制粒堆浸技术合理含泥铜矿.pdf

第 5 4卷第 1埘 2 0 0 2 年 2 月 有色金属 N0NFERROUS M ETALS Vo 【5 4 N0 1 F e b r r y 2 0 0 2 制粒堆浸技术处理含泥铜矿 周 晓 源 ，王卉 1 长 沙有 色冶金 设计 研究 胱 ， 长 沙 4 1 0 0 ] 1 ； 2 ． 长沙矿 山研 究院， 长 沙 4 1 0 0 ] 2 摘 要 介绍制粒堆裎技术的技术特点和适用范围． 评述了国内外的研究和应用现状． 指出国内该项技术的发展趋势。制粒 堆{ 曼工艺的关键是选择或制备适台 矿石特点的制粒牯结莉 ． 保证较高 的粒 矿湿 强度； 其适用于古泥牯 土矿 选矿尾 矿和粉矿量 大 的矿石的趾理 。美 国盒矿堆浸生产 中 6 0 ％-7 0 ％的堆提厂采用制粒堆浸 工艺 ． 智利的铜矿 堆浸有 5 O ％采用制粒堆浸 金 的制粒 堆提拄木在我 国已应用于 l 0多十厂矿 大墙铜录山矿 的高含铌氧化铜 矿实驻室柱浸 试验及 大墙铜 山 口矿高音泥 氧化 铜矿半 工 业试验均取得较好结果 ， 在我国该项拄木要 向产业化 、 规模化发展 ， 并带 动相关产业和技 术的发展。 关键词 制粒； 堆浸； 铜； 铜矿 中图分类号 T F S fl 3 ． 2 1 T F 8 1 I ； T F 0 4 6 6 ； X 7 5 3 文献标 识码 A 文章编号 i 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 2 0 1 0 0 4 7 0 3 目前在国际上处理低品位铜矿方面形成五大浸 矿技术 ， 即常规堆浸 、 制粒堆浸、 细菌浸矿、 就地破碎 浸矿和原地钻孔浸矿 。根据我国不同的矿石成份或 脉石种类 ， 不同的矿床或金属类型， 各种浸矿技术都 不 同程度的得到发展 ， 制粒堆浸技术也不例外。 铜是国民经济的重要物质 ， 中国铜的消费占全 球铜消费的 1 0 ％， 2 0 0 1 年我国对铜需求将超过 1 8 5 万 t ， 而产量仅为 1 3 5万 t ， 缺 口为 5 O万 L ； 2 0 1 0年将 增 至 2 5 0万 t ， 缺 口约为需求 量 的 3 0 ％～5 O ％。 我国虽为产铜大国， 铜储量列世界第 四， 但人均 铜储量仅为世界人均铜储量的 1 ／ 3 并且铜资源现 状 为三 多三 少 ， 即贫矿 多 ， 富矿少 ； 共生 、 伴 生 矿多 ， 单 一 矿少 ； 难 处理 矿 多 ， 易 处理 矿少 。 品位 低 、 复杂 难处理是我国铜 资源特点。由此可见 ， 大力开发处 理低品位、 复杂难处理铜矿技术对增加铜产量、 缓解 铜的供需矛盾 ， 增强我国在 国际铜市场上 的竞争能 力是 十分必要 的 。 含泥氧化铜矿属于低 品位、 复杂难处理铜资源 的典型代表， 传统选冶工艺无法从 中经济地回收铜 ， 而我国氧化铜矿资源中， 含泥氧化铜 矿 占 2 ／ 3 。这 类矿石的特点是 易破碎 、 含泥量大， 氧化率高， 且品 位高， 主要集 中在 我国西 南、 西北及长江 中下游地 区。仅长江中下游地区潜在资源 中的铜金属量就在 1 0 0 万 t以上。湖北大冶附近的铜 山口矿 、 铜 录山 矿 、 龙角山矿 、 石头咀矿 、 桃花山矿 、 摇篮山矿等矿山 收 稿 日期 2 0 0 1 0 4 2 7 作 者简介 周晓椿 1 9 5 2 一j ． 男 湖南长沙市人， 岛级工程师 均有大量含泥氧化铜矿 ， 含铜 品位 1 ％～4 ％， 总铜 量约 3 0万 t ， 若采用制粒堆浸工艺按 5 5 ％回收率计 算 ， 可回收铜金属 1 6 ． 5万 t ， 约为大冶公司 目前 自产 铜的 1 O倍 ， 经济效益十分可观 。