12th International Copper Conference

Inhaltsverzeichnis

1. Hydrometallurgy

   1. Frontmatter

   2. Benefits of Shell GTL Mining Diluents in Copper SX for Low-Grade Copper Ore

      Miguel Rivera-Torrente, Nick Lokum

      In diesem Kapitel werden die Vorteile des Einsatzes von Shell-GTL-Verdünnungsmitteln bei der Kupfer-Lösungsmittel-Extraktion (SX) untersucht, insbesondere bei minderwertigen Kupfererzen. Es unterstreicht die Bedeutung der Wahl des richtigen Verdünnungsmittels und wie die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit die wirtschaftliche Leistung von SX erheblich beeinflussen können. Das Kapitel behandelt die einzigartige Zusammensetzung der Shell-GTL-Verdünner, die zu über 98% aus n-Paraffinen und Iso-Paraffinen bestehen, und ihre differenzierten physikalischen Eigenschaften im Vergleich zu traditionellen Verdünnungsmitteln der dritten Generation. Es untersucht auch die Leistung von Shell GTL G80 und G85 in Kupfer SX und stellt ihre hervorragende Extraktionseffizienz, schnelle Kinetik und einen insgesamt hohen Netto-Kupfertransfer fest. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass Shell-GTL-Verdünner bedeutende Vorteile in Kupfer-SX bieten, was sie zu einer wertvollen Wahl für die Optimierung des Prozesses macht.

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   3. Mixing Theory and Application in Solvent Extraction with Opposing Impinging Flows and Static Mixers

      Francis Dakubo

      Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen Kombination aus Stoßströmungstechnologie und statischen Mischern zur Steigerung der Lösemittelextraktionseffizienz. Zunächst werden die grundlegenden Prinzipien der Lösungsmittelextraktion und die entscheidende Rolle der Phasendispergierung im Prozess erläutert. Der Text untersucht dann, wie die auftreffende Strömungstechnologie, die die kinetische Energie gegnerischer Jets nutzt, fein verteilte Emulsionen erzeugen kann, die die Massenübertragungsraten signifikant verbessern. Zur Stabilisierung und Aufrechterhaltung dieser Dispersion werden statische Mischer eingeführt, die eine optimale Kontaktzeit zwischen den Grenzflächen gewährleisten. Das Kapitel behandelt auch die diesen Prozessen zugrunde liegende Physik und Mathematik, einschließlich Turbulenzmodellierung und Vorhersagen der Tröpfchengröße. Eine detaillierte Fallstudie validiert die theoretischen Modelle und Computersimulationen und demonstriert die praktischen Vorteile dieses Ansatzes in einem Lösungsmittelextraktionssystem im Labormaßstab. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial, vergleichbare Absaugeffizienzen wie traditionelle mechanische Mischer zu erreichen und gleichzeitig den Energieverbrauch und die Betriebskosten zu senken. Diese umfassende Analyse liefert wertvolle Erkenntnisse für Fachleute, die ihre Lösungsmittelextraktionsprozesse optimieren und nachhaltigere und kostengünstigere Lösungen umsetzen wollen.

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   4. Effect of the Jetti Catalyst on the Dissolution of Chalcopyrite and Bornite—A Chemical and Electrochemical Analysis

      Zihe Ren, Chihwei Chao, Dave Dixon, John Uhrie, Nelson Mora

      Dieses Kapitel befasst sich mit den Auflösungsmechanismen von Kupferkies und Bornit, zwei entscheidenden kupferhaltigen Mineralien, und dem Einfluss des Jetti-Katalysators auf ihre Auslaugungsraten. Durch chemische und elektrochemische Analysen zeigt die Studie das Passivierungsverhalten dieser Mineralien und die signifikante Verbesserung der Kupfergewinnung, wenn der Jetti-Katalysator verwendet wird. Die Studie vergleicht das Auslaugungsverhalten von Kupferkies und Bornit unter kontrollierten und katalysierten Bedingungen und liefert wertvolle Einsichten in ihre Lösungsprozesse. Die Studie untersucht auch die Rolle von Eisenionen und Oxidationsreduktionspotenzial (ORP) bei der Bornit-Laugung und kommt zu dem Schluss, dass diese Faktoren die Laugungsrate innerhalb des getesteten Bereichs nicht signifikant beeinflussen. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial des Jetti-Katalysators, die Passivierung zu verringern und die Kupferrückgewinnung zu verbessern, was ihn zu einem vielversprechenden Werkzeug zur Optimierung hydrometallurgischer Prozesse macht.

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   5. Forty Years of Nitrogen Species Catalyzed Pressure Leaching

      Corby G. Anderson

      Dieses Kapitel untersucht die umfangreichen Anwendungen von Salpetersäure in der Hydrometallurgie und konzentriert sich auf ihre katalytische Rolle bei Druckauslaugungsprozessen. Es beginnt mit einem historischen Überblick, der die Verwendung von Salpetersäure von ihren frühen Anwendungen in der Uranindustrie und der Herstellung von Phosphatdüngemitteln bis hin zu ihrem neueren Einsatz bei der Behandlung von Sulfidkonzentraten nachzeichnet. Das Kapitel befasst sich dann mit den verschiedenen Anwendungen von Salpetersäure, einschließlich der Auflösung von Uranverbindungen, der Auslaugung von Phosphatgestein und seiner Verwendung als Beizmittel für Edelstahl. Außerdem wird der Einsatz von Salpetersäure in den Verfahren Nitrox, Arseno und Redox zur Behandlung feuerfester Golderze diskutiert. Das Kapitel beleuchtet die Vorteile des stickstoffspezifisch katalysierten Schwefelsäure-oxidativen Drucklaugungsprozesses, einschließlich seiner schnelleren Reaktionsrate, niedrigerer Kapital- und Wartungskosten und der Fähigkeit, Edelmetalle direkt zurückzugewinnen. Außerdem werden die ökologischen Vorteile dieses Prozesses diskutiert, einschließlich der geringen Menge an eingesetzten Stickstoffarten und des Potenzials zur Produktion von wertschöpfenden Nebenprodukten aus Abfallströmen. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Zukunftsaussichten dieser Technologie und betont ihr Potenzial zur Optimierung der Wärmebilanz von Pflanzen und zur Ko-Generierung elektrischer Energie.

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   6. Dynamic Modeling of the MantoVerde Heap Leach Operation

      Todd Harvey, Peter Amelunxen, Brandon Akerstrom, Alex Holtzapple

      Dieses Kapitel vertieft sich in die dynamische Modellierung der MantoVerde-Haldenlaugung, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Kupfergewinnung und -produktion durch zwei Schlüsselszenarien liegt. Das erste Szenario beinhaltet die Umwandlung der Haldenlaugung in einen Bioleach-Prozess, der die Kupferausbeute deutlich verbessert, indem Säulentestdaten verwendet werden, um die Kinetik der Laugung zu aktualisieren. Das zweite Szenario untersucht die Auswirkungen der Zugabe von Pyritkonzentrat zum dynamischen Haldenlaugpad, das nicht nur die Säurenachfrage verringert, sondern auch als primäre Kobaltquelle dient. Die Studie verwendet METSIM-Simulationssoftware und OLI-Software zur detaillierten Modellierung chemischer Reaktionen, die eine genaue Darstellung des Prozesses gewährleisten. Die Ergebnisse unterstreichen die Vorteile der Trennung des Lösungsmittelextraktionskreises (SX) in zwei Einheiten für die Behandlung dynamischer und statischer Pad-schwangerer Laugungslösungen (PLS), die für eine hohe Kobaltausbeute von entscheidender Bedeutung ist. Zusätzlich wird in diesem Kapitel die Bedeutung der Modellierung der Lösungschemie bei der Identifizierung von Bereichen für Prozessanpassungen und der Verbesserung der Gesamteffizienz diskutiert. Die Schlussfolgerungen aus dieser Arbeit betonen das Potenzial für eine gesteigerte Kupferproduktion und die Optimierung der Haldenlaugung durch strategische Anpassungen und innovative Modellierungstechniken.

