CN106916946B - 一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺 - Google Patents

一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高硫钴铜矿的处理工艺。本发明的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺主要包括沸腾焙烧、低酸浸出、浮选、高酸浸出、高铜萃取、低铜萃取等工序。本发明高硫钴铜矿沸腾焙烧后钴、铜的硫酸化率均＞85%，钴、铜浸出率均＞98%，浸出渣钴、铜品位＜0.15%、＜0.30%，焙烧过程为自热过程，不需要补充外部能源，能源成本低，且矿沸腾焙烧产生蒸汽可用于加热湿法浸出，高硫钴铜矿沸腾焙烧、浸出、浮选，除加少量浮选药剂外不需要其他辅料，辅料成本低，不会引入氯等有害元素造成设备的腐蚀、铜萃取剂的降解。

Description

一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高硫钴铜矿的处理工艺。
背景技术
现在在应用的处理高硫钴铜矿的方法有高压氧浸法、氯酸盐氧化浸出法、生物浸出法等，但高压浸出法对设备要求高、投资成本高、安全隐患高，氯酸盐氧化浸出法引入氯等有害元素造成设备腐蚀和铜萃取剂降解，生物浸出法浸出周期长，一般应用于低品位的硫化矿浸出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设备要求低、投资小、生产周期短、生产成本低、不引入氯等有害元素的低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺。
为了达到上述目的，本发明的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，包括如下步骤：
1、将高硫钴铜矿输送进沸腾炉进行富氧焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器除尘后，再经炉气净化工序后接触法制酸；
2、沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出工序，浸出液经浓密后，溢流去高铜萃取工序，萃余液返回低酸浸出工序，反萃液经铜电积制得电铜；
3、低酸浸出工序中浸出液的底流去液固分离，渣过滤并用水洗涤后去浮选，浮选精矿返回沸腾炉，浮选尾矿去高酸浸出工序，浸出液经浓密后，溢流返回低酸浸出工序，底流去液固分离，渣过滤并用水洗涤后报废；
4、高酸浸出渣滤液返回低酸浸出工序，低酸浸出渣滤液与低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液混合后送低铜萃取工序，萃余液送钴回收，反萃液经铜电积制得电铜。
作为进一步技术方案，沸腾炉内冷却管产生的蒸汽用于浸出加热。
作为进一步技术方案，高硫钴铜矿输送进沸腾炉时，采用高硫钴铜矿水分＜8%的干法进料，或者采用高硫钴铜矿矿浆浓度50%～70%的湿法进料。
作为进一步技术方案，高硫钴铜矿富氧焙烧时，氧气浓度＞25%，沸腾焙烧温度520℃～720℃，焙烧时间8h～25h，空气流速＞0.2米/秒，风料比0.5～2.5 m³/kg。
作为进一步技术方案，高硫钴铜矿沸腾焙烧烟气经旋风除尘器除尘后氧气浓度5%～15%，二氧化硫浓度5%～12%。
作为进一步技术方案，低酸浸出工序pH控制1～2，浸出温度50℃～90℃，浸出时间1h～5h，液固比3:1～20:1；高酸浸出工序的起始硫酸酸度150g/L～300g/L，浸出温度80℃～95℃，浸出时间1h～3h，液固比1:1～2:1。
作为进一步技术方案，低酸浸出和高酸浸出的浸出液浓密底流含固体45%～65%，洗渣液pH控制5～7。
作为进一步技术方案，低酸浸出的溢流液即高铜萃取料液控制pH 为1～2，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者的混合液即低铜萃取料液控制pH为1.5～2.5、Cu含量≤10g/l、Co含量为 1～10g/l，低铜萃余液控制Cu含量≤0.15g/l。
作为进一步技术方案，低酸浸出渣经立磨机磨矿后去选矿工段，选矿采用浮选工艺回收钴、铜，精矿，尾矿用卧式压滤机或立式压滤机过滤。
作为进一步技术方案，浮选工段选矿药剂为BP、2#油、丁基黄药、戊基黄药、硫化钠、硫酸铵、水玻璃中的一种或者几种，选矿药剂用量0.4kg/t～1.5kg/t，浮选矿浆浓度20%～30%。
本发明具有的有益效果：本发明高硫钴铜矿沸腾焙烧后钴、铜的硫酸化率均＞85%，钴、铜浸出率均＞98%，浸出渣钴、铜品位＜0.15%、＜0.30%。焙烧过程为自热过程，不需要补充外部能源，能源成本低，且矿沸腾焙烧产生蒸汽可用于加热湿法浸出。高硫钴铜矿沸腾焙烧、浸出、浮选，除加少量浮选药剂外不需要其他辅料，辅料成本低，不会引入氯等有害元素造成设备的腐蚀、铜萃取剂的降解。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
含固60%的高硫钴铜矿矿浆（Co7.5%、Cu17.66%、Fe7.55%、S25.33%）以13t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150m³/min，氧气浓度26%，520℃沸腾焙烧，焙烧时间14.5h，空气流速0.23米/秒，风料比1.15m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度8%、二氧化硫浓度5.5%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为2、浸出温度70℃、浸出时间2h、液固比10:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5去立磨机研磨，配成矿浆浓度20%，经二粗二扫三精浮选，丁基黄药加入量0.5kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度150g/L、浸出温度90℃、浸出时间3h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为2、Cu含量为9g/l、Co含量为6g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.15g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为89.7%、94.3%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.15%、0.25%，钴、铜的总浸出率分别为98.6%、99.5%。
实施例2
含固50%的高硫钴铜矿矿浆（Co7.7%、Cu17.32%、Fe8.55%、S26.31%）以14t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度26%，600℃沸腾焙烧，焙烧时间16h，空气流速0.25米/秒，风料比1.29 m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度8.5%、二氧化硫浓度5.14%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为2、浸出温度75℃、浸出时间2h、液固比12:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5去立磨机研磨，配成矿浆浓度22%，经二粗二扫三精浮选，丁基黄药加入量0.5kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度200g/L、浸出温度90℃、浸出时间2h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为2.5、Cu含量为9.5g/l、Co含量为7g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.12g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为91.5%、92.5%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.13%、0.27%，钴、铜的总浸出率分别为98.9%、98.8%。
实施例3
含固70%的高硫钴铜矿矿浆（Co7.6%、Cu16.89%、Fe7.85%、S25.79%）以13t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度26%，680℃沸腾焙烧，焙烧时间12.5h，空气流速0.27米/秒，风料比1m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度7.5%、二氧化硫浓度6.5%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为1.5、浸出温度80℃、浸出时间2h、液固比15:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5去立磨机研磨，配成矿浆浓度25%，经二粗二扫三精浮选，BP加入量0.7kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度200g/L、浸出温度95℃、浸出时间2h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为1.5、Cu含量为7g/l、Co含量为5g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.14g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为93.4%、91.2%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.14%、0.28%，钴、铜的总浸出率分别为99.4%、98.3%。
