CN101457299A

CN101457299A - 一种用于高寒地区高泥氧化铜矿的湿法处理工艺

Info

Publication number: CN101457299A
Application number: CNA2007101790676A
Authority: CN
Inventors: 黄松涛; 周峨; 温建康; 臧宏; 李岩; 胡祎罕娜; 武名麟; 罗已翀; 张兴勋; 赖长征; 刘丰成; 余晔
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2009-06-17

Abstract

本发明提供一种用于高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，它包括以下步骤：原矿经破碎筛分后，粗粒级矿石送往堆场筑堆，细粒级矿石送往洗矿***进行洗矿分级；洗矿后的砂矿送往堆场筑堆，泥矿送往搅拌槽进行搅拌浸出；堆浸及搅拌浸出工序出来的浸出液送至萃取与反萃；反萃富集溶液送至电积工序，得到合格的阴极铜产品；搅拌浸出的浸出渣经中和处理后，送往尾矿库堆存。通过分级，粗粒级矿石进行堆浸，渗透性好，铜浸出速率快，铜浸出率及日浸出铜产量大幅提高；－0.074mm粒级矿石进行搅拌浸出，铜浸出率提高，矿石利用率也大大提高。该方法适合在高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法处理工艺中开发应用，解决矿堆渗透性差、铜浸出速率慢的工艺难题，扩大铜矿产资源的利用范围，提高铜的综合利用率。

Description

一种用于高寒地区高泥氧化铜矿的湿法处理工艺

技术领域

本发明涉及一种用于高寒地区氧化铜矿的湿法提铜工艺，特别是针对高寒地区氧化铜矿的氧化率高，含泥高的特点，而造成浸堆渗透性差、铜浸出速率慢的问题，提出的一种实用新型的矿石处理工艺。

背景技术

我国铜金属保有储量虽然有6000多万t，但富矿少、贫矿多、矿石品位偏低，同时还存在大量的难处理低品位氧化铜矿(氧化铜矿中的铜约占铜总储量的20％)，并且随着铜矿石开采品位的逐年下降，难处理矿石还在不断增加。如这部分铜矿资源不能加以合理利用的话，势必造成资源的浪费。随着铜矿资源的不断开采，相对易选矿逐年减少，资源短缺加剧，因而对低品位氧化铜矿的应用研究与开发已引起高度重视。该类型的矿物一般都具有氧化率高、结合氧化铜含量高、嵌布粒度细呈浸染状、含泥量大、多金属共生等特点，用常规选冶技术难于取得较好的技术经济指标。国内外有关科技工作者对此进行了大量的研究，其中采用浸取-萃取-电积工艺处理该类矿石已取得了不少成果，这种湿法处理工艺具有生产成本低、投资少、能耗低、对环境污染小等优点，越来越受到人们的重视。

但是在利用堆浸工艺处理含泥高的氧化铜矿石时，存在着渗透性差、透气性差、浸堆表面易产生积液和沟流、铜的浸出速度慢、浸出率低等问题，同时矿石中的脉石、钙、镁型矿物溶浸后进入浸出液，会产生大量的沉淀及络合物，同时浸出液中的SiO₂、Al₂O₃等进入萃取工段，造成第三相夹杂，给后处理工艺增加了困难，增大了生产成本。因此有必要提出一种切实可行的湿法提铜工艺，降低入堆矿石的含泥量，减少后序工艺出现的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特点是含泥高的矿石经过预处理，使矿石按粒度分级，粒度不同的矿石进入不同的矿石浸取工序，浸出液经萃取和反萃，电积得到合格的铜产品。解决了因为细粒泥矿造成的堆浸渗透性差、铜浸出率低的问题。本工艺流程短、设备简单、投资省、成本低、对环境污染小，提高了铜回收率，综合利用了含泥高难处理的氧化铜矿产资源，可获得更大的效益。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：这种用于高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，它包括以下步骤：

(1)原矿经破碎筛分后，粗粒级矿石送往堆场筑堆，细粒级矿石送往洗矿***进行洗矿分级；

(2)洗矿后的砂矿送往堆场筑堆，泥矿送往搅拌槽进行搅拌浸出；

(3)堆浸及搅拌浸出工序出来的浸出液送至萃取与反萃；

(4)反萃富集溶液送至电积工序，得到合格的阴极铜产品；

(5)搅拌浸出的浸出渣经中和处理后，送往尾矿库堆存。

(1)含泥高的氧化铜矿石的预处理

将氧化铜矿原矿石进行破碎筛分，-50mm粒级的矿石进入预处理***，本发明中的预处理***采用的是洗矿***。洗矿***包括给矿设备、洗矿设备、传动设备及运输设备等主要组成部分，通过不同高效设备的组合联动，使矿石按0.074mm的粒度进行分级。最终-0.074mm粒级的泥矿洗脱率>80％。

