CN103173612A

CN103173612A - 一种氯铜矿的酸法堆浸工艺

Info

Publication number: CN103173612A
Application number: CN2011104394422A
Authority: CN
Inventors: 刘美林; 温建康; 武彪; 刘国梁; 周成英
Original assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明提供一种氯铜矿的酸法堆浸工艺，其步骤为：将氯铜矿矿石经二段破碎后进行筛分，筛上物直接运送到堆场进行酸法堆浸；筛下物进入浓缩机；浓缩机底流在添加粘结剂调浆后进入造粒机与耐酸性碎石载体混合造粒，得到表面覆盖一层氯铜矿的矿物颗粒；将得到的矿物颗粒运送到堆场进行酸法堆浸；在浸出过程中，实时监控浸出液酸浓度和铜浓度变化情况，依据监控数据调节喷淋液酸度和喷淋强度；堆场中经多次循环喷淋后的富铜浸出液通过萃取-反萃-电积工序后得到阴极铜产品，萃余液经除油或除杂工序后返回堆浸工序。本发明提供了一种戈壁滩地区含粘土矿物、易泥化氯铜矿矿石的处理工艺，可以充分利用过去难以利用的氯铜矿资源。

Description

一种氯铜矿的酸法堆浸工艺

技术领域

本发明涉及一种氯铜矿酸法堆浸新工艺，特别是一种从戈壁滩地区氧化程度较大的氯铜矿中浸出提铜的新技术。

背景技术

氯铜矿是一种稀有矿物，作为次生矿物与孔雀石、蓝铜矿和石英伴生于干旱地区铜矿床的氧化带中。氧化后的氯铜矿含泥量大、可溶性强，具有可浮选性等共同特点。

处理氯铜矿矿石的主要方法有浮选法和浸出法。对于戈壁滩地区氧化程度大、品位低的氯铜矿矿石，传统浮选法回收率低、难以解决粉矿矿泥干扰的问题，且选矿相对耗水量大，在戈壁滩干旱少雨的地区经济效益低；搅拌浸出法具有浸出周期短、铜浸出率高等优点，但存在生产成本高、固液分离难等缺陷。因此，有必要开发一种新的氯铜矿提铜工艺，最大限度提取氧化程度大、易泥化氯铜矿矿石中的金属铜，拓展戈壁滩地区可利用的铜资源范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对干旱少雨、蒸发量大的戈壁滩地区产出的氧化程度较大的氯铜矿矿石的浸出提取金属铜的新工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种氯铜矿的酸法堆浸工艺，它包括以下步骤：

a.将氯铜矿矿石经二段破碎后进行筛分，筛上物直接运送到堆场进行酸法堆浸；筛下物进入浓缩机；

b.浓缩机底流在添加粘结剂调浆后进入造粒机与耐酸性碎石载体混合造粒，得到表面覆盖一层氯铜矿的矿物颗粒；

c.将步骤b得到的矿物颗粒运送到堆场进行酸法堆浸；

d.堆场中经多次循环喷淋后的富铜浸出液通过萃取-反萃-电积工序后得到阴极铜产品，萃余液经除油或除杂工序后返回堆浸工序。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，步骤a中，所述筛分可采用高频振动筛分机筛分，所述筛上物粒径大于2mm，所述筛下物的粒径小于2mm；其中，所述的高频筛分，其筛面振动频率50Hz，振幅0～2毫米，振动强度为重力加速度的8～10倍，是一般机械振动筛振动强度的2～3倍

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，步骤b中，所述耐酸性碎石载体为鹅卵石、矿山本身的表外矿或矿山附近的石英类耐酸脉石，碎石载体粒度为10～25mm；所述造粒机可采用圆筒滚动造粒机，制粒过程中水量为氯铜矿矿石重量的15～25wt％。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，步骤b中，所述粘结剂的主要成分为二氧化硅含量＞40wt％的粉煤灰、水泥窑灰、羧甲基纤维素和淀粉的混合物、耐硫酸盐水泥。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，更优选地，步骤b中，所述粘结剂的成分为：水泥窑灰5～15wt％、羧甲基纤维素和淀粉的混合物10～20wt％、耐硫酸盐水泥15～25wt％、余量为二氧化硅含量＞40wt％的粉煤灰。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，所述粘结剂的用量为氯铜矿矿石重量的1～5wt％。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，粘结剂的构成为：粉煤灰占30～40wt％，水泥窑灰占5～15wt％，耐硫酸盐水泥占35～45wt％，羧甲基纤维素和淀粉的混合物占10～20wt％。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，步骤c中，所述的酸法堆浸，其堆高为1.5～4m，在堆浸过程中滴淋和/或喷淋浓度为40～50mol/L的稀硫酸，堆浸时间1～2个月。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，所述滴淋和喷淋交替进行，日问滴淋，夜间喷淋，滴淋强度为5～10L/(m²·h)，喷淋强度为10～15L/(m²·h)。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，对筛下物的造粒堆浸后进行卸堆-筛分回收碎石载体。

