新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究.pdf
第5 6 卷第3 期 2004 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 .5 6 .N o .3 A u g u s t20 04 新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究 王海北1 ,一,蒋开喜2 ,张邦胜2 ,王玉芳2 ,林江顺2 ,王春2 1 .北京科技大学,北京1 0 0 0 8 3 ;2 .北京矿冶研究总院,北京1 0 0 0 4 4 摘要针对我国新疆某地伴生锌、砷的复杂铜精矿,研究低温、低压 1 1 0 “ 2 ,1 0 0 ~5 0 0 婷a 浸出新工艺。黄铜矿氧化率可达到 9 8 %,黄铁矿氧化率低于1 0 %,实现了黄铜矿的选择性浸出。砷与铁形成稳定的砷酸铁进入浸出渣。9 0 %以上的硫生成元素硫。 关键词冶金技术;复杂硫化铜矿;加压浸出;低温低压 中图分类号T F 8 1 1 ;T F 8 0 3 .2 1 ;T F l l l .3 1 5 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 3 0 0 5 2 0 3 我国铜行业目前处于冶炼能力大,自产精矿等 原料严重不足的局面,炼铜原料6 0 %以上靠进口铜 精矿、粗铜、废杂铜等【1J 。因此,开发利用已发现的 复杂多金属伴生铜矿资源是解决铜资源供需矛盾的 主要途径之一。复杂铜精矿,特别是高砷或与其他 金属如锌、钼伴生的混合精矿等,选矿难以有效分 离,不适于采用火法处理【2J ,开发经济适用的湿法 处理工艺是当务之急。 1实验方法 试验所用原料主要成分和铜的化学物相见表1 和表2 ,精矿中铜9 0 %以上为原生黄铜矿。 表1 高砷铜锌混合精矿主要成分 T a b l e1C o m p o s i t i o no fc o p p e r - z i n c c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n ga r s e n i c 元素c uz nF eA s S02A u I A g I 1 单位g /t 。 表2 精矿中铜的主要化学物相 T a b l e2M i n e r a lc o m p o s i t i o no fc o p p e ri nc o n c e n t r a t e .物相t l 由氧化铜次生硫化铜原生硫化铜结合铜总铜 含量/%0 .0 7 50 .6 38 .7 40 .0 1 69 .4 6 比例/%0 .7 96 .6 6 9 2 .3 90 .1 71 0 0 .0 0 加压浸出试验在G S A 型2 L 衬钛高压釜中进 行。首先将精矿磨至一3 7 肛m 占9 0 %V A _ k ,按一定 液固比加入自来水,相应配入硫酸和添加剂氯化钠, 将浆化好的矿浆放人加压釜内加盖密闭后升温。到 收稿日期2 0 0 3 0 3 2 6 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 2 3 4 0 1 0 作者简介 F 副t 1 9 7 4 一 ,男,山东菏泽市人,工程师,博士生。主 要从事重金属提取等研究工作。 温后通入纯氧并开始计时。反应结束后冷却启釜, 矿浆液固分离后送样检测。 2 试验结果及讨论 2 .1 精矿粒度的影响 试验条件1 1 0 ℃,2 h ,P o 5 0 0 k P a ,[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,[ C l 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。 1 0 0 8 0 累6 0 锝 丑 燃4 0 2 0 O 7 46 1 4 8 4 l弱 粒度/g .m 图1 精矿粒度对浸出的影响 F i g .1 E f f e c to fp a r t i c l es i z eo fc o n c e n t r a t eo nl e a c h i n g 试验结果如图1 所示,磨矿粒度对铜锌浸出率 有较大影响,磨矿粒度愈细,铜锌浸出率愈高,但铁 的浸出率也随之增加,矿石中以硫化物存在的硫氧 化成S 0 4 2 的比例也随之增加。 2 .2C U 2 起始浓度的影响 试验条件l l O C ,2 h ,P o 5 0 0 k P a ,[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,[ C I 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。图 2 试验结果表明,添加c u 2 对铜锌浸出率,铁和硫 的氧化并无显著影响,浸出时无需额外添加C u 2 。 2 .3 浸出时间的影响 试验条件1 1 0 1 2 ,P o 5 0 0 k P a ,[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,[ C I 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。试验 万方数据 第3 期王海北等新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究5 3 l o o 8 0 董6 0 碍 丑 瑙4 0 2 0 0儿Ju硼405 0 初始C u “浓度, g .L - 1 图2C u 2 起始浓度对浸出的影响 F i g .2 E f f e c to fC u 2 c o n c e n t r a t i o no nl e a c h i n g 结果见图3 。