專利名稱：一種低品位混合銅礦石分階段堆浸工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕法冶金堆浸エ藝，一種分階段堆浸從低品位混合銅礦石中提取金屬銅的方法，特別是針對ー種從低品位混合銅礦石中提取金屬銅的方法。
背景技術(shù)：
目前，從含硫化銅礦物和氧化銅礦物的混合銅礦中提取銅的方法主要是浮選エ藝+火法冶煉エ藝，即混合銅礦石碎磨后采用先選硫化礦再選氧化礦的浮選エ藝，分別得到硫化銅精礦和氧化銅精礦，而后再對銅精礦采用火法冶煉和電解提純得到電解銅。該類方法エ藝復(fù)雜、投資大、運(yùn)輸量大、運(yùn)營成本高、火法冶煉及制酸產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境污染大，且氧化銅礦物的浮選效果較差，銅的回收率低。該類方法常用于品位較高且選別效果較好的混合銅礦物。對于低品位混合類型的銅礦床目前很難得到開發(fā)利用，不能將這部分資源有效的利用起來，進(jìn)而將當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。如何將這些資源既經(jīng)濟(jì)合理的利用起來，同時(shí)又不污染環(huán)境是ー個(gè)值得研究的課題。堆浸是通常從低品位礦石中回收金屬的ー種方法，因其エ藝簡單、投資低、運(yùn)行成本低、對環(huán)境友好而被廣泛使用。氧化銅礦物和硫化銅礦物浸出機(jī)理如下
(I)氧化銅礦物分成自由氧化銅礦物和結(jié)合氧化銅礦物，混合類型銅礦床中的氧化銅礦物，主要是自由氧化銅礦物，自由氧化銅礦物都能被稀硫酸浸出。氧化銅礦物經(jīng)硫酸作用下，浸出反應(yīng)示例如下
Cu2CO3 (OH) 2+2H2S04 — 2CuS04 +C02+3H20 ；
Cu3 (CO3) 2 (OH) 2+3H2S04 — 3CuS04+2C02+4H20 ；
CuCHH2SO4 — CuS04+H20 ；
從反應(yīng)式可看出，浸出反應(yīng)過程中產(chǎn)物都以硫酸銅的形式進(jìn)入溶液中。從物理化學(xué)的角度看，上述反應(yīng)速度較快。浸出過程中銅氧化物溶解進(jìn)入溶液，硅等雜質(zhì)留入渣相中，達(dá)到分離的目的。(2)硫化銅礦的細(xì)菌浸出技術(shù)是微生物直接或間接地參與金屬硫化銅礦物的氧化和溶解過程，主要是指氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)細(xì)菌浸出。經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐，人們已基本掌握微生物浸礦的技木。細(xì)菌通過直接和間接的復(fù)合作用導(dǎo)致硫化銅礦物被氧化溶解生成硫Ife銅和硫Ife。細(xì)菌浸出直接作用細(xì)菌附著在礦物表面上，侵蝕破壞礦物晶格，使礦物氧化溶解。在有水和空氣的條件下，受氧化鐵硫桿菌作用浸出反應(yīng)示例如下
CuS+20。細(xì)菌 2CuS0,；
CuFeSo+40o 細(xì)菌 2CuSa+FeS0,；
細(xì)菌浸出間接作用細(xì)菌的活性細(xì)胞內(nèi)特有的鐵氧化酶和硫氧化酶來氧化催化礦石中的ニ價(jià)鐵成為三價(jià)鐵，三價(jià)鐵是強(qiáng)氧化劑，可氧化溶解許多硫化銅礦物。浸出示例如下輝銅礦浸出Cu2S+2Fe2(S04)3 — 2CuS04+4FeS04+S ；由于細(xì)菌生長繁殖速度比礦物化學(xué)浸出反應(yīng)慢得多，因此硫化銅礦物與氧化銅礦物浸出浸出周期差別很大，氧化銅礦物的浸出周期為25 80天，硫化銅礦物的浸出周期為18(T400天。另外細(xì)菌浸出過程還受很多因素的影響，譬如環(huán)境溫度、環(huán)境酸度、鐵離子的含量、通氣條件等等。