某氧化銅礦石的硫酸攪拌浸出試驗(yàn)研究

孫敬鋒，廖 璐，李紅立，王林祥，訾建新

（內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

我國(guó)氧化銅礦資源儲(chǔ)量豐富，隨著高品位易選硫化銅礦資源的不斷減少，氧化銅礦的開(kāi)發(fā)利用日益引起重視。由于大部分氧化銅礦石都具有含泥量大、氧化率高、結(jié)合銅含量高、細(xì)粒不均勻嵌布、氧硫混雜、多種礦物共存等特點(diǎn)［1］，浮選前一般都需要硫化處理，工藝較為復(fù)雜，且難以提高銅精礦品位。直接浸出法成本低、工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境污染小，是處理氧化銅礦石的有效方法［2-4］。針對(duì)某氧化銅礦石進(jìn)行了攪拌浸出試驗(yàn)研究。

1 礦石性質(zhì)

試驗(yàn)礦樣為內(nèi)蒙某氧化銅礦石，礦石礦物主要有孔雀石、硅孔雀石，其次為藍(lán)銅礦、黑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要為石英，其次為方解石、白云石等。主要目的礦物為孔雀石和硅孔雀石，其中孔雀石的相對(duì)可浮性較好，硅孔雀石可浮性差。礦石含泥量較大，需要在浮選前預(yù)先脫泥。

原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 原礦主要化學(xué)成分分析結(jié)果 %

表2 銅物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)方法

以硫酸為浸出劑，在常溫常壓下攪拌浸出銅。原礦磨至一定細(xì)度，控制液固體積質(zhì)量比，放入機(jī)械攪拌浸出槽中，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)浸出尾渣水洗烘干，分析銅品位并計(jì)算銅浸出率。

3 試驗(yàn)結(jié)果及討論

3．1 單因素對(duì)照條件試驗(yàn)

3．1．1 磨礦細(xì)度對(duì)銅浸出效果的影響

礦漿液固體積質(zhì)量比為4∶1，浸出時(shí)間為6 h，硫酸質(zhì)量濃度為40g／L，攪拌速度為300 r／min。磨礦細(xì)度對(duì)銅浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。可以看出：磨礦細(xì)度在-200目占85%以下時(shí)，銅浸出率隨磨礦細(xì)度提高而增大；磨礦細(xì)度提高到-200目占95%時(shí)，銅浸出率反而降低。這是因?yàn)樵谝欢６确秶鷥?nèi)，礦粒越細(xì)，比表面積越大，與浸出劑的接觸面積越大，對(duì)浸出越有利；但礦石過(guò)細(xì)時(shí)，礦漿的黏稠度增大，反而不利于傳質(zhì)。因此，磨礦細(xì)度以-200目占85%較為適宜。

表3 磨礦細(xì)度對(duì)銅浸出率的影響

3．1．2 礦漿液固體積質(zhì)量比對(duì)銅浸出率的影響

磨礦細(xì)度為-200目占85%，浸出時(shí)間為6 h，硫酸質(zhì)量濃度為40g／L，攪拌速度為300 r／min。液固體積質(zhì)量比對(duì)銅浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 礦漿液固體積質(zhì)量比對(duì)銅浸出率的影響

由表4看出：礦漿液固體積質(zhì)量比在2∶1～4∶1之間時(shí)，隨液固體積質(zhì)量比增大，礦漿黏稠度降低，礦粒擴(kuò)散速度加快，銅浸出率提高；當(dāng)液固體積質(zhì)量比超過(guò)4∶1后，礦粒擴(kuò)散速度不再是影響浸出反應(yīng)的主要因素，而液固體積質(zhì)量比的增大會(huì)引起單位體積內(nèi)礦粒數(shù)減少，反而不利于反應(yīng)的進(jìn)行，銅浸出率有所降低。因此，礦漿液固體積質(zhì)量比以4∶1為宜。

