刚果金）硫化铜矿和水钴矿联合浸出工艺研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.10.006刚果（金）硫化铜矿与水钴矿的联合浸出工艺研究黄铁熙，黄亚祥，文定强，肖孝军，付海阔（广东佳纳能源科技有限公司，广东清远513056）摘要：以刚果（金）硫化铜矿和水钴矿为原料，提出了硫化铜矿和水钴矿两矿联合浸出提取钴和铜的新工艺。结果表明，在硫化铜矿与水钴矿两矿质量比为0.4、初始硫酸浓度2.5mol/L、液固比5(mg/L)、温度80℃、反应时间5h的条件下，钴、铜浸出率分别达到98.80%和96.01%。关键词：硫化铜矿；水钴矿；联合浸出；铜；钴中图分类号：TF811;TF816文献标志码：A文章编号：1

2、007-7545（2017）10-0000-00StudyonCombinationLeachingofCopperSulphideOreandHeterogeniteinCongo(Kinshasa)HUANGTie-xi,HUANGYa-xiang,WENDing-qiang,XIAOXiao-jun,FUHai-kuo(GuangdongJianaEnergyTechnologyCo.Ltd.,Qingyuan513056,Guangdong,China)Abstract：Anovelprocesstoextractcobaltandcopperfromcoppersulphid

3、eoreandheterogeniteinCongo(Kinshasa)bycombinationleachingwasputforward.TheresultsshowthatleachingrateofCoandCuis98.80%and96.01%respectivelyundertheoptimumconditionsincludingmassratioofcoppersulphideoretoheterogeniteof0.4,initialconcentrationofsulfuricacidof5mol/L,L/Sof5∶1mL/g,reactiontemperature

4、of80℃,andreactiontimeof5h.Keywords：coppersulphideore;heterogenite;combinationleaching;copper;cobalt钴应用极其广泛，包括航空航天、机械、电池、化工和陶瓷等领域[1]。我国已成为世界精炼钴的第一大消费国，但我国钴资源相对贫乏，90%以上的钴资源依赖进口[2]。刚果（金）是全球最大的钴原料供应国，水钴矿是其最重要的一种钴资源[3]。目前，处理水钴矿主流工艺是还原酸浸法[4]，即在硫酸体系中还原浸出，还原剂主要有硫酸亚铁[5]、铁粉[6]、亚硫酸钠[7]、焦亚硫酸钠[8]和二氧化硫[9]等。在添

5、加亚铁盐或铁粉作为还原剂的浸出工艺中，虽然铜、钴的浸出效果较好，但会造成浸出液中铁离子含量增加，增加了后续净化工序的工作量，并会造成一定量的钴损失。而采用亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或二氧化硫作为还原剂，在不带入杂质的同时，钴、铜的浸出效果也较好，但浸出过程会有一定量的二氧化硫溢出，造成污染。而硫化铜矿中铜主要以硫化铜、硫化亚铜形式存在，采用传统的常压氯盐浸出、加压氧浸和生物浸出等湿法冶金工艺处理，又因为生产成本较高、对环境有污染和浸出效果不理想等原因，大多数工艺是处于实验室或半工业化阶段[10]。针对现行刚果（金）水钴矿还原酸浸工艺存在的不足，本文提出采用硫化铜矿作为还原剂浸出水钴矿的新工艺

6、，通过研究两矿质量比、初始硫酸浓度、液固比、浸出时间和搅拌速度等对钴、铜浸出率的影响，确立了最优浸出工艺，为从水钴矿中提取铜、钴提供了一种高效、环保的工艺。1试验部分1.1试验原料水钴矿和硫化铜矿均来自刚果（金），经破碎、细磨、筛分后，得到-0.147mm粉体矿样作为研究对象。水钴矿和硫化铜矿多元素化学分析结果见表1。表1矿物主要元素含量Table1Mainchemicalcompositionofheterogeniteandcoppersulfideore/%矿种CoCuFeCaNiMnMgZnS水钴矿10.921.680.870.300.050.610.140.020.02硫化铜

7、矿1.4715.274.132.080.040.312.400.025.83收稿日期：2017-05-26基金项目：广东省扬帆计划引进创新创业团队专项资金(粤财教[2017]108号)；广东省第六批博士后创新实践基地补助经费资助项目(粤人社[2016]85号)作者简介：黄铁熙（1981-），男，壮族，广西平果人，工程师；通信作者：付海阔（1984-），男，河南杞县人，高级工程师.1.2试验原理与方法水钴矿中钴主要以三价钴（CoOOH）的形式存在