浅论铜矿石地质特征对铜浸出率的影响.pdf

， 3 8 - 2 0 0 0年 9月 第 2 9卷第 5期 有色矿山 No ,ffe t r o ／ ,4 i n 岱 S e p t ， 2 0 O 0 ．2 9№5 浅论 铜 矿石 地质 特征 对铜 浸 出率 的影 响 墼 - f F t l ／ , 3 7 北 京 有 色冶 金设 计 研究 总 院 ． 北京1 0 0 0 3 8 [ 关 键 词 ] 堡 塑； 墨 堕 芝 互 塑 垄 ；赋 矿 围 岩 石 幽 亟 静 ， [ 摘要]文章结台实例 ， 分析探讨了不同的铜矿石地质特征对铜提 出率 可能造成的影 响． 对 提高湿法提铜过程中铜的提出率是有益的。 【 中圈分类号】TF I I I ． 3 1 [ 文献标识码]A[ 文章编号 ]1 0 0 2 - 8 9 5 1 2 0 0 0 0 5 - 0 0 3 8 - 0 3 Di s c u s s i o n o n e f f e c t s o f c o p p e r o r e g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c oH c o ppe r l e a c hi ng r e c ov e r y WEI Ho n g - x i n g B e i fin gC e n t r a l En g i n e e r i n g ＆ R e s e a r c h I n s t i t u t e f o rNo n - f e r r o u s Me t a H u r g i c a [I n d u s t r i e s ， Be i j i n g t O 0 0 3 8， C h i n a Ke y wo r d s h y d r o me t a l k r g y o f c o p p e r ； l e a c h i n g r a t e ；o r e s t r u c t u r e 1． h o s t r o c k Ab s t r a c t I n v i e w o f t h e p r a c t i c e i n h y d r o me t a l l u r g y o f c o p p e r ， t h e p o s s i b l e e f f e c t s of d i ffe r e n t cop pe r 0 r e g e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i e o n c o p p e r l e a c h i n g r a t e a t e d i s c u s s e d，wh i c h wi l l b e b e n e f i t t o i mp r o v e t h e co p p e r l ea c h i n g r a t e ． 1 引言 湿法提铜技术的发展 ， 使得采用 常规的 选冶方法不能经济地 回收利用 的难选氧化 矿、 低 品位硫化矿 中的铜资源得到了较为有 效 的利用 ， 既大 幅降低 了铜 的生产成本 ， 增强 了企业的竞争力 ， 又充分 回收 了宝贵的铜资 源 。我 国的湿法 冶金技术 还处于试验 推广 阶 段 ， 萃取 一电积技术相对成熟 ， 堆浸技术则需 进一步研究和提高， 笔者将结台部 分矿 山实 践， 对细菌浸 出铜过程中可能影 响铜浸出率 的地 质因素 进行分析探 讨 。 2 细菌浸 出铜的机理 细菌浸出硫化物中的铜时有直接和间接 两 种作用 。 【 收稿 日期 ] 2 0 0 071 7 【 作者简介 ] 卫红星 1 9 6 1一 ， 男 ， 云南个旧人 高级工程师 ， 从事地 质工程设计工作。 间接作用 氧化亚铁硫杆 菌等活性细菌 形成的铁氧化酶和硫氧化酶 ． 氧化、 催化黄铁 矿形成亚铁 ， 亚铁易被细菌进一步氧化成三 价铁 ． 三价铁是一种强氧化剂 ， 能够从黄铜矿 等许多金属硫化物中溶解金属 C u F e S z8 F m S q 3 8 O C u S 04 1 7 F e S O4 8 S O4 细菌在氧化黄铁矿 ， 三价 的硫酸铁在溶 解黄铜矿生成硫酸铜的同时生成硫 酸 ， 硫酸 使孔雀石、 兰铜矿等碳酸铜矿物溶解 ， 形成硫 酸铜 ， 达到浸 出 目的 。 