氧化铜矿硫酸搅拌浸出工艺研究

●
我国氧化铜矿约占铜矿资源的25%[1]。

酸浸工艺是氧化铜矿石处理的主要工艺,一般用硫酸作浸出剂。

酸浸工艺适合处理含酸性脉石为主的矿石,常用于从低品位、表外矿、残矿中提取铜,不宜处理含高钙镁碳酸盐的矿石。

酸浸法主要包括堆浸、就地浸出和搅拌浸出等。

堆浸常用于处理低品位氧化铜矿、低品位混合矿以及剥离的表外矿石,采用喷淋或滴淋的方式进行浸出。

就地浸出是不开采矿石而直接浸出的一种工艺,对于品位低、不易开采或工程地质条件复杂,用常规技术开采不经济的矿体具有一定意义[2-7]。

本研究针对国内某氧化铜矿拟采用搅拌浸出-萃取-电积工艺处理[8],进行了硫酸搅拌浸出提铜试验研究。

1试验原料与方法1.1试验原料
试验原料为氧化铜矿,矿石中铜及伴生元素的赋存状态复杂,Cu品位为5.03%,其中自由氧化铜约占60%,此外还有18%左右的硫化铜相,约12%的结合铜和8%左右的单质铜,矿石中Fe、Si、Al的含量很高。

主要化学成分和铜的物相分析分别见表1、表2。

表1原矿主要化学成分
1.2试验方法
搅拌浸出试验在2L烧杯中进行。

将矿样与水矿样质量分数矿样质量分数
Cu 5.03Zn0.4
Fe33.05Mg0.27
Si7.58Ca 1.02
Al 4.86S 2.01 Mn0.43
Vol.34,No.12 2016年12月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization
氧化铜矿硫酸搅拌浸出工艺研究
王玮
(安徽铜冠有色金属(池州)有限责任公司九华冶炼厂,安徽池州247100)
摘要:对氧化铜矿进行了硫酸搅拌浸出试验研究。

考察了浸出温度、硫酸用量、浸出时间、矿石粒度对浸
出的影响。

研究结果表明,在反应温度为60℃,硫酸用量180kg酸/t矿,浸出时间2h,液固比2/1,矿石
粒度-200目占比约70%的条件下,Cu浸出率约82%,浸出液含Cu约17g/L,浸出终点酸度约10g/L,
满足后续萃取工艺条件。

关键词:氧化铜矿;搅拌浸出;硫酸
中图分类号:TF811文献标识码:A文章编号:1008-9500(2016)12-0023-03
Study on Sulfuric Acid Agitation Leaching
Process on Copper Oxide Ore
Wang Wei
(Anhui Tongguan Non-Ferrous Metals(Chizhou)Co.,Ltd.,Jiuhua Smelter,Chizhou247100,China) Abstract:Sulfuric acid leaching of copper oxide ore was investigated in this paper.The effects of reaction temperature,sulfuric acid consumption,residence time and particle size on leaching were studied.The results show that under the optimum conditions of leaching temperature of60℃,acid consumption of180kg acid/t ore,residence time of2h,liquid-solid ratio of2/1,the extraction efficiency of Cu is about82%,the concentration of Cu and H2SO4in PLS are about17g/L and10g/L respectively,meeting the subsequent extraction process conditions.
Keywords:copper oxide ore;agitation leaching;sulfuric acid
收稿日期:2016-10-03
作者简介:王玮(1985-),男,内蒙古牙克石人,本科,助理工程师,主要从事湿法冶炼技术研究工作。

%实验研究23
. All Rights Reserved.
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●表2原矿中铜的物相分析
按一定液固比在烧杯中混合浆化,到达浸出温度后,将硫酸缓慢加入烧杯中进行搅拌浸出,考察硫酸用量、浸出温度、浸出时间、矿石粒度等条件对氧化铜矿搅拌浸出效果的影响。

2试验结果与分析2.1
浸出温度对浸出的影响
试验条件为:硫酸用量200kg 酸/t 矿,浸出时
间3h ,液固比2/1,矿石粒度-200目占比80%,搅拌速度400rpm 。

反应温度对浸出的影响如图1所示。

浸出温度(℃)
图1反应温度对浸出的影响
由图1可知,浸出温度对Cu 、Fe 、Si 浸出率有一定影响。

随着浸出温度的增加,浸出率有一定的增加,当浸出温度达60℃以后,铜浸出率变化趋于平缓。

因此推荐搅拌浸出温度为60℃,此时Cu 浸出率约为83%。

2.2
硫酸用量对浸出的影响
试验条件为:硫酸用量140~220kg 酸/t 矿,反
应温度为60℃,浸出时间3h ,液固比2/1,矿石粒度-200目占比80%,搅拌速度400rpm 。

硫酸用量对浸出的影响如图2所示。

硫酸用量(kg 酸/t 矿)
图2硫酸用量对浸出的影响
由图2可知,在试验硫酸用量范围内(140~220
kg 酸/t 矿),铜浸出率随硫酸用量的增加而升高,
但增幅较小。