(2)不同粒级矿石应用不同的浸取工序

①将破碎筛分后+50mm粒级的矿石及洗矿后+0.074mm粒级的砂矿筑堆，筑堆过程中要保持矿石尽可能形成自然堆放，形成多孔洞的自然堆，筑堆完成后，采用滴淋或喷淋的方式按照10～30L/m²·h的速度进行浸出提铜，滴(喷)淋液酸度保持在20～40g/L H₂SO₄。为了有利于在低温下的温度保持，滴淋管埋在矿堆深度的0.5m～1.5m处，滴淋管的间距为0.5m～1m。堆场为永久性堆场，矿堆高为4m～6m，在堆的表面覆盖保温棉作为保温层。

②将洗矿后-0.074mm粒级的泥矿进入机械搅拌槽进行搅拌浸出，固体含量35％～50％，加酸调至pH值1.0～1.6，浸取液流速50m³/min，在搅拌槽中停留约2～3h，浸出液含铜1～3g/L，送往萃取工段。浸出渣中和处理后，pH值≥5，送往尾矿库堆存。

(3)含铜浸出液的萃取与反萃

将(2)中堆浸与搅拌浸出获得的浸出液采用Lix984N萃取，通过硫酸反萃得到纯净的铜溶液。萃取过程中形成金属络合物，其反应式为：

Cu²⁺ _aq+2HR_org＝CuR_2org+2H⁺ _aq (1)

Cu²⁺ _aq+4HR_org＝CuR₂2HR_org+2H⁺ _aq (2)

式中org代表有机相，aq代表水相。

经过反萃得到的纯净铜溶液中含铜28g/L，反萃率达95％以上。萃取与反萃级数为二级。

(4)电积产铜

将(3)萃取与反萃后的铜溶液通过采用不溶阳极电积技术使铜在阴极析出，获得高质量的国标1^#阴极铜。在铜电积步骤中，调节电流密度到100～180A/m²，电压维持在1.6～2.2V左右，电极过程铜可达98％以上。

所述的含铜矿物可以是孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、赤铜矿、水胆矾、硅孔雀石。

本发明的效果是：解决了含泥高的氧化铜矿石浸出时造成的矿堆渗透性差、铜浸出率低等问题，适合用于高寒地区的氧化铜矿资源的开发，扩大铜矿产资源的利用范围，提高铜的综合利用率。

附图说明

图1为本发明一种实施例的工艺流程框图。

具体实施方式

如图1所示，原矿经破碎筛分，+50～-80mm粒级的矿石送往堆场筑堆浸出，-50mm粒级矿石通过洗矿***A处理后，+0.074mm粒级的砂矿送往堆场筑堆浸出，-0.074mm粒级的泥矿经浓密后进入搅拌浸出工序。其浸出液与堆浸的浸出液汇合后进入萃取—电积，最终得到阴极铜产品；浸出渣经中和处理后送往尾矿库堆存。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

该新工艺应用于西藏某高寒地区含泥高的氧化铜矿，氧化铜矿物主要有孔雀石、兰铜矿、少量胆矾、黑铜矿、赤铜矿；脉石矿物主要是粘土矿物、长石蚀变物，次为绢云母、水白云母及碳酸盐矿物。矿石中Cu含量为2.50％，Fe 8.75％，Ca15.23％，Mg 5.12％，SiO₂ 34.00％，Al₂O₃ 8.37％。

(1)矿石预处理

原矿经颚式破碎和圆锥破碎的两段破碎筛分，+50～-80mm粒级的矿石直接送往堆场筑堆，-50mm粒级的矿石进入洗矿***，该***成本低，能耗低，效率高，经过洗矿分级后，+0.074mm(约占80％)粒级的砂矿送往堆场筑堆，-0.074mm(约占20％)粒级的泥矿进入机械搅拌槽进行搅拌浸出。经筛析后得知-0.074mm粒级的洗脱率达到95％。