除此之外 ， 我 国尚 有含铜量 2 0 0万 t以上的粉 矿尾矿 资源被堆弃 ， 若 采用制粒堆浸工艺处理 回收， 对于扩大我国铜 资源 利用率 ， 实现我 国铜工业的可持续发展具有重要的 战略 意义 。 目前有些企业 ， 如大冶铜山口矿 ， 适合传统采选 冶工 艺处理的硫化铜矿资源疆乏 ， 矿石品位低 ， 成本 高， 连年亏损。因此矿山企业的技术革新势在必行， 采用制粒堆浸提铜技术开采难处理含泥铜资源是一 条 可行 之路 。 1 技 术特 点与适用 范围 制粒堆浸即制粒预处理一薄层堆浸 ， 就是将含 泥铜矿石加入适合的粘结剂 ， 在制粒设备 中形成团 粒 即粒矿， 粒矿筑堆后经数天堆放 固化使其具有一 定湿强度， 用浸矿剂喷淋浸出 ， 将浸出渍收集进行萃 取 电积， 生产出电铜。该技术适用于含泥粘土矿、 选 矿尾矿和粉矿量大的矿石。 制粒堆浸的工艺特点是 1 通过制粒提 高矿石 本身和矿堆的渗透性 ； 2 在制粒过程 中预加溶浸剂 使之与矿石提前接触并预先反应从而加快金属的浸 出速度； 3 分薄层堆浸可以保证布液均匀和有利于 空气流通。其综合结果 是改善溶浸的渗透性 ， 提高 金属浸出率 、 缩短浸矿周期 、 降低溶浸剂消耗。制粒 堆浸 工艺 的关 键是 选择或 制备适 合矿 石特 点 的制粒 维普资讯 有色金属 牯结剂 保证较高 的粒矿湿强度。 制 粒堆 浸 与 常 规 堆 浸 相 比金 属 浸 出率 可 提 高 2 0 ％～4 0 ％ ； 浸 矿 周 期 缩 短 1 ／ 3 ～1 ／ 2 ； 溶浸 剂 消耗 降低 2 0 ％～3 0 ％； 浸出液金属浓度提高 2 ～3倍 ， 溶 液循 环量 减少 5 0 ％以上 。 2-a 0 粒 堆 浸技 术 的发 展 现 状 2． 1国外发展 水 平 自 1 9 6 8年美 国兰彻斯特公司兰鸟矿堆浸一萃 取一电积湿法炼铜新技术 问世以来 ， 浸矿技术得到 了迅速发展 。常规 堆浸以其投 资省、 成本低 、 见效 快 、 工艺设备简单、 自动化程度高、 易掌握等优势被 广泛采用。但对于含泥矿石却有其局限性。而采用 搅拌 酸 浸 ， 矿 浆 固 液分 离 无 法 解 决。为此 美 国 H 。 t me s 和 Na me r 公 司于 1 9 7 5年开始着 手研究开 发制粒预处理一薄层堆浸 ， 简称 T L法 即制粒一堆 浸新工艺 ， 并 获专利 US P a t g c 4 0 1 7 3 0 9 。后 由智 利 S MP公 司进一步完善并于 1 9 8 0年在 L o A g u i r e 铜矿成功用 于工业生产， 从而解决了含泥矿石堆浸 过程中的重大技术 问题， 为含泥矿石处理找到了一 条有效途径 。1 9 7 9年美国西北部某 州所建 黄金堆 浸厂约有 5 0 ％濒 于失败 ， 究 其原 因是 含 泥 氧化矿 遇 水膨胀 、 泥化严重、 渗透性差 ， 透气性差， 致使矿堆死 堆。因此制粒一堆浸技术便被大量移植到含泥金矿 的处理 ， 目前 美 国的金 矿 堆 浸 生产 中有 6 0 ％～7 0 ％ 的堆浸厂采用制粒堆浸工艺。智利的铜矿堆浸生产 中， 有 5 O ％采用制粒堆浸工艺。 智利 S MP公 司 的 L 。Ag u i r r e铜 矿 1 9 8 0年 1 1 月投产， 是世界上第一家采用制粒 一薄层堆浸 一萃 取 一电积技 术 处 理铜 矿 石 的矿 山。矿 石 为混 合 矿 ， 平均铜品位 1 9 ％， 矿石经三段破碎至 一5 mm， 堆高 2 ． 4 m， 在两块面积为 1 9 2 0 0 m2的场地上堆矿 ， 经 1 2 天淋浸 ， 铜浸出率大干 7 4 ％， 年产电铜 1 7 k t 智利 Ri o Al g o m公司的 C e r r o C o l o r a d o铜矿位 于智利马尼尼亚镇， 采用制粒 一薄层堆浸 一萃取 一 电积处理氧化矿和次生硫化矿 ， 矿石储量 7 9 Mr ， 铜 品位 1 3 9 ％， 矿石经三 段破碎 至 一1 3 ram， 分 9个 8 3 m4 0 0 m 堆场 ． 