1.本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法。

背景技術(shù)：

2.含銅硫化礦是鎳鈷濕法冶煉行業(yè)常見的原料之一。含銅硫化精礦原料中含有豐富的銅鈷資源，錳鎂等雜質(zhì)含量低，后續(xù)處理工藝簡單，萃取除雜壓力及廢水量少，副產(chǎn)品種類少。由于含銅硫化礦本身固有的強大晶體結(jié)構(gòu)結(jié)合力使得該礦物的浸出條件要求較為苛刻，通常需引入氧化劑如三價鐵鹽、氧氣、微生物等，目前濕法冶金主要采用氧壓酸浸工藝處理含銅硫化礦。氧壓酸浸根據(jù)反應(yīng)溫度可分為高溫加壓浸出、中溫加壓浸出和低溫加壓浸出三大類。加壓浸出是金屬礦物資源的濕法冶金新工藝之一。黃銅礦的壓力浸出介質(zhì)一般為硫酸，在現(xiàn)階段的銅礦工業(yè)中一般提取和冶煉所采用的多數(shù)方法為高溫氧化酸浸技術(shù)，這種技術(shù)要求在應(yīng)用的過程中一般是通過將鍋爐的溫度控制在200

?

230℃，壓力控制一般都在4

?

6mpa。在這高溫高壓的條件下，硫酸銅通過氧化反應(yīng)和壓力作用以硫酸銅的形式浸出，其中所有的硫酸物都能夠及時的釋出。常壓浸出一般是在或溶液沸點以下溫度進(jìn)行的工藝，往往浸出速度較慢，浸出時間較長。但常壓浸出可以將難處理礦料中的一些易反應(yīng)的成分先反應(yīng)，可先釋放掉部分在密閉容器中對加壓浸出有影響的物質(zhì)，如礦物中的碳酸鹽在反應(yīng)過程中釋放的co2等。加壓浸出是在密閉的反應(yīng)器中將溫度提升到溶液的沸點以上的條件下浸出的。與常壓浸出相比，加壓浸出的特點：(1)提高溫度，加快浸出速度，加快浸出時間；(2)能夠使一些在常溫下常壓下不能進(jìn)行反應(yīng)的礦物發(fā)生一定程度的反應(yīng)；(3)加壓使得氧氣或氨氣浸出過程中有較高的分壓，強化浸出過程，提高金屬的浸出率；(4)對于原料的適應(yīng)性強，可處理成分復(fù)雜的物料。但加壓也存在一定的局限性，反應(yīng)礦物中易釋放出對礦物浸出有抑制作用的氣體，如co2，也不適用于f、cl含量較高的原料，過程中會產(chǎn)生的渣的堆存成為新的污染源。因此，使用常壓和高壓聯(lián)合浸出難處理的礦物可減少因加壓浸出釋放的抑制反應(yīng)的氣體而無法排除的問題，也可大幅度的減少高壓浸出的時間，降低能源消耗和生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：解決含銅硫化礦在浸出反應(yīng)過程中對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重、反應(yīng)時間長以及生產(chǎn)水和酸的使用量大、設(shè)備使用多、氧壓液中殘酸含量高對后期萃取產(chǎn)生的一系列問題以及反應(yīng)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題等。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，實現(xiàn)含銅硫化礦浸出完全，能源消耗低及環(huán)境污染小的目的。

4.為此，本發(fā)明一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其步驟包括：

5.1)將含銅硫化礦研磨制樣，粒度小于160μm的含量大于90％以上，取研磨后的含銅硫化礦，用自來水配成礦漿；

6.2)礦漿在65

?

90℃溫度下加入硫酸和h2o2反應(yīng)，調(diào)節(jié)礦漿ph為1.0

?

4.0，進(jìn)行常壓浸出反應(yīng)0.5

?

4.0小時；

7.3)在常壓浸出的礦漿中加入fe2o3作為晶種且轉(zhuǎn)移至高壓釜中進(jìn)行高壓浸出反應(yīng)，高壓反應(yīng)的氣氛為o2