一种铜矿的强化浸出方法与流程

1.本发明属于金属湿法冶金领域，涉及一种铜矿的强化浸出方法。


背景技术：

2.铜是一种典型的亲硫元素，在自然界中主要形成硫化矿物，只有在强氧化条件下形成氧化物，在还原条件下可形成自然铜。目前，在地壳上已发现铜矿物和含铜矿物约计250多种，主要是硫化物及其类似的化合物和铜的氧化物、自然铜以及铜的硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐类等矿物。其中，能够适合目前选冶条件可作为工业矿物原料的有16种。
3.当前，我国选冶铜矿物原料主要是黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石等。按选冶技术条件，将铜矿石以氧化铜和硫化铜的比例划出三个自然类型。即硫化矿石，含氧化铜小于10％；氧化矿石，含氧化铜大于30％；混合矿石，含氧化铜10％
‑
30％。其中氧化铜又分为自由氧化铜和结合氧化铜。
4.自由氧化铜也称单体氧化铜，它具有游离的表征，能和溶剂、浮选药剂起作用，属易提选矿种类。
5.几乎在所有的铜矿石中，铜的氧化物均有一部分以某种状态嵌布在脉石矿物中，或以机械方式成为脉石矿物的包裹体或以化学方式成为类质同象，或成吸附形的杂质。这部分的铜和脉石结合在一起，因为这样细微分散的氧化铜矿物颗粒表面不能在磨矿时得到破碎成为具有自由表面的颗粒。同时铜浮选是建立在有用矿物单体颗粒表面与浮选药剂作用的热力学基础上进行的。上述各状态的结合氧化铜矿物，由于粒度极细无法使其单体解离，这就是结合氧化铜矿难选的原因之一，属特难提选矿种。
6.结合氧化铜类型：铜矿物与脉石及矿石中的杂质结合，常以三种方式存在。
①
钙镁型结合氧化铜，
②
硅酸盐型结合氧化铜，
③
铁锰型结合氧化铜。三种类型的结合氧化铜的特点是：铜矿物或铜离子极细分散于脉石中或铜与铁及各类脉石呈固溶体或者呈色染体等状态存在。
7.我国铜矿物原料具有以下特点：
8.1)适合选冶生产的铜矿物原料，赋存于多种矿床类型。其中，具有重要开采价值的矿床类型：岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山
‑
沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等等。
9.2)矿石结构构造复杂，嵌布粒度不均，多为不均匀浸染粒度矿石，甚至有不少矿物组合、组构嵌布细微，成分复杂，难选矿石较多。
10.3)矿石化学成分多样，伴生、共生多种有害组分，选冶工艺条件复杂。目前，开发的矿区多数是综合性的铜矿床，共伴生多种有害元素。要求通过综合开采，综合利用，变害为益，变废为宝。
11.现有氧化铜矿的处理方法
12.1)酸浸法：对脉石为硅酸盐性的氧化铜矿物采用酸浸法处理，工艺流程较合理，浸出剂常用硫酸。酸浸法的优点是设备简单，投资少，但浸出周期长，浸出率低，一般只能达到
60％～75％。而且酸浸法有一定的局限性，即对碱性脉石铜矿物授出时酸耗量大，且不经济。
13.2)微生物浸出法：该法主要是利用氧化硫铁杆菌作为浸出剂，把铜矿物中的铜呈硫酸盐的的形式溶解出来，微生物浸出法，特别适用于从含砷量高的含金矿物及砷黝铜矿的冶炼和难富集的铜矿石中提取金属。由于砷其化合物的挥发性，用现有的火法处理这类矿石是极为困难或者实际上是不能进行的，所以微生物浸出法有着它的发展前景，缺点是浸出周期长，回收率不高，一般只能达到60％～70％。
14.3)碱性浸出法：碱浸主要有氨水和铵盐浸出法，氨浸的适应范围较广，因为它不受脉石矿物性质的影响，对于碱性脉石铜矿物的浸出效果好，对于含铁脉石矿物及硅质脉石矿物含泥质多的铜矿石浸出也很适应，但浸出率比酸性浸出要低很多，一般只能达到50％～60％。
15.4)硫化浮选法：硫化浮选工艺，是把化学方法与选矿浮选工艺相结合应用于氧化铜矿处理的有效方法，但针对不同性质的氧化铜矿，效果千差万别，有时回收率极低而无法应用。
16.以上技术方法，都承在回收率低，生产周期长，经济效益差等局限性。
17.随着国民经济的发展，铜的需求量不断增加，铜矿开采的矿石品位也不断下降。对一些低品位、难处理铜矿处理方法的研究也日益深入。低品位铜矿包括难选低品位氧化矿。硫化混合矿、低品位硫化铜矿及含铜废石等铜资源，用传统选冶工艺无法经济地处理回收。因而，研究开发出能经济高效的回收难提选低品位铜矿资源的应用技术有重大意义。


