專利名稱：難選氧化銅礦氯化浸出法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種難選氧化銅礦氯化浸出法。
目前，國(guó)內(nèi)外在處理難選氧化銅礦石時(shí)，一般采用離析法。例如，國(guó)內(nèi)某銅礦〔1〕含銅0.8～6.0%，物相分析表明，結(jié)合銅占總銅的5.0～40.0%，自由氧化銅占總銅的50.0～80.0%，硫化銅占總銅的9.0～20.0%。該礦采用離析-浮選工藝獲得的銅精礦品位25%以上，選礦回收率達(dá)80%，尾礦品位為0.5～0.7%，銅精礦再送火法系統(tǒng)回收銅。該工藝存在流程長(zhǎng)而復(fù)雜，投資大，銅回收率低，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。在國(guó)外，有用鹽酸-三氯化鐵浸出難選氧化銅礦石的報(bào)導(dǎo)，但鹽酸揮發(fā)性和腐蝕性較強(qiáng)，貯運(yùn)和使用還不如硫酸方便，且鹽酸生產(chǎn)廠家少，價(jià)格較貴，因而在處理含鈣鎂碳酸鹽稍高的礦石時(shí)，生產(chǎn)成本比用硫酸要高得多。
本發(fā)明的目的是提供一種難選氧化銅礦石的氯化浸出法，該法系全濕法，工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，上馬快;銅的浸出速度快，銅浸出率≥97%，從礦石到含Cu80%以上的銅粉產(chǎn)品，銅的回收率≥95%;主要材料為硫酸、廢鐵、空氣，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉;浸出溶液閉路循環(huán)，無(wú)廢水排放，浸出劑的利用率高，浸出渣加入石灰石送渣場(chǎng)堆存，對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染;難選氧化銅礦石用本法處理直接得到銅粉，鐵紅兩個(gè)產(chǎn)品，再用銅粉可以較容易地生產(chǎn)出硫酸銅、硝酸銅、氯化亞銅、氧化銅粉和粗銅等產(chǎn)品。
本發(fā)明中使用的浸出劑是硫酸-三氯化鐵-二價(jià)銅離子溶液。兩價(jià)銅離子在浸出過(guò)程中起催化劑作用;三氯化鐵是一種較好的硫化礦浸出劑，它在水中溶解度大，且穩(wěn)定，在常壓下分解硫化礦時(shí)，硫以元素狀態(tài)析出，三氯化鐵浸出有一定的選擇性，礦石中的黃鐵礦不被浸出;硫酸主要消耗于礦石中鈣、鎂等脈石礦物，硫酸是礦石中氧化銅等氧化礦物的有效浸出劑并確保浸出過(guò)程中Fe3+不水解。
本浸出法最適宜的方法是浸出劑中FeCl3/CuFeS2之重量比＞4，Cu2+＞8克/升，硫酸在浸出過(guò)程中，須保證Fe3+不發(fā)生水解;
礦石磨至全部通過(guò)150目篩，且-200目＞80%;
攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分;
浸出液固比3.5∶1;
浸出溫度95～102℃;
浸出時(shí)間2小時(shí)。
在上述條件下處理難選氧化銅礦石，浸出回收率達(dá)97～100%;從礦石到含銅80%以上的銅粉，銅的回收率高達(dá)95～98%。用本法處理難選氧化銅礦比用常規(guī)浮選法提高回收率40～50%，比用常規(guī)酸浸法提高回收率25～40%，比用“離析-浮選-熔煉法”提高回收率20～30%。本浸出法的特殊效果，實(shí)質(zhì)上是多種浸出劑和浸出條件相互協(xié)同效應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)揮。因此，本浸出法特別適用于從結(jié)合銅含量高，氧化率波動(dòng)范圍大，化學(xué)成分復(fù)雜，銅粒子細(xì)小的難選氧化銅礦石中回收銅。
浸出礦漿趁熱過(guò)濾，殘?jiān)?jīng)PH＝1的熱水洗滌干凈后加入一定量石灰中和并送渣場(chǎng)堆存，濾液與洗液合并，送除硅工序。
用牛膠溶液除去溶液中的二氧化硅。按牛膠與溶液中SiO2之重量比1∶10稱取牛膠，溶于80～90℃的熱水中，攪拌半小時(shí)以上至無(wú)塊狀牛膠為止。將含二氧化硅的溶液加熱到70～80℃，在20分鐘內(nèi)將適量牛膠溶液均勻加入溶液中，加完后再繼續(xù)攪拌15分鐘，靜置4小時(shí)，真空過(guò)濾，濾液放入貯液槽中，此溶液可用有機(jī)溶劑萃取-電積法回收其中之銅〔2〕，亦可用廢鐵置換法回收其中之銅。
