權(quán)利要求

1.調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求； 步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉(cāng)緩沖后，通過(guò)螺旋加料器均勻給料至球磨機(jī)； 步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機(jī)中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％； 步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過(guò)輸送泵泵送至水力旋流器進(jìn)行分選，將粗粒級(jí)石灰石礦漿返回球磨機(jī)繼續(xù)球磨，細(xì)粒級(jí)石灰石礦漿泵送至攪拌槽； 步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機(jī)泵送至中和反應(yīng)槽，使參與反應(yīng)萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配； 步驟6：通過(guò)在線pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH值，待中和反應(yīng)槽中溶液pH＝1.2-1.5時(shí)，自動(dòng)聯(lián)鎖開(kāi)啟漿液輸送泵； 步驟7：將步驟6中和反應(yīng)后的漿液通過(guò)漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機(jī)，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場(chǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述步驟1中球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。 3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。 4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述步驟7中耙式濃縮機(jī)濃縮時(shí)加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金堆浸領(lǐng)域，具體涉及調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法。

背景技術(shù)

“生物堆浸-萃取-電積”流程作為處理低品位礦石的工藝，具有資源利用高效，工藝流程短，生產(chǎn)成本低，污染小等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，尤其在處理低品位次生硫化銅銅礦中得到了廣泛應(yīng)用，目前全球已有20余座次生硫化銅礦礦山采用該項(xiàng)技術(shù)。

次生硫化銅礦中往往伴生有黃鐵礦，在次生硫化銅礦生物堆浸過(guò)程中，黃鐵礦發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生三價(jià)鐵與硫酸，氧化放出的熱量以及產(chǎn)生的三價(jià)鐵促進(jìn)次生硫化銅礦的浸出。但如果次生硫化銅礦中伴生的黃鐵礦較多，而耗酸脈石較少的情況下，隨著溶液不斷在系統(tǒng)中循環(huán)，黃鐵礦的氧化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中酸鐵積累過(guò)剩，對(duì)后續(xù)萃取電積造成不利影響，萃取返酸以及沉礬產(chǎn)酸等原因則會(huì)加劇系統(tǒng)中酸過(guò)剩的情況。

一般的生產(chǎn)實(shí)踐中，通常采用石灰或者石灰石中和萃余液的方法來(lái)降低系統(tǒng)中的酸度，但是傳統(tǒng)的中和方法往往比較粗放，對(duì)石灰或者石灰石的利用率不高，會(huì)產(chǎn)生大量中和渣，大量的中和渣又帶走大量的銅，造成損失；在破碎礦石中加入破碎的石灰石，也是一種精準(zhǔn)高效調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，但是這種方法在實(shí)際操作中，硫酸會(huì)首先與石灰石反應(yīng)，造成銅浸出的延遲，并且隨著石灰石的消耗以及鈍化，將不會(huì)再起到相應(yīng)的作用；“一種硫化銅礦生物堆浸系統(tǒng)調(diào)控酸和鐵的方法”(CN107354298B)提出可以通過(guò)每層堆浸單元浸出完成后，在上層鋪設(shè)一定粒度、厚度的石灰石，通過(guò)對(duì)石灰石層厚度的控制，來(lái)調(diào)節(jié)堆浸系統(tǒng)中的酸鐵濃度，但這種方法僅能在初期對(duì)系統(tǒng)中的酸鐵濃度作出一定調(diào)整，隨著堆浸的進(jìn)行，石灰石消耗以及石灰石表面與硫酸反應(yīng)鈍化，將不會(huì)再起到相應(yīng)的作用。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，用于解決系統(tǒng)中石灰石的利用率不高，產(chǎn)生大量中和渣體，大量的中和渣體又帶走大量的銅，造成損失的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，包括以下步驟：

步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求；

步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉(cāng)緩沖后，通過(guò)螺旋加料器均勻給料至球磨機(jī)；

步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機(jī)中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％；

