某高结合率土质氧化铜矿石强化浸出试验研究.pdf

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第24卷第1O期中国矿业Vo1．24，No．1O2Ol5年1O月CHINAMININGMAGAZINE0ct．2O15某高结合率土质氧化铜矿石强化浸出试验研究胡淼，李晓晖，张国华，何力，计少石，丁建南(1．江西省科学院，江西南昌330096；2．南昌资环生态科技有限公司，江西南昌330096)摘要：对云南某黏土质氧化铜矿进行了浸出试验研究，试验结合不同粒级矿石的可浸性能差异，对矿石进行分级强化浸出。+0．074mm添加强化浸出剂ED-1搅拌浸出，一0．074mm加温8O℃搅拌浸出。通过搅拌浸出条件试验，确定最佳浸出参数，最佳条件下铜综合浸出率81．93，吨铜综合酸耗13．86t，铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提升。关键词：土状氧化铜矿；高结合率；强化搅拌浸出中图分类号：TD923文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)10—0160—04EnhancedleachingexperimentalstudyonhighcombinationrateclayoxidecopperoreHUMiao，LIXiao—hui，ZHANGGuo—hua，HELi，JIShaoshi，DINGJiannan。(1．JiangxiAcademyofSciences，Nanchang330096，China；2．NanchangResourcesEnvironmentalandEcologicalTechnologyCo．，Ltd．，Nanchang330096，China)Abstract：ExperimentalleachingstudiesconductedonaclayoxidecopperfromYunnan，combinationofdifferentsizefractionsoftheoremaydiptheperformancedifferenceoforegradingdealtwithseparately．+0．074mmatroomtemperatureagitationleachingwithED-1，——0．074mmheatedby80~Cagitationleaching．ByagitationleachingexperimentstOdeterminetheoptimumleachingparameters，consolidatedcopperleachingratereached81．93underoptimalconditions，tonsofcopperintegratedacidconsumption13．86t，copperleachingratehasincreaseddramaticallyovertheexistingleachingprocessatroomtemperature．Keywords：clayoxidecopper；highcombinationrate；enhancedagitationleaching土状铜矿，矿石呈土状，具有埋藏浅、原矿粒度出，细粒级矿物进行加温强化搅拌浸出。小型试验细、矿脉平缓及利于露天开采等特点。矿石主要由结果表明，铜综合浸出率81．93，吨铜综合酸耗孔雀石，褐铁矿、白云石、硅孑L雀石、赤铜矿，黑铜13．86t。铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提矿、黏土矿物以及硫化铜矿物组成E12]。目前，针对升，为矿石的进一步开发利用奠定了基础。土状铜矿的开发利用进行了较多的研究L3]，主要集1原矿性质中于湿法处理工艺，通过加入浸出剂将矿石中的铜矿体属面型土状铜矿，此类型铜矿具有埋藏矿物浸出，此类工艺能有效回收矿石中的铜矿物]，浅、矿脉平缓及利于露天开采等特点。主要由孔雀已经取得了较好的应用。石，褐铁矿、硅孔雀石、赤铜矿，黑铜矿、黏土矿物以试验所取土状铜矿，结合氧化铜矿占比及硫化铜矿物组成。矿石呈土状，原矿粒度细，41．32，矿样一0．074mm含量达40．96。采用一0．074mm粒级含量达到40．96。物相分析中可常温酸浸工艺处理，铜浸出率低于50，且浸出酸以看出，该矿石为深度氧化铜矿石，氧化率到达耗很高。在对矿石进行详细的分析之后，综合考虑95．62，且氧化铜矿中结合氧化铜矿物含量偏高，矿石的粒度组成、碱性脉石矿物含量以及结合铜矿此部分铜矿物多集中于细粒级矿物中，多包裹于脉物在各粒级组分中的分布，决定采用强化酸浸工石矿物中。铜矿矿物主要为，孔雀石和硅孔雀石。艺。