金属含量变化。为了稳定产量，萃取单元和它们的管路以这样的方式建造和定位，从而使得萃取级数可以不同组合形式并联或串联地联接起来。此方法特别适于铜的萃取工艺。
当氧化矿采用堆摊浸出过滤，通常浸出的料液含量变化取决于矿藏的寿命和外部环境。由于在开放条件下进行堆摊浸出，明显地雨水会导致料液的稀释。从氧化矿回收铜是一个典型的堆摊浸出-萃取-电解的过程。下面的工序描述参照铜的萃取，但是，这不排除使用此方法来萃取其它金属，只要料液含量的变化也成为问题。
传统地，铜萃取在单独的生产设备中以某一固定的萃取级数配置进行。萃取级数一行挨着一行排列，因此萃取线形成一个所谓的链。萃取级数通常由二至三个混合器、泵和沉降器构成。含金属的水溶液被引导至第一萃取级数混合器，在这里它和来自下一萃取级数的萃取溶液混合，并被引导至沉降器。在传统方案中混合器位于链的外缘。水溶液和萃取溶液向相反方向流动。在传统萃取中萃取级数彼此串联，洗提级数也如此。通常有2-4个萃取级数和最通常地2个洗提级数。
如前所述，料液中铜的含量波动，特别是在堆摊浸出后的萃取过程中，由于萃取级数串联，其中相同的溶液流经所有萃取级数，这意味着铜的产量也跟着波动。而传统的铜萃取是针对一定量的料液和某一铜含量来设计和建造的。料液流量，如果真能变化，也只能发生微小的变化，即使料液的铜含量，例如，因雨水或过滤条件的改变而导致显著减少的情况下也是如此。其结果是，铜产量不能保持稳定。料液流量的增加只能通过建造额外的萃取线才能实现。
在现有技术中已知一种也用于铜萃取的萃取级数的配置，即所谓的并-串联配置，其中萃取级数也是在一条线中。这种配置用来处理稀料液，但是其萃取量也不能改变。
现在发展出一种方法在金属溶液萃取中以这样的方式连接萃取级数，使得产量能够保持稳定。在金属萃取中，萃取料液的金属含量变化，萃取设备包括至少两个萃取级数和两个洗提级数，萃取设备的萃取级数配备有管路和阀，通过它们使萃取级数关于料液彼此并行或串行地连接起来。该方法特别适于铜萃取。本发明的主要特点在附带的专利权利要求中得到阐述。
在现在发展的方法中，萃取工艺的萃取级数被分组在两并行的线中，而不是在一条链中，进一步地，级数以这样的方式定位，从而使得所有的管路都建造在一个形成在线之间的管路通道中。包括在级数中的混合器和泵以相同的方式也尽可能地定位靠近管路通道，而不是位于线的外缘。因而，管路比传统方案中的短。建造两到六个萃取级数，萃取溶液穿过全部两条线。根据料液的铜含量，可有多种不同的方式来将料液进给到一个单一的级数或者甚至进给到所有的级数。采用何种方式取决于料液的铜含量和所需的萃取能力。更为较佳地，可如WO专利公开00/69538所描述的那样在选定的溶液中提高萃取量。在发展的方法中，例如，含有四个萃取级数的萃取工艺配备有这样的水溶液管道和阀，使得可根据料液的含铜量至少以三种配置来使用萃取级数。在一些情况下，最好同时既并行又串行地将萃取级数连接起来。
借助于附图详细阐述本发明，其中
图1是一种传统的萃取级数配置的流程图，图2是另一种传统的萃取级数配置的流程图，图3是根据本发明的一种萃取级数配置的流程图，图4表示根据图3的配置的级数计算，图5是根据本发明的另一种萃取级数配置的流程图，图6表示根据图5的配置的级数计算，图7根据本发明的第三种萃取级数配置的流程图，图8表示根据图7的配置的级数计算。
图1表示一种传统的萃取线的流程图，该萃取线有一个固定的配置并且萃取级数排成一行。PLS料液，即一种金属的水溶液，例如含铜的水溶液，根据图中箭头被引导至第一萃取级数E1S(萃取1级)的第一混合器。在这里和下面的附图中，水溶液被表示成实线，有机萃取溶液被表示成虚线。萃取溶液在与水溶液相反的方向流动，因而它从萃取线的下一萃取级数的E2S沉降器被引导至第一萃取级数的第一混合器。在图中，圆圈代表混合器和泵，方格代表沉降器。水溶液从第一萃取级数流到E2S萃取级数；即萃取级数是串联的。来自第二萃取级数的水溶液(残液)被引导回来至铜浸出。来自第一萃取级数的萃取溶液几乎相对铜饱和，它沿着长返回线穿过整个设备链，被引导至第一洗提级数S1。通常，萃取溶液通过LO箱，即起着溶液循环稳定剂作用的储存箱，被引导至洗提。洗提水溶液LE(稀电解液)来自电解作用，它被引导至第二洗提级数S2的混合器。洗提级数也是串联的。酸性含铜水溶液RE(浓电解液)从第二洗提级数S2移走，并被引导进行电解。除去铜的萃取溶液被引导至第二萃取级数。
