專利名稱：氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸－萃取－電積－浸渣浮選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用濕法冶金和浮選從礦石中提取銅金屬的工藝方法，特別是從低品位高鈣鎂氧化銅礦原礦中提取銅的方法。
背景技術(shù)：
銅礦資源是關(guān)系到我國國計民生的重要礦產(chǎn)資源，也是我國西部的優(yōu)勢礦產(chǎn)資源之一。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速推進(jìn)和發(fā)展，對銅礦產(chǎn)資源的消費(fèi)需求急劇增長。目前我國可供工業(yè)開采和利用的銅礦資源嚴(yán)重短缺，每年需進(jìn)口大量的銅精礦和廢雜銅。而在我國已探明的銅礦資源當(dāng)中，相當(dāng)大的部分是低品位難處理的氧化銅礦，因缺乏高效開發(fā)和利用新技術(shù)，未能得到很好的開發(fā)和利用。這些低品位難處理的氧化銅礦主要分布在云南、湖北、廣東、新疆、內(nèi)蒙、四川和黑龍江等省區(qū)。儲量最大和較大的氧化銅礦床則主要集中在云南省，例如東川銅礦、羊拉銅礦和景谷銅礦等。這些銅礦都是低品位難處理的氧化銅礦，急需高效的加工利用技術(shù)。例如云南東川湯丹氧化銅礦，就是一個在我國乃至在世界上都非常典型的高鈣鎂低品位難處理氧化銅礦，其保有儲量超過100萬噸銅金屬。是目前全國已探明的儲量最大的氧化銅礦。湯丹銅礦的礦石中氧化銅礦物以孔雀石為主，硅孔雀石次之；硫化銅礦物以次生硫化銅礦物藍(lán)輝銅礦、輝銅礦和斑銅礦為主，原生硫化銅礦物黃銅礦次之。這些銅礦物以微細(xì)網(wǎng)脈狀或極細(xì)粒浸染狀嵌布在脈石中，在礦石破碎和磨礦過程中不易與脈石礦物單體解離。這種礦石具有高鈣鎂、高氧化率、高結(jié)合率和低品位的特點(礦石平均品位0.64％Cu，氧化率在70％以上，結(jié)合率30％左右，堿性脈石CaO+MgO＞40％)，采用常規(guī)的浮選技術(shù)，盡管投產(chǎn)已經(jīng)30多年，但浮選指標(biāo)一直很差，經(jīng)濟(jì)效益低下，使這一寶貴資源一直未能得到充分開發(fā)和利用。
湯丹氧化銅礦處理方法的研究已經(jīng)歷了幾十年的歷史。從上世紀(jì)五十年代中期至今，研究過多種處理方法，主要的有浮選法、氨浸法和各種形式的選礦-冶金聯(lián)合流程。浮選法由于礦石氧化率高、結(jié)合率高、銅礦物浸染粒度微細(xì)和含泥量大等原因，選礦指標(biāo)低，經(jīng)濟(jì)效益不好；原礦加壓氨浸提銅工藝在東川是最早進(jìn)行試驗的濕法提銅工藝。但存在著高溫高壓浸出設(shè)備復(fù)雜、設(shè)備磨蝕嚴(yán)重、能耗高、固液分離工序龐大以及銅銨溶液蒸氨時蒸餾塔的氧化銅結(jié)疤等問題，難于實現(xiàn)工業(yè)化。特別是對于處理低品位的氧化銅礦，全氨浸流程在經(jīng)濟(jì)上不合理。研究過的選冶聯(lián)合流程的最初形式包括浮選-中礦氨浸、浮選-尾礦氨浸等，都因浮選指標(biāo)本身不佳、經(jīng)濟(jì)效益不好而不能采用；后來發(fā)展出了氨浸-硫化沉淀-浮選和水熱硫化-浮選等形式的選冶聯(lián)合流程，都因沒有脫離高溫高壓過程經(jīng)濟(jì)上難以過關(guān)。上世紀(jì)九十年代提出了氨浸—萃取—電積流程。該工藝和原礦加壓氨浸工藝的浸出過程相同，不同之處在于對銅氨浸出液的處理不是固液分離之后進(jìn)行蒸氨，而是經(jīng)萃取和電積得到電解銅。這是一項重要的進(jìn)展，但仍然沒有解決加壓浸出所帶來的能耗高及設(shè)備等方面的問題，對低品位原礦的處理，很難獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，難于實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。于是，北京礦冶研究總院提出了常壓活化浸出工藝。該工藝在常壓下進(jìn)行，但是為了強(qiáng)化浸出，對礦漿加溫至30℃到50℃，并添加NH4HF2或NH4F作為活化劑。用這種活化浸出法處理東川低品位難選氧化銅礦，雖然可使浸出溫度由140℃降至30～50℃，浸出壓力由1.5Mpa降至常壓。但缺點是F-離子會導(dǎo)致Lix54-100萃取劑降解，增大萃取劑耗量，甚至致使萃取失敗，使銅銨溶液的萃取-電積難以實現(xiàn)。總而言之，以往研究過的處理氧化銅礦原礦的氨浸濕法冶金技術(shù)，就浸出壓力和溫度條件來看，一直是高溫高壓。近年來，有人開始采用常壓，但仍然要適度加溫。還從未見過既常壓又常溫的氧化銅礦原礦氨浸法的報道，更沒有氧化銅礦“原礦常溫常壓氨浸—萃取—電積—浸渣浮選”全流程的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是采用成本較低的常溫常壓氨浸技術(shù)來溶解氧化銅礦石中的氧化銅礦物，并將濕法冶金中的“常溫常壓氨浸—萃取—電積”技術(shù)和選礦中的“浮選”技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，集成為一種新型的處理高鈣鎂氧化銅礦石的冶金-選礦聯(lián)合流程，即“原礦常溫常壓氨浸—萃取—電積—浸渣浮選”流程。
