CN112522511B

CN112522511B - 排土场废石资源化处置方法

Info

Publication number: CN112522511B
Application number: CN202011239302.6A
Authority: CN
Inventors: 蓝碧波; 巫銮东; 黄怀国; 沈贤德; 谭希发; 王春
Original assignee: Zijin Mining Group Co Ltd
Current assignee: Zijin Mining Group Co Ltd
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2040-11-09
Also published as: CN112522511A

Abstract

本发明涉及一种排土场废石资源化处置方法，依次采用将次生硫化铜废石按铜品位0.05％为界限进行分类堆放、较高品位矿石快速喷淋浸出、低品位废石喷湿布菌‑自然风化浸出、萃取‑电积得到产品铜和萃余液，可排废石喷湿布菌封堆复垦。它具有操作简单、铜回收率高、生产成本低、对环境有好、易工业化等优点，可为国内外排土场废石资源化的提供广阔的空间，适于矿冶行业应用。

Description

排土场废石资源化处置方法

技术领域

本发明涉及一种排土场废石资源化处置方法，适于矿冶行业应用。

背景技术

排土场，尤其是金属矿山的排土场，对其复垦通常先在废石表层覆盖一层黄土，然后再进行复垦。由于自然风化、日晒雨淋，废石中的黄铁矿等金属硫化物会发生氧化，产生矿山酸性废水，酸性废水会对周边的环境和水体造成一定的污染。此外，排土场的废石量大，虽然废石的有价金属含量较低，但是总体的有价金属量大,大量的有价金属未能加以利用，造成了巨大的资源浪费。

针对排土场含铜废石综合利用的问题，江西铜业在上世纪90年代开始进行了废石生物堆浸(李祥人，德兴铜矿堆浸废矿石生产电铜[J]，矿冶，1999年6月)，但是由于废石中的黄铜矿性质较稳定，铜的回收效率较低，生物浸出一年的铜浸出率仅约10％,虽然从废石中回收了铜，但是黄铁矿氧化产生的酸和铁的量仍然很大，且对废水中和成本高，导致最终经济效益差。

次生硫化铜矿的主要成分是辉铜矿，辉铜矿在酸性高铁介质中的浸出分两阶段进行，第一阶段浸出动力学主要受氧化剂Fe³⁺从溶液至矿物表面的扩散控制，其浸出速率与氧化剂Fe³⁺浓度成正比，保持足够高的Fe³⁺浓度即可快速浸出Cu₂S中的第一个铜；辉铜矿的第二阶段浸出受化学反应控制，与温度强烈相关，还与喷淋液中的Fe³⁺浓度弱相关。黄铁矿的氧化动力学受体系的氧化还原电位控制，氧化还原电位低时黄铁矿氧化速率缓慢。

目前，尚未有排土场次生硫化铜废石就地喷淋回收铜的报道。

为此，寻求一种经济效益和环境效益显著的排土场废石资源化处置方法就显得尤为迫切和意义深远。

发明内容

本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种排土场废石资源化处置方法，它既能快速浸出回收次生硫化铜废石中易浸出的铜，又能封堆复垦。

本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：

1.一种排土场废石资源化处置方法，包括如下步骤和工艺条件：

a.废石分类堆放：次生硫化铜废石按铜品位0.05％为界限进行分类，分为铜品位≥0.05％的废石A和铜品位＜0.05％的废石B，并分开堆放；

b.快速浸出：将废石A按每层堆放高度10～30m，利用萃余液进行连续喷淋，喷淋强度20～50L/h·m²，浸出时间20～40天，铜浸出率达到40～50％后，继续覆盖一层废石A，再进行快速浸出，持续得到含铜浸出液；

c.自然风化浸出：先利用萃余液将废石B喷湿布菌，然后进行自然风化浸出，得到含铜浸出液；

d.萃取-电积：将步骤b、c得到的含铜浸出液引流到溶液池，进行常规萃取-电积，得到产品阴极铜和萃余液；

e.封堆复垦：对已经回收铜、到达排土境界的废石，先在边坡表层覆盖一层废水中和渣，调节表层废石的pH值，然后再进行封堆复垦。

说明书中涉及的百分比均为质量百分比。

本发明与现有技术相比具有以下优点或效果：

(1)可从排土场废石中有效回收铜金属，实现了有价资源的综合回收，经济效益好。

(2)生产效率高，充分利用次生硫化铜矿的特性，从废石中快速回收易浸出的铜，然后进行封堆复垦。

(3)环境效益显著，快速回收铜后对到达境界的废石进行封堆复垦，可有效控制废石堆中黄铁矿的氧化，减少酸性废水的产生量，此外充分利用中和渣代替黄土，用于排土场封堆复垦，有效调节了废石堆表面的pH值，在矿山就地实现了固废资源化利用，节约了中和渣堆存场地。

