CN104017990B - 一种矿石湿法冶金浸出方法 - Google Patents

Abstract

一种矿石湿法冶金浸出方法，矿石采用机制砂的工艺方法加工成矿砂和浓缩矿浆,矿砂采用堆浸浸出工艺方法进行处理，然后对堆浸完成得到堆浸砂渣用轮式淘砂机进行去除有害残留物的二段洗涤处理，一段加清水和去除剂淘洗，二段加清水漂洗；浓缩矿浆采用搅拌浸出工艺方法进行处理，矿浆送入浓缩设备或过滤设备、沉降设备进行浓缩，矿浆中浓缩分离出的清水返回生产流程使用，浓缩后的浓缩矿浆送入搅拌浸出。本发明矿石中金属综合回收率高、综合生产成本低、矿砂堆浸渗透性好，废水100%循环使用不外排、堆浸尾砂可以生产建设用砂减少尾矿尾渣对土地占用。本发明充分利用了堆浸工艺和搅拌浸出工艺的优点，又克服矿石堆浸工艺和搅拌浸出工艺的不足。

Description

一种矿石湿法冶金浸出方法

技术领域

本发明属于矿石湿法冶金浸出技术领域和制砂技术领域。

背景技术

开采出的矿石采用湿法冶金浸出工艺处理，多数采用堆浸浸出和搅拌浸出工艺。

堆浸是矿物湿法冶金的一种浸出工艺，把经过破碎（或破碎制粒）的矿料送到堆浸场筑堆，布浸出溶剂到矿堆，使浸出溶剂渗透到矿石堆内和矿石颗粒内，浸出溶剂和矿石中的金属矿物发生化学反应生产可溶的金属化合物进入溶液，带有金属化合物的溶液靠重力离开矿石矿堆、再送入后续金属提取工艺。矿石堆浸的粒度一般＜50mm，矿石通过破碎就可以入堆，对于含泥多和容易板结的矿石需要进行制粒、熟化处理再入堆。堆浸优点是工艺简单，能耗低，投资省，可以经济有效的处理低品位矿石，环境污染小。堆浸缺点是浸出时间长，渗透差的矿石矿堆回收率低。矿石堆浸中矿石含泥、含软质岩石容易导致矿堆板结。

搅拌浸出是矿物湿法冶金的一种浸出工艺，是在搅拌浸出槽中，转动的搅拌器使物料在浸出溶剂中处于悬浮状态，浸出溶剂和悬浮的矿石颗粒内金属矿物发生化学反应生产可溶的金属化合物进入溶液，浸出矿浆进行固液分离，分离出带有金属化合物的溶液、再送入后续金属提取工艺。进入搅拌浸出的矿浆中矿粒粒度一般要求小于＜1mm。矿石通过破碎—磨矿处理才能进入搅拌浸出。搅拌浸出优点是浸出时间短，浸出率高，处理含金属品位相对较高的矿石效果好。搅拌浸出的缺点是流程长，需要配置搅拌浸出前的磨矿和搅拌浸出后的固液分离、洗涤，处理中低品位矿石投资大、能耗高、成本高。矿石中的硬质岩碎磨到适合搅拌浸出的粒度能耗、磨矿介质消耗高，粗颗粒的硬岩矿石颗粒在搅拌浸出生产过程中对搅拌槽、搅拌器、泵、管道的磨损很大。

建设用砂有天然砂和机制砂，天然砂是自然生成的，经过人工开采和筛分的粒径＜4.75mm的岩石颗粒，包括河沙、湖砂、山砂和淡化海砂；机制砂是经除土处理，由破碎、筛分制成的粒径＜4.75mm的岩石、矿山尾矿、工业废渣颗粒，俗称人工砂。

机制砂生产工艺：岩石（矿山尾矿、工业废渣颗粒）经过破碎—制砂设备—洗砂设备—砂筛分流程或破碎—制砂 —筛分—洗砂设备流程得到建设用砂和泥浆。泥浆送入浓缩设备或沉降池进行泥水分离，分离出的清水返回制砂生产流程使用，沉淀的泥堆存。

发明内容

本发明是把矿石用机制砂的工艺方法生产成矿砂和浓缩矿浆，矿砂用堆浸工艺处理，浓缩矿浆用搅拌浸出工艺处理的工艺方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种矿石湿法冶金浸出方法，本发明矿石采用机制砂的工艺方法加工成矿砂和浓缩矿浆,矿砂采用堆浸浸出工艺方法进行处理，然后对堆浸完成得到堆浸砂渣用轮式淘砂机进行去除有害残留物的二段洗涤处理，一段加清水和去除剂淘洗，二段加清水漂洗；浓缩矿浆采用搅拌浸出工艺方法进行处理，矿浆送入浓缩设备或过滤设备、沉降设备进行浓缩，矿浆中浓缩分离出的清水返回生产流程使用，浓缩后的浓缩矿浆送入搅拌浸出。