实施例4
含固60%的高硫钴铜矿矿浆（Co8.1%、Cu18.33%、Fe8.12%、S27.11%）以15t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度28%，720℃沸腾焙烧，焙烧时间12.5h，空气流速0.28米/秒，风料比1 m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度10%、二氧化硫浓度7.44%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为1、浸出温度90℃、浸出时间5h、液固比8:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固60%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5去立磨机研磨，配成矿浆浓度25%，经二粗二扫三精浮选，BP加入量1.0kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度300g/L、浸出温度95℃、浸出时间3h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为2、Cu含量为6g/l、Co含量为4g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.11g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为87.2%、87.5%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.15%、0.29%，钴、铜的总浸出率分别为98.3%、98.1%。
实施例5
高硫钴铜矿水分7.8%的干料（Co7.5%、Cu17.66%、Fe7.55%、S25.33%）以13t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150m³/min，氧气浓度25%，500℃沸腾焙烧，焙烧时间26h，空气流速0.2米/秒，风料比2. 5m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度4%、二氧化硫浓度10%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为3、浸出温度45℃、浸出时间6h、液固比21:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固40%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为8去立磨机研磨，配成矿浆浓度35%，经二粗二扫三精浮选，2#油加入量0.5kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度140g/L、浸出温度98℃、浸出时间4h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为3、Cu含量为9g/l、Co含量为6g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.15g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为88.2%、95.4%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.16%、0.23%，钴、铜的总浸出率分别为98.4%、99.3%。
实施例6
含固80%的高硫钴铜矿矿浆（Co7.7%、Cu17.32%、Fe8.55%、S26.31%）以14t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度26%，750℃沸腾焙烧，焙烧时间7h，空气流速0.25米/秒，风料比0.45 m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度16%、二氧化硫浓度3.5%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为0.8、浸出温度95℃、浸出时间0.5h、液固比2:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固50%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5去立磨机研磨，配成矿浆浓度18%，经二粗二扫三精浮选，硫酸铵加入量1.6kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度320g/L、浸出温度75℃、浸出时间2h、液固比3:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固68%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为4后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为1、Cu含量为11g/l、Co含量为10.5g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.16g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为90.3%、91.8%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.12%、0.28%，钴、铜的总浸出率分别为98.4%、98.5%。
实施例7
含固40%的高硫钴铜矿矿浆（Co7.6%、Cu16.89%、Fe7.85%、S25.79%）以13t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度26%，650℃沸腾焙烧，焙烧时间10.5h，空气流速0.30米/秒，风料比1m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度8.0%、二氧化硫浓度6.0%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为1、浸出温度85℃、浸出时间2.5h、液固比17:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固55%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5.5去立磨机研磨，配成矿浆浓度30%，经二粗二扫三精浮选，硫化钠加入量0.8kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度240g/L、浸出温度90℃、浸出时间2.5h、液固比1.5:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固55%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为6后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为1.8、Cu含量为6.5g/l、Co含量为5.5g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.15g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为93.0%、91.8%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.13%、0.30%，钴、铜的总浸出率分别为99.2%、98.5%。
实施例8
高硫钴铜矿水分9%的干料（Co8.1%、Cu18.33%、Fe8.12%、S27.11%）以15t/h的速度输送进32㎡锥形沸腾炉，鼓富氧空气150 m³/min，氧气浓度27%，700℃沸腾焙烧，焙烧时间12h，空气流速0.26米/秒，风料比1.9 m³/kg；烟气进入旋风除尘器除尘，烟气氧气浓度12%、二氧化硫浓度9%，再经过电除尘器除尘，烟气炉气净化工序后接触法制酸；沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出搅拌槽，浸出pH为1.5、浸出温度85℃、浸出时间6h、液固比10:1，经浓密机浓密后，溢流去高铜萃取，萃余液返回低酸浸出，底流含固60%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为5.5去立磨机研磨，配成矿浆浓度25%，经二粗二扫三精浮选，水玻璃加入量1.0kg/t，精矿返回沸腾炉，尾矿经卧式压滤机过滤后去高酸浸出槽，浸出起始硫酸酸度280g/L、浸出温度90℃、浸出时间3h、液固比1:1，经浓密机浓密后，溢流返回低酸浸出，底流含固55%去卧式压滤机过滤，渣洗涤至洗渣液pH为4.5后报废，高酸浸出渣滤液返回低酸浸出，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者混合后控制pH为2、Cu含量为8g/l、Co含量为5g/l去低铜萃取，萃余液控制Cu含量为0.15g/l去钴回收。
经检测钴、铜的硫酸化率分别为88.2%、87.3%，报废的浸出渣中钴、铜品位分别为0.14%、0.28%，钴、铜的总浸出率分别为98.1%、98.0%。

