新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究.pdf

第5 6 卷第3 期 2004 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 6 ．N o ．3 A u g u s t20 04 新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究 王海北1 ，一，蒋开喜2 ，张邦胜2 ，王玉芳2 ，林江顺2 ，王春2 1 ．北京科技大学，北京1 0 0 0 8 3 ；2 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要针对我国新疆某地伴生锌、砷的复杂铜精矿，研究低温、低压 1 1 0 “ 2 ，1 0 0 ～5 0 0 婷a 浸出新工艺。黄铜矿氧化率可达到 9 8 ％，黄铁矿氧化率低于1 0 ％，实现了黄铜矿的选择性浸出。砷与铁形成稳定的砷酸铁进入浸出渣。9 0 ％以上的硫生成元素硫。 关键词冶金技术；复杂硫化铜矿；加压浸出；低温低压 中图分类号T F 8 1 1 ；T F 8 0 3 ．2 1 ；T F l l l ．3 1 5 文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 4 0 3 0 0 5 2 0 3 我国铜行业目前处于冶炼能力大，自产精矿等 原料严重不足的局面，炼铜原料6 0 ％以上靠进口铜 精矿、粗铜、废杂铜等【1J 。因此，开发利用已发现的 复杂多金属伴生铜矿资源是解决铜资源供需矛盾的 主要途径之一。复杂铜精矿，特别是高砷或与其他 金属如锌、钼伴生的混合精矿等，选矿难以有效分 离，不适于采用火法处理【2J ，开发经济适用的湿法 处理工艺是当务之急。 1实验方法 试验所用原料主要成分和铜的化学物相见表1 和表2 ，精矿中铜9 0 ％以上为原生黄铜矿。 表1 高砷铜锌混合精矿主要成分 T a b l e1C o m p o s i t i o no fc o p p e r - z i n c c o n c e n t r a t ec o n t a i n i n ga r s e n i c 元素c uz nF eA s S02A u I A g I 1 单位g ／t 。 表2 精矿中铜的主要化学物相 T a b l e2M i n e r a lc o m p o s i t i o no fc o p p e ri nc o n c e n t r a t e ．物相t l 由氧化铜次生硫化铜原生硫化铜结合铜总铜 含量／％0 ．0 7 50 ．6 38 ．7 40 ．0 1 69 ．4 6 比例／％0 ．7 96 ．6 6 9 2 ．3 90 ．1 71 0 0 ．0 0 加压浸出试验在G S A 型2 L 衬钛高压釜中进 行。首先将精矿磨至一3 7 肛m 占9 0 ％V A _ k ，按一定 液固比加入自来水，相应配入硫酸和添加剂氯化钠， 将浆化好的矿浆放人加压釜内加盖密闭后升温。到 收稿日期2 0 0 3 0 3 2 6 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 0 2 3 4 0 1 0 作者简介 F 副t 1 9 7 4 一 ，男，山东菏泽市人，工程师，博士生。主 要从事重金属提取等研究工作。 温后通入纯氧并开始计时。反应结束后冷却启釜， 矿浆液固分离后送样检测。 2 试验结果及讨论 2 ．1 精矿粒度的影响 试验条件1 1 0 ℃，2 h ，P o 5 0 0 k P a ，[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，[ C l 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。 1 0 0 8 0 累6 0 锝 丑 燃4 0 2 0 O 7 46 1 4 8 4 l弱 粒度／g ．m 图1 精矿粒度对浸出的影响 F i g ．1 E f f e c to fp a r t i c l es i z eo fc o n c e n t r a t eo nl e a c h i n g 试验结果如图1 所示，磨矿粒度对铜锌浸出率 有较大影响，磨矿粒度愈细，铜锌浸出率愈高，但铁 的浸出率也随之增加，矿石中以硫化物存在的硫氧 化成S 0 4 2 的比例也随之增加。 2 ．2C U 2 起始浓度的影响 试验条件l l O C ，2 h ，P o 5 0 0 k P a ，[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，[ C I 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。图 2 试验结果表明，添加c u 2 对铜锌浸出率，铁和硫 的氧化并无显著影响，浸出时无需额外添加C u 2 。 2 ．3 浸出时间的影响 试验条件1 1 0 1 2 ，P o 5 0 0 k P a ，[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，[ C I 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。试验 万方数据 第3 期王海北等新疆某复杂硫化铜矿低温低压浸出工艺研究5 3 l o o 8 0 董6 0 碍 丑 瑙4 0 2 0 0儿Ju硼405 0 初始C u “浓度， g ．L - 1 图2C u 2 起始浓度对浸出的影响 F i g ．2 E f f e c to fC u 2 c o n c e n t r a t i o no nl e a c h i n g 结果见图3 。