氧化铜矿湿法冶金堆浸

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1、氧化铜矿湿法冶金堆浸 到目前为止，铜湿法冶金主要以处理低品位矿石为主。堆浸（heapleaching)是低品位氧化铜矿的最重要浸取方法，通常是指用专门开采的矿石筑堆进行浸取的作业，堆浸有一套严格的作业程序。而对开拓矿山等过程产生的废矿石进行浸取，一般称作废石堆浸（dumpleaching)，它的作业程序要简单、粗放得多。不过，有的学者把含有黄铜矿，浸取周期很长的矿石堆浸，也称为dumpleaching。一、筑堆前的预备试验为了正确掌握堆浸的技术和经济指标，在实施堆浸工程前需进行充分的浸取化学和工程的试验，通常包括：矿石的矿物组成、成分、化学和物理性质测定，如总铜

2、和酸溶铜的品位、可浸取性、渗透性、浸出速度、耗酸量等。需要确定的堆浸主要参数有矿石的粒度、喷淋浸取液速度及堆高。试验的方法主要有柱浸和试验堆浸出。但在进行柱浸之前还要做一些预备试验。为了测定矿石中酸溶铜的可浸性和耗酸量，常采用将矿石磨细至90%－200目，用滚瓶或搅拌槽在各种加酸量下进行浸取试验，以获得矿石的最大浸出率。矿块浸出过程中，浸取液通过矿石的孔洞和孔隙向矿块内渗透，溶解的金属也要经由孔洞和孔隙向外扩散。因此，矿块的孔洞和孔隙决定了矿块的渗透性和浸取速度。渗透速度不是恒定的，而是随时间成指数下降，即越向矿块内越慢。用硫酸浸矿块，起始的速度可达0.2mm/

3、h，在离表面50mm处仅为0.03mm/h，而在l00mm处为0.005mm/h。浸透一块直径200mm、孔隙率1％的矿块约需一年时间。二、柱浸试验柱浸试验的方法是将矿块填装在空心的柱中，浸取液从柱顶淋下，流经矿块，从下面出口收集浸出液。这与堆浸时十分相似，因此常用这种方法来获取堆浸的设计参数以及对未来生产厂进行预测评估。柱浸应由小而大，逐渐放大。柱浸考察的内容有矿石品位、粒度、浸取液的酸浓度及布洒速度、柱高及温度等对浸取结果的影响。浸取结果除铜外，还要注意铁（II）、铁（III）及钴等金属的浓度以及浸出液的酸度。如矿石中有硫化铜矿物还应对溶液的氧化电位进行监控

4、。曼托伏德矿（Mantovorde）通过柱浸最后确定矿块粒径小于13mm，堆密度1.5t/m3，实验的布洒速度为10、15、20L/（h·m2），最终选用10L/（h·m2）［相当柱中的线速度为10mm/h］。实验的柱高为4、5、5.5m，建议堆高5m。实验还确定了酸耗和矿石中碳酸盐含量的关系及铜回收率和品位的关系：铜浸取率Wex（Cu）/%=89.1%＋24.6ln[Wt（Cu）/%]耗酸量A/（kg·t－1）=215.3＋6.8w（CaCO3）%Wt（Cu）/%为铜品位，W（CaCO3）为CaCO3质量百分含量。这对于在工程中实施堆浸时计算铜回收率和估算用酸

5、量有指导意义。三、堆浸工程设计A、堆的规模堆的整体大小完全取决于厂的总体生产规模。但为保证稳定地供应浸取液，一般应筑十个左右的堆，分为若干组，分别处于筑堆、初始浸取、后期浸取各个运行阶段。B、矿石粒度虽然通过柱浸试验已经确定了最佳粒径范围、堆高、堆的运行周期、耗酸和富浸取液浓度等主要参数，但在设计时，必须对这些参数引人一定的放大修正系数，以求稳妥。此系数可在0.93～0.96之间，第一年小一些，以后逐年加大。对于矿石粒径宜取实验建议值的上限，粒径和铜回收率的关系大致如下图1。智利大型铜厂圣曼纽尔采用90%－10cm，而另一规模相近的美国青诺（Chino）矿山采用

6、60%－15cm。图1 矿石颗粒大小和铜浸取率的关系1－过细；2－破碎适当；3－过粗C、堆高堆高以取实验建议值的下限为好，以缩短堆的运行周期，在开工初始缺少经验时，可以较快得到实际运行经验，有利于以后堆的设计和施工。圣曼纽尔采用堆高3m，而青诺为9m。D、喷琳速度喷淋速度决定了总的浸出液的产出量，从而决定了萃取厂的规模。喷淋速度当然是取较低的速度有利，减少总流量可以减少投资，因此可在柱浸结果的基础上略留些余地。一般在5～l0L/m2h左右。四、堆浸的工程实施按设计要求，破碎过的矿石用装载车或翻斗车从一边向另一边依次堆放，达到规定的高度。然后用履带式推土机平整顶部

7、。堆的边坡约为30°左右。由于车辆在顶部行驶会使矿堆变得密实，减少堆内的空隙，逐渐破坏堆层结构，不利于溶液的均匀渗透和空气流动。因此，许多矿山采用皮带输送机，输送到堆场顶部，而后用推土机平整。智利依尔·阿伯拉矿（ElAbra,年产铜21.5万t)和雷多米俏·托米克矿（RadomitroTomic.年产铜15万t）等大型厂矿专门设计制造了一种特大型输送机，可以在纵横两方向运动，将矿均匀地输送到堆场上。由于堆场巨大，采用了卫星定位系统来指挥矿石的卸载位置，生产效率非常高，而且费用低。图2是浸堆结构的示意图。图2 堆浸堆示意图五、堆浸的运行A、堆的启动向堆上布洒浸取液

8、，开始浸取，堆即启动。对