CN106282551B - 一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，包括以下步骤，S1：对原矿石进行破碎处理得到细粒级矿，对粗粒级矿进行洗矿分级处理得到泥质矿；S2：将步骤S1得到的细粒级矿和泥质矿送入造粒机；且将预先调制好的由包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及固化剂组成的混合溶液加入到造粒机中，与细粒级矿和泥质矿混合得到矿物颗粒；S3：将步骤S2中由造粒机制备得到的矿物颗粒送到堆场筑堆；S4：筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液；S5：利用收集到的浸出液进行萃取‑反萃‑电积处理得到电积铜，本发明可最终实现充分利用废弃废矿堆资源以及含铜泥质矿资源、低品位矿资源，提高资源综合利用水平。

Description

一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法
[技术领域]
本发明涉及铜矿处理工艺技术领域，尤其涉及一种适合于酸法堆浸和生物堆浸提取金属、效率高，能够最大限度利用废矿资源的泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法。
[背景技术]
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在国民经济发展中起着极其重要的作用。随着国民经济的发展，对铜的需求越来越大，但是铜的资源越来越有限，人们越来越重视含铜废矿堆、难处理泥质矿及低品位矿的利用。由于这些矿大部分含泥多，采用常规湿法堆浸技术存在渗透性差、浸出率低、处理周期长的缺点，因此有必要开发新的工艺，最大限度的将这些废矿资源利用起来。
基于上述问题，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。
[发明内容]
为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种适合于酸法堆浸和生物堆浸提取金属、效率高，能够最大限度利用废矿资源的泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法。
本发明解决技术问题的方案是提供一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，包括以下步骤，
S1：对原矿石进行破碎处理得到细粒级矿，对粗粒级矿进行洗矿分级处理得到泥质矿；
S2：将步骤S1得到的细粒级矿和泥质矿送入造粒机；且将预先调制好的由包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂组成的混合溶液加入到造粒机中，与细粒级矿和泥质矿混合；由造粒机处理得到矿物颗粒；
S3：将步骤S2中由造粒机制备得到的矿物颗粒送到堆场筑堆；
S4：筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液；
S5：利用收集到的浸出液进行萃取-反萃-电积处理得到电积铜。
优选地，所述步骤S1中细粒级矿的粒径不大于3mm。
优选地，所述步骤S2中由造粒机处理得到矿粉颗粒的大小控制为20～30mm。
优选地，所述步骤S2之前，进行粘结剂与固化剂混合溶液的配制，其配制步骤如下，
P1：确定配制混合溶液所需用水量；配制混合溶液所需水用量为单位细粒级矿和泥质矿质量×【(15～18％)-细粒级矿和泥质矿与混合溶液混合前的含水率】；
P2：确定单位细粒级矿和泥质矿造粒所需的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、硫酸和呋喃树脂的用量；
P3：将步骤P1确定出的用水量分成六份分别放置；
P4：将步骤P2确定的呋喃树脂溶于一份水中制备得到固化剂；
P5：选择一份水进行加热处理，并将步骤P2确定出的聚乙烯醇溶于加热后的热水中；
P6：将所述步骤P5中溶于热水中形成溶液的聚乙烯醇溶液再次溶于一份冷水中，搅拌均匀；
P7：将步骤P2确定出的聚丙烯酰胺溶于一份水中，并将融入完全后的聚丙烯酰胺溶液与步骤P6中与冷水混合后得到的聚乙烯醇溶液进行混合；
P8：将步骤P2确定出的硫酸溶于一份水中进行稀释，并将稀释完成后的硫酸溶液加入到所述步骤P7中最终混合得到的溶液中进行混合；
P9：将微生物菌剂溶于一份水中，并将融合完全后的溶液加入到所述步骤P8最后得到的混合溶液中，制备得到粘结剂。