结果表明，随浸出时间延长，铜锌浸出 率增加，铁浸出率及元素硫氧化率也增加。 2 ．4 氧分压的影响 试验条件1 1 0 ℃，2 ．O h ，[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，[ a 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。图4 所示试验结 果表明，氧分压增大，浸出率升高，但氧分压过高铁 浸出率和硫氧化率增加。 1 0 0 8 0 鎏6 0 婚 蠡4 0 2 0 0 术 、 碍 丑 嬲 1 ．01 ．52 ．02 ．53 ．03 ．54 ．0 时间，h 图3 时间对浸出的影响 F i g ．3 E f f e c to fr e t e n t i o nt i m eo nl e a c h i n g oZ o o4 0 0boo删Jul O O O 氧分压／I d a 图4 氧分压对浸出的影响 F i g ．4 E f f e c to fP 0 2o nl e a c h i n g 2 ．5 初始酸度的影响 试验条件为I I O C ，2 ．O h ，P o ，, 5 0 0 k P aL ／S 5 1 ，[ C 1 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。结果如图5 所 示，初始酸度的变化对铜锌浸出率和硫转化率无显 著影响，但酸度增加，溶液中铁含量增加。 1 0 0 8 0 芝6 0 碍 露4 0 2 0 0 1 01 52 02 53 0 初始硫酸浓度／ g ．L 1 图5 初始酸度对浸出的影响 F i g ．5 E f f e c to fi n i t i a l [ H 2 S 0 4 ] o nl e a c h i n g 1 0 0 8 0 堡6 0 哥 丑 嬲4 0 1 0 0 8 0 堡6 0 爵 丑 蹦4 0 2 0 O 1 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 0 温度／℃ 图6 温度对浸出的影响 F i g ．6 E f f e c to ft e m p e r a t u r eo nl e a c h i n g 1 0 2 03 04 05 06 07 08 09 0 初始c 1 ．浓度／ g L - 1 图7 C l - 浓度对浸出的影响 F i g ．7 E f f e c to f [ C I 一] o nl e a c h i n g 2 ．6 温度的影响 试验条件为2 ．0 h ，P o ． 5 0 0 k P a ，[ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，[ C 1 一] 3 0 9 ／L ，7 5 0 r ／m i n 。结果 见图6 。 图6 表明 1 锌在1 1 0 ℃下即可完全浸出； 2 温度升高铜浸出率增加，但无添加剂时1 8 0 ℃的浸 下转第5 6 页，C o n t i n u e do nP ．5 6 万方数据 有色金属 第5 6 卷 粒径、增大颗粒的表面积、提高温度，加入适当的助浸剂等都是提高浸出率，缩短浸出周期的有效办法。 参考文献 [ 1 ] 伍衡山，刘永，黄晓乃．溶浸采矿法回收某尾砂中铜金属的可行性研究[ J ] ．中国矿业，2 0 0 1 ，1 0 6 6 5 6 7 ． [ 2 ] 李运刚．某低品位难选离析铜矿的加压氨浸[ J ] ．矿产综合利用，2 0 0 1 ， 1 l 一4 ． [ 3 ] 王玮．铜的湿法冶金[ J ] ．铜业工程，2 0 0 0 ， 2 7 1 3 ． A m m o n i aL e a c h i n go fT a i l i n g sf r o mAC o p p e rM i n e l Z H A OG n o - d o n g ，W UH e n g - s h a n ，Z H A N GY u ，L f UQ i n g S c h o o lo f A r c h i t e c t u r a lE n g i n e e r i n g ，R e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t ，N a n h u aU n i v e r s i t y ，H e n g y a n g4 2 1 0 0 1 ，H u n a n ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt oc o m p r e h e n s i v e l yr e c o v e rc o p p e rf r o mac o p p e rm i n e ，t h ep r o c e s so fc o p p e rr e c o v e r yf r o mt a i l i n g s b ya m m o n i al e a c h i n gi si 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 tt h eo p t i m a lc o n d i t i o ni s1 1 ．6q u a l i t yr a t i oo ft a i l i n g sa n d2 5 ％- - 2 8 ％a m m o n i as o l u t i o n ，3 0 ℃l e a c h i n gt e m p e r a t u r e ，1 6 dl e a c h i n gp e r i o d 。0 ．2 2 m o l ／La s s i s t a n ta d ． d i t i o n ．