矿石不经磨矿直接分级后，对粗粒级矿石，添其中，硅孑L雀石部分包裹于脉石中。碱性脉石矿物加自行配置的强化浸出剂ED-1进行常温搅拌浸多分布于+3mm粒级中。试验矿样中主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，筛析数据见表3。收稿日期：2014-09—03 第1O期胡淼，等：某高结合率土质氧化铜矿石强化浸出试验研究161表2铜物相分析结果／％粒级／ram含量／结合氧化铜占比／品位／十318．4125．120．905—3+0．613I3．6829．23O．944一o．613+0．15O16．6233．460．930—o．15O+0．o7410．3336．13o．970浸出时间／Il～0．07440．9657．14I．012图l浸出温度&时间与浸出指标的关系合计100．oo41．32O．965图I中可以看出，矿石随着时间的增长浸出率2浸出方案逐步升高，到达一定程度后，上升趋势减缓。矿石矿石性质的详细分析，显示铜矿矿石性质不同浸出作业的前三个小时内，浸出温度提升至6O℃，粒级呈现不均匀分布，+0．074ram粒级矿物，浸出可大幅提高铜矿石浸出率，可见温度的升高有助于过程中，易形成大量矿泥，大幅降低矿堆渗透性[6]，加速铜矿物的浸出。在浸出温度提升到80℃，浸出不适用制粒堆浸工艺处理。综合考虑，此部分矿物时间3h，矿石浸出率达92．13％。采用常温强化搅拌浸出作业，为提高结合铜矿物如3．2液固比试验赤铜矿的浸出，试验使用了一种自行配置的矿浆调土状矿石中存在较高含量的黏土矿物，此部分整剂ED-I，调整剂起到调整矿浆电位的作用；矿物在浸出过程中容易泥化，导致矿浆分散性变一0．074ram粒级矿物由于微细粒级含量高，且包裹差。因此，浸出作业需要适宜的液固比，既能保证严重的结合铜矿物含量较高，使用加温强化浸出工矿浆的分散性，也能兼顾浸出剂的用量。对矿石进艺处理此部分矿石。行液固比条件试验。试验矿样经0．074ram筛分分浸出试验采用250mL锥形瓶，置于SHZ型水级，浸出用硫酸40g·L_。，温度8O℃，浸出时间3h。浴恒温摇床中振荡，转速恒定140rpm。每次矿样试验结果见图2。20g，按一定液固比加入浸出剂硫酸溶液。条件试试验结果如图2所示，图中可以看出，随着液固验主要确定最佳浸出温度、时间、液固比和酸浓度。比不断提高，为达到同样酸浓度的所需的浸出剂用3细粒级搅拌浸出试验量呈比例上升。在液固比达到3：1左右，铜浸出率细粒级矿物，结合铜矿物占比相对较高，矿浆上升逐步放缓，浸出液铜离子浓度逐步降低，此时泥化严重，铜矿物可能以包裹或类质同象的形式存吨铜酸耗13．07t。由于液固比提高，矿浆浓度降低在于脉石矿物中，常温浸出效果较差。因而考虑采会导致相同体积的浸出剂所处理的矿石量降低。用加温浸出，以提高矿石浸出效果。综合考虑矿石浸出酸耗，取液固比2．5：1。3．1浸出温度和时间试验3．3初始酸度试验浸出过程中，浸出时间和浸出温度对浸出过程浸出过程中，浸出剂的浓度对矿石浸出有较大有着极为重要的影响。提高浸出作业的反应温度影响。提高浸出剂浓度，可有效提高矿石的浸出可以加速铜矿物浸出，同时能够促进赤铜矿等结合率，而过量的浸出剂与脉石矿物发生反应，将导致铜矿物的浸出[7-83。为选取最佳浸出温度和时间，对浸出剂消耗量增大。试验矿样经0．074mm筛分分不同温度条件下矿石浸出率随时间变化进行试验。级，液固比2．5：1，温度80℃，浸出时间3h。试验试验矿样经0．074ram筛分分级，浸出硫酸40g·结果见图3。L_。，液固比3：1。试验结果见图I。由图3可以看出，矿石铜浸出率随硫酸质量浓 中国矿业第24卷度的增加而增加，在硫酸质量浓度达到40g·L以量较高，在酸溶液中浸比较为容易，因而采用常温后，铜浸出率达到9O．52，同时上升趋势逐渐减浸出工艺。考虑矿物中仍有一定含量的结合氧化弱，而酸耗逐步上升。故浸出硫酸质量浓度40g·铜矿物如赤铜矿等。此类矿物，浸出作业时，对矿I一，试验结果最佳。浆电位(Eh)要求较高，在一定的矿浆电位(Eh)和4粗粒级常温浸出试验pH才能溶浸。温度为25℃时，Cu—H。O系统Eh—+0．074mm粒级矿物，矿石自由氧化铜矿物含PH关系如图4所示。，555：3550一lJ．警鞋暮丑吾}液吲比硫酸质量浓度g)图2液固比与浸出指标的关系图3硫酸用量与浸出指标的关系图4Cu—H2O系统Eh—pH关系图由图4可以看出，赤铜矿等次生矿物在矿浆Eh4．2液固比试验大于0．35，pH小于4以下才能溶浸。故试验添加粗粒级矿物在浸出过程中，会出现部分泥化现矿浆调整剂，调整矿浆电位，以强化浸出作业。为象。此部分泥化矿物对矿浆分散性影响较大。浸提高结合铜矿物如赤铜矿的浸出，试验使用了一种出液硫酸质量浓度40g·L～，调整剂ED一1质量浓自行研制的矿浆调整剂ED-1。