优选地，所述步骤P2中聚乙烯醇、聚丙烯酰胺用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比分别为0.10～0.12％及0.010～0.012％；所述硫酸的用量为20～30g/L；所用微生物菌剂为包括氧化铁硫杆菌(CCM-1)和氧化硫硫杆菌(CCM-2)的专属浸矿微生物；所述呋喃树脂的用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比为0.0008～0.0010％；
且所述微生物菌剂含菌量在粘结剂中不小于1×105个/ml。
优选地，所述步骤S2中，由造粒机制备得到的矿物颗粒的水分质量控制在矿物颗粒总质量的15～18％之间。
优选地，所述P5中加热后的水温温度控制在90℃以上。
优选地，所述步骤S3中，堆场筑堆采用叠加方式进行，堆高为50-100cm之间。
优选地，所述步骤S4中，喷淋作业时使用10～15g/L的硫酸溶液进行间歇喷淋处理，且按照3～4次/天，2h/次的操作方式进行。
优选地，所述喷淋浸出过程中，实时监控浸出液硫酸浓度和铜浓度变化情况，依浓度变化情况调节喷淋液硫酸的浓度和喷淋强度。
与现有技术相比，本发明一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法通过采用特别配制得到的包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂与细粒级矿和泥质矿在造粒机中进行混合，然后通过造粒机制备得到矿物颗粒，后续采用堆场筑堆，筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液，这样的处理方式，使得浸出效率得以显著提升，粘结剂和催化氧化剂能有效增加制粒颗粒的强度和渗透性，加快铜的浸出效率，特别适于含泥量大、易泥化、渗透性差的铜矿处理，且能有效避免传统造粒后喷淋时易发生颗粒破裂，堵塞矿堆渗透通道，造成矿堆的渗透性能下降，影响矿堆浸出效率的现象，并最终实现充分利用废弃废矿堆资源以及含铜泥质矿资源、低品位矿资源，提高资源综合利用水平。
[附图说明]
图1是本发明一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法的工艺流程图。
[具体实施方式]
为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
请参阅图1，本发明一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法1包括以下步骤，
S1：对原矿石进行破碎处理得到细粒级矿，对粗粒级矿进行洗矿分级处理得到泥质矿；
S2：将步骤S1得到的细粒级矿和泥质矿送入造粒机；且将预先调制好的由包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂组成的混合溶液加入到造粒机中，与细粒级矿和泥质矿混合；由造粒机处理得到矿物颗粒；
S3：将步骤S2中由造粒机制备得到的矿物颗粒送到堆场筑堆；
S4：筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液；
S5：利用收集到的浸出液进行萃取-反萃-电积处理得到电积铜。
通过采用特别配制得到的包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂与细粒级矿和泥质矿在造粒机中进行混合，然后通过造粒机制备得到矿物颗粒，后续采用堆场筑堆，筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液，这样的处理方式，使得浸出效率得以显著提升，粘结剂和催化氧化剂能有效增加制粒颗粒的强度和渗透性，加快铜的浸出效率，特别适于含泥量大、易泥化、渗透性差的铜矿处理，且能有效避免传统造粒后喷淋时易发生颗粒破裂，堵塞矿堆渗透通道，造成矿堆的渗透性能下降，影响矿堆浸出效率的现象，并最终实现充分利用废弃废矿堆资源以及含铜泥质矿资源、低品位矿资源，提高资源综合利用水平。
本发明造粒所用的聚乙烯醇是一种高分子聚合物，能够对泥质矿起较好的粘结作用，聚丙稀酰胺是一种高分子絮凝剂产品，能够吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使矿物颗粒内部变得疏松多孔。实际生产加工过程中，催化氧化剂与聚丙烯酰胺和聚乙烯醇相互作用，不仅能进一步促进矿粉颗粒内部形成一种疏松多孔海绵状构造的骨架，使矿粉颗粒内部形成大量永久性的微孔结构，显著增加颗粒强度同时，而且相比传统工艺方法可以大大减少粘结剂组分用量。
优选地，所述步骤S1中细粒级矿的粒径不大于3mm。
优选地，所述步骤S2中由造粒机处理得到矿粉颗粒的大小控制为20～30mm。