堆浸目前主要應(yīng)用于単一低品位氧化礦物或低品位硫化礦物的浸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，通過兩階段分步堆浸能最大限度地提高低品位混合銅礦石中銅金屬浸出率，有利于低品位銅礦石的有效回收，擴(kuò)大資源利用率。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，以氧化銅礦和硫化銅礦的混合礦為原料，其特征在于，包括以下步驟
Ca)原礦破碎對低品位混合銅礦石原料進(jìn)行破碎；
(b)硫酸熟化將經(jīng)步驟(a)破碎后的礦石給入圓筒混合機(jī)中噴淋硫酸溶液進(jìn)行潤濕、團(tuán)聚、熟化；
(C)可復(fù)用堆場堆浸將經(jīng)步驟(b)的熟化后的礦石輸送到可復(fù)用堆場進(jìn)行筑堆，形成多個(gè)單獨(dú)的單層礦堆或多個(gè)單元組成的大礦堆，用含氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液進(jìn)行噴淋或滴淋浸出，礦石經(jīng)過ー個(gè)周期浸出后需拆堆運(yùn)出而后再次筑堆新礦石進(jìn)行浸出且一直循環(huán)此過程；
Cd)永久性堆場堆浸經(jīng)步驟(C)的礦石經(jīng)ー個(gè)周期浸出后用卸料機(jī)或前裝機(jī)進(jìn)行拆堆，拆堆后的礦石輸送至永久性堆場進(jìn)行筑堆，形成多個(gè)單元組成的大礦堆，然后用含氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液噴淋或滴淋浸出，永久性堆場不拆堆，不斷往上疊加堆礦浸出；
(e)萃取對步驟(C)和步驟(d)的浸出富液進(jìn)行萃取，萃余液返回可復(fù)用堆場和永久性堆場循環(huán)使用；
Cf)反萃、電積對步驟(e)得到的負(fù)載有機(jī)相依次進(jìn)行反萃、電積，最終得陰極銅產(chǎn)品。作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述對低品位混合銅礦石原料進(jìn)行破碎可采用三段ー閉路破碎，低品位混合銅礦石經(jīng)三段一閉路破碎后其產(chǎn)品粒度為0 15mm。對于對低品位混合銅礦石原料進(jìn)行破碎亦可采用一段破碎或兩段破碎方法。可復(fù)用堆場和永久性堆場的下方分別設(shè)置富液池、中間液池、萃余液池、暴雨池。所述富液池接受來自礦堆的浸出液中銅離子濃度大于2. Og/1的富液并將其輸送至萃取車間，所述中間液池接受來自礦堆的銅離子濃度小于2. Og/1的中間液、所述萃余液池接受萃取車間返回的萃余液，所述暴雨池接受堆場長時(shí)間降雨時(shí)其他溶液池容納不了的雨水?？蓮?fù)用堆場的堆高r8m，滴淋強(qiáng)度l(Tl8L/m2.h，浸出周期25 80天。永久性堆場的堆高6 10m，滴淋強(qiáng)度6 15L/m2. h，浸出周期180 400天。
本發(fā)明的優(yōu)勢為(1)使用本發(fā)明對低品位的氧化銅和硫化銅礦混合礦的堆浸，能使浸出速度較快的氧化銅礦中的銅金屬盡早的回收，通過兩階段分步堆浸能最大限度地提高低品位混合銅礦石中銅金屬浸出率，有利于低品位銅礦石的有效回收，擴(kuò)大資源利用率；(2)可復(fù)用堆場的堆浸周期較短，即可復(fù)用堆場的占地面積相應(yīng)較少，占地面積較單階段堆浸節(jié)省50% ；(3)永久性堆場對地形的要求不高，可利用山谷、溝壑等，因此本エ藝對于堆浸場地不夠?qū)捲５亩呀S極具優(yōu)勢；(4)利用山谷、溝壑堆積成的永久性堆場易于復(fù)墾，復(fù)墾成本低40% ；(5)礦石由可復(fù)用堆場拆堆運(yùn)至永久性堆場即為ー個(gè)再開采的過程，使可復(fù)用堆場礦堆中的浸出死角得以完全浸出；礦堆的滲透性好，銅的浸出率高，較單階段堆浸提高1(T15% ；(6)本發(fā)明為ー種低投入、低運(yùn)營成本、對環(huán)境友好地從低品位混合銅礦石中提取高純度陰極銅的方法。