度1g·L一，液固比3：1，温度2O℃，浸出时间8h。41浸出时间试验试验结果如图6所示。浸出作业中，浸出时间对最终矿石铜浸出率有试验结果中可以看出，矿石铜浸出率，随液固较大影响，对矿石进行浸出时间条件试验。矿石经比升高缓慢升高，液固比3：1左右，升高趋势放缓，过0．074mm筛分分级，取+0．074mm组分矿物进此条件下铜浸出率72．97％，吨铜酸耗16．45t。行试验，浸出液硫酸质量浓度50g·L～，调整剂4．3初始酸度试验ED一1质量浓度1g·L一，液固比3：1，温度2O℃。试验取+0．074mm矿样20g，置于250ml锥形试验结果见图5。瓶中，调整剂ED-1质量浓度1g·L_。，液固比3：浸出时间条件试验结果见图5，随着浸出时间1，浸出温度20℃，浸出时间8h。条件试验硫酸质量的增长，铜浸出率逐步提高。在时间达到8h后，铜浓度条件和试验结果见图7。浸出率逐步放缓。浸出时间8h铜浸出率73．18。468l0{曼出时间／h硫酸质埴浓度，‘l『’)图5浸出时间与浸出率的关系图6液固比与浸出指标的关系图7硫酸质量浓度与浸出指标的关系试验结果可以看出，随着硫酸质量浓度的升高，4．4浸出调整剂试验铜浸出率不断升高。由于酸浓度的增加，导致碱性脉试验取+0．074ram矿样20g，置于250ml锥形石矿物溶解，使浸出酸耗上升。浸出硫酸质量浓度瓶中，浸出硫酸质量浓度40g·I，液固比3：1，40g·L时，铜浸出率73．217／6，吨铜酸耗16．39t。浸出温度20~C，浸出时间8h。条件试验ED一1质量 第lO期胡淼，等：某高结合率土质氧化铜矿石强化浸出试验研究浓度条件和试验结果见图8。理，矿石分级后，粗粒级矿石使用ED-1进行常温强化搅拌浸出，细粒级矿物加温至80℃进行强化搅拌浸出，小型试验结果表明，铜综合浸出率81．93，吨铜综合酸耗l3．86t。铜浸出率较现有常温浸出工艺有了大幅提升，为矿石的进一步开发利用奠定瓣丑了基础。罪2)加温酸浸可有效处理结合氧化铜矿含量较高的铜矿石。采用加温搅拌浸出工艺能够加速浸出作业速度，高效浸出结合铜矿物含量较高的矿物。一0．074mm粒级矿物，8O℃加温浸出，铜浸出调整~ED-1用量，。L)率达到9O．87。图8ED-1用量与铜浸出率的关系3)分级强化浸出工艺，使浸出作业条件更有针对性，避免了碱性脉石矿物在加温浸出中对浸出剂试验结果可以看出，随着ED-1质量浓度的升过多的消耗。高，铜浸出率逐步升高。矿石中一定含量的还原态4)ED一1质量浓度2g·L时，+0．74ram粒级铁矿物对调整剂产生一定的消耗。试验结果可以铜矿物浸出率提高了7．31。强化浸出调整剂看出调整剂ED-1质量浓度2g·L时，铜浸出率ED-1，能够有效提高结合率氧化铜矿石的铜浸出75．52，吨铜酸耗15．89t，较未添加ED一1铜浸出率。■—●率提高了7．31％。参考文献5最佳条件试验试验取+0．074ram粒级矿物20g，置于250ml李志群，李锦武．云南土状铜矿资源利用研究EJ]．中国矿业，锥形瓶中，液固比3：1，浸出温度2O℃，浸出时间1999，8(5)：54-57．8h，硫酸浓度50g·L～，调整剂ED一1质量浓度2g李志群，任治．一种亟待重新认识的铜矿床一滇中土状铜矿口]．地质与勘探，2000，36(3)：1l一14．·L_。。取一0．074mm粒级矿物20g，置于250ml姚高辉，严佳龙，王洪江，等．高含泥氧化铜矿加温搅拌浸出锥形瓶中，液固比2．5：1，浸出温度8O℃，硫酸浓度试验研究EJ]．中国科技论文在线，2010，5(11)：855—860．40g·L_。，浸出时间3h。试验结果见表4。邱廷省，郑锡联，冯金妮．氧化铜矿石选矿技术研究进展EJ]．金属矿山，2012(12)：82—86．表4最佳条件试验结果罗溪梅，童雄，王云帆．难选氧化铜矿的处理[J]．矿业研究与开发，2O10(1)：42—45．LewandowskiKA，KawatraSK．Bindersforheapleachingagglomeration[J]．Minerals＆MetallurgicalProcessingJournal，2009，26(1)：卜24．黄明清，王洪江，吴爱祥，等．高结合率氧化铜矿高温搅拌浸出[J]．铜业工程，2011(3)：21—24．由表4可以看出，对矿石进行分级分别处理试SunX，ChenB，YangX，eta1．Technotogiealconditionsand验，铜综合浸出率81．93％，吨铜综合酸耗13．86t。kineticsofleachingcopperfromcomplexcopperoxideoreEJ]．6结论JournalofCentralSouthUniversityofTechnology，2009，16：1)云南某土状铜矿，采用分级强化浸出工艺处936—941．