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   7. Byproduct Oxygen Capture for Accelerated Digestion and Processing of E-Waste

      Harshit Gautam, Kamlesh Melana, Suresh Balakrishnan

      Dieses Kapitel befasst sich mit der dringenden Notwendigkeit einer nachhaltigen Kupfergewinnung aus E-Müll, die durch die steigende Nachfrage nach Kupfer und die ökologischen Herausforderungen durch traditionelle Recyclingmethoden angetrieben wird. Es untersucht die Verwendung von Sauerstoff aus elektrolytischen Gewinnungsprozessen, um die Verdauung und Auslaugung von Elektroschrott zu verbessern - eine Technik, die nicht nur die Effizienz verbessert, sondern auch den Kohlendioxidausstoß verringert. Das Kapitel bietet eine detaillierte Beschreibung des emew-Kupfer-Elektrogewinnungssystems, wobei seine Fähigkeit hervorgehoben wird, hochwertige Kupferkathoden zu produzieren, während Sauerstoff aus Nebenprodukten aufgefangen und wieder verwendet wird. Es wird die Bedeutung der vorgelagerten Entfernung von Verunreinigungen für optimale Kupferlaugungsraten und die Vorteile der Verwendung geschlossener elektrogewinnender Zellen diskutiert. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Integration dieser Innovationen das E-Müll-Recycling in eine nachhaltigere und umweltfreundlichere Praxis verwandeln kann, die mit den weltweiten Bemühungen zur Befriedigung der steigenden Nachfrage nach Kupfer in einer ressourcenbeschränkten Welt in Einklang steht.

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   8. Copper Solvent Extraction: 2025 Global Survey of Operating Practice and Performance

      Kathryn C. Sole, Tyler McCullum, Andrew Nisbett, Jacklyn Steeples, Dongliang Huang

      Dieses Kapitel bietet einen detaillierten Überblick über die weltweiten Praktiken zur Gewinnung von Kupfer-Lösungsmitteln (SX) im Jahr 2024 und konzentriert sich auf operative Trends, regionale Unterschiede und wichtige Kennzahlen. Die Studie umfasst Daten von 160 Kupfer-SX-EW-Betrieben weltweit, die insgesamt 4,67 Mt Kathodenkupfer produzieren. Sie unterstreicht die Dominanz Chiles und der Demokratischen Republik Kongo in der globalen Produktion, wobei bemerkenswerte Beiträge aus anderen Regionen wie den USA, China und Afrika geleistet werden. Das Kapitel geht auf die Eigenschaften schwangerer Laugungslösungen (PLS), Elektrolytzusammensetzungen und die verwendeten Extraktmittelarten ein und betont die Vielseitigkeit moderner SX-Operationen bei der Behandlung einer breiten Palette von PLS-Zusammensetzungen. Außerdem werden die Auswirkungen der Auslaugungstechnologie auf den Gehalt an Schwebstoffen (TSS) und den Einfluss der Elektrolytsäure auf die Abstrippeffizienz diskutiert. Darüber hinaus werden in diesem Kapitel Trends im Schaltungs- und Gerätedesign untersucht, einschließlich der Verlagerung hin zu serienparallelen Strömungskonfigurationen und dem Einsatz modularer Mischer. Die Studie schließt mit der Hervorhebung der einzigartigen Eigenschaften und Vielseitigkeit von Kupfer-SX-Operationen sowie der Herausforderungen und zukünftigen Entwicklungen in diesem Bereich, wie der Behandlung von minderwertigem PLS und dem Übergang zu Sulfid-Mineralogien.

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   9. The Halion Loop™—Expanding the Applications of Halide Hydrometallurgy

      Dave Sammut

      Der Halion Loop ™ stellt einen bedeutenden Durchbruch in der Halogenid-Hydrometallurgie dar und konzentriert sich auf die effiziente Gewinnung von Kupfer und Nebenprodukten aus Sulfiden. Dieses innovative Verfahren arbeitet bei atmosphärischem Druck und niedrigen Temperaturen, was es sowohl umweltfreundlich als auch kosteneffektiv macht. Der Text vertieft sich in den dreistufigen Prozess der Gegenstromlaugung, der die Metallextraktion maximiert und den Einsatz von Reagenzien minimiert. Außerdem wird die revolutionäre Halion ™ Elektrogewinnungszelle diskutiert, die eine direkte Rückgewinnung von Kupfer aus Halogenidlösung ermöglicht und so den Kreislauf für einen zyklischen Prozess schließt. Die Vielseitigkeit des Halion Loop ™ wird hervorgehoben und demonstriert seine Fähigkeit, minderwertige Konzentrate, polymetallische Konzentrate und feuerfeste Materialien zu verarbeiten. Der Text schließt mit den potenziellen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen des Halion Loop ™ und positioniert es als bahnbrechende Neuerung im Bereich der Hydrometallurgie.

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   10. Removal of Iron Contaminant in the Cemented Copper from an Iron Laden Copper Ore

       Tajudeen Ayodele, Abraham Adeleke, Ayodele Daniyan

       Dieses Kapitel untersucht die Beseitigung von Eisenverunreinigungen aus zementiertem Kupfer, das aus dem mit Hämatit beladenen Akiri-Kupfererz in Nigeria stammt. Die Studie beschreibt den Auslaugungsprozess mit verdünnter Schwefelsäure und die anschließende Zementierungsreaktion mit Zink zur Kupfergewinnung. Bei der Reinigung wird das eisenreiche zementierte Kupfer in einer Mischung aus Schwefelsäure und Natriumcarbonat verdaut. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Kupferausbeute mit über 97% Reinheit und eine signifikante Verringerung des Eisengehalts. Das Kapitel hebt auch die erfolgreiche Beseitigung von Aluminiumverunreinigungen hervor. Die Studie endet mit der effektiven Reinigung von Kupfer aus eisenreichem Erz, die wertvolle Einblicke in die daran beteiligten metallurgischen Prozesse bietet.

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   11. Modeling Ferric Leaching of Chalcocite in Heap Leaching Columns

       Chun-Wei Mo, David Dixon, Zihe Ren, Chih Wei Chao

       Dieses Kapitel befasst sich mit der Modellierung der Eisenlaugung von Kupfer unter Verwendung des HeapSim2D-Rahmenwerks, eines entscheidenden Prozesses bei der Kupfergewinnung aus minderwertigen Erzen. Die Studie konzentriert sich auf die Validierung von Wasser- und Lösungstransportmodellen, die Implementierung der Auslaugkinetik und die Simulation des gesamten Auslaugungsprozesses. Zu den Schlüsselthemen zählen die verwendeten mathematischen und numerischen Methoden, die Parameter des Wasser- und Lösemitteltransports sowie die Auslaugungskinetik von Chalkozit. Das Kapitel stellt auch detaillierte Simulationsbedingungen und -ergebnisse vor, wobei die Verteilung des Wassergehalts, die Eisenkonzentration, die Kupferkonzentration, die Kupfer- und Kupferkonzentrationen hervorgehoben werden. Die Analyse der Ergebnisse gibt Einblicke in das Verhalten dieser Variablen während des Laugungsprozesses. Die Schlussfolgerung betont die erfolgreiche Integration chemischer Reaktionen in HeapSim2D und ebnet den Weg für weitere Forschungen und experimentelle Studien, um die Genauigkeit und Anwendbarkeit des Modells zu verbessern.

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   12. Copper Extraction from Chalcopyrite with New Hydrometallurgical Systems

       Jaeheon Lee, Joseph Pearlman, Silvia Callisaya, Junmo Ahn, Jaeyeon Kim

       Dieses Kapitel geht den Herausforderungen und Lösungen für die Kupfergewinnung aus Chalkopyrit, einem primären Sulfidmineral, nach. Traditionelle Methoden mit Schwefelsäure und Eisen-Ionen führen häufig zur Passivierung, wodurch die Auflösung von Kupfer gestoppt wird. Die Forschung untersucht drei innovative Ansätze: Methansulfonsäure mit verschiedenen Oxidantien, Bioleaching mit thermophilen Archaeen und die Zugabe von Aktivkohle. Methansulfonsäure in Kombination mit Wasserstoffperoxid zeigt signifikante Verbesserungen bei der Kupfergewinnung, insbesondere bei höheren Temperaturen. Bioleaching mit bestimmten Mikroorganismen zeigt die Fähigkeit, Kupfer zu extrahieren, ohne eine Passivierung zu verursachen. Aktivkohle kontrolliert die Lösungschemie effektiv und sorgt für optimale Bedingungen für die Auslaugung. Die Studie unterstreicht auch die Bedeutung der Aufrechterhaltung des Lösungspotenzials innerhalb eines bestimmten Bereichs, um Passivierung zu vermeiden und die Extraktionseffizienz zu steigern. Diese Ergebnisse bieten vielversprechende Möglichkeiten zur Verbesserung der Kupfergewinnungsprozesse im Bergbau.

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   13. Electronic Structure or Passivation: What's the Story with Chalcopyrite?

