Спосіб одержання металів з мінералів та пристрій для його здійснення

1. Способ получения металлов из минералов, при котором осуществляют подачу минерала на выщелачивание и подачу электролита для взаимодействия минерала с электролитом, электролиз электролита после выщелачивания для получения металлов, повышение окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза и возвращение электролита на выщелачивание минерала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что выщелачивание минерала осуществляют в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания и в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, через которые из зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала перемещают электролит, подачу минерала на выщелачивание осуществляют в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, причем по меньшей мере некоторые или каждый из выщелачиваемых металлов находятся в состоянии с низкой валентностью окисления, а на электролиз направляют электролит, покидающий зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания и после повышения окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза, его возвращают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, причем по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала окислительный потенциал электролита понижают до уровня значения потенциала перед электролизом. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что окислительный потенциал электролита понижают за счет контакта электролита с окисляющимся веществом в противотоке при прохождении электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала. 3. Способ по п.2, о т л и ч а ю щ и йся тем, что в качестве окисляющего вещества используют минерал, подаваемый на выщелачивание, а электролит непрерывно взаимодействует с минералом, который перемещают от зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. 4. Способ по п.З, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в электролит вводят два или более галоидов и повышение окислительного потенциала производят, образуя одно или более комплексных галоидных соединений, которые вызывают дальнейшее выщелачивание одного или более металлов из минерала, проходящего через зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. 5. Способ по любому из пп.1-3, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в электролит вводят хлорид и растворенную медь, которая находится главным образом в двухвалентном состоянии при поступлении о. о 26719 электролита в зону сильного окислительного потенциала и главным образом в одновалентном состоянии при удалении электролита из зоны слабого окислительного потенциала. 6. Способ по п.4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в электролит вводят растворенную медь в зоне сильного окислительного потенциала, и зона сильного окислительного потенциала содержит зону выщелачивания комплексными галоидными соединениями, в которую подают электролит,,, возвращаемый из процесса электролиза, и в которой происходит* окончательное выщелачивание минерала перед его удалением из процесса выщелачивания, и зону аэрации, через которую пропускают и аэрируют электролит из зоны сильного окислительного потенциала и через которую перемещают частично выщелоченный минерал из зоны слабого окислительного потенциала для дальнейшего выщелачивания перед его подачей в зону сильного окислительного потенциала, причем в зоне аэрации осаждают ранее выщелоченное железо, если оно присутствует в составе минерала, и/или окисляют по меньшей мере часть одновалентной меди до двухвалентной. 7. Способ по любому из пп.1-6, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что электролит после отбора из зоны слабого окислительного потенциала перед подачей на электролиз подвергают очистке, предусматривающей удаление из электролита любых примесей, и/или удаление определенного металла или металлов, которые ' могут загрязнить конкретный или каждый металл, получаемый на стадии электролиза. 8. Способ по п.7, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что удаление определенного металла или металлов, которые могут загрязнить конкретный или каждый металл, получаемый на стадии электролиза, осуществляют путем увеличения рН электролита до уровня, достаточного для сохранения конкретного или каждого металла в растворе, но вызывающего осаждение по меньшей мере некоторого количества определенного металла или металлов, которые затем отделяют от электролита. 9. Способ по любому из пп.1-6, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что при электролизе электролита после выщелачивания получают один или несколько металлов в одном или нескольких электролизерах, причем конкретный или каждый электролизер содержит диафрагму, отделяющую катод от анода, и конкретный или каждый металл получают на катоде данного электролизера, причем из электролита получают католит на катодной стороне электролизера и анолит на анодной стороне электролизера, и по меньшей мере часть католита подают в анолит либо непосредственного через диафрагму или в обход нее, либо опосредованно через один или несколько последующих электролизеров. 10. Способ по п.9, о т л и ч а ю щ и йся тем, что электролиз электролита ведут в электролизере, в котором диафрагма выполнена из материала, не содержащего пор, а католит подают в обход нее. 11. Способ по п.9, о т л и ч а ю щ и йся тем, что электролиз электролита после выщелачивания производят в нескольких сгруппированных электролизерах, в которых католит и анолит текут параллельно или противоточно, и в случае противоточного движения по меньшей мере часть католита данного электролизера подают в последующий электролизер, образуя по меньшей мере часть католита последнего, а по меньшей мере часть анолита этого последующего электролизера возвращают в данный электролизер, образуя по меньшей мере часть анолита данного электролизера,' а в случае параллельного движения по меньшей мере часть католита данного электролизера подают в последующий электролизер, образуя по меньшей мере часть католита последнего, и по меньшей мере часть анолита данного электролизера подают для образования по меньшей мере части анолита последующего электролизера, при этом часть католита первого электролизера из нескольких является электролитом из зоны слабого окислительного потенциала, и по меньшей мере часть электролита, подаваемого в зону сильного окислительного потенциала, является либо анолитом, взятым из первого электролизера, когда в нескольких электролизерах католит и анолит текут противоточно, либо анолитом, взятым из последнего электролизера, когда католит и анолит текут параллельно. 12. Способ по п.11, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что если католит и анолит текут противоточно, то по меньшей мере часть католита из последнего электролизера подают для образования анолита последнего электролизера, а если католит и анолит текут параллельно, по меньшей мере часть католита последнего электролизера 26719 подают для образования анолита первого электролизера. 13. Способ по п.11, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что подаваемый в каждый электролизер электролит очищают, удаляя любые имеющиеся в нем примеси и любой металл или металлы, которые могут загрязнить конкретный или каждый получаемый в электролизере металл. 14. Способ по любому из пп. 11-13, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что минерал, подаваемый на выщелачивание, содержит Ni, Pb и Zn, и в одном из нескольких электролизеров получают Ni, в другом электролизере получают РЬ или Pb/Zn и в еще одном электролизере получают Zn. 15. Способ по п. 14 в случае его зависимость от п.13, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при получении никеля электролит в процессе предварительной очистки пропускают через частицы никеля, при получении свинца электролит в процессе предварительной очистки пропускают через частицы свинца, при получении цинка электролит в процессе предварительной очистки пропускают через частицы цинка. 16. Способ по п.5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что минерал, подаваемый на выщелачивание, содержит медь в виде сульфида, и при перемещении минерала в процессе выщелачивания осаждают элементарную серу, которую затем удаляют вместе с выщелоченным минералом, отбираемым из процесса выщелачивания. 17. Способ по пп.5, 6 или 16, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зона слабого окислительного потенциала содержит зону растворенной меди, в которой по меньшей мере часть меди переводят в растворенный вид, и зону осаждения меди, в которой по меньшей мере часть растворенной в электролите меди любого вида осаждают и смешивают с любым минералом, поданным на выщелачивание, а полученную смесь противоточно перемещают в процессе выщелачивания относительно электролита, подаваемого из зоны сильного окислительного потенциала сначала в зону растворенной меди, а затем в зону осаждения меди к минералу, подаваемому на выщелачивание, либо как в зону растворенной меди, так и в зону осаждения меди, либо в одну из этих зон. 18. Способ по п.17, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что окислительный потенциал в зоне растворенной меди поддерживают большим, чем окислительный потенциал в зоне осаждения меди. 19. Способ по п.16 или 17, о т л wчающийся тем, что при электро лизе получают медь по меньшей мере в одном электролизере и электролит подают в электролизер меди или из зоны слабого окислительного потенциала, а когда зона слабого окислительного потенциала содержит зону растворенной меди и зону^ осаждения меля, то электролит подают из зоны растворенной меди. 20. Способ по п.7, о т л и ч а ю щ и йся тем, что если по меньшей мере одна из примесей является серебром и удаление из электролита любых примесей является процессом существенно полного удаления серебра из электролита хлорида одновалентной меди, то электролит подают в электролизер, содержащий катод и медный анод, в электролизер до-_ бавляют растворимую ртуть и ведут электролиз полученного раствора с образованием на катоде амальгамы Cu/Hg/Ag. 21. Способ по п.20, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что амальгаму удаляют и растворяют в растворе окислителя, раствор разбавляют для осаждения серебра в виде его хлорида и хлорид серебра отделяют от остального раствора. 22. Способ по п.20, о т л и ч а ю щ и йся тем, что электролиз ведут при катодном токе малой плотности. 23. Способ по п.20, о т л и ч а ю щийся тем, что электролиз ведут в электролизере, в котором катод изготовлен из титана, а медный анод выполнен из отдельных элементов или гранул, расположенных в ячейках титановой сетки. 24. Способ по п.7, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что если примеси включают определенный металл или металлы и удаление определенного металла или металлов, которые могут загрязнить конкретный или каждый металл, получаемый на стадии электролизера, является процессом существенно полного удаления определенного металла или металлов из электролита - хлорида одновалентной меди, имеющего рН преимущественно меньше 3,5, то рН электролита увеличивают вплоть до значения, находящегося между 6 и 6,5, или до значения, непосредственно предшествующего осаждению меди, причем увеличение рН производят поэтапно на несколько интервалов значения рН, лежащих между 3, 5 и упомянутым его значением, а каждый из интервалов значений соответствует точке, в которой один определенный металл или большее число определенных металлов осаждаются из электролита и после осаждения из электролита этого одного определенного металла или большего числа определенных I 26719 металлов их удаляют на каждом из интервалов значения рН. 25. Способ по п.24, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что из электролита осаждают железо, мышьяк, сурьму, висмут, свинец, цинк, никель и двухвалентную медь. 26. Способ по п.24, о т л и ч а ю щ и йся тем, что в раствор зпектролита добавляют растворимую соль двухвалентного железа, а рН увеличивают добавляя карбонат натрия Na2CO3. 27. Способ по п,19, о т л и ч а ю щийся тем, что при очистке электролита после его отбора из зоны слабого окислительного потенциала и перед подачей электролига в электролизер меди практически полностью удаляют любые примеси, содержащиеся в электролите, и практически полностью удаляют определенный металл или металлы, которые могут загрязнять медь, получаемую в электролизере меди. 28. Способ по п.27, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что минерал, подаваемый на выщелачивание, содержит в качестве определенного металла или металлов один или более металлов из ряда, содержащего Pb, Zn, As, Sb, Bi, Hg, Ag, Fe, и в процессе очистки на этапе практически полного удаления определенного металла или металлов, которые могут загрязнять медь, получаемую в электролизере меди, удаляют любое Ад и Нд, содержащиеся в электролите, как определено из пп.20-22, и/или практически полностью удаляют любой оставшийся определенный металл или металлы. 29. Способ по п.28, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед этапом удаления любого Ад и Нд, содержащихся в электролите, как определено в любом из пп.20-22, электролит приводят в соприкосновение с металлической медью для восстановления содержащейся в растворе двухвалентной меди до одновалентной меди и для закрепления содержащегося в электролите серебра, уменьшая содержание серебра в электролите до 15 частей на миллион. 30. Способ по п.28, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на этапе удаления любого Ад и Нд, содержащихся в электролите, как определено в любом из пп.20-22, в качестве электролита используют раствор одновалентной меди, указанный в п.20, а в качестве раствора окислителя, указанного в п.21, используют часть анолита, возвращенного из электролизера меди, содержащей по меньшей мере некоторое количество двухвалентной меди. 8 31. Способ по п.28, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на этапе удаления любого Ад и Нд, содержащихся в электролите, как определено в любом из пп.20-22, лю, бую не полностью удаленную Нд практически полностью удаляют за счет взаимодействия по меньшей мере части электролита от этапа удаления любого Ад и Нд, содержащихся в электролите, как опa ределено в любом из пп.20-22, с металлической медью и последующего возвращения таким образом провзаимодействовавшего электролита на этап практически полного удаления любого оставшегося определенного металла или металлов. 