CN112760480A - 一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于湿法冶金技术领域，特别涉及一种硫化铜钴精矿的氧压浸出方法。本发明利用石英砂等低硫料作为硫化铜钴精矿中硫含量的调节剂，将配好一定硫含量的精矿通过氧压浸出工艺提取铜、钴、锗等有价金属成分，可快速并有效浸出硫化铜钴精矿，增强铜钴等金属元素的浸出过程稳定性，便于实际生产中温度的控制，在较短的时间内铜与钴的浸出率就可以达到99％以上，有效提高了硫化铜钴精矿氧压浸出效率，保障了产品品质。

Description

一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法
技术领域
本发明属于湿法冶金技术领域，特别涉及一种硫化铜钴精矿的氧压浸出方法。
背景技术
自然界中的铜，绝大多数是以铜矿物化合物存在，铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为高品位铜精矿。自然界中钴多以半生形式存在于硫化矿、砷化矿和氧化矿中，主要的钴矿物为：硫钴矿、纤维柱石、辉砷钴矿、砷钴矿、钴华等。硫化铜钴矿是镍钴湿法冶炼行业常见的原料之一。硫化铜钴精矿原料中含有丰富的铜钴资源，锰镁等杂质含量低，后续处理工艺简单，萃取除杂压力及废水量少，副产品种类少。
现在应用的处理含硫铜钴精矿的方法有氯酸盐氧化浸出法、生物浸出法等。中国专利CN2014100114051.X提出了一种黄铜矿碱熔熔炼预处理-低温加压浸出工艺，其在黄铜矿中加入碱，首先在700-900℃熔炼2-4h，然后将预处理的黄铜矿在硫酸体系下浸出，浸出温度为90-115℃，浸出时间2-4小时，氧分压0.4-0.7MPa，初始硫酸浓度为1.4-1.7mol/L，液固比为(4-6):1，搅拌速度为50-1000r/min。该方法的工艺流程复杂，浸出效率不高。
中国专利CN201510705297.6，提出了一种增强铁氧化菌种浸出黄铜矿的方法，通过培养过程中补加硫酸亚铁以实现高效培养铁氧化菌种，然后通过离心聚集细胞，最后将不含黄钾铁矾的细胞跟黄铜矿一起浸出得到浸出液。该方法虽然可以得到很高的浸出率，但对生物浸出法浸出周期长，一般应用于低品位硫化矿的浸出。
传统氧压浸出工艺方法在通入氧气后，矿石颗粒发生剧烈氧化还原反应，在较短时间内放出大量热量，导致反应釜内局部位置温度快速上升，需适时通入冷凝水降温，造成温度波动，难以实现稳定的温度控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改进传统氧压浸出技术处理硫化铜钴精矿时存在的缺陷，提供一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，增强金属元素浸出速率的稳定性，便于实际生产中进行温度控制，保障产品纯度和浸出率。
为此，本发明的一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其步骤包括：
(1)将硫化铜钴精矿与硫含量低于硫化铜钴精矿的物料进行配矿，配矿后的硫化铜钴精矿中硫含量为10％～20％；
(2)将配矿后的硫化铜钴精矿与水调浆，进行矿浆配制；
(3)将矿浆搅拌均匀后，加入硫酸进行预浸；
(4)将预浸后的矿浆加入高压釜，同时通入氧气，进行氧压浸出；
(5)浸出完成后进行固液分离得到浸出液与浸出渣。
进一步的，步骤(1)中的硫含量低于硫化铜钴精矿的物料为石英砂或硫化铜钴精矿浸出后的超标渣。
进一步的，步骤(2)矿浆配制过程中，控制液固比为(3～10):1，搅拌速度为200～600r/min。
进一步的，步骤(3)预浸温度为30～95℃，搅拌速度为200～600r/min，浸出时间10～60min，预浸终点pH为1～5。
进一步的，步骤(4)氧压浸出温度为180～220℃，搅拌速度为300～700r/min，浸出氧分压为0.2～1Mpa，浸出时间1～4h。
采用本发明方法进行硫化铜钴精矿的氧压浸出处理，利用石英砂等低硫物料作为硫化铜钴精矿中硫含量的调节剂，使得精矿中硫含量控制在一定范围内；相对于配矿前的原料，其中的硫化铜钴矿含量降低，由于反应物减少，使反应没有配矿前剧烈，放热量减少，氧压浸出时反应釜内温度飞升现象得到缓解，便于提高生产过程温度控制稳定性，并且可在较短的时间内达到较高的铜、钴浸出率，与不配矿的工况相比铜钴的最终浸出率提升效果明显。
本发明利用石英砂等低硫料作为硫化铜钴精矿中硫含量的调节剂，将配好一定硫含量的精矿通过氧压浸出工艺提取铜、钴、锗等有价金属成分，可快速并有效浸出硫化铜钴精矿，增强铜钴等金属元素的浸出过程稳定性，便于实际生产中温度的控制，在较短的时间内铜与钴的浸出率就可以达到99％以上，有效提高了硫化铜钴精矿氧压浸出效率，保障了产品品质。
附图说明
图1为本发明的硫化铜钴精矿氧压浸出工艺流程图。
图2为不配矿和配矿控制硫含量18％两种情况下Co浸出率随时间变化趋势。
图3为不配矿和配矿控制硫含量18％两种情况下Cu浸出率随时间变化趋势。
具体实施方式
实施例1
取447.49g硫化铜钴精矿与29.29g石英砂进行配矿，将精矿中硫含量配为20％，将配好的精矿与一定体积的水进行矿浆配制，控制液固比为4:1，加入98％浓硫酸11ml，在90℃、常压、搅拌转速500r/min操作条件下预浸30min，控制预浸终点pH在2.5-3范围；完成预浸的矿浆转移至氧压反应釜内，通入氧气进行氧压浸出，在200℃、氧分压为0.45Mpa、搅拌转速600r/min条件下反应3h后，钴的浸出率达到99.73％，铜的浸出率达到99.36％。
对比例1
取478g硫化铜钴精矿，与一定体积的水进行矿浆配制，控制液固比为4:1，加入98％浓硫酸11ml，在90℃、常压、搅拌转速500r/min操作条件下预浸30min，控制预浸终点pH在2.5-3范围；完成预浸的矿浆转移至氧压反应釜内，通入氧气进行氧压浸出，在200℃、氧分压为0.45Mpa、搅拌转速600r/min条件下反应3h后，Co和Cu的浸出率分别为95.36％和96.92％。
与不用石英砂配矿的工艺方法相比，实施例1的钴和铜的浸出率分别提高了4.58％和2.52％。
实施例2
取402.74g硫化铜钴精矿与72.36g石英砂进行配矿，将精矿中硫含量配为18％，将配好的精矿与一定体积的水进行矿浆配制，控制液固比为4:1，加入98％浓硫酸15ml，在85℃、常压、搅拌速度450r/min条件下预浸40min，控制预浸终点pH在1.5-2范围；将预浸后的矿浆加入高压釜，通入氧气进行氧压浸出，浸出温度为200℃，搅拌速度为550r/min，浸出氧分压为0.45Mpa，浸出时间3h。
对比例2
取402.74g硫化铜钴精矿与一定体积的水进行矿浆配制，控制液固比为4:1，加入98％浓硫酸15ml，在85℃、常压、搅拌速度450r/min条件下预浸40min，控制预浸终点pH在1.5-2范围；将预浸后的矿浆加入高压釜，通入氧气进行氧压浸出，浸出温度为200℃，搅拌速度为550r/min，浸出氧分压为0.45Mpa，浸出时间3h。
记录反应过程中Co和Cu的浸出率变化趋势，实验结果如图2、图3所示，图中表明在控制硫含量18％配矿条件下，反应2h后Co和Cu的浸出率分别达到89.23％和92.19％，而不配矿时在2.5h后Co、Cu浸出率为88.60％、92.73％，才能达到与配矿工况2h后接近的浸出率。采用配矿控硫含工艺方法达到相同浸出率所需时间提高25％以上，生产处理效率提升作用显著。
实施例3
取定量硫化铜钴精矿与石英砂进行配矿，将精矿中硫含量配为16％；将配好的精矿与一定体积的水调浆，进行矿浆配制，控制液固比为4:1，搅拌速度控制为350r/min；将矿浆搅拌均匀后，加入适量硫酸进行预浸，预浸温度为75℃，浸出时间50min，预浸pH为2.20。将预浸后的矿浆加入高压釜，同时通入氧气，进行氧压浸出。浸出温度为200℃，搅拌速度为450r/min，浸出氧分压为0.45Mpa，浸出时间3h。浸出结束后，铜的浸出率达到99.54％，钴的浸出率达到99.79％，与不配矿的参照组实验相比铜、钴浸出率分别提高了2.70％、4.65％。
实施例4
取定量硫化铜钴精矿与硫化铜钴精矿浸出后的超标渣进行配矿，将精矿中硫含量配为14％；将配好的精矿与一定体积的水调浆，进行矿浆配制，控制液固比为4:1，搅拌速度控制为300r/min；将矿浆搅拌均匀后，加入适量硫酸进行预浸；预浸温度为85℃，浸出时间30min，预浸pH为2.01。将预浸后的矿浆加入高压釜，同时通入氧气，进行氧压浸出。浸出温度为200℃，搅拌速度为500r/min，浸出氧分压为0.45Mpa，浸出时间3h。浸出结束后，铜的浸出率达到99.97％，钴的浸出率达到99.82％，与不配矿的参照组实验相比铜、钴浸出率分别提高了3.15％、4.68％。