本發(fā)明采用置換法回收溶液中的銅，因?yàn)橹脫Q法速度快，從礦粉中回收金屬銅只要幾個(gè)小時(shí)，另外是因?yàn)橥顿Y少、電耗低，容易迅速形成生產(chǎn)能力。
廢鐵置換法生產(chǎn)海綿銅的工藝古老而可靠，在此不多敘。
海綿銅粉經(jīng)洗滌、干燥，可用來(lái)生產(chǎn)粗銅、硫酸銅等產(chǎn)品。置換后液經(jīng)濃縮至原浸出液體積的120%，然后在75～85℃的溫度下鼓風(fēng)氧化，壓縮空氣經(jīng)空心軸進(jìn)入透平充氣葉輪，經(jīng)破碎后與溶液中的Fe2+反應(yīng)變?yōu)镕e3+，控制氧化時(shí)間以除去流程中多余的鐵，鐵紅經(jīng)洗滌，焙燒，粉碎，可作為產(chǎn)品出售。除去多余鐵后的溶液補(bǔ)加硫酸到理論量，繼續(xù)用空氣氧化，一般5～6小時(shí)后亞鐵的氧化率達(dá)85～90%。工業(yè)生產(chǎn)中可用鈦制水力噴射器取代上述空氣氧化過(guò)程，由于空氣與溶液接觸面積成千上萬(wàn)倍增加而加速亞鐵離子的氧化過(guò)程。
在濃縮和氧化等過(guò)程中，由于水份蒸發(fā)會(huì)損失一定量的氯，但一般情況下氯的損失率不超過(guò)3%。本發(fā)明用液氯補(bǔ)充溶液中損失的氯離子，同時(shí)使部分未氧化的Fe2+離子全部氧化成Fe3+。將溶液放入3個(gè)串聯(lián)的密閉鈦制容器中，溶液占容器體積的2/3，在表壓為0.14公斤/厘米2壓力下氯化，只須5～10分鐘，即可將第一級(jí)容器中的2升溶液中剩余Fe2+全部變?yōu)镕e3+，使溶液中FeCl3全部得到再生。
本浸出法工藝流程圖
本浸出法處理含鈣、鎂較高的氧化銅礦時(shí)，硫酸消耗較大，生產(chǎn)成本升高，但由于本法銅的回收率高，且一步獲得兩個(gè)以上的產(chǎn)品，因而有較大的承受能力。例如，處理含銅226%的難選氧化銅礦時(shí)，每噸金屬銅產(chǎn)品耗硫酸高達(dá)100噸，如果產(chǎn)品是粗銅，每噸產(chǎn)品贏利達(dá)2000元以上，如果產(chǎn)品是硫酸銅，則每噸銅量的硫酸銅產(chǎn)品贏利在4000元以上。
本浸出法生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，設(shè)備可土可洋，與“離析-浮選-熔煉法”相比投入少，上馬快，效益高，適應(yīng)性強(qiáng)。
本浸出法可用于從Ni、Co、Zn、Cd、Bi等有色金屬難選氧化礦中回收這些金屬元素，此外，本浸出法稍加調(diào)整可用于處理含鉛、銀等元素礦石和多種有色金屬?gòu)?fù)合礦石。
下面舉出用本發(fā)明處理國(guó)內(nèi)某地難選氧化銅礦石的兩個(gè)實(shí)施例在這兩個(gè)實(shí)施例中所用的試驗(yàn)設(shè)備見(jiàn)表1。
表1<
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本試驗(yàn)的礦石加工委托大冶有色金屬公司質(zhì)量監(jiān)督處試料加工站負(fù)責(zé)進(jìn)行;本試驗(yàn)的化學(xué)分析委托大冶有色金屬公司中心化驗(yàn)室進(jìn)行。
在兩個(gè)實(shí)施例中所采用的某地難選氧化銅礦，屬于玄武巖型銅礦石，銅礦物以輝銅礦、蘭輝銅礦、孔雀石、硅孔雀石、蘭銅礦為主，次為斑銅礦、銅蘭、黃銅礦。脈石礦物有綠泥石、白鈦礦、石英、長(zhǎng)石、沸石、葉綠泥石、方解石、綠簾石、斜
綠泥石、輝石、角閃石。
它的特點(diǎn)是1、礦化極不均勻銅礦物常以條帶狀、細(xì)脈狀、斑染狀、不均勻浸染狀等形式分布于火山碎悄巖的空隙內(nèi)，這個(gè)特點(diǎn)有利于手選富集，手選含Cu2.0%以上的銅礦石的產(chǎn)礦率40%左右，銅回收率為70%左右。
2、礦石的氧化程度高，全礦區(qū)氧化率為32～94%，首采區(qū)氧化率平均為67%。
3、礦石中結(jié)合銅相當(dāng)高，銅的結(jié)合率為10～38%，全礦區(qū)礦石的銅結(jié)合率平均25%。
4、銅礦物嵌布粒度細(xì)，一般為0.1～0.3mm，部分銅的氧化物粒度粗達(dá)0.7mm，細(xì)的為0.02～0.005mm。
實(shí)施例一
本實(shí)施例使用的原礦化學(xué)成分及物相分析見(jiàn)表2，表3。
表2
表3