32. Способ по п.16, о т л и ч а ю щ и йся тем, что очистку электролита осуществляют в соответствии со способом, определенным в любом из пп. 19-21 для практически полного удаления любого Ад и Нд, и/или в соответствии со способом, определенным в любом из пп.2225 для практически полного удаления любого оставшегося металла или металлов из упомянутых металлов, которые могут загрязнять конкретный или каждый металл, получаемый в данном электролизере. 33. Способ по п.17, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что осажденную медь, перено. симую из зоны растворенной меди в зону сильного окислительного потенциала, последовательно выщелачивают, так что из минерала, удаляемого из процесса выщелачивания, медь практически полност. ью извлекается. 34. Способ по любому из пп.1-4 или 6, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что возвращаемый в зону сильного окислительного потенциала электролит имеет окислительный потенциал (Eh) по отношению к стандартному электролизу из Ад/ АдС! больше, чем +600 мВ. 35. Способ по п.34, о т л и ч а ю щ и йся тем, что электролитом выщелачивают любое находящееся в подаваемом на выщелачивание минерале золото, после чего часть электролита удаляют из зоны сильного окислительного потенциала и извлекают из него золото за счет того, что электролит подают к слою активированного углерода, добавляют раствор со слабым окислительным потенциалом для уменьшения Eh до значения меньшего, чем +600 мВ (относительно электрода из Ад/ АдСІ) и соответствующего выделению золота из раствора и адсорбции его активированным углем, затем отделяют продукт углерод/золото от электролита, возвращают освобожденный от золота элект 26719 ролит в зону сильного окислительного потенциала и извлекают золото из продукта углерод/золото. 36. Способ по п.35, о т л и ч а ю щ и йся тем, что в качестве раствора со слабым окислительным потенциалом используют отработанный католит, взятый из электролиза. 37. Устройство для получения металлов из минералов, содержащее по меньшей мере одну емкость для выщелачивания, приспособления для приема минерала и электролита, приспособления для отбора шлама и электролита, и по меньшей мере один электролизер, содержащий анод, катод и диафрагму, отделяющую катод от анода, и приспособления как для приема подаваемого от емкости проконтактировавшего с минералом электролита, так и для возвращения электролита в емкость, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что приспособление для приема минерала установлено на емкости для выщелачивания в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а приспособление для приема электролита установлено на емкости для выщелачивания в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, приспособление для отбора шлама установлено на емкости для выщелачивания в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, устройство снабжено приспособлением для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а приспособление для отбора электролита установлено на емкости для выщелачивания в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания. 38. Устройство по п.37, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено по меньшей мере одним устройством для очистки электролита, подключенным между емкостью для выщелачивания и электролизером. 39. Устройство по п.37, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что емкость для выщелачивания выполнена в виде группы выщелачивающих емкостей, каждая из которых снабжена приспособлением для приема перемещаемого электролита, установленного в верхней ее части, и приспособлением для противоточного перемещения минерала, установленного в нижней ее части, причем приспособление для приема минерала установлено на первой выщелачивающей емкости, а приспособле 10 ние для приема электролита установлено на последней из группы выщелачивающих емкостей. 40. Устройство по п.39, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая выщелачивающая .емкость снабжена отстойником для приема перемещаемого минералаи перемещаемого электролита, и каждый отстойник снабжен приспособлением для перенесения электролита из верхней части отстойника в выщелачивающую емкость. 41. Устройство по п.39, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что по меньшей мере одна выщелачивающая емкость снабжена приспособлением для подачи.в нее воздуха для осуществления окислительного выщелачивания минерала. 42. Устройство по п.39, о т л и ч а ю-" щ е е с я тем, что по меньшей мере одна выщелачивающая емкость снабжена импеллером для перемешивания минерала. 43. Устройство по п.38, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый электролизер разделен на катодное отделение, содержащее один или более катодов, и приспособленное для получения католита, и анодное отделение, содержащее один или более анодов, и приспособленное для получения анолита, причем конкретный или каждый электролизер разделен либо пористой, либо не содержащей пор диафрагмой. 44. Устройство по п.43, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что два или более электролизера объединены в группу и снабжены приспособлением для подачи католита из катодного отделения данного электролизера в катодное отделение последующего электролизера и приспособлением для подачи анолита из данного электролизера либо в анодное отделение последующего электролизера, либо в анодное отделение предыдущего электролизера. 45. Устройство по п.44, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено по меньшей мере одним дополнительным электролизером, подсоединенным параллельно к группе электролизеров, и приспособлением для подачи анолита от дополнительного одного или нескольких электролизеров в выщелачивающую емкость или емкости. 46. Устройство по п.45, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено группой электролизеров для получения по меньшей мере Ni, Pb и Zn, и дополнительным электролизером или дополнительными электролизерами для получения по меньшей мере меди, если эти металлы содер I 11 26719 жатся в подаваемом на выщелачивание минерале. 47. Устройство по п.43 или 45, о т л ич а ю щ е е с я тем, что катод для использования в электролизерах выполнен из листа меди, в котором выполнены углубления для осаждения на них металла, а между углублениями прикреплены изоляторы. 48. Устройство по п.43 или 45, о т л ич а ю щ е е с я тем, что конкретный или каждый катод выполнен из листа меди, в котором выполнены углубления для осаждения на них металла, а между углублениями прикреплены изоляторы. 49. Устройство по пп.43-45, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено соответственно по меньшей мере одним устройством для очистки электролита, установленным перед конкретным или каждым электролизером. 50. Устройство по п.49, о т л и ч а ю щ е е с я гем, что конкретное или каждое устройство для очистки электролита снабжено очищающим электролизером, содержащим медный анод и катод, выполненный из нерастворимого в электролите материала. 51. Устройство по п.50, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что конкретное или каждое устройство для очистки электролита снабжено очищающим электролизером для образования амальгамы Си/Нд/ Ад, в случае присутствия этих металлов в электролите очищающего электролизера, при этом катод очищающего электролизера выполнен из титановой сетки, преимущественно окружающей анод. 52. Способ получения металлов из минералов, при котором осуществляют подачу минерала на выщелачивание и подачу электролита для взаимодействия минэрала с электролитом, о т л и ч а ю щийся тем, что при выщелачивании из минерала одного или более металлов электролит с сильным окислительным потенциалом и кислотным рН подают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, а минерал подают в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, электролит перемещают из зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а минерал перемещают из зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачива* ния в противоточном направлении относи 12 тельно потока электролита, при этом электролит находится в непрерывном взаимодействии с минералом, выщелачивая из него по меньшей мере некоторое количество одного или более металлов за счет понижения своего окислительного потенциала, затем из *зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания удаляют электролит вместе с содержащимся в нем одним или более металлов и частично или практически полностью выщелоченный минерал, при этом в электролит, подаваемый в зону сильного окислительногопотенциала процесса выщелачивания, вводят одно или несколько комплексных галоидных соединений. 53. Способ по п.52, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в электролит вводят хлорид и растворенную медь, находящуюся практически полностью в двухвалентном состоянии когда электролит подают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. 54. Способ по п.53, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зона сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания включает в себя зону выщелачивания галоидным комплексным соединением, в которую подают электролит для осуществления окончательного выщелачивания минерала перед его удалением из процесса выщелачивания, и зону аэрации, в которую из зоны выщелачивания галоидным комплексным соединением подают и аэрируют электролит, и через которую от зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания перемещают для дальнейшего выщелачивания частично выщелоченный минерал, поступающий затем в зону выщелачивания галоидным комплексным соединением, при этом в процессе аэрации осаждают железо, ес• ли оно содержится в минерале, и/или по меньшей мере часть находящейся в зоне аэрации одновалентной меди окисляют до двухвалентной. 55. Способ по п.53, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зона слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания включают в себя зону растворенной меди, в которой по меньшей мере часть меди переводят в растворенный вид, и зону осаждения меди, в которой по меньшей мере часть растворенной в электролите меди осаждают и смешивают в этой зоне с любым минералом, поданным на выщелачивание, а электролит перед его удалением из процесса подают сначала к зоне растворенной меди, а из нее - в зону осаждения меди, при этом минерал 13 26719 60. Способ по любому из предшествующих пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что его осуществляют главным образом при атмосферном давлении. 61. Способ по любому из предшествующих пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве электролита используют раствор хлорида натрия, концентрация которого находится в пределах 2 6 0 300 грамм на литр электролита. 62. Способ по любому из предшествующих пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют электролит при значении рН электролита не более 3,5 и предпочтительно в пределах от 0,5 до 3. 63. Способ по любому из предшествующих пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что температуру электролита поддер : живают достаточной для выщелачивания конкретного или каждого металла и для того, чтобы конкретный или каждый металл находился в растворенном состоянии. 64. Способ по п.63, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что температуру электролита поддерживают на уровне более 60°С и предпочтительно в пределах от 70°С до точки кипения электролита при давлении окружающей среды. подают либо как в зону растворенной меди, так и в зону осаждения меди, либо в одну из этих зон. 56. Способ по любому из пп.53-55, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подаваемый минерал содержит медь в виде сульфида и при перемещении минерала в процессе выщелачивания осаждают элементарную серу, которую затем удаляют вместе с выщелоченным минералом, отбираемым из процесса. 57. Способ по п.55, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что окислительный потенциал в зоне растворенной меди поддерживают большим, чем окислительный потенциал в зоне осаждения меди. 58. Способ по любому из предшествующих пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подаваемый минерал содержит серосодержащие руды. 59. Способ по п.58, о т л и ч а ю щ и йся тем, что медь в зоне осаждения осаждают в виде сульфида как одно- так и двухвалентной меди, причем медь осаждают путем закрепления ее на минерале, содержащем серу, который подают в зону осаждения меди. Изобретение относится к производству металлов из минералов, а именно к получению неблагородных и благородных металлов, включая получение меди, из любых металлосодержащих соединений. 14 5 Наиболее важной проблемой при получении чистого продукта из минералов сложного состава при малом уровне выброса загрязнений является проблема уда- 10 ления отходов и побочных продуктов, образующихся в результате использования существующих способов извлечения металлов. Для серосодержащих минералов эта проблема обостряется тем, что ти- 15 пичным побочным продуктом является сера в виде либо газообразного сернистого ангидрида, либо серной кислоты. Производство сернистого ангидрида порождает большие проблемы, связанные с загряз- 20 нением атмосферы (включая кислотные дожди), и обычно сернистый ангидрид утилизируют, производя серную кислоту. Однако, серной кислоты производится при этом так много, что многие производите ли несут убытки, связанные с ее удалением с мест производства. