國外某氧化銅礦的浸出研究

姚現召，張 帆，劉貴清

（江蘇北礦金屬循環利用科技有限公司，江蘇 徐州 221000）

氧化銅礦是銅礦資源的重要組成部分，儲量比較豐富，我國氧化銅礦占銅礦資源的四分之一[1-2]。隨著全球一體化的快速發展，對銅金屬量的需求與日俱增，促進了氧化銅礦選冶行業的技術進步。本研究以國外某氧化銅礦為研究對象，旨在查明礦石中銅、鋅等有價元素的浸出特性，為經濟合理的回收方案提供理論依據。

1 試驗

1.1 試驗原料

試驗原料來自國外某氧化銅礦，該礦主要礦物為碳酸鹽礦物形態存在，包括孔雀石（Cu2CO3(OH)2）、藍銅礦（Cu3(CO3)2(OH)2）和菱鋅礦（ZnCO3）等。取100 kg礦樣標本、破碎、球磨之后混勻，采用四分法采樣，之后篩分處理。其粒度分布及銅含量分析如表所1示。

表1 氧化銅礦粒度分布及銅含量分析

1.2 儀器與試劑

儀器為：恒溫加熱水浴鍋，變頻可調攪拌器，原子吸收分光光度計。試劑為：硫酸，分析純。

1.3 試驗方法

攪拌浸出小型試驗在2 L燒杯中進行，將礦樣與水按一定液固比在燒杯中混合漿化，到達浸出溫度后，根據酸礦比用蠕動泵將硫酸加入燒杯中進行攪拌浸出，浸出過程中使用pH計監測礦漿pH值和溫度變化。浸出過程中取樣抽取礦漿，過濾洗滌，濾液和濾渣分別進行分析。

2 結論與討論

2.1 浸出溫度及酸耗對銅浸出率的影響

浸出酸礦比及浸出溫度條件試驗考察了不同溫度下，酸耗在130～160 kg/t變化時對礦樣浸出效果的影響，試驗固定條件如下：礦樣為400 g，浸出液固比為3.45；加酸方法為濃硫酸分段加入，第一段10 min加酸50%，第二段20 min加酸25%，第三段30 min加酸25%；浸出時間為2 h（一段加酸完畢后15 min開始取樣）。

圖1 溫度及酸耗對礦樣銅浸出率的影響（室溫、145 kg酸/t礦）

從圖1可以看出，在室溫、酸礦比145 kg/t礦的條件下，浸出1 h后繼續延長時間，Cu、Fe浸出率無明顯變化。相比同溫度下比較酸礦比130 kg/t礦的試驗結果，浸出終點酸度稍高4.41 g/L，Cu浸出率無明顯變化。

從圖2可以看出，在浸出溫度60℃、酸耗130 kg/t礦的條件下，Cu、Zn浸出速度非常快，浸出15 min后Cu、Zn浸出率均達到90%，礦漿酸度低，隨著浸出時間的增加，Cu浸出率稍有提高。

圖2 溫度及酸耗對GH礦浸出的影響（60℃、130 kg酸/t礦）

圖3 溫度及酸耗對GH礦浸出的影響（60℃、145 kg酸/t礦）

從圖3可以看出，在60℃、145 kg酸/t礦的條件下，浸出1 h后，延長浸出時間，Cu、Zn浸出率無明顯變化。相比同溫度下酸礦比130 kg/t礦的浸出結果，Cu浸出率稍有提高，浸出終點酸度4.66 g/L。

圖4 溫度及酸耗對GH礦浸出的影響（60℃、160 kg酸/t礦）

從圖4可以看出，在浸出溫度60℃、酸耗160 kg/t礦的條件下，Cu浸出率與同溫度下酸耗145 kg/t礦的試驗結果基本一致，浸出終點酸度較高。浸出溫度60℃下，隨著酸礦比的增加，Cu浸出率無明顯提高，Fe浸出率增加。