堆高 6 m， 浸出周期 2 1 0 d ， 浸 出富 液含铜 3 ． 2 g ／ L， 年产电铜 4 5 k t 。 智 利 的 C o d e l c o公 司的 E L Ar r a Cod e l c o占 4 9 ％股份 位于 C a l a ma以北， 海拔 3 9 0 0 ～4 0 0 0 m， 现 主要 处理 氧化矿 ， 以硅 孔 雀石和假 L 雀石 为主 ， 占氧 化矿 的 9 5 ％左 右 ， 其他 粘土氧化 矿 占 5 ％ ， 矿石储 量 7 9 8 Mt ， 铜品位 0 5 4 ％， 三段破 碎至 一1 1 V ll T T I ， 堆 能力 第 5 4卷 1 3 Mr ， 浸出周期 9 0 d ， 浸出富液含 C u 6 l g ／ L， 年产电 铜 2 2 5 k t 。 智利 Cod e l e o公 司的 Q u e b r a d a B l a n c a矿 海拔 4 4 0 0 m， 采用制粒 一薄层堆 浸细菌浸 出处理辉铜矿 及 氧化 矿 ， 矿石经 三 段破 碎 至 一6 ram 占 8 0 ％， 堆 高 6 7 m， 浸出 2 1 0 d ， C u浸 出率 高达 8 5 ％， 年处理矿量 6 ． 3 0 Mr ， 电铜厂规模为 7 5 k t ／ a 。该厂的建立为高海 拔 、 严寒地区铜开采提供 了宝贵经验 ， 对我国西藏玉 龙铜矿极有借鉴价值。 2 ． 2国内研究现状 国内该项技术的研究始于 1 9 8 5年 ， 目前金 的制 粒堆浸技术已广泛应用。由于金的制粒堆浸是在碱 性介质中进行， 所用的制粒粘结剂水泥、 石灰价廉易 得 ， 且性能好， 因此在我 国的新疆、 陕西已应用于 1 0 多个厂矿 ， 早在 1 9 9 1 年新疆 富蕴县就 已建成年处理 1 0 0 k t 吨金矿的制粒堆浸厂。铜的制粒堆浸工艺研 究起 步较 晚 ， 因铜 的浸 出是在 酸性介 质 中进 行 ， 而酸 性介质制粒牯结 剂一直不过关。1 9 9 0年代初长沙 矿山研究院针对大冶铜录山矿的高含泥氧化铜矿进 行该技术 的研究开发 ， 1 9 9 7年研制出适合酸性介质 的高效 、 价廉的粘结剂 ， 使我 国酸性介质的制粒堆浸 技术有了重大突破。1 9 9 7年完成 了铜录山矿高含 泥铜矿 为选矿后中矿 制粒柱浸试验 ， 高含泥铜矿 含铜品位 0 9 3 ％， 制粒后经 1 4天喷淋酸浸 ， 铜浸出 率达 7 3 ％， 浸 出液平均含 铜 1 9 3 g 几 。 大冶有色金属公 司铜 山口矿 4 矿体现有 含泥 氧化铜矿量 1 6 8 5 Mt ， 平均含铜品位 4 ％， 折合金属 铜 6 7 k t ， 矿 石氧化率 为 8 5 ％左 右 包括 结台 氧化 铜 ， 且含泥高 一7 4 ．u m 占 4 0 ％左右 ， 属难处理氧 化矿。采用常规选矿， 铜回收率低 ， 采用常规堆浸， 出现死堆。长期 以来， 对这为数 可观的泥矿铜资源 无法开采利用。1 9 9 8年 1 0月建成 1 5 0 t ／ a 规模 电铜 厂， 采用常规堆浸工艺 ， 由于泥化严重 ， 溶液渗透性 差， 浸矿周期长， 铜的浸出率低 ， 收液率低 ， 无法满足 萃取电积要求 ， 1 9 9 9年实际产铜 3 3 t ， 建厂两年多仍 不能达 产 ， 最后 矿堆结 板死 堆 。 长沙矿 山研究院于 2 0 0 0年 5月至 2 0 0 1年 4月 针对大冶铜 山V I 矿高含泥氧化铜矿进行柱浸小型试 验和现场半工业试验 ， 现场半工业试验处理含泥氧 化矿 4 0 t ， 堆矿高度 2 m， 粒矿经 2 7 d 包括洗矿 3 0 喷 淋浸出 ， 渣计铜浸 出率为 7 5 ． 