步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過(guò)輸送泵泵送至水力旋流器進(jìn)行分選，將粗粒級(jí)石灰石礦漿返回球磨機(jī)繼續(xù)球磨，細(xì)粒級(jí)石灰石礦漿泵送至攪拌槽；

步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機(jī)泵送至中和反應(yīng)槽，使參與反應(yīng)萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配；

步驟6：通過(guò)在線pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH值，待中和反應(yīng)槽中溶液pH＝1.2-1.5時(shí)，自動(dòng)聯(lián)鎖開(kāi)啟漿液輸送泵；

步驟7：將步驟6中和反應(yīng)后的漿液通過(guò)漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機(jī)，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場(chǎng)。

其中，所述步驟1中球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。

其中，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。

其中，所述步驟7中耙式濃縮機(jī)濃縮時(shí)加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下有益效果：本方法全流程不間斷中和的方法，通過(guò)對(duì)石灰石進(jìn)行破碎、球磨，增大中和反應(yīng)界面，相較于傳統(tǒng)中和法，有利于提高石灰石利用率，同時(shí)通過(guò)在線監(jiān)測(cè)pH值，精準(zhǔn)中和系統(tǒng)中的自由酸，減少三價(jià)鐵沉淀產(chǎn)生，降低石灰石消耗量，從而降低中和渣量，減少氫氧化鐵膠體夾帶銅導(dǎo)致的損失。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，包括以下步驟：

步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求；

步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉(cāng)緩沖后，通過(guò)螺旋加料器均勻給料至球磨機(jī)；

步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機(jī)中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％；

步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過(guò)輸送泵泵送至水力旋流器進(jìn)行分選，將粗粒級(jí)石灰石礦漿返回球磨機(jī)繼續(xù)球磨，細(xì)粒級(jí)石灰石礦漿泵送至攪拌槽；

步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機(jī)泵送至中和反應(yīng)槽，使參與反應(yīng)萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配；

步驟6：通過(guò)在線pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH值，待中和反應(yīng)槽中溶液pH＝1.2-1.5時(shí)，自動(dòng)聯(lián)鎖開(kāi)啟漿液輸送泵；

步驟7：將步驟6中和反應(yīng)后的漿液通過(guò)漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機(jī)，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場(chǎng)。

其中，所述步驟1中球磨機(jī)進(jìn)料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。

其中，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。

其中，所述步驟7中耙式濃縮機(jī)濃縮時(shí)加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

實(shí)施例1

硫酸銅硫酸同CaCO 3反應(yīng)方程式如下所示(與生石灰CaO，熟石灰Ca(OH) 2反應(yīng)同理，只是無(wú)明顯CO 2產(chǎn)生)：

CaCO 3+H 2SO 4+H 2O→CaSO 4·2H 2O+CO 2

Fe 2(SO 4) 3+3CaCO 3+5H 2O→3CaSO 4·2H 2O+Fe(OH) 3+3CO 2

HSO 4 -及HCO 3 -可能作為中間產(chǎn)物產(chǎn)生，同時(shí)Fe(III)水解沉淀及成礬沉淀也會(huì)降低溶液中的Fe(III)濃度。

1mol碳酸鈣消耗1mol酸，即100g碳酸鈣消耗98g硫酸。

3mol碳酸鈣消耗2mol Fe(III)，即300g碳酸鈣消耗112g Fe(III)。

由以上方程式得知：(1)中和每單位質(zhì)量的Fe(III)所需要的碳酸鈣約為中和每單位質(zhì)量硫酸的2.6倍，這將大大增加中和成本；

(2)中和每摩爾的Fe(III)所產(chǎn)生的中和渣量約為中和每摩爾硫酸的2倍，且產(chǎn)生的Fe(OH) 3常呈膠體存在，并且沉淀時(shí)會(huì)帶走大量溶液，這將大大增加銅損失；