Claims (5)

1.一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其特征在于：步骤包括：
(1)将硫化铜钴精矿与硫含量低于硫化铜钴精矿的物料进行配矿，配矿后的硫化铜钴精矿中硫含量为10％～20％；
(2)将配矿后的硫化铜钴精矿与水调浆，进行矿浆配制；
(3)将矿浆搅拌均匀后，加入硫酸进行预浸；
(4)将预浸后的矿浆加入高压釜，同时通入氧气，进行氧压浸出；
(5)浸出完成后进行固液分离得到浸出液与浸出渣。
2.根据权利要求1所述的一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其特征在于：步骤(1)中的硫含量低于硫化铜钴精矿的物料为石英砂或硫化铜钴精矿浸出后的超标渣。
3.根据权利要求1所述的一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其特征在于：步骤(2)矿浆配制过程中，控制液固比为(3～10):1，搅拌速度为200～600r/min。
4.根据权利要求1所述的一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其特征在于：步骤(3)预浸温度为30～95℃，搅拌速度为200～600r/min，浸出时间10～60min，预浸终点pH为1～5。
5.根据权利要求1所述的一种提高硫化铜钴精矿氧压浸出效率的方法，其特征在于：步骤(4)氧压浸出温度为180～220℃，搅拌速度为300～700r/min，浸出氧分压为0.2～1Mpa，浸出时间1～4h。
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