[發明專利]復雜硫化銅礦熱活化-加壓浸出工藝

有效

• 申請號: 200910115866.6
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101643846A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 徐志峰;李強;王成彥
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B15/00
• 代理公司: 贛州凌云專利事務所
• 代理人: 曾 上

技術領域

本發明涉及對復雜硫化銅礦進行濕法冶煉技術，特別是復雜硫化銅礦熱活化-加壓浸出工藝。

背景技術

隨著全世界銅資源的逐漸貧化和復雜化以及對銅冶煉過程環保要求的不斷提高，濕法煉銅技術研究日漸活躍。在復雜硫化銅礦物中，銅多以黃銅礦形式存在，原生黃銅礦結構穩定、分解困難，而黝銅礦比黃銅礦更難浸出。對于以黃銅礦、黝銅礦為主要礦物的復雜銅精礦，直接加壓浸出工藝條件可能比較苛刻，需要高溫高壓條件(T＞200℃，P＞2.0MPa)，或者HNO₃催化氧化條件，或者加氯活化浸出。上述浸出工藝都存在一定缺陷，如在高溫高壓浸出條件下，盡管有可能實現銅、鋅高效浸出，但精礦中很大一部分硫氧化生成硫酸，造成浸出液硫酸“膨脹”，由浸出液進一步提取銅、鋅前需經中和處理；而HNO₃催化氧化浸出雖能降低反應溫度和壓力，但除了精礦中大部分硫也將氧化生成硫酸外，浸出液脫硝是一大難題；添加氯離子雖可以克服復雜硫化銅浸出鈍化問題，但氯離子對高壓釜腐蝕及由此導致的操作安全問題不容忽視。

為提高復雜硫化銅礦浸出效率，焙燒預處理是常用方法，目前已開展多項研究。張振健《湯丹銅精礦焙燒-氨浸-萃取電積新工藝研究》[有色金屬(冶煉部分)，1999，(4)：16-20]針對湯丹銅精礦提出先在550～600℃溫度下焙燒脫硫，使不易浸出的硫化銅轉變成易溶解的氧化物或硫酸銅，進而密閉氨浸；土耳其Akcil在640℃溫度下對黃銅礦進行焙燒預處理，所得焙砂進而低溫壓浸。上述“焙燒-加壓浸出”聯合工藝必須回收焙燒工序所產出的SO₂，以解決SO₂低空污染問題。雖然通過固硫焙燒工藝可以使硫以CaSO₄形式固化在焙砂中，避免了SO₂污染，但Ca²⁺大量引入將對后續工序帶來明顯影響。而惰性氣體保護下硫化相變焙燒工藝雖可以有效地將黃銅礦轉變為易浸出的銅藍礦，但由于設備及操作等原因，該工藝工業放大存在很大困難。

除焙燒預處理外，機械活化預處理也是提高復雜硫化銅礦浸出效率的常用方法。通過超細磨雖可以顯著提高礦物浸出速率，達到活化浸出的目的，但超細磨礦過程能耗很高。

發明內容

本發明的目的是解決以黃銅礦、黝銅礦為主要礦物的復雜銅精礦難以高效浸出的問題，提供一種環保、高效的復雜硫化銅礦熱活化-加壓浸出的清潔工藝。

本發明采取的技術方案：復雜硫化銅礦熱活化-加壓浸出工藝包括以下步驟：

A復雜硫化銅礦熱活化預處理，熱活化溫度250～300℃，熱活化時間1.0～3.0h；

B加壓浸出，浸出溫度165～200℃，浸出時間1.0～3.0h，氧分壓0.4～0.7MPa，初始硫酸濃度1.13～1.33mol/L，液固比mL/g為4∶1～6∶1。

加壓浸出過程中表面活性劑選用木質素磺酸鈣，其用量為精礦重量1.25％，攪拌轉速500r/min。

最佳工藝條件為：300℃溫度下熱活化時間2.0h，浸出溫度180℃，氧分壓0.6MPa，初始硫酸濃度1.23mol/L，液固比mL/g為5∶1，表面活性劑選用木質素磺酸鈣，其用量為精礦重量1.25％，攪拌轉速500r/min，浸出時間2.0h。

本發明對復雜銅精礦進行熱活化預處理，在熱活化過程中控制鉛、鋅、硫、砷等元素揮發損失為零，因此不會產生SO₂等有毒化合物低空污染問題，過程清潔環保。復雜硫化銅礦經熱活化預處理后，在中溫中壓條件下即可實現有價金屬銅、鋅的選擇性高效浸出，銅浸出率由原來不足70％提高到90％以上，順利解決了黃銅礦、黝銅礦浸出過程易鈍化的難題，提高了金屬利用率，減少資源浪費。

本發明不同于高溫高壓浸出工藝、加氯活化浸出及“機械活化-浸出”工藝，具有流程短、氧耗低、能耗低、對設備要求低、操作安全簡單等優點。

下面對各工藝參數確定作詳細說明：

一、考察了熱活化溫度對復雜銅精礦加壓浸出結果的影響(各批次熱活化時間恒定為3.0h)，浸出試驗條件為：T＝180℃，PO₂＝0.6MPa，t＝4.0h，L/S＝5/1，[H₂SO₄]_ini.＝1.33mol/L，攪拌速度500r/min，木質素磺酸鈣用量1.25wt％。熱活化溫度對Cu、Zn、Fe浸出率的影響見圖1。