优选地，所述步骤S2之前，进行粘结剂与固化剂混合溶液的配制，其配制步骤如下，
P1：确定配制混合溶液所需用水量；配制混合溶液所需水用量为单位细粒级矿和泥质矿质量×【(15～18％)-细粒级矿和泥质矿与混合溶液混合前的含水率】；
P2：确定单位细粒级矿和泥质矿造粒所需的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、硫酸和呋喃树脂的用量；
P3：将步骤P1确定出的用水量分成六份分别放置；
P4：将步骤P2确定的呋喃树脂溶于一份水中制备得到固化剂；
P5：选择一份水进行加热处理，并将步骤P2确定出的聚乙烯醇溶于加热后的热水中；
P6：将所述步骤P5中溶于热水中形成溶液的聚乙烯醇溶液再次溶于一份冷水中，搅拌均匀；
P7：将步骤P2确定出的聚丙烯酰胺溶于一份水中，并将融入完全后的聚丙烯酰胺溶液与步骤P6中与冷水混合后得到的聚乙烯醇溶液进行混合；
P8：将步骤P2确定出的硫酸溶于一份水中进行稀释，并将稀释完成后的硫酸溶液加入到所述步骤P7中最终混合得到的溶液中进行混合；
P9：将微生物菌剂溶于一份水中，并将融合完全后的溶液加入到所述步骤P8最后得到的混合溶液中，制备得到粘结剂。
优选地，所述步骤P2中聚乙烯醇、聚丙烯酰胺用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比分别为0.10～0.12％及0.010～0.012％；所述硫酸的用量为20～30g/L；所用微生物菌剂为包括氧化铁硫杆菌(CCM-1)和氧化硫硫杆菌(CCM-2)的专属浸矿微生物；所述呋喃树脂的用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比为0.0008～0.0010％；
且所述微生物菌剂含菌量在粘结剂中不小于1×105个/ml。
优选地，所述步骤S2中，由造粒机制备得到的矿物颗粒的水分质量控制在矿物颗粒总质量的15～18％之间。
优选地，所述P5中加热后的水温温度控制在90℃以上。
优选地，所述步骤S3中，堆场筑堆采用叠加方式进行，堆高为50-100cm之间。
优选地，所述步骤S4中，喷淋作业时使用10～15g/L的硫酸溶液进行间歇喷淋处理，且按照3～4次/天，2h/次的操作方式进行。
优选地，所述喷淋浸出过程中，实时监控浸出液硫酸浓度和铜浓度变化情况，依浓度变化情况调节喷淋液硫酸的浓度和喷淋强度。
本发明的另一个优势在于，所述粘结剂中同时加入有硫酸和专属微生物菌剂，直接用于矿粉造粒，不仅能显著促进矿物颗粒的化学熟化和生物熟化，而且在后续的喷淋堆浸时，能促进矿物颗粒的生物浸出和化学浸出反应速度，并提高铜元素浸出率，加快堆浸效率或效果。
铜元素主要是氯铜矿和孔雀石等氧化铜形式存在，存在少量的辉铜矿、斑铜矿等硫化铜矿，其中泥质含量超过25wt％。该铜矿矿物铜元素品位低、泥质含量高，只能进行造粒堆浸工艺处理。然而，传统的造粒工艺矿物颗粒强度低、渗透性差、浸出慢，难以获得良好的技术指标。
实际生产加工过程中，通过将泥质或低品位矿石、废矿渣进行破碎、过筛处理，选取不大于3mm的筛下物或粗粒级矿石洗矿分级后的泥质矿物用于造粒。矿物自身含水率8％。配制粘结剂。造粒后矿物颗粒含水率控制在18％，以此计算出单位(100t)矿物造粒所需用水量为10t。将0.12t聚乙烯醇溶于适量90度以上热水中，再与冷水混合均匀，配制成聚乙烯醇溶液。将0.012t的聚丙烯酰胺溶于适量水中，然后加入到上述聚乙烯醇溶液中。将300kg浓硫酸用适量水稀释后，加入到上述溶液中。将10L含菌量为1.0×108个/ml的微生物菌剂稀释到余水中混匀，然后与上述溶液混合后配制成粘结剂溶液。将1.0kg氧化催化剂溶于上述粘结剂溶液，并搅拌均匀，即刻加入到单位(100t)矿粉调浆后在造粒机中混拌造粒。矿粉制粒后颗粒成粒率达到93％、矿粉颗粒水分含量≈18％、矿粉颗粒大小在20～30mm。将造粒后的矿物颗粒送到堆场筑堆，堆高80cm。然后使用15g/L的硫酸溶液进行喷淋作业，4次/天，2h/次。实时监控浸出液硫酸浓度和铜浓度变化情况，依浓度变化情况调节喷淋液硫酸的浓度和喷淋强度。将浸出液通过萃取-反萃-电积工序后得到电积铜产品，萃余液可返回到堆场继续喷淋。