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту "Слособ получения металлов из минералов* является выбранный в качестве прототипа способ экстрагирования цинкосодержащеи руды, при котором осуществляют подачу кальцинированной цинковой руды на выщелачивание и подачу кислотного раствора электролита для взаимодействия руды с электролитом и получение раствора сульфата цинка, электролиз электролита после выщелачивания для получения элементарного цинка на катоде, повышение окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза, и возвращение электролита на выщелачивание руды. Элементарный цинк получают в катодном отделении, отделенном от анодного отделения перегородкой с пористой структурой, которая создает барьер для молекул воды и воды гидратации и обеспечивает прохождение постоянного тока между анодом и катодом для осаж I 15 26719 дения элементарного цинка на катоде (см. Патент США № 4171250, опублик. 1979). У заявляемого объекта "Способ получения металлов из минералов" и прототипа совпадают следующие существенные признаки: способы включают подачу минерала на выщелачивание и подачу электролита для взаимодействия минерала с электролитом, электролиз электролита после выщелачивания для получения метаплов, повышение окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза, и возвращение электролита на выщелачивание минерала. Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. Используемый для выщелачивания руды кислотный раствор электролита и заданная последовательность действий позволяет извлекать из руды после электролиза электролита только цинк. Осуществление процесса выщелачивания руды при относительной неподвижности руды и электролита в одной зоне окислительного потенциала не позволяет в полной мере использовать выщелачивающие свойства электролита с заданным окислительным потенциалом. У прототипа отсутствуют действия и условия их осуществления, обеспечивающие выщелачивание заданного объема минерала в зонах с разным окислительным потенциалом при заданном начальном окислительном потенциале электролита и получение конкретного и каждого металла из минерала сложного состава, содержащего много примесей, при малом уровне выброса загрязнений и высокой производительности. Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту "Устройство для получения металлов из минералов" является выбранное в качестве прототипа устройство для экстрагирования цинкосодержащей руды, содержащее емкость для выщелачивания, на которой установлены приспособления для приема руды и электролита, приспособления для отбора шлама и электролита, электролизер, содержащий анод, катод и диафрагму, отделяющую катод от анода, и приспособления как для приема подаваемого от емкости проконтактировавшего с рудой электролита, так и для возвращения электролита в емкость (Патент США № 4171250, опублик. 1979). У заявляемого объекта "Устройство для получения металлов из минералов" и 5 10 _ 15 20 25 30 35 16 прототипа совпадают следующие существенные признаки: устройства содержат по меньшей мере одну емкость для выщелачивания, на которой установлены приспособления для приема минерала и электролита, приспособления для отбора шлама и электролита, и по меньшей мере один электролизер, содержащий анод, катод и диафрагму, отделяющую катод от анода, и приспособления как для приема подаваемого от емкости проконтактировавшего с минералом электролита, так и для возвращения электролита в емкость. Получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. Используемая для выщелачивания руды емкость с приспособлениями для приема и отбора руды и электролита обеспечивает осуществление процесса выщелачивания руды при относительной неподвижности руды и электролита в одной зоне окислительного потенциала, что не позволяет в полной мере использовать выщелачивающие свойства электролита с заданным окислительным потенциалом. У прототипа отсутствуют элементы и указания на их взаимное расположение, обеспечивающие выщелачивание заданного объема минерала в зонах с разным окислительным потенциалом при заданном начальном окислительном потенциале электролита и получение конкретного и каждого металла из минерала сложного состава, содержащего много примесей, при малом уровне выброса загрязнений и высокой производительности. В основу изобретения поставлена за40 дача создать такой "Способ получения металлов из минералов", в котором усовершенствование путем введения новой совокупности действий и изменения условий выполнения действий позволило бы 45 при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного состава. 50 В основу изобретения поставлена задача создать такое "Устройство для получения металлов из минералов", в котором усовершенствование путем введения новых элементов и изменения взаимного 55 расположения элементов позволило бы при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного состава. 17 26719 Для решения указанных задач заявляется группа изобретений, связанных единым изобретательским замыслом. В эту группу изобретений входят "Способ получения металлов из минералов", вариант этого способа и устройство для осуществления этого способа - "Устройство для получения металлов из минералов". Заявляемая группа изобретений характеризуется следующими существенными признаками, которые выражены определенными понятиями, достаточными для их идентификации, направлены на решение поставленной задачи и достаточны для достижения ожидаемого технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны. Заявляемый "Способ получения металлов из минералов" согласно первому пункту формулы изобретения включает подачу минерала на выщелачивание и подачу электролита для взаимодействия минерала с электролитом, электролиз электролита после выщелачивания для получения металлов, повышение окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза и возвращение электролита на выщелачивание минерала. От прототипа заявляемый "Способ получения металлов из минералов" отличается следующим. Выщелачивание минерала осуществляют в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания и в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, через которые от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала перемещают электролит. Подачу минерала на выщелачивание осуществляют в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, причем по меньшей мере некоторые или каждый из выщелачиваемых металлов находятся в состоянии с низкой валентностью окисления. На электролиз направляют электролит, покидающий зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания и после повышения окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза, его возвращают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. Причем по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала окислительный потенциал электролита понижают до уровня значения потенциала перед электролизом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 18 При использовании изобретения "Способ получения металлов из минералов" ожидается достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного состава. Между совокупностью существенных признаков изобретения по пункту 1 формулы изобретения и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь. Осуществление процесса выщелачивания заданного объема минерала в зонах с разным окислительным потенциалом процесса выщелачивания позволяет в полной мере использовать выщелачивающие свойства электролита с заданным окислительным потенциалом, который по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала понижают до уровня значения потенциала перед электролизом. При этом в результате взаимодействия заданного объема минерала с непрерывно обновляемым движущимся электролитом, окислительный потенциал которого последовательно уменьшается от заданного значения, из минерала сложного состава интенсивно выщелачиваются конкретный и каждый металл. В частных случаях выполнения заявляемое изобретение характеризуется следующими признаками, развивающими и уточняющими существенные признаки заявляемого объекта и возникшими вследствие того, что в способе по настоящему изобретению разделены электролиз и выщелачивание. В предпочтительном случае окислительный потенциал электролита понижают за счет контакта электролита с окисляющимся веществом в противотоке при прохождении электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала. В предпочтительном случае в качестве окисляющегося вещества используют минерал, подаваемый на выщелачивание, а электролит непрерывно взаимодействует с минералом, который перемещают от зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне сильного, окислительного потенциала процесса выщелачивания для более полного выщелачивания конкретного или каждого металла из минерала. В предпочтительном случае в электролит вводят два или более галоидов и повышение окислительного потенциала 19 26719 производят, образуя одно или более комплексных галоидных соединений, которые вызывают дальнейшее выщелачивание одного или более металлов из минерала, проходящего через зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. Всякий раз, когда в настоящем описании будет употребляться термин "галоидный комплекс", это будет означать соединение, образуемое комбинацией из двух или более галогенидов, включая сюда Р, Сг, Вг и I*. Например, в предпочтительном варианте способа по изобретению обычно образуется галоидный комплекс ВгС!2\ Использование галоидных комплексных соединений дает ряд преимуществ наиболее предпочтительным вариантам способа по настоящему изобретению, которые ранее не были достигнуты предшествующим уровнем техники. Известно, например, что для накопления анодной энергии в анодном отделении электролизера производят окисление двухвалентного железа или одновалентной меди до ионов трехвалентного железа и двухвалентной меди соответственно или окисление раствора хлорида с получением газообразного хлора. Каждый из этих трех способов накопления энергии имеет свои недостатки, накопление энергии в ионах трехвалентного железа и двухвалентной меди связано с тем, что ионы трехвалентного железа и двухвалентной меди могут загрязнять металл, получаемый в процессе электролиза, накопление анодной энергии в газообразном хлоре требует наличие хранилища большого объема для газообразного хлора. Образование же галоидных комплексных соединений позволяет запасать анодную энергию в растворе, который не будет загрязнять получаемый металл, при этом становится возможным управлять процессом придания анолиту сильного окислительного потенциала, что может быть использовано для выщелачивания из минералов иных специфических металлов, например, благородных металлов. В предпочтительном случае в электролит вводят хлорид и растворенную медь, которая находится главным образом в двухвалентном состоянии при поступлении электролита в зону сильного окислительного потенциала и главным образом в одновалентном состоянии при удалении электролита из зоны слабого окислительного потенциала. 20 В предпочтительных случаях способа по настоящему изобретению медь выполняет функцию катализатора. Медь является катализатором во многих реакциях вы5 щелачивания, включая окисление минерала галоидным комплексным соединением, окисление воздухом и выщелачивание свинца. В предпочтительном случае в элект10 ролит вводят растворенную медь в зоне сильного окислительного потенциала, и зона сильного окислительного потенциала содержит зону выщелачивания комп—/іексньіми галоидными соединениями, в 15 которую подают электролит, возвращаемый из процесса электролиза, и в которой происходит окончательное выщелачивание минерала перед его удалением из процесса выщелачивания, и зону аэра20 ции, чер,ез которую пропускают и аэрируют электролит из зоны сильного окислительного потенциала и через которую перемещают частично выщелоченный минерал из зоны слабого окислительного 25 потенциала для дальнейшего выщелачивания перед его подачей в зону сильного окислительного потенциала, причем в зоне аэрации осаждают ранее выщелоченное железо, если оно присутствует в сос30 таве минерала, и/или окисляют по меньшей мере часть одновалентной меди до двухвалентной. В предпочтительном случае электролит после отбора из зоны слабого окис35 лительного потенциала перед подачей на электролиз подвергают очистке, предусматривающей удаление из электролита любых примесей, и/или удаление определенного металла или металлов, которые могут 40 загрязнить конкретный или каждый металл, получаемый на стадии электролиза. В предпочтительном случае удаление определенного металла или металлов, которые могут загрязнить конкретный или 45 каждый металл, получаемый на стадии электролиза, осуществляют путем увеличения рН электролита до уровня, достаточного для сохранения конкретного или каждого металла в растворе, но вызы50 вающего осаждение по меньшей мере некоторого количества определенного металла или металлов, которые затем отделяют от электролита. В предпочтительном случае при элект55 ролизе электролита после выщелачивания получают один или несколько металлов в одном или нескольких электролизерах, причем конкретный или каждый электролизер содержит диафрагму, отделяющую катод от анода, и конкретный или 21 26719 каждый металл получают на катоде данного электролизера, причем из электролита получают католит на катодной стороне электролизера и анолит на анодной стороне электролизера, и по меньшей мере часть католита подают в анолит либо непосредственно через диафрагму или в обход нее, либо опосредованно через один или несколько последующих электролизеров. В предпочтительном случае электролиз электролита ведут в электролизере, в котором диафрагма выполнена из материала, не содержащего пор, а католит подают в обход нее. В предпочтительном случае электролиз электролита после выщелачивания производят в нескольких сгруппированных электролизерах, в которых католит и анолит текут параллельно или противоточно, и в случае противоточного движения по меньшей мере часть католита данного электролизера подают в последующий электролизер, образуя по меньшей мере часть католита последнего, а по меньшей мере часть анолита этого последующего электролизера возвращают в данный электролизер, образуя по меньшей мере часть анолита данного электролизера, а в случае параллельного движения по меньшей мере часть католита данного