本發(fā)明通過如下方法實現(xiàn)，將磨碎細(xì)度為-74μm占50％-90％的原礦，在既常溫又常壓的條件下氨浸后固液分離得到銅氨浸出液，用萃取劑將Cu2+轉(zhuǎn)換到有機(jī)相中，再用硫酸反萃取，所得富銅液最后電積得到電解銅；而對氨浸的浸渣采用常規(guī)浮選法獲得銅精礦。所述的原礦品位為1.0±0.1％～1.0±0.5％，氧化率50～80％，結(jié)合率15％～20％。所述的3氨浸液固比在1∶1～3∶1之間，浸出劑濃度[NH3+CO2]＝(1+0.5)～(4+1)mol.L-1之間，浸出溫度15～30℃、浸出壓力750-760mmHg，浸出時間約為2小時。所述的銅氨浸出液用lix84-I和lix55氨性萃取劑進(jìn)行1-2次萃取，萃取相比(O/A)為1∶1，控制洗滌液pH值為7～9。所述的反萃液硫酸濃度為100～180g/L。本發(fā)明浸渣浮選采用兩次粗選，一次掃選，兩次精選流程，浮選時間約為40分鐘，藥劑用量為硫化鈉500～1000g/t，丁黃藥250～350g/t，松油60～90g/t。
本發(fā)明拚棄了過去數(shù)十年來的氨浸為追求高的銅浸出率而不得不采用的高溫高壓或加溫加壓技術(shù)，轉(zhuǎn)而采用成本較低的常溫常壓氨浸技術(shù)來溶解氧化銅礦石中的氧化銅礦物，未浸出的銅礦物—主要是硫化銅，則采用浮選技術(shù)從浸渣中回收。這樣，既利用了氨浸技術(shù)易于回收氧化銅礦物的優(yōu)勢，又利用了浮選技術(shù)易于回收硫化銅礦物的優(yōu)勢，揚(yáng)長避短、優(yōu)勢互補(bǔ)。既避開了高溫高壓設(shè)備和過程，又降低了能耗，因而具有更好的可操作性和經(jīng)濟(jì)性，更易于實現(xiàn)進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)特色有四特色之一是針對低品位氧化銅礦石中氧化銅礦物相對易浸出而難浮選的特點，采用常溫常壓氨浸-萃取-電積流程，回收容易浸出的氧化銅礦物中的銅。與原全氨浸法相比，避免了高溫高壓條件，從而大大地降低了過程和設(shè)備的復(fù)雜性，降低了能耗；同時，也不進(jìn)行蒸氨，這就避免了長期以來未能解決的因蒸氨塔結(jié)疤而使全流程無法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的問題，而且產(chǎn)品是高質(zhì)量的電解銅，而不是氧化銅粉；特色之二是讓易于浮選而難于浸出的硫化銅礦物留在浸渣中，采用浮選的辦法加以回收，這就充分發(fā)揮了浮選回收硫化銅礦物的優(yōu)勢，避免了氨浸難于浸取硫化銅的劣勢；特色之三是使氨浸不能回收的伴生銀能夠在浸渣浮選時進(jìn)入精礦而得到回收，提高資源利用率；特色之四是一個流程產(chǎn)出兩個產(chǎn)品——電銅和銅精礦，這就可以根據(jù)礦石性質(zhì)的變化靈活地調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，因而對氧化銅礦石性質(zhì)多變的特點有很強(qiáng)的適應(yīng)性。
用本發(fā)明所提出的新工藝流程，以東川湯丹高鈣鎂難處理氧化銅礦為處理對象，在系統(tǒng)的小型試驗的基礎(chǔ)上，完成了50噸/日的中間試驗，所獲得的中試指標(biāo)是銅的平均浸出率39.84％，浸渣浮選銅精礦品位為20.46％，作業(yè)回收率為62.51％，萃取回收率99％，電積回收率99％，全流程綜合回收率為76.65％。與同類性質(zhì)的東川湯丹氧化銅礦石采用浮選技術(shù)時長期的生產(chǎn)統(tǒng)計指標(biāo)相比，銅的綜合回收率提高了12個百分點。根據(jù)經(jīng)濟(jì)測算，采用本發(fā)明的新流程，進(jìn)行3000噸/日規(guī)膜的工業(yè)化生產(chǎn)，每年可創(chuàng)利稅1億2仟萬元。因而本發(fā)明無論從工藝流程本身還是從由其獲得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，都證明了它的創(chuàng)新性、實用性和先進(jìn)性，對我國其他地區(qū)的高鈣鎂難處理氧化銅礦的加工利用亦具有非常好的帶動性和示范性。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明。