直接作用 细菌直接附着在矿物上 ， 对矿 物的晶格产生侵蚀破坏作用， 使金属 氧化和 溶解 ， 形成铜和铁的硫酸盐 4 C u Fe 2 H2 S 04l 7 - 4 c u SO 2 F e 2 s q ， 2 O 3 铜矿石地 质特征对浸 出率的影 响 影响铜浸 出率的因素较 多， 矿石 品位高 低、 古铜矿物种类、 矿石类型、 矿石结构构造、 维普资讯 第 5期 卫红星 浅论铜矿石地质特征对铜浸出率的影响 翌 菌种 的优 劣 、 矿 堆 中 的透 气 性 、 温 度 、 p H 值 等 ， 都会不 同程度地 影 响铜 的浸 出率 。本 文 仅从 铜矿石地 质方 面进行探 讨。 在其它条件适当的情况下， 细菌能否触 及到待 浸矿 物 ， 是 能否 有 效地 对矿 石 中 的含 铜矿 物进行溶 浸 的关键 。细菌 和酸对矿石 进 行溶浸时 ， 其过程类似于岩石的球状风化， 即 溶浸从矿石 的表 面 开 始 ， 分布 于矿 石表 面 的 金 属硫化物 中的铜首 先被溶 出 ， 然后 ， 沿 矿石 孔隙、 裂隙对矿石 由表及里地进行溶浸。从 矿石地质特征分析 ， 铜 的浸出率与下列因素 有关 。 3 ． 1 矿石的破碎 程度 矿石破碎、 块度小、 节理裂 隙发育 ， 则浸 矿溶 剂运移 的通 道 多 ， 能够 较 好 的触及 待浸 矿物 ， 浸 出率 高 。反之 ， 矿 石 块度 大 ， 完 整性 好 ， 则不利 于 铜 的浸 出 。许 多 铜 矿石 堆浸 和 柱畏 出试验均表现出铜的浸出率一般初期最 快 ， 然后逐渐减慢 ， 到非常缓慢增长。在德兴 铜矿的浸出实践中， 矿石被破碎 的程度越高， 浸出率也 明显地 提 高 。柱 浸 浸 出试 验 中 ， 破 碎到 一2 5 mm 的矿石 ， 浸出率 为 2 3 ％ -2 9 ％。 目前生产 的 2 0 0 0 t [ a电铜 的堆浸 一电积 厂， 由于人浸物料 为露天采 场 的剥离 出 的未经破 碎的废石 ， 块度相对大 ， 加上 品位低 ， 浸出效 果不 理想 ． 其 年 浸 出 率仅 约 2 0 ％。显然 ， 溶 浸初期溶浸剂能触及 到铜矿物多 ， 随着矿石 表面和裂隙中最易被接触到的含铜矿物被溶 出， 溶浸剂逐渐转为对赋存于矿石深部 的含 铜矿物进行溶浸。由于矿石块度大 ， 溶浸剂 渗人大块中部的速度减慢 ， 触及大块中铜矿 物的机率减少， 放浸出率低 ， 增长也非常缓 慢。 3 ． 2 矿石 结构 构造 矿石构造不 同， 有用矿物结合体在矿石 中的分布和赋存特征不同 ， 这对铜 的浸 出率 同样起着很重要的影响作用。 据有关资料 ， 国外采用湿法冶金技术提 取铜 的矿 山 ， 主要 是 斑 岩型 和 砂页 岩型 的矿 床 。这可能 与斑岩铜矿石典 型 的构 造是 细脉 型和细脉浸染型、 砂页岩铜矿 中的矿物 常沿 层理 或微层理 分布利 于浸出有关 。因为 矿石 中由含 矿热液 沿 着矿 石 中 的微 细 裂 隙充 填 、 交代形成的阿脉、 细脉构成 了溶剂浸矿 的通 道 ， 在这类矿石 中， 溶浸剂渗透力强， 能够沿 着这些通道一边溶浸矿物 ， 一边 渗透前进。 并使 细菌 在溶 浸 金 属硫 化 物 的同 时 ， 获 得 自 身生长和繁殖所需的能源 ， 增强浸出的活力。 构成 良性循还 。 从矿石构造特征来看 ， 利于浸 出的构造 主要有 细脉浸染构造、 网脉状构造 、 角砾状 构造 、 条带状构造等具有溶浸通道的构造和 块状构造。这些构造的特点是含铜硫化矿物 和黄铁矿 呈块状 、 或呈 面状较集 中分布 ， 相互 导通 ， 构成 了细菌溶浸金属硫化 物的通道。 而单纯的浸染状矿石 ， 特别是以稀疏浸染状 构造为主的矿石 ， 由于溶浸通道少， 有用矿物 又多赋存在脉石矿物结合体 中， 四面受脉石 矿物的包围 ， 被细菌触及的机率少， 故浸 出率 就要 低一 些 。 3 ． 3 赋矿 岩石 含矿岩石种类不同 ， 浸矿溶剂的渗透和 深入能力和速度也不 同， 内蒙古霍各气铜矿 表外硫 化矿的浸 出试验是一个较典 型的例 子 。