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1、1新疆某铜矿氧化铜矿石浸出小型试验研 究摘 要:针对新疆某铜矿矿石性质特点,分别进行不同方案酸浸小型试验。推荐堆浸工艺进行可行性研究,堆浸铜浸出速度较快,同样粒度情况下铜浸出率较高、耗酸低、铁浸出率也较低,且细泥产生的干扰也小。 关键词:搅拌浸出;槽浸;柱浸;浸出率 Abstract: In view of the Xinjiang some copper mine ore nature characteristic,carries on the different plan acid pickling small experiment separately. The recommendati
2、on piles soaks the craft to conduct the feasibility study,piles soaks the copper leaching speed to be quick,similarly in the granularity situation the copper leaching rate is high,consumes the acid to be low,the hard leaching rate is also low,and the fine clay produces the disturbance is also small.
3、 Key words: agitation leaching;trough soaks;column soaks;leaching rate 新疆某铜矿经过 40 余年生产,硫化铜矿产资源面临枯竭,但矿山顶部及周边尚有大量的、品位较高的氧化铜矿资源。为了尽可能地回收铜资源,延长矿山寿命,首先进行了氧化铜矿硫化浮选回收铜小型试验研究,但由于该矿风化严重,含铁、含泥高,试验结果为浮选指标低,工艺与药剂制度复杂,不适宜进行现场工业生产。为此,祁连铜矿将该矿样进行酸浸小型试验,目的是为湿法酸浸厂建设可行性研究提供依据。 1 矿样准备 矿样主要源自祁连铜矿的两个氧化矿主矿体。矿石加工按 11 进行配制,
4、并且按小型试验要求进行样品加工。其矿石加工流程及取样程序见图 1。 2 矿石性质 对配制加工的该矿石样品送中心化验室进行矿石主要元素及物相分析,其结果2见表 1。 根据表 1 数据分析可知,该矿石具有以下特点: 原矿含铜较高 2.845%,氧化率 68.47%,结合率高 33.26%,预计浸出率不会很高。常规来讲,如果非氧化铜(占总铜 31.65%)100%不能够浸出;易浸出的自由氧化铜(占总铜 35.09%)100%能够浸出;不易浸出的结合氧化铜(占总铜 33.26%)50%能够浸出,那么,预计浸出率应该在 51%左右。 原矿含铁很高 21.9%,会消耗一部分酸。 CaO、MgO 含量不高,
5、基本不会影响铜浸出过程。 该矿样泥化程度高,细粒级占的比例大,对浸出会带来不利影响。 3 研磨样震荡浸出试验 研磨样震荡浸出试验的目的是研究该矿石铜的最佳浸出率,以此对比其他浸出方法的效果。试验结果如下: 浸出条件:在 1 000 mL 烧杯中浸出,装矿量 200 g,矿样细度-200 目占 95.8%,浸出液固比 41,使用工业硫酸(密度为 1.83 g/mL,纯度 95%),起始酸度 69.54 g/L,震荡浸出 2 h,放置 16 h 沉清,取样化验,浸出液含铜 3.85 g/L,含铁 6.75 g/L,终止酸度47.09 g/L。 浸出结果:原矿铜品位 2.845%,铁品位 21.9%
6、,其中氧化铜 2.435%,结合氧化铜1.183%,浸出液含铜 3.85 g/L,按液计铜浸出率 54.13%(折氧化铜浸出率 79.06%),吨矿耗硫酸 89.8 kg(按密度为 1.83 g/mL,纯度 95%的工业硫酸计算,以下同),折算吨铜耗硫酸 5.83 t,铁的浸出率 12.33%。 试验结果说明,该矿样在试验室条件下铜的浸出率达到预期效果。矿石中氧化铜中结合率很高,影响铜的浸出率。澄清时间长,给铜、铁的浸出延长了时间,从而3消耗一部分酸,增加了耗酸量。 4 -5 mm 综合样搅拌浸出试验 -5 mm 综合样搅拌浸出试验的目的是研究该矿石在现场生产条件所能达到的最小破碎粒度条件下,