原礦性質(zhì)原礦品位為1-1.5％，氧化率55-65％，結(jié)合率15-25％。
對原礦石進(jìn)行碎礦與磨礦后，根據(jù)礦樣的性質(zhì)，使其細(xì)度達(dá)到-74μm占50％以上，液固比為1∶1，浸出試劑濃度在[NH3+CO2]＝2+0.5mol.L-1，在20℃的浸出溫度、750-760mmHg的浸出壓力下進(jìn)行氨性浸出，浸出作業(yè)的主要對象是容易浸出的氧化銅礦物中的銅，浸出時間為兩小時，浸出后進(jìn)行固液分離和洗滌，得到銅氨浸出液和浸渣。
銅氨浸出液用lix84-I和lix55氨性萃取劑進(jìn)行萃取，采用二段萃取、一段反萃流程，萃取相比(O/A)1∶1，洗滌液pH值控制在7～9，反萃液含硫酸150g/L。對反萃富銅液進(jìn)行電積，獲電積銅純度≥99.95％，電解銅質(zhì)量為一級。電積陽極選用Pb-Ca-Sn三元合金，陰極為銅始極片。電流密度120～150A/m2，同極距100mm，槽電壓1.8～2.1V。
浸渣中主要是難于浸出而易于浮選的硫化銅礦物，采用浮選的辦法加以回收，采用兩次粗選，一次掃選，兩次精選流程，浮選時間為40分鐘，藥劑用量是硫化鈉1000g/t，丁黃藥250g/t，松油80g/t，對礦石中氨浸不能回收的伴生銀，在浸渣浮選時進(jìn)入精礦而得到回收。流程產(chǎn)出的兩個產(chǎn)品是電解銅和銅精礦。
權(quán)利要求
1.氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于將磨碎細(xì)度為-74μm占50％-90％的原礦在既常溫又常壓的條件下氨浸，然后固液分離得到銅氨浸出液及浸渣，其浸出液用萃取劑將Cu2+轉(zhuǎn)換到有機(jī)相中，再用硫酸反萃取，所得富銅液最后電積得到電解銅，而浸渣采用浮選法獲得銅精礦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于氨浸液的液固比在1∶1～3∶1之間，浸出試劑的濃度[NH3+CO2]＝(1+0.5)～(4+1)mol.L-1之間，浸出溫度15℃～30℃、浸出壓力為750-760mmHg，浸出時間約為2小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于原礦品位為1.0±0.1％～1.0±0.5％，氧化率50～80％，結(jié)合率15％～20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于銅氨浸出液用lix84-I和lix55氨性萃取劑進(jìn)行1～2次萃取，萃取相比(O/A)為1∶1，控制洗滌液pH值在7～9之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于反萃液硫酸濃度為100～180g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸-萃取-電積-浸渣浮選方法，其特征在于浸渣浮選采用兩次粗選，一次掃選，兩次精選流程，浮選時間約為40分鐘；浮選藥劑為硫化鈉500～1000g/t，丁黃藥250～350g/t，松油60～90g/t。
全文摘要
氧化銅礦原礦常溫常壓氨浸—萃取—電積—浸渣浮選方法，屬于用濕法冶金和浮選從礦石中提取銅金屬的工藝方法，特別是從低品位高鈣鎂氧化銅礦原礦中提取銅的方法。本發(fā)明采用成本較低的常溫常壓氨浸技術(shù)來溶解氧化銅礦石中的氧化銅礦物，并將濕法冶金中的“常溫常壓氨浸—萃取—電積”技術(shù)和選礦中的“浮選”技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，集成為一種新型的處理高鈣鎂氧化銅礦石的冶金－選礦聯(lián)合流程。它拚棄了過去數(shù)十年來的氨浸為追求高的銅浸出率而不得不采用的高溫高壓或加溫加壓技術(shù)，既利用了氨浸技術(shù)易于回收氧化銅礦物的優(yōu)勢，又利用了浮選技術(shù)易于回收硫化銅礦物的優(yōu)勢，降低了能耗和成本，具有更好的可操作性和經(jīng)濟(jì)性，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C22B3/00GK1718786SQ20051001093
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者方建軍, 張亞南, 張文彬 申請人:方建軍, 張亞南, 張文彬