技术实现要素：

18.为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种铜矿的强化浸出方法。针对含硫砷及结合铜的复杂铜矿在浸出过程中，添加具有超强氧化能力的复合催化氧化剂和活化剂，配合酸性浸出剂稀硫酸或碱性浸出剂氨水、氨盐等对铜矿进行浸出。由于催化氧化剂及活化剂的强化氧化作用，在常温、常压下引发砷硫矿物、结合铜矿物在高温、高压下才能发生的化学反应，使复杂难浸铜矿氧化被浸出，并且浸出周期短，浸出率高，从而获得更好的经济效益。
19.所述的一种铜矿的强化浸出方法，复合催化氧化剂分为a、b组分，a组分由过硫酸盐组成，可以是过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种。
20.本发明一种铜矿的强化浸出方法，其特征在于：所述的复合催化氧化剂分为a、b组分，b组分由过氧化物组成：可以是过氧化钠、过氧化钾、过氧化钙、过碳酸钠、过氧尿素、过氧化硼、过氧化钡、双氧水至少一种。
21.本发明一种铜矿的强化浸出方法，所述的催化氧化剂分为a、b组分，其组成比例为：a∶b＝10∶2～3(w/w)。
22.本发明一种铜矿的强化浸出方法，所述的活化剂是：氟化铵、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾、氯酸钠、次氯酸钠、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸、氯胺、二氯胺、氯溴异氰尿酸、溴素、溴化钠、溴酸钠中的至少一种。
23.本发明一种铜矿的强化浸出方法，预处理时每吨矿物复合催化氧化剂添加量在0.5
‑
5公斤。
24.本发明一种铜矿的强化浸出方法，预处理时每吨矿物活化剂添加量在0.2
‑
2公斤。
25.本发明很好的克服了现有技术的不足，能使复杂难提先铜矿的浸出获得较高的浸出回收率，缩短的浸出时间，较高的经济效益。本发明对含硫砷半氧化复杂难提选铜矿的资源化利用具有较大积极意义。
26.过硫酸盐是一类常见氧化剂，在诸多领域已有广泛应用。开始作为干洗漂白剂得以应用；到50年代应用于聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和氯丁橡胶等有机合成中的单体聚合引发剂；70年代被用作印刷电路板及金属表面处理微蚀剂，用于金属表面的清洁。目前，过硫酸盐已被应用在纺织、食品、照相、蓄电池、油脂、石油开采和化妆品等诸多行业。过硫酸盐应用于环境污染治理，则是国外最近发展起来的新领域。过硫酸盐活化成为一类新型的“高级氧化技术”，目前国内该领域尚缺乏相关研究。
27.过硫酸盐在水中电离产生过硫酸根离子其氧化还原电位e0达 2.01v，接近于臭氧e0 2.07v，大于高锰酸根e0 1.68v和过氧化氢e0 1.70v。其分子中含有过氧基(
‑
o
‑
o
‑
)，是一类较强的氧化剂。在活化激发条件下，过氧基(
‑
o
‑
o
‑
)键发生断裂，固可被活化分解为硫酸根自由基及羟基自由基oh
‑
，oh
‑
的氧化还原电位高达2.6～3.1v，具有极强的得电子能力也就是氧化能力，因此可氧化降解水中绝大部分物质。
28.过氧化物，是含有过氧基(
‑
o
‑
o
‑
)的化合物。可看成过氧化氢的衍生物，分子中含有过氧离子是其特征。过氧化物都是强氧化剂，可以和水反应，生成相应的氢氧化物和氧气。过氧化物分为无机过氧化物和有机过氧化物。过氧化物在纺织业，漂白工业里有重要的作用。
29.复杂难提选铜矿，之所以难浸一是矿物中含有一定比例的硫化铜矿，这些硫化矿因含有硫砷，在一般条件下比较难氧化，不能被氧化就不可能被浸出。二是存在一定量的结合氧化铜矿物，这部分结合氧化铜以某种状态嵌布在脉石矿物中，或以机械方式成为脉石矿物的包裹体或以化学方式成为类质同象，或成吸附形的杂质。这部分的铜和脉石结合在一起，因为这样细微分散的氧化铜矿物颗粒表面不能在磨矿时得到破碎成为具有自由表面的颗粒。这类结合氧化铜矿物，由于粒度极细无法使其单体解离，这就是结合氧化铜矿难选的原因之一，属特难提选矿种。