1 1 ％， 浸 出液平 均含 C u 1 6 8 g A ， 硫酸 单 耗 为 6 9 7 5 k g ／ t 矿 。制 粒堆 浸 技术 有效地解 决 了常 规 堆 浸 过程 死 堆 问 题 ， 有效 避 免了搅拌酸浸过程的固液分离技术难题 ， 使含泥铜 维普资讯 第 1 期 周晓源等 制粒堆浸技术处理古泥铜矿 矿资源得 以经 济有效 的开采 回收 。 3 发展趋 势 从以上 国内外技术对 比可知， 我国制粒堆浸技 术尚处于从试验到应用的过渡阶段 ， 在生产规模 、 设 备装备方面存在较大的差距。结合 目前国际上制粒 堆浸的技术现状， 需在以下方面加大研究力度。 1 产业化示范 向生产规模化 、 设 备装备大型 化、 操作 自动化、 产品优质化发展 ； 2 开展制粒堆浸 技术中的配套设备 如粒矿筑堆机 、 移动式远程运输 机、 耐腐蚀制粒机、 不堵塞喷淋装置 的研 制； 3 粘 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 结 剂 和预加浸 矿剂 的准确 计量和 自动施 加设施 的研 究 ； 4 尽快制定粒矿 即成球后球 团 质量、 性能 的 检测标准及检测手段； 5 开展其他有色金属铅 、 锌 、 钴 、 镍 、 钼及稀 土矿 的制粒 堆浸工艺 研究 。 通过上述系统全面深入的研究工作 ， 使该项技 术更加完善 ， 使制粒堆浸技术在国内尽快规模化 、 产 业化， 并应用于其它金属生产 同时使其达到国际 先进水平， 缩小与国外 发达国家的技术差距。通过 制粒堆浸技术的开发带 动粘结剂及筑堆、 制粒设备 等一系列相关产业和技术的发展。 参 考 文 献 饶敦朴 ． 李安珍 ， 王卉矿 石的制粒堆提 [ J ] 黄金 ． 1 9 9 2 ， 8 4 2 3 5 王卉 ， 吕萍吉尼铜矿制粒堆提 一细菌提铜试验研究[ J 有色金属 冶炼部分 ， 1 9 9 7 ， 6 4 4 2 3 中国黄盒总公司科技处 ．团矿堆程[ A] ／ ／ 堆最技术文集[ C ] ． 北京 中国黄金 总公司 内部资料 ， 1 9 8 8 1 7 6 浸矿技术编委会 薄层提出过程 [ M] ．北京 原子能工业 出版社 ， 1 9 9 4 5 6 8 P h i f e r SE H a l l e 盒矿石的制垃 [ A ] ／ ， 堆提提金新进展 [ M 长春 长春黄 金研 究所 ， 1 9 9 0 1 0 8 K t n a r d DT 制粒矿石 在堆提 中的工艺性质[ A] ／ ／ 堆幔提金新进展[ M] 长春 长春黄金研究 所 ， 流 1 9 9 0 1 1 1 S LI M I NG COPPER ORE TREATM ENT W I TH PELLETI ZI NG． HEAP LEACHI NG Z HOU Xl a o 3 a n ．W．N r G Hl』 1 ． C h a n g s h a n g E n g T n r i n g a n d Re ． a r c h l n s t i t t e f o r № Me t a l l u r g i c a l l n d u s t e s ，C h a n g s h a 4 1 0 0 1 1 ， C h i n a 2 肼 “ n g * h a I n s t i t u t e Mi n i n g E n g n e e r l n g． a n g ．