圖I是本發(fā)明低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝的主要エ藝流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明的低品位混合銅礦分階段堆浸エ藝主要由以下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)
一、原礦破碎低品位氧化銅礦和硫化銅礦的混合銅礦石的原礦破碎后，達(dá)到粒度為(Tl5mm的合格礦石,輸送至熟化車間，上述破碎可米用一段破碎、兩段破碎方法,其中三段一閉路破碎方法最佳。ニ、硫酸熟化在熟化車間的圓筒混合機(jī)內(nèi)噴灑硫酸溶液對礦石進(jìn)行潤濕、團(tuán)聚、熟化。三、第一階段堆浸經(jīng)熟化后的礦石輸送至可復(fù)用堆場，形成多個(gè)單獨(dú)的單層礦堆或多個(gè)單元組成的大礦堆，用含氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液進(jìn)行噴淋或滴淋浸出。可復(fù)用堆場為單層堆場，礦石經(jīng)過ー個(gè)周期浸出后需拆堆運(yùn)出而后再次筑堆新礦石進(jìn)行浸出且一直循環(huán)此過程。可復(fù)用堆場下方分別設(shè)置富液池、中間液池、萃余液池、暴雨池。浸出液的銅離子濃度大于2. Og/1的進(jìn)富液池，浸出液的銅離子濃度小于2. Og/1的中間液進(jìn)中間液池或萃余液池、萃取車間返回的萃余液進(jìn)萃余液池，中間液和萃余液再次返回可復(fù)用堆場循環(huán)使用，堆場長時(shí)間降雨時(shí)其他溶液池容納不了的雨水進(jìn)暴雨池，可復(fù)用堆場的堆高r8m，滴淋強(qiáng)度l(Tl8L/m2.h，可復(fù)用堆場的礦石經(jīng)ー個(gè)周期25 80天浸出后用卸料機(jī)或前裝機(jī)進(jìn)行拆堆。四、第二階段堆浸拆堆后的礦石輸送至永久性堆場進(jìn)行筑堆，形成多個(gè)單元組成的大礦堆，然后用含氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液噴淋或滴淋浸出，永久性堆場為疊加堆場，對可復(fù)用堆場拆堆送過來的礦石進(jìn)行筑堆、浸出，永久性堆場不拆堆，不斷往上疊加堆礦浸出。永久性堆場的堆高6 10m，滴淋強(qiáng)度6 15L/m2. h，浸出周期18(T400天，永久性堆場的下方分別設(shè)置富液池、中間液池、萃余液池、暴雨池。同樣浸出液的銅離子濃度大于2. Og/1的進(jìn)富液池，浸出液的銅離子濃度小于2. Og/1的中間液進(jìn)中間液池或萃余液池、萃取車間返回的萃余液進(jìn)萃余液池，中間液和萃余液再次返回可復(fù)用堆場循環(huán)使用，堆場長時(shí)間降雨時(shí)其他溶液池容納不了的雨水進(jìn)暴雨池。五、采用常規(guī)的萃取、反萃、電積エ藝進(jìn)行銅金屬回收進(jìn)入萃取車間的富液經(jīng)萃取作業(yè)后的萃余液返回萃余液池用于噴淋浸出，而含銅的負(fù)載有機(jī)相則進(jìn)入反萃作業(yè)；經(jīng)反萃后的有機(jī)相返回萃取車間繼續(xù)用于萃取，而含銅溶液則進(jìn)入電積車間進(jìn)行電積作業(yè)；經(jīng)電積后的電積后液返回反萃車間繼續(xù)使用，電積的最終產(chǎn)品為高純度陰極銅。