       F. K. Crundwell

       Dieses Kapitel vertieft sich in die anhaltende Debatte über die langsame Auflösung von Chalkopyrit bei der Auswaschung von Haufen und konzentriert sich auf zwei primäre Hypothesen: die Passivschichthypothese und das elektronische Strukturmodell. Die Hypothese der passiven Schicht legt nahe, dass sich auf der Oberfläche des Chalkopyrits eine widerspenstige Schicht bildet, die eine weitere Auflösung verhindert. Diese Hypothese ist jedoch auf Widersprüche gestoßen und es mangelt an substanziellen wissenschaftlichen Beweisen. Im Gegensatz dazu schlägt das elektronische Strukturmodell vor, dass die intrinsischen Eigenschaften des Chalkopyrits, wie seine n-Typ-Halbleiternatur und der nicht bindende Charakter seines oberen Valenzbands, zu seiner langsamen Auflösungsrate beitragen. Das Kapitel bietet einen detaillierten Überblick über das elektronische Strukturmodell, unterstützt durch verschiedene experimentelle Ergebnisse, darunter Strom-Spannungskurven, Kapazität-Spannungskurven und die Auswirkungen von Licht und Verunreinigungen auf die Auflösung. Außerdem vergleicht er die Lösungsraten verschiedener Sulfidminerale und hebt die Korrelation zwischen ihren elektronischen Strukturen und ihrer Lösungsresistenz hervor. Die Schlussfolgerung unterstreicht das elektronische Strukturmodell als robustes Rahmenwerk zum Verständnis der Auflösungskinetik und bietet eine umfassendere und evidenzbasiertere Erklärung im Vergleich zur Passivschichthypothese.

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   14. Using the Ferric for Leaching Sulfides—CEMIN and Ecowinning Technologies Experience

       Roberto Vergara, Miguel Ángel Sarria, Jaime Roberto Simpson, Victor Manuel Vidaurre, Hector Vilches

       Dieses Kapitel befasst sich mit dem innovativen Einsatz von Eisenionenlaugung zur Behandlung von Kupfersulfiden, einem kritischen Prozess angesichts schwindender Kupferressourcen. Es hebt die von Ecowinning Technologies entwickelte Methode hervor, bei der Eisenionen durch einen modifizierten elektrochemischen Prozess erzeugt werden, wodurch die Kupferrückgewinnung verbessert und die Auslaugungszyklen verringert werden. Der Text beschreibt den erfolgreichen Einsatz dieser Technologie im industriellen Maßstab im Werk Planta Amalia von Cemin und zeigt eine deutliche Verbesserung der Kupfergewinnungsraten von 58-62% auf 75-85%. Das Kapitel behandelt auch die Integration des Ökowin-Prozesses in bestehende Betriebe und zeigt sein Potenzial, die Kupferproduktion zu steigern und gleichzeitig den Energie-, Wasser- und Schwefelsäureverbrauch zu senken. Die Einbeziehung von Diagrammen und Flussdiagrammen veranschaulicht den Übergang von konventionellen zu Ökowinning-Prozessen, wodurch der Inhalt zugänglich und für Fachleute auf diesem Gebiet interessant wird.

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   15. Revolutionising Solvent Extraction: Advantages of the Modular Mixer-Settler Design

       S. Sewrathan, E. Mkhize

       Dieses Kapitel untersucht das transformative Potenzial modularer Mischer-Siedler bei der Lösungsmittelextraktion (SX) innerhalb der Hydrometallurgie. Darin wird untersucht, wie diese innovativen Systeme die Beschränkungen konventioneller SX-Designs wie Inflexibilität, hohe Kosten und umfangreiche Infrastrukturanforderungen adressieren. Der Text diskutiert die wichtigsten Merkmale modularer Mischer-Siedler, einschließlich ihrer vorgefertigten Konstruktion, ihrer betrieblichen Flexibilität und ihres effizienten Engineerings zum Mischen und Absetzen. Sie unterstreicht auch die Kosteneffizienz und den ökologischen Nutzen dieser Systeme und macht sie zu einer nachhaltigen Lösung für den modernen Bergbau. Das Kapitel stellt mehrere Fallstudien vor, die die Anwendung modularer Mischer-Siedler bei der Verarbeitung von Seltenerdmetallen, Mangan, Cäsium und Verunreinigungen in Kobalt- und Nickellösungen zeigen. Diese Beispiele zeigen die Vielseitigkeit und Effektivität modularer Mischer-Siedler im Umgang mit geringen Durchflussraten und verstreuten Mineralvorkommen. Die Schlussfolgerung betont die Rolle modularer Mischer-Siedler als treibende Kraft für wirtschaftlichen und ökologischen Fortschritt im Bergbau und setzt neue Standards für SX-Praktiken.

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   16. Atmospheric Leaching of Complex Copper Concentrates and the Critical Role of Mineralogical Analysis

       Maysam Moham, Felipe Lagno, Henry Gordon, Don Shane

       Dieses Kapitel vertieft sich in die Komplexität der Verarbeitung komplexer Kupfersulfid-Konzentrate und konzentriert sich auf die Herausforderungen, die ihre komplexen mineralogischen Zusammensetzungen und Verunreinigungen darstellen. Die Studie untersucht einen mehrstufigen atmosphärischen Auswaschungsprozess in einem chloridhaltigen Schwefelsäuremedium, der darauf abzielt, Kupfer und Silber effizient zurückzugewinnen. Schlüsselthemen sind die entscheidende Rolle der mineralogischen Analyse bei der Diagnose von Verarbeitungsproblemen und der Optimierung der Auslaugungsbedingungen, der Versuchsaufbau mit verschiedenen Analysetechniken und die Ergebnisse von Auslaugungstests, die unter bestimmten Bedingungen durchgeführt werden. Die Ergebnisse zeigen das unterschiedliche Auslaugverhalten verschiedener Kupferminerale, wobei primäre Sulfide wie Chalkocit und Covellit weitgehend ausgelaugt werden, während feuerfeste Mineralien wie Enargit und Tennantit aggressivere Bedingungen erfordern. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine detaillierte mineralogische Analyse für die Bewältigung von Verarbeitungsproblemen und die Verbesserung der Metallausbeute von entscheidender Bedeutung ist und Einblicke in die zukünftige Entwicklung hydrometallurgischer Prozesse bietet.

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   17. Development of a Hydrometallurgical Arsenic Removal Process from Copper Concentrates

       Leslie Bryson, Michael Mittelstädt, Rakan Rahbani, Ricardo Pezoa, Marcelo Acuña, Cristian Calderón

       Dieses Kapitel befasst sich mit der Entwicklung eines hydrometallurgischen Verfahrens zur Arsenentfernung aus Kupferkonzentraten, einem entscheidenden Schritt hin zu einer nachhaltigen Kupferproduktion. Die Studie skizziert die Zusammenarbeit zwischen Aurubis und Codelco, wobei der Schwerpunkt auf der Behandlung arsenreicher Konzentrate aus dem nördlichen Bezirk von Codelco liegt. Zu den Schlüsselthemen gehören die Literaturübersicht über die Auslaugung von Alkali-Sulfid, der Versuchsaufbau für großflächige Probenvorbereitung sowie die Vorläuferlaugung und die Fixierung von Skorodit. Die Ergebnisse zeigen die technische Machbarkeit, ein "gereinigtes" Kupferkonzentrat mit einem Arsengehalt von 0,07% zu erreichen, und verdeutlichen das Potenzial für weitere Optimierung und wirtschaftliche Bewertung. In diesem Kapitel werden auch die Produktionsschritte von Kristallisation und hydrothermalen Vorläufersubstanzen beschrieben und ein umfassender Überblick über den gesamten Prozess gegeben. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung geschlossener Testarbeiten und ökonomischer Bewertungen, um die Lebensfähigkeit und Wettbewerbsfähigkeit des Prozesses in der Branche zu gewährleisten.

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   18. Recovery of Copper and Nickel from Sulfide Minerals Coupled with Atmospheric CO2 Sequestration

       Fei Wang, Mojtaba Adelalipour, Kourosh Javdantabar

       Dieses Kapitel untersucht ein neuartiges Verfahren, das das Forscherteam der Université Laval entwickelt hat, um kritische Metalle wie Kupfer, Nickel und Zink selektiv aus verschiedenen Sulfidressourcen zu extrahieren und gleichzeitig atmosphärisches CO2 als stabile Mineralkarbonate zu speichern. Das Verfahren wird an drei verschiedenen Proben getestet: einem minderwertigen Kupfer- und Zinksulfid-Roherz, einem hochwertigen ultramafischen Kupfer- und Nickelsulfid-Roherz und minderwertigen ultramafischen Flotationsablagerungen aus Kupfer und Nickelsulfid. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Selektivität bei der Auswaschung von Kupfer, Nickel und Zink gegenüber Verunreinigungen, wobei die Auswascheffizienz bis zu 85% für Kupfer und 78% für Nickel beträgt. Der Prozess zeigt auch eine signifikante CO2-Sequestrierung, bei der bis zu 15 Tonnen CO2 pro Kilotonnen Roherz mineralisiert werden. Die Studie bestätigt die Robustheit der Technologie für verschiedene Schwefelmaterialien, einschließlich grober und feiner Partikel, und ihr Potenzial, die Entwässerung saurer Minen zu vermeiden und die CO2-Emissionen zu reduzieren. Die Ergebnisse deuten auf eine vielversprechende Lösung für die nachhaltige Metallgewinnung und Kohlenstoffsequestrierung hin, mit potenziellen Anwendungen in Haldenlaugungsprozessen.

