新疆某地氧化銅礦酸浸試驗研究報告

王永輝

1 礦樣理化性質的檢測

（1）原礦多元素分析。

表1 原礦多元素分析

（2）原礦銅物相分析。根據冶金工業出版社出版的《化學物相分析》中銅礦物物相分析方法對礦樣進行了銅物相的分析，其分析結果下表。

表2 氧化礦銅物相分析結果

（3）原礦酸溶性銅的測定。礦樣酸溶性銅的含量，其結果見下表。

表3 原礦酸溶性銅測定結果

2 原礦礦物組成與嵌布特性

2.1 礦樣礦物組成

經顯微鏡鑒定和重砂分析、X射線衍射分析、電子探針能譜測定，本礦樣礦物組成如下：主要銅礦物為鹵化物—氯銅礦，含少量金屬硫化礦物：黃銅礦，黃鐵礦，微量斑銅礦，銅藍等。金屬氧化礦物為磁鐵礦，赤鐵礦，褐鐵礦，鈦鐵礦。脈石礦物主要為石英、長石、綠泥石、絹云母，少量高嶺石、方解石、白云石、石鹽、石膏等。

2.2 銅礦物嵌布粒度

本試樣主要銅礦物為氯銅礦，黃銅礦數量極少，故僅測定氯銅礦的嵌布粒度。

2.3 主要礦物工藝特性

2.3.1 氯銅礦Cu2（OH）3Cl

氯銅礦為產于干旱氣候條件的銅礦床氧化帶的礦物，為本氧化礦石的主要銅礦物，氯銅礦呈較粗礦脈產出，但礦脈不連續，氯銅礦邊緣常出現空洞（參見圖1、圖2、圖3、圖4）。經能譜測定氯銅礦周邊伴生礦物，主要為綠泥石和鉀鈉長石。

圖1 氧化礦（2）中氯銅礦（at）充填在綠泥石（c）縫隙中。單偏光 放大80X

圖2 氧化礦（2）中氯銅礦呈放射狀（at）充填在裂隙中，邊緣有溶蝕空洞，可能為石鹽和石膏被水溶解后留下的空洞。單偏光 放大80X

圖3 氧化礦（2）中氯銅礦（at）充填在裂隙中，邊緣有溶蝕空洞，可能為石鹽和石膏被水溶解后留下的空洞。單偏光 放大

圖4 氧化礦（2）中氯銅礦（at）與長石連生，邊緣有空洞，可能為石鹽和石膏被水溶解后留下的空洞。反光 放大80X

氯 銅 礦 化 學 成 分Cu59.61%，Cl16.60%，O11.24%，H2O12.65%。呈寶石綠色，少量呈黑綠色，晶體多呈透明粒狀，偶見放射狀。貝殼狀斷口，性脆，硬度3～3.5，比重3.76，具有電磁性，在0.8T左右場強可分選。

2.3.2 脈石礦物

本試樣主要脈石礦物為石英、長石、綠泥石、絹云母，明顯可見少量的石鹽、石膏等干旱氣候產出的鹽類礦物，石膏呈纖維狀，石鹽呈鐘乳狀集合體，透明至半透明。石鹽遇水即溶，石膏遇水逐漸分散變絮狀。

綜合上述的氧化礦礦石性質，銅物相分析結果表明其自由氧化銅含量高、硫化銅含量低，多元素分析顯示其脈石礦物中耗酸大的成份較少，因此適合用稀硫酸浸出法進行探索試驗。

3 浸出試驗

3.1 搖瓶試驗

3.1.1 浸出時間試驗

固定條件：溫度（室溫）；酸用量50kg/t；固液比1：4；粒度-0.074mm占有率為70%；礦量50g。

表4 浸出時間試驗結果

浸出時間試驗結果表明，礦石中部份銅礦物非常好浸，搖瓶試驗僅10min，就有74.04%左右的銅浸出，浸出4h后，浸出率趨于穩定。

3.1.2 酸浸液固比試驗

固定條件：溫度（室溫）；酸用量50kg/t；搖瓶時間4h；粒度-0.074mm占有率為70%；礦量50g。

表5 酸浸固液比試驗結果

固液比試驗結果表明，固液比為1：1.5、1：2.0的指標略高于1：2.5、1：3.0、1：4.0的指標。

3.1.3 粒度試驗

固定條件：溫度（室溫）；酸用量50kg/t；搖瓶時間4h；粒度-0.074mm占有率為70%；礦量50g。

表6 粒度試驗結果

粒度對銅的浸出稍有影響，從2mm～1mm回收率提高了2%，而從1mm～-0.074mm則無影響。粒度試驗結果表明，在2mm時，渣計浸出率為80.08%，說明該礦石較為好浸。

