选矿后含铜尾渣选择性浸出的研究.pdf

2 0 1 4 年第9 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．0 9 ．0 0 2 选矿后含铜尾渣选择性浸出的研究 鲁兴武1 ，桑利2 ，何国才1 ，李俞良1 ，易超1 ，马爱军1 ，程亮 1 ．西北矿冶研究院冶金新材料研究所，甘肃省有色金属冶炼新工艺及伴生稀散金属高效综合利用 重点实验室，甘肃白银7 3 0 9 0 0 ；2 ．祥光铜业有限公司，山东阳谷2 5 2 3 2 7 摘要以氨水为浸出剂从铜冶炼渣选矿含铜尾渣中浸出铜，考察了尾渣粒度、浸出剂浓度、反应温度和时 间、液固比等对铜浸出率的影响。结果表明，在尾渣粒度0 ．0 7 4 0 ．1 0 5m m 、氨水浓度1 ．1m o l ／L 、搅拌 速度6 0 0r ／r a i n 、浸出温度 5 5 2 ℃、反应时间1 2 0r a i n 、液固比1 5 1 的最佳条件下，铜漫出率达到 7 5 ％以上，其它杂质几乎不被浸出。 关键词选矿；铜；尾渣；N H 。一H z O 体系；选择性浸出 中图分类号T F 8 1 1文献标志码A文章编号1 0 0 7 - 7 5 4 5 2 0 1 4 0 9 0 0 0 5 0 3 S t u d yo fS e l e c t i v eL e a c h i n go fC o p p e rT a i l i n g sf r o mM i n e r a lP r o c e s s i n g L UX i n g w u l ，S A N GL i 2 ，H EG u o c a i l ，L IY u l i a n 9 1 ，Y IC h a 0 1 ，M AA i - ju n l ，C H E N GL i a n 9 1 1 ．I n s t i t u t ef o rM e t a l l u r g ya n dN e wM a t e r i a l so fN W I M M ，K e yL a b o r a t o r yo fN e wP r o c e s sf o rN o n f e r r o u sM e t a l S m e l t i n ga n dR a r eM e t a lH i g hU t i l i z a t i o nE f f i c i e n c yi nG a n s uP r o v i n c e ，B a i y i n7 3 0 9 0 0 ，G a n s u ，C h i n a ； 2 ．X i a n g g u a n gC o p p e rC o ．，L t d ，Y a n g g u2 5 2 3 2 7 ，S h a n d o n g ，C h i n a A b s t r a c t C o p p e rw a ss e l e c t i v e l yl e a c h e df r o mc o p p e rt a i l i n g sf r o mm i n e r a lp r o c e s s i n gw i t ha m m o n i u m h y d r o x i d ea sl e a c h i n ga g e n t ．T h ee f f e c t so fp a r t i c l es i z e ，a m m o n i u mh y d r o x i d ec o n c e n t r a t i o n ，s t i r r i n g s p e e d ，l e a c h i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m e ，a n dr a t i oo fl i q u i d t os o l i d L ／S o nc o p p e rl e a c h i n gr a t ew e r e i 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 tc o p p e rl e a c h i n gr a t ei s7 5 ％a b o v ew i t hi m p u r i t i e sb a r e l yl e a c h e du n d e r t h eo p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n gp a r t i c l es i z eo f0 ．0 7 4 ～0 ．1 0 5m m ，a m m o n i u mh y d r o x i d ec o n c e n t r a t i o no f 1 ．1m o l ／L ，s t i r r i n gs p e e do f6 0 0r ／m i n ，t e m p e r a t u r eo f 5 5 2 ℃，l e a c h i n gt i m eo f1 2 0m i na n dL ／S 1 5 1 ． K e yw o r d s m i n e r a lp r o c e s s i n g ；c o p p e r ；t a i l i n g s ；N H 3 一N H 4 C 1s y s t e m ；s e l e c t i v el e a c h i n g 某企业铜冶炼渣种类多、形式复杂，有用矿物中 人造次生铜矿物含量高，有用矿物嵌布粒度微细且 分散程度高，属于典型的复杂难选铜冶炼渣。目前 渣场堆存的炉渣约7 0 0 万t ，含铜0 ．7 ％～1 ．0 ％，而 且每年还产生新渣约6 0 万t [ 1 ‘2 ] 。经过选矿贫化处 理后，每年可以产生含铜1 8 ％～2 5 ％的铜精矿约 4 ．5 万t ，是企业铜金属资源循环利用的一个重要途 径‘3 ’1 引，选矿后尾渣含铜0 ．3 ％～o ．3 5 ％，作为弃渣 在目前资源紧张的情况下很不划算。因此，本文以 该含铜尾渣为原料，进行深度提铜试验，使尾渣中的 铜得到有效回收，最大限度地实现资源的综合利用。 