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   19. Subsurface Leaching of Copper Through Surfactant-Enhanced Acid Injection

       Rebecca Copp, Julius Heidlas, Dale Rucker, Brian Cubbage

       Dieses Kapitel untersucht den innovativen Ansatz der unterirdischen Auslaugung von Kupfer durch Tensid-verstärkte Säureinjektion und konzentriert sich dabei auf einen Feldversuch, der in einer US-Kupfermine durchgeführt wurde. Die Studie zielte darauf ab, durch Injektionsbohrungen und den Einsatz des Netzmittels LixTRA häufige Probleme bei der Haldenauslaugung wie lange Extraktionszeiten und schlechte Haldendurchlässigkeit zu lösen. Zu den Schlüsselthemen zählen der Versuchsaufbau, die Verwendung von Momentaufnahmen des elektrischen Widerstands zur Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts unter der Oberfläche und die metallurgischen Ergebnisse, die signifikante Verbesserungen bei der Kupfergewinnung aufzeigen. Die Studie zeigte, dass LixTRA die Erzbenetzung verbesserte und die Metallausbeute erhöhte, wobei während der LixTRA-Phase 19.145 kg Kupfer ausgelaugt wurden. Die ökonomische Analyse zeigte eine äußerst günstige Kapitalrendite, was diese Methode zu einem vielversprechenden Fortschritt bei der Kupfergewinnung machte.

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   20. Use of Coagulant for Silica Removal Ahead of Solvent Extraction Plant: Comparative Laboratory Case Studies Using Cationic Polyamine Versus Neutral Polyether Chemistries

       Patty Bwando

       Dieses Kapitel vertieft sich in die vergleichende Analyse von kationischem Polyamin und neutralen Polyetherkoagulanten zur Silikatentfernung in Lösungsmittelextraktionsanlagen. Die Studie bewertet die Wirksamkeit dieser Gerinnungsmittel bei der Reduzierung von Kieselsäure und Schwebstoffen, ihren Einfluss auf die Absetzraten und ihre Kompatibilität mit Lösungsmittelextraktionsprozessen. Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört die überlegene Effizienz der Silikatentfernung neutraler Polyetherkoagulantien, wenn auch mit einigen nachteiligen Auswirkungen auf Schwebstoffe und Prozesskinetik. Das Kapitel unterstreicht auch die Bedeutung einer optimalen Dosierung von Gerinnungsmitteln, um Kieselsäureentfernung mit Prozessstabilität in Einklang zu bringen. Darüber hinaus wird die Korrelation zwischen der Feststoffhöhe und der Klarheit des Überstandes untersucht und praktische Empfehlungen für industrielle Anwendungen gegeben. Die Studie schließt mit Einblicken in die allgemeinen Auswirkungen der Gerinnungsauswahl auf nachgelagerte Prozesse und betont die Notwendigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes bei der Auswahl und Dosierung von Gerinnungsmitteln.

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   21. Regeneration of Ferric by Hydrogen Peroxide for Heap Leaching of Copper Secondary Sulfides

       R. Winarko, W. Liu, D. B. Dreisinger

       Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen Nutzung von Wasserstoffperoxid zur Regeneration von Eisenionen, die für die Auslaugung von Kupfer aus sekundären Sulfiden von entscheidender Bedeutung ist. Die Studie untersucht die Kinetik der Eisenoxidation durch Wasserstoffperoxid und hebt dabei den Einfluss von Chlorid und Kupferionenkonzentrationen auf die Reaktionsgeschwindigkeit hervor. Durch Reaktorversuche konnte gezeigt werden, dass Chlorid die Eisenoxidation nicht behindert, sondern sie sogar beschleunigen kann, während Kupferionen den Prozess verlangsamen. Die praktischen Auswirkungen werden in Säule Laugungstests untersucht, wo die Zugabe von Wasserstoffperoxid die Kupfergewinnung deutlich verbessert. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass Wasserstoffperoxid eine praktikable Alternative für die Eisenregeneration ist, insbesondere in chloridreichen Umgebungen, und eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der Haldenlaugung bietet.

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   22. Assessment of Copper Concentrate Processing Technologies—Flowsheet Development and Energy and Mass Balance Calculations

       R. Winarko, W. Liu, D. B. Dreisinger, Brenton Atkins, Debbie Erasmus

       Dieses Kapitel vertieft sich in die Bewertung von Technologien zur Behandlung von Kupferkonzentrat und Erz, mit besonderem Schwerpunkt auf arsenhaltigen Materialien. Es beginnt mit einer umfassenden Überprüfung der derzeit verfügbaren Technologien und unterteilt sie in die Auslaugung von Chalcopyritkonzentrat in Rührtanks und die Auslaugung von Erz in Haufen. Für die Konzentratauslaugung werden die Technologien weiter unterteilt in Bioleaching, chemisches Auslaugen bei verschiedenen Temperaturen, Chloridauslaugung und Auslaugung mit Ammoniak und anderen Lixiviantien. Darüber hinaus werden Vorbehandlungstechnologien zur Arsenentfernung erforscht. Eine Scorecard wird entwickelt, um diese Technologien anhand von Kriterien wie Risiko, Belohnung, Fußabdruck, Eignung und Kosten zu bewerten und zu bewerten. Das Albion-Verfahren wird dann als Beispiel verwendet, um die Entwicklung von Flussdiagrammen sowie Massen- und Energiebilanzberechnungen für ein polymetallisches Konzentrat zu demonstrieren, das Kupfer, Zink und Edelmetalle enthält. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die Metallproduktion, den Reaktionsverbrauch und die Anforderungen an die Reaktorkühlung und bietet einen praktischen Leitfaden für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   23. Recovering Abandoned Cobalt as a By-Product from the Raffinate in Copper SX-EW

       K. Takatsugi

       Dieses Kapitel untersucht ein neuartiges Verfahren zur Rückgewinnung von Kobalt aus dem Raffinat von Kupfer-Lösungsmittel-Gewinnungsverfahren (SX-EW), wobei der Schwerpunkt auf der Rückgewinnung von verlassenem Kobalt als Nebenprodukt liegt. Die Studie skizziert einen dreistufigen Prozess, der Zementvorbehandlung, Ionenaustausch und Reinigung umfasst, um qualitativ hochwertige Kobaltausscheidungen zu erzielen. Wichtige Themen sind die chemische Zusammensetzung des SX-Raffinats, die Auswahl eines Komplexharzes für die Kobaltadsorption und die Optimierung des Elutionsprozesses. Der Prozess zeigt eine Kobaltausbeute von 90%, wobei das Endprodukt 66% Reinheit als Kobalthydroxid erreicht. Die Studie hebt auch die wirtschaftlichen Vorteile des Recyclings von Schwefelsäure und die potenziellen Auswirkungen auf die Lieferkette kritischer Mineralien hervor. Diese detaillierte Untersuchung des Gewinnungsprozesses bietet wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Ökonomie und Nachhaltigkeit der Kobaltgewinnung aus Kupferbetrieben.

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   24. The Effect of Chalcopyrite Composition on Semiconducting Properties

       Sarah Patterson, Julian Battaglia, Ariel Rieffer, Zafer Mutlu, Andrew Wessman, Isabel Barton

       Dieses Kapitel geht der komplizierten Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Chalkopyrits und seinen halbleitenden Eigenschaften nach und konzentriert sich darauf, wie diese Faktoren das Auslaugungsverhalten in metallurgischen Prozessen beeinflussen. Die Studie untersucht neun gut charakterisierte natürliche Chalkopyritproben, von denen jede einen eindeutigen Ursprung und begleitende Sulfide aufweist, um Korrelationen zwischen Spurenelementen, Widerstand und Ladungsmobilität zu identifizieren. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört eine potenziell inverse Beziehung zwischen Silbergehalt und Ladungsträgermobilität, die darauf hindeutet, dass höhere Silberkonzentrationen die Auslaugungsraten verlangsamen könnten. Die Forschung beleuchtet auch die Herausforderungen, die von der Vielfalt der Proben und ihren Verunreinigungen ausgehen, die Halbleitermessungen und Auslaugungsverhalten beeinflussen können. Darüber hinaus werden in der Studie der historische Kontext und frühere Forschungsergebnisse diskutiert, wobei die Widersprüche bei den Auslaugungsergebnissen und die Notwendigkeit eines umfassenden Verständnisses der Eigenschaften von Chalkopyrit herausgestellt werden. Das Kapitel schließt mit der Forderung nach weiteren Untersuchungen, um die Stichprobengröße zu erweitern und Zusammensetzungsdaten mit Halbleitereigenschaften und Auslaugungsverhalten zu verknüpfen, was letztlich darauf abzielt, metallurgische Prozesse zu verbessern und die Umweltauswirkungen zu verringern.

