氧气酸浸法处理硫化铜矿制取海绵铜

１ ２ 工 艺原 理及 流程 ．
硫 化铜矿组成复杂 ， 主要 以辉铜矿 （ ｕ ｅ 。 Ｃ Ｆ Ｓ ）， 黄铜矿 （ ｕＳ 等形式存在。含杂质元素较多 ， Ｃ 。） 因此 工艺流程也比较复杂 ， 经过催化氧化酸浸出、 除杂、 置 换 等过 程 ， 主要 工艺 原 理如 下 ：
Ｃｕ Ｓ＋ ２ ２ Ｏ４ Ｏ２ ２ Ｓ ４ Ｓ ＋ ２ Ｏ Ｈ Ｓ ＋ — Ｃｕ Ｏ ＋ 。 Ｈ２
１ ３ 工 艺过 程 及 方法 ．
黄铜 矿 的 浸取 是 海绵 铜 生产 中的重 要 过 程 ， 通 过浸 取使 矿 石 中铜 最 大 限度地 转 移 到溶 液 中 ， 经 并 液 固分离 使 矿石 中 的铁 、 、 钙 硅等 杂 质元 素 最大 限度 地保 留在矿 渣 中 ，从 而达 到 富集 和 分 离 的 目的 。为 此 我 们 采 用 氧 压 低 酸 高 温 浸 出 ，即 浸 出温 度 应 在 ９￣ ０ Ｃ以上 ， 制 浸 出液终 点 ｐ 在 ２ 右 ， 酸过 高 控 Ｈ 左 终 则 ＳＯ２Ｆ 。 的 溶 出 量增 加 ； 酸 太 低 则 影 响 铜 的 ｉ 、 ｅ＋ 终 浸 出率 。 浸 中 ，影 响浸 出率 的 主要 因素 有 ： 溶 物料 粒 度 、 氯化 铁 用量 、 固 比、 用量 、 出 温度 。浸 出 三 液 酸 浸 采用 正交 试验 ， 结果 见 表 ３ 从 表 ３可看 出 ， 同 因素 。 不
铜 的 浸 出率达 到 ９ ； 出液 除杂 后 ， 用还原 铁粉 置 换 ， ８ 浸 Ａ ｏ 采 考察 了置换 时 间 、Ｈ、 ｐ 温度 和 还 原铁粉 用 量对 铜 单质 生 成 的影 响 ， 最佳 置 换 工 艺条件 下 ， 在 制备 出的海 绵铜 含 量 为８ ． 。 艺采 用闭路 循环 ， 充分 Ｏ１ 工 可 利 用 资源 ，反 应 时 间缩 短 ， 应 温 度 降低 ， 克服 了火 法 炼铜 中二 氧化 硫 对 环 境 的 污 染 ， 反 且 为硫 化 铜 矿 的
２ Ｓ ４ Ｈ ２ Ｏ４ １ Ｏ ２ Ｆｅ （ Ｏ４３ Ｈ ２ Ｆｅ Ｏ ＋ Ｓ ＋ ２ － ￣ ２Ｓ ）＋ Ｏ
铜
圉ｌ 氧化酸浸制备海绵铜工艺流程圈
收稿 日期 ：ｏ ８ ７ ２ ２ ０ 一Ｏ 一Ｏ 基 金项 目 ： 国家 自然科学基金 资助项 目（０ ６ ０ ２ ５０６０）
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内 蒙 古石 油 化 工
２０ 年第 ２ 期 ０８ ２
实验 采 用催 化 剂 —— 纯氧 —— 硫 酸搅 拌 式反 应 器 。 一 定温 度 下 ， 在 通氧 ， 硫 酸 —— 硝 酸 浸 出 ， 滤 加 过 并 除 杂 。采 用废 铁 屑置 换 制海 绵铜 。碘量 法 分析 浸 出液 铜 含量 ， 并计 算铜 的浸 出率 ， 实验流 程 如 图 １ 。
２０ 年第 ２ 期 ０８ ２
内 蒙 古石 油化 工
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氧气 酸 浸法处理硫 化铜矿制 取海绵铜
邱 广义 崔文 静。李 永 霞。苗 苗 ， 志 钢。邱 广 亮 ， ， ， 韩 ，
（． １ 内蒙古地 质勘 察局 四队 ， 内蒙 古 呼和浩特 ０ ０ １ ；． １ ０ ０ ２ 内蒙古师范大学 生物工程研究 中心 ， 内蒙古 呼和浩特 ０ ０２） １０ ２
湿 法 冶炼 开 辟 了一 条新 途 径 。
关 键词 ： 法 冶金 ； 湿 催化 氧 化 法 ； 酸浸 ； 绵铜 ； 化铜 矿 海 硫
