氧化铜矿常温常压两段氨浸试验研究.pdf

第6 3 卷第2 期 20l1 年5 月 有色金属 N o n f e r m u sM e t a l s V 0 1 ．6 3 ．N o ．2 M a v2Ol l D o I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l ∞1 一0 2 1 1 ．2 0 1 1 ．0 2 ．0 3 6 氧化铜矿常温常压两段氨浸试验研究 纪翠翠，周庆华 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 摘要对云南某地高含泥高碱性脉石矿物的氧化铜矿石，采用氨浸一萃取一电积的工艺来处理。小璎试验研究考察了机 械搅拌浸出的各种影响因素，拟定按常温常压的方式来浸出，以便产业化应用。试验结果表明采用两段浸出的工艺比单段浸出总 铜浸出率提高了7 ．4 8 ％。 关键词氧化铜矿；氨浸；矿泥；两段浸出 中图分类号T F 8 0 3 ．2 l 文献标识码A文章编号1 0 0 l 0 2 l l 2 0 1 1 0 2 一0 1 5 2 一0 3 云南某地的氧化铜矿氧化率和结合率高，脉石 矿物中钙镁含量高，褐铁矿矿泥含量也很高。探索 性试验结果表明，采用浮选法处理该矿石时，因为褐 铁矿矿泥含量很高，在矿物表面产生矿泥罩盖，影响 目的矿物与浮选药剂作用，研究。认为许多中矿泥 会在气液界面吸附干扰氧化铜矿物与气泡的接触， 尤其以针铁矿矿泥影响更大，褐铁矿与针铁矿的性 质和表面化学特性相似，亦会形成矿泥干扰，使得浮 选难以进行。若用酸浸法，由于碱性脉石含量高，褐 铁矿矿泥和高岭土也会与硫酸发生反应，消耗一定 量的酸，导致硫酸消耗量太高，经济上不宜采用。氨 浸法虽然工业生产卫生条件差，但萃余液中的氨可 以循环利用。该法在常温常压下进行，便于减少氨 的挥发损失，从而改善工业卫生条件。 1 矿石性质及物相分析 该矿化学多元素分析结果见表l ，原矿铜物相 分析结果见表2 。 表l 原矿化学多元素分析结果 n l b l elC h e m i c a la n a l y s i s 陀s u J t so f 1 1 l n ．o f ．m i n eo r e 元素 c uF e 含量／％ 1 ．6 57 ．9 7 A s O ．3 7 M g o 2 ．8 0 A g 2 2 ．0 0g ／t I c 4 8 ．2 0 ∥t 元素SC a O 含量／％ O ．0 3 42 3 ．1 2 S j 0 2A 1 2 0 3 1 ．2 8O ．∞ 收稿日期2 ∞9 一∞一1 5 作者简介纪翠翠 1 9 8 3 一 ，女，黑龙江尚志市人，硕士．助理实验 员。 表2 铜物相分析结果 T a b l e2 A n a l y s i sr e s u l t so fc o p p e rp h a s e ／％ 由表l 化学多元素分析结果可以看出，原矿中 主要的有价元素有铝、铁、铜、银、砷和铟，铁品位仅 为7 ．9 7 ％不足以回收利用，铝、银、砷和铟的含量也 都不高，不考虑回收利用。脉石矿物以含铁、钙的脉 石矿物为主，高岭土、硅酸盐类脉石矿物次之。原矿 含硫较低，含砷虽低却比硫高，所以可以大致判断砷 主要是以氧化物形式存在。由表2 物相分析结果可 以看出，原矿铜的氧化率高达9 9 ％，硫化铜含量极 少，属于高氧化矿，而且结合氧化铜的含量也高达 2 8 ．4 8 ％。 根据褐铁矿 F e O ，n H O 是由针铁矿 F e O ， H O 、水针铁矿 2 F e O ，H O 和含不同结晶水 的氧化铁以及泥质物质的混合物所组成的，外观呈 多种色调的褐色，由黄褐至褐黑色，条痕为黄褐色， 半金属光泽，一般为钟乳状、葡萄状、块状、致密的或 疏松的块状甚至土状，也常呈结核状或黄铁矿晶形 的假象出现。硬度随矿物形态而异，无磁性。而赤 铁矿 F e O ， 又重又硬，单晶体常呈菱面体和板状， 集合体形态多样，有片状、鳞片状 显晶质 、粒状、 鲡状、肾状、土状、致密块状等。显晶质呈铁黑至钢 灰色，隐晶质呈暗红色，条痕樱红色，金属光泽至半 金属光泽，无解理。由此可以判断该矿伴生的脉石 矿物为褐铁矿。 万方数据 第2 期纪翠翠等氧化铜矿常温常压两段氨浸试验研究 1 5 3 2试验方法 小型浸出试验用I K A oR w 2 0 d i g i t a l 顶置式机 械搅拌器在l 一2L 锥形瓶中进行密封搅拌。原矿 样经x M B 痧1 6 0 2 0 0 棒磨机磨到所需粒度，烘干后 备用。每次试验称取磨好的原矿2 5 0 9 ，加水浸润后 再加药剂进行浸出，浸出后立即将矿浆进行过滤，取 浸出原液送分析化验。 氨浸出法可以考虑直接氨浸、氧化氨浸和氨浸 浮选等方法旧。针对该矿样首先做了常规氨浸条 件下的各种因素影响条件试验，然后考虑到常规浸 出只对游离氧化铜有作用，对于其他形式的铜矿物 无法达到回收的目的，为了进一步提高浸出率考虑 采用活化、氧化、加温浸出的方法以及分段浸出方案 进行试验研究1 。 