与现有技术相比，本发明一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法1通过采用特别配制得到的包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂与细粒级矿和泥质矿在造粒机中进行混合，然后通过造粒机制备得到矿物颗粒，后续采用堆场筑堆，筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液，这样的处理方式，使得浸出效率得以显著提升，粘结剂和催化氧化剂能有效增加制粒颗粒的强度和渗透性，加快铜的浸出效率，特别适于含泥量大、易泥化、渗透性差的铜矿处理，且能有效避免传统造粒后喷淋时易发生颗粒破裂，堵塞矿堆渗透通道，造成矿堆的渗透性能下降，影响矿堆浸出效率的现象，并最终实现充分利用废弃废矿堆资源以及含铜泥质矿资源、低品位矿资源，提高资源综合利用水平。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1：对原矿石进行破碎处理得到细粒级矿，对粗粒级矿进行洗矿分级处理得到泥质矿；
S2:进行粘结剂与固化剂混合溶液的配制，其配制步骤如下，
P1：确定配制混合溶液所需用水量；配制混合溶液所需水用量为单位细粒级矿和泥质矿质量×【(15～18％)-细粒级矿和泥质矿与混合溶液混合前的含水率】；
P2：确定单位细粒级矿和泥质矿造粒所需的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、硫酸、微生物菌剂和呋喃树脂的用量；该聚乙烯醇、聚丙烯酰胺用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比分别为0.10～0.12％及0.010～0.012％；硫酸的用量为20～30g/L；所述呋喃树脂的用量与细粒级矿和泥质矿矿粉质量的百分比为0.0008～0.0010％；且所述微生物菌剂含菌量在粘结剂中不小于1×105个/ml；
P3：将步骤P1确定出的用水量分成六份分别放置；
P4：将步骤P2确定的呋喃树脂溶于一份水中制备得到固化剂；
P5：选择一份水进行加热处理，并将步骤P2确定出的聚乙烯醇溶于加热后的热水中；
P6：将所述步骤P5中溶于热水中形成溶液的聚乙烯醇溶液再次溶于一份冷水中，搅拌均匀；
P7：将步骤P2确定出的聚丙烯酰胺溶于一份水中，并将融入完全后的聚丙烯酰胺溶液与步骤P6中与冷水混合后得到的聚乙烯醇溶液进行混合；
P8：将步骤P2确定出的硫酸溶于一份水中进行稀释，并将稀释完成后的硫酸溶液加入到所述步骤P7中最终混合得到的溶液中进行混合；
P9：将微生物菌剂溶于一份水中，并将融合完全后的溶液加入到所述步骤P8最后得到的混合溶液中，制备得到粘结剂；
S3：将步骤S1得到的细粒级矿和泥质矿送入造粒机；且将步骤S2调制好的包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、水、硫酸和微生物菌剂的粘结剂以及包含呋喃树脂的固化剂组成的混合溶液加入到造粒机中，与细粒级矿和泥质矿混合；由造粒机处理得到矿物颗粒；
S4：将步骤S3中由造粒机制备得到的矿物颗粒送到堆场筑堆；
S5：筑堆完成后按湿法堆浸技术进行喷淋作业得到浸出液；
S6：利用收集到的浸出液进行萃取-反萃-电积处理得到电积铜。
2.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤S1中细粒级矿的粒径不大于3mm。
3.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤S3中由造粒机处理得到矿粉颗粒的大小控制为20～30mm。
4.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤P2中微生物菌剂为包括氧化铁硫杆菌(CCM-1)和氧化硫硫杆菌(CCM-2)的专属浸矿微生物。
5.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤S3中，由造粒机制备得到的矿物颗粒的水分质量控制在矿物颗粒总质量的15～18％之间。
6.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述P5中加热后的水温温度控制在90℃以上。
7.如权利要求1所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤S4中，堆场筑堆采用叠加方式进行，堆高为50-100cm之间。
8.如权利要求1或7所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述步骤S5中，喷淋作业时使用10～15g/L的硫酸溶液进行间歇喷淋处理，且按照3～4次/天，2h/次的操作方式进行。
9.如权利要求8所述的一种泥质和低品位难处理粉矿的造粒堆浸方法，其特征在于：所述喷淋浸出过程中，实时监控浸出液硫酸浓度和铜浓度变化情况，依浓度变化情况调节喷淋液硫酸的浓度和喷淋强度。
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