(2)两种粒级矿石的浸出工序

①将(1)中+50～-80mm及+0.074mm～-50mm粒级的矿石送往堆场筑堆，筑堆过程中为了保持矿石尽可能形成多孔洞、通风良好的自然堆，采用了后退式筑堆法进行，筑堆高度4.5m，堆的形状为梯形台，但也可依据地形条件来确定；筑堆完成后，安装滴淋管。为了有利于在低温下的温度保持，滴淋管埋在矿堆深度的0.8m处，滴淋管的间距为0.8m。滴淋管安装好后，开始滴淋浸出，滴淋液的酸度为20.0～40.0g/L H₂SO₄，滴淋速度为10～15L/m²·h；除非出现暴雨或大雪天气，滴淋一直进行，不休闲。冬季利用保温棉对矿堆保温。当浸出液中的铜离子浓度达到3.0g/L后，送到浸出液的萃取与反萃工序进行处理。

经过1年的滴淋浸出后，矿石中铜的浸出率已达到85％，此时停止滴淋，浸出结束，并对滴淋管进行拆卸留作下一轮堆浸使用。同时，可以在旧矿堆上进行新一轮的筑堆浸出。

②将(1)中洗矿后-0.074mm粒级的泥矿送往机械搅拌槽进行搅拌浸出，固体含量40％，加酸调至pH值1.0～1.6，浸取液流速50m³/min，在搅拌槽中停留约3h，浸出液含铜达到3.0g/L后，送往萃取工段进行处理。浸出渣利用石灰中和处理，pH值≥5时，送往尾矿库堆存。

(3)含铜浸出液的萃取与反萃

浸出液的成分为：Cu 3.0g/L；酸度为10g/L H₂SO₄。

采用Lix984N作为萃取剂，反应式为：

Cu²⁺ _aq+2HR_org＝CuR_2org+2H⁺ _aq (1)

Cu²⁺ _aq+4HR_org＝CuR₂2HR_org+2H⁺ _aq (2)

式中org代表有机相，aq代表水相。

萃取剂浓度15％，萃取相比O:A＝1:1，通过两级逆流萃取，铜萃取率达到98.56％，经二级逆流反萃，相比O:A＝1:2，铜的反萃率为95.32％

(4)电积产铜

反萃后溶液成分为：Cu 29.8g/L。进入电积的溶液中铁含量需低于5g/L，电流密度100～180A/m²，槽电压1.6～2.2V，电积温度为20℃。所得到的阴极铜品质达到国家标椎，铜的电积回收率达到99.5％。电解贫液返回矿石浸出。

Claims

1、一种用于高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：

(3)堆浸及搅拌浸出工序出来的浸出液送至萃取与反萃；

(4)反萃富集溶液送至电积工序，得到合格的阴极铜产品；

(5)搅拌浸出的浸出渣经中和处理后，送往尾矿库堆存。

2、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的粗粒级矿石为+50mm～-80mm粒级的矿石；所述的细粒级矿石为-50mm粒级的矿石。

3、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：洗矿后+0.074mm粒级的砂矿送往堆场筑堆，-0.074mm粒级的泥矿送往机械搅拌槽进行搅拌浸出。

4、根据权利要求1或2或3所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：洗矿后的砂矿中-0.074mm粒级的泥矿不超过5％。

5、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的滴淋管的安装是埋在矿堆深度的0.5m～1.5m处，滴淋管的间距为0.5m～1m。

6、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的堆场为永久性堆场，矿堆层高为4m～6m，在堆的表面覆盖保温棉作为保温层。

7、根据权利要求1或2或3所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的堆浸工序中，滴(喷)淋速度为10～30L/m²·h，滴(喷)淋液酸度为20～40g/L H₂SO₄。

8、根据权利要求1或2或3所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的搅拌浸出工序中，固体含量35％～50％，加酸调至pH值1.0～1.6，浸取液流速50m³/min，浸出液含铜1～3g/L，送往萃取工段；浸出渣中和处理后，pH值≥5，送往尾矿库堆存。

9、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的含铜浸出液萃取前溶液pH值为1.5～2.0，萃取与反萃级数为2级。

10、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的含铜反萃液进行电积时，铁含量小于5g/L，温度为20～25℃。

11、根据权利要求1所述的高寒地区含泥高的氧化铜矿湿法提铜工艺，其特征在于：所述的含铜矿物可以是是孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、赤铜矿、水胆矾、硅孔雀石。