某氧化銅礦石的硫酸攪拌浸出試驗研究

孫敬鋒，廖 璐，李紅立，王林祥，訾建新

（內蒙古自治區礦產實驗研究所，內蒙古 呼和浩特 010031）

我國氧化銅礦資源儲量豐富，隨著高品位易選硫化銅礦資源的不斷減少，氧化銅礦的開發利用日益引起重視。由于大部分氧化銅礦石都具有含泥量大、氧化率高、結合銅含量高、細粒不均勻嵌布、氧硫混雜、多種礦物共存等特點［1］，浮選前一般都需要硫化處理，工藝較為復雜，且難以提高銅精礦品位。直接浸出法成本低、工藝簡單、環境污染小，是處理氧化銅礦石的有效方法［2-4］。針對某氧化銅礦石進行了攪拌浸出試驗研究。

1 礦石性質

試驗礦樣為內蒙某氧化銅礦石，礦石礦物主要有孔雀石、硅孔雀石，其次為藍銅礦、黑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要為石英，其次為方解石、白云石等。主要目的礦物為孔雀石和硅孔雀石，其中孔雀石的相對可浮性較好，硅孔雀石可浮性差。礦石含泥量較大，需要在浮選前預先脫泥。

原礦主要化學成分分析結果見表1，銅物相分析結果見表2。

表1 原礦主要化學成分分析結果 %

表2 銅物相分析結果

2 試驗方法

以硫酸為浸出劑，在常溫常壓下攪拌浸出銅。原礦磨至一定細度，控制液固體積質量比，放入機械攪拌浸出槽中，反應一段時間后，對浸出尾渣水洗烘干，分析銅品位并計算銅浸出率。

3 試驗結果及討論

3．1 單因素對照條件試驗

3．1．1 磨礦細度對銅浸出效果的影響

礦漿液固體積質量比為4∶1，浸出時間為6 h，硫酸質量濃度為40g／L，攪拌速度為300 r／min。磨礦細度對銅浸出率的影響試驗結果見表3。可以看出：磨礦細度在-200目占85%以下時，銅浸出率隨磨礦細度提高而增大；磨礦細度提高到-200目占95%時，銅浸出率反而降低。這是因為在一定粒度范圍內，礦粒越細，比表面積越大，與浸出劑的接觸面積越大，對浸出越有利；但礦石過細時，礦漿的黏稠度增大，反而不利于傳質。因此，磨礦細度以-200目占85%較為適宜。

表3 磨礦細度對銅浸出率的影響

3．1．2 礦漿液固體積質量比對銅浸出率的影響

磨礦細度為-200目占85%，浸出時間為6 h，硫酸質量濃度為40g／L，攪拌速度為300 r／min。液固體積質量比對銅浸出率的影響試驗結果見表4。

表4 礦漿液固體積質量比對銅浸出率的影響

由表4看出：礦漿液固體積質量比在2∶1～4∶1之間時，隨液固體積質量比增大，礦漿黏稠度降低，礦粒擴散速度加快，銅浸出率提高；當液固體積質量比超過4∶1后，礦粒擴散速度不再是影響浸出反應的主要因素，而液固體積質量比的增大會引起單位體積內礦粒數減少，反而不利于反應的進行，銅浸出率有所降低。因此，礦漿液固體積質量比以4∶1為宜。

3．1．3 攪拌時間對銅浸出率的影響

磨礦細度為-200目占85%，礦漿液固體積質量比為4∶1，硫酸質量濃度為40g／L，攪拌速度為300r／min。攪拌時間對銅浸出率的影響試驗結果見表5。

表5 攪拌浸出時間對銅浸出率的影響

從表5看出：隨攪拌時間延長，銅浸出率逐漸升高；反應6h之前，銅浸出率增加明顯；反應6h之后，銅浸出率變化不大，說明此時反應已達到平衡，再延長浸出時間對提高銅浸出率意義不大。因此，攪拌時間以6h為宜。

3．1．4 硫酸質量濃度對銅浸出率的影響

磨礦細度為-200目占85%，礦漿液固體積質量比為4∶1，攪拌時間為6h，攪拌速度為300 r／min。硫酸質量濃度對銅浸出率的影響試驗結果見表6。

表6 硫酸質量濃度對銅浸出率的影響

由表6看出：隨硫酸質量濃度增大，銅浸出率顯著提高；硫酸質量濃度超過30g／L以后，礦石中可浸銅已基本反應完全，再增加硫酸用量銅浸出率不再提高，基本維持在84．10%左右。試驗確定最佳硫酸質量濃度為30g／L。

3．1．5 攪拌速度對浸出效果的影響

磨礦細度為-200目占85%，礦漿液固體積質量比為4∶1，攪拌浸出時間為6h，硫酸質量濃度為30g／L。攪拌速度對硫酸浸出銅的影響試驗結果見表7。

表7 攪拌速度對銅浸出率的影響

從表7可知：隨攪拌速度增大，浸出產物在礦漿中的擴散速度加快，銅浸出率提高迅速；但攪拌速度超過200r／min時，銅浸出率反而出現略微下降，這可能是因為攪拌速度過大時，礦粒被礦漿渦流吸住，在礦漿中的擴散受限所致。同時，攪拌速度過高也會增大能耗，綜合考慮，確定攪拌速度以200r／min為宜。

3．2 最佳條件驗證試驗

根據以上單因素條件試驗結果，在常溫常壓下攪拌浸出氧化銅礦石。工藝參數為：磨礦細度為-200目占85%，礦漿液固體積質量比為4∶1，攪拌時間為6h，硫酸質量濃度為30g／L，攪拌速度為200r／min。3次驗證試驗結果表明銅浸出率均在84%以上。

4 結論

用硫酸攪拌浸出含泥量較高的氧化銅礦石是可行的，與硫化浮選法相比，具有成本低、工藝簡單、環境污染小、銅浸出率高等優點，可在實際生產中應用。對內蒙某氧化銅礦石在常溫常壓下進行硫酸攪拌浸出銅，最佳條件下，銅浸出率可達到84%，效果較好。

［1］屈時漢．淺析低品位氧化銅的濕法冶金［J］．江西有色金屬，1996，10（1）：34-37．

［2］陳春林，張旭，包宏偉，等．低品位氧化銅礦石的硫酸浸出試驗研究［J］．濕法冶金，2008，27（3）：154-157．

［3］姚高輝，嚴佳龍，王洪江，等．高含泥量氧化銅礦加溫攪拌浸出試驗研究［J］．中國科技論文在線，2010，5（11）：855-860．

［4］李榮改，宋翔宇，喬江輝，等．含泥難選氧化銅礦石選礦工藝研究［J］．礦冶工程，2008，28（4）：46-17．