一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法
2023-07-20 00:17:11
專利名稱：一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法
技術領域：
本發明涉及一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法，屬於選礦冶金技術領域。
背景技術：
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堆浸已經成為回收低品位氧化銅礦、金礦、鈾礦等礦產資源的主要方法之一，對於含鈣鎂碳酸鹽低的低品位氧化銅礦，堆浸耗酸低，浸出率高，處理量大，經濟效益好，已經得到國內外礦業領域的高度重視。目前的研究工作主要集中在礦石的粒度組成、堆礦高度、噴淋酸液濃度、噴淋速度、浸出時間等參數方面，已經取得很多成果，使氧化銅礦的堆積技術不斷成熟，應用越來越廣泛。對於高含泥的氧化銅礦，由於礦泥在酸液噴淋過程中沿礦堆中的空隙移動，逐漸堵塞浸液流動通道，形成徑流，最終導致堆浸失敗，這成為高含泥氧化銅礦堆浸的技術問題之一。為了解決這一問題，將礦泥與塊礦分離，塊礦堆浸、礦泥攪拌浸出，已經獲得成功，得到工業應用。而對礦泥進行制粒堆浸，是降低攪拌浸出投資和成本的方法之一，這種方法在一定範圍內也得到應用。本發明涉及的 對象是凝灰巖型赤銅礦，採用以上常規的堆浸技術，由於特殊的礦石性質，還存在以下技術問題沒有解決。凝灰巖是一種火山碎屑巖，其組成的火山碎屑物質有70%以上的顆粒直徑小於2mm,最小的顆粒直徑可小到0.002mm,成分主要是火山灰，外貌疏鬆多孔、粗糙，有層理，顏色多樣。凝灰巖遇水會膨脹、粉化。採礦過程中，部分塊狀礦石受到機械力的作用，粉化成礦泥，當礦石破碎至20mm至40mm時,小於0.074mm的礦泥含量高達50%。對於這樣的礦石,破碎後的礦石經篩分，礦泥進行攪拌浸出是可行的，但塊礦進行堆浸，存在酸液噴淋過程中，塊礦遇水膨脹、粉化，變成礦泥，嚴重影響酸液流通，浸出效果變差，甚至堆死的問題。對於塊礦中的赤銅礦，硫酸浸出機理完全不同於孔雀石、矽孔雀石等氧化銅礦，這是由於赤銅礦為氧化亞銅，銅為一價，硫酸與該銅礦反應生成硫酸銅的過程中，有一個銅從一價銅被氧化為二價銅的過程。在塊礦堆浸過程中，如果沒有氧的存在，浸出是無法進行的。而常規的空氣含氧為惰性氧，對赤銅礦的氧化需要在加溫條件下才能有效進行，而且氧化速度緩慢，對於堆浸，不僅加溫難以實現，空氣的流通受到空隙的堵塞，供氧量是不足的，所以赤銅礦因氧化不夠而難以浸出。公知的濃硫酸熟化，是將濃度為40% 70%的濃硫酸與物料混合，堆存一定時間，再加水淋洗，可以一定程度提高常規氧化銅礦的浸出速度。但對於赤銅礦型的氧化銅礦，濃硫酸熟化是不能提高浸出速度的，原因是只有98%以上濃度的硫酸才具有強氧化性，98%以上濃度的濃硫酸一旦遇水稀釋，只要濃度低於93%，其氧化性便消失，所以，40% 80%的濃硫酸儘管濃度較高，但已經添加水稀釋過，用來熟化赤銅礦型氧化銅礦，不能達到氧化赤銅礦的目的。公知的微生物預氧化堆浸，在硫化銅礦、含金硫化礦的浸出過程中被使用，可以通過微生物將硫化銅氧化成硫酸銅，實現硫化銅的浸出，可以通過微生物預氧化硫化礦，暴露出包裹金，提高金的浸出率。但這種微生物預氧化需要微生物的作用，而微生物的生長繁殖需要硫作為能量源，但赤銅礦分子結構中，沒有硫的存在，所以微生物氧化堆浸技術對於赤銅礦的氧化不適用。基於此，本發明提出一種凝灰巖型赤銅礦濃硫酸預氧化一固化堆浸技術，可以解決赤銅礦氧化不足、凝灰巖粉化的技術問題，實現該類型礦石的有效堆浸。發明內容:
本發明通過以下技術方案來實現:
(1)粒度為5mm 50mm的凝灰巖型赤銅礦塊礦，堆礦時，向塊礦均勻噴淋98wt%的硫酸，噴淋硫酸的用量為該礦石浸出噸銅耗酸重量的80% 90% ；
(2)步驟(I)的堆礦高度控制在3m 5m，堆礦完成後，停留48小時 72小時，向礦堆噴淋含雙氧水溶液，含雙氧水溶液用量為礦石重量的5% 8%，雙氧水用量為800 1500g/t原礦，噴淋完成後停留48小時 72小時，含雙氧水溶液由雙氧水加水混合而成；
(3)在步驟(2)的礦堆上噴淋稀硫酸溶液，稀硫酸中硫酸的用量為噸銅耗酸重量的10% 20%，含銅溶液從礦堆底部排出；
(4)從步驟(3)的礦堆底部排出的含銅溶液循環噴淋，直到達到萃取需要的含銅濃度，送去萃取、電積，回收銅。本發明的技術原理:
(l)98wt%的濃硫酸具有強氧化性，利用該氧化性將赤銅礦中一價銅氧化成二價銅，同時硫酸與二價銅反應生成硫酸銅。 Cu20+3H2S04=·2CuS04+3H20+S02
如果直接採用稀酸，濃硫酸的氧化性將喪失，以上氧化反應不能進行。(2)含雙氧水的清水噴淋到礦堆上,雙氧水繼續氧化赤銅礦,促進赤銅礦的硫酸浸出。同時部分濃硫酸遇水稀釋放熱，提高礦堆的溫度，提高硫酸浸出銅的速度。Cu20+H202=2Cu0+H20Cu0+H2S04=CuS04+H20
(3)硫酸與凝灰巖的中的微細粒級方解石反應，生成硫酸鈣，在硫酸鈣在噴淋水的作用下，生成二水硫酸鈣，該過程對礦泥具有凝結作用，通過二水硫酸鈣對凝灰巖塊礦的凝結，提高其強度和抗水性，防止粉化，避免通道堵塞，為稀酸淋洗創造條件。CaC03+H2S04=CaS04+H20+C02CaS04+2H20= CaSO4.2H20
本發明具有以下優點和積極效果:
1、一般的稀酸噴淋，硫酸失去氧化性，對於赤銅礦難以有效浸出，本發明採用98wt%的濃硫酸直接噴淋，並預留氧化時間，充分利用了硫酸自身的氧化性，實現了赤銅礦的氧化浸出。2、添加雙氧水補充氧化，促進了赤銅礦的氧化。3、赤銅礦氧化過程中，水的生成和補加水的存在，使硫酸鈣生成二水硫酸鈣膠凝材料，對凝灰巖礦塊具有凝結作用，提高了礦塊的機械強度，減少了粉化，防止通道堵塞。4、濃硫酸遇水發熱對赤銅礦的硫酸浸出具體提高反應速度的作用。
具體實施方式
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實施例一:凝灰巖赤銅礦含銅品位0.70%,氧化率75%，氧化銅礦主要為赤銅礦，孔雀石次之，少量矽孔雀石，赤銅礦中的銅佔礦石含銅的65%。(I)粒度為5mm 50mm的凝灰巖型赤銅礦塊礦,堆礦時，向塊礦均勻噴淋98wt%的硫酸，噴淋硫酸的用量為該礦石浸出噸銅耗酸重量10.50噸的80%，浸出率為70%時，一噸礦石噴淋41.16kg98wt%的濃硫酸。(2)步驟(I)的堆礦高度控制在3m，堆礦完成後，停留48小時，向礦堆噴淋含雙氧水溶液，含雙氧水溶液用量為礦石重量的5%，雙氧水用量為1500g/t原礦，噴淋完成後停留48小時，含雙氧水溶液由雙氧水加水混合而成。(3)在步驟(2)的礦堆上噴淋稀酸溶液，稀酸中硫酸的用量為噸銅耗酸重量的20%，即一噸礦石使用硫酸10.29kg。含銅溶液從礦堆底部排出。(4)從步驟(3)礦堆底部排出的含銅溶液循環噴淋，直到達到萃取需要的含銅濃度，送去萃取、電積，回收銅。銅的浸出率70%。實施例二:
凝灰巖赤銅礦含銅品位0.50%,氧化率90%，氧化銅礦主要為赤銅礦，孔雀石、藍銅礦次之，少量矽孔雀石，赤銅礦中的銅佔礦石含銅的68%。(I)粒度為5mm 50mm的凝灰巖型赤銅礦塊礦,堆礦時，向塊礦均勻噴淋98wt%的硫酸，噴淋硫酸的用量為該礦石浸出噸銅耗酸重量12.8噸的85%，浸出率為68%時，一噸礦石噴淋36.99kg98wt%的濃硫酸。 (2)步驟(I)的堆礦高度控制在4m，堆礦完成後，停留60小時，，向礦堆噴淋含雙氧水溶液，含雙氧水溶液用量為礦石重量的7%，雙氧水用量為1000g/t原礦，噴淋完成後停留60小時,含雙氧水溶液由雙氧水加水混合而成。(3)在步驟(2)的礦堆上噴淋稀酸溶液，稀酸中硫酸的用量為噸銅耗酸重量的15%，即一噸礦石使用硫酸6.53kg。含銅溶液從礦堆底部排出。(4)從步驟(3)礦堆底部排出的含銅溶液循環噴淋，直到達到萃取需要的含銅濃度，送去萃取、電積，回收銅。銅的浸出率68%。實施例三:
凝灰巖赤銅礦含銅品位0.40%,氧化率95%，氧化銅礦主要為赤銅礦，藍銅礦次之，少量矽孔雀石，赤銅礦中的銅佔礦石含銅的70%。(I)粒度為5mm 50mm的凝灰巖型赤銅礦塊礦,堆礦時，向塊礦均勻噴淋98wt%的硫酸，噴淋硫酸的用量為該礦石浸出噸銅耗酸重量15.6噸的90%，浸出率為65%時，一噸礦石噴淋36.5kg98wt%的濃硫酸。(2)步驟(I)的堆礦高度控制在5m，堆礦完成後，停留72小時，向礦堆噴淋含雙氧水溶液，含雙氧水溶液用量為礦石重量的8%，雙氧水用量為800/t原礦，噴淋完成後停留72小時，含雙氧水溶液由雙氧水加水混合而成。(3)在步驟(2)的礦堆上噴淋稀酸溶液，稀酸中硫酸的用量為噸銅耗酸重量的10%，即一噸礦石使用硫酸4.06kg。含銅溶液從礦堆底部排出。(4)從步驟(3)礦堆底部排出的含銅溶液循環噴淋，直到達到萃取需要的含銅濃度，送去萃取、電積，回收銅。銅的 浸出率65%。
權利要求
1.一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法，通過以下方案完成: (1)粒度為5mm 50mm的凝灰巖型赤銅礦塊礦，堆礦時，向塊礦均勻噴淋98wt%的硫酸，噴淋硫酸的用量為該礦石浸出噸銅耗酸重量的80% 90% ； (2)步驟(I)的堆礦高度控制在3m 5m，堆礦完成後，停留48小時 72小時，向礦堆噴淋含雙氧水溶液，含雙氧水溶液用量為礦石重量的5% 8%，雙氧水用量為800 1500g/t原礦，噴淋完成後停留48小時 72小時，含雙氧水溶液由雙氧水加水混合而成； (3)在步驟(2)的礦堆上噴淋稀酸溶液，稀酸中硫酸的用量為噸銅耗酸重量的10% 20%，含銅溶液從礦堆底部排出； (4)從步驟(3)的礦堆底部排出的含銅溶液循環噴淋，直到達到萃取需要的含銅濃度，送去萃取、電積，回收銅。
2.根據權利要求1所述的一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法，其特徵在於，所述的凝灰巖型赤銅礦，氧化 率大於70%，赤銅礦中含的銅佔到礦石含銅60%以上。
全文摘要
本發明是一種凝灰巖型赤銅礦的堆浸方法。是在堆礦過程中，在凝灰巖型赤銅礦塊礦上均勻噴淋98wt%的濃硫酸，停留48小時～72小時，再向礦堆噴淋雙氧水溶液，噴淋完成後停留48小時～72小時，循環噴淋稀酸溶液，使含銅溶液達到萃取需要的濃度後，送去萃取、電積，回收銅。該方法充分利用硫酸自身的氧化性，實現了赤銅礦的氧化浸出，添加雙氧水促進了赤銅礦的氧化。赤銅礦氧化過程中，水的生成和補加水的存在，使硫酸鈣生成二水硫酸鈣而膠結，對凝灰巖礦塊具有凝結作用，提高了礦塊的機械強度，減少了粉化，防止通道堵塞，解決了凝灰巖型赤銅礦堆浸存在的技術難題。
文檔編號C22B3/44GK103233118SQ201310142420
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者文書明, 劉殿文, 方建軍, 沈海英, 豐奇成, 鄧久帥, 劉建 申請人:昆明理工大學