刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究.pdf

《刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

第32卷第6期有色矿冶Vo1．32．№62016年12月N0N—FERR0USMININGANDMETALLURGYDecember2016文章编号：1007—967x(2016)06—29—05刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究江源(中国有色矿业集团有限公司，北京100029)摘要：本文主要针对重选后的刚果(金)某铜钻尾矿进行浸出试验研究。矿石性质和物相分析表明该尾矿为氧化铜钴尾矿。通过考察磨矿粒度、浸出时间、PH值、浸出电位、固液比及浸出温度对铜钻浸出率和矿石酸耗的影响，确定了最优浸出条件。最优浸出条件是：磨矿粒度P80为75m；浸出时间为4h；pH值为1．5；还原电位为350mV；固液比3：7；浸出温度5O℃。4组验证试验确定了最优浸出条件下可获得较好的技术指标。关键词：浸出率；酸耗；铜钻氧化矿中图分类号：TF811文献标识码：AU日IJ吾1原料性质及组成刚果(金)拥有全球最大的铜钴资源。多年来，试验原料来自刚果(金)某铜钴尾矿，该尾矿原刚果(金)的企业主要采用浮选、洗矿、重选等选冶工是经重介质选矿后排放的尾矿。化学组成见表1；艺处理高品位的氧化铜钴矿l_1q]。随着近年来科技化学物相分析见表2；铜钴尾矿中铁的赋存状态见进步，湿法浸出工艺在刚果(金)逐渐投入使用。以表3。前浮选、洗矿、重选工艺产生的尾矿可用湿法浸出工表1铜钴尾矿化学组成(％)艺进一步提取有价金属_4]。本文针对重选后的刚果元素CuCoFeMnCaMgA1ZnNi含量2．910．623．310．181．691．230．650．010．01(金)某铜钴尾矿进行浸出试验研究。表2铜钴尾矿化学物相分析()表3铜钴尾矿中铁的赋存状态()氧化铜钴矿一般采用酸浸方式浸铜和浸钴。浸成份铁白云石褐铁矿黄铜矿镁绿泥石合计钴工艺需在酸性条件下添加so、FeSO或NaSO。堡坌塑皇!：：!：!：!!：!!等还原剂，提高钴的浸出率[5-8]。铜在酸浸过程中由表l～表3可见，铜钴尾矿中含铜2．91，含发生的主要反应如下：钴0．62，其它元素含量适中，无其它伴生有价元CuO+H2So4—CuSO4+H2O素。由物相分析可知，该尾矿以氧化铜钴矿为主，其CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4--~2CuSO4+CO2中自由氧化铜占总铜含量的91．O2；氧化钴占总+H2O钴含量的97．65％。尾矿中铜矿物主要为孔雀石和钴在还原剂NaSO。作用下，酸浸的试验原理假孔雀石，很少量黄铜矿和辉铜矿。钴矿物主要为如下：水钴矿，少量的硫铜钴矿。铜钴尾矿中铁的赋存状Na2SO3+H2SO4一Na2SO4+H2O+SO2态以镁绿泥石和褐铁矿为主，其中镁绿泥石占含铁SO2+H2O—H2SO4总量的49．2，褐铁矿占含铁总量的43．25。2CoO(OH)+H2SO3+H2SO4—2COSO4+3H2O2试验原理及方法2．2试验方法2．1试验原理将铜钴尾矿矿样在球磨机内湿磨至所需粒度，*收稿日期：2016—08—01作者简介：江源(198O一)，男，安徽淮北人，博士，高级工程师，主要从事矿物加工领域的工作。 30有色矿冶第32卷然后将磨矿后的矿浆过滤干燥脱水后得到干燥矿1．5；固液比3：7；还原电位Eh为350mV。样。准确称重试样加入反应器，再定量加入浸出液磨矿粒度试验针对P80分别为75fm，106fm和还原剂，使用78HW一1恒温磁力搅拌器对矿浆和150tLm在上述条件下进行，试验结果见图1。机械搅拌，同时控制浸出温度。浸出过程中矿浆pH值用PHS一23型pH计测定，矿浆电位采用双盐桥饱和甘汞一铂电极进行在线监测。浸出液经过滤、洗涤和干燥后，分析浸出残渣中铜和钴等物质的奄含量，计算浸出率。铜离子质量浓度用原子吸收分隧I光光度法测定，钴离子浓度用亚硝基一R盐分光光萱度法测定。^蘩总酸耗(TAC)的计算方法为总加入的硫酸量减去浸出富液中残留的硫酸量。脉石酸耗(GAC)的计算方法为总酸耗(TAC)减去铜浸出的酸耗和试验最终剩余的酸，其中钴的耗酸计为脉石酸耗。铜钴浸出富液中杂质元素含量的测定主要采用等离图1磨矿粒度试验结果子发射光谱仪(ICP—OES)进行测定，然后计算各由图1可知，随着磨矿粒度逐渐变细，铜和钻的元素浸出率。浸出率不断提升。