7、铜的最佳浸出率,该种粒级的矿石浸出现场可以采用搅拌浸出或槽(池)浸。 浸出条件:在 1 000 mL 烧杯中浸出,装矿量 150 g,细度-200 目占 11.3%,液固比41,使用工业硫酸(密度为 1.83 g/mL,纯度 95%),起始酸度 52.16 g/L,机械搅拌浸出2 h,放置 2 h 沉清,取样化验,浸出液含铜 3.379 g/L,含铁 0.8 g/L,终止酸度 50.91 g/L。 浸出结果:原矿铜品位 2.845%,铁品位 21.9%,其中氧化铜 2.435%,结合氧化铜1.183%,浸出液含铜 3.379 g/L,按液计铜浸出率 47.51%(折氧化铜浸出率 69.38%)
8、,吨矿耗硫酸 5 kg,折吨铜耗硫酸 0.37 t,铁的浸出率 1.46%。 上述结果说明,该矿石浸出与粒度大小有很大关系,5 mm 的矿样泥化程度低,对浸出有利;铁几乎没浸出,所以酸耗很低。 5 槽浸试验 槽浸试验的目的是研究该矿石在现场一般生产条件两段破碎达到的粒度条件下,铜的最佳浸出率,该种粒级的矿石浸出现场适宜采用槽(池)浸。 试验采用小于 20 mm 的综合样,矿样干量 9.1 kg,用 15 L 塑料桶浸泡,每天搅拌23 次,浸泡两天倒净浸出液,再加液体。 槽浸试验结果见表 2。依据表 2 计算,槽浸吨矿耗酸量 9.68 kg/t 矿,吨铜耗酸为0.87 t/t 铜。耗酸少于柱浸,
9、浸出率明显也低于柱浸。 6 柱浸试验 柱浸试验的目的是研究该矿石在现场一般生产条件两段或一段破碎达到的粒4度条件下,采用堆浸或原地浸出工艺铜的最佳浸出率。 在 120800 mm 的柱中进行柱浸试验。 浸出条件:入柱矿石粒度小于 20 mm,装矿石量为 9.37 kg,装矿高度为 590 mm。喷淋速度 25 ml/min。喷淋 16 h,空闲 8 h,喷淋强度 13 L/h.m2。 柱浸试验结果见表 3。从表 3 可见:全部浸出液混匀化验结果 Cu3.25 g/L,Fe4.48 g/L,H2SO432.53 g/L,表 3 计算的累计加权平均值为 Cu3.43 g/L,Fe4.35 g/L,
10、H2SO431.40 g/L,基本相符。依据表 3 计算,柱浸吨矿耗酸量 40.767 kg/t 矿,吨铜耗酸为 3.09 t/t 铜。说明该矿堆浸耗酸较少,比搅拌浸出耗酸少。 7 结论与建议 (1)该矿石原矿性质较复杂。CaO、MgO 含量不高,其脉石矿物对浸出过程和浸出耗酸影响不大;矿石含铜虽然较高,但氧化率一般,结合率很高,实际浸出率较低;矿石含铁较高(21.9%),不仅增加酸耗量,还会对萃取、电积产生不利影响,也会对矿山环保造成不利影响;矿石泥化程度高,细泥沉淀速度慢,也会对浸出后的液固分离带来困难。 (2)多种方案的试验结果结合该矿石性质分析说明,此次小型试验不同矿样在试验室不同条件
11、下铜的浸出率及其他指标均达到预期效果。理论(矿样-200 目占95.8%)铜浸出率 54.13%;小粒度(矿样粒级-5 mm)搅拌浸出铜浸出率 47.51%;大粒度(矿样粒级-20 mm)槽浸铜浸出率 39.26%;柱浸(代表堆浸)铜浸出率 46.34%。搅拌浸出和柱浸铜浸出率明显高于槽浸,说明空气(有氧)的作用有利于铜的浸出。试5验推荐该矿石浸出工艺为堆浸或小粒度(矿样粒级-5 mm)槽浸,有条件的情况下,槽浸要考虑加强搅拌的频率和强度。 (3)该矿石不适于细粒级浸出(即现场矿石经过破碎球磨后浸出),尤其不适合搅拌浸出。因泥化严重,造成沉淀时间长,液固分离困难,影响浸出效果。在试验过程中,部
12、分微细矿泥可透过滤纸,因此在现场生产中要充分考虑到液固分离的困难。而矿石经过破碎后进行槽浸,则粒度越小,铜浸出率越高,粒度控制在-5 mm,-200 目细粒级占 10%左右浸出效果最佳。 (4)该矿石比较适于堆浸。堆浸铜浸出速度较快,同样粒度情况下铜浸出率较槽浸高、耗酸低、铁浸出率也较低,且细泥产生的干扰也小。 (5)该矿石浸出速度快,两天浸出率达到 25.65%,浸出液含铜第九天就降到 0.91 g/l,12 天降到 0.68 g/l,但铜浸出率低,仅为 46.34%,说明矿石中结合氧化铜较难浸出。(6)该矿石铜浸出时,铁的浸出率也较高,理论(矿样-200 目占 95.8%)浸出液铁含量 6.75 g/L;小粒度(矿样粒级-5 mm)搅拌浸出液铁含量 0.8g/L;大粒度(矿样粒级-20 mm)槽浸液铁含量 1.81 g/L;柱浸(矿样粒级-20 mm)液铁含量 4.35g/L。在现场生产中铜贵液中铁浓度较高(大于 3 g/L)会影响电积效率、增加电耗、影响电铜质量,排放时铜也会受到损失。