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   25. Development of Copper and Gold Recovery Process from Oxide Ore by Two-Stage Leaching System

       Bobur Gayratov, Labone Godirilwe, Sanghee Jeon, Atsushi Shibayama

       Dieses Kapitel befasst sich mit der Entwicklung eines hydrometallurgischen Verfahrens zur Gewinnung von Kupfer und Gold aus Oxiderzen mittels eines zweistufigen Laugungssystems. Die Studie konzentriert sich auf Schwefelsäureauslaugung zur Kupfergewinnung und Ammoniakthiosulfat-Auslaugung zur Goldgewinnung und optimiert Schlüsselparameter wie Auslaugungszeit, Säurekonzentration und Temperatur. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kupferlösung unter optimalen Bedingungen etwa 96% erreicht, während die Goldgewinnung nach 24 Stunden Auslaugung fast 90% erreicht. In diesem Kapitel werden auch die ökologischen Vorteile der Verwendung von Thiosulfat als Alternative zu Zyanid diskutiert, wobei die geringeren Umweltrisiken und die hohe Reaktionselektivität hervorgehoben werden. Darüber hinaus untersucht die Studie die Auswirkungen verschiedener Auslaugungsbedingungen auf die Effizienz der Metallgewinnung und bietet Einblicke in die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile dieses kombinierten Auslaugungsprozesses.

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   26. Copper Extraction from Low-Grade Copper Tailings Using Resin in Moisturised Mix Technology

       Theophilus Amos-Judge, Pavel Spiridonov, Richmond Asamoah

       Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen Resin-in-Moisturised Mix (RMM) -Technologie zur Kupfergewinnung aus minderwertigen Ablagerungen und vergleicht sie mit herkömmlichen Auslaugungsmethoden in der Atmosphäre. Die Studie untersucht die Auswirkungen verschiedener Parameter wie Säurefestigkeit, Feststoffbelastung und Harzmasse auf die Kupfergewinnungsraten. Schlüsselergebnisse zeigen, dass die RMM-Technologie im Vergleich zu atmosphärischer Auslaugung deutlich höhere Kupfergewinnungsraten von bis zu 94% erzielt. Die Forschungsergebnisse heben auch die ökologischen Vorteile von RMM hervor, einschließlich eines geringeren Wasserverbrauchs und geringerer Umweltrisiken. Darüber hinaus liefert die Studie eine detaillierte Analyse des RIMM-Prozessablaufplans und der Auswirkungen verschiedener Prozessparameter auf die Metallrückgewinnung. Die Schlussfolgerung unterstreicht das Potenzial der RMM-Technologie für nachhaltiges Ressourcenmanagement und effiziente Kupfergewinnung aus minderwertigen Ressourcen.

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   27. The Management of Iron Transfer in the Solvent Extraction of STL

       Godfrey Mitshabu Bamuanya

       Dieses Kapitel befasst sich mit der Komplexität des Eisentransfers während des Lösungsmittelextraktionsprozesses der Weißlegierung von STL, die erhebliche Mengen an Kupfer, Kobalt und anderen wertvollen Metallen enthält. Der hohe Eisengehalt in der Laugungslösung stellt zwei große Herausforderungen dar: den Transfer von Eisen in den Elektrogewinnungsprozess und die erhöhte Viskosität der Laugungslösung, die die Phasenrückbindung beeinflusst. Herkömmliche Methoden der Eisenentfernung, wie die Fällung mit Kalkmilch, wurden aufgrund potenzieller Skalierungsprobleme und eines erhöhten Säureverbrauchs als unpraktikabel erachtet. Das Kapitel untersucht die Einführung eines dualen Auslaugungsmechanismus, der eine primäre Phase der Auslaugung des größten Teils von Kobalt und Eisen mit minimaler Kupferlöslichkeit umfasst, gefolgt von einer sekundären Stufe. Dieser innovative Ansatz adressiert die Herausforderungen durch einen hohen Eisengehalt und bietet eine effizientere und kostengünstigere Lösung für die Aufbereitung von Kupfer. Das Kapitel bietet eine detaillierte Analyse des Verfahrens, wobei die Vorteile und potenziellen Auswirkungen des dualen Laugungsmechanismus hervorgehoben werden.

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   28. Integration of the Electrowinning Process for Copper Recovery with Resin in Moist Mix Process

       A. K. Guru, H. Pandya, M. Barretto, G. Acquah, P. Spiridonov, R. Asamoah

       Dieses Kapitel geht der Integration des Resin-In-Moist-Mix (RIMM) -Verfahrens mit Elektrogewinnung zur Kupfergewinnung aus minderwertigen Erzen und Feinstoffen nach. Die Studie verwendet einen Ansatz von Design of Experiments (DOE), um Schlüsselparameter wie Stromdichte, Kupferkonzentration, Säurekonzentration und Abscheidezeit zu optimieren und so eine hohe Abscheiderate und Reinheit des gewonnenen Kupfers zu gewährleisten. Durch experimentelle Versuche mit synthetischen Lösungen und tatsächlichen RIMM-Ergebnissen wird das kritische Wechselspiel zwischen diesen Parametern und ihren Auswirkungen auf die Kupfergewinnung aufgezeigt. Höhere Stromdichten verbessern die Abscheideraten, während niedrigere Dichten die Kupferreinheit verbessern. Die Studie untersucht auch die Verwendung verschiedener Anodenmaterialien - Graphit, Blei und Titan - und ihre Leistungsfähigkeit über verschiedene RIMM-Eluate hinweg. Die Ergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse über die optimalen Betriebsparameter zur Maximierung der Effizienz und Reinheit der Kupfergewinnung und tragen zur Entwicklung nachhaltiger Kupfergewinnungsmethoden bei.

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   29. Technologies and Processes for Economical Recovery of Cu from Challenging Ores

       B. D. H. Knights

       Das Kapitel befasst sich mit der wachsenden Nachfrage nach Kupfer, das durch erneuerbare Energien und Elektrofahrzeuge angetrieben wird, und den Herausforderungen, die sich aus rückläufigen Erzgehalten ergeben. Es untersucht alternative hydrometallurgische Methoden wie Ammoniak und Glyzinlaugung, die potenzielle Lösungen zur Rückgewinnung von Kupfer aus zuvor unwirtschaftlichen Erzen bieten. Der Text diskutiert die Vorteile und Herausforderungen dieser Methoden, einschließlich ihrer Spezifität, Effizienz und Umweltaspekte. Sie unterstreicht auch die Notwendigkeit weiterer Forschung und Entwicklung, um diese Prozesse zu optimieren und sie für eine großangelegte Umsetzung praktikabel zu machen. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung dieser innovativen Technologien für die Befriedigung der zukünftigen Kupfernachfrage und die Sicherstellung eines nachhaltigen Angebots.

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   30. Pressure Leaching of Copper Sulfide Concentrates

       Petteri Pesonen, Janne Karonen, Alexander Tuhkunen

       Das Kapitel befasst sich mit dem Kupferdruck-Oxidationsprozess (Cu POX), einer modernen Methode zur Aufbereitung von sulfidischen Kupferkonzentraten. Er skizziert den gesamten Prozess von der Drucklaugung im Autoklaven über die Gewinnung von Kupfer-Lösungsmitteln bis hin zur Elektrogewinnung und beleuchtet die Produktion schwangerer Laugungslösungen (PLS) und die Gewinnung von Gold und Silber aus Laugungsrückständen. Der Artikel betont die Vorteile für die Umwelt, wie verringerter Wasserverbrauch und die Erzeugung umweltfreundlicher Rückstände. Außerdem wird die Anpassungsfähigkeit des Cu-POX-Prozesses an verschiedene Arten sulfidischer Kupferkonzentrate und seine Integration in bestehende Haldenlaugungsanlagen diskutiert. Das Kapitel schließt mit der Vorstellung der OKTOP Autoklaven-Anlage von Metso, die eine hohe Verfügbarkeit und effektive Metallrückgewinnung gewährleistet und damit eine zuverlässige Lösung für die Kupferproduktion darstellt.