随着磨矿粒度从150tLm变细到75fm，铜浸出率从96．15提升至99．05；钴浸3试验结果及分析出率从94．27提升至98．22。随着磨矿粒度从3．1预浸出试验150fm到75fm逐渐变细，总酸耗和脉石酸耗不断预浸出试验目的是考察还原剂是否添加对浸出降低，总酸耗从94．78kg／t·矿降低至89．88kg／t试验结果的影响。·矿；脉石酸耗由43．55kg／t·矿降低至37．22kg／试验条件：矿样100g；磨矿粒度P80为75um；t·矿。在磨矿粒度P80为75pm时，铜钴浸出率最浸出温度5O℃；时间2h；pH值为1．5；固液比3：高且总酸耗和脉石酸耗最低，因此推荐磨矿粒度7。用量为200g／L。P80为75ttm。预浸出试验结果见表4。由表4可见，在不添3．3浸出时间试验加还原剂时，铜和钴浸出率分别为92．13和试验条件：浸出温度5O℃；磨矿粒度P80为7526．32；添加还原剂时，铜和钴浸出率分别为ttm；pH值为1．5；固液比3：7；还原电位Eh为35096．98和95．63。对比分析可知，添加还原剂mV。后，铜和钴的浸出率同时得以提升，其中钴浸出约有浸出时间试验在第1h内每隔0．5h，1～8h内3．6倍的提升。钴浸出率大幅提升的原因是铜钴尾每隔1h测算铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸耗的数矿中铁的赋存以镁绿泥石为主，在酸性介质中不易据。试验结果见图2和图3。释放出还原性的二价铁离子，只有在添加还原剂的情况下，三价钴离子才能较好的还原成二价钴离子，充分将水钴矿中钴浸出。预浸出试验结果中显示添加还原剂后，总酸耗略有提升，而脉石酸耗基本相当。蠢表4预浸出试验结果蟊3．2磨矿粒度试验图2浸出时间与铜钴浸出率的关系试验条件：浸出温度5O℃；时间2h；pH值为 第6期江源：刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究31隧盖)I．链蹲37．22kg／t·矿。对比上述两组数据可见，pH值由1．2提高到1．5，钴浸出率降低了1．21，但总酸耗减少了19．11kg／t·矿，脉石酸耗减少了19．99kg／t·矿。因此，推荐pH值为1．5。3．5浸出电位试验试验条件：浸出温度5O℃；磨矿粒度P80为75m；浸出时间为4h；固液比3：7；pH值为1．5。还原电位Eh针对300mV、330mV、35012"1V、370mV和400mV五种情况，在上述试验条件下进芝出时同，II图3浸出时间与酸耗的关系行铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸耗的试验。试验结由图2可见，随着浸出时间的延长，铜钴浸出率果见图5和图6。逐渐提升，最终达到平衡。在浸出时间为4h时，钴浸出率达到峰值99．22％，同时铜的浸出率也高达奄。盖】I．端盛龉99．12。由图3可知，随着浸出时间的延长，总酸耗和脉石酸耗不断提升，最终基本达到平衡。在浸出时间4h以后，总酸耗已经达到95kg／t·矿以上，脉石酸耗也达到42kg／t·矿。随后随着浸出时间的延长，总酸耗和脉石酸耗的增加值也只在1kg／t·矿之内，基本认为达到平衡。综合考虑铜钴浸出率和酸耗情况，推荐浸出时问为4h。电位Eh／MV3．4浸出pH值试验图5还原电位与浸出率关系试验条件：浸出温度50℃；磨矿粒度P80为75由图5可见，随着还原电位不断提高，铜和钴的m；浸出时间为4h；固液比3：7；还原电位Eh为浸出率先升后降，在还原电位为330mV时达到最350mV。高值。铜浸出率随着电位增加虽有先升后降趋势但pH值针对1．2、1．5、1．7和2．0四种情况，在是变化幅度较小。在还原电位300mV至350mV上述试验条件下进行铜钴浸出率、总酸耗和脉石酸区间内，钴浸出率能维持在95以上；当还原电位耗的试验。试验结果见图4。增加到370mV至400mV时，钴浸出率急剧下降至86左右。在还原电位为350mV时，铜和钴的浸出率分别为99．O5，97．049／6。隧上蚤●^耀耀键缢蘧由图4可见，随着pH值逐渐增加，铜钴浸出蔷率、总酸耗和脉石酸耗都逐渐降低。pH值为1．5时铜浸出率与pH值为1．2时铜浸出率基本相当，都约为99。O5。pH值为1．2时，钴浸出率为电位Eh／MV98．52，总酸耗为108．99kg／t·矿，脉石酸耗为图6还原电位与酸耗的关系57．21kg／t·矿；pH值为1．5时，钴浸出率为由图6可见，随着还原电位逐渐增大，总酸耗和97．O4，总酸耗为89．88kg／t·矿，脉石酸耗为脉石酸耗呈现波浪式下降。