本发明堆浸砂渣洗涤生产建设用砂时添加去除剂，对铜矿、锌矿、镍矿的酸性堆浸砂渣用采用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵、石灰、石灰石粉、水泥中的一种或几种任意组合作为去除剂;对金矿、银矿的碱性堆浸砂渣采用硫酸作为去除剂。去除剂加入量为堆浸砂渣质量的0.00001%至10%。

本发明制砂设备中的矿砂和矿浆颗粒粒度界限可以在0.1mm— 1mm范围选择。

浓缩矿浆采用搅拌浸出工艺方法进行处理，矿浆送入浓缩设备或过滤设备、沉降设备进行浓缩，矿浆中浓缩分离出的清水返回生产流程使用，浓缩后的浓缩矿浆送入搅拌浸出；其中，机制砂的工艺方法为：矿石物料通过破碎—制砂设备—洗砂设备—砂筛分流程或破碎—制砂设备 —筛分—洗砂设备流程得到矿砂和矿浆。

本发明所述矿石为：铜矿或金矿或银矿或铀矿或锌矿或镍矿。

本发明制砂设备采用棒磨机或球磨机或自磨机或半自磨机或立轴式破碎机或、冲击式制砂机或、反击破碎机或、短头圆锥破碎机或、辊式破碎机。洗砂设备可以使用轮式洗砂机、螺旋分级机、旋流器。

矿石中有硬质岩石、软质岩石矿石和矿泥，矿石经过破碎磨矿加工，硬质岩石成砂、软质岩石成泥。矿石物料通过碎磨制砂工艺流程得到矿砂和矿泥。

矿石制砂流程很多，通常采用以下工艺流程：流程1，矿石物料——矿仓——给矿——二段一闭路破碎筛分——粉矿仓——给料机——制砂设备、洗砂设备和筛砂设备闭路系统；流程2，矿石物料——矿仓——给矿——二段一闭路破碎筛分——粉矿仓——给料机——制砂设备、筛砂设备和洗砂设备闭路系统；流程3，矿石物料——矿仓——给矿——一至二开路破碎——粉矿仓——给料机——制砂设备和双层振动筛筛砂设备闭路系统——洗砂设备。

流程1中，矿石倒入矿仓，给矿入二段一闭路破碎筛分得到粒度小于30mm粉矿，粉矿仓矿石通过给料机给入制砂设备，制砂设备排出的物料给入洗砂设备，在洗砂设备中分离出矿粒和矿浆，根据需要调整洗砂设备，矿粒和矿浆颗粒粒度界限可以在1 mm—0.1mm之间选择。矿粒送入筛孔孔径为5mm×5mm筛砂设备，筛上粒度≥5mm的矿块返回制砂设备，筛下粒度＜5mm矿粒为矿砂。

流程2中，矿石倒入矿仓，给矿入二段一闭路破碎筛分得到粒度小于30mm粉矿，粉矿仓矿石通过给料机给入制砂设备，从制砂设备排出的物料给入筛砂设备，筛板筛孔孔径为5mm×5mm，筛上粒度≥5mm的矿块返回制砂设备，粒度＜5mm砂粒和泥水给入洗砂设备。在洗砂设备中分离出矿砂和矿浆，矿砂和矿浆颗粒粒度界限可以在1 mm—0.1mm之间选择。

流程3中，矿石倒入矿仓，给矿入一至二开路破碎得到粒度小于100mm粉矿，粉矿仓矿石通过给料机给入双层振动筛，双层振动筛的上层板筛孔孔径为15mm-50mm、下层筛板筛筛孔孔径为5mm，上层筛板的筛上矿块返到破碎机，下层筛板的筛上矿块送入制砂设备，下层筛板的筛下产物给入洗砂设备。在洗砂设备中分离出矿砂和矿浆，矿砂和矿浆颗粒粒度界限可以在1 mm—0.1mm之间调整。

通过制砂流程得到的矿砂送到矿石堆浸场，按常规堆浸生产工艺浸出提取矿石中有用组分，多数制砂堆浸的浸出尾矿砂，通过去除砂中有害残留物处理和洗涤处理，质量性能符合建设用砂标准，可以作为建设用砂。

通过制砂流程得到的矿浆送入浓密机过滤机等浓缩设备，通过浓缩设备得到清水和浓缩矿浆，清水送回制砂流程使用，浓缩矿浆送到搅拌浸出系统，按常规搅拌浸出生产工艺浸出提取矿石中有用组分。浓缩矿浆的矿浆浓度可以在20%—90%范围内根据生产需要调整控制。

