刚果(金)高钴铜钴矿柱浸试验.pdf

2 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 5 年第5 期 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 5 ．0 0 7 刚果 金 高钴铜钴矿柱浸试验 李鑫1 ，王含渊1 ，李云2 1 ．中铁资源集团有限公司，北京1 0 0 0 3 9 ；2 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 1 6 0 摘要针对刚果 金 高钴氧化铜钴矿进行实验室柱浸试验。结果表明，不同的柱浸条件下，铜均能获得 较好的浸出率，而浸钴还原剂及其在喷淋过程中的加入制度对矿石中钴的浸出率影响较大。 关键词刚果 金 ；高钴铜钴矿；柱浸；堆浸 中图分类号T F 8 1 1 ；T F 8 1 6 文献标志码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 5 0 0 2 6 一0 3 H e a pL e a c h i n go fC o p p e r C o b a l tO x i d eo r e sf r o mC o n g oD R C L IX i n l ，W A N GH a n - y u a n l ，L IY u n 2 1 ．C h i n aR a 订w a yR e s o u r c e sG r o u pC o ．，L t d ，B 刨i n g1 0 0 0 3 9 ，C h i n a f 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 i eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ，B e 巧i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t H i g hg r a d ec o b a l t - b e a r i n gc o p p e r c o b a l t o r e sf r o mC 。n g oD R Cw e r ec o l u m nl e a c h e di n l a b o r a t o r y ． T h er e s u l t ss h o wt h a t h i g h1 e a c h i n gr a t eo fc o p p e rc a nb eo b t a i n e du n d e rd i f f e r e n tc o l u m n l e a c h i n gc o n d i t i o n s ．A p p l i c a t i o no fr e d u c t a n ta n di t sa d d i n gm e t h o dd u r i n gs p r a y i n gh a ss i g n i f i c a n t l ye f f e c t o nc o b a l tl e a c h i n gr a t e ． K e yw o r d s C o n g oD R C ；h i g hg r a d ec o b a l t b e a r i n gc o p p e r c o b a l to r e s ；c o l u m nl e a c h i n g ；h e a pl e a c h i n g 湿法炼铜技术出现于2 0 世纪6 0 年代，目前已 经成为世界上普遍采用的炼铜方法口] ，其中堆浸由 于操作简单、投资省而得到广泛的应用。智利已成 功将堆浸技术用于处理氧化铜矿，而非洲铜带区则 普遍采用搅拌浸出。对低品位氧化铜矿或尾矿，堆 浸已经取得了较好的效果R _ 8 1 ，但对钴含量较高的氧 化铜钴矿[ 9 ] 堆浸技术还不完善，工业应用中还存在 钴回收率低等问题口0 ；。本文对刚果 金 某高钴铜 钴氧化矿进行了柱浸试验研究，考察堆浸对钴浸出 率的影响。 1 试验原料与方法 试验原料为刚果 金 某高钴铜钴氧化矿。将矿 样破碎至一2 0m m ，粒度分析表明，一2 ．Om m 粒级 占5 6 ．6 4 ％，一2 ～ O ．5m m 占1 5 ．8 1 ％，一O ．5 ～ o ．0 7 4m m 占1 0 ．9 0 ％，一o ．0 7 4m m 占1 6 ．6 5 ％。 收稿日期2 0 1 5 一0 3 一O Z 作者简介李鑫 1 9 7 3 一 ，男，甘肃金昌人，博士，高级工程师． 矿石中铜主要以自由氧化铜形式存在，钴主要以氧 化钴及碳酸钴形式存在。矿样化学成分 ％ C u 3 ．8 4 、C oO ．4 9 、N iO ．0 0 7 、F e3 。6 4 、M n0 ．