附图说明

图1是根据本发明提出的一种排土场废石资源化处置方法工艺流程图。

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，本发明的一种排土场废石资源化处置方法，包括如下步骤和工艺条件：

本发明的工艺可以进一步是：

所述步骤d的萃余液部分返回步骤b、c作为喷淋液，剩余萃余液用石灰中和至pH 6～9后达标外排。

所述萃余液的硫酸浓度为5～15g/L，铁离子浓度为5～15g/L。

所述的利用萃余液喷湿布菌，是使废石表面吸附上浸矿菌，有助于提高后续自然风化浸出过程的铜浸出率。

下面结合实施例对本发明的方法作进一步说明。

实施例1

某矿山每年产生次生硫化铜矿石1000万吨，其中铜品位>0.05％的较高品位废石600万吨(平均铜品位0.13％)，铜品位<0.05％的较低品位废石400万吨(平均铜品位0.036％)。铜矿物以辉铜矿和铜蓝为主，含少量难浸铜矿物硫砷铜矿等；黄铁矿含量较高(平均含量5.60％)，铜矿物与黄铁矿紧密共生；脉石矿物以石英为主，耗酸脉石含量低。两种废石分开堆放。较高品位的废石每层堆放高度15m，利用萃余液连续喷淋(硫酸浓度～10g/L，铁离子浓度～10g/L)25天，然后再覆盖较高品位废石，继续喷淋浸出铜。较低品位的废石堆放后，先利用萃余液喷湿布菌，然后进行自然风化浸出。对已经回收铜、到达排土境界的废石，先在边坡表层覆盖一层中和渣，调节表层废石的pH值，然后再进行复垦。排土场浸出液引流到溶液池，采用“萃取-电积”工艺生产阴极铜。萃余液返回喷淋，多余的萃余液经过石灰中和后达标外排。较高品位废石铜浸出率45％，较低品位废石铜浸出率10％，铜的综合浸出率为39.55％。黄铁矿氧化率5％。每年回收铜3654吨，开路萃余液中和费用4000万元，综合经济效益1.43亿元。

实施例2

某矿山每年产生次生硫化铜矿石1000万吨，其中铜品位>0.05％的较高品位废石600万吨(平均铜品位0.13％)，铜品位<0.05％的较低品位废石400万吨(平均铜品位0.036％)。铜矿物以辉铜矿和铜蓝为主，含少量难浸铜矿物硫砷铜矿等；黄铁矿含量较高(平均含量5.60％)，铜矿物与黄铁矿紧密共生；脉石矿物以石英为主，耗酸脉石含量低。两种废石分开堆放。较高品位的废石每层堆放高度10m，利用萃余液连续喷淋(硫酸浓度～10g/L，铁离子浓度～10g/L)35天，然后再覆盖较高品位废石，继续喷淋浸出铜。较低品位的废石堆放后，先利用萃余液喷湿布菌，然后进行自然风化浸出。对已经回收铜、到达排土境界的废石，先在边坡表层覆盖一层中和渣，调节表层废石的pH值，然后再进行复垦。排土场浸出液引流到溶液池，采用“萃取-电积”工艺生产阴极铜。萃余液返回喷淋，多余的萃余液经过石灰中和后达标外排。较高品位废石铜浸出率49％，较低品位废石铜浸出率10％，铜的综合浸出率为42.92％。黄铁矿氧化率7％。每年回收铜3966吨，开路萃余液中和费用6500万元，综合经济效益1.33亿元。

对比例

某矿山每年产生次生硫化铜矿石1000万吨，其中铜品位>0.05％的较高品位废石600万吨(平均铜品位0.13％)，铜品位<0.05％的较低品位废石400万吨(平均铜品位0.036％)。铜矿物以辉铜矿和铜蓝为主，含少量难浸铜矿物硫砷铜矿等；黄铁矿含量较高(平均含量5.60％)，铜矿物与黄铁矿紧密共生；脉石矿物以石英为主，耗酸脉石含量低。不同铜品位的废石不进行分类，按照排土顺序进行堆放。排土场产生的酸性废水铜浓度较低，采用石灰中和工艺处理后达标外排。每年的酸性废水中和费用3000万元。综合经济效益-3000万元。

实施例与对比例的技术经济指标对比见表1。

表1实施例与对比例的技术经济指标对比表

如上所述，便可较好地实现本发明。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

1.排土场废石资源化处置的方法，包括如下步骤和工艺条件：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤d的萃余液部分返回步骤b、c作为喷淋液，剩余萃余液用石灰中和至pH 6～9后达标外排。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述萃余液的硫酸浓度为5～15g/L，铁离子浓度为5～15g/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤c利用萃余液喷湿布菌，是使废石表面吸附上浸矿菌，有助于提高后续自然风化浸出过程的铜浸出率。