本发明的有益效果是，矿石通过制砂工艺生产出矿砂和矿浆，分别采用矿砂堆浸，矿浆搅拌浸出方法进行处理。本发明矿砂堆浸与常规矿石堆浸工艺相比矿砂平均粒度小、含泥和含软质岩石少，矿砂堆浸中溶液渗透性好、不容易板结，有用矿物浸出速度快、浸出回收率高，浸出生产周期短。本发明的浓缩矿浆搅拌浸出与常规搅拌浸出工艺相比，磨矿、浓缩、洗涤、尾矿库系统较小，投资省，能耗低，可以实现废水平衡、不需要废水处理、没有废水外排。矿砂浸出后的尾砂多数通过除去有害残留物处理和洗涤处理、质量性能能够达到建设用砂标准，实现矿石中金属和岩石的综合利用，创造新价值。本发明矿石制砂堆浸制砂分离出的矿泥搅拌浸出，充分利用了矿石堆浸工艺和搅拌浸出工艺的优点，又克服矿石堆浸工艺和搅拌浸出工艺的不足，本发明在矿物湿法冶金浸出技术领域运用前景广阔。

下面结合说明书附图和实施例进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1是本发明的原则工艺流程图——矿石制砂堆浸矿泥搅拌浸出原则工艺流程图；

图2是氧化铜矿制砂堆浸矿泥搅拌浸出工艺流程图。

具体实施方式

一种矿石湿法冶金浸出方法，矿石采用机制砂的工艺方法加工成矿砂和浓缩矿浆（或称矿泥），矿砂采用堆浸浸出工艺方法进行处理，然后对堆浸完成得到堆浸砂渣进行去除有害残留物洗涤处理：用轮式淘砂机进行的二段洗涤处理，一段加清水和去除剂淘洗，二段加清水漂洗出建设用砂，合并两段产出的泥水进入沉淀池，在沉淀池中泥沉淀、清水返回洗涤使用；浓缩矿浆采用搅拌浸出工艺方法进行处理，矿浆送入浓缩设备或过滤设备、沉降设备进行浓缩，矿浆中浓缩分离出的清水返回生产流程使用，浓缩后的浓缩矿浆送入搅拌浸出；其中，机制砂的工艺方法为：矿石物料通过破碎—制砂设备—洗砂设备—砂筛分流程或破碎—制砂设备 —筛分—洗砂设备流程得到矿砂和矿浆。

本发明所述矿石为：铜矿或金矿或银矿或锌矿或镍矿。

本发明洗砂设备中的矿粒和矿浆颗粒粒度界限可以在1 mm—0.1mm之间选择。

本发明制砂设备采用棒磨机或球磨机或自磨机或半自磨机或立轴式破碎机或、冲击式制砂机或、反击破碎机或、短头圆锥破碎机或、辊式破碎机。洗砂设备可以使用轮式洗砂机、螺旋分级机、旋流器。

矿石放入原矿仓，通过给矿机给入粗碎机，粗碎机出料送入细碎机，细碎机出料送到振动筛筛分，筛上返回细碎机破碎，筛下进入粉矿仓，振动筛筛孔规格可以在10mm*10mm至30mm*30mm之间根据需要选择。

粉矿仓中粉矿用给矿机给矿，送入制砂设备中，制砂设备可以使用立轴式破碎机、冲击式制砂机、反击破碎机、棒磨机、球磨机、自磨机、半自磨机、短头圆锥破碎机、辊式破碎机，矿石通过破碎机和制砂设备，硬质岩石成砂、软质岩石成泥。制砂设备排出物料送入洗砂机，洗砂机可以使用轮式洗砂机、螺旋分级机、旋流器。洗砂机分离出矿砂块矿和矿浆，矿砂块矿送到振动筛筛分，筛板孔设计为5mm*5mm，筛上物料返回制砂设备，筛下矿砂送堆浸生产。矿浆送到矿浆浓缩设备，浓缩矿浆送入搅拌浸出，浓缩出的清水返回洗砂机使用。

矿砂堆浸和浓缩矿浆搅拌浸出-固液分离得到料液，料液进入溶液中金属和有用成分提取工艺流程得到金属或化合物。溶液中金属和有用成分提取工艺流程根据提取物的性质采用萃取、电积、离子交换、沉淀、置换、浓缩、结晶、化合等工艺技术或上述工艺技术的组合。一般情况下溶液中金属和有用成分提取工艺流程中出来的提取尾液，添加浸出剂，返回堆浸和搅拌浸出使用。