结果表明,随浸出时间延长,铜锌浸出 率增加,铁浸出率及元素硫氧化率也增加。 2 .4 氧分压的影响 试验条件1 1 0 ℃,2 .O h ,[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,[ a 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。图4 所示试验结 果表明,氧分压增大,浸出率升高,但氧分压过高铁 浸出率和硫氧化率增加。 1 0 0 8 0 鎏6 0 婚 蠡4 0 2 0 0 术 、 碍 丑 嬲 1 .01 .52 .02 .53 .03 .54 .0 时间,h 图3 时间对浸出的影响 F i g .3 E f f e c to fr e t e n t i o nt i m eo nl e a c h i n g oZ o o4 0 0boo删Jul O O O 氧分压/I d a 图4 氧分压对浸出的影响 F i g .4 E f f e c to fP 0 2o nl e a c h i n g 2 .5 初始酸度的影响 试验条件为I I O C ,2 .O h ,P o ,, 5 0 0 k P aL /S 5 1 ,[ C 1 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。结果如图5 所 示,初始酸度的变化对铜锌浸出率和硫转化率无显 著影响,但酸度增加,溶液中铁含量增加。 1 0 0 8 0 芝6 0 碍 露4 0 2 0 0 1 01 52 02 53 0 初始硫酸浓度/ g .L 1 图5 初始酸度对浸出的影响 F i g .5 E f f e c to fi n i t i a l [ H 2 S 0 4 ] o nl e a c h i n g 1 0 0 8 0 堡6 0 哥 丑 嬲4 0 1 0 0 8 0 堡6 0 爵 丑 蹦4 0 2 0 O 1 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0 温度/℃ 图6 温度对浸出的影响 F i g .6 E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nl e a c h i n g 1 0 2 03 04 05 06 07 08 09 0 初始c 1 .浓度/ g L - 1 图7 C l - 浓度对浸出的影响 F i g .7 E f f e c to f [ C I 一] o nl e a c h i n g 2 .6 温度的影响 试验条件为2 .0 h ,P o . 5 0 0 k P a ,[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,[ C 1 一] 3 0 9 /L ,7 5 0 r /m i n 。结果 见图6 。 图6 表明 1 锌在1 1 0 ℃下即可完全浸出; 2 温度升高铜浸出率增加,但无添加剂时1 8 0 ℃的浸 下转第5 6 页,C o n t i n u e do nP .5 6 万方数据 有色金属 第5 6 卷 粒径、增大颗粒的表面积、提高温度,加入适当的助浸剂等都是提高浸出率,缩短浸出周期的有效办法。 参考文献 [ 1 ] 伍衡山,刘永,黄晓乃.溶浸采矿法回收某尾砂中铜金属的可行性研究[ J ] .中国矿业,2 0 0 1 ,1 0 6 6 5 6 7 . [ 2 ] 李运刚.某低品位难选离析铜矿的加压氨浸[ J ] .矿产综合利用,2 0 0 1 , 1 l 一4 . [ 3 ] 王玮.铜的湿法冶金[ J ] .铜业工程,2 0 0 0 , 2 7 1 3 . A m m o n i aL e a c h i n go fT a i l i n g sf r o mAC o p p e rM i n e l Z H A OG n o - d o n g ,W UH e n g - s h a n ,Z H A N GY u ,L f UQ i n g S c h o o lo f A r c h i t e c t u r a lE n g i n e e r i n g ,R e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t ,N a n h u aU n i v e r s i t y ,H e n g y a n g4 2 1 0 0 1 ,H u n a n ,C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt oc o m p r e h e n s i v e l yr e c o v e rc o p p e rf r o mac o p p e rm i n e ,t h ep r o c e s so fc o p p e rr e c o v e r yf r o mt a i l i n g s b ya m m o n i al e a c h i n gi si n v e s t i g a t e d .T h er e s u l t ss h o wt h a tt h eo p t i m a lc o n d i t i o ni s1 1 .6q u a l i t yr a t i oo ft a i l i n g sa n d2 5 %- - 2 8 %a m m o n i as o l u t i o n ,3 0 ℃l e a c h i n gt e m p e r a t u r e ,1 6 dl e a c h i n gp e r i o d 。