3.1.4 酸度條件試驗

固定條件：溫度（室溫）；時間6h；固液比1：4；粒度-0.074mm占有率為70%；礦量50g。

表7 酸度條件試驗試驗結果

從表可以看出，酸用量從10kg/t增加到20kg/t浸出率增加幅度較大，酸用量繼續增加，浸出率不斷增加，當酸用量為200kg/t時，浸出率指標趨于穩定，由于本礦區氧化礦品位較低，從浸出率提高所增加的利潤和硫酸量消耗所增加的生產成本二個因素來考慮，硫酸用量選20kg/t為宜。

3.2 柱浸試驗

3.2.1 柱浸試驗

柱浸浸出試驗是在試驗室內模擬現場堆浸的方法。首先把礦石破碎至-20mm，裝入直徑為150mm、高為1500mm的有機玻璃浸出柱中，預先在柱底墊上砂，然后從筒頂上滴淋預先配好的稀硫酸浸出劑，開始浸出，浸出液流過柱子后收集返回浸出，浸出歷時一個多月，每當在不加酸的情況下，連續三天浸出液pH值的變化不超過5%時，抽取浸出液，分析Cu2+濃度和測定pH值，并留作置換用。浸出劑的量要保持穩定，不足時再補加水，要求pH值控制要低于2，如達不到則補加酸，若連續三天每天補加酸一次，而浸出液中的Cu2+濃度三天都保持基本不變時，可視為浸出基本結束，停止滴淋。

浸出柱共裝入氧化礦37.04kg，總金屬銅量為0.57%×37.04=0.2kg=200g，歷時40天。浸出液、酸洗液和水洗液共含銅152.04g。生產上酸洗液及水洗液逐次配酸后返回浸出。

經測算：礦石的飽和吸水量為7.5%，試驗期間水的蒸發量約為1.7mm/天。液計浸出率為：152.04/200=76.02%硫酸單 耗 為 ：397.5ml×1.84g/ml÷37.04kg=19.75kg/t礦 石=4.81t/t銅。水單耗為：（7+18.23）÷37.04=0.68t/t礦石。浸出渣干重為36.11kg，渣率為97.49%，浸出渣含銅為0.12%，渣計浸出率為76.37%。從試驗數據可得，液計浸出率和渣計浸出率相差不大，銅金屬量基本平衡。

圖5 柱浸試驗裝置簡圖

3.2.2 鐵置換探索試驗

把柱浸試驗獲得的浸出液置于塑料桶內，鐵板吊在溶液內進行常溫置換銅，在置換時每隔半小時人工攪動一次，一小時后將鐵板取出用刷子刷洗表面，使海綿銅脫落并使溶液內銅離子濃度均勻，以加速置換反應。置換反應共進行30h，用有新鮮表面的鐵絲插入溶液中沒有明顯銅析出來判定置換終點。鐵置換探索試驗結果中可以看出用鐵置換浸出液中的銅置換率可達到98.69%。

4 結語

本試驗樣主要銅礦物為鹵化物，金屬硫化礦物含量少，氯銅礦為本氧化礦石的主要銅礦物，與石鹽和石膏一起沿裂隙充填，呈脈狀或皮殼狀產出，根據本氧化礦的礦石性質，適合用酸浸法提取銅金屬。搖瓶試驗結果表明，該氧化銅礦石較為易浸礦物。采用模擬堆浸的柱浸—置換探索試驗表明，本試樣通過連續40天的柱浸，耗酸量為每噸礦石耗酸為19.75kg，使銅的浸出率在75%以上，置換率在96%以上，試驗進一步表明新疆某地該氧化銅礦物是易浸的。