圖5 溫度及酸耗對GH礦浸出的影響（80℃、160 kg酸/t礦）

從圖5可以看出，在80℃、酸礦比160 kg/t礦的條件下，浸出1 h后繼續延長時間，Cu、Zn浸出率無明顯變化，雜質Fe浸出的隨浸出時間增加而增加，浸出終點酸度較高。相比同酸耗下比較浸出溫度60℃的試驗結果，Cu、Zn浸出率稍有提高，Fe的溶出率也增大。

圖6 浸出溫度和酸耗對混合礦浸出的影響

綜合上述試驗結果可以看出，提高浸出溫度和酸礦比，混合礦Cu浸出率有所提高，但是增幅較小，同時雜質Fe浸出率增大。浸出溫度升高，酸耗相應增大。因此，推薦室溫下浸出，酸礦比130 kg/t，浸出時間2 h，此時Cu浸出率約為92%。

2.2 磨礦粒度對銅浸出率的影響

礦樣經鄂式破碎后，在球磨機中分別磨礦20 s、30 s、40 s和 120 s后得到 P80200 μm、P80150 μm、P80105 μm和P8074 μm四種粒度的混合礦樣，分別進行常溫攪拌浸出，試驗條件固定如下：礦樣為400 g，浸出溫度為室溫；浸出液固比為3.45（初始礦漿濃度22.45%）；酸礦比為130 kg/t；加酸方法為濃硫酸分三段加入，第一段10 min加酸50%，第二段20 min加酸25%，第三段30 min加酸25%；浸出時間為2 h（一段加酸完畢后，反應15 min開始取樣）。試驗結果如圖7所示。

圖7 磨礦粒度對混合礦浸出效果的影響（P80 74μm）

從圖7可以看出，粒度P8074μm的混合礦Cu浸出速度快，浸出15 min后浸出率達到90%。隨著浸出時間的增加，Cu浸出率增加不明顯，雜質Fe、Al、Mg的浸出率低隨浸出時間變化不大。浸出液含Cu 12.4 g/L，Zn 0.4 g/L，Fe 0.12 g/L，Pb＜0.0005 g/L，H2SO41.2 g/L。

圖8 磨礦粒度對混合礦浸出效果的影響（P80 105 μm）

從圖8可以看出，粒度P80105 μm的混合礦隨著浸出時間的增加，Cu、Zn浸出率增加；Fe浸出率低，無明顯規律性變化。浸出液含Cu 12.6 g/L，Zn 0.4 g/L，Fe 0.06 g/L，Pb＜ 0.0005 g/L，H2SO42.37 g/L。

圖9 磨礦粒度對混合礦浸出效果的影響（P80 150μm）

從圖9可以看出，隨著浸出時間的增加，Cu、Zn浸出率增加，Fe浸出率無明顯變化。浸出液含Cu 12.54 g/L，Zn 0.35 g/L，Fe 0.07 g/L，Pb＜0.0005 g/L，H2SO43.15 g/L。

圖10 磨礦粒度對混合礦浸出效果的影響（P80 200μm）

從圖10可以看出，粒度P80200 μm礦的浸出速度稍慢，隨著浸出時間的增加，Cu浸出率增加。浸出液中含Cu 12.6 g/L，Zn 0.42 g/L，Fe 0.07 g/L，Pb＜0.0005 g/L，H2SO43.4 g/L。

圖11 磨礦粒度對混合礦浸出的影響

綜合上述磨礦粒度條件試驗結果可以看出，在室溫和酸耗130 kg/t礦的條件下，減小浸出礦石粒度，浸出反應速度有明顯的提高，浸出終點酸度降低，耗酸量增加；當浸出時間達到2 h時，Cu的終點浸出率基本一致，礦石粒度對Cu的浸出率無明顯影響。

3 結論

綜合上述試驗結果可以看出，提高浸出溫度和酸礦比，混合礦Cu浸出率有所提高，但是增幅較小，同時雜質Fe浸出率增大。浸出溫度升高，酸耗相應增大。因此，推薦室溫下浸出，酸礦比130 kg/t，浸出時間2 h，此時Cu浸出率約為92%。此外，礦石粒度對Cu的浸出率無明顯影響。