其矿床 类 型为沉 积 变质 热 液 改 造 型 ， 主 要含铜矿物为黄铜矿， 黄铜矿赋存在条带状 碳质石英岩和透辉石石英 岩中， 粒度一般属 细粒至微细粒 ， 呈半 自形 、 他形粒状沿石英 、 透辉石 、 闪石类等脉石矿物 的裂隙、 解理 、 间 隙中充填交代。由于含铜矿石为致密的石英 岩 ． 渗透性差 ， 导致矿石 粒度 2 ～2 5 m m 柱 浸 浸 出率 低 ， 经过碎 矿 的矿石 一1 0 0 mm 摇 瓶 浸 出试验 浸出率虽 比柱 浸 高 ， 但仍 不理想 。 试 验结 果见 图 1 。 从赋矿岩石的种类分析 ， 斑岩型、 砂页岩 型的铜矿石较易于浸 出， 而矽卡岩 型和赋存 于石英岩中的铜矿中则相对难于浸出。铜矿 床形成 以后的围岩蚀变作用对铜浸出是不利 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0正 的． 特别是后期硅化作用 。 丹 田 魁 5 0 f - 1 0 0 ra m 摇瓶漫出试骑 4 0 1 3 o1 ／ 2 0 J ／ 1 0 l ／ 柱浸试验 0 Lcj 7 2 1 3 fi 4 9 6 3 7 7 9 1 i 0 5 1 1 9 浸 出 天 数 圈 l ■ 各 气 铜矿 石浸 出率 、 浸 出速 率 与 时 间的关 系 3 ． 4其 它方面 同是含铜硫化矿石 ， 但含铜矿物不同， 浸 出率明显的不同。在铜矿堆浸实践 中， 在矿 石粒度、 人浸品位等条件大致相同的情况下， 黄铜矿 型矿石浸 出率低 ， 一般 年浸 出率为 2 0 ％左右 ， 而辉铜矿、 斑铜矿型的矿石浸出率 高 ， 一般≥5 0 ％。如福建紫金山铜金矿 的硫 化铜 矿石 中 ， 铜 金属矿 物主要 以蓝 辉铜矿 、 铜 兰、 硫砷铜矿为主 占 9 9 2 ％ ， 细菌浸出试 验中， 在人浸 品位 0 ． 6 8 ％， 一1 5 m m 粒级， 浸 出 8 5天 的条 件 下 。 铜 的浸 出 率 达 7 1 3 ％。 国外 以辉 铜 矿 为 主 ， 原矿品位较高的矿山 如 澳大利亚的 G i r i l a mb o n e 、 智利的 q e b r a d a B l a n e a 、 C e r r o c o l o r a d o 、 Do s A r n i g c s 和 墨 西 哥的 C A K II tr lG 3 ．、 泰 国的 P u t h e p 铜矿等， 年浸出 率一般 为 7 0％～8 0 ％。 黄 铜矿 型 矿 石 浸 出 率低的原因可能与黄铜矿本身的铜含量低有 关 ， 也可 能是 由于矿 物 工 艺特 性存 在 的差 异 引起 的 ， 关 于这 一问题 ， 还 有待于 进一步 深入 研究 。 4 结 束 语 1 在其它条件一定时 ， 细菌浸出铜在关 键是细菌应能够触及待浸含硫化物 ， 由于矿 石结构构造、 破碎程度、 碱性脉石含量等特征 的不同， 不同矿石的浸出率存在不同的差异 ， 有时差异很 明显。因而 ， 在确定 用浸 出 一萃 取 一电积 工艺 提 取铜矿 石 中的铜 时 ， 除进 行 有关 的浸 出试 验外 ， 还应 对矿 床 的 矿 石特 性 进行研究 ， 了解 矿石 性质对该 工 艺的适宜性 、 储量及其在地质空间的分布特征 ， 为确定最 佳工艺流程提供帮助。 2 对 于露天开采 过程 中剥离 出的 ， 需 送 堆浸场处理的含铜废石部分 ， 在有条件又不 会使剥离成本增加太多的情况下 ， 爆破 时应 尽 可能使矿石破 碎 ， 以利于金 属铜 的浸 出。 上接第 3 7页 4 ． 4全 尾选硫 全尾选硫经过工业试验说明方案是可行 的 ， 不仅能较大幅度地提高总硫的回收率， 而 且能取消铜尾扬送泵， 节能降耗及提高经济 效益 。但制约 的因素是 ， 目前仍未解决因硫 精矿粒度太细而 给浓缩、 过滤带来 的问题 。 今后的主要工作将是寻找价廉、 有效的絮凝 剂和助滤荆或采用高效浓缩过滤设备 ， 如高 效浓缩机 、 压滤机、 陶瓷过滤机等 ． 改造现有 的浓缩 一过滤系统 。 5结 语 几年 来 ， 东 乡铜 矿选 厂 依靠 技 术 改 造 和 强化生产组 织 管理 ， 在节 能 方 面取 得 了较 大 成果。目前仍然存在的问题是今后节能降耗 努力 的方 向。 维普资讯