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氨浸铜矿物原料及工艺技术

2019-02-11    来源:    
    浸法处理氧化铜矿石已有很长的前史,它不只适于处理氧化铜矿石,并且还能够处理硫化铜矿石、铜炉渣、尾矿和其他含铜物料。热压浸出和萃取工艺的应用为浸法处理难选氧化铜矿拓荒了新的途径。
    依据浸中发作的首要反响,可将铜矿藏质料分为常压浸、热压浸和复原焙烧-浸等类型。若铜矿藏为次生铜矿,脉石为碳酸盐,可用常压浸。常压浸即可到达适当高的浸出速度,浸出时刻较短,一同制取化学精矿和试剂再生工序适当简略。但常压浸对硫化铜矿藏的溶解不完全。因而,若除次生铜矿藏外,还含有金属铜和原生硫化铜太矿藏,可选用热压浸。若铜呈难浸的硅酸铜或结合铜形状存在,直接浸作用差,宜用复原焙烧-浸法处理。
    以下通过实例,对这几种浸法进行介绍。
    一、热压浸法
    国内某大型氧化铜矿,氧化率为30%~82%,结合率高达10%~47%。首要铜矿藏为孔雀石占80%以上,其次为硅孔雀石和其他氧化铜矿藏,尚含少数的斑铜矿、黄铜矿和微量的天然铜。脉石绝大部分为白云石、绿泥石及黏土矿藏,单个矿体含有很多的碳质和泥质。原矿档次为0.6%~0.8%,铜物相分析成果见表1。
表1  铜物相分析成果





项 目

总 铜

结合氧化铜

游离氧化铜

活性氧化铜

慵懒硫化铜


含量/%
散布率/%

0.619
100.00

0.108
32.00

0.282
45.53

0.109
17.62

0.030
4.85
    现在工厂选用硫化-浮选法得的铜精矿档次仅为8%左右,收回率约为70%,且药剂耗量适当大。很多实验证明,选用直接热压浸法可使这种低档次难选铜矿的浸出率高达90%以上。该矿处理量为100t/d的浸中间实验厂准则流程图如图1所示,它由碎磨、浸出、固液别离和蒸馏4个工序组成。
 