矿砂堆浸浸出金属和有用组分完成后的成为堆浸尾砂。堆浸尾砂堆放一年以上，通过洗涤及其它工艺处理，质量性能符合建设用砂标准，作为建设用砂。

实施例：氧化铜矿制砂堆浸矿泥搅拌浸出生产阴极铜

如图2所示，运用本发明处理氧化铜矿的工艺流程图——氧化铜矿制砂堆浸矿泥搅拌浸出生产阴极铜工艺流程。

运用本发明处理云南省楚雄地区滇中某砂岩氧化铜矿，规模为日处理氧化铜矿矿石600吨。

开采出的氧化铜矿石倒入80m³的原矿仓，原矿通过ZSW380*960振动给矿机给入PE600*900颚式破碎机，粗碎出料给入GPH1300B复合圆锥破碎机，圆锥破碎机出料用1号胶带运输机送到1号1yk1545振动筛，振动筛筛孔为15mm*15mm,筛上物料用2号胶带运输机送到圆锥破碎机破碎，筛下粉矿用3号胶带运输机送到300m³粉矿仓。碎矿生产制度是：每日两班16小时生产作业。

粉矿仓中物料用400*600槽式给矿机给料，通过4号胶带运输机输送到2号1yk1860振动筛，振动筛筛孔为5mm*5mm,振动筛上加入返回清水进行湿式筛分，筛上物料用5号胶带运输机送到Φ2700×3600棒磨机，筛下砂浆冲入Φ2m*长9m螺旋分级机洗砂脱泥，分级机分离出矿砂和矿浆。矿砂和矿浆颗粒粒度界限选择在0.3mm：颗粒粒度＞0.3mm进入矿砂、颗粒粒度≤0.3mm进入矿浆。矿砂入矿砂仓，用汽车运输矿砂到铜矿堆浸场筑堆浸出。矿浆进入Φ15米浓密机浓缩，底流浓缩矿浆送搅拌浸出，溢流清水泵送到2号振动筛。制砂生产制度是：每二班16小时生产作业。

送到堆浸场的铜矿砂以1—2万吨作为一个堆浸作业单元，用萃余液补加硫酸为浸出剂，采用喷淋布液方式，喷淋密度在10L/㎡*h—80L/㎡*h之间控制，通过10日—60日浸出，浸出率＞85%，堆浸浸出液送到料液池。

浓缩矿浆连续送到Φ4m*高4m搅拌浸出槽，用萃余液补加硫酸为浸出剂，搅拌浸出时间2-4小时，浸出矿浆进入Φ15米固液分离浓密机和洗涤浓密机分离出搅拌浸出料液和搅拌浸出尾矿矿浆，搅拌浸出料液送到料液池，尾矿矿浆送到防渗尾矿库，矿浆在尾矿库中、泥沉淀、液体作为回水返回搅拌浸出或堆浸使用。搅拌浸出金属回收率大于85%。

料液池中含铜料液送入溶液中铜提取工艺流程：含铜料液——二级萃取——一级反萃——电积得到阴极铜。流程中得到的萃余液返回堆浸和搅拌浸出。

堆浸尾砂通过一年以上堆放，铲运给入1号Φ3m轮式淘沙机，浸泡淘洗，1号淘沙机中加入清水，添加氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵、石灰、石灰石粉、水泥中的一种或几种任意组合作为去除剂中和砂中残留的硫酸和硫酸铜，1号Φ3m轮式淘沙机洗出的砂进入2号Φ3m轮式淘沙机，2号轮式淘沙机加清水淘洗，2号轮式淘沙机生产出的砂经过检测化验，质量符合建设用砂标准，作为建设用砂销售使用。

Claims (3)

1.一种矿石湿法冶金浸出方法，其特征在于，矿石采用机制砂的工艺方法加工成粒度1mm至5.0mm的矿砂和矿粒粒度小于1mm浓缩矿浆；矿砂采用堆浸浸出工艺方法进行处理，然后对堆浸完成得到堆浸砂渣用轮式淘砂机进行去除有害残留物的二段尾砂洗涤处理：一段加清水和砂渣质量0.00001%至10%的去除剂淘洗，二段加清水漂洗，生产出建设用砂；浓缩矿浆采用搅拌浸出工艺方法进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种矿石湿法冶金浸出方法，其特征在于堆浸砂渣洗涤生产建设用砂时添加的去除剂；对铜矿、锌矿、镍矿的酸性堆浸砂渣用采用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵、石灰、石灰石粉、水泥中的一种或几种任意组合作为去除剂;对金矿、银矿的碱性堆浸砂渣采用硫酸作为去除剂。

3.根据权利要求1所述的一种矿石湿法冶金浸出方法，其特征在于，制砂设备中的矿浆颗粒粒度界限在0.1mm—1mm范围选择。