銅鈷礦酸浸渣絮凝沉降試驗(yàn)研究

摘要：以銅鈷礦硫酸浸出渣為研究對(duì)象，開(kāi)展絮凝沉降試驗(yàn)。結(jié)果表明，礦漿濃度為10.5%，絮凝劑濃度為

0.1%時(shí)，AZ5005絮凝劑用量為70 g/t，底流礦漿濃度可達(dá)43.32%；5310絮凝劑用量為60 g/t，底流礦漿濃度可達(dá)45.30%。二者絮凝上清液均清澈，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。礦漿濃度下降為5.5%時(shí)，兩種絮凝劑的沉降速度變快。絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，AZ5005絮凝劑、5310絮凝劑的即時(shí)沉降速度分別達(dá)34.06 m/h、26.78 m/h，此時(shí)只有5310絮凝劑的上清液較清澈，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：銅鈷礦；酸浸渣；絮凝；沉降速度

中圖分類(lèi)號(hào)：TF816 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）04-000-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.002

Experimental Study on Flocculation and Settlement of Copper Cobalt Ore Acid Leaching Residue

FU Chenxiao， YAO Xianzhao

（La Sino-Congolaise Des Mines S.A.， Beijing 100039， China）

Abstract： Taking the sulfuric acid leaching residue of copper cobalt ore as the research object， this paper conducts flocculation and sedimentation experiments. The results show that when the slurry concentration is 10.5% and the flocculant concentration is 0.1%， the dosage of AZ5005 flocculant is 70 g/t， and the bottom flow slurry concentration can reach 43.32%; the dosage of flocculant 5310 is 60 g/t， and the concentration of underflow slurry can reach 45.30%. Both flocculation supernatants are clear and can meet production needs. When the slurry concentration decreases to 5.5%， the settling speed of the two flocculants becomes faster. When the dosage of flocculant is 60 g/t， the instant settling rates of AZ5005 flocculant and 5310 flocculant reach 34.06 m/h and 26.78 m/h， respectively， at this time， only the supernatant of 5310 flocculant is relatively clear， which can meet production needs.

Keywords： copper cobalt ore; acid leaching residue; flocculation; settlement velocity

銅鈷礦是回收鈷的重要原料，其回收工序主要包括破碎、磨礦、旋流器分級(jí)、浸前濃密、壓濾、硫酸浸出、銅萃取和鈷回收等[1-3]。實(shí)際生產(chǎn)中，硫酸浸出槽的礦漿自流進(jìn)入濃密機(jī)，濃密機(jī)溢流液為富銅液，濃密機(jī)底流送逆流傾析（Counter-Current Decantation，CCD）系統(tǒng)洗滌。在CCD絮凝沉降過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)上清液渾濁的情況，給萃取系統(tǒng)帶來(lái)較大壓力。因此，浸出渣礦漿的快速絮凝沉降對(duì)生產(chǎn)效率的提高具有至關(guān)重要的作用。浸出渣礦漿上清液的清澈程度主要與絮凝劑種類(lèi)、用量和礦漿濃度有關(guān)[4-6]。目前，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常采用兩種絮凝劑（編號(hào)分別為908和910），絮凝沉降的礦漿濃度在10%左右，絮凝劑用量約為100 g/t，存在上清液渾濁、絮凝劑用量大、沉降速度慢等問(wèn)題。基于上述實(shí)際問(wèn)題，以某銅鈷礦硫酸浸出底流礦漿為研究對(duì)象，采用多種有機(jī)絮凝劑進(jìn)行絮凝沉降試驗(yàn)，系統(tǒng)考察絮凝劑種類(lèi)、用量對(duì)沉降速度、界面下降高度以及上清液澄清情況的影響，以期為銅鈷礦生產(chǎn)提供可靠參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用礦漿來(lái)自國(guó)內(nèi)某銅鈷礦冶煉企業(yè)，銅鈷礦經(jīng)硫酸浸出后，送濃密機(jī)沉降，得到底流礦漿。礦漿中浸出渣的主要化學(xué)成分如表1所示。浸出渣的主要成分為Fe、Ca、Mg、Al、Si和S，含量分別為1.73%、1.71%、2.85%、3.31%、22.82%和3.95%，還含有少量Cu、Co。試驗(yàn)所用5種有機(jī)絮凝劑均無(wú)毒無(wú)害，編號(hào)依次為910、908、AZ5005、5310和BMS-1。絮凝劑在使用時(shí)需要配制成一定濃度的水溶液。

1.2 試驗(yàn)方法

利用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)量一定質(zhì)量的礦漿原料并將其置于燒杯，加入自來(lái)水稀釋至一定濃度，室溫下攪拌，緩慢加入一定濃度的絮凝劑溶液，充分混合后倒入500 mL量筒內(nèi)。量筒在平臺(tái)靜置的過(guò)程中，觀察上清液澄清情況，記錄沉降時(shí)間和界面下降高度。繪制沉降曲線，根據(jù)沉降曲線的斜率計(jì)算沉降速度，以對(duì)比沉降效果[7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 絮凝劑篩選試驗(yàn)