电解 铜是 市场 紧 俏 物 资 ， 绵 铜是 生产 电解 铜 海 的原料 之 一 。 、 办小 厂可 就 近利 用 本地 小 型铜 矿 村 乡 资 源生 产 海 绵铜 ， 益 显著 。 矿 资源 绝 大部 分 以硫 效 铜 化 铜 形 式 存 在 ， 化 铜 矿 或 混 合 铜 矿 仅 占 １ ～ 氧 Ｏ
摘
要 ： 用氧 气湿 法酸 浸技 术 对 内 蒙霍格 旗低 品位 难选硫 化 铜矿 进 行 了浸铜 试 验 ， 采 以纯氧 作 氧化
剂 ， 离子 为催化 剂 ， 氯 在密 闭 条件 下 ， 酸 浸 出Ｃ 抖 ， 铁 屑还 原 制备 出海 绵铜 。考 察 了矿 石 粒度 、 用 硫 ｕ 经 酸 量、 固液 比 、 温度 、 三氯化 用铁 量对 铜 浸 出率 的影响 ， 定 了最佳 浸 出工 艺条件 ， 确 在最 佳 浸 出工 艺条件 下 ，
海绵铜含铜置换后的废水处理置换铜废液主要含硫酸亚铁值为采参考文献裴世红吴迪孙怀宇湿法催化氧化法炼铜工艺研究无机盐工业许莹由孔雀石生产硫酸铜的新工艺河北理工学院学报马坝冶炼厂等硫化铜矿湿法冶金北京冶金工业出版社陈曙生周德红空气湿法氧化法生产硫酸铜工艺口江西冶金林武滔从中低品位黄铜矿中制取优级品硫酸铜工艺的研究三明职业大学学报谢东用海绵铜为原料生产试剂纯硫酸铜口湖北化工邓彤文震氯化物存在下硫化铜的氧化浸出过程有色金属彻肌挖一挖加口反
１ 实验 及 工艺
１ １ 试验 原料 ．
实验 用 矿 样 为 内蒙古 霍 各 气铜 矿 厂 尾 矿 ， 其化 学 组成 见表 １ 经物 相分 析 ， 石类 型 以黄 铜 矿 、 。 矿 磁黄
１ ％。 ５ 因此 ， 如何从硫化铜矿制取海绵铜显得尤为重 要。 内蒙古 自治区乌拉特后旗境内的霍各气铜矿 ， 是 国六 大 铜 矿之 一 。 明铜金 属 量 ７． ９万 吨 ， 探 ２５ 总平 均 品 位 １． ， 矿 体 中 的 铜 ８ ％ 以上 与铁 、 结 １９ 该 Ｏ 锰 合 ， 成难 以用选 矿 方法 回收 的结 合铜 。 形 对于 这种 低 品位 硫 化 铜 矿 ， 用 湿 法 冶 金 工 艺 处 理 较 为 合 采 适ｎ 。 Ｏ ６ 年代 ， 国外开始研 究氧压酸浸法 ，０ ８ 年代 应用于锌精矿的处理 ， 生产出电积锌。 。 氧压酸浸 法 的金 属 回收率 高 ， 避免 二 氧化 硫 的 污染 ， 资 比 可 投 焙烧——浸 出—— 电积经典流程 降低 ２ ， 且可 ５ 并 处 理 低 品位 精 矿 及 复杂 矿 ， 综 合 开 发这 一 资 源 是 的途径 之 一 。 针对 内蒙古 自治区难选铜锌铅复杂硫化矿 ， 采 用 氧 压 催 化 酸 浸 法 ， 过 催 化 剂 —— 纯 氧 —— 硫 酸 通 搅 拌 式 密 闭反 应 器 浸 出 Ｃｕ ， 而 制 取 海 绵 铜 的新 抖 进 工 艺 。 方法 的特 点是 工艺 简 单 、 本 投入 少 、 效快 ， 见 生
产 出 的海 绵 铜含 铜 量在 ８ 以上 。 Ｏ
Ｈ２ ＳＯ４ Ｈ Ｎ０３
铁为主 ， 原铜伴生金、 银。
表１ 原 矿 化 学 组 成
元素
Ａ Ａ Ｃ Ｆ Ｓ ２ Ｃ Ｏ Ｍｇ Ａ ２３ ｕ ｇ ｕ ｅ ｉ ａ Ｏ Ｉ ０ ０
含量／ ０ １ ３４ １． ７３ ７ ３ ． １６ １． Ａ ｏ ．４ ． １９ １． １． ０９ ． ８ １
Ｃ Ｆ Ｓ ＋Ｈ。Ｏ４ １ ／ Ｏ２ １ Ｈ２ — Ｃ Ｓ ＋ ｕ ｅ２ Ｓ ＋ １４ ＋ ２ Ｏ ｕ Ｏ４
Ｆ （ ｅ ＯＨ） ＋ ２ 。 Ｓ
Ｆｅ ２ Ｈ ２ Ｏ ４ １ Ｏ２ Ｆｅ Ｏ４ ２ 。 Ｈ２ Ｓ＋ Ｓ ＋ ２ ＝ Ｓ ＋ Ｓ＋ Ｏ ２ Ｓ＋ ２ ｅ （ Ｏ４ ３ ２ Ｓ ＋ ４ ｅ Ｏ４ ２ 。 Ｃｕ Ｆ ２ Ｓ ） — Ｃｕ Ｏ４ Ｆ Ｓ ＋ Ｓ