1 7 、C a O 2 ．5 4 、M g O8 ．0 5 、A 1 2 0 ，6 ．4 6 、S i O 6 3 ．5 0 。 柱浸试验在函9 0m m 1 0 0 0m m 的有机玻璃柱 中进行，采用恒流蠕动泵进行浸液喷淋并控制喷洒 强度。 矿样柱浸探索试验将7k g 矿样直接装柱进行 喷淋浸出，由于矿样泥化严重，渗透率较差，测定喷 淋强度小于5L ／ m 2 h ，并且在喷淋过程中细粒 矿板结严重，浸出过程受到严重影响，所以中止了矿 样柱浸试验。继而将矿样过2 ．0m m 的筛网，通过 对其进行干筛分，将 2 ．om m 筛上物送柱浸，筛下 物进行搅拌浸出。 将 2 ．om m 矿样均匀装柱，一定酸度的硫酸 溶液通过蠕动泵以一定的喷淋强度进行喷淋，每天 万方数据 2 0 1 5 年第5 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 2 7 取浸出液送样分析C u 、C o ，并对浸出过程中F e 、C a 、 M n 、M g 的行为进行分析与考察。 2 试验结果与讨论 2 ．1 探索试验 搅拌浸出试验采用S 0 。气体、F e s O 。溶液、 N a S 0 。溶液为还原剂，考察不同还原剂对铜、钴浸 出率的影响。试验条件矿样1 0 0g 、粒度一o ．0 7 4 m m 占8 5 ％、液固比4 1 、室温、终点p H 一1 ．5 、还 原剂用量为钴理论量的1 ．5 倍、浸出时间9 0m i n 。 不同还原剂对铜、钴浸出的影响如图1 所示。 图1 不同还原剂对铜钴浸出的影响 F i g ．1 E f f e c to fn d u c t a n to nI e a c h i n g r a t eo fc o p p e ra n dc o b a l t 从图l 可知，使用不同的还原剂，铜的浸出率基 本相同，而钴的浸出率则相差较大，其中硫酸亚铁作 为还原剂浸出时钴的浸出率最高，亚硫酸钠次之，而 堡 埒 丑 嬲 二氧化硫相对最低。这主要是由于硫酸亚铁作为 还原剂参与的浸出反应是液一液反应，而二氧化 硫作为还原剂参与的浸出反应是气一液反应，二 氧化硫气体首先要溶解于溶液中生成亚硫酸，然 后再发生还原反应，由于液～液反应速度快以及 还原剂利用效率高，所以用硫酸亚铁作还原剂浸 出率较高。 2 ．2 柱浸试验 将4k g 筛分后的 2 ．O om m 矿样均匀地装入 有机玻璃柱内，采用3 0g ／L 的硫酸进行喷淋浸出， 控制喷淋强度为8L ／ m 2 h ，浸出富铜液中铜浓 度控制积累到5g ／L 。 2 ．2 ．1 C u 、C o 同时开路浸出 喷淋开始时就向喷淋浸出溶液中加入还原剂 F e S O 。溶液，喷淋液中F e 2 浓度为3g ／L 。浸出前 期浸出的富铜液外排，重新更换新的添加F e S 0 t 的 喷淋浸出溶液继续喷淋浸出。试验浸出结果见 图2 。 由图2 可见，浸出5 0 天后，铜的浸出率达到 7 7 ．5 3 ％，钴的浸出率达到6 4 ．9 8 ％。液计各杂质的 浸出率分别为M n4 8 ．0 6 ％、M g1 7 ．7 9 ％、C a 3 1 ．2 8 ％。 2 ．2 ．2C u 、C o 分阶段开路浸出 柱浸过程中，当液计铜的浸出率达6 0 ％～7 0 ％ 时，在浸出溶液中添加还原剂 N a 。S 0 。 溶液继续进 行喷淋浸出，喷淋液中N a z S O 。质量浓度为6g ／L 。 试验结果如图3 所示。 图2 添加亚硫酸铁柱浸铜、钴 a 和杂质 b 浸出率随时间的变化 F i g ．2L e a c h i n gr a t eo fc o p p e ra n dc o b a l t a a n di m p u r i t i e s b ’，s ． t i m eb ya d d i n gf e r r i cs u l f a t e 从图3 a 可看出，浸出3 5 天时，液计铜的浸出率 为6 4 ．5 2 ％，液计钴的浸出率为1 8 ．7 9 ％，当加入还 原剂浸钻5 0 天后，铜的浸出率达到7 2 ．0 5 ％，钴的 浸出率达到6 6 ．4 0 ％。 由图3 b 可看出，在柱浸过程中，前期F e 、M n 、 M g 、C a 的积累趋势比较平缓，浸出3 5 天后，F e 、 M n 、M g 、C a 的浸出率分别达到3 ．4 5 ％、1 3 ．7 0 ％、 1 1 ．5 2 ％和1 3 ．2 8 ％。第3 5 天开始加人还原剂进行 浸出，浸出5 0 天时，液计各杂质的浸出率分别为F e 1 0 ．2 2 ％、M n3 6 ．2 9 ％、M g1 5 ．7 1 ％、C a2 6 ．6 3 ％。 万方数据 2 8 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 5 年第5 期 2 ．2 ．