铜精矿中铜镍的浸出研究.pdf

第 2 O卷第 1期 总第 7 7期 2 0 0 1年 3月 湿 法冶金 Hy d r o r n e t a l l u r g y o f Ch i n a Vo 1 ． 2 0 No ． 1 S u m． 7 7 M a f ． 2 0 01 铜精矿 中铜镍的浸出研究 李滦宁， 马玖彤 ， 张凤君 ， 徐昕 长春科 技大学 应用理 学 院 化 学系 ， 吉林 长春1 3 0 0 2 6 摘 要 采用五种体 系进行了从镉精矿 中浸出铜镍的研究 ， 得 出了最佳 浸出体 系及条件 。在催化{ {唾 作用下 压热 氧化浸出t 当催化剂浓度为 o ． 2 too l ／ L、 起始氧压为 0 ． 9 ～1 ． 0 MP a 、 温度为 1 6 0℃、 漫出时 间 2 0 ～3 ． 0 h 、 固 渡质 量体积 比为 1 6条件下， 铜、 镇的浸 出率分别为 9 8 5 和 9 6 ． 1 ％。该方 } 主 对硫 化矿中铜、 镍浸 出比较适 用 。 美 键词 锕精 矿 压热氧化 ； 浸出} 铜 l 镍 中图分类号 T F 8 0 3 ． 2 p T F 8 1 l p TF 8 1 5 文就标识码 A文章编号 1 0 0 9 --2 6 1 7 2 0 0 1 O l 一。 0 1 4 0 4 引言 在吉林省某矿 区存在一以灰岩、 橄揽岩为主 要岩 相的铜镍矿 床 。 其 主要 金属矿物有 镍 黄铁 矿、 黄铜 矿、 磁 黄 铁 矿 ， 次要 金 属 矿物 为 紫硫镍 铁 矿 、 针镍矿 、 辉镍矿 、 黄铁 矿 。 金属 原生矿 中 ， 硅酸镍 占 8 ． 6 4 ， 铜 的氧化率为 l 6 ， 铜、 镍矿 物紧密共 生， 粒度很细， 与脉石矿 物连生 ， 铜、 镍分离 较难。 对该矿石采用两段磨矿、 一段浮选工艺得到铜镍 混合精矿 ； 再用 氧化钙调 p H 进行浮选， 得到铜精 矿 、 镍精 矿 。 由于分 选不 完全 ， 铜精 矿 中镍 的质量 分 数 为 2 ％～ 4 ％ 本试 验 原 料 即是吉 镍 铜精 矿 ， 粒度 为 2 0 0目。试 验前 ， 将 含 镍 铜精 矿 再磨 细 至 2 8 0目占 6 O 。原料主要 元素分析结果见表 l 。 寰 1 耆镇铜精矿主要元蠢化 学分析结果 对试验 原 料 直接进 行 选 择性 浸 出 ， 镍 浸 出 率 只有 8 0 左右． 而且铜、 镍分离效果不理想 对于 这类 物料 ， 铜 、 镍 的 完 全 浸 出 和 分 离是 工 艺 的 关 键。 为此 ， 在查 阅 了大 量国 内外 关 于铜 镍 冶炼及分 离文献 资料及探 索试验 和再 现试验 的 基础上 0 。 J ， 提出 了在富氧条件 下加 催化 剂 ， 将铜 、 镍 同时浸 出 的方法 。展 出液 用德 国汉 高 公司的 L l X9 8 4萃取 ， 将铜、 镍分离． 结果铜溶液 中检不到镍 镍裣出限 为 l 0 ， 镍溶渡 中仅台有微量 的铜。采用 此方 法 ， 铜 、 镍 浸出率 高 ． 分 离效 果好 ， 较其 它工 艺具 有 明显优 点 。 l 试验设备与试 剂 主 要 试 验 仪 器 有 0 ． 5 I ， 压 力釜 ， HJ一1磁 力 加 热 搅 拌 器 ， UV 一1 5 O一0 2型 分 光 光 度 计 ， Z一 8 0 0 0 E l 立原子 吸收 光谱 仪 。 所 用试剂有 氯化铵 ， 浓氨水， 醋酸 1 1 ， 碘 化 钾 ， 浓 硫 酸 ， 浓 盐 酸 ， 过 硫 酸 铵 ， 丁 二 酮 肟 ， 三 氯 化 铁等 ， 均 为分 析 纯或化 学纯 。 日| I l 2 0 0 0 ⋯0 4 0 7 基盘珥 目 国土资弹部水资本评价置管理 幕列模型开艘实验室资助 维普资讯 ■ 第 2 0卷第 1 期 李滦 宁 ， 等 铜精 矿 中铜镍 的浸 出研究 1 5 C u 标 准溶 液 1 ． 0 0 0 0 g ／ ； N i 标 准 溶液 1 ． 0 0 0 0 g ／ L； Na 2 S 2 O3 标 准溶 液 约 0 ． 0 5mo l ／ L， 现用现 配 。试样 质量 3 0 ． 0 g 。 2 结果与讨论 2 ． I 铜、 镍浸出体系的选择 试 验 考 察 了提 出温 度 时 间 、 固液 质 量体 积 比、 浸出介质、 试剂用量及矿撵粒度等因素对铜、 镍 提 出率 的影 响 。对 5种 浸 出体 系进 行 了试验 1 HC I HNO 体 系； 2 F C I HC I 体 系 } 3 直 接硝化 法 ； 4 加 压酸浸 体系 ； 5 催化 压 氧授出 体系。 