图2显示了第二种传统的铜萃取配置，它是已知的并-串行配置，用于稀料液的加工。从图中可以看出，含铜的料液PLS被引导至两个并联连接的萃取级数E1S和E1P1。来自第一萃取级数E1S的水溶液被引导至第二萃取级数E2S，这两个萃取级数是串行的配置。从图中还可以看出，所有来自洗提的萃取溶液被引导至串行的后一级数配置E1P1，萃取溶液并从那里被引导至第二萃取级数E2S，并进一步被引导至第一萃取级数E1S。在前面的配置中，萃取溶液从第一萃取级数被引导至洗提，这与图1所示的工作方式完全一致。残液，也就是去除了铜的水溶液，从第二和第三萃取级数中去除。因此，并-串行配置在链中通常比根据图1的配置要多一个萃取级数。这也意味着萃取溶液返回到洗提的线路还是比图1的配置长。
图3显示了根据本发明的一种萃取方法，它有4个萃取级数，所述这些级数在两个相邻的线上。在第一条线的E1P1和E1P2萃取级数中有PLS料液的并行配置。类似地，级数E2P1和E2P2为与待去除的水溶液(残液)有关的并行的配置。在与料液有关的并行配置中的两个萃取级数与水溶液被去除处的萃取级数串行配置。洗提级数的数量为两个。在萃取级数中，来自洗提的萃取溶液首先与水溶液接触，该水溶液中铜的含量仍然处于最高，因为它在级数E1P1中已经由萃取溶液萃取，该萃取溶液几乎相对铜饱和，因平衡的原因还不能够从中取出所有的铜。可强萃取的新萃取溶液适合于在级数E2P2中使用，用于萃取仍然含有丰富铜的水溶液。
图4阐述了根据图3的萃取的级数计算。在计算中，萃取量为32vol.％。从计算中可以看出，料液中Cu的含量为4g/l，其中，在第一萃取级数E1P1中，3g/l被萃取，1g/l仍保留。在级数E2P2中，水溶液中铜的含量被萃取到0.2g/l。在第二萃取对E1P2-E2P1中，萃取发生到同一水平，但在该情况下，铜的含量在第一级数E1P2中降低到0.5g/l，在第二级数E2P1中降低到0.2g/l。萃取溶液通过储存箱，LO箱，循环流到第一洗提级数S1，并从那里流到级数S2。萃取溶液从第二洗提级数回流到第一萃取级数。在洗提级数S1和S2中，铜被萃取回到来自电解作用的电解液中，所述含铜量丰富的电解液接着被引导回进行电解作用。在第一洗提级数中，萃取溶液中的大多数铜被萃取到电解液中，在第二级数后，萃取溶液的铜含量为5g/l。
可以说明，上述并-串行配置适合于使用在含铜量相对较高的料液中。而混合器-沉降器的组合位于每一个萃取级数中，从而使得所有的进给和排出线可位于处于萃取级数线之间的管路通道中。这样，例如图5中阐述的配置变更就容易实现。图5中的配置例如在料液的含铜量降低到3g/l水平的那些情况下是必需的。为了维持之前幅度的萃取能力，这种情况下，图4中的四个萃取级数中的三个关于料液并行地连接起来，例如，第一条线的级数E1P1和E1P2与第二条线的级数E1P3连接起来。第四萃取级数E2P1与级数E1P1串联。萃取溶液以与前面的情况类似的方式循环穿过两个设备线回路；也就是，这些级数与萃取溶液有关地串行地配置。
图6表示图5的级数计算。萃取溶液的萃取量为32Vol.％。萃取溶液的含铜量在萃取级数E1P1中上升到完全浓缩，在该级数下，水溶液中仍然含有约0.9g/l的铜。由于第四萃取级数E2P1与级数E1P1串联，可以看出水溶液可在该级数中被萃取到含有约0.1g/l的铜。在萃取级数E1P2中，铜从水溶液中被萃取到约0.5g/l，在级数E1P3中，到约0.2g/l的量。洗提级数起到的功能如图4所描述。
实际中，根据本发明的设备溶液包括成套的管路线，可用于在随后的图7中介绍的配置，据此，所有四个萃取级数都并行地连接起来。最好将管路建造成备有阀深入管路通道，以适于不同的选择。在那种情况下，萃取级数从根据图5的组合到根据图7的组合的变更仅仅需要打开一个阀。相应地，水溶液的出口线也容易制造，仅仅需要打开一个阀。在料液的含铜量降低到0.2g/l的水平的那些情况下，最好使用根据图7的萃取级数配置。所有的萃取级数E1P1、E1P2、E1P3和E1P4都并行地连接。萃取级数组合仍然为同样的形式，例如，为两个设备线。萃取溶液以与前面所述的溶液相同的方式循环，即穿过所有单元。
当使用含量为32-vol.％的萃取溶液时，级数计算如图8。据此，铜回收到94％的水平。
最好根据图7的发明来建造萃取级数组合的管路线，也就是料液管路从基线分支出来到每一个萃取级数，同样地，从溶液出口管路到每一个萃取级数有一个支路。相应地在每一个支路中有阀。当所有管路线的阀打开时，所有的萃取级数并行地起作用。另外，在级数之间有以一种方式布置用于串行配置的管路和阀，它们在级数之间保持关闭，而这些级数希望是并行的。当料液的含铜量上升时，根据上面的描述，能够将萃取级数之间的配置部分地或完全地改变成串行配置。