30.本发明通过添加复合催化氧化剂和活化剂配合稀硫酸酸性浸出剂或碱性浸出剂氨水、氨盐等对铜矿在常温常压下进行强化浸出，在复合催化氧化剂和活化剂的强化氧化作用下，硫、砷发生氧化反应，从而将硫、砷从铜矿物中除去。使包裹体氧化解离，使复杂难提选铜矿变得不太难浸。很好的克服了现有技术的不足，使复杂难提选铜矿的浸出获得较好的经济效益。本发明对复杂难提选铜矿的资源化利用具有较大积极意义。
具体实施方式
31.一种铜矿的强化浸出方法具体实施方式可以是堆浸，也可以是搅拌浸出；堆淋：将目标铜矿破碎到一定的粒度上堆，在酸性浸出剂稀硫酸或碱性浸出剂氨水、氨盐等的浸出液中添加复合催化氧化剂0.5
‑
5公斤/吨矿，活化剂0.2
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2公斤/吨矿进行循环喷淋浸出10～30天。浸出富液进行金属还原置换、化学沉淀、萃取电解回收铜。搅拌浸出：将目标铜矿破碎到一定的粒度，进入球磨机磨矿至200目，在加酸性浸出剂稀硫酸或碱性浸出剂氨水、氨盐等的浸出液中添加复合催化氧化剂0.5
‑
5公斤/吨矿，活化剂0.2
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2公斤/吨矿进行搅拌浸出
8
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12小时，固液分离，浸出富液进行金属还原置换、化学沉淀、萃取电解等技术回收铜。实现复杂难提选铜矿的高效回收利用。
32.实施例1
33.贵州兴义某铜矿山混合氧化铜矿，铜品位平均1.6％，砷含量高达1.3％，硫含量1.9％，结合氧化铜含量0.6％，氧化率53％，按常规酸浸的浸出60天浸出率为53.2％。采用本发明在酸性浸出液中按每吨矿物添加复合催化氧化剂1.2公斤，活化剂0.6公斤分别多次加入，浸出液循环喷淋浸出30天。浸出率为83.6％的良好浸出率，且浸出时间缩小了一半。
34.实施例2
35.云南东川某氧化铜矿山，该铜矿山为碱性脉石氧化铜矿，铜品位平均1.2％，结合氧化铜含量0.43％，氧化率87％，按常规碱性氨水 氨盐浸出剂堆淋浸出90天，浸出率为43.2％，浸出成本偏高，几乎无利可图。采用本发明在碱性氨水 氨盐浸出液中按每吨矿物添加复合催化氧化剂0.5公斤，活化剂0.2公斤分别多次加入，浸出液循环喷淋浸出39天。浸出率为73.7％的良好浸出率，且浸出时间缩小了超过一半。取得较好的经济效益。
36.实施例3
37.湖北大冶某铜矿山，氧化铜矿平均品位1.43％，结合氧化铜含量0.68％，氧化率93％，按常规酸浸的浸出45天浸出率为52.3％。采用本发明在酸性浸出液中按每吨矿物添加复合催化氧化剂1.0公斤，活化剂0.5公斤分别多次加入，浸出液循环喷淋浸出30天。浸出率为79.7％的良好浸出率，且浸出时间缩小了15天，取得满意的浸出效果，获得较好的经济效益。
38.实施例4
39.四川乐山某铜矿山，氧化铜矿平均品位2.43％，砷含量0.3％，硫含量2.9％，结合氧化铜含量0.32％，氧化率63％，按常规酸性搅拌浸出36小时，浸出率为68.7％。采用本发明在酸性浸出液中按每吨矿物添加复合催化氧化剂2.0公斤，活化剂0.8公斤分别多次加入，搅拌浸出12小。浸出率为86.9％的良好浸出率，取得满意的浸出效果，为矿山带来较好的经济效益。
40.实施例5
41.新疆某氧化铜矿山，该铜矿山为碱性脉石氧化铜矿，铜品位平均1.31％，结合氧化铜含量0.45％，氧化率94％，按常规碱性氨水 氨盐浸出剂堆淋浸出90天浸出率为55.2％，浸出成本较高，生产企业利润较低。采用本发明在碱性氨水 氨盐浸出液中按每吨矿物添加复合催化氧化剂0.5公斤，活化剂0.2公斤分别多次加入，浸出液循环喷淋浸出40天。浸出率为76.3％的良好浸出率，且浸出时间缩小了超过一半。取得较好的经济效益。
42.综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。