электролизера полают в последующий электролизер, образуя по меньшей мере часть католита последнего, и по меньшей мере часть анолита данного электролизера подают для образования по меньшей мере части анолита последующего электролизера, при этом часть католита первого электролизера из нескольких является электролитом из зоны слабого окислительного потенциала, и по меньшей мере часть электролита, подаваемого в зону сильного окислительного потенциала, является либо анолитом, взятым из первого электролизера, когда в нескольких электролизерах католит и анолит текут противоточно, либо анолитом, взятым из последнего электролизера, когда католит и анолит текут параллельно. В предпочтительном случае, если католит и анолит текут противоточно, то по меньшей мере часть католита из последнего электролизера подают для образования анолита последнего электролизера, а если католит и анолит текут параллельно, то по меньшей мере часть католита последнего электролизера подают для образования анолита первого электролизера. В предпочтительном случае подаваемый в каждый электролизер электролит 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 22 очищают, удаляя любые имеющиеся в нем примеси и любой металл или металлы, которые могут загрязнить конкретный или каждый получаемый в электролизере метал л. В предпочтительном случае минерал, подаваемый на выщелачивание, содержит Ni, Pb и Zn, и в одном из нескольких электролизеров получают Ni, в другом электролизере получают РЬ или Pb/Zn и в еще одном электролизере получают Zn. В предпочтительном случае, при очистке электролита, при получении никеля электролит в процессе предварительной очистки пропускают через частицы никеля, при получении свинца электролит в процессе предварительной очистки пропускают через частицы свинца, при получении цинка электролит 8 процессе предварительной очистки пропускают через частицы цинка. В предпочтительном случае минерал, подаваемый на выщелачивание, содержит медь в виде сульфида, и при перемещении минерала в процессе выщелачивания осаждают элементарную серу, которую затем удаляют вместе с выщелоченным минералом, отбираемым из процесса выщелачивания. В предпочтительном случае зона слабого окислительного потенциала содержит зону растворенной меди, в которой по меньшей мере часть меди переводят в растворенный вид, и зону осаждения меди, в которой по меньшей мере часть растворенной в электролите меди любого вида осаждают и смешивают с любым минералом, поданным на выщелачивание, а полученную смесь противоточно перемещают в процессе выщелачивания относительно электролита, подаваемого из зоны сильного окислительного потенциала сначала в зону растворенной меди, а затем в зону осаждения меди к минералу, подаваемому на выщелачивание, либо как в зону растворенной меди, так и в зону осаждения меди, либо в одну из этих зон. В предпочтительном случае окислительный потенциал в зоне растворенной меди поддерживают большим, чем окислительный потенциал в зоне осаждения меди. В предпочтительном случае при элект55 ролизе получают медь по меньшей мере в одном электролизере и электролит подают в электролизер меди из зоны слабого окислительного потенциала, а когда зона слабого окислительного потенциала содержит зону растворенной меди и зону I 23 26719 24 двухвалентного железа, а рН увеличивают осаждения меди, то электролит подают из добавляя карбонат натрия Na2CO3. зоны растворенной меди. В предпочтительном случае при очистВ предпочтительном случае если по ке электролита после его отбора из зоны меньшей мере одна из примесей является серебром и удаление из электролита лю- 5 слабого окислительного потенциала и перед подачей электролита в электролизер бых примесей является процессом сущестмеди практически полностью удаляют лювенно полного удаления серебра из электбые примеси, содержащиеся в электроролита - хлорида одновалентной меди, то электролит подают в электролизер, содерлите, и практически полностью удаляют жащий катод и медный анод, в электроли- 10 определенный металл или металлы, котозер добавляют растворимую ртуть и ведут рые могут загрязнять медь, получаемую в электролиз полученного раствора с обраэлектролизере меди. зованием на катоде амальгамы Cu/Hg/Ag. В предпочтительном случае минерал, В предпочтительном случае амальгаподаваемый на выщелачивание, содержит му удаляют и растворяют в растворе окис- 15 в качестве определенного металла или лителя, раствор разбавляют для осаждеметаллов один или более металлов из ния серебра в виде его хлорида и хлорид ряда, содержащего Pb, Zn, As, Sb, В», Hg, серебра отделяют от остального раствора. Ag, Fe, и в процессе очистки на этапе практически полного удаления определенВ предпочтительном случае электро- 20 ного металла или металлов, которые молиз ведут при катодном токе малой плотгут загрязнять медь, получаемую в электности. ролизере меди, удаляют любое Ад и Нд, В предпочтительном случае электросодержащиеся в электролите, как опрелиз ведут в электролизере, в котором каделено ранее, и/или практически полносттод изготовлен из титана, а медный анод 25 ью удаляют любой оставшийся опредевыполнен из отдельных элементов или граленный металл или металлы. нул, расположенных в ячейках титановой В предпочтительном случае перед этасетки. пом удаления любого Ад и Нд, содержаВ предпочтительном случае, если прищихся в электролите, как определено рамеси включают определенный металл или 30 нее, электролит приводят в соприкосновеметаллы и удаление определенного мение с металлической медью для восстановталла или металлов, которые могут загления содержащейся в растворе двухвалентрязнить конкретный или каждый металл, ной меди до одновалентной меди и для получаемый на стадии электролиза, явзакрепления содержащегося в электролите ляется процессом существенно полного 35 серебра, уменьшая содержание серебра в удаления определенного металла или меэлектролите до 15 частей на миллион. таллов из электролита - хлорида одноваВ предпочтительном случае на этапе лентной меди, имеющего рН преимущестудаления любого Ад и Нд, содержащихся венно меньше 3,5, то рН электролита увев электролите, как определено ранее, в личивают вплоть до значения, находяще- 40 качестве электролита используют раствор гося между 6 и 6,5, или до значения, одновалентной меди, а в качестве раствонепосредственно предшествующего осажра окислителя, указанного ранее, испольдению меди, причем увеличение рН произзуют часть анолита, возвращенного из водят поэтапно на несколько интервалов электролизера меди, содержащей по меньзначения рН, лежащих между 3,5 и упо- 45 шей мере некоторое количество двухвамянутым его значением, а каждый из инлентной меди. тервалов значений соответствует точке, в В предпочтительном случае на этапе которой один определенный металл или удаления любого Ад и Нд, содержащихся большее число определенных металлов в электролите, как определено ранее, люосаждаются из электролита и после осаж- 50 бую не полностью удаленную Нд практидения из электролита этого одного опречески полностью удаляют за счет взаимоделенного металла или большего числа действия по меньшей мере части электопределенных металлов их удаляют на ролита от этапа удаления любого Ад и каждом из интервалов значения рН. Нд, содержащихся в электролите, как опВ предпочтительном случае из элект- 55 ределено ранее, с металлической медью ролита осаждают железо, мышьяк, сурьи последующего' возвращения таким обму, висмут, свинец, цинк, никель и двухразом провзаимодействовавшего электровалентную медь. лита на этап практически полного удалеВ предпочтительном случае в раствор ния любого оставшегося определенного электролита добавляют растворимую соль металла или металлов. 25 26719 В предпочтительном случае очистку электролита осуществляют в соответствии со способом, определенным ранее для практически полного удаления любого Ад и Нд, и/или в соответствии со способом, определенным ранее для практически полного удаления любого остающегося металла или металлов из упомянутых металлов, которые могут загрязнять конкретный или каждый металл, получаемый в данном электролизере. В предпочтительном случае осажденную медь, переносимую из зоны растворенной меди в зону сильного окислительного потенциала последовательно выщелачивают, так что из минерала, удаляемого из процесса выщелачивания, медь практически полностью извлекается, В предпочтительном случае возвращаемый в зону сильного окислительного потенциала электролит имеет окислительный потенциал (Eh) по отношению к стандартному электроду из Ag/AgCI больше, чем +600 мВ. В предпочтительном случае электролитом выщелачивают любое находящееся в подаваемом на выщелачивание минерале золото, после чего часть электролита удаляют из зоны сильного окислительного потенциала и извлекают из него золото за счет того, что электролит подают к слою активированного углерода, добавляют раствор со слабым окислительным потенциалом для уменьшения Eh до значения меньшего, чем +600 мВ (относительно электрода из Ag/AgCI) и соответствующего выделению золота из раствора и адсорбции его активированным углем, затем отделяют продукт углерод/золото от электролита, возвращают освобожденный от золота электролит в зону сильного окислительного потенциала и извлекают золота из продукта углерод/золото. В предпочтительном случае в качестве указанного ранее раствора со слабым окислительным потенциалом используют отработанный католит, взятый из электролиза. Данное изобретение обеспечивает также достижение других технических результатов, заключающихся в: - обеспечении получения металлов высокой чистоты из минералов, содержащих много примесей, при малом уровне выброса загрязнений, - снижении уровня выбрасываемых загрязнений, в частности за счет осаждения элементарной серы в шламе после выщелачивания сульфидных минералов двухвалентной медью в зоне растворенного металла, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 26 - упрощении управления параметрами процесса получения металлов из минералов за счет использования в процессе низкой температуры и давления окружающей среды и малой энергоемкости процесса, - упрощении процесса получения золота за счет исключения цианирования, - снижении капитальных и эксплуатационных затрат благодаря простоте реализации изобретения, - обеспечении возможности использования значительно в меньшей степени подготовленный и/или очищенный минерал. Для осуществления заявляемого объекта "Способ получения металлов из минералов" заявляется "Устройство для п о : лучения металлов из минералов", которое согласно независимому пункту формулы изобретения содержит по меньшей мере одну емкость для выщелачивания, на которой установлены приспособления для приема минерала и электролита, приспособления для отбора шлама и электролита, и по меньшей мере один электролизер, содержащий анод, катод и диафрагму, отделяющую катод от анода, и приспособления как для приема подаваемого от емкости проконтактировавшего с минералом электролита, так и для возвращения электролита в емкость. От прототипа заявляемый объект "Устройство для получения металлов из минералов", согласно независимому пункту формулы изобретения отличается следующим. Приспособление для приема минерала установлено на емкости для выщелачивания в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а приспособление для приема электролита установлено на емкости для выщелачивания в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. Приспособление для отбора шлама установлено на емкости для выщелачивания в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. Устройство снабжено приспособлением для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачиеания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а. приспособление для отбора электролита установлено на емкости для выщелачивания в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания. При использовании изобретения ожидается достижение технического результата, заключающегося ш повышении произ 27 26719 водительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного состава. Между совокупностью существенных признаков изобретения по независимому пункту формулы изобретения и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь. Расположение приспособлений для приема минерала и отбора электролита и приспособлений для отбора шлама и приема электролита на емкости для выщелачивания в зонах с разным окислительным потенциалом процесса выщелачивания и снабжение устройства приспособлением для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания обеспечивает осуществление процесса выщелачивания заданного объема минерала в зонах с разным окислительным потенциалом процесса выщелачивания, что позволяет в полной мере использовать выщелачивающие свойства электролита с заданным окислительным потенциалом, который по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала понижают до уровня значения потенциала перед электролизом, При этом в результате взаимодействия заданного объема минерала с непрерывно обновляемым движущимся электролитом, окислительный потенциал которого последовательно уменьшается от заданного значения, из минерала сложного состава интенсивно выщелачиваются конкретный и каждый металл. В частных случаях выполнения заявляемое изобретение характеризуется следующими признаками, развивающими и уточняющими существенные признаки заявляемого объекта. В предпочтительном случае "Устройство для получения металлов из минералов" дополнительно снабжено по меньшей мере одним устройством для очистки электролита, подключенным между емкостью для выщелачивания и электролизером. В предпочтительном случае емкость для выщелачивания выполнена в виде группы выщелачивающих емкостей, каждая из которых снабжена приспособлением для приема перемещаемого электролита, установленным в верхней ее части, и приспособлением для противоточного перемещения минерала, установленным в нижней ее части, причем приспособление для приема минерала установ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 28 лено на первой выщелачивающей емкости, а приспособление для приема