取CCD底流礦漿（濃度41%），加入水調(diào)整礦漿濃度至10.9%，調(diào)節(jié)pH至1.8，加入濃度0.1%的絮凝劑，室溫下，不同絮凝劑在用量不同時(shí)的沉降效果如表2所示。從結(jié)果來(lái)看，AZ5005絮凝劑加入量少時(shí)，其上清液會(huì)比908絮凝劑更加清澈，耗量約為50 g/t，5310絮凝劑的上清液清澈度與908絮凝劑相當(dāng)，但同樣絮凝劑加入量下，5310絮凝劑的底流濃度會(huì)比908絮凝劑高。BMS-1絮凝劑加入量多，上清液也渾濁。因此，AZ5005絮凝劑和5310絮凝劑為優(yōu)先選擇。910絮凝劑、AZ5005絮凝劑、908絮凝劑和5310絮凝劑的24 h沉降后液位（1 L）分別為300 mL、280 mL、290 mL和270 mL，BMS-1絮凝劑的24 h沉降后液位難以測(cè)定（水質(zhì)渾濁）。

2.2 礦漿濃度為10.5%時(shí)絮凝劑的沉降曲線

2.2.1 AZ5005絮凝劑的礦漿沉降曲線

礦漿濃度為10.5%，pH為1.8時(shí)，將AZ5005絮凝劑添加量分別控制在50 g/t、60 g/t、70 g/t和80 g/t，礦漿的沉降曲線如圖1至圖4所示。在不同絮凝劑用量下，根據(jù)礦漿的沉降高度和沉降曲線，AZ5005絮凝劑添加量為70 g/t時(shí)，沉降速度最快，沉降高度最大，下降速度較快，上清液較為清澈，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。經(jīng)計(jì)算，此時(shí)的底流礦漿濃度為43.32%。

2.2.2 5310絮凝劑的礦漿沉降曲線

礦漿濃度為10.5%，pH為1.8，將5310絮凝劑添加量分別控制在50 g/t、60 g/t、70 g/t和80 g/t，礦漿的沉降曲線如圖5至圖8所示。在不同絮凝劑用量下，根據(jù)礦漿的沉降高度和沉降曲線，5310絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，沉降速度最快，沉降高度最大，下降速度較快，上清液較為清澈，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。經(jīng)計(jì)算，此時(shí)的底流礦漿濃度為45.30%。

2.3 礦漿濃度為5.5%時(shí)絮凝劑的沉降曲線

2.3.1 AZ5005絮凝劑的礦漿沉降曲線

礦漿濃度為5.5%，pH為1.8時(shí)，將AZ5005絮凝劑添加量分別控制在40 g/t、60 g/t，礦漿的沉降曲線如圖9、圖10所示。在不同絮凝劑用量下，根據(jù)礦漿的沉降高度和沉降曲線，AZ5005絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，沉降速度最快，沉降高度最大，下降速度較快，即時(shí)沉降速度最快可達(dá)34.06 m/h，但礦漿沉降速度過(guò)快，導(dǎo)致絮凝劑來(lái)不及吸附微小的顆粒，上清液較為渾濁，無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。經(jīng)計(jì)算，絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，底流礦漿的濃度為42.48%。

2.3.2 5310絮凝劑的礦漿沉降曲線

礦漿濃度為5.5%，pH為1.8時(shí)，將5310絮凝劑添加量分別控制在40 g/t、60 g/t，礦漿的沉降曲線如圖11、圖12所示。在不同絮凝劑用量下，根據(jù)礦漿的沉降高度和沉降曲線，5310絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，沉降速度最快，沉降高度最大，下降速度較快，即時(shí)沉降速度最快可達(dá)26.78 m/h，其礦漿沉降速度較AZ5005絮凝劑稍慢。5310絮凝劑可以充分與微小顆粒結(jié)合，上清液較為清澈。經(jīng)計(jì)算，絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，底流礦漿的濃度為42.40%，整體絮凝沉降效果較好。

3 結(jié)論

絮凝劑的篩選試驗(yàn)顯示，AZ5005絮凝劑和

5310絮凝劑整體沉降效果最好，用量合適時(shí)，上清液更清澈，底流濃度更高。礦漿濃度為10.5%，絮凝劑濃度為0.1%時(shí)，AZ5005絮凝劑添加量為70 g/t，沉降最快，底流礦漿濃度最高，達(dá)到43.32%；5310絮凝劑添加量為60 g/t，沉降高度最大，底流礦漿濃度最高，達(dá)到45.30%。二者絮凝上清液均澄清，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。相比礦漿濃度10.5%的試驗(yàn)結(jié)果，礦漿濃度為5.5%時(shí)，兩種絮凝劑的沉降速度均更快。

AZ5005絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，即時(shí)沉降速度最快可達(dá)34.06 m/h；5310絮凝劑添加量為60 g/t時(shí)，即時(shí)沉降速度最快可達(dá)26.78 m/h。由于AZ5005絮凝劑沉降速度過(guò)快，來(lái)不及結(jié)合微小顆粒，上清液較渾濁，而5310絮凝劑上清液較為清澈。

參考文獻(xiàn)

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