3．1．3 攪拌時(shí)間對(duì)銅浸出率的影響

磨礦細(xì)度為-200目占85%，礦漿液固體積質(zhì)量比為4∶1，硫酸質(zhì)量濃度為40g／L，攪拌速度為300r／min。攪拌時(shí)間對(duì)銅浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 攪拌浸出時(shí)間對(duì)銅浸出率的影響

從表5看出：隨攪拌時(shí)間延長(zhǎng)，銅浸出率逐漸升高；反應(yīng)6h之前，銅浸出率增加明顯；反應(yīng)6h之后，銅浸出率變化不大，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)已達(dá)到平衡，再延長(zhǎng)浸出時(shí)間對(duì)提高銅浸出率意義不大。因此，攪拌時(shí)間以6h為宜。

3．1．4 硫酸質(zhì)量濃度對(duì)銅浸出率的影響

磨礦細(xì)度為-200目占85%，礦漿液固體積質(zhì)量比為4∶1，攪拌時(shí)間為6h，攪拌速度為300 r／min。硫酸質(zhì)量濃度對(duì)銅浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 硫酸質(zhì)量濃度對(duì)銅浸出率的影響

由表6看出：隨硫酸質(zhì)量濃度增大，銅浸出率顯著提高；硫酸質(zhì)量濃度超過(guò)30g／L以后，礦石中可浸銅已基本反應(yīng)完全，再增加硫酸用量銅浸出率不再提高，基本維持在84．10%左右。試驗(yàn)確定最佳硫酸質(zhì)量濃度為30g／L。

3．1．5 攪拌速度對(duì)浸出效果的影響

磨礦細(xì)度為-200目占85%，礦漿液固體積質(zhì)量比為4∶1，攪拌浸出時(shí)間為6h，硫酸質(zhì)量濃度為30g／L。攪拌速度對(duì)硫酸浸出銅的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 攪拌速度對(duì)銅浸出率的影響

從表7可知：隨攪拌速度增大，浸出產(chǎn)物在礦漿中的擴(kuò)散速度加快，銅浸出率提高迅速；但攪拌速度超過(guò)200r／min時(shí)，銅浸出率反而出現(xiàn)略微下降，這可能是因?yàn)閿嚢杷俣冗^(guò)大時(shí)，礦粒被礦漿渦流吸住，在礦漿中的擴(kuò)散受限所致。同時(shí)，攪拌速度過(guò)高也會(huì)增大能耗，綜合考慮，確定攪拌速度以200r／min為宜。

3．2 最佳條件驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)以上單因素條件試驗(yàn)結(jié)果，在常溫常壓下攪拌浸出氧化銅礦石。工藝參數(shù)為：磨礦細(xì)度為-200目占85%，礦漿液固體積質(zhì)量比為4∶1，攪拌時(shí)間為6h，硫酸質(zhì)量濃度為30g／L，攪拌速度為200r／min。3次驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明銅浸出率均在84%以上。

4 結(jié)論

用硫酸攪拌浸出含泥量較高的氧化銅礦石是可行的，與硫化浮選法相比，具有成本低、工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境污染小、銅浸出率高等優(yōu)點(diǎn)，可在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。對(duì)內(nèi)蒙某氧化銅礦石在常溫常壓下進(jìn)行硫酸攪拌浸出銅，最佳條件下，銅浸出率可達(dá)到84%，效果較好。

［1］屈時(shí)漢．淺析低品位氧化銅的濕法冶金［J］．江西有色金屬，1996，10（1）：34-37．

［2］陳春林，張旭，包宏偉，等．低品位氧化銅礦石的硫酸浸出試驗(yàn)研究［J］．濕法冶金，2008，27（3）：154-157．

［3］姚高輝，嚴(yán)佳龍，王洪江，等．高含泥量氧化銅礦加溫?cái)嚢杞鲈囼?yàn)研究［J］．中國(guó)科技論文在線，2010，5（11）：855-860．

［4］李榮改，宋翔宇，喬江輝，等．含泥難選氧化銅礦石選礦工藝研究［J］．礦冶工程，2008，28（4）：46-17．