электролита установлено на последней из группы выщелачивающих емкостей. В предпочтительном случае каждая выщелачивающая емкость снабжена отстойником для приема перемещаемого минерала и перемещаемого электролита, и каждый отстойник снабжен приспособлением для перенесения электролита из верхней части отстойника в выщелачивающую емкость. В предпочтительном случае по меньшей мере одна выщелачивающая емкость снабжена приспособлением для подачи в нее воздуха для осуществления окислительного выщелачивания минерала. В предпочтительном случае по меньшей мере одна выщелачивающая емкость снабжена импеллером для перемешивания минерала. В предпочтительном случае каждый электролизер разделен на катодное отделение, содержащее один или более катодов, и приспособленное для получения католита, и анодное отделение, содержащее один или более анодов, и приспособленное для получения анолита, причем конкретный или каждый электролизер разделен либо пористой, либо не содержащей пор диафрагмой. В предпочтительном случае два или более электролизера объединены в группу и снабжены приспособлением для подачи католита из катодного отделения данного электролизера в катодное отделение последующего электролизера и приспособлением для подачи анолита из данного электролизера либо в анодное отделение последующего электролизера, либо а анодное отделение предыдущего электролизера. В предпочтительном случае устройство дополнительно снабжено по меньшей мере одним дополнительным электролизером, подсоединенным параллельно к группе электролизеров, и приспособлением для подачи анолита от дополнительного одного или нескольких электролизеров в выщелачивающую емкость или емкости. В предпочтительном случае устройство снабжено группой электролизеров для получения по меньшей мере Ni, Pb и Zn, и дополнительным электролизером или дополнительными электролизерами для получения по меньшей мере меди, если эти металлы содержатся в подаваемом на выщелачивание минерале. В предпочтительном случае катод для использования в электролизерах выпол 29 26719 ней из листа меди, в котором выполнены углубления для осаждения на них металла, а между углублениями прикреплены изоляторы. В предпочтительном случае конкретный или каждый катод выполнен из листа меди, в котором выполнены углубления для осаждения на них металла, а между углублениями прикреплены изоляторы. В предпочтительном случае заявляемое "Устройство для получения металлов из минералов" снабжено соответственно по меньшей мере одним устройством для очистки электролита, установленным перед конкретным или каждым электролизером. В предпочтительном случае конкретное или каждое устройство для очистки электролита снабжено очищающим электролизером, содержащим медный анод и катод, выполненный из нерастворимого в электролите материала. В предпочтительном случае конкретное или каждое устройство для очистки электролита снабжено очищающим электролизером для образования амальгамы Cu/Hg/Ag, в случае присутствия этих металлов в электролите очищающего электролизера, при этом катод очищающего электролизера выполнен из титановой сетки, преимущественно окружающей анод. Данное изобретение обеспечивает также достижение других технических результатов, заключающихся в: - обеспечении получения металлов высокой чистоты из минералов, содержащих много примесей, при малом уровне выброса загрязнений, - снижении уровня выбрасываемых загрязнений, в частности за счет осаждения элементарной серы в шламе после выщелачивания сульфидных минералов двухвалентной медью в выделенной в устройстве зоне растворенного металла, - упрощении средств управления устройством для получения металлов из минералов за счет использования в процессе низкой температуры и давления окружающей среды и малой энергоемкости процесса, - упрощении процесса получения золота за счет исключения цианирования, - снижении капитальных и эксплуатационных затрат благодаря простоте реализации изобретения, - обеспечении возможности использования значительно в меньшей степени подготовленный и/или очищенный минерал. В заявляемую группу изобретений входит также вариант способа получения ме 5 10 15 20 25 30 35 40 ЗО таллов из минералов, при котором осуществляют подачу минерала на выщелачивание и подачу электролита для взаимодействия минерала с электролитом. От прототипа заявляемый вариант способа получения металлов из минералов отличается следующим. При выщелачивании из минерала одного или более металлов электролит с сильным окислительным потенциалом и кислотным рН подают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, а минерал подают в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания. При этом электролит перемещают из зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону слабого окислительного потенциала процесса вы: щелачивания, а минерал перемещают из зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания в противоточном направлении относительно потока электролита. Электролит при этом находится в непрерывном взаимодействии с минералом, выщелачивая из него по меньшей мере некоторое количество одного или более металлов за счет понижения своего окислительного потенциала. Затем из зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания удаляют электролит вместе с содержащимся в нем одним или более металлов и частично или практически полностью выщелоченный минерал. В электролит, подаваемый в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, вводят одно или несколько комплексных галоидных соединений. При использовании изобретения ожидается достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного сос 45 тава. Между совокупностью существенных признаков варианта способа получения металлов из минералов по независимому пункту формулы изобретения и достигае50 мым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь. Осуществление процесса выщелачивания заданного объема минерала в зонах с. разным окислительным потенциалом про55 цесса выщелачивания позволяет в полной мере использовать выщелачивающие свойства электролита с заданным окислительным потенциалом, который по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного тютенциала it зоне 31 26719 слабого окислительного потенциала понижают до уровня значения потенциала перед электролизом. При этом в результате взаимодействия заданного объема минерала с непрерывно обновляемым движущимся электролитом, окислительный потенциал которого последовательно уменьшается от заданного значения, из минерала сложного состава интенсивно выщелачиваются конкретный и каждый металл. В частных случаях использования заявляемый вариант изобретения "Способ получения металлов из минералов" характеризуется следующими признаками, развивающими и уточняющими существенные признаки заявляемого объекта. В предпочтительном случае в электролит вводят хлорид и растворенную медь, находящуюся практически полностью в двухвалентном состоянии, когда электролит подают в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. В предпочтительном случае зона сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания включает в себя зону выщелачивания галоидным комплексным соединением, в которую подают электролит для осуществления окончательного выщелачивания минерала перед его удалением из процесса выщелачивания, и зону аэрации, в которую из зоны выщелачивания галоидным комплексным соединением подают и аэрируют электролит, и через которую от зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания перемещают для дальнейшего выщелачивания частично выщелоченный минерал, поступающий затем в зону выщелачивания галоидным комплексным соединением, при этом в процессе аэрации осаждают железо, если оно содержится в минерале, и/или по меньшей мере часть находящейся в зоне аэрации одновалентной меди окисляют до двухвалентной. В предпочтительном случае зона елабого окислительного потенциала процесса выщелачивания включает в себя зону растворенной меди, в которой по меньшей мере часть меди переводят в растворенный вид, и зону осаждения меди, в которой по меньшей мере часть растворенной в электролите меди осаждают и смешивают в этой зоне с любым минералом, поданным на выщелачивание, а электролит перед его удалением из процесса подают сначала к зоне растворенной меди, а из нее - в зону осаждения меди, при этом минерал подают либо как в зону растворенной меди, так и в зону осаждения меди, либо в одну из этих зон. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 32 В предпочтительном случае подаваемый минерал содержит медь в виде сульфида и при перемещении минерала в процессе выщелачивания осаждают элементарную серу, которую затем удаляют вместе с выщелоченным минералом, отбираемым из процесса. В предпочтительном случае окислительный потенциал в зоне растворенной меди поддерживают большим, чем окислительный потенциал в зоне осаждения меди. В предпочтительном случае подаваемый минерал содержит серосодержащие руды. В предпочтительном случае медь в зоне осаждения осаждают в виде сульфида как одно- так и двухвалентной меди, причем медь осаждают, путем закрепления ее на минерале, содержащем серу, который подают в зону осаждения меди. В предпочтительном случае способ осуществляют главным образом при атмосферном давлении. В предпочтительном случае в качестве электролита используют раствор хлорида натрия, концентрация которого находится в пределах 250-300 грамм на литр электролита. В предпочтительном случае используют электролит при значении рН электролита не более 3,5 и предпочтительно в пределах от 0,5 до 3. В предпочтительном случае температуру электролита поддерживают достаточной для выщелачивания конкретного или каждого металла и для того, чтобы конкретный или каждый металл находился в растворенном состоянии. В предпочтительном случае температуру электролита поддерживают на уровне более 60°С и предпочтительно в пределах от 70°С до точки кипения электролита при давлении окружающей среды. Данное изобретение обеспечивает также достижение других технических результатов, заключающихся в: - обеспечении выщелачивания металлов из минералов, содержащих много примесей, при малом уровне выброса загрязнений, - снижении уровня выбрасываемых загрязнений, в частности за счет осаждения элементарной серы в шламе после выщелачивания сульфидных минералов двухвалентной медью в зоне растворенного металла, - упрощении управления параметрами процесса выщелачивания металлов из минералов за счет использования в про 33 26719 цессе низкой температуры и давления окружающей среды и малой энергоемкости процесса, - снижении капитальных и эксплуатационных затрат благодаря простоте реализации изобретения, - обеспечении возможности использования значительно в меньшей степени подготовленный и/или очищенный минерал. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для получения металлов из минералов; на фиг.2 - блок-схема устройства для получения металлов из минералов, когда особую роль играет медь; на фиг.З - импеллер устройства для получения металлов из минералов, разрез; на фиг.4 график увеличения окислительного потенциала при использовании галоидного комплексного соединения; на фиг.5 - график зависимости растворения золотых гранул (в процентах) в галоидном комплексном соединении. На чертежах позициями обозначено: 1 - емкость для выщелачивания; 2 приспособление для приема минерала в емкость для выщелачивания; 3 - приспособление для приема электролита в емкость для выщелачивания; 4 - приспособление для отбора шлама из емкости для выщелачивания; 5 - приспособление для выделения серы из шлама; б - приспособление для отбора электролита из емкости для выщелачивания, 7 - приспособление для отбора электролита из емкости для выщелачивания, 8 - приспособление для отбора электролита из емкости для выщелачивания; 9 - электролизер; 10 анод; 11 - катод; 12 - диафрагма; 13 приспособление для приема подаваемого от емкости для выщелачивания проконтактировавшего с минералом электролита; 14 - приспособление для возвращения электролита в емкость для выщелачивания; 15 - зона слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания; 16 - зона сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания; 17 приспособление для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания; 18 - первое устройство для очистки электролита; 19 концентратор; 20 - выщелачивающая емкость; 21 - выщелачивающая емкость; 22 - выщелачивающая емкость; 23 - выщелачивающая емкость; 24 - выщелачивающая емкость; 25 - приспособление для подачи воздуха; 26 - импеллер, 27 - катодное отделение электролизера 9; 28 5 10 15 20 25 30 35 40 4S 50 55 34 анодное отделение электролизера 9; 29 электролизер; 30 - катодное отделение; 31 - анодное отделение; 32 - диафрагма; 33 - дополнительный электролизер; 34 анод; 35 - катод; 36 - диафрагма; 37 анодное отделение; 38 - катодное отделение; 39 - приспособление для приема подаваемого от емкости для выщелачивания проконтактировавшего с минералом электролита; 40 - приспособление для подачи анолита от дополнительного электролизера в выщелачивающую емкость; 41 - устройство для очистки электролита; 42 - устройство для очистки электролита; 43 - зона выщелачивания галоидным комплексным соединением; 44 - зона аэрации; 45 - зона растворенного металла; 4Q - зона осаждения металла; 47 - устройство извлечения золота; 48 - первая ступень очистки; 49 - вторая ступень очистки; 50 - устройство для дробления и измельчения минерала; 51 - устройство для обогащения минерала методом флотации; 52 - устройство для концентрации минерала; 53 - устройство для фильтрации минерала; 54 - устройство для сбора отходов после обогащения минерала методом флотации; 55 - гидроударная установка; 56 - фильтрационная установка; 57 - устройство извлечения серы; 58 - устройство для сбора отходов; 59 - устройство для отфильтрования, промывки и сушки меди; 60 - устройство для брикетирования; 61 - формующая машина; 70 минерал; 71 - электролит; 72 - шлам; 73 - поток электролита; 74 - поток электролита; 75 - поток металлов; 76 - поток цинко-свинцового продукта; 77 - поток цинка; 78 - поток католита; 79 - обратный поток электролита; 80 - поток продукта; 81 - поток воздуха; 82 - поток электролита; 83 - поток использованного католита; 84 - поток продукта углерод/ золото; 85 - шлам от концентратора 19; 86 - поток продукта серебро/ртуть; 87 поток металлов; 88 - поток меди; 89 поток католита; 90 - поток свинца. Изобретение будет описываться на частном примере обработки серосодержащих руд, однако следует понимать, что изобретение не ограничивается только этим. Всякий раз, когда в настоящем описании будут употребляться термины "минерал" или "минералы", это будет означать, что под ними подразумеваются любые металлосодержащие соединения, включая сюда руды, концентраты, полуочищенные металлические соединения, металлосодержащие окислы и сульфиды, колошниковая пыль и т.