CN109943725A - 从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法 - Google Patents

从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法 Download PDF

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黄怀国
陈晓芳
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Abstract

本发明涉及一种从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，它依次进行介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆进行三期介质转换，用矿山碱性废水辅以石灰、氢氧化钠溶液喷淋，控制堆底部流出溶液的pH值大于10.5,得介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣；氰化喷淋浸出：将介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣进行四期氰化喷淋浸出，用氰化钠溶液喷淋，得贵液；氧化破氰回收铜：加入破氰剂进行破氰除铜，将破氰除铜渣浆用浓密沉降固液分离得滤液和产品铜精矿，将溢流和滤液混合后活性炭吸附，得吸附贫液和产品载金炭。它具有投资少、时间短、成本低、最终尾渣的金含量低于0.07g/t，铜总回收率高于35％、可形成工业化生产线，操作简单、适应性强、对环境友好等优点，适于有色金属冶金固体废渣综合回收应用。

Description

从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法
技术领域
本发明涉及一种矿山固体废物综合利用的方法，尤其涉及一种从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，适于有色金属冶金固体废渣综合回收应用。
背景技术
黄金不仅可以作为储备金以维持货币和经济的稳定，同时也广泛应用在计算机、通讯设备、喷气式飞机引擎、电器、集成电路、半导体系统和电子设备等各个领域。我国是全球黄金、铜第一生产和消费大国，但资源自给率不足50％，随着易处理金、铜矿资源殆尽，金、铜资源供需矛盾十分突出。含金铜废弃尾渣大量存在于次生硫化铜矿生物提铜后的尾渣和铜火法冶炼各中间工序的废渣中，如次生硫化铜矿生物堆浸提铜后的废弃尾渣中。这部分废弃尾渣含金为0.15～0.3g/t、含铜为0.03％～0.15％，且这部分废弃尾渣中的铜主要以氰化物易溶铜矿物的形式存在。目前，这种废弃铜矿生物堆浸尾渣并未得到大力开采，主要问题是该类资源处理技术难度大，因为氰化物会降低可溶铜矿物金的回收率，提高氰化物的用量和增加后续废水处理费用,另外，该类资源的吨矿价值较小，若采用传统的金铜分步提取工艺如硫酸浸铜+氰化浸金或焙烧酸浸铜+氰化浸金或生物浸铜+氰化浸金或加压氧化浸铜+氰化浸金处理时，在经济上难以实现有效益的开发，甚至得不偿失。
近年来，国内外学者开始对废弃含金铜尾渣综合利用进行研究探讨，也取得了阶段性的成果，如中国专利CN101812587B公开了“含铜尾渣的湿法浸出方法”，该方法先对含铜尾渣进行碱处理后添加一定浓度铵盐，再根据含铜尾渣粒度的粗细分别进行堆浸和搅拌浸出，得到含有较高铜浓度的浸出液，最后用常规萃取、电积工艺或直接电积回收金属铜，含铵盐溶液返回浸出，但该方法存在投资大、对环境不友好和铜资源未得到综合回收利用等不足；又如中国专利CN103014335B公开了“难处理金精矿与铜冶炼渣联合生物堆浸综合回收金和铜的工艺”，该工艺首先将铜冶炼渣破碎，然后将低品位难处理金精矿裹覆于铜冶炼渣表面，矿粒固化后筑堆，矿堆经酸处理后进行生物堆浸，浸出液循环喷淋，富铜液利用常规萃取、电积工艺回收铜，堆浸渣经体系转型至碱性体系之后进行堆浸氰化提金，浸出液用常规炭吸附工艺回收金，但该工艺存在：在生物堆浸阶段未得到充分浸出的铜蓝或其他氰化易溶的铜矿物，会在氰化浸金时被大量浸出进入贵液中，活性炭吸附时，金、铜会竞争吸附造成金吸附率低、载金炭铜含量高、载金炭解吸—电积效率低和金泥提纯工序繁琐等诸多缺点。
为此研发一种投资少、成本低、适应性强、对环境友好的从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有工艺的不足，提供从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
本发明的一种从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，依次按如下工艺步骤和条件进行：
(1)介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆进行三期介质转换，前期用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋5d～7d；中期先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋4d～6d；后期用质量百分比浓度为1％～5％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定大于10.5,得介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣；