3 一段浸出试验结果与讨论 试验就浸出时间、浸出剂浓度、浸出剂配比、矿 石粒度、液固比、搅拌强度、浸出温度等因素对铜浸 出率的影响进行了探讨。由试验结果可知，铜浸出 率随着浸出时间的延长、总氨浓度的增加、磨矿细度 的增加、温度的增加而增加。 1 铜浸出时间对浸出率的影响。铜浸出率随 着浸出时间的延长，浸出率提高，但大于2 h 后提升 幅度减缓。 2 氨水浓度对铜浸出率的影响。随着总氨浓 度的增加，铜浸出率提高，但氨浓度大于2 m o l ／L 时 浸出率升幅不大。 3 矿石粒度对铜浸出率的影响。铜浸出率随 着磨矿细度的增加而提高，但现场生产中如果把矿 石磨成微细粒，不仅增加磨矿能耗，还会因粒度过 细，使矿浆黏度增大，反而降低浸出速度，给固液分 离作业造成困难。磨矿细度以一7 4 斗m 含量7 5 ％一 8 5 ％为宜。 4 摩尔浓度配比对浸出率的影响。氨水与碳 酸铵的配比为C N H ， C N H ． 2 C O ， 4 1 时， 浸出率达到较大值。 5 液固比对铜浸出率的影响 如图l 所示 ， 在总氨浓度一定的情况下，铜浸出率随着液固比的 增加而增加。在总氨摩尔量为1 ．2 5m o l 的情况下 铜浸出率在1 ．O ％一2 ．5 ％略有上升，之后由于摩尔 浓度的进一步下降，铜浸出率下降。 6 搅拌速度对铜浸出率的影响。搅拌速度为 4 0 0r ／m i n 时浸出率达到最大。 堡 婚 匏 型 疆 域l 古J 比 浸出时间2 h ；搅拌速度4 0 0 r ／m i n ；磨矿细度一7 4 斗m8 0 ％； 室温；摩尔浓度配比C N H 3 C N H 4 2 C 0 3 4 l 图l液固比对浸出率的影响 F i g ．1R e l a t i o n s h i pb e t w e e nL ／Ga n dl e a c h i n gp e r c e n t 7 浸出温度对铜浸出率的影响。密闭加温浸 出铜浸出率随温度的升高浸出率提高，在温度上升 到4 5 ℃时有一个明显的上升，这是因为在密闭系统 中随着温度的提高，系统内压强变大，在高压高温的 双重作用下，浸出液与矿物反应更充分。2 l 一4 5 ℃ 对浸出率影响不大，因此在生产过程中气候的影响 不大。当温度升高到4 5 6 5 ℃时浸出率升幅相对 变大，浸出率增加了4 ％，但考虑到加温浸出过程中 能耗的增加。加温后氨的挥发量增加，浸出液需要冷 却，热量不能循环使用等问题，加温浸出不宜采用。 8 活化剂探索试验。采用活化剂氟化铵 N H 。F 浸出，利用氟离子破坏矿石中结合铜原有结 构、使铜游离出来的特性，使氨与铜络合生成铜氨络 合物转入溶液H 1 。但该药剂在常温常压下作用不 明显。 4 二段浸出试验结果与讨论 在一段浸出试验确定的最佳条件下，进行二段 浸出试验研究。一段浸出渣的物相分析结果见表 3 。对照原矿物相分析可知，渣计游离氧化铜的浸出 率为7 1 ．5 5 ％，总铜浸出率为5 4 ．5 5 ％。在～段活化 试验浸出结合铜来提高浸出率没有取得成功。要提 高浸出率就必须进一步使游离氧化铜浸出。 表3 T 8 b l e3 浸出渣中锏的物相分析结果 A n a l y 8 i sr e s u l t 8o fc o p p e rp h 8 8 eo f 1 e a c h i n g 旭8 i d u e s ／％ 万方数据 1 5 4有色金属第6 3 卷 4 ．1 氨浓度对铜浸出率的影响 浸出时间lh ，液固比为2 l ，室温1 4 ．6 ℃，搅拌 速度4 0 0r ／m i n ，摩尔浓度配比C N H ， c N H 。 s O 。 4 l ，磨矿细度一7 4 斗m8 0 ％。不同 氨浓度对浸出率的影响结果见图2 。从图2 可以看 出，随着氨浓度的增加，铜浸出率提高，氨浓度以2 m o l ／L 为宜，铜浸出率为6 ．3 9 ％。这样的氨浓度与 一段浸出所需的氨浓度2m o L ／L 相同。 术 、 哥 丑 璐 骚 0 ．O0 ．51 ．OI ．52 ．o2 ．53 ．O 浸出时l ’日】，h 图2 氨浓度对二段浸出率的影响 F i g ．2R e l a t i o n s h i pb e t w e e na m m o n i ac o n c e n t m t i o nf o r t h es e c o n ds t a g e 帅dl e a c h i n gp e r c e n t 4 ．2 浸出时间对铜浸出率的影响 氨浓度为1 m o L ／L 或2 m o L ／L ，液固比为2 l ，室 温1 4 ．6 ℃，搅拌速度4 0 0r ／m i n ，摩尔浓度配比C N H ， c ‘N H 。 S O 。 4 l ，磨矿细度一7 4 斗m 8 0 ％。浸出时间对浸出率的影响试验结果见图3 。 从图3 可以看出随着浸出时间的延长，浸出率提高。 