實(shí)施例I :
在某銅礦山采用上述幾個(gè)步驟進(jìn)行分步堆浸，浸出速度快的氧化銅礦物中的銅金屬在可復(fù)用堆場堆浸階段回收，浸出速度較慢的硫化銅礦物中的銅金屬在永久性堆場回收，銅的浸出率較常規(guī)堆浸方式提高1(T15%。該銅礦山屬斑巖型銅礦床，為低品位混合銅礦石，其氧化銅礦石與硫化銅礦石含量比例約為3:1。氧化銅礦石主要為孔雀石、藍(lán)銅礦、硅孔雀石；硫化銅礦石主要為輝銅礦、斑銅礦；脈石礦物主要為長石、石英、黑云母。該低品位混合銅礦石含銅為0. 42%，該礦山日處理原礦規(guī)模為7000t。該混合銅礦石的處理工藝如下
原礦經(jīng)三段ー閉路破碎至(Tl5mm，然后送至熟化車間的圓筒混合機(jī)并在其內(nèi)噴淋硫酸 溶液進(jìn)行熟化，熟化后礦粒含液量約8%。熟化后的礦石輸送至可復(fù)用堆場進(jìn)行第一階段浸出堆高5m ;噴淋強(qiáng)度l(Tl5L/m2. h ;浸出周期50天；可復(fù)用堆場浸出率64%?？蓮?fù)用堆場礦石經(jīng)ー個(gè)周期浸出后，拆堆輸送至永久性堆場進(jìn)行第二階段的浸出堆高8m;噴淋強(qiáng)度6 llL/m2. h ;浸出周期300天；經(jīng)永久性堆場浸出后銅的最終浸出率為90%。堆場滴淋的工作制度在初期、中期、后期有所不同。堆浸初期基本上采用全滴淋，不休閑或少休閑；中期以多滴淋、少休閑為主；末期以少滴淋、多休閑為主?？蓮?fù)用堆場和永久性堆場下方分別布置有中間液池、萃余液池和富液池，其標(biāo)高較低，能保證各堆場的浸出液自流至各溶液池。滴淋前期用萃余液或中間液滴淋，當(dāng)浸出液含銅品位達(dá)到2. Og/L時(shí)進(jìn)富液池，然后送萃取作業(yè)；滴淋后期達(dá)不到富液品位的中間液進(jìn)中間液池，然后返回礦堆繼續(xù)滴淋作業(yè)；萃取車間產(chǎn)生的萃余液用泵送至堆場的萃余液池，再用溶液泵送至堆場滴淋。若下雨時(shí)間較長且雨量較大則停止噴淋，礦堆初期流出的雨水，含銅品位在0. 15 2. Og/L時(shí)則進(jìn)中間液池，品位小于0. 15g/L時(shí)則進(jìn)暴雨池。進(jìn)入萃取車間的富液(2. Og/L)經(jīng)萃取作業(yè)后的含銅負(fù)載有機(jī)相進(jìn)入反萃作業(yè)；經(jīng)反萃后的有機(jī)相返回萃取車間繼續(xù)用于萃取，而含銅溶液則進(jìn)入電積車間進(jìn)行電積作業(yè)；經(jīng)電積后的電積后液返回反萃車間繼續(xù)使用，電積的最終產(chǎn)品為高純度陰極銅。未經(jīng)破碎的原礦、一段破碎或兩段破碎后的礦石均可米用此エ藝，浸出方式可仿此實(shí)行，屬此發(fā)明權(quán)利范圍。単獨(dú)的氧化礦、硫化礦浸出時(shí)，也可按此エ藝過程進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，均屬此發(fā)明權(quán)利范圍。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，以氧化銅礦和硫化銅礦的混合礦為原料，其特征在于，包括以下步驟 (a)原礦破碎對低品位混合銅礦石原料進(jìn)行破碎； (b)硫酸熟化將經(jīng)步驟(a)破碎后的礦石給入圓筒混合機(jī)中噴淋硫酸溶液進(jìn)行潤濕、團(tuán)聚、熟化； (C)可復(fù)用堆場堆浸將經(jīng)步驟(b)的熟化后的礦石輸送到可復(fù)用堆場進(jìn)行筑堆，形成多個(gè)單獨(dú)的單層礦堆或多個(gè)單元組成的大礦堆，用含氧化鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液進(jìn)行噴淋或滴淋浸出； Cd)永久性堆場堆浸經(jīng)步驟(C)的礦石經(jīng)ー個(gè)周期浸出后用卸料機(jī)或前裝機(jī)進(jìn)行拆堆，拆堆后的礦石輸送至永久性堆場進(jìn)行筑堆，形成多個(gè)單元組成的大礦堆，然后用含氧化 