d z u 4 1 0 0 1 2 ． c 船 ABSTRAcT Th e t e c h n i c a l f e a t u r e s a n d a p p l i c a b l e r a n g e o f p a l l e t i z i n g h e a p l e a c h i n g p r o c e s s a r e d e s c r i b e d Th e r e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n o f t h i s t e c h n o l o g y i n Ch i n a i s r e v i e we d， a n d t h e d e v e l o p i n g t r e n d i s a l s o p r e d i c t e d ．Th e k e y p r o c e s 5 o f p a l l e t i z i n g h e a p l e a c h i n g i s s e l e c t i o n o r p r e p a r a t i o n p e l l e t c e me n t i n g a g e n t p r o p i t i o u s t o o r e ’ s p mp e r t i e s， ma k e s p a r t i c l e s h a v e e n o u g h we t s t r e n g t h．Th e p a l l e t i z i n g h e a p l e a c h i n g p r o c e s s i s a p p l i c a b l e t o s l i mi n g c l a y mi n e r a l s ，t a i l s o f f l o a t a t i o n a n d p o wd e r o r e s 。6 0％ --7 0 ％ g o l d e n h e a p l e a c h i n g p l a n t s i n US A．a n d a n h a l f o f c o p p e r h e a p l e a c h i n g p l a n t s u s e p a l l e t i z i n g h e a p l e a c h i n g p r o c e s s ．Th e r e a r e mo r e t h a n t e n g o l d e n p a l l e t i z i n g h e a p l e a c h i n g p l a n t s i n Ch i n a ．S l i mi n g c o p p e r o x i d e o r e s a r e s u c c e s s f u l l y t r e a t e d b y p a l l e t l z i n g h e a p l e a c h i n g p r o c e s 8 i n To n g l u s h a n a n d To n g s h a n k o u Mi n e i n Da y e No n f e r r o u s M e t a l s C o r p ．Th e c o mme r c i a l i z a t i o n a n d s c a l e u p i s t h e t r e n d o f t h e p a l l e t i z i n g h eap l e a c h i n g p roc e s s d e v e l o p me n t i n Ch i n a ，t h e r e l a t i v e i n d u s t r y a n d t e c h n i q u e wi l I a l so d e v e l o p a l o n g wi t h i t K E Y WOR D S p a l l e t ； h e a p I e a c h i n g； c o p p e r ； mp p e r o r e 维普资讯