收稿日期2 0 1 4 0 2 1 1 基金项目国家科技支撑计划项目 2 0 0 9 B A C 6 4 8 0 7 作者简介鲁兴武 1 9 8 4 - ，男，甘肃武威人，工学学士，助理工程师． 1 试验原料及原理 试验原料为含铜尾渣，主要元素含量 ％ C u 万方数据 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第9 期 0 ．3 2 、F e3 2 ．6 、M g1 ．0 2 、C a 0 ．9 5 、A l1 ．0 8 、P b 0 ．2 8 、A s0 ．1 2 ，铜主要以氧化铜的形式存在。 由于含铜尾渣含铁3 0 ％以上，采用传统的酸浸 工艺显然不合理，故采用N H 。一N H 。C 1 体系进行选 择性浸出，浸出剂为氨水、碳酸铵等[ 1 1 。1 6 ] ，铜以铜氨 络离子进入溶液，本文采用氨水为浸出剂。 2 试验结果及讨论 2 ．1 尾渣粒度对铜浸出率的影响 固定条件氨水浓度0 ．8m o l ／L 、液固比1 5 1 、 搅拌速度6 0 0r ／m i n 、浸出温度2 5 ℃，考察尾渣粒度 对铜浸出率的影响，结果如图1 所示。 2 04 { l6 } 8 t l I K 1 2 01 出1 6 1 8 02 X 反应u C f H J ／m i n 图1粒度对铜浸出率的影响 F i g ．1 E f f e c to fp a r t i c l es i z eo nc o p p e r l e a c h i n gr a t e 从图1 可看出，随着铜尾渣粒度的减小，铜浸 出率逐渐增大。由于粒度越小，单位质量矿样颗粒 数量就越多，与浸出剂接触的反应总比表面积就会 增大，从而增大了反应几率，提高了浸出率。合适的 尾渣粒度为0 ．0 7 4 ～0 ．1 0 5m m 。 2 ．2 氨水浓度对铜浸出率的影响 试验条件尾渣粒度0 ．0 7 4 ～0 ．1 0 5m m 、液固 比1 5 1 、搅拌速度6 0 0r ／m i n 、浸出温度2 5 ℃，氨 水浓度对铜浸出率的影响如图2 所示。 由图2 可见，随着氨水浓度的提高，尾渣中铜浸 出率逐渐升高。因为氨水中有效组分与尾渣中含铜 组分接触的几率随氨水浓度的提高而增大。此外， 氨浓度的提高也增加了铜在浸出剂中的溶解度，从 而提高总浸出率。合适的氨水浓度为1 ．1m o l ／L 。 2 ．3 反应温度对铜浸出率的影响 试验条件粒度0 ．0 7 4 ～0 ．1 0 5m m 、氨水浓度 1 ．1m o l ／L 、液固比1 5 1 、搅拌速度6 0 0r ／m i n ，不 同反应温度时的铜浸出率如图3 所示。 图2 氨水浓度对铜浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c to fa m m o n i u mh y d r o x i d e c o n c e n t r a t i o no nc o p p e rl e a c h i n gr a t e 8 7 6 鐾s t 型 焉4 2 1舢l n 8 0| lH l1 2 1l “l1 6 } 1 8 02 H 反应时间／m i n 图3 浸出温度对铜浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nc o p p e r l e a c h i n gr a t e 由图3 可见，提高浸出温度有利于提高浸出速 度和铜的浸出率。但是，因为氨水为易挥发性物质， 温度过高氨水挥发就会特别快，从而降低浸出体系 中的铵离子浓度，故浸出温度以5 5 ℃左右为宜。 2 ．4 液固比对铜浸出率的影响 在尾渣粒度0 ．0 7 4 ～0 ．1 0 5m m 、氨水浓度1 ．1 m o l ／L 、搅拌速度6 0 0r ／m i n 、浸出温度 5 5 2 ℃的 固定条件下考察液固比对铜浸出率的影响，结果如 图4 所示。 图4 表明，随着液固比的增大，尾渣中铜浸出率 也增大。因为液固比越大，随着浸出反应的进行，浸 出剂中有效组分浓度降低得也相对越小，故浸出速 率也就越大。适宜的液固比为1 5 1 。 2 ．5 最优条件试验 综合上述最优试验条件尾渣粒度0 ．0 7 4 ～ 0 ．1 0 5m m 、氨水浓度1 ．1m o l ／L 、液固比1 5 1 、搅 8 7 6 S 4 3 2 零＼爵壬鲻焉 万方数据 2 0 1 4 年第9 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 7 母 、 褂 薯 蹦 举 曼出时 图4 液固比对铜浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to fL ／So nc o p p e rl e a c h i n gr a t e 拌速度6 0 0r ／m i n 、浸出温度 5 5 2 ℃，考察浸出时 间对铜浸出率的影响，结果如图5 所示。 叵应时1 b 图5 最优条件试验结果 F i g ．5E x p e r i m e n t a lr e s u l t so f o p t i m u mc o n d i t i o n 由图5 可以看出，在最优条件下，铜浸出率在反 应时间大于1 2 0m i n 后可以稳定在7 5 ％～7 8 ％。 2 ．6 浸出液中铜的回收 浸出液中的铜采用常规的“萃取一反萃一电积” 流程[ 1 7 3 就可以得到符合国家标准的阴极铜产品。 含铜尾渣深度提铜后渣可以作为含铁原料出售。 3结论 采用氨水为含铜尾渣的浸出剂，控制尾渣粒度 0 ．0 7 4 ～O ．1 0 5m l T l 、氨水浓度1 ．1m o l ／L 、搅拌速度 6 0 0r ／m i n 、浸出温度 5 5 2 ℃、液固比1 5 1 、浸出 时间1 2 0m i n 的条件下，铜浸出率可以稳定在7 5 ％ 以上。 参考文献 [ 1 ] 何国才，王海北，胡保栓，等．铜冶炼废渣资源再利用关 键技术研究及示范验收报告[ R 3 ．白银有色集团股份有 限公司，2 0 1 4 1 - 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