權(quán)利要求

1.基于高壓輥磨機(jī)粉碎的低品位銅礦石制團(tuán)-生物堆浸工藝，其特征在于：包括以下步驟：（1）原礦高壓輥磨機(jī)粉碎；（2）高壓輥磨機(jī)粉碎產(chǎn)物制團(tuán)；（3）礦石團(tuán)聚體常溫下基于地質(zhì)聚合反應(yīng)固化；（4）筑堆、生物酸性浸出；（5）浸出液萃取-電積得到陰極銅產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：具體步驟如下：

步驟一：低品位銅礦石經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎后得到粗細(xì)?；旌系V石；

步驟二：混合礦石與偏高嶺土混合均勻后制團(tuán)，制團(tuán)過程中噴灑硅酸鈉溶液；

步驟三：濕團(tuán)聚體在空氣氛中25±5°C自然干燥固化；

步驟四：筑堆，堆高2~5米，用pH=1.0的硫酸溶液噴淋礦堆，噴淋強(qiáng)度為20~30L/（m2·h），至pH值穩(wěn)定在1.5~1.8，加入氧化鐵硫桿菌溶液，接種量為10~20wt.%，繼續(xù)噴淋并收集浸出液；

步驟五：浸出液經(jīng)萃取-電積，得到陰極銅產(chǎn)品。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于：步驟一的混合礦石中粒徑小于0.074mm的顆粒大于10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于：步驟二中，偏高嶺土添加量為混合礦石的2~3wt.%，硅酸鈉使用量為混合礦石的4~5wt.%，制團(tuán)時(shí)轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分，制團(tuán)時(shí)間為3min，制得的團(tuán)聚體粒徑為5~25mm，強(qiáng)度為300~700kPa，在pH=1的硫酸溶液中浸泡一天粒徑小于1.6mm的細(xì)顆粒脫落量少于5%。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于：步驟三中，固化時(shí)間為2-7天。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于：步驟四中，氧化鐵硫桿菌溶液的濃度為108~109個(gè)/mL，浸出液中銅離子濃度大于2g/L。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于高壓輥磨機(jī)粉碎的低品位銅礦石制團(tuán)-生物堆浸工藝。

背景技術(shù)

低品位銅礦包括難選低品位氧化銅礦、氧化一硫化混合礦、低品位硫化銅礦及含銅廢石等銅資源，用傳統(tǒng)選冶工藝無法經(jīng)濟(jì)處理回收。低品位礦石的堆浸是一種工藝簡單、成本低廉、經(jīng)濟(jì)效益較為顯著的有價(jià)金屬提取技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于銅礦石、金礦石和鈾礦石的提取中。但在堆浸過程中，一些金屬礦物分布在礦石內(nèi)部，而浸出液極難滲透到礦石的內(nèi)部，導(dǎo)致堆浸過程中金屬的浸出率不高，影響了礦產(chǎn)資源的高效利用。

因此，要提高低品位銅礦石的堆浸效果，堆浸前使用高壓輥磨機(jī)破碎礦石是一種簡單易行的方法。礦石在高壓輥層壓粉碎過程中受到周邊礦石對其產(chǎn)生的擠壓力作用導(dǎo)致礦石內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋。微裂紋的產(chǎn)生為浸出液在礦石內(nèi)部的滲透創(chuàng)造了條件，從而可以使礦石內(nèi)部的金屬得以浸出而回收；但高壓輥磨技術(shù)會(huì)在礦石粉碎過程中產(chǎn)生一部分細(xì)粒級物料，這部分細(xì)粒級物料的存在又影響了堆浸時(shí)浸出液的滲透性。

對于細(xì)粒級含量高的粗細(xì)?；旌系V石，制團(tuán)技術(shù)是改善礦堆滲透性能的最有效方式之一。制團(tuán)設(shè)備通常選用轉(zhuǎn)鼓，粗細(xì)粒礦石在轉(zhuǎn)鼓中與粘結(jié)劑和水混合，形成具有一定粒度和機(jī)械強(qiáng)度的團(tuán)聚體，然后進(jìn)行堆浸，可避免堆浸過程中的粒度偏析現(xiàn)象，提高滲透性。銅礦石的浸出通常是在酸性環(huán)境下進(jìn)行的，礦石團(tuán)聚體在酸性條件下保持穩(wěn)定是制團(tuán)成功的關(guān)鍵，地質(zhì)聚合反應(yīng)固化礦石團(tuán)聚體可使礦石團(tuán)聚體具有好的耐酸性，使得制團(tuán)技術(shù)能夠在酸性條件下應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對低品位銅礦石浸出率低，浸出周期長的問題，本發(fā)明提供一種基于高壓輥磨機(jī)粉碎的低品位銅礦石制團(tuán)-生物堆浸工藝，可以有效提高低品位銅礦石的浸出率，縮短浸出周期，從而實(shí)現(xiàn)低品位銅礦石中銅的高效提取。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于高壓輥磨機(jī)粉碎的低品位銅礦石制團(tuán)-生物堆浸工藝，其具體步驟如下：