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   31. Real-Time Elemental Analysis to Enable Full Insights in the Composition of Hydrometallurgy Processes

       M. Zoontjes, M.-E. Provencher, A. Nijhuis, U. König

       Dieses Kapitel untersucht die Anwendung der Echtzeit-Elementaranalyse mittels Röntgenfluoreszenztechnologie (RFA) in hydrometallurgischen Prozessen. Es befasst sich mit der Integration des Epsilon Xflow, eines Echtzeit-Elementaranalysators, in verschiedene Stufen der Wertschöpfungskette, von der Auslaugung von Metallen aus Erzen bis hin zur Überwachung von Elementen, die in die Prozesse eintreten. Der Text unterstreicht die Fähigkeiten der Technologie zur Analyse von Haupt-, Neben- und Spurenelementen, wobei der Schwerpunkt auf Kupfer-, Nickel- und Kobaltprozessen liegt. Es wird auch die Bedeutung von Kalibrierung und Leistung diskutiert und Beispiele für Kalibrierlinien und Ergebnisse für verschiedene Elemente geliefert. Darüber hinaus behandelt das Kapitel die operativen Überlegungen und konstruktiven Aspekte der Integration des Epsilon Xflow in hydrometallurgische Produktionsanlagen, um einen stabilen und reproduzierbaren Betrieb zu gewährleisten. Die Schlussfolgerung betont die Notwendigkeit detaillierter Analysen, um die Verarbeitungseffizienz bei sinkender Erzqualität aufrechtzuerhalten, und positioniert RFA als robuste Technologie für Elementaranalysen im Bergbau.

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   32. Economic Recovery of Copper from Small and Remote Deposits by Transportable Copper Sulphate Production Modules

       Michelle Weldhagen, Sergio Burelli

       Dieses Kapitel befasst sich mit der wirtschaftlichen Erholung von Kupfer aus kleinen und abgelegenen Lagerstätten durch den Einsatz transportabler Kupfersulfat-Produktionsmodule. Es vergleicht das modulare Kupfersulfat-Kristallisationsverfahren mit dem konventionellen Verfahren zur Gewinnung und Elektrogewinnung von Lösungsmitteln (SX-EW) und konzentriert sich dabei auf die technische und wirtschaftliche Tragfähigkeit. Die Studie bewertet die Vorteile des modularen Ansatzes, wie niedrigere Zivilkosten, geringere Arbeitskosten vor Ort und Skalierbarkeit, und geht zugleich auf seine Beschränkungen ein, einschließlich höherer Vorlaufkosten und Transportbeschränkungen. Die Wirtschaftlichkeitsbewertung zeigt, dass die modulare Kupfersulfat-Kristallisierungsanlage im Vergleich zur konventionellen SX-EW-Anlage einen deutlich geringeren CAPEX und OPEX aufweist, was sie zu einer profitableren Investition für kleine und abgelegene Erzlagerstätten macht. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass der modulare Ansatz eine wettbewerbsfähige Alternative zur Herstellung kupferhaltiger Produkte in derart schwierigen Umgebungen darstellt.

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   33. EcoMetales: Waste Management Solutions for Value Recovery and Stabilization of Deleterious Elements

       Oscar Castañeda, Ricardo Pezoa

       Dieses Kapitel befasst sich mit den kritischen Herausforderungen durch Arsen im Bergbau, insbesondere in der Kupferschmelze, und den innovativen Lösungen, die von EcoMetales entwickelt wurden, um diese Probleme zu lösen. Der Text untersucht die Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit Arsen, die Schwierigkeiten beim Umgang mit arsenreichen Konzentraten und die technologischen Fortschritte, die EcoMetales bei der Stabilisierung von Arsen und der Wertschöpfung gemacht hat. Zu den Schlüsselthemen zählen das AAA-Verfahren zur Arsenreduzierung, das kostenlose Gips-Skorodit-Verfahren und die Rückgewinnung wertvoller Elemente wie Kupfer, Germanium und Seltener Erden aus Abbaurückständen. Das Kapitel behandelt auch das Engagement des Unternehmens für Nachhaltigkeit und seine Rolle als strategischer Partner von Codelco bei der Entwicklung umweltfreundlicher Lösungen für die Bergbauindustrie. Durch die Lektüre des gesamten Kapitels erhalten Fachleute Einblicke in die neuesten Technologien und Strategien zum Umgang mit Arsen und anderen schädlichen Elementen sowie in das Potenzial der Wertschöpfung aus Abbaurückständen.

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   34. Value Recovery From Flue Dust Leaching Residue

       Ricardo Pezoa, Marcelo Acuña

       Dieses Kapitel befasst sich mit dem innovativen Verfahren, das von EcoMetales zur Rückgewinnung wertvoller Metalle aus Rauchstaubauslaugungsrückständen, den so genannten Borras, entwickelt wurde. Der Prozess gliedert sich in vier Hauptphasen: Auslaugung von Kupfer, Entfernung von Blei, Rückgewinnung von Germanium und Rückgewinnung von Silber. Jede Stufe wird sorgfältig beschrieben, einschließlich der verwendeten Chemikalien, der Reaktionsbedingungen und der erzielten Erträge. Das Kapitel hebt die erfolgreiche Gewinnung von Kupfer mit einer Gesamtausbeute von 67% und die effiziente Entfernung von Blei mit einer Ausbeute von 95% hervor. Die Rückgewinnung von Germanium, einem entscheidenden Element für nachhaltige Entwicklung, ist mit einer durchschnittlichen Auslaugungsausbeute von 81% besonders bemerkenswert. Die letzte Phase konzentriert sich auf die Gewinnung von Silber mit einer durchschnittlichen Rendite von 85%. Das Kapitel schließt mit der Betonung des Potenzials dieses Prozesses, die Abfallerzeugung zu minimieren und die Gesamtrückgewinnung wertvoller Metalle zu steigern, wodurch es einen bedeutenden Beitrag im Bereich der nachhaltigen Metallurgie leistet.

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   35. Endolith Biodiagnostics Enables a More In-Depth Mining/Biotech Integration—Enhancing Copper Recovery from Low-Grade Sulfide Ores

       Stephan Christel, Alexander Pearson-Goulart, Tia Schumacher, Renee Hodges, Christine Green, Liz Dennett

       Dieses Kapitel untersucht die Integration mikrobieller Leistungsdaten mit geochemischen und operativen Daten, um die Kupfergewinnung aus sulfidarmen Erzen zu verbessern. Die von Endolith entwickelte Plattform Sentinel Heap bietet Echtzeit-Einblicke und Empfehlungen zur Optimierung von Bioleaching-Prozessen. Zu den Schlüsselthemen gehören die Herausforderungen beim Bioleaching im industriellen Maßstab, die Auswirkungen rauer Bedingungen auf die mikrobielle Leistung und die Rolle der Sentinel-Heap-Plattform bei der Identifizierung von Engpässen und der Verbesserung der Haldenleistung. In diesem Kapitel wird auch der Einsatz der Endolith Biohatchery für den Anbau standortspezifischer Mikroben hervorgehoben, wodurch optimale Bedingungen für die Wärmeerzeugung und die Kupferfreisetzung geschaffen werden. Ein 1-kg-Säulenlaugungsexperiment demonstriert die Wirksamkeit der optimierten Endolith-Biolösungen und zeigt das Potenzial für signifikante Verbesserungen der Kupfergewinnungsraten auf.

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   36. Modoc Solvent Extraction Plant Hybrid Configuration

       Robin Jose, Mitchell Farquharson, Aron Tyab, Brandon Wellbrook

       Das Werk der Modoc Solvent Extraction (SX) am Standort Morenci von Freeport-McMoRan wurde erheblich umgebaut, um die Produktionsziele zu erreichen und gleichzeitig die Kosten zu minimieren. Dieses Kapitel geht auf die innovativen Strategien ein, die umgesetzt wurden, darunter die Substitution von Mixed Pregnant Leach Solution (MPLS) in der Waschstufe, die Umstellung auf eine vollparallele Konfiguration für den G-Zug und weitere Optimierungen der Waschstufen. Das Kapitel beleuchtet die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Effizienz der Kupfergewinnung, die Reagenzienkonzentration, den Süßwasserverbrauch und die organische Mitnahme. Leistungsdaten und Wasserfalldiagramme veranschaulichen die messbaren Verbesserungen, die erreicht wurden, wie eine Produktionssteigerung von 1%, eine Verringerung des Eisentransfers um 15% und eine Verringerung des täglichen Wasserverbrauchs um 367 l / min. Das Kapitel schließt mit einer umfassenden Analyse des Gesamtnutzens und des Potenzials für weitere Optimierungen, was es zu einer wertvollen Ressource für Fachleute macht, die ihr Verständnis von Lösungsmittelextraktionsprozessen und der Optimierung der Anlagenleistung verbessern wollen.