T h er e s u l t sc a nb eu s e da sr e f e r e n c et oo t h e ro x i d a t i v ec o p p e rm i n e r a l sl e a c h i n gp r o c e s s ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；t a i l i n g s ；a m m o n i al e a c h i n g ；c o p p e r ；s o l u t i o nm i n i n g 上接第5 3 页C o n t i n u e df r o mP ．5 3 出率也只有8 1 ．8 1 ％，表明添加剂对黄铜矿的浸出很 重要； 3 升高温度有利于铁的水解，浸出液中的铁浓 度下降； 4 升高温度硫氧化成S 0 4 2 的比例增加。 2 ．7C I 一浓度的影响 试验条件1 1 0 ℃，2 ．0 h ，P n 5 0 0 k P a ， [ H 2 S 0 4 ] 3 0 9 ／L ，L ／S 5 1 ，7 5 0 r ／m i n 。试验结果 参考文献 见图7 。由图7 可知，一定浓度的添加剂对铜的浸 出有利，对锌浸出及对铁和硫的氧化无显著影响。 3结论 研究结果表明，在1 1 0 ℃；，P 0 2 。5 0 0 k P a 条件下， 黄铜矿氧化率大于9 8 ％，同时抑制了黄铁矿的浸出， 溶液含砷小于0 ．O l g ／L ，硫9 0 ％以上生成元素硫。 [ 1 ] 刘大星，蒋开喜，王成彦．铜湿法冶金技术的国内外现状及发展趋势[ A ] ／／．1 邛定藩．有色金属科技进步与展望[ C ] ， 1 9 9 9 2 1 9 2 2 5 ． [ 2 ] 蒋开喜．铜硫化矿火法、湿法和生物冶炼的环境保护特点之比较[ A ] ／／铜镍湿法冶金技术交流及应用推广会论文集[ C ] ， 2 0 0 1 8 0 8 4 ． AN o v e lH y d r o m e t a l l u r g i c a lP r o c e s sw i t hL o wT e m p e r a t u r ea n dP r e s s u r ef o r C o m p l i c a t e dC o p p e rC o n c e n t r a t ef r o mX i n j i a n go fC h i n a W A N GH a i b e i l 一，J I A N GK a i x i 2 ，Z H A N GB a n g - s h e n 9 2 ，W A N GY u - f a n 9 2 ，L I NJ i a n g - s h u n 2 ，W A N G 吼”以2 ‘ 1 ．U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i n g ，B e i j i n g1 0 0 0 8 3 ，C h i n 口； 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 eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e l l i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t An o v e Ip r e s s u r el e a c h i n gp r o c e s sw i t hl o wt e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r e 1 l O “ 1 2 ，1 0 0 ～5 0 0 k P a i sd e v e l o p e di n a c c o r d a n c ew i t ht h ec o m p l e xc o p p e rc o n c e n t r a t e c o n t a i n i n ga r s e n i ca n dz i n cf r o mX i n ji a n go fC h i n a ．T h es e l e c ． t i v el e a c h i n go fc h a l c o p y r i t ei sa c h i e v e d ，t h er a t eo fo x i d a t i o no fc h a l c o p y r i t er e a c h e s9 8 ％a n dp y r i t ei sl o w e r t h a n1 0 ％．T h ea r s e n i ci nt h ec o n c e n t r a t ei sp r e c i p i t a t e dw i t hf e r r i ci o ni n t ot h er e s i d u e 。a n da b o u t9 0 ％o ft h e s u l p h u rb e c o m e se l e m e n t a lf o r mr e m a i n i n gi nt h er e s i d u e ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；c o m p l e xc o p p e rc o n c e n t r a t e ；p r e s s u r el e a c h i n g ；l o wt e m p e r a t u r ea n d p r e s s u r e ；n e wt e c h n o l o g y 万方数据