紫金山低品位铜矿生物堆浸模拟研究.pdf

2 0 1 5 年第2 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 l O ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 0 1 紫金山低品位铜矿生物堆浸模拟研究 吴健辉 紫金矿业集团股份有限公司，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要对紫金山低品位铜矿进行生物堆浸模拟试验。结果表明，起始喷淋液全铁浓度4 ．og ／L 、矿石粒度 一1 0m m ，浸出周期为1 8 1 天时，铜浸出率达到8 0 ％以上。片碱调节喷淋液p H 沉矾除铁，采用不同喷 淋制度抑制酸铁浸出是低品位铜矿生物堆浸未来重要研究方向。 关键词低品位铜矿；矿物学；生物堆浸 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 5 0 2o 0 0 1 一0 4 R e s e a r c ho fB i o l o g i c a lH e a pL e a c h i n gA n a l o go fZ i ji n s h a n L o w g r a d eC o p p e ro r e W UJ i a n _ h u i Z b i nM i n i n gG r o u pC o ．，I 。t d ，S h a n g h a n g3 6 4 2 0 0 ，F u j i a n ，C h i n a A b s t r a c t Z i j i n s h a nl o w g r a d ec o p p e ro r ew a ss i m u l a t i o nt e s t e db yb i o l o g i c a lh e a p1 e a c h i n g ． T h er e s u l t s s h o wt h a t c o p p e rl e a c h i n g r a t ei s8 0 ％a b o v eu n d e rt h e o p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n g t o t a li r o n c o n c e n t r a t i o no fi n i t i a ls p r a ys o l u t i o no f4 ．0g ／L ，p a r t i c l es i z eo f 一1 0m m ，a n dl e a c h i n gd u r a t i o no f1 8 1 d a y s ．K e yf 。c u ss h o u l db ep a i do na d ju s t i n gpHv a l u eo fs p r a ys o l u t i o nw i t hs o d i u mh y d r o x i d et or e m o v e i r o na n di n h i b i t i n gl e a c h i n go fi r o nb yd i f f e r e n ts p r a yp r o c e s sf o r b i o l o g i c a lh e a pl e a c h i n go fl o w g r a d e c O p p e r0 r e ． K e yw o r d s l o w g r a d ec o p p e ro r e ；m i n e r a l o g y ；b i o I o g i c a lh e a pl e a c h i n g 紫金山铜矿属于低品位次生硫化铜矿，黄铁矿 含量及硫铜比高，耗酸脉石少，在开采和生产过程中 会产生大量的矿山酸性废水[ 1 ] 。目前铜品位大于 o ．4 ％的矿石进入浮选系统，铜品位低于o ．4 ％的矿 石进入生物堆浸提铜系统c 2 “] 。随着开采的不断进 行，铜矿石品位不断下降，对生物堆浸工艺进行优化 势在必行。 本文开展紫金山低品位铜矿堆浸过程模拟试 验，考察堆浸过程喷淋液种类、喷淋液铁离子浓度、 喷淋工艺、矿石粒度等因素对硫化相氧化率、铜浸出 率的影响，为紫金山低品位铜矿资源化利用及铜矿 勘探提供技术依据。 