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   37. Modelling Copper Leaching in Heap Systems Considering Competing Reaction Mechanisms and Coupled Dissolution with Reprecipitation (CDR) Processes

       Eric O. Ansah, Jay R. Black, Ralf R. Haese

       Dieses Kapitel taucht in die komplexe Welt der Kupferlaugung aus Kupfererzen ein und konzentriert sich auf die zentrale Rolle von Gangmineralien und Sekundärprodukten. Die Studie zeigt, wie Silikatminerale wie Glimmer und Feldspate die Kupfergewinnung erheblich behindern, indem sie ungünstige Bedingungen für die Auflösung von Kupfer schaffen. Darüber hinaus hat die Bildung von Jarosit, das entscheidende Fe3 + -Ionen enthält, einen schädlicheren Effekt auf die Kupfergewinnung als Gips. Die Forschung verwendet fortschrittliche Modellierungstechniken, einschließlich eines Reaktionsbahnmodells (RPM) und eines Oberflächenpassivierungsmodells (SPM), um diese komplexen Wechselwirkungen zu simulieren. Die Ergebnisse bieten neue Perspektiven auf die gleichzeitigen Reaktionen der Kupfergewinnung während der Haldenlaugung und erhöhen die Genauigkeit vorhersagender Auflösungsmodelle. Durch das Verständnis dieser Dynamik können Fachleute die Kupfergewinnungsprozesse optimieren und den Einfluss der Gangmineralogie auf Reaktionswege und sekundäre Phasenentwicklung berücksichtigen.

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   38. Chloride Leaching of Chalcopyrite: A Study on the Impact of Secondary Mineral Formation on Pore Geometry During Copper Extraction

       Eric O. Ansah, Jay R. Black, Ralf R. Haese

       Dieses Kapitel geht den Herausforderungen der Kupfergewinnung aus Sulfiderzen nach und konzentriert sich auf die Bildung sekundärer Mineralien, die die Porenstruktur verändern und die Durchlässigkeit in Haldenauslaugungssystemen verringern. Mittels Mikro-CT-Bildgebung wird untersucht, wie die Auflösung primärer Kupfersulfide wie Chalkopyrit zur Bildung sekundärer Phasen wie Covellit, Jarosit und Si-Gel führt. Diese Änderungen in der Porengeometrie sind von entscheidender Bedeutung, da sie die Gesamteffizienz der Kupfergewinnung beeinflussen. Die Forschung unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses dieser Transformationen, um die Kupferproduktionsprozesse zu optimieren. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine umfassende Analyse der primären Sulfidlösung, der sekundären Mineralisierung und der sich entwickelnden reaktiven Oberflächen für die Verbesserung der Effizienz der Kupfergewinnung in Haldensystemen unverzichtbar ist.

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   39. Overcoming Passivation: Accelerating Copper Leaching from Low-Grade Ores and Mine Waste with AlCl3

       Eric O. Ansah, Jay R. Black, Anita Parbhakar-Fox, Ralf R. Haese

       Dieses Kapitel geht den Herausforderungen bei der Verarbeitung von minderwertigen Kupfererzen und Minenabfällen nach und konzentriert sich auf die Bildung sekundärer Phasen wie Jarosit und Eisenhydroxid während der Auslaugung. Die Studie bewertet die Effektivität verschiedener Lixiviantien, einschließlich AlCl3, FeCl3 und NaCl, bei der Verbesserung der Kupfergewinnung unter unterschiedlichen pH-Eh und Temperaturbedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein AlCl3-reiches Lixivium die Auflösung primärer Kupfersulfide wie Chalkopyrit und Bornit signifikant verbessert und damit hohe Kupfergewinnungsraten erzielt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von AlCl3 Passivierungsprobleme überwinden kann, was es zu einer vielversprechenden Lösung für eine effiziente Kupfergewinnung in einer kohlenstoffarmen Wirtschaft macht.

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   40. Evaluating Seawater as a Sustainable Solution for Acid Mine Drainage Treatment

       Cleavon Wang, Zihe Ren

       Dieses Kapitel untersucht das Potenzial des Meerwassers als nachhaltige Lösung für die Behandlung der sauren Minenentwässerung (AMD), einem bedeutenden Umweltproblem, das durch Bergbauaktivitäten verursacht wird. Die Studie konzentriert sich auf den Einfluss von Chloridionen im Meerwasser auf die bakterielle Aktivität und die Oxidation von Pyrit, einem Schlüsselmineral bei der AMD-Bildung. Mittels elektrochemischer Analysen, einschließlich elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und linearer Sweep Voltammetrie (LSV), werden die Auswirkungen von Meerwasser auf die bakterielle Aktivität von Acidithiobacillus ferrooxidans und die Oxidation von Pyrit untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Chloridionen bis zu 2 g / l das Wachstum dieser Bakterien unterdrücken und Pyrit passiver machen können, was die elektrochemische Reaktionsrate verringert. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Bewässerung mit Meerwasser ein wirksamer Ansatz zur Linderung der AMD-Effekte sein könnte und eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Behandlungen wie der Neutralisierung von Kalkstein darstellt. Die Forschungsergebnisse geben einen detaillierten Überblick über die experimentelle Methodik, einschließlich der Aufbereitung von synthetischem Meerwasser und modifiziertem Kelly-Medium sowie der durchgeführten elektrochemischen Tests. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial des Meerwassers als nachhaltige Lösung für die Behandlung von AMD, was dieses Kapitel zu einer wertvollen Ressource für Fachleute macht, die innovative Umweltlösungen suchen.

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   41. Scanning Electron Microscopy and Reflected Light Microscopy to Investigate Chalcopyrite Leaching in the Presence of Silver

       Mitchell Catling, Ortrud Schuh, Alec Martin

       Diese Studie untersucht die Auswirkungen von Silberionen auf die Auslaugung von Chalcopyrit und konzentriert sich dabei auf die Bildung von Akanthiten und sekundären Sulfidmineralen. Die Forschung nutzt Pflanzenraffinat aus der Mine Morenci und setzt fortschrittliche Techniken wie REM-EDS und reflektierte Lichtmikroskopie ein, um die Oberflächenchemie von Chalkopyrit zu analysieren. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die anfängliche Bildung einer dünnen Akanthithschicht, die anschließend entfernt wird, was zu einer erhöhten Kupferrückgewinnung und dem optischen Erscheinungsbild sekundärer Sulfidmineralien führt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Silber einen reduktiven Auswaschschritt ermöglicht und die Auswaschbarkeit von Chalkopyrit durch Eisenionen verbessert. Darüber hinaus beleuchten die Forschungen die potenziellen Herausforderungen der Argentojarosit-Bildung, die die kommerzielle Anwendung von Silber als Katalysator bei Haldenlaugungsprozessen hemmen kann. Die detaillierte Analyse und der innovative Einsatz analytischer Techniken liefern wertvolle Erkenntnisse für Fachleute, die Kupfer-Rückgewinnungsprozesse optimieren wollen.

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   42. Application of Constant Extraction Theory in Empirical Stage-Wise Estimation for Copper Solvent Extraction

       Juan Aguirre Solano, Sanja Mišković

       Dieses Kapitel vertieft die Anwendung der Constant Extraction Theory in empirischen stufenweisen Schätzungen für die Kupfer-Lösungsmittel-Extraktion und bietet eine neue Perspektive auf traditionelle Methoden. Die Studie führt einen modifizierten Ansatz der Kremser-Gleichung ein, betont die Extraktionsverhältnisse und entwickelt eine Theorie gemischter konstanter und variabler Extraktionsverhältnisse für Mehrelementlösungsmittel-Extraktionssysteme. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Einbeziehung von Faktoren, die ursprünglich in einfacheren Modellen eliminiert wurden, mit dem Ziel, robuste Gleichungen für die Verarbeitung stufenweiser Analysen bereitzustellen, ohne die Notwendigkeit, Grafiken zu inszenieren. Das Kapitel beschreibt die Entwicklung und den Betrieb einer Anlage zur kontinuierlichen Kupfer-Lösemittel-Extraktion im Minimaßstab und stellt eine umfassende experimentelle Methodik vor. Die Ergebnisse umfassen das Verhalten von Extraktions- und Stripping-Verhältnissen, Erträgen und einen Vergleich experimenteller Daten mit theoretischen Modellen. Die Studie schließt mit einem Leistungsvergleich der vorgeschlagenen Modelle mit den McCabe-Thiele-Prognosen ab, der das Potenzial des neuen Ansatzes für eine genaue stufenweise Analyse von Kupferlösungsmittelextraktionsprozessen hervorhebt.