п. 35 26719 36 шей мере одним устройством 18 для очистки электролита, подключенным между емкостью для выщелачивания 1 и электролизером 9. Устройство для очистки элект5 ролита может содержать концентратор 19 для удалениятвердых частиц (фиг.2). В частном случае выполнения емкость для выщелачивания 1 выполнена в виде группы выщелачивающих емкостей 20, 21, 10 22, 23 и 24, каждая из которых снабжена приспособлением для приема перемещаемого электролита, установленным в верхней ЄЄ ЧаСТИ, И Приспособлением ДЛЯ ПрО" тивоточного перемещения минерала, усt5 танов ленным в нижней ее части, причем приспособление 2 для приема минерала установлено на выщелачивающей емкости 20 - первой из группы выщелачивающих емкостей, а приспособление 3 для 20 приема электролита установлено на выщелачивающей емкости 24 - последней из группы выщелачивающих емкостей. В частном случае каждая выщелачивающая емкость 20, 21, 22, 23 и 24 снаб25 жена отстойником для приема перемещаемого минерала и перемещаемого электролита, и каждый отстойник снабжен приспособлением для перенесения электролита из верхней части отстойника 30- в выщелачивающую емкость. В частном случае выполнения по меньшей мере одна выщелачивающая емкость, например 22 и 23, снабжена приспособлением 25 для подачи воздуха для 36 осуществления окислительного выщелачивания минерала. В частном случае выполнения по меньшей мере одна выщелачивающая емкость снабжена импеллером 26 (фиг.З) 40 для перемешивания минерала. В частном случае выполнения каждый электролизер, например, электролизер 9 (фиг.1) разделен на катодное отделение 27, содержащее один или более катодов 45 11 и приспособление для получения католита, и анодное отделение 28, содержащее один или более анодов 10 и приспособленное для получения анолита, причем конкретный или каждый электроли50 зер разделен либо пористой, либо не со* держащей пор диафрагмой, например, диафрагмой 12. В частном случае выполнения устройство содержит электролизер 29, имею55 щий катодное отделение 30 и анодное отделение 31, разделенные диафрагмой 32. Электролизеры 9 и 29 объединены в группу и снабжены приспособлением для В частном случае выполнения устподачи католита из катодного отделения ройство дополнительно снабжено по мень27 электролизера 9 в катодное отделение Заявляемый "Способ получения металлов из минералов" и вариант этого способа могут быть в конкретном примере реализованы в помощью "Устройства для получения металлов из минералов", которое содержит по меньшей мере одну емкость для выщелачивания 1 (фиг.1) и установленные на ней приспособление 2 для приема минерала в емкость для выщелачивания и приспособление 3 для приема электролита в емкость для выщелачивания. На емкости для выщелачивания установлено также приспособление 4 для отбора шлама из емкости для выщелачивания. Далее в устройстве предусмотрено приспособление 5 для выделения серы из шлама. Устройство содержит приспособление 6 для отбора электролита из емкости для выщелачивания, приспособление 7 для отбора алевролита из емкости для выщелачивания и приспособление 8 для отбора электролита из емкости для выщелачивания, которое иопользуется при получении золота. Устройство также содержит по меньшей мере один электролизер, например, электролизер 9, который содержит анод 10, катод 11 и диафрагму 12, отделяющую катод от анода. Электролизер снабжен также приспособлением 13 для приема подаваемого от емкости для выщелачивания проконтактировавшего с минералом электролита и приспособлением 14 для возвращения электролита в емкость для выщелачивания. Отличительной особенностью устройства является то, что приспособление 2 для приема минерала установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15, а приспособление 3 для приема электролита установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16. Приспособление 4 для отбора шлама из емкости для выщелачивания установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16. Устройство снабжено приспособлением 17 для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания, а приспособление 6 для отбора электролита установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15. 37 26719 38 Емкость для выщелачивания 1 разде30 электролизера 29 и приспособлением лена иа четыре последовательно расподля подачи анолита из анодного отделеложенные зоны: зону выщелачивания гания 28 электролизера 9 в анодное отделение 31 электролизера 29, либо присполоидным комплексным соединением 43, соблением для подачи анолита из анод- 5 зону аэрации 44, зону растворенного меного отделения 31 электролизера 29 в талла 45 и зону осаждения металла 46. анодное отделение 28 электролизера 9. Для получения золота имеется устройство 47 извлечения золота, соединенное через приспособление 8 для отбора электролиВ частном случае выполнения устройство дополнительно снабжено по мень- 10 та из емкости для выщелачивания с зоной 43 выщелачивания галоидным компшей мере одним дополнительным электлексным соединением. ролизером 33, подсоединенным паралВ случае, когда при получении металлельно к группе из электролизеров 9 и лов из минералов особую роль играет 29. Дополнительный электролизер 33 содержит катод 34, анод 35 и диафрагму 15 медь устройство 42 для очистки электролита содержит первую ступень очистки 48 36, разделяющую электролизер на аноди вторую ступень очистки 49 и устройство ное 37 и катодное отделение 38. При для получения металлов из минералов со-~ этом устройство снабжено приспособледержит расположенные по ходу технолонием 39 для приема подаваемого от емкости для выщелачивания проконтактиро- 20 гического процесса: устройство 50 для вавшего с минералом электролита и присдробления и измельчения минерала, устпособлением 40 для подачи анолита от ройство 51 для обогащения минерала медополнительного электролизера в выщетодом флотации, устройство 52 для конлачивающую емкость. центрации минерала, устройство 53 для В частном случае выполнения уст- 25 фильтрации минерала, устройство 54 для ройство снабжено группой электролизесбора отходов после обогащения минераров, например, электролизерами 9 и 29 ла методом флотации, гидроударную усдля получения по меньшей мере Ni, РЬ и тановку 55, фильтрационную установку 56, Zn, и дополнительным электролизером, устройство 57 извлечения серы, устройстнапример, электролизером 33 для полу- 30 во 58 для сбора отходов, устройство 59 чения по меньшей мере меди, если эти для отфильтровывания, промывки и сушки металлы содержатся в подаваемом на вымеди, устройство 60 для брикетирования, щелачивание минерале. формующую машину 6 1 . В частном случае выполнения катод Используемый для перемешивания ми11 электролизера 9, катод 35 электроли- 35 нерала импеллер 26 (фиг.З) содержит козера 33 и катод электролизера 29 выполнец 62, приспособленный для подсоединены из листа меди, в котором выполненения к приводу, и соединительную дены углубления для осаждения на них металь 63, включающую в себя вал импелталла, а между углублениями прикреплелера. К соединительной детали 63 крены изоляторы. 40 пится концевой узел 64, имеющий лопасВ частном случае выполнения устти, расположенные на его свободном конройство снабжено устройством 41 для це. Через весь импеллер проходит осевое очистки электролита, установленным пеотверстие 65, выходящее в распределиред электролизером 29 и устройством 42 тельный цилиндр 66, что обеспечивает подля очистки электролита, установленным 45 дачу воздуха через полый вал импеллера перед электролизером 33. в камеру распределительного цилиндра. В частном случае устройства 18, 41 и Для выпуска воздуха из камеры распре42 для очистки электролита снабжены очиделительного цилиндра 66 по его окружщающими электролизерами, содержащиности проделаны продольные прорези ми медный анод и катод, выполненный из 50 67. Прорези сообщены с пространством нерастворимого в электролите материала. между лопастями 68, расположенными, как В частном случае устройство 42 для правило, равномерно вокруг окружности очистки электролита снабжено очищаюраспределительного цилиндра 66. Лопас-. щим электролизером для образования ти 68 прикреплены к распределительному амальгамы Cu/Hg/Ag, в случае присутст- 55 цилиндру 66 и к диску 69, который яввия этих металлов в электролите очищаюляется основанием или концом импеллещего электролизера, при этом катод очира. Конструкция импеллера позволяет вдущающего электролизера выполнен из тивать воздух в проходящую сквозь зону тановой сетки, преимущественно окружаюаэрации шлам минерала, так что частицы щей анод. минерала адсорбируют на свою поверх 39 26719 ность воздух, чем обеспечивается быстрое окислительное выщелачивание минерала. Заявляемый способ получения металлов из минералов в конкретном примере реализуется при работе устройства для получения металлов из минералов следующим образом. Минерал 70 (фиг. 1) подают на выщелачивание в емкость для выщелачивания 1 в зону слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15 с помощью приспособления 2 для приема минерала, которое установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15. Подачу электролита 71 (фиг.2) для его взаимодействия с минералом 70 {фиг.1) осуществляют через приспособление 3 для приема электролита, которое установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16. Выщелачивание из минерала 70 одного или нескольких металлов в емкости для выщелачивания 1 осуществляют в зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15 в зоне» сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16, через которые от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала перемещают электролит 71 с помощью приспособления 17 для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания. Причем по мере прохождения электролита от зоны сильного окислительного потенциала к зоне слабого окислительного потенциала окислительный потенциал электролита понижают за счет контакта электролита с окисляющим веществом, которым является подаваемый на выщелачивание минерал, до уровня значения потенциала перед последующим электролизом, при этом по меньшей мере некоторые или каждый из выщелачиваемых металлов находятся в состоянии с низкой валентностью окисления. Минерал 70 может содержать в себе серосодержащие руды, такие как пирит, молебденит, арсенопирит, халькопирит, пентландит, ковелин, сфалерит, халькоцит, пирротин и галенит или разнообразные их сочетания. Типичный электролит 71 представляет собой раствор хлорида натрия высокой концентрации, равной 250-300 г/л. С таким электролитом можно перерабатывать раз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 40 нообразное исходное сырье, включая руды, концентраты, полуочищенные металлосодержащие соединения и тому подобное. После прохождения электролита 71 через емкость для выщелачивания 1 от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16 к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания 15 электролит с помощью, например, приспособления 6 для отбора электролита из емкости для выщелачивания отбирают из зоны слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания и направляют на электролиз для получения металлов, например, в электролизер 9 с помощью приспособления 13 для приема подаваемого от емкости для выщелачивания проконтактировавшего с минералом электролита. В процессе электролиза на катоде, например, 11 выделяется продукт, который снимают с помощью лопастей скребка. Окислительный потенциая электролита, вышедшего из процесса электролиза, повышают за счет направления католита из катодного отделения 27 электролизера 9 в его анодное отделение 28. После повышения окислительного потенциала электролита, вышедшего из процесса электролиза, его с помощью приспособления 14 для возвращения электролита в емкость для выщелачивания, приспособления 3 для приема электролита в емкость для выщелачивания и приспособления 17 для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания возвращают на выщелачивание минерала 70 в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания 16. Шлам 72, образующийся после выщелачивания минерала 70, удаляется из емкости для выщелачивания 1 с помощью приспособления 4 для отбора шлама из емкости для выщелачивания. Далее в устройстве предусмотрено приспособление 5 для выделения серы из шлама. Этим способом можно перерабатывать разнообразное исходное сырье, включая руды, концентраты, полуочищенньге металлосодержащие соединения и тому подобное. Емкость для выщелачивания 1 разделена на четыре зоны, называемые далее: зоной 43 выщелачивания галоидным комплексным соединением (hcl-зона), зоной аэрации 44, зоной 45 растворенного металла (dm-зона) и зоной 46 осаждения металла (гпр-зона). Помогающий выщелачиванию минерала воздух или 41 26719 кислород подается в зону аэрации, как правило, через один или несколько импеллеров 26 (как описано ниже). Предпочтительно, чтобы температура электролита была выше 70°С, а рН находилась между 0,5 и 3, при этом процесс осуществляется в основном при давлении окружающей среды. Значение рН электролита поддерживается ниже 3,5, так как при рН больше 3,5 возникает тенденция к образованию оксихлорида меди, например, атакамита Cu4Ct2(OH)6, образование которого мешает извлечению меди. Минерал 70, часто включающий Си, Pb, Zn, Fe, Co, Ni, As, Sb, Bi, Hg, Ag и Аи