3 浸出液闭路循环一分段浸出C u 、C o 富铜液进行萃取，萃取后的贫液返回浸出。当 液计柱浸铜的浸出率为6 0 ％～7 0 ％时，向贫液中补 充N a 。S 0 。溶液进行还原浸出，控制N a z S 0 。浓度为 6g ／L ，继续浸出矿石中的钴。试验结果见图4 。 4 0 3 0 术 旃2 0 丑 嬲 l O O 1 02 03 0 4 0 5 0 时间／d 图3 分阶段柱浸过程铜、钴 a 和杂质 b 浸出率随时间的变化 F i g ．3L e a c h i n gr a t eo fc o p p e ra n dc o b a I t a a n di m p u r i t i e s b ，＆ t i m ei ns t a g i n gc o l u m nl e a c h i n g 图4 浸出液闭路循环柱浸过程铜、钴 a 和杂质 b 浸出率随时间的变化 F i g ．4L e a c h i n gm t eo fc o p p e ra n dc o b a l t a a n di m p u r i t i 鹤 b V s ． t i m ei n c l o s e dc i r c u i tr e c y c l eb yI i x i v i u m 由图4 a 可见，浸出2 5 天时，液计铜的浸出率为 7 5 ．8 2 ％，液计钴的浸出率为2 2 ．2 0 ％，当添加还原 剂进行浸出达到3 5 天时，液计铜的浸出率达到 7 9 ．2 0 ％，继续浸出时液计铜的浸出率变化缓慢。浸 出5 0 天后，液计铜的浸出率达到8 0 ．7 0 ％，液计钴 的浸出率达到6 7 ．6 4 ％。 由图4 b 可见，浸出2 5 天时，液计各杂质的浸出 率分别为F e3 ．6 8 ％、M n2 0 ．1 ％、M g1 1 ．0 3 ％、C a 5 ．1 7 ％。在柱浸的过程中F e 、M g 、C a 的积累比较 平缓。添加还原剂浸出5 0 天时，液计各杂质的浸出 率分别为F e9 。7 8 ％、M n3 9 。_ 7 9 ％、M g1 6 ．8 5 ％、C a 1 6 ．0 6 ％。 3结论 1 柱浸试验表明，只有在还原剂存在的条件下 才能达到钴的高效浸出，采用添加还原剂进行堆浸 钴是可行的。 2 采用分阶段堆浸，先喷淋浸铜，当铜的液计浸 出率达到6 0 ％～7 0 ％时再添加还原剂喷淋浸出钴， 浸出液采用二氧化硫还原其中F e 3 至F e 2 进行循 环喷淋浸出的方式，可以实现堆浸中钴的高效浸出。 3 浸渣中铜矿物主要为硫化铜，渣中钴的矿物 主要为硫化铜钴矿。 参考文献 [ 1 ] 王双才，李元坤，史光大．氧化铜矿的处理工艺及其研 究进展[ J ] ．矿产资源综合利用，2 0 0 6 2 3 7 3 9 ． [ 2 ] 吴健辉．紫金山低品位铜矿生物堆浸模拟研究[ J ] ．有 色金属 冶炼部分 ，2 0 1 5 2 1 4 ． 下转第6 1 页 万方数据 2 0 1 5 年第5 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 6 1 取率也增加。这是因为D 2 E H P A 萃取铟的速率快 于铁，随着萃取级数的增加，两相混合时间增加，铁 的萃取率也会增加，所以采用两级逆流萃取即可。 3结论 D 2 E H P A 萃取铟的最佳的条件为D 2 E H P A 浓度2 0 ％、混合时间2m i n 、相比 O ／A 一1 ／1 0 、温 度2 0 ℃、料液酸度3 0g ／L 。在此萃取条件下经过 两段逆流萃取，铟的萃取率可以达到9 8 ．7 ％，而铁 的萃取率只有1 ．7 2 ％，可以实现铟、铁的分离。 参考文献 [ 1 ] 朱协彬，段学臣．铟的应用现状及发展前景[ J ] ．稀有金 属与硬质合金，2 0 0 8 ．3 6 1 5 1 5 5 ． [ 2 ] 王树楷．铟冶金[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 7 7 2 8 9 ． [ 3 ] 王继民，曹洪杨，吴斌秀，等．氧压酸浸法从脱锌氧化硬 锌渣中选择性浸出锗和铟[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ， 2 0 1 3 3 4 7 5 0 ． [ 4 ] 王建芳，庄素凯，杨和平，等．从锌冶炼废渣中回收铟的 技术及生产实践[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 5 4 0 一4 3 ． [ 5 ] 宁顺明，陈志飞．从黄钾铁矾渣中回收锌铟[ J ] ．中国有 色金属学报，1 9 9 7 ，7 3 5 6 5 8 ． [ 6 ] 江秋月．高铅硅锌渣绿色回收锗铟的新工艺研究[ J ] 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