0 .2 2 m o l /La s s i s t a n ta d . d i t i o n .T h er e s u l t sc a nb eu s e da sr e f e r e n c et oo t h e ro x i d a t i v ec o p p e rm i n e r a l sl e a c h i n gp r o c e s s . K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ;t a i l i n g s ;a m m o n i al e a c h i n g ;c o p p e r ;s o l u t i o nm i n i n g 上接第5 3 页C o n t i n u e df r o mP .5 3 出率也只有8 1 .8 1 %,表明添加剂对黄铜矿的浸出很 重要; 3 升高温度有利于铁的水解,浸出液中的铁浓 度下降; 4 升高温度硫氧化成S 0 4 2 的比例增加。 2 .7C I 一浓度的影响 试验条件1 1 0 ℃,2 .0 h ,P n 5 0 0 k P a , [ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 /L ,L /S 5 1 ,7 5 0 r /m i n 。试验结果 参考文献 见图7 。由图7 可知,一定浓度的添加剂对铜的浸 出有利,对锌浸出及对铁和硫的氧化无显著影响。 3结论 研究结果表明,在1 1 0 ℃;,P 0 2 。5 0 0 k P a 条件下, 黄铜矿氧化率大于9 8 %,同时抑制了黄铁矿的浸出, 溶液含砷小于0 .O l g /L ,硫9 0 %以上生成元素硫。 [ 1 ] 刘大星,蒋开喜,王成彦.铜湿法冶金技术的国内外现状及发展趋势[ A ] //.1 邛定藩.有色金属科技进步与展望[ C ] , 1 9 9 9 2 1 9 2 2 5 . [ 2 ] 蒋开喜.铜硫化矿火法、湿法和生物冶炼的环境保护特点之比较[ A ] //铜镍湿法冶金技术交流及应用推广会论文集[ C ] , 2 0 0 1 8 0 8 4 . AN o v e lH y d r o m e t a l l u r g i c a lP r o c e s sw i t hL o wT e m p e r a t u r ea n dP r e s s u r ef o r C o m p l i c a t e dC o p p e rC o n c e n t r a t ef r o mX i n j i a n go fC h i n a W A N GH a i b e i l 一,J I A N GK a i x i 2 ,Z H A N GB a n g - s h e n 9 2 ,W A N GY u - f a n 9 2 ,L I NJ i a n g - s h u n 2 ,W A N G 吼”以2 ‘ 1 .U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i n g ,B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ,C h i n 口; 2 .B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ,B e l l i n g1 0 0 0 4 4 ,C h i n a A b s t r a c t An o v e Ip r e s s u r el e a c h i n gp r o c e s sw i t hl o wt e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r e 1 l O “ 1 2 ,1 0 0 ~5 0 0 k P a i sd e v e l o p e di n a c c o r d a n c ew i t ht h ec o m p l e xc o p p e rc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n ga r s e n i ca n dz i n cf r o mX i n ji a n go fC h i n a .T h es e l e c . t i v el e a c h i n go fc h a l c o p y r i t ei sa c h i e v e d ,t h er a t eo fo x i d a t i o no fc h a l c o p y r i t er e a c h e s9 8 %a n dp y r i t ei sl o w e r t h a n1 0 %.T h ea r s e n i ci nt h ec o n c e n t r a t ei sp r e c i p i t a t e dw i t hf e r r i ci o ni n t ot h er e s i d u e 。a n da b o u t9 0 %o ft h e s u l p h u rb e c o m e se l e m e n t a lf o r mr e m a i n i n gi nt h er e s i d u e . K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ;c o m p l e xc o p p e rc o n c e n t r a t e ;p r e s s u r el e a c h i n g ;l o wt e m p e r a t u r ea n d p r e s s u r e ;n e wt e c h n o l o g y 万方数据