如上所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其中优选地，步骤e中，所述富铜浸出液中铜的浓度＞2g/L。

采用上述酸法堆浸工艺，氯铜矿矿石中铜的浸出率＞80wt％。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种戈壁滩地区含粘土矿物、易泥化氯铜矿矿石的处理工艺，具有流程短、投资和运营成本低、操作简单、浸出周期短、铜回收率高等优点，可实现高效、快速回收氯铜矿矿石中的金属铜。本发明提供的处理工艺特别适于处理干旱、少雨、蒸发量大的戈壁滩地区出产的氧化程度大、易泥化、渗透性差的氯铜矿矿石，可以充分利用过去难以利用的氯铜矿资源，以及偏远地区的以氯铜矿为主的铜资源，从而提高矿产资源综合利用水平，降低环境污染，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图

图2为本发明一个具体实施例的工艺流程框图

具体实施方式

如图1的工艺流程框图所示，本发明提供的酸法堆浸工艺，包括以下步骤：

步骤1破碎：将采矿场剥离出来的氯铜矿矿石，进行二段破碎得到最大粒度为50mm的矿石；

步骤2筛分：对步骤1处理后的氯铜矿矿石进行筛分，将粒径小于2mm的细颗粒洗出，筛上物直接进入堆场1筑堆浸出，筛下物进入下一道步骤；

步骤3浓缩：筛分后的细颗粒经浓缩后，浓缩溢流返回筛分系统，浓缩底流进入调浆步骤；

步骤4调浆：浓缩底流在调浆过程中需要添加粘结剂以增加矿物颗粒在碎石载体上的粘附性；

步骤5造粒：调浆后的矿石颗粒进入造粒步骤与预先破碎好的硫酸不溶碎石混合，使得碎石载体上裹覆一薄层氯铜矿矿物颗粒，得到适合酸法堆浸工艺的矿物颗粒，矿物颗粒进入堆场2筑堆浸出；

步骤6堆场底垫与管道铺设：堆场经平整、粘土层、HDPE(高密度聚乙烯，High Density Polyethylene)防水铺垫、矿石缓冲层和浸液收集管道等处理，得到可用于矿石筑堆操作的堆场基底；

步骤7酸法堆浸：将步骤2或步骤5处理后的矿石分别采用后退式筑堆法筑堆，以保证良好的矿石渗透性。筑堆结束后，在堆顶布置滴/喷淋管道和滴/喷淋装置，用稀硫酸进行滴/喷淋操作；滴/喷淋液经堆顶缓慢渗透至堆底，经集液沟到达集液池，再从集液池喷淋到堆顶，实现浸出液循环；

步骤8萃取电积：达到萃取浓度要求的浸出液进入萃取电积系统，最终获得阴极铜产品。当萃取液中有害离子含量过高时，需添加石灰石等试剂进行除杂处理，处理后的溶液返回集液池；

步骤9卸堆筛分：当堆浸操作结束后可进行卸堆-筛分回收碎石载体，清洗后的筛下物进入尾矿库。

以下结合具体实施实例对本发明作进一步说明：

实施例1

国内新疆土屋氧化铜矿位于西部戈壁滩地区，为氯铜矿矿床，该矿床是以氯铜矿和孔雀石为主的氧化铜矿，金属矿物有黄铜矿、斑铜矿，极少量磁铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和辉铜矿等。脉石矿物主要为石英、绢云母/白云母、斜长石、绿帘石、黑云母、钾长石、石膏等。有益金属元素铜以氯铜矿和孔雀石为主的氧化铜形式存在，存在少量的斑铜矿、铜兰和黄铜矿。矿石中矿物组成情况：氯铜矿及孔雀石1wt％，褐铁矿8wt％，粘土矿物20wt％，石英42wt％。

由于矿石中的粘土类易泥化矿物多以及铁矿物含量大，因此无论采用浮选工艺还是重选工艺处理，铜的选别效果都较差，均难以获得良好的技术指标。本实施例中，采用如图2的工艺流程框图所示的方法对该矿石进行处理。

(1)酸法堆浸前期准备工作

如图2所示，矿山开采剥离出来的含铜矿石A经二段鄂式破碎机破碎后得到最大粒度为30mm的矿石产品B。矿石产品B经高频振动筛筛分后，筛上物C直接进入堆场1筑堆浸出，筛下物D进入浓缩机浓缩。浓缩机溢流返回高频振动筛，浓缩机底流E进入搅拌调浆机。

在搅拌调浆机中添加粘结剂调节矿浆粘度，调节后的矿浆进入滚动造粒机与耐酸的碎石载体混合，使得碎石载体表面覆盖一薄层氯铜矿矿物颗粒，得到适合酸法堆浸的矿物颗粒，矿物颗粒进入堆场2筑堆浸出。