鐵硫桿菌等自養(yǎng)型細(xì)菌的稀硫酸溶液噴淋或滴淋浸出； (e)萃取對步驟(C)和步驟(d)的浸出富液進(jìn)行萃取，萃余液返回可復(fù)用堆場和永久性堆場循環(huán)使用； Cf)反萃、電積對步驟(e)得到的負(fù)載有機(jī)相依次進(jìn)行反萃、電積，最終得陰極銅產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在于，步驟(a)中對低品位混合銅礦石原料進(jìn)行破碎可米用三段一閉路破碎或一段破碎或兩段破碎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2中任一所述的ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在于，步驟(a)中低品位混合銅礦石經(jīng)三段ー閉路破碎后其產(chǎn)品粒度為(Tl5mm，產(chǎn)品粒度范圍可根據(jù)破碎段數(shù)的變化調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2中任一所述ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在于，步驟(c)中可復(fù)用堆場和步驟(d)中永久性堆場的下方分別設(shè)置富液池、中間液池、萃余液池、暴雨池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在干，所述富液池接受來自礦堆的浸出液中銅離子濃度大于2. Og/1的富液并將其輸送至萃取車間，所述中間液池接受來自礦堆的銅離子濃度小于2. Og/1的中間液、所述萃余液池接受萃取車間返回的萃余液，所述暴雨池接受堆場長時(shí)間降雨時(shí)其他溶液池容納不了的雨水。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在于，步驟(c)中可復(fù)用堆場的堆高4 Sm，滴淋強(qiáng)度l(Tl8L/m2. h，浸出周期25 80天。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種低品位混合銅礦石分階段堆浸エ藝，其特征在于，步驟(d)中永久性堆場的堆高6 10m，滴淋強(qiáng)度6 15L/m2. h，浸出周期18(T400天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低品位混合銅礦石分階段堆浸工藝,用于處理氧化礦和硫化礦的低品位混合銅礦石，該工藝由以下步驟組成(1)原礦破碎:原礦進(jìn)行三段一閉路破碎；(2)硫酸熟化；(3)第一階段堆浸可復(fù)用堆場堆浸過程；(4)第二階段堆浸永久性堆場堆浸過程；(5)銅金屬回收萃取、反萃、電積過程。使用本發(fā)明的一種低品位混合銅礦石分階段堆浸工藝，根據(jù)氧化銅礦石和硫化銅礦石浸出周期的差異，遵照“能收早收”原則，實(shí)現(xiàn)了浸出速度快的氧化銅礦物中的銅金屬快速回收，同時(shí)兼顧了硫化銅礦物中的銅金屬充分回收。分階段兩步堆浸有效的提高了低品位混合銅礦石中銅金屬的浸出率，有利于低品位銅礦石的有效回收，擴(kuò)大資源利用率。
文檔編號(hào)C22B3/04GK102643983SQ20121016160
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者王福元, 袁國才 申請人:中國瑞林工程技術(shù)有限公司