и металлы платиновой группы, подается в зону осаждения металла (и/или в зону растворенного металла, см. ниже), в результате чего начинается выщелачивание его электролитом. Выщелачивающая емкость, состоящая из группы выщелачивающих емкостей, обычно снабжена расположенными внутри емкости отстойниками для приема перемещаемого минерала и перемещаемого электролита, и каждый отстойник снабжен приспособлением для перенесения электролита из верхней части отстойника в выщелачивающую емкость. Таким образом, создается зона чистой жидкости, которая значительно выше зоны суспензии (образованной при подаче минерала), что является следствием различий в удельных весах. Это позволяет подавать электролит к суспензии минерала противотоком, формируя в верхней части свободный от частиц минерала электролит, так что минерал подается в первую выщелачивающую емкость и взаимодействует с электролитом, перенесенным из верхней части соответствующего отстойника, и затем минерал подается на отстой в первый отстойник перед тем, как он будет подан во вторую выщелачивающую емкость, причем электролит подается из второй выщелачивающей емкости в первый отстойник перед тем, как он будет подан в первую выщелачивающую емкость. Поскольку минерал, перемещаясь в емкости для выщелачивания 1, проходит зоны с постепенно увеличивающимся окислительным потенциалом, то в каждой зоне соответствующий ей металл выщелачивается в значительно большей пропорции, что позволяет целенаправленно отбирать заданные металла за счет отбора электролита из различных точек емкости для выщелачивания 1. После полного выщелачивания минерала процесс проводится так, чтобы сера, находящаяся в виде сульфидов в поступающем мине 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 42 рале, выпадала в осадок с основном в виде ^пементарной серы (смотри ниже уравнения (1), (5) и (6)). Элементарная сера удаляется из процесса вместе со шламом 72, и затем может быть выделена из него с помощью традиционной техники в приспособлении 5 для выделения серы из шлама. Извлечение металла первый цикл. Электролит удаляется из емкости для выщелачивания 1 двумя потоками 73 и 74. Потоком 73 электролит удаляется из зоны осаждения металла 46, в которой обычно находятся один или несколько металлов, которые необходимо извлечь. В одном варианте осуществления, при котором подаваемый на переработку минерал содержит свинец, никель и цинк, эти металлы могут выщелачиваться электролитом, удаляемым потоком 73 для последующего их извлечения. На фиг. 1 показано только извлечение свинца и цинка. (Кроме этого, когда минерал содержит медь, она может быть выщелочена электролитом, удаляемым вместе с потоком 73 из емкости для выщелачивания 1, а затем извлечена из него). Обычно, что существенно, все ионы меди, поступающие вместе с электролитом из зоны растворенного металла 45 в зону осаждения металла 46, осаждаются в зоне 46 (например, смотри ниже уравнения 8, 9 и 10). Таким образом, поток электролита 73, практически полностью освобождается от меди перед тем, как попадает в устройство очистки 18. Устройство очистки 18 предназначено для удаления из электролита любых присутствующих в нем примесей и/или металлов, которые могут повлиять на чистоту металлов, извлекаемых в процессе последующего электролиза. Поэтому устройство очистки 18 может включать ступени концентрации и/или фильтрации для извлечения примесей перед процессом очистки, имеющим вариации (смотри описание ниже со ссылкой на фиг. 2). Таким образом, устройство очистки может включать одну или более ступеней, выбранных из трех различных возможных ступеней очистки, а именно: первую ступень очистки 48, вторую ступень очистки 49 и, может быть, третью ступень очистки отдельного металла. На первой ступени очистки удаляется серебро и ртуть; на второй ступени очистки удаляется любой дополнительный металл (металлы) до уровня, находящегося ниже значения, при котором они негативно влияют на последующий процесс электролиза, так что в конечном итоге получается очень чистый металл. В 43 26719 числе удаляемых из потока 75 металлов могут быть железо, мышьяк, висмут, ртуть, сурьма и т.д. Очистка позволяет получить металл предельно высокой чистоты, которая существующими способами достигалась в редких случаях и только с большими трудностями. Кроме того, устройство очистки может включать одну или несколько вышеупомянутые первую, вторую и третью ступени. Когда в первом электролизере 9 получают свинец, третья ступень очистки включает пропускание электролита через слой частиц свинца. После очистки электролит подают в электролизер 9, имеющий катодное отделение 27 и анодное отделение 28, На фиг.1 показан вариант, при котором свинец получают в первом электролизере, содержащем один или несколько катодов. Обычно, катоды выполнены так, как описано ниже (т.е. из листа меди с углублениями), и обычно продукт снимается с одного или нескольких катодов с помощью нескольких лопастей скребка. В электролизере 9 получают свинец 90, который отбирали со дна электролизера. Электролизер содержит диафрагму 12, не содержащую пор (диафрагма покрыта Ba2SiO3, как описано ниже}, которая предохраняет электролит в катодном отделении (т.е. католит) от попадания в него электролита из анодного отделения (т.е. анолита). Католит из катодного отделения 27 затем очищается во втором устройстве очистки 41. Устройство очистки 41 обычно содержит три ступени очистки металла, очищающих металл* получаемый во втором электролизере 29. На фиг.1 показано устройство очистки 41, в котором содержится слой частиц цинка, через который пропускают использованный в электролизере свинца католит, за счет чего удаляется оставшийся в нем свинец и получается цинко-свинцовый продукт 76. В альтернативном варианте свинцово-цинковая смесь может быть получена в промежуточном электролизере (на фигуре не показан) перед тем, как католит будет подан в электролизер 29. Второй электролизер также содержит катодное отделение 30 и анодное отделение 31, разделенные диафрагмой 32. В электролизере 29 получают цинк 77 и отбирают его со дна электролизера. После этого использованный в электролизере цинка католит подают в анодное отделение электролизера 28, создавая в нем анолит. В альтернативном варианте осуществления, показанном штриховыми линиями 78, использованный в электролизере цинка ка 44 толит может быть подан назад в анодное отделение первого электролизера, и в этом случае католит и анолит текут, скорее, параллельно, чем противоточно. Па5 раллельное или противоточное движение анолита и католита может быть осуществлено и в группе, состоящей из трех и более электролизеров. В альтернативном варианте, в зависимости от состава ми10 нерала и того, какой металл необходимо удалить, все электролизеры могут быть соединены параллельно, или часть из них могут быть соединены параллельно, при этом анолит в конечном итоге возвра15 щается в противоточную емкость для выщелачивания 1 (как описано ниже). В наиболее типичном случае электролит содержит много хлоридов и ионов меди. Ионы меди являются катализатором боль20 шого числа реакций выщелачивания, происходящих в противоточной емкости для выщелачивания 1 (смотри ниже), однако они не принимают участие в процессе получения металлов из потока элект25 ролита 73, отбираемого из зоны осаждения металла. Когда в потоке электролита 73 содержатся два или несколько галоидов, то в нем образуются два или несколько галоидных комплексов (далее 30 "галексов"). Галекс образуется возле какого-то конкретного или возле каждого анода в конкретном или каждом электролизере за счет окисления находящихся в растворе галоидов до образования галек35 са. (Типичная реакция окисления приведена в уравнении (15) ниже). Галекс имеет свойство накапливать в себе большое количество анодной энергии (смотри фиг.4), за счет чего обратный поток 79 имеет 40 сильный окислительный потенциал. Пода• ча анолита из электролизера 9' в емкость, для выщелачивания 1 приводит к наличию высокого окислительного потенциала в зоне 43 выщелачивания галоидным комп45 лексным соединением, что в значительной степени содействует выщелачиванию из минералов трудно выщелачиваемых металлов. Известно, что накопить энергию анода можно с помощью окисления ио50 нов двухвалентного железа или одновалентной меди до трехвалентного железа или двухвалентной меди соответственно или с помощью окисления хлоридното раствора с получением газообразного хло55 ра, но каждый из этих трех способов накопления анодной энергии имеет недостатки (указанные выше). Образование галекса устраняет эти недостатки м позволяет накопить большую энергию окисления для использования ее в зоне 43 вы 45 26719 щелачивания галоидным комплексным соединением. Катод электролизера. Специальный катод может быть использован в электролизерах 9, 29 и 33, однако, помимо этого, этот катод может найти более широкое применение, а не только в этих электролизерах. Обычно этот катод изготавливают из листа меди, на котором сделано большое количество площадок для осаждения меди на них. Каждая площадка изолирована от всех других площадок за счет установки изоляторов между ней и другими площадками. Обычно площадки образуются за счет того, что в листе меди формируют множество углублений. Изоляторы располагают между углублениями, и они могут быть изготовлены из подходящих изоляционных материалов, например, из бутилкаучука. Бутилкаучук предотвращает осаждение металла между углублениями, и металл поэтому стремится расти из углублений в виде дендритов. Металл можно легко удалить с листа с помощью подвижных скребков с лопастями, снимающих металл с углублений, и металл падает на дно электролизера, где его собирают и извлекают. Диафрагма. Специальная диафрагма может быть использована в электролизеpax 9, 29 и 33, однако эта диафрагма может найти применение и в других электролизерах. При использовании диафрагма обычно закреплена вокруг анода электролизера на поддерживающем каркасе, например, каркасе из стеклопластика. Диафрагму обычно изготавливают закреплением (например, в виде покрытия) компаунда Na2SiO3 на поддерживающей подложке (обычно в качестве поддерживающей подложки используют стеклоткань). При работе на диафрагме из Na2Si03 получается гель, который очень хорошо функционирует как проводник тока между анодным и катодным отделениями, и при этом не имеет пор. Диафрагма, к тому же, очень дешева в изготовлении по сравнению с известными диафрагмами, например, диафрагмой Nafion™ фирмы Du Pont. Импеллер. В зоне аэрации 44 емкоети для выщелачивания 1 может быть использован импеллер 26, показанный на фиг.З. Однако, использование этого импеллера не ограничивается только этим. Импеллер 26 имеет один конец 62, приспособлекный для подсоединения к приводу, содержит соединительную деталь 63, включающую в себя вал импеллера. Соединительная деталь 63 выполнена так, что к ней может крепиться концевой узел 64, 5 10 15 20 25 30 . 35 40 45 50 55 46 имеющий лопасти, расположенные на его свободном конце. Через весь импеллер проходит осевое отверстие 65, выходящее в распределительный цилиндр 66, что обеспечивает подачу воздуха через полый вал импеллера в камеру цилиндра. Для выпуска воздуха из камеры цилиндра по его окружности проделаны продольные прорези 67. Прорези выпускают воздух в пространство между лопастями 68, расположенными, как правило, равномерно вокруг окружности цилиндра 66. Лопасти прикреплены к цилиндру и к диску 69, который является основанием или концом импеллера. Конструкция импеллера позволяет вдувать воздух в проходящую сквозь зону аэрации шлам минерала, так что частицы минерала адсорбируют на свою поверхность воздух, чем обеспечивается быстрое окислительное выщелачивание минерала. На фиг.4 для трех различных электролитов приведен график зависимости окислительного потенциала от количества затраченной электрической энергии. Кривая 1 показывает накопление потенциала BrCI2от +900 до +1000 мВ (относительно стандартного электрода из Ag/AgC!) в электролите с концентрацией 280 г/л NaCI и 28 г/л NaBr. Кривая 1 отражает изменение окислительного потенциала ВгС12 в 'соответствии с приведенным ниже уравнением (15). Вторая половина кривой показывает увеличение КПД этой реакции по мере уменьшения содержания свободных ионов Вг, и выделение газообразного, хлора становится конкурирующей реакцией, повышающей окислительный потенциал. Кривая 2 показывает изменение окислительного потенциала раствора 280 г/л NaCI, не содержащего ионов Вг, при немедленном выделении газообразного хлора, за которым следует добавка NaBr, останавливающая выделение газа. Кривая 3 показывает окислительный потенциал электролита, содержащего 280 г/л NaCI, 28 г/л NaBr, 12 г/л Си + . Участок под кривой между +680 мВ и +1000 мВ (Ад/ АдС!) показывает ту энергию, накопленную в растворе, которая может быть использована для выщелачивания, например, золота и которая может выщелочить подаваемый для выщелачивания трудноперерабатываемый минерал (минералы), например, пирит и арсенопирит. Анионный бромид может рассматриваться как ион брома, удерживающий молекулу хлора. Это говорит о том, что бромид в 1,59 раза более эффективен в весовом отношении по сравнению с железом, содержащем 47 26719 двухвалентную медь, а кроме того у него есть то преимущество, что полученный с помощью электролиза свинец или цинк не содержат нежелательные примеси и образуются при высоком потенциале. Преимуществом использования в процессе выщелачивания галоидного комплекса в качестве составляющей вещества-окислителя является то, что галоидный комплекс образуется при более низком потенциале, чем газообразный хлор, Таким образом, электролит, содержащий галекс, образуется без газообразного хлора и соответствующих этому проблем. Использование заявляемого "Способа получения металлов из минералов" и "Устройства для получения металлов из минералов" обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении производительности и выхода конкретного и каждого металла из минерала сложного состава. К этому следует еще добавить, что электрохимическое осаждение из раствора одновалентной ме'ди имеет в восемь раз большую производительность, чем известные способы. Это заметный уход от известных способов получения меди. Преимуществом способа является то, что в отличие от многих существующих способов в нем использует* ся значительно в меньшей степени подготовленный и/или очищенный минерал. Осуществление процесса при низкой температуре и давлении окружающей среды является особым преимуществом по сравнению с известными способами, требующими в основном высокой температуры и давления. Заявляемый способ устраняет недостатки многих существующих способов, поскольку сера в отличие от серной кислоты и газообразного сернистого ангидрида не требует утилизации. Описанный выше способ по настоящему изобретению дает значительные преимущества, включая сюда экономичное, удобное получение металлов высокой чистоты при малом уровне выброса загрязнений. Капитальные и эксплуатационные затраты значительно снижаются, благодаря простому и эффективному управлению параметрами процесса (т.