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   43. Breaking Barriers in Solvent Extraction with Miniaturized Systems: A Study of Economic and Technical Impacts

       Juan Aguirre Solano, Sanja Mišković

       Dieses Kapitel untersucht die wirtschaftlichen und technischen Auswirkungen miniaturisierter Lösungsmittelextraktionssysteme (SX) in metallurgischen Prozessen, wobei der Schwerpunkt auf der Kupfer- und Nickelgewinnung liegt. Er vergleicht verschiedene miniaturisierte und konventionelle Mischer-Settler-Einheiten (MSU) und hebt die Herausforderungen und potenziellen Vorteile miniaturisierter Systeme hervor. Die Studie präsentiert eine detaillierte wirtschaftliche Bewertung, einschließlich Kosten und Experimentierzeiten für verschiedene SX-Konfigurationen, und identifiziert Schlüsselbereiche für die Verbesserung miniaturisierter Systeme. Das Kapitel untersucht auch die technischen Implikationen der SX-Miniaturisierung, wie Phasentrennung, Roh- und Drittphasenbildung, Rückgewinnungseffizienz, Stufeneffizienz, Skalierbarkeit und Fertigung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass miniaturisierte Systeme, insbesondere die Anlage für Mischer-Siedler im Minimaßstab (MMSUP), kostengünstige und schnellere Lösungen für Forschung und Entwicklung im Bereich der Lösemittelextraktion bieten. Dennoch bleiben erhebliche Herausforderungen bestehen, einschließlich der Notwendigkeit weiterer Forschung zur mehrstufigen SX-Operabilität und zuverlässiger Skalierungsmethoden. Das Kapitel schließt mit einem Aufruf zu weiteren Anstrengungen seitens der Wissenschaft und Technik, um diese Herausforderungen zu bewältigen und den Bereich der miniaturisierten Lösungsmittelextraktion voranzutreiben.

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   44. Catalytic Effect of Cu(II) on the Oxidation of H2S in the Context of Leaching Chalcopyrite in Sulfuric Acidic Media

       Jordy Dinga, Jochen Petersen, Kathija Shaik, Thandazile Moyo

       Dieses Kapitel befasst sich mit der katalytischen Wirkung von Cu (II) auf die Oxidation von H2S während der Auslaugung von Kupferkies in schwefelsäurehaltigen Medien. Die Studie verwendet elektrochemische Methoden, um den nicht-oxidativen / oxidativen Mechanismus zu untersuchen und die Bildung von H2S und die Rolle von Cu (I) -Sulfid-Arten zu bestätigen. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die verstärkte Wirkung von Cu (II) auf die Auflösung von Kupferkies, die potenzielle katalytische Rolle von Cu (II) bei der H2S-Oxidation und die Bildung von Cu (I) -Sulfid-Spezies als Zwischenprodukt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Aufrechterhaltung einer hohen anfänglichen Cu (II) -Konzentration die Auswaschung von Chalcopyrit in Chlorid- und Sulfatsystemen fördern kann und damit wertvolle Erkenntnisse für Fachleute in diesem Bereich bietet.

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   45. Integrated Circuit Trialling and Process Development of Metso’s Novel Mesophile-Thermophile (MesoTHERM™) Biooxidation Technology for a Primary (and Secondary) Copper Sulphide Concentrate

       C. B. van Buuren, J. A. van Niekerk, K. Haavanlammi, J. A. Strauss, M. Lampi

       Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen MesoTHERM ™ -Biooxidationstechnologie, die von Metso entwickelt wurde und mesophile und thermophile Prozesse kombiniert, um die Oxidation und Solubilisierung von primären und sekundären Kupfersulfiden zu verbessern. Der Text beginnt mit einer Einführung in die Technologie, in der erklärt wird, wie Mesophile mit der ersten Oxidationsstufe umgehen und die Sulfidbelastung für die nachfolgende thermophile Stufe verringern. Dieser Ansatz verbessert nicht nur die Effizienz, sondern verringert auch den Bedarf an sauerstoffangereicherter Luft, wodurch der gesamte Prozess vereinfacht wird. Das Kapitel untersucht dann die Chemie der Biooxidation und beschreibt die Bedingungen, die für die Auflösung verschiedener unedler Metalle erforderlich sind. Ein wesentlicher Teil des Textes widmet sich der Entwicklung von Flussbögen und der Charakterisierung von Proben und liefert eine detaillierte Analyse des Kupfer-Gold-Konzentrats, das in der Testarbeitskampagne verwendet wird. Die Ergebnisse unterstreichen die Effektivität der MesoTHERM-Technologie bei der Oxidation und Auflösung von Primär- und Sekundärsulfiden und machen sie zu einer vielversprechenden Ergänzung herkömmlicher Kupfer- und Goldgewinnungsabläufe. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die Integration dieser Technologie in bestehende Prozesse, die einen Einblick in ihre potenziellen Anwendungen und Vorteile bietet.

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   46. Metallurgical Testing of Copper, Zinc, and Cobalt Extraction from Samsun and Küre Copper Smelter Tailings via Pressure Oxidative Leaching

       C. Haslam, F. Cheuk, B. Hewitt, T. Crary, J. Brown, M. Canbazoǧlu, E. Yilmaz

       Dieses Kapitel untersucht das Potenzial der druckoxidativen Laugung (POL) zur Gewinnung von Kupfer, Zink und Kobalt aus Schmelzschlacken in Türkiye. Die Studie konzentriert sich auf die Mineralogie der Schlacke, die Auswirkungen der Pyritbeimischung und Strategien zur Eindämmung der Kieselgelbildung. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die rasche Auslaugung von Fajalit innerhalb von 40 Minuten, wodurch Metallextraktionen zwischen 85 und 95% erreicht werden. Der Zusatz von Pyritkonzentrat hatte keine signifikanten Auswirkungen auf die metallurgische Leistung, zeigte aber Potenzial zur Verbesserung der Ablaufeigenschaften von Gülle. Die Studie unterstreicht auch die Bedeutung einer Verringerung der Zellstoffdichte und einer Verlängerung der Verweilzeit, um die Filtrierbarkeit und die Absetzeigenschaften zu verbessern. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass POL eine praktikable Methode zur Metallgewinnung aus Schmelzschlacken ist, bei der eine weitere Optimierung durch Senkung der Betriebstemperatur und der Säurezugabe möglich ist.

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   47. Copper Recovery from Complex In Situ Leach Solutions Using Ion Exchange Resins

       Pavel Spiridonov, Leon Faulkner, Gertude Acquah, Larissa Statsenko, Egor Spiridonov, Richmond Asamoah

       Dieses Kapitel befasst sich mit dem innovativen Ansatz, Ionenaustauschharze zur Kupfergewinnung aus in situ Laugungslösungen (ISL) einzusetzen - eine Methode, die verspricht, sowohl effizient als auch umweltfreundlich zu sein. Die Studie konzentriert sich auf die Leistungsfähigkeit von IDA-Harzen und vergleicht deren Selektivität und Belastbarkeit unter verschiedenen Bedingungen. Es untersucht die Auswirkungen der pH-Anpassung auf die Kupferbelastung und die Herausforderungen der Eisenentfernung und bietet Einblicke in die dynamischen Sorptions- und Elutionsprozesse. Die Forschung endet mit einem vorgeschlagenen Prozessflussblatt für die Kupfersorption, das das Potenzial für eine höhere Kupferausbeute und die Möglichkeit der Produktion von Nebenprodukten aus Verunreinigungen aufzeigt. Diese detaillierte Analyse bietet ein umfassendes Verständnis der Faktoren, die die Kupfergewinnung und die Optimierung des ISL-Prozesses beeinflussen.

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   48. The Codelco Path to Develop Chloride Leaching for Copper Ores—Current Status

       L. María Carolina Salhe, Felipe Lagno Sánchez, Miguel Carrasco, Gerardo R. F. Alvear Flores

       Dieses Kapitel geht auf Codelcos bahnbrechende Bemühungen ein, Chloridlaugungstechnologie zur Kupfergewinnung aus Sulfiderzen zu entwickeln, ein Verfahren, das entscheidend für die Maximierung der Nutzung bestehender Anlagen und die Rentabilität minderwertiger Ressourcen ist. Der Text skizziert die Scale-up-Strategie von Laborversuchen bis hin zu 10 Meter hohen Säulen und beschreibt die Kriterien für die Prozessgestaltung und den Bau einer Demonstrationsanlage, die im August 2025 den Betrieb aufnehmen soll. Aufbau und Testplan der Demonstrationsanlage werden eingehend beschrieben, einschließlich der Zerkleinerungsanlage, der Soleaufbereitung, des Heizsystems und der Auslaughaufen. Das Kapitel behandelt auch den Betrieb des Projekts, das aus zwei Testreihen besteht, die darauf abzielen, den Chloridauswaschprozess mit der Temperatur zu charakterisieren. Die Ergebnisse dieser Tests sollen die notwendigen Informationen für den Entwurf einer Sulfid-Laugungsanlage im industriellen Maßstab liefern, wobei die Technologie für den industriellen Betrieb nach 2034 geplant ist. Das Kapitel schließt mit einer Übersicht über den Bauzustand der Demonstrationsanlage und unterstreicht ihre Bedeutung für die Zukunft der Kupfergewinnung.

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