根据我们发明的连接萃取级数的方式给出了一种灵活的可能，即在不考虑料液中的铜含量波动的情况下维持铜的产量不变。虽然在计算中，到每一个萃取级数的料液量相互之间保持相等，并还等于萃取溶液流，但这并不是必需的。外部泵送比率也能够变化到很大的程度，例如，有机溶液和水溶液之间的比率可在0.5-5.0的范围内变化。这样，在操作中，可根据所需精确地调节萃取性能参数。
当料液的含铜量降低到2g/l以下甚至进一步降低到1g/l时，所需的萃取级数的数量可增加到上述萃取级数线中。例如，1.4g/l的含铜量需要每个设备线增加一个额外的萃取级数，也就是总共六个萃取级数。与之前相同体积的料液被引导至每一个萃取级数，通过配置能够维持和之前相同水平的铜产量。萃取溶液流维持不变。在配置中，所有的级数都并行配置，或者四-五个并行配置而相应的一-两个串行配置。
通过本发明的方法，不仅能够维持相同的产量水平，即使料液的含铜量降低时也是如此；而且能够在料液的含铜量增加时使用该方法。这样，管路线的建造还可考虑到并不是所有级数都被使用的这样一种情况，此时料液的含铜量足够高。于是，例如只需要使用两个串行连接的萃取级数。通过打开所需的阀，关闭所有那些连接到并行配置的阀，并以相同的方式完全断开到部分级数的流来获得所需的级数配置。
根据本发明的方法的目的是从传统的萃取级数线(SX链)转变到接受一种新的、灵活的萃取级数组合，其中级数位于两条线上，在线之间有管路通道。萃取级数以这样的方式设置，使得它们的管路放置在管路通道中，而级数都配备了管路阀，这使得能够根据料液量以并行和串行配置来灵活地使用这些级数。萃取溶液还循环穿过所有的级数。在该方法的帮助下，能够将来自萃取设备的铜回收维持到几乎相同的水平，而不必考虑萃取级数的配置。
权利要求
1.一种在加工过程中稳定金属溶液萃取的萃取设备产量的方法，其中萃取料液的金属含量波动，所述萃取设备包括至少两个萃取级数和两个洗提级数，其特征在于萃取设备的萃取级数配备有管路和阀，通过这些管路和阀，萃取级数可相互之间关于料液并行或串行地连接起来。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取级数位于两条线上，在线之间有一个管路通道。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取级数以这样的方式设置，使得它们的混合器和泵尽可能地靠近管路通道。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取级数相互之间部分串行地、部分并行地连接起来。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取级数相互之间全部并行地连接起来。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取级数同时并行和串行地连接起来。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取溶液串行地循环穿过所有的萃取级数。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于待萃取的金属为铜。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于在料液的金属含量高的情况下，部分萃取级数可断开。
10.根据权利要求1的方法，其特征在于在料液的金属含量低的情况下，所有萃取级数相互之间可并行地连接起来。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于有机萃取溶液和料液之间的外部泵送比率在0.5-5.0的范围内变化。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于萃取设备的金属回收基本上维持稳定，而不必考虑萃取级数的配置。
全文摘要
本发明涉及一种在加工过程中稳定萃取设备萃取金属的产量的方法，其中料液的金属含量变化。为了稳定产量，萃取单元和它们的管路以这样的方式建造和定位，从而使得萃取级数可以不同的组合形式并行或串行地联接起来。此方法特别适于铜的萃取工艺。
文档编号B01D11/04GK1507497SQ02809610
公开日2004年6月23日 申请日期2002年4月26日 优先权日2001年5月11日
发明者佩尔蒂·佩卡拉, 布鲁尔·尼曼, 尤哈尼·里拉, 拉伊莫·库西斯托, 斯蒂格埃里克·胡尔特尔姆, 埃罗·埃克曼, 尼曼, 库西斯托, 里拉, 佩尔蒂 佩卡拉, 埃克曼, 埃里克 胡尔特尔姆 申请人:奥托库姆普联合股份公司