收稿日期2 0 1 4 一0 8 2 5 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 4 7 4 0 7 5 作者简介吴健辉 1 9 7 4 一 ，男，福建光泽人，硕士，高级工程师 1 试验原料及方法 1 ．1 试验原料 试验所用原料为紫金山8 6 8 平台北部低品位铜 矿，原矿破碎至一3 0m m 待用。 1 ．2 试验方法 铜矿石生物柱浸试验在垂1 6 0m m 1o o Om m 的P P R 材质柱子中进行。柱内插入热电偶测定柱 内温度，通过温控仪实现柱体温度的调节与控制；利 用蠕动泵控制溶液喷淋强度。定期测量浸出液体 积、p H 、电位、铜和铁离子浓度，当浸出液铜离子达 到一定浓度后进行萃取处理，萃余液调整p H 后返 万方数据 2 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2 期 回喷淋。 根据现场生产工艺参数，固定喷淋强度为2 0 L ／ m 2 h ，前7 0 天连续喷淋，7 0 天后每周喷淋 2 天，柱浸温度为常温，喷淋液p H1 ．3 ～1 ．8 。试验 条件如表1 所示。 表l 柱浸试验条件 T a b l elT e s tc o n d i t i o n so fc o l u m nJ e a c h i n g 2 矿石性质分析 2 ．1化学成分 矿石含金品位 1 ．3 万方数据 4 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2 期 g ／L 1 2g ／L ，表明全铁浓度4g ／L 的喷淋液生物适 应性较强，可有效促进次生硫化铜矿氧化分解。由 表2 可以看出，渣计铁浸出率随喷淋液初始全铁浓 度变化规律为1 ．3g ／L 4g ／L 1 2g ／L ，表明铁浸 出率与喷淋液初始铁离子浓度成反比，这是由于喷 淋前期耗酸脉石成分高，喷淋液p H 提高后使铁离 子部分以F e H 。形式沉降，削弱了高价铁的氧 化作用。 3 ．2 ．4 矿石粒度对铜浸出率的影响 为考察紫金山低品位铜矿粒径对生物堆浸的影 响，在既定条件下进行了矿石粒径对铜、铁浸出对比 试验，其中矿石粒径对铜浸出率的影响见图4 。 图4 矿石粒度对铜浸出率的影响 F i 昏4 E f f ＆tO fp a r t i c I es i z e 伽c o p p e re x t r a c “彻 如图4 所示，喷淋液铁离子浓度和喷淋工艺相 同的条件下，矿石粒径为一1 0m m 柱铜浸出率均比 粒径一3 0m m 柱高出1 5 ％～2 0 ％，说明降低入堆粒 径可有效提高铜浸出率。如表2 所示，一1 0m m 粒 径浸出条件下尾渣铁及黄铁矿含量亦低于一3 0m m 粒径组，表明在1 8 1 天的浸出过程中，矿物溶解速率 与矿石粒度呈反比，矿石经适当破碎可提高矿石铜 浸出率。 4结论 1 紫金山低品位铜矿铜含量低 0 ．1 5 ％ ，约 8 0 ％的铜以蓝辉铜矿和铜蓝形态存在，硫主要以 S 2 一形态存在，主要矿物及脉石为石英和黄铁矿。 2 在起始喷淋液全铁浓度4 ．og ／L 、矿石粒度 一1 0m m 、采用循环喷淋工艺、浸出周期1 8 1 天的条 件下，铜浸出率达到8 0 ％以上。 3 降低入堆矿石粒径有利于铜浸出率的提高； 采用片碱调节喷淋液p H 沉钠矾除铁是未来重要研 究方向。 参考文献 [ 1 ] 温建康，阮仁满，邹来昌，等．紫金山铜矿生物浸出过程 酸平衡分析研究[ J ] ．稀有金属，2 0 0 8 ，3 2 3 3 3 8 3 4 3 ． [ 2 ] 邹来昌，巫銮东，汤善富，等．紫金山生物提铜技术及工 业化[ C ] ／／全国黄金科技工作会议暨科技成果推广会议 论文集，2 0 0 3 1 2 6 ． [ 3 ] 刘美林，刘国梁，武彪，等．低品位氧化铜矿堆浸工业试 验[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 7 1 5 ． [ 4 ] 巫銮东，赵永鑫，邹来昌．紫金山铜矿微生物浸出工艺 研究[ J ] ．采矿技术，2 0 0 5 ，5 4 2 8 3 0 ． [ 5 ] 孔维长，伍赠玲，刘金艳．硫砷铜矿浸出技术进展[ J ] ． 有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 4 8 1 4 1 7 ． [ 6 ] 周桂英，阮仁满，温建康，等．紫金山铜矿浸出过程黄铁 矿的氧化行为[ J ] ．北京科技大学学报，2 0 0 8 ，3 0 1 】1 一】5 ． 万方数据