在电位为350mV时， 32有色矿冶第32卷总酸耗和脉石酸耗达到波谷最低值，分别为89．88种情况，在上述条件下进行铜钴浸出率、总酸耗和脉kg／t·矿，37．22kg／t·矿。石酸耗的试验。试验结果见图8。综合考虑铜钴回收率和矿石酸耗，推荐电位为350mV。3．6固液比试验试验条件：浸出温度5O℃；磨矿粒度P80为75／Lm；浸出时间为4h；还原电位为Eh350mY；pH值为1．5。蓥I浸出温度，。℃萤毒●蠡图8浸出温度与浸出率关系图藿由图8可见，随着浸出温度不断提高，铜钴浸出率不断提升，但是当温度达到50℃后，浸出率基本达到平衡。当浸出温度为50℃时，铜钴浸出率分别固蒗比，％为99．05，97．04。随着浸出温度不断提高，浸图7固液比试验结果‘出液中杂质元素铁、锰、镁和铝不断提升，其中铁、镁针对固液比30：70、35：65、40：60、45：55、和铝随着温度升高而急剧升高；锰随着温度提升，浸50：50五种情况，在上述试验条件下进行铜钴浸出出率平稳提升，但锰浸出率很高，约95以上随着率、总酸耗和脉石酸耗的试验。试验结果见图7。铜钴浸出。杂质元素铁、锰、镁和铝不断随温度提升由图7可见，随着固液比的增加，铜钴浸出率急而升高，对浸出液中沉钴影响较大。因此，推荐浸出剧下降，总酸耗和脉石酸耗平稳的增加。当固液比温度为50℃。为3O：7O时，铜钴浸出率最高，分别为99．O5％，3．8验证试验97．O4；总酸耗和脉石酸耗最低，分别为89．88kg／t综合上述条件试验结果，刚果(金)某铜钴尾矿·矿，37．22kg／t·矿。因此，推荐的固液比为3：7。酸浸过程最佳条件为：固液比3：7；磨矿粒度P803．7浸出温度试验为75m；浸出时间为4h；还原电位Eh为350试验条件：固液比3：7；磨矿粒度P80为75mV；PH值为1．5；浸出温度50℃。／zm；浸出时间为4h；还原电位Eh为350mV；pH在最佳条件下，进行了4组验证试验，试验结果值为1．5。见表5。浸出温度针对25℃、50℃、65℃、7O℃、80℃五表5验证试验结果编号浸出率()酸耗(kg／t)CuCoFeMnMg总酸耗脉石酸耗198．988．311．8193．9238．59297．445．315．6193．9247．44398．O68．715．7093．3247．68496．226．817．2987．9248．67平均97．687．315．1092．2745．594结论由表5可见，验证试验取得了较好的技术指标，铜浸出率为97．68；钴浸出率为97．34；总酸耗(1)预浸出试验表明，铜钴尾矿酸浸时添加为94．97kg／t·矿；脉石酸耗为43．51kg／t·矿。Na。SO。作为还原剂，可提升铜钴浸出率，其中对钻浸出液中锰含量较高，铁、镁和铝的含量适中。浸出效果影响最大，可提高钴浸出率约3．6倍。(2)条件试验取得了最佳试验指标为：固液比3 第6期江源：刚果(金)某铜钴尾矿浸出试验研究33：7；磨矿粒度P80为75m；浸出时间为4h；还原金，2014，43(5)：1—7．I-4]刘大学，王云，等．某铜钴矿的硫酸还原浸出研究[J]．有色冶电位Eh为350mV；pH值为1．5；浸出温度50~C。金(冶炼部分)，2013(6)：18—21．(3)验证试验成功重复了最佳试验条件下技术[5]石玉臣，黄蕴成，等．从刚果(金)铜钴氧化矿提取钴的试验研究参数，铜钴浸出率和矿石酸耗都取得了较好的试验[J]．中国有色冶金，2012，10(5)：63—66．结果。[6]王玲，李云，等．刚果(金)加丹加铜钴氧化矿石中铁的赋存状态对钴酸浸效果的影响[J]．有色冶金(选矿部分)，2013(2)：参考文献：1—12．[7]欧乐明，胡本福，等．刚果(金)某难选氧化铜钴矿选矿工艺研究[1]李辉，胡重，等．刚果(金)氧化铜矿硫酸浸出的研究[J]．有口]．金属矿山，2011，423(9)：76—81．色矿冶，2014，30(2)：35—37．[8]兰玮锋，米玺学．从氧化钴矿石中提取钴的试验研究[J]．湿法E2]谢添，廖春发，等．刚果(金)铜钴氧化矿回收铜钻研究I-J]．中冶金，2008，27(4)：230—233．国资源综合利用，2013(5)：23—26．[3]郑明臻．非湘氧化铜矿搅拌浸出与堆浸可行性I-J]．中国有色冶StudyonLeachingTestofCopper-cobaltRejectsinDRCJIANGYuan(ChinaNonferrousMetalMining(Group)CO．，LTD，Beijing100029，China)Abstract：TheleachingtestsofHMScopper-cobaltrejectsinDRCareresearchedinthispaper．