试验提出率均可达 9 7 ， 但 1 、 4 两体系 酸度大， 对设备腐蚀严重 ， 这里不加讨论} 其它 3 种体 系浸 出试验结 果分 别列 于表 2 ， 3 ， 4 。 表 2 F e C I ； Hc l 体 系浸 出试验结果 P 氧气 ／ MP a c 催化剂 ／ mo t L- t 温度 I C 时间／ h 固液质量体蕃 比 叠出事／ Cu Ni 从 表 2 ， 3 ， 4中看 出， F e C l HC I 体 系的镍 浸 出率偏低， 大量 F e的加入对下一步萃取除 F e造 成很大 困难 ， 不利 于铜镍 精炼 ； 直 接硝化 法 的铜镍 提 出率 虽较 高， 但酸 耗 大 ， 所 生成 的氯氧 化合 物如 不 回收 ， 会对 环境造 成很 大 污染 ， 井 使浸 出成 本增 加 ， 而若 回收 ， 因技 术复 杂 ， 设 备 昂贵 ， 在 工业 上很 不 经 济 ； 催 化 压 氧 浸 出 体 系 的 铜 、 镍 提 出 率 均 较 高 ， 试剂用量少 ， 授出成本较低 ， 设备投资少 ， 符合 矿 山要 求。 2 ． 2 铜 镍的浸 出试验 采 用催 化 压 氧体 系浸 出铜 精 矿 ， 进 一 步考 察 各 因素对铜 镍提出率的影 响。结果见表 5 ， 6 ， 7 ， 8。 表 5 温度 对铜 、 镶浸 出率的影响 起始氧压 1 0 MP a ‘ 催化剂浓度 0 ． 2 mo [ ／ L 浸出IN “ li]z h ； 固液质量体积比 1 8 维普资讯 l 6 湿 法冶 金 2 0 0 1年 3 月 0 l m 2 3 4 1 ． 4 2 4 9 8 ．6 2 6 7 78 0 - 2 O ． 儿 5 0 ．1 2 7 99 3 2 9 7 ． 1 3 0． 3 0 ． 1 O 0 0 ． 1 2 8 9 9 ． { l 9 7 ．1 0 摄出基度 l 6 0℃} 起艚蕾压 I _ 0MP } 僵化嗣 椎度 0 ． 2mo l ／ L} 圈藏质量体 积比 l1 8 根据以上试验结果， 得出最佳授出条件为 氧 压 1 ． 0 MP a ， 催化剂浓度 0 ． 2 0 mo l ／ L， 授出温 度 1 6 0℃ ， 时 间 2 ． 0 ～3 ． 0 h ， 圃液 质量体 积 比 1 8 。 2 ． 3 扩 大试 验 根据最佳条件进行扩大试验， 结果铜浸 出率 为 9 8 ． 5 3 ， 镍授出率为 9 6 ． 0 9 ， 铜、 镍浸出效果 较好。固液质量体积比可降为 1 t 6 。授出渣 X-- 射线分析证明， 残留的镍为硅 酸镍 ， 很难浸出。 3结论 1 催 化压 氧 体 系可 用 于 从锕 镍 硫 化 矿 中授 出铜 、 镍， 铜授 出率达 9 8 ， 镍浸出率达 9 6 。 2 大部分 铁 留在最后 的 授渣 中 ， 可 以铁 精矿 形 式 出售 。 3 此法操作简单 ， 铜、 镍授出率高， 分离效果 好 。适用 于从硫化 矿 中授 出铜 、 镍 。 参考文献 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 门 F a h i H a b a s l ． 湿法冶金新发雇D] ． 张 仁译． 冶金， 1 9 8 0 ， 9 7 ， 17 ． 张凤君 ， 马玖彤 t 王五洁． 硫化矿 中橱锥 的摄取研兜[ J ] ． 长 春科技大学学报 ， l 9 9 8 ． 2 8 2 ， t 2 3 1 2 3 4 邓 日章． 酸性 条件下 Z n S氧化爰 出过程动力学 的研兜[ J ] ． 中南矿冶学 院学报， l 9 9 2 ， 2 3 1 。 9 64 1 邛彤 镍钴 的加 压氧化蕞出[ J ] ． 湿j击冶金 ． 1 9 9 4 ． 2 1 6 ～ 2 2． 柯束驻． 湿j 击冶金中加压授出过程的进展[ J ]湿j击冶金． 1 9 95 ． t 2t 16 ． D r o p p e r t D J t S h a n g Yu x J n g ． Th e L e a c h i n g B e h a v i o r o f Nk e l f e r or s Py r r h o t i t e Co nc e n t r r a t e i n H叭Nit r ic a c i d [ 刀． Hy d r o me t a [ 1 u r g y ， 1 9 9 5 ． 3 9 2 ， 1 6 9 1 8 2 ． 岩石矿物分析 螅写蛆． 岩石矿糖丹掌 亍 [ ]第 3艇 北京 ， 蚝 质出版杜 ， 1 9 9 1 ． 4 ～4 1 6 ． 