图1  某氧化铜矿热压浸半工业实验准则流程
    矿石破碎后与回来的含铜、二氧化碳和的稀溶液一同磨至55%(-200目),调制成液固比挨近1:1的矿浆,然后进入矿浆吸收塔接连吸收来自热压浸出泊槽、自蒸发器、减压槽和蒸馏釜出气中的二氧化碳和,经补后试剂浓度达NH38.5%~10.2%、CO25.5%~6.6%。随后矿浆经高压泥浆泵送到矿浆加热器加热,之后再进入多层泊槽,在120℃和10.13×105~20.26×105Pa通过空气下进行热压氧化浸,浸出时刻为2.5h。浸出进程的首要反响为:
CuCO3·Cu(OH)2+6NH3+(NH4)2CO3=2Cu(NH3)4CO3+2H2O
2Cu5FeS4+40NH3+2CO2+37/2O2+nH2O=8Cu(NH3)4SO4+2Cu(NH3)4CO3+Fe2O3·nH2O
    从泊槽底部出来的浸出矿浆经自蒸发器、减压槽降温降压、释放出的、二氧化碳和水蒸气回来矿浆吸收塔,降温降压的矿浆用浓缩机进行固液别离和逆流洗刷,弄清液送至蒸馏釜得氧化铜。蒸馏母液进行苛化可得铜含量分为10%的硫酸钙渣,可收回与硫酸根结合的。进程反响为:
Cu(NH3)4CO3=CuO+4NH3+CO2
(NH4)2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2NH3+2H2O
    逆流洗刷得的洗水可回来磨矿作业或吸收塔。此工艺铜浸出率达90%左右,与原浮选流程比较,至取得电铜的铜止,总收回率可进步10%以上。
    浸出法提铜,从原理上来说并不杂乱,在实验室内的单元实验中的确取得了杰出的目标。但要把这一办法作为一种大规划出产的工艺,就需要一套巨大而杂乱的设备,才干完成。100t/d规划的半工业实验标明,存在2个困难,一是不能完成长时刻安稳工作;二是实践出产目标与单耗目标与相应的理论目标相差非常悬殊。
    二、复原焙烧-浸法
    国内某厂选用复原焙烧-浸法处理氧化脉锡矿选厂重选含铜尾矿,铜矿藏首要为呈微粒包裹体或离子状况在于氧化铁中的结合铜,这种结合氧化铜约占总铜的70%,尚有少数的砷钙铜矿和微量的孔雀石、蓝铜矿。脉石首要为方解石,其次为石英。
    从矿石性质可知,该尾矿不宜酸浸或浮选,浮选收回率仅30%左右,选用离析法需耗费很多食盐,且产品需进一步处理。常温常压下直接浸,铜的浸出率小于20%。160℃时热压浸时铜的浸出率为75%左右。若选用复原焙烧-常压浸,铜的浸出率达88%左右,且焙烧可改进锡的可选性,锡的收回率可进步6%~7%。
    焙烧进程为,锡得选含铜尾矿水采水运至浓缩机脱水,底流送回转窑枯燥至含水量小于5%,然后与占矿石重4%的褐煤粉混合在750~850℃条件下回转窑中进行复原焙烧,使矿石大部分结合铜转变为游离氧化铜,少部分被复原成金属铜:
3(CuO·Fe2O3)+C=3CuO+2Fe3O4+CO
3(CuO·Fe2O3)+4CO=3Cu+2Fe3O4+4CO2
    复原焙烧窑为顺流操作。窑尾有几米长的冷却段,焙砂用螺旋运输机送至骤冷槽与回来的贫铜液调成液固比(2~3):1的矿浆,用泵送至机械拌和充气涡轮浸出槽进行浸出。
    浸出分三段进行,每段浸出后进行固液别离,终究进行四级逆流洗刷,固兴别离和逆洗均在浓缩机中进行。浸出温度为45~50℃,浸出剂含65g/L、二氧化碳40g/L,浸出时刻3.5h。洗刷后的底流送选矿收回锡、铁。浸出后的富铜液送蒸沉铜,得铜含量约65%的氧化铜。蒸发作的、二氧化碳气体经冷凝吸收后回来浸出作业。
    三、浸―硫化沉积―浮选法
    浸―硫化沉积―浮选法是在加压浸出进程中,加元素硫(硫粉),在氧化铜矿藏被NH3-CO2溶解后,当即又被沉积为硫化铜。矿浆不通过固液别离而直接进行蒸馏,在收回了NH3和CO2之后,沉积的“人工硫化铜”和矿石华夏有的天然硫化铜同时用惯例浮选法收回,产品为浮选精矿。其准则流程如图2所示。
 

图2  浸―硫化沉积―浮选准则流程图
    与全浸流程比较,该法具有如下长处:
    (一)原矿中的硫化铜矿藏不需要氧化浸出,仍可坚持其天然状况而随后与人工硫化铜同时浮选。这就简化了浸出工序华夏有的氧化进程。
    (二)省去了巨大的固液别离工序。这不只大大简化了流程,削减了设备,避免了固液别离进程中铜和各种试剂的丢失。
    (三)由曩昔的溶液蒸改为矿浆直接蒸,热耗削减,蒸馏塔结疤问题也大为缓解。
    不足之处是终究产品为铜精矿。东川矿务局汤丹氧化铜矿的小型及工业实验标明,关于浸-硫化沉积-浮选法的基本条件是:矿石粒度为55%(-200目),液固比1:1,浸出温度140℃,NH3和CO2浓度分别为5N和2.5N,浸出时刻2~3h,硫量为理论量的半工业实验成果比照状况见表2所示。从表中看出,浸―硫化沉积―浮选工艺的确取昨了突破性发展,铜收回率进步17%,精矿档次为本来一倍半。
表2  汤丹难选氧化铜矿浸-硫化沉积与惯例硫化浮选目标比照





工 艺

原矿档次/%

精矿档次/%

尾矿档次/%

铜收回率/%


浸―硫化沉积―浮选
惯例硫化浮选

0.625
0.595

25.45
10.09

0.062
0.167

90.36
73.09
    四、离析-浮选法
    离析-浮选是将难以用传统的单一浮选处理的矿石(渣)先进行热处理,使其化学组成及物理结构向着有利于浮选的方面发作完全的改变,然后用浮选硫化矿的办法将其有价金属及其矿藏与脉石分隔。
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