е., низким температуре и давлению) при малой энергоемкости и высокой прибыльности. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Заявляемый вариант способа получения металлов из минералов в конкретном §5 примере реализуется при работе устройства для получения металлов из минералов следующим образом. При выщелачивании из минерала одного или более металлов минерал 70 48 (фиг.1) подают на выщелачивание в емкость для выщелачивания 1 в зону 15 слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания с помощью приспособления 2 для приема минерала, которое установлено на емкости для выщелачивания 1 в зоне 15 слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания. Электролит 71 (фиг.2) с сильным окислительным потенциалом и кислотным рН подают для его взаимодействия с минералом 70 (фиг.1) в зону сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания через приспособление 3 для приема электролита, которое установлено на емкости для выщелачивания t в зоне 16 сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания. В процессе выщелачивания электролит 71 перемещают из зоны 16 сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону 15 слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания с помощью приспособления 17 для перемещения электролита от зоны сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания к зоне слабого окислительного процесса выщелачивания, а минерал 70 перемещают из зоны 15 слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания в зону f 6 сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания в противоточном направлении относительно потока электролита. При этом электролит находится в непрерывном взаимодействии с минералом, выщелачивая из него по меньшей мере некоторое количество одного или более металлов за счет понижения своего окислительного потенциала. Затем из зоны 15 слабого окислительного потенциала процесса выщелачивания удаляют электролит 71 вместе с содержащимся в нем одним или более металлов и частично или практически полностью выщелоченной минерал, При этом в электролит 71, подаваемый в зону 16 сильного окислительного потенциала процесса выщелачивания, вводят одно или несколько комплексных галоидных соединений. Описанное выше со ссылкой на фигЛ противоточное выщелачивающее устройство, которое содержится в заявляемом "Устройстве для получения металлов из минералов* содержит четыре зоны устройство очистки удаляется серебро, и, если имеется, - ртуть в виде потока 60. На второй ступени 49 устройства очистки удаляются любые металлы, которые впоследствии могут быть вредными примесями или ухудшать степень чистоты меди при ее извлечении в электролизере. Остальные металлы удаляются в виде потока металлов 87, и при произ 53 26719 водстве меди ими могут быть Ро, Zn, As, Sb, Ni, Fe, Co и т.д. Эти металлы затем могут быть извлечены с помощью известных способов. После очистки электролит подают в электролизер 33 для электрохимического осаждения. Главным образом одновалентная медь, находящаяся в электролите, восстанавливается в катодном отделении 38 и получается медь, отбираемая в виде потока 88. Частицы меди отфильтровываются, промываются и сушатся в устройстве 59, а затем могут быть спрессованы в брикеты в брикетирующем устройстве 60 или из них может быть изготовлен провод в формующей машине 61. Католит из катодного отделения 38 подают в анодное отделение 37 в виде потока католита 89. Это делается потому, что диафрагма 36 является непроницаемой для протекания электролита между анодом и катодом, но одновременно она проводит ток. (Более подробно диафрагма будет описана ниже). В анодном отделении одновалентная медь, находящаяся в перенесенном в него электролите, окисляется до двухвалентной меди, здесь также образуется галекс. Полученный анолит затем подается в емкость для выщелачивания 1 в виде обратного потока 79 электролита. Обычно электролит, содержащий 80 г/л одновалентной меди, подается в электролизер 33, а в процессе электролиза 50 г/л меди образуется на катоде и 30 г/л одновалентной меди переносится потоком 89 в анодное отделение. Как правило, большая часть из этих 30 г/л одновалентной меди окисляется до двухвалентной меди. Таким образом, в возвращаемом электролите, содержащем галекс, находится преимущественно двухвалентная медь, за счет чего он имеет высокий окислительный потенциал для осуществления выщелачивания минерала в зоне выщелачивания галоидным комплексным соединением. На фиг.2 иллюстрируется способ, в котором используется упомянутая емкость для выщелачивания 1, состоящая из пяти емкостей: 24, 23, 22, 21, 20. Слева направо: обычно первая емкость может включать зону 43 выщелачивания галоидным комплексным соединением, обе или каждая из двух последующих емкостей могут содержать зону аэрации 44, в которую подается воздух 81, четвертая и пятая емкости образуют зону слабого окислительного потенциала, обычно зону 45 растворенного металла. Однако следует понимать, что возможны многие варианты конструкции устройства. Согласно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 54 фиг.2, минерал часто поступает непосредственно от горнодобывающего предприятия и поэтому его дробят и измельчают - 50, обогащают методом флотации - 5 1 , концентрируют - 52 и фильтруют 53 перед подачей в емкость для выщелачивания 1. Хвосты от фильтрации удаляют в отходы - 54, как и шлам - 72 удаляют в отходы 58. Шлам 85 от концентратора 19 и шлам 72 от емкости для выщелачивания 1 подвергают гидроударной обработке в гидроударной установке 55, фильтруют на фильтрационной установке 56 и подают для отделения серы от шлама в устройство извлечения серы 57, получая серу в виде потока 80. Первая ступень очистки может присутствовать в любом или во всех устройствах очистки 18, 42 и 41 и она показана на фиг.2 как устройство 48. Первая ступень очистки подробно изложена в примере 5, и она включает электрохимическое осаждение (с добавкой ионов ртути) током малой плотности на катоде с большой площадью поверхности, изготовленном предпочтительно из титана. На катоде образуется амальгама Cu/Hg/Ag, которую снимают так же, как в электролизерах 9, 29 и 33. Амальгама может быть растворена в обратном потоке анолита от электролизера меди, который разлагает амальгаму на двухвалентную медь и двухвалентную ртуть, которые возвращают обратно на первую стадию очистки. Разбавление получающегося возвратного раствора анолита осаждает хлорид серебра, из которого затем можно получить серебро термической обработкой. Обычно первая ступень очистки включает этап взаимодействия с медью, при котором электролит сначала подают на элементарную медьг связывая тем самым серебро и уменьшая содержание серебра в электролите до 15 частей на миллион, а затем его подают в электролизер серебра. Электролизер серебра обычно содержит импеллер, производящий перемешивание, а также медный анод, окруженный сетчатым цилиндрическим катодом из титана. Медный анод может быть выполнен в виде впрессованных в титановую сетку медных гранул или брикетов. Первая ступень очистки позволяет очистить раствор. практически от всего серебра» достигая высокой степени очистки, и одновременно относительно легко получить серебро как конечный продукт. Вторая ступень очистки может присутствовать в любом или во всех устройствах очистки 18, 42 и 41. Электролит подают из первой ступени 55 26719 очистки во вторую ступень очистки, которая по существу представляет собой обработку повышением рН и разделением. Значение рН электролита увеличивается с уровня ниже 3,5 до уровня значения рН обычно от 6 до 6,5. Однако за высшим уровнем следят, чтобы одновалентная медь не выпадала в осадок. В сильно концентрированных растворах хлоридов одновалентная медь сохраняет свою стабильность до рН равном приблизительно 6,56,7 (смотри уравнение (3)).Предпочтительно добавлять карбонат натрия Na2CO3, повышая рН, и, что необязательно, источник ионов двухвалентного железа. Мышьяк и железо уходят при значениях рН равных приблизительно 4-5 в виде FeAsO4, цинк - в виде ZnCo3 при рН равном приб* лизительно 5,5, а такие металлы, как висмут, свинец и сурьма - при рН равном 5,5-6 в виде ВіОСІ, РЬО и Sb2O3. Электролит отделяют от осажденных солей, которые удаляют в виде потока 87. После этого электролит подготовлен к получению меди электрохимическим осаждением 5 10 15 20 25 56 в электролизере 33. Согласно известным способам медь осаждают электрохимическим способом обычно из раствора сульфата меди при плотности тока в районе 250 А/м2. Известные способы позволяют получить медь с уровнем чистоты 99,99%. Очистка же в первой и второй ступени согласно настоящему изобретению вместе с уникальной конструкцией устройства для получения металлов из минералов позволяют получить медь методом электрохимического осаждения из высокочистого раствора одновалентной меди (медь при этом имеет уровень чистоты 99,999%). Поскольку электролит имеет высокую ступень чистоты, то плотность катодного тока может быть увеличена до 1000 А/м2, т.е. она в 4 раза больше, чем плотность тока в известных способах. К этому следует еще добавить, что электрохимическое осаждение из раствора одновалентной меди имеет в восемь раз большую производительность, чем известные способы. Это заметный уход от известных способов получения меди. Уравнения ++ y CuFeS2 4- 3Cu^ -* 4 C u* + Fe + 2S° 1. ++ ++ + +++ 2. Cu + Fe -± Cu + Fe 3. Cu + + 3CI- -» CuCI." 4. Cu + + + Cf- -* CuCI+ 5. CuFeS2 + 3/4О.г + 1/2H2 O -» FeOOH + CuS + S e 6. CuS + СиСГ + 5CI- -• CuCI" + S° + 7. CuCI,- -> CuCI + 2Cf- + e+ 8. CuFeS 2 + 2Cu -> CuS + Cu2S + Fe + + + ++ 9. PbS + 2Cu -> Cu2S + Pb + + 10. FeS + 2Cu ~» Cu2S + Fe 11. 2Cu + + 1/2О2 ч- 2H + -^ 2Cu 2 + + H2O 3+ Fe + 2H2O -^ FeOOH 12. 13. Fe 2+ + 2Cu + + 3/4O 2 + 1/2H2O -> FeOOH + 2Cu 2 + 2+ 14. CuFeS2 + Cu + 3/4O 2 + 1/2H2O -* 2Cu + + FeOOH 2S° + BrCf - иI- 2Cu -• Br + 2 15. 16. B r + 2CI- -» BrCL- + 2e++ 17. 2BiCL* + 2CuFeJS2 -» 2 (Z\f + 2Fe + 3Br + 6CI- + 4S° 3+ 18. ЗВгСІ- + 2Au° ~* 2Au + ЗВг + 6СЇСледующие примеры иллюстрируют ходящимся в пирротине, согласно слеварианты осуществления способа, котодующим уравнениям: + + рые не следует понимать в ограничиваю2Cu + PbS -» Cu2S + Pb* (9) 50 + щем смысле. 2Cu + FeS -> Cu 2 S + F e ^ (10) П р и м е р 1. Этот пример показыПять килограммов концентрата хальвает извлечение растворимой меди из ископирита смешали с 10 литрами электропользуемого в способе электролита, осулита, содержащем 280 г/л NaCl, 28 г/л ществляемое в зоне растворенного ме55 NaBr и 32,4 г/л ионов меди в одновалентталла 46 емкости для выщелачивания 1 ном состоянии при рН равном 2,7. Темпри помощи реакции обмена со свинцом, пература в течение 60 минут поддерживанаходящемся в галените, и железом, на* лась на уровне 85°С. 57 58 26719 Результаты Время, мин 0 10 20 30 40 60 Состав раствора, г/л Си РЬ Fe 32,4 16.0 11,2 8,0 5,6 0,4 0 9,2 15,2 15,6 16,4 18,4 0 0,8 5,2 6,0 7.2 8.0 Си Концентрат меди Остаток после реакции Fe РЬ 30,3 35,4 Состав твердого осадка, % 28,6 25,0 3,6 0.4 в зоне растворенной меди емкости За 60 мин 99% меди выпало из раст- 20 для выщелачивания 1 поданный из зоны вора в осадок, а 9 1 % свинца и 13% жеаэрации электролит взаимодействует с леза растворилось. медным концентратом, поданным из зоны П р и м е р 2. Этот пример показыосажденной меди. Остаток после реакции вает уменьшение в растворе используемого в способе электролита количества 25 из примера 1 (2,2 кг) смешали с 10 л электролита, содержащего 280 г/л NaCI, растворенной двухвалентной меди и пе28 г/л NaBr, 71 г/л одновалентной меди реход ее в одновалентную медь в зоне и 7 г/л двухвалентной меди при рН раврастворенного металла согласно следуюном 2,6. Температура в течение 3 часов щему уравнению: ЗСи 2 + 30 поддерживалась на уровне 85°С. CuFeS. 4Cu + -f Fe ++ -f 2S£ (1) Результаты Время, мин 0 0,5 1,0 2,0 3,0 Состав раствора, г/л Си+ РЬ+* Fe 71,1 73,8 76,6 78,1 79,7 7,0 5,0 2,9 1,8 0,9 0,2 0.8 1.4 1,7 2.2 Содержание двухвалентной меди за 45 фильтровальным "носком" (насадкой), что три часа уменьшилось с 10 до 1 % . позволяло удалять чистый электролит, коП р и м е р З . Этот пример показыторый прокачивали через анодное отдевает комбинированное окисление воздуление небольшого электролизера и возвхом и окисление двухвалентной медью ращали к шламу от выщелачивания. Нахалькопирита в процессе выщелачивания 50 ходящаяся в чистом электролите одновав зоне аэрации согласно уравнению: лентная медь окислялась до двухвалентCuFeS, + C u 2 + + 3/4O 2 + 1/2HJD -> ной меди в электролизере, в который по->2Сіґ + FeOOH + 2S° (14) давался постоянный ток. Одновременно в. Остаток после реакции из примера 2 шлам подавался воздух с помощью и м (1,4 кг) смешали с 14 л электролита, со- 55 пеллера "флотационного" типа, что поддержащего 280 Г/л NaCI, 28 г/л NaBr и держивало рН на постоянном уровне в 31,1 г/л растворимой меди, в которой 0,8 промежутке от 2 до 3 при возрастании г/л составляла двухвалентная медь. Емотношения двух-/одновапентная медь до кость для выщелачивания была снабжена 80%. 60 26719 59 Результаты Состав раствора, г/л Время, ч Cu