在堆场1和堆场2上：在矿石筑堆前，都需要对堆场进行平整夯实和防渗底垫、管道铺设等操作；其中，防渗粘土层厚度不小于150mm，矿石缓冲层厚度不小于900mm。具体铺设顺序为：防渗粘土层-HDPE防水层-细沙层-矿石缓冲层(同时埋设浸液收集管道)-充气管道。

堆场1和堆场2上的矿物都采用后退筑堆法筑堆，即：将矿堆从供矿距离最远处筑起直到达到要求高度后，逐渐向后移动再筑堆，以保持堆场良好的渗透性。

(2)酸法堆浸操作与过程监控

滴/喷淋管道及自动滴/喷淋装置铺设完成后开始滴/喷淋操作，滴/喷淋液为稀硫酸溶液，硫酸浓度为40～50g/L，视矿石酸耗情况确定。滴/喷淋的稀硫酸溶液进入到矿堆的各个部位，并对矿石产生化学溶解作用。同时，滴/喷淋溶液渗透矿堆携带矿石溶解后产生的铜离子，经浸液收集管道回到集液池。对堆场渗出的浸出液进行酸度和铜离子浓度的实时监控，依据监控数据调节滴/喷淋液的酸度和强度。

酸法堆浸期间，堆场2实行连续喷淋制度，堆场1实行定期滴淋和喷淋交替制度，以减少能耗，保证矿石溶解所需的时间。

富含铜离子的浸出液经浸液收集管道回到集液池。当浸出液中金属铜含量达到萃取要求浓度即[Cu]＞2g/L后，即可进入萃取系统；当浸出液中金属铜含量没有达到萃取要求时，则将浸出液调整酸度后返回到堆场再次喷淋。返回喷淋的浸出液在必要时可通过添加硫酸调节pH值，以达到酸法堆浸要求。

为调节戈壁滩堆浸系统的水量平衡，修建水库，以便储存水量供堆浸系统缺水时补给所用。

(3)金属提取

溶液中金属铜的回收工艺采用萃取-反萃取-电积工序，对达到要求浓度的浸出液进行简单的除杂处理，使浸出液达到萃取操作的质量要求。萃取剂采用LIX984N，其体积浓度为5～10％，每吨铜消耗3～3.5kg；稀释剂为260号煤油，其体积浓度为90～95％，每吨铜消耗≤100kg；浸出液经萃取-反萃后得到适宜于电积操作的含铜溶液。萃余液进行脱油操作，减少萃取药剂对堆浸过程的影响。当萃余液中Fe离子含量过高时，需添加石灰石进行中和除铁，处理后的溶液返回集液池。含铜溶液经电积操作获得阴极铜，电积的电流密度为165～180A/m²，电流效率≥95％，电积残液采用了NSH816-4型阴离子交换膜酸扩散渗析器进行酸铁平衡处理，处理后的电积液含铁浓度均在1.36g/L以下；经酸铁平衡处理后返回反萃系统。

Claims

1.一种氯铜矿的酸法堆浸工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

c.将步骤b得到的矿物颗粒运送到堆场进行酸法堆浸；

2.根据权利要求1所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，步骤a中，所述筛分为高频筛分，所述筛上物粒径大于2mm；所述筛下物的粒径小于2mm。

3.根据权利要求1或2所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，步骤b中，所述耐酸性碎石载体为鹅卵石、矿山本身的表外矿或矿山附近的石英类耐酸脉石，碎石载体粒度为10～25mm。

4.根据权利要求1或2所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，步骤b中，所述粘结剂的成分为：水泥窑灰5～15wt％、羧甲基纤维素和淀粉的混合物10～20wt％、耐硫酸盐水泥15～25wt％、余量为二氧化硅含量＞40wt％的粉煤灰。

5.根据权利要求4所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，所述粘结剂的用量为氯铜矿矿石重量的1～5wt％。

6.根据权利要求4所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，粘结剂的构成为：粉煤灰占30～40wt％，水泥窑灰占5～15wt％，耐硫酸盐水泥占35～45wt％，羧甲基纤维素和淀粉的混合物占10～20wt％。

7.根据权利要求1或2所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，步骤c中，所述的酸法堆浸，其堆高为1.5～4m，在堆浸过程中滴淋和/或喷淋浓度为40～50mol/L的稀硫酸，堆浸时间1～2个月。

8.根据权利要求7所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，所述滴淋和喷淋交替进行，日间滴淋，夜间喷淋，滴淋强度为5～10L/(m²·h)，喷淋强度为10～15L/(m²·h)。

9.根据权利要求1或2所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，对筛下物的造粒堆浸后进行卸堆-筛分回收碎石载体。

10.根据权利要求1或2所述的氯铜矿酸法堆浸工艺，其特征在于，步骤e中，所述富铜浸出液中铜的浓度＞2g/L。