Thecom—Dositionoffeedandmineralphasesanalysisshowthattheoreisoxidecopper-cobaltore．Theeffectsofpartic1esize，leachingtime，pH，Eh，solidsconcentrationandtemperatureontheleachingefficiencyofcopper-cobaltoreandacidconsumptionwerestudied．Theoptimumleachingconditionsshowthatparti—clesizewasP8O一75microns；lcachingtimewas4hours；pHwas1．5；Ehwas350mV；solidsconcentra—tionwas30；leachingtemperaturewas50~C．Fourrepeatabilityleachingtestswereconductedinthesameoptimumconditions．theoptimumtechnicalindexwereobtained．Keywords：leachingefficiency；acidconsumption；copper-cobaltoxideore(上接第39页)ResearchonLaser3DPrintingPerformanceofTC4AlloyPowderPreparedbyEIGADONGHuang—huan，CHENSui—yuan，GUOKuai—kuai，LIHui-li，LIANGJing，LIUChang—sheng(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China；2．ResearchInstituteofNortheasternUniversity，Shenyang110819，China)Abstract：TheTC4sphericalpowder(50—180m)forlaser3Dprintingwerepreparedbytheelectrodein—ductionmeltinggasatomization．Thecrosssectionmicrostructureofpowderwasstudied．TC4alloysam—pieswereprintedbylaser3Dprintingtechnology，andtheeffectsofparticlesizerangesonmicrostructureandtensilefracturemorphologyofprintingsamplewereresearched．Theresultsshowthatpowdercrosssectionexistedalargenumberofacicularhexagonalclose——packedmartensite．Thewidthandheightofmoitenpoolwerefirstincreasedandthendecreasedwiththeincreasingofthepowderapparentdensity，andthebestapparentdensityrangefor3Dprintingwere2．696～2．792g／cm。．Thewidmonstattenstruc—tureinprintingsampleweredecreasedinthedecreaseofparticlesizerange，whichleadstograduallyin—creasingofthetoughdimplesinthefracturemorphology．However，phasetransformationinitialtempera—ture830．09℃andpeaktemperature927．39℃werebelowsteadystatephasetransitiontemperature，soitshowsthatmanymetastablephasesexistsintheTC4sampleprintedbylaser3Dprintingtechnology．Keywords：laser3Dprinting；rangeofpowderparticlesize；apparentdensity；Widmanstattenstructure；fracturemorphology