而浸出液残余硫酸浓度明显升高,对后续萃取工艺不利。

当硫酸用量为180kg 酸/t 矿时,浸出终点酸度约为10g/L ,Cu 浸出率82.31%。

因此合适的浸出硫酸用量为180kg/t 矿。

2.3
浸出时间对浸出的影响
试验条件为:反应温度为60℃,硫酸用量180kg 酸/t 矿,浸出时间60~180min ,液固比2/1,矿石粒度-200目占比80%,搅拌速度400rpm 。

反应时间对浸出的影响如图3所示。

浸出时间(min )
图3反应时间对浸出的影响
由图3可知,在浸出温度60℃,180kg/t 矿的试验条件下,浸出时间达到120min 以后,随着浸出时间的增加,Cu 、Fe 、Si 浸出率无明显变化,浸出液终点酸度约为10g/L ,满足后续萃取工序的要求。

因此,推荐浸出时间为2h ,此时Cu 浸出率82.03%,浸出液含Cu 约为17g/L 。

豫
物相质量分数比例CuSO 4中的铜
0.040.80单质铜
0.418.15自由氧化铜中铜 3.0560.64次生硫化铜中铜0.19 3.78原生硫化铜中铜0.7314.51铁矿物包裹铜0.611.93硅酸盐包裹铜
0.010.20合计 5.03
100
铜
铁硅
8482807876747270
543210
20
40
60
80
铜铁硅8482807876747270
543210
140
160
180
200
220
铜铁硅
8482807876747270
543210
60
90
120
150
180
实验研究
中国资源综合利用
第12期
. All Rights Reserved.
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●2.4
矿石粒度对浸出的影响
试验条件为:反应温度为60℃,硫酸用量180
kg 酸/t 矿,浸出时间2h ,浸出液固比为2/1,搅拌速度400rpm 。

矿石粒度对浸出的影响如图4所示(不同矿样粒度以粒径-200目(0.074mm )部分的占比表示)。

-200目粒度占比(%)
图4
矿石粒度对浸出的影响
由图4可知,在试验条件范围内矿石粒度对最终浸出率的影响不明显。

对浸出试验过程按时间段进行中间取样分析,结果表明,减小浸出矿石粒度,
浸出反应速度有一定程度的提高,当浸出时间达到2h 时,Cu 的终点浸出率基本一致,矿石粒度对Cu 的浸出率无明显影响。

综合比较浸出速度和磨矿成
本,推荐搅拌浸出的矿石粒度-200目占比约为
70%。

2.5
浸出渣物相分析
对优化条件所得浸出渣进行了物相分析,分析
结果见表3。

表3浸出渣中铜的物相分析
从分析结果可以看出,浸出渣中Cu 主要分布在铁矿物所包裹Cu 中,所占比例达到57.99%;其次为硫化铜中含Cu ,所占比例为37.21%,两项合计所占比例为95.2%。

由于这两部分Cu 在常温常压搅拌浸出工艺中都难于浸出,如何综合利用这部分铜渣中所含Cu ,还需进一步研究。

3结论
(1)推荐该氧化铜矿搅拌浸出的条件为:反应
温度60℃、硫酸用量180kg 酸/t 矿、浸出时间2h 、浸出液固比(m 液/m 固)为2/1、矿石粒度-200目占
比为大约70%。

(2)在优化浸出条件下,Cu 浸出率约82%,浸
出液含Cu 约17g/L ,浸出终点酸度约10g/L ,满足后续萃取工艺条件。

(3)浸出渣中含Cu 0.88%,主要分布在铁矿物
所包裹Cu 中,占比57.99%;其次为硫化铜中含Cu ,占比37.21%,两项合计所占比例为95.2%。

参考
文
献
1刘新星,王
龙,谢建平,等.低品位氧化铜矿柱浸试验研
究[J ].矿冶工程,2016,36(1):83-87.2毛素荣,杨晓军,何剑,等.难选氧化铜矿的处理工艺与
前景[J ].国外金属矿选矿,2008,(8):5-8.3印万忠,吴
凯.难选氧化铜矿选冶技术现状与展望[J ].
有色金属工程,2013,(6):66-70.4张凤华,宋宝旭.复杂难选氧化铜矿高效利用工艺研究[J ].
矿冶工程,2014,34(6):26-28.5罗溪梅,童
雄,王云帆.难选氧化铜矿的处理[J ].矿业研
究与开发,2010,(1):42-45.6张建文.低品位氧化铜矿的浮选及浸出研究[D ].长沙:中南
大学,2010.7詹信顺,周源.难选氧化铜矿石的处理技术研究[J ].国外金属矿选矿,2009,(Z1):16-20.
8
王成彦.堆浸-萃取-电积铜厂在高寒地区的生产与实践[J ].
有色金属(冶炼部分),2001,(6):6-9.
(责任编辑/陈军)
铜铁硅8482807876747270
543210
50
60
70
80
90
豫
物相
质量分数比例单质铜
0.01
1.58自由氧化铜中铜0.02
2.27次生硫化铜中铜0.1011.06原生硫化铜中铜0.2326.15铁矿物包裹铜0.5157.99其它铜
0.010.95合计
0.88
100
王玮等:氧化铜矿硫酸搅拌浸出工艺研究
实验研究
第12期. All Rights Reserved.。