步驟一，以低品位銅礦石經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎后得到的粗細(xì)?；旌系V石為制團(tuán)原料。

步驟二，將原料與少量偏高嶺土混合均勻后運(yùn)輸?shù)睫D(zhuǎn)鼓中進(jìn)行制團(tuán)，制團(tuán)過程中噴灑一定量的硅酸鈉溶液，轉(zhuǎn)鼓在一定的轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間后，得到粒度大、強(qiáng)度適宜、耐酸性良好且有一定孔隙的礦石團(tuán)聚體。

步驟三，得到的濕團(tuán)聚體在空氣溫度25±5°C的環(huán)境下進(jìn)行自然干燥固化，以保證團(tuán)聚體有足夠的強(qiáng)度和耐酸性。

步驟四，將干燥后的團(tuán)聚體用皮帶運(yùn)輸機(jī)或汽車運(yùn)輸至堆場，堆高2~5米，用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆，噴淋強(qiáng)度為20~30L/（m2·h），每天測浸出液pH值，直至pH值穩(wěn)定在1.5~1.8，然后接入氧化鐵硫的細(xì)菌，接種量為10%~20%，繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

步驟五，浸出液進(jìn)行萃取-電積，得到陰極銅產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，所述步驟一中，所述粗細(xì)?；旌系V石中-0.074mm含量大于10%。

進(jìn)一步的，所述步驟二中，所述少量偏高嶺土大致為原料的2wt.%-3wt.%，所述一定量的硅酸鈉溶液為原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4%~5%，所述一定的轉(zhuǎn)速一般為60轉(zhuǎn)/分，所述一定時(shí)間一般為3min。所述粒度大一般為5~25mm，所述強(qiáng)度適宜一般為300~700kPa。所述耐酸性良好一般指團(tuán)聚體在pH為1的硫酸中浸泡一天-1.6mm的細(xì)顆粒脫落量少于5%，

進(jìn)一步的，所述步驟三中，所述固化一定時(shí)間為2-7天。

進(jìn)一步的，所述步驟四中，所述氧化鐵硫的細(xì)菌的濃度為108~109個(gè)/mL。

進(jìn)一步的，所述步驟五中，所述浸出液進(jìn)行萃取-電積操作時(shí)，浸出液中銅離子濃度一般大于2g/L。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明使用高壓輥破碎后的低品位銅礦石為原料，礦石充分解離且有豐富的微裂紋，可以提高浸出率和縮短浸出周期。

（2）本發(fā)明所使用的堿激發(fā)劑偏高嶺土廉價(jià)易得且用量小?；诘刭|(zhì)聚合反應(yīng)制成的團(tuán)聚體對微生物的氧化活性沒有影響，所得團(tuán)聚體粒度分布均勻，有良好的耐酸性，在pH為1~2的硫酸中礦粉幾乎不脫落，可使堆浸時(shí)堆體保持良好的滲透性。

（3）與浮選法和火法冶煉法處理低品位銅礦石相比，該工藝操作簡單，流程短，成本低，金屬回收率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

圖2是實(shí)施例1低品位次生銅礦石X射線衍射圖譜。

圖3是實(shí)施例1低品位次生銅礦石高壓輥破碎后粒度組成。

圖4是實(shí)施例1制得的礦石團(tuán)聚體圖。

圖5是實(shí)施例2低品位氧化銅礦石高壓輥破碎后粒度組成。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。

實(shí)施例1

采用的低品位次生銅礦石來自福建某地，礦樣的X射線衍射（XRD）和X射線熒光分析（XRF）分析結(jié)果如圖2和表1所示。從結(jié)果可以看出，礦石為低品位銅礦石，主要礦物為石英、明礬石、地開石、黃鐵礦。礦石經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎后的粒度分布如圖3所示，礦樣中-0.074mm的含量為10.14%，-1.6mm的含量為51.37%，如直接入堆，嚴(yán)重影響滲透性。

表1 低品位次生銅礦石的XRF分析結(jié)果

具體操作步驟如下：

1，首先將高壓輥磨機(jī)破碎后的礦樣與偏高嶺土混合均勻，其中偏高嶺土添加量為礦量的3%；然后在轉(zhuǎn)鼓中制團(tuán)，轉(zhuǎn)速為60r/min，制團(tuán)過程中噴灑9wt.%的硅酸鈉溶液，制團(tuán)時(shí)間為3min，得到的團(tuán)聚體粒徑95%以上在5~25mm之間。