Claims (8)

1.一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将高硫钴铜矿输送进沸腾炉进行富氧焙烧，烟气依次经旋风除尘器、电除尘器除尘后，再经炉气净化工序后接触法制酸；高硫钴铜矿富氧焙烧时，氧气浓度＞25%，沸腾焙烧温度520℃～720℃，焙烧时间8h～25h，空气流速＞0.2米/秒，风料比0.5～2.5 m³/kg；高硫钴铜矿沸腾焙烧烟气经旋风除尘器除尘后氧气浓度5%～15%，二氧化硫浓度5%～12%；
（2）沸腾炉出口焙砂与旋风除尘器和电除尘器产出的烟尘混合，混合物去低酸浸出工序，浸出液经浓密后，溢流去高铜萃取工序，萃余液返回低酸浸出工序，反萃液经铜电积制得电铜；
（3）低酸浸出工序中浸出液经浓密后的底流去液固分离，渣过滤并用水洗涤后去浮选，浮选精矿返回沸腾炉，浮选尾矿去高酸浸出工序，浸出液经浓密后，溢流返回低酸浸出工序，底流去液固分离，渣过滤并用水洗涤后报废；
（4）高酸浸出渣滤液返回低酸浸出工序，低酸浸出渣滤液与低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液混合后送低铜萃取工序，萃余液送钴回收，反萃液经铜电积制得电铜。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：沸腾炉内冷却管产生的蒸汽用于浸出加热。
3.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：高硫钴铜矿输送进沸腾炉时，采用高硫钴铜矿水分＜8%的干法进料，或者采用高硫钴铜矿矿浆浓度50%～70%的湿法进料。
4.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：低酸浸出工序pH控制1～2，浸出温度50℃～90℃，浸出时间1h～5h，液固比3:1～20:1；高酸浸出工序的起始硫酸酸度150g/L～300g/L，浸出温度80℃～95℃，浸出时间1h～3h，液固比1:1～2:1。
5.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：低酸浸出和高酸浸出的浸出液浓密底流含固体45%～65%，洗渣液pH控制5～7。
6.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：低酸浸出的溢流液即高铜萃取料液控制pH 为1～2，低酸浸出渣滤液、低酸浸出洗渣液和高酸浸出洗渣液三者的混合液即低铜萃取料液控制pH为1.5～2.5、Cu含量≤10g/L 、Co含量为1～10g/l，低铜萃余液控制Cu含量≤0.15g/L 。
7.根据权利要求1所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：低酸浸出渣经立磨机磨矿后去选矿工段，选矿采用浮选工艺回收钴、铜，精矿，尾矿用卧式压滤机或立式压滤机过滤。
8.根据权利要求1或7所述的一种低成本高浸出率的高硫钴铜矿处理工艺，其特征在于：浮选工段选矿药剂为BP、2#油、丁基黄药、戊基黄药、硫化钠、硫酸铵、水玻璃中的一种或者几种，选矿药剂用量0.4kg/t～1.5kg/t，浮选矿浆浓度20%～30%。
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