在总氨浓度为2m o l ／L 时，浸出时间在0 一lh 升幅 较大，在浸出时间大于lh 后浸出率升幅缓慢。在 参考文献 总氨浓度为1m o L ／L 时，浸出时间在0 ～1 ．5 h 升幅 较大，在浸出时间大于1 ．5h 后浸出率升幅缓慢。 但考虑到生产实际，选择浸出时间以1 ．5 2h 为 宜，铜浸出率为7 ．1 l ％一7 ．4 8 ％。这样的浸出时间 比一段的浸出时间2h 略短。 术 、 褥 书 燃 器 浸出时问，h 图3 浸出时间对二段浸出率的影响 F i g ．3R e l a t i o n s h i pb e t w e e nl e a c h i n gt i m ef o rt h e s e c o n ds t a g ea n dl e a c h i n gp e r c e n l 5结论 该氧化铜矿采用一段浸出在氨水浓度2m o l ／L ， 搅拌速度4 0 r ／m i n ，室温，磨矿细度为一7 4 斗m 8 0 ％， 摩尔浓度配比c N H ， C N H 。 C O ， 4 1 ，液 固比为2 1 的条件下浸出时间为3h 时的浸出率仅 比浸出时间为2 h 的浸出率提高2 ．0 6 ％。而在条件 基本相同的情况下采用两段浸出，浸出时间为1 ．5h 时，浸出率可达到7 ．4 8 ％，是一段浸出的3 倍。可 见两段浸出相对于一段浸出的效果要好得多。 【1 ] 赵涌泉．氧化铜矿的处理[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 8 2 3 7 一1 3 4 ． [ 2 ] 王成彦．高碱性脉石低品位难处理氧化铜矿的开发利用浸出工艺研究[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 l ，l O 4 4 9 5 3 ． [ 3 ] 程琼，章晓林，刘殿文，等．某高碱性氧化铜矿常温常压氨浸试验研究[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 6 ，2 5 2 7 4 7 7 ． [ 4 ] 尹才斫．蒋训雄，李新财．用活化浸出工艺从低品位氧化铜矿中回收铜[ J ] ．有色金属，1 9 9 6 ，4 8 2 5 4 6 0 ． o x i d a t i o nO fC o p p e ra lN o r m a lT e m p e r a t l l r ea n dP r e 蟠u nS t u d yo fT w oA m m o n i aL e a c h i n gT e S t J lc l d - c u i ，z H o UQ i n g - h 眦 几c 嘶旷胁o l 蹦E 噌i 职c 而曙，J 乩n m i 增u n 矗℃乃时矿＆拓舵e 口以‰ 加妇y ，缸册l 讥g6 5 伽哼3 ，傩访口 A b s t r a c t Ap l a c ei nY u n n 柚c o n t a i n i n gh i g h 锄o u n to fm u d 跏dh i g h a l k a l i n eg a n g u em i n e r a lo x i d ec o p p e ro r e ，t I I eu s e o fa m m o n i ab a p t i s t e x t m c t i o n e l e c t m w i 肌i n gp r o c e s st od e a lw i t l l 论 E x p e r i m e n t a ls t u d yo fs m a U s c a J es t u d yo f 山em e c h 孤i c a la g i t a t i o nl e 舵h i n go fav 撕e t yo ff a c t o 玛，d m w nu pb yw a yo fn o 硼a lt e m p e m t u 他卸dp 陀髓u 陀 l e a c h i n g ，t oi n d u s t r i a Ja p p l i c a t i o n ＆T e s tr e s u l t ss h o wt l I a tt I I el e a c h i n gp r o c e 黯u s i n gt W os i n 出e - s t a g el e a c h i n gt I I a n t I I et o t a lc o p p e rl e a c h i n gm t ei n c r e 踮e d7 ．4 8 ％． K e y w o r d s c o p p e r 咀i d eo 陀；蛐m o n i al e a c h i n g ；s l i m e ；t W o 辩cI e a c h i n g 责任编辑朱穗玲 O 8 6 4 2 0 万方数据