(2)氰化喷淋浸出：将介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣进行四期氰化喷淋浸出，前期用浓度为0.12％～0.15％、pH值为11.0～11.5的氰化钠溶液连续喷淋7d～9d；中期用浓度为0.08％～0.12％、pH值为10.5～11.0的氰化钠溶液连续喷淋20d～25d；后期用浓度为0.04％～0.06％、pH值为9.5～10.0的氰化钠溶液，按喷3h停1h方式喷淋30d～35d；最后期用浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的氰化钠溶液连喷洗堆3～4d，得贵液；
(3)氧化破氰回收铜：先将贵液送自吸空气式机械搅拌桶中，加入破氰剂进行破氰除铜反应30min～60min，然后将破氰除铜渣浆用常规浓密沉降得溢流和底流，将底流用常规固液分离得滤液和产品铜精矿，最后将溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，用常规的活性炭吸附，得吸附贫液和产品载金炭。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
(1)投资少、时间短、成本低，不再需要采矿、破碎和筑堆，具有良好的经济效益和社会效益，同时可以缓解我国金、铜资源短缺的局势。
(2)最终尾渣的金含量低于0.07g/t，铜总回收率高于35％，且回收的铜精矿杂质少，铜含量高达40％以上。
(3)对贵液进行氧化破氰回收铜，消除了氰化物易溶铜矿物对提金产生的不良影响，达到将废物提取金为主，辅以回收铜的总体目的。
(4)本发明可形成工业化生产线，操作简单、适应性强、对环境友好。
说明书所涉及的百分比为质量百分比，废弃铜矿生物堆浸尾渣中金含量为0.15～0.3g/t、含铜为0.03％～0.15％，且废弃铜矿生物堆浸尾渣中的铜主要以铜蓝、斑铜矿、蓝铜矿、蓝辉铜矿中的任一种或多种形式并存。
附图说明
图1是根据本发明提出的一种从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法的浮选工艺流程图。
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，依次按如下工艺步骤和条件进行：
(1)介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆进行三期介质转换，前期用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋5d～7d；中期先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋4d～6d；后期用质量百分比浓度为1％～5％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定大于10.5,得介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣；
(2)氰化喷淋浸出：将介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣进行四期氰化喷淋浸出，前期用浓度为0.12％～0.15％、pH值为11.0～11.5的氰化钠溶液连续喷淋7d～9d；中期用浓度为0.08％～0.12％、pH值为10.5～11.0的氰化钠溶液连续喷淋20d～25d；后期用浓度为0.04％～0.06％、pH值为9.5～10.0的氰化钠溶液，按喷3h停1h方式喷淋30d～35d；最后期用浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的氰化钠溶液连喷洗堆3～4d，得贵液；
(3)氧化破氰回收铜：先将贵液送自吸空气式机械搅拌桶中，加入破氰剂进行破氰除铜反应30min～60min，然后将破氰除铜渣浆用常规浓密沉降得溢流和底流，将底流用常规固液分离得滤液和产品铜精矿，最后将溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，用常规的活性炭吸附，得吸附贫液和产品载金炭。
本发明的工艺可以进一步是：
所述步骤(1)矿山碱性废水为铜浮选尾矿浓密机的溢流、硫浮选尾矿浓密机的溢流、硫化矿碱性浮选尾矿库的上清液中的任一种或其混合。
所述步骤(1)前期喷淋强度为20～25L/m2.h，中期喷淋强度为15～30L/m2.h，后期喷淋强度为10～20L/m2.h。
所述步骤(2)，前期喷淋强度为20～25L/m2.h，中期喷淋强度为15～20L/m2.h，后期喷淋强度为10～15L/m2.h，最后期喷淋强度为10～15L/m2.h。
所述步骤(3)破氰剂为双氧水、次氯酸钠、亚硫酸钠中的任一种或其组合。
所述步骤(3)吸附贫液补加氰化钠后直接返回步骤(2)氰化喷淋浸出循环利用。
下面结合具体实施例对本发明具体实施方式进一步说明。
实施例1
福建某废弃铜矿生物堆浸尾渣，铜主要以铜蓝形式存在，该废弃铜矿生物堆浸尾渣主要元素分析结果见表1。
表1福建某废弃铜矿生物堆浸尾渣多元素分析结果(％)
注：“※”单位为g/t，下同。
从废弃铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，依次包括以下几个步骤。
第一步介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆，第一阶段介质转换用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋5d，喷淋强度为50L/m2.h；第二阶段介质转换是先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋4d，喷淋强度为30L/m2.h；第三阶段介质转换用质量百分比浓度为1％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，喷淋强度为20L/m2.h，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定高于10.5后结束介质转换。