2，將得到的濕團(tuán)聚體在空氣中自然干燥，時(shí)間為3天，所得干團(tuán)聚體如圖4所示，從圖中可知，團(tuán)聚體的粒度大多集中在5~25mm。選取干的類球型團(tuán)聚體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，強(qiáng)度為500~800kPa。

3，將得到的團(tuán)聚體用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至堆場進(jìn)行筑堆，堆高4米，用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆，噴淋強(qiáng)度為20L/（m2·h），每天測浸出液pH值，直至pH值穩(wěn)定在1.5，然后接入氧化鐵硫的細(xì)菌，接種量為10%，繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

4，浸出液中銅離子濃度達(dá)到2g/L時(shí)，浸出液進(jìn)行萃取-電積，最終得到陰極銅。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：礦石不經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎直接堆浸，酸性菌液噴淋125天后，浸出率達(dá)到80%。礦石未制團(tuán)直接堆浸，酸性菌液噴淋15天后產(chǎn)生積液，堆浸無法進(jìn)行。制團(tuán)堆浸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酸性菌液噴淋65天后，浸出率達(dá)到80%，堆浸效率顯著提高。

實(shí)施例2

采用的低品位氧化銅礦石來自新疆某地，化學(xué)多元素分析和物相分析如表2和表3所示，對該礦石進(jìn)行高壓輥磨機(jī)破碎，粒度組成如圖5所示，礦樣中-0.074mm的含量為19.13%，-1.6mm的含量為69.34%，如直接入堆，浸出液無法滲透。

表2 低品位氧化銅礦主要元素分析結(jié)果

表3 低品位氧化銅礦物相分析結(jié)果

具體操作步驟如下：

1，首先將高壓輥磨機(jī)破碎后的礦樣與偏高嶺土混合均勻，其中偏高嶺土添加量為礦量的2%；然后再轉(zhuǎn)鼓中制團(tuán)，轉(zhuǎn)速為75r/min，制團(tuán)過程中噴灑25wt.%的硅酸鈉溶液，制團(tuán)時(shí)間為3min，得到的團(tuán)聚體粒徑98%以上在5~25mm之間。

2，將得到的濕團(tuán)聚體在空氣中自然干燥，時(shí)間為3天，得干團(tuán)聚體，選取干的類球型團(tuán)聚體進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，強(qiáng)度為300~650kPa。

3，將得到的團(tuán)聚體用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至堆場進(jìn)行筑堆，堆高2米，用pH為1的硫酸溶液噴淋礦堆，噴淋強(qiáng)度為20L/（m2·h），每天測浸出液pH值，直至pH值穩(wěn)定在1.5，然后接入氧化鐵硫的細(xì)菌，接種量為15%，繼續(xù)噴淋并收集浸出液。

4，浸出液中銅離子濃度達(dá)到2g/L時(shí)，浸出液進(jìn)行萃取-電積，最終得到陰極銅。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：低品位氧化銅礦未經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎直接堆浸，酸性菌液噴淋18天后產(chǎn)生積液，浸出液難以滲透，堆浸無法進(jìn)行。礦石經(jīng)高壓輥磨機(jī)破碎未制團(tuán)直接堆浸，酸性菌液噴淋9天后產(chǎn)生積液，浸出液難以滲透，堆浸無法進(jìn)行。制團(tuán)堆浸實(shí)驗(yàn)表明，酸性菌液噴淋45天后，浸出率達(dá)到80%。

從上述實(shí)例可知，本發(fā)明提供的基于高壓輥磨機(jī)粉碎的低品位銅礦石制團(tuán)-生物堆浸工藝，通過高壓輥磨機(jī)破碎礦石產(chǎn)生更多的微裂紋，并利用地質(zhì)聚合反應(yīng)在轉(zhuǎn)鼓中制團(tuán)，產(chǎn)生強(qiáng)度適宜，耐酸性好的礦石團(tuán)聚體。解決了低品位銅礦石堆浸時(shí)浸出液難以滲透進(jìn)礦石內(nèi)部而使浸出效率低的問題，及含粉礦較高的礦石堆浸時(shí)滲透性差的問題。結(jié)合生物堆浸工藝，具有流程簡單、成本低、環(huán)境友好、資源利用率高的特點(diǎn)。該工藝對于低品位銅礦石的開發(fā)利用具有較好的應(yīng)用前景。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。