维普资讯 第 2 O卷第 1 期 李 耀宁 ， 等 铜 精 矿 中铜 镍 的谩 出研究 1 7 S t u dy o n Le a c h i ng o f Co p pe r a nd Ni c k e l f r o m Co pp e r Con c e nt r a t e L I L u a n n i n g， MA J i u t o n g， ZHANG F e n g j u n ， XU Xi n C h a n g c h u n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ． C h a n g c h u n t d i l i n 1 3 0 0 2 6 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e o p t i mu m l e a c h i n g s y s t e m a n d c o n d i t i o n s a r e o b t a i n e d wh e n f i v e s y s t e ms a r e u s e d t O l e a c h i n g Cu a n d Ni f r o m c o p p e r c o n c e n t r a t e ． Th e l e a c h i n g r a t e s o f Cu a n d Ni a r e 9 8 ． 5 a n d 9 6 ． 1 b y p r e s s u r e h e a t o x i d a t i o n i n t h e p r e s e n c e o f c a t a l y s t ． Th e o p t i mu m l e a c h i n g c o n d i t i o n s a r e c a t a l y s t C O n c e n t r a t i o n i s 0 ． 2 0 mo l ／ L， o x y g e n p r e s s u r e i s 1 ． 0 MPa ， t e mp e r a t u r e i s 1 6 0℃ ， l e a c h i n g t i me i s 2 ． 0 ～ 3 ． 0 h， m s o l i d V 1 i q u i d 16 ． Th i s me t h o d i s s u i t a b l e f o r l e a c h i n g o f Cu a n d Ni f r o m s u l p h e ． Ke y w o r d e s c o p p e r c o n c e n t r a t e； p r e s s u r e h e a t o x i d a t i o n； l e a c h i n g； c o p p e r a n d n i c k e l 用盐溶液从离子交换树脂上选择性淋洗铜和铁的氰化配合物 可用于从离子交换树膳上淋洗全氰化物的试剂有多种， 但简单、 有效和廉价的选择性琳洗方法却未 找到。G． C ． L u k e y等的研宛结果表明， 采用高浓度 的盐溶液可从台不 同季铵官能 团的各种离子 交换树 膳 上 选择性 淋 洗铜 和 铁 的 氰化 配合 物 对 太 多数树 膳 来说 ， 用 1 2 B V 的 游 离氰化 物 质 量 浓度 为 2 0 0 mg ／ L， c KC I 一2 mo l ／ L或 c Mg C1 一3 mo l ／ L的 盐溶 液作淋 洗 荆 ， 铜 的淋洗 率 8 O ， 铁 的淋洗 率 9 9 ， 而全氰化物和锌氰化物几乎不被淋洗。用 c Mg S 0． 3 mo l ／ L的淋洗剂淋洗时得到的是金属氰 化配合物 的稀淋洗液。由此可见 ， 氯阴离子可与铜和缺 的氰化配合物竞争树 脂上的活性基 团， 而S o 剁不能， 因为这些金属配合物的结构 四面体[ C u C N ． ] 和八面俸[ F e C N ] ‘ 一 厦水合作用有利于琅盐 氯化物 溶液的选择性淋洗 对强碱性树脂来说， 用琅盐溶液琳洗之后 ， 再用常规 的硫氰酸盐或氰化辞 淋洗是简单而有效的选择性 回收全的方法 即两步淋洗法 ， 特j 是在地 面水盐度速 2 0 0 g ／ L的地 区， 采 用此法， 试荆成丰特大幅度下降。选择性琳洗法可使 与铜和欹结合 的氰化物循环使用， 这也将显著地降 低试剂 费用。 此外， 为了提高树脂吸附全氰配合物的容量， 吸附时可采用艰盐水， 因为树脂在琅盐溶液中曼 易于 负载全氰 配合物 。 [ 毛天舒摘译 自 Hy d r o me t a l l u r g y 2 0 0 0 ， 5 6 2 2 1 7 ～2 3 6 ] 维普资讯