第二步氰化喷淋浸出：经第一步介质转换处理后的废弃铜矿生物堆浸尾渣，氰化喷淋浸出前期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.13％、pH值为11.0～11.5的溶液连续喷淋8d，喷淋强度为22L/m2.h；氰化喷淋浸出中期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.10％、pH值为10.5～11.0的溶液连续喷淋23d，喷淋强度为18L/m2.h；氰化喷淋浸出后期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.05％、pH值为9.5～10.0的溶液，按喷3h停1h方式喷淋33d，喷淋强度为15L/m2.h；最后利用NaCN质量百分比浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的溶液连喷洗堆3d，喷淋强度为12L/m2.h。
第三步贵液破氰回收铜：将第二步氰化喷淋浸出所得贵液送自吸气式机械搅拌桶中，同步向自吸气式机械搅拌桶中加入双氧水进行破氰除铜反应30min，然后将破氰除铜渣浆送浓密机进行浓密沉降得到溢流和底流，底流再采用压滤机固液分离得到高品位铜精矿产品和滤液。
第四步活性吸附金：将第三步所得溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，然后采用常规的活性炭吸附工艺吸附提取金，吸附贫液补加氰化钠后直接返回进行氰化喷淋浸金。
本实施例处理后的尾渣金含量为0.051g/t，铜含量为0.044％；金浸出率为71.67％，铜浸出率为42.11％；金总回收率为70.57％，铜总回收率为38.12％；铜精矿铜含量为54.16％；每吨废弃铜矿生物堆浸尾渣氰化钠耗量为0.367kg。
实施例2
黑龙江某废弃铜矿生物堆浸尾渣，铜主要以铜蓝和硫砷铜矿形式存在，该废弃铜矿生物堆浸尾渣主要元素分析结果见表2。
表2黑龙江某废弃铜矿生物堆浸尾渣多元素分析结果(％)
从废弃铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，依次包括以下几个步骤。
第一步介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆，第一阶段介质转换用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋7d，喷淋强度为30L/m2.h；第二阶段介质转换是先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋6d，喷淋强度为15L/m2.h；第三阶段介质转换用质量百分比浓度为5％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，喷淋强度为10L/m2.h，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定高于10.5后结束介质转换。
第二步氰化喷淋浸出：经第一步介质转换处理后的废弃铜矿生物堆浸尾渣，氰化喷淋浸出前期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.15％、pH值为11.0～11.5的溶液连续喷淋9d，喷淋强度为25L/m2.h；氰化喷淋浸出中期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.12％、pH值为10.5～11.0的溶液连续喷淋25d，喷淋强度为20L/m2.h；氰化喷淋浸出后期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.06％、pH值为9.5～10.0的溶液，按喷3h停1h方式喷淋35d，喷淋强度为15L/m2.h；最后利用NaCN质量百分比浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的溶液连喷洗堆4d，喷淋强度为15L/m2.h。
第三步贵液破氰回收铜：将第二步氰化喷淋浸出所得贵液送自吸气式机械搅拌桶中，同步向自吸气式机械搅拌桶中加入亚硫酸钠进行破氰除铜反应60min，然后将破氰除铜渣浆送浓密机进行浓密沉降得到溢流和底流，底流再采用压滤机固液分离得到高品位铜精矿产品和滤液。
第四步活性吸附金：将第三步所得溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，然后采用常规的活性炭吸附工艺吸附提取金，吸附贫液补加氰化钠后直接返回进行氰化喷淋浸金。
本实施例处理后的尾渣金含量为0.068g/t，铜含量为0.071％；金浸出率为73.85％，铜浸出率为40.83％；金总回收率为72.67％，铜总回收率为37.46％；铜精矿铜含量为48.63％；每吨铜矿生物堆浸尾渣氰化钠耗量为0.436kg。
实施例3
云南某废弃铜矿生物堆浸尾渣，铜主要以铜蓝形式存在，该废弃铜矿生物堆浸尾渣主要元素分析结果见表3。
表3云南某废弃铜矿生物堆浸尾渣多元素分析结果(％)
从废弃铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，依次包括以下几个步骤。