本實(shí)施例一中的礦粉浸出在2.0升燒杯中進(jìn)行，每次處理礦粉400克，浸出技術(shù)條件按前述“最適宜的技術(shù)條件”，礦漿趁熱過(guò)濾，用PH＝1的溫度70～80℃的熱水洗滌至排出的洗液基本無(wú)色為止，浸出渣烘干稱重，取樣分析，濾液用牛膠溶液除硅后在2.0升燒杯中用廢鐵置換，真空過(guò)濾，用熱水洗凈銅粉，并將銅粉放置于紅外燈泡下干燥得干海綿銅粉，取樣送化學(xué)分析。經(jīng)分析、計(jì)量，浸出渣產(chǎn)率為原礦粉重量的85%，三次浸出渣的渣含銅分別為0.18%、0.122%、微量，浸出回收率分別為96.07%，97.33%，100.00%，三次浸出的平均浸出率為97.80%。海綿銅含銅85.98%，含鐵1.98%，從礦粉到銅粉銅的回收率96.82%。本實(shí)施例一中置換后液的濃縮、氧化、增氯均在自制的3升密閉鈦罐中進(jìn)行，罐壁厚2mm，采用改進(jìn)后的透平充氣葉輪進(jìn)行機(jī)械攪拌，用加氧氣泵經(jīng)空心軸供給空氣，葉輪轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分，在濃縮氧化時(shí)廢氣直接排放，而在增氯時(shí)須將三個(gè)罐串聯(lián)，罐中均裝有2/3體積的待氯化液，氯氣經(jīng)三個(gè)罐串聯(lián)吸收后，尾氣經(jīng)氫氧化鈉液清洗后放空。氧化過(guò)程中產(chǎn)生的鐵紅經(jīng)洗滌、焙燒、磨細(xì)，送化學(xué)分析，含F(xiàn)e54%，含Cu微。
本實(shí)施例二2使用的礦粉化學(xué)成分與物相分析結(jié)果見(jiàn)表4，表5表4<
本實(shí)施例二技術(shù)條件與例一類同，只是溶液閉路循環(huán)五次，五次循環(huán)浸出的渣合并烘干稱重，取樣分析，渣率83%，渣含Cu0.08%，海綿銅含銅78.20%，含F(xiàn)e0.45%，鐵紅含F(xiàn)e52.62%，含Cu微量。經(jīng)計(jì)算，銅的浸出率為97.06%，從礦粉到銅粉銅的回收率為95.12%。
本實(shí)施例一的礦粉作過(guò)稀硫酸高溫浸出試驗(yàn)，銅浸出率73.07%，從礦粉到銅粉銅的回收率達(dá)71.61%。資料〔3〕曾對(duì)與實(shí)施例二成分相似的礦石作過(guò)浮選試驗(yàn)。今將各試驗(yàn)結(jié)果列于表6
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從表6可見(jiàn)，在處理同類難選氧化銅礦時(shí)，本浸出法比浮選法銅的回收率提高〔95.12-(47.01+45.87)÷2〕%＝48.68%;本浸出法比常規(guī)酸浸出法銅回收率提高(96.82-71.61)%＝25.21%。
本發(fā)明《難選氧化銅礦氯化浸出法》由于其獨(dú)特的浸出效率，可以廣泛應(yīng)用于Cu、Zn、Cd、Ni、Co、Bi等有色金屬難選氧化礦的處理，若將浸出劑作適當(dāng)調(diào)整，亦可用于含鋁、銀礦石和多種有色金屬?gòu)?fù)合礦石的處理。
權(quán)利要求
1.一種難選氧化銅礦氯化浸出法，其特征是水浸出法的浸出劑由硫酸、低濃度FeCl3和低濃度兩價(jià)銅離子組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氯化浸出法浸出難選氧化銅礦的方法是①浸出劑中的硫酸須保證浸出過(guò)程中Fe3+不水解，F(xiàn)eCl3/CuFeS2(重量比)＞4(假定礦石中的硫化銅全部以黃銅礦形態(tài)存在)Cu2+濃度＞8克/升;②礦粉粒度，全部通過(guò)150目篩，且-200目＞80%;③浸出溫度95～102℃;④攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分;⑤浸出液固比3.5∶1;⑥浸出時(shí)間2小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述一種難選氧化銅礦氯化浸出法，其特征是浸出劑中三氯化鐵的再生以空氣氧化法為主，以氯氣氧化法為輔，與此同時(shí)溶液中損失的氯得到補(bǔ)充，工業(yè)生產(chǎn)中用鈦制水力噴射器加快Fe2+的氧化過(guò)程。
全文摘要
一種難選氧化銅礦氯化浸出法，浸出劑由硫酸和氯鹽組成。本法特別適用于從結(jié)合銅含量高，氧化率波動(dòng)范圍大，化學(xué)成分復(fù)雜，銅粒子細(xì)小的難選氧化銅礦中回收銅。
文檔編號(hào)C22B3/06GK1075170SQ9210339
公開(kāi)日1993年8月11日 申請(qǐng)日期1992年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月4日
發(fā)明者伍登俊 申請(qǐng)人:伍登俊