(3)Fe(III)在一定程度上可以有助于輝銅礦浸出，大幅降低Fe(III)濃度可能對(duì)浸出率造成不利影響；

(4)隨著中和后系統(tǒng)pH值的升高，部分Fe(III)會(huì)在堆場(chǎng)內(nèi)部沉淀，F(xiàn)e(III)會(huì)達(dá)到一定的平衡濃度；

(5)萃取-電積流程中可以通過(guò)洗滌降低Fe(III)對(duì)電積效率的影響。

由于H 2SO 4相較于Fe 2(SO 4) 3有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，故在系統(tǒng)中CaCO 3將優(yōu)先與H 2SO 4發(fā)生反應(yīng)；因Fe(III)沉淀pH值與濃度相關(guān)，在本系統(tǒng)中Fe(III)濃度較高，加之不可避免與部分CaCO 3發(fā)生反應(yīng)，往往在pH值達(dá)到1.7左右時(shí)便可發(fā)生沉淀，至pH值達(dá)到3.0左右便可沉淀完全。

所以可以通過(guò)計(jì)算中和反應(yīng)所需要的碳酸鈣量，控制參加反應(yīng)的碳酸鈣量，以及中和反應(yīng)后料液的pH值，調(diào)節(jié)反應(yīng)pH值精準(zhǔn)調(diào)控Fe(III)沉淀。故本方法僅處理堆浸系統(tǒng)溶液中的自由酸。

銅濃度高，石膏的形成會(huì)造成銅損失較大；石膏會(huì)在一段萃取槽E1及二段萃取槽E2產(chǎn)生沉淀，尤其是二段萃取槽E2，溫度較高，石膏溶解度降低，導(dǎo)致夾帶增加，影響后續(xù)萃取。

緬甸某次生硫化銅礦項(xiàng)目采用“生物堆浸-萃取-電積”流程生產(chǎn)陰極銅，在投產(chǎn)初期，由于入堆礦石啟動(dòng)噴淋時(shí)采用添加硫酸啟動(dòng)方式，且上堆礦石以低粘土硬礦石為主，滲濾性良好，系統(tǒng)凈產(chǎn)酸，導(dǎo)致一年內(nèi)噴淋液酸度達(dá)到15gpl，鐵濃度達(dá)到20gpl，酸鐵濃度迅速提升，已經(jīng)影響到萃取電積車間生產(chǎn)效率。為了降低系統(tǒng)的酸鐵濃度，保障萃取電積車間的高效運(yùn)行，該項(xiàng)目開(kāi)始啟用中和車間對(duì)萃余液進(jìn)行中和，中和車間實(shí)際運(yùn)行12個(gè)月。歷史月處理量平均每天中和萃余液3000方，每月中和萃余液90000方。萃余液中和前平均酸濃度13.09gpl，中和后平均酸濃度1.42gpl。月中和處理量與同損失率對(duì)比可以看出與中和處理量相比，銅損失率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，月處理量超過(guò)十萬(wàn)方，銅損失率約為10％。中和前后總鐵濃度基本沒(méi)變，只中和了酸。中和車間運(yùn)行期間共消耗石灰石1.49萬(wàn)噸，中和酸1.18萬(wàn)噸，平均中和每千克酸需要1.26千克石灰石，石灰漿液平均固體百分比為15.85％，產(chǎn)生3.06千克中和渣(含水率67.31％)，中和渣平均含銅0.45％。運(yùn)行期間累計(jì)中和萃余液111.35萬(wàn)方，共消耗石灰石(CaCO3)1.49萬(wàn)噸，產(chǎn)生中和渣3.24萬(wàn)噸。隨著上堆礦石性質(zhì)的變化，黏土礦的大量上堆使得堆浸系統(tǒng)的酸度有所降低，中和車間運(yùn)行一年后，系統(tǒng)內(nèi)中間液平均酸度已降低至7.3gpl，故停止了中和車間的作業(yè)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法.pdf