第一步介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆，第一阶段介质转换用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋6d，喷淋强度为40L/m2.h；第二阶段介质转换是先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋56d，喷淋强度为25L/m2.h；第三阶段介质转换用质量百分比浓度为3％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，喷淋强度为15L/m2.h，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定高于10.5后结束介质转换。
第二步氰化喷淋浸出：经第一步介质转换处理后的废弃铜矿生物堆浸尾渣，氰化喷淋浸出前期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.12％、pH值为11.0～11.5的溶液连续喷淋7d，喷淋强度为20L/m2.h；氰化喷淋浸出中期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.08％、pH值为10.5～11.0的溶液连续喷淋20d，喷淋强度为15L/m2.h；氰化喷淋浸出后期时，利用NaCN质量百分比浓度为0.04％、pH值为9.5～10.0的溶液，按喷3h停1h方式喷淋30d，喷淋强度为10L/m2.h；最后利用NaCN质量百分比浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的溶液连喷洗堆4d，喷淋强度为10L/m2.h。
第三步贵液破氰回收铜：将第二步氰化喷淋浸出所得贵液送自吸气式机械搅拌桶中，同步向自吸气式机械搅拌桶中加入次氯酸钠进行破氰除铜反应40min，然后将破氰除铜渣浆送浓密机进行浓密沉降得到溢流和底流，底流再采用压滤机固液分离得到高品位铜精矿产品和滤液。
第四步活性吸附金：将第三步所得溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，然后采用常规的活性炭吸附工艺吸附提取金，吸附贫液补加氰化钠后直接返回进行氰化喷淋浸金。
本实施例处理后的尾渣金含量为0.059g/t，铜含量为0.026％；金浸出率为74.35％，铜浸出率为39.53％；金总回收率为73.23％，铜总回收率为35.71％；铜精矿铜含量为40.33％；每吨铜矿生物堆浸尾渣氰化钠耗量为0.316kg。
上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.从铜矿生物堆浸尾渣中回收金和铜的方法，其特征在于依次按如下工艺步骤和条件进行：
(1)介质转换：废弃铜矿生物堆浸尾渣不卸堆进行三期介质转换，前期用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣连续喷淋5d～7d；中期先在堆面铺撒石灰，然后再用矿山碱性废水对废弃铜矿生物堆浸尾渣按喷3h停1h方式喷淋4d～6d；后期用质量百分比浓度为1％～5％的氢氧化钠溶液按喷12h停12h方式喷淋，当从堆底部流出溶液的pH值能稳定大于10.5,得介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣；
(2)氰化喷淋浸出：将介质转换后的废弃铜矿生物堆浸尾渣进行四期氰化喷淋浸出，前期用浓度为0.12％～0.15％、pH值为11.0～11.5的氰化钠溶液连续喷淋7d～9d；中期用浓度为0.08％～0.12％、pH值为10.5～11.0的氰化钠溶液连续喷淋20d～25d；后期用浓度为0.04％～0.06％、pH值为9.5～10.0的氰化钠溶液，按喷3h停1h方式喷淋30d～35d；最后期用浓度小于0.02％、pH值为9.0～9.5的氰化钠溶液连喷洗堆3～4d，得贵液；
(3)氧化破氰回收铜：先将贵液送自吸空气式机械搅拌桶中，加入破氰剂进行破氰除铜反应30min～60min，然后将破氰除铜渣浆用常规浓密沉降得溢流和底流，将底流用常规固液分离得滤液和产品铜精矿，最后将溢流和滤液混合后送活性炭吸附调节槽，用常规的活性炭吸附，得吸附贫液和产品载金炭。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)矿山碱性废水为铜浮选尾矿浓密机的溢流、硫浮选尾矿浓密机的溢流、硫化矿碱性浮选尾矿库的上清液中的任一种或其混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述步骤(1)前期喷淋强度为20～25L/m2.h，中期喷淋强度为15～30L/m2.h，后期喷淋强度为10～20L/m2.h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)，前期喷淋强度为20～25L/m2.h，中期喷淋强度为15～20L/m2.h，后期喷淋强度为10～15L/m2.h，最后期喷淋强度为10～15L/m2.h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(3)破氰剂为双氧水、次氯酸钠、亚硫酸钠中的任一种或其组合。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征是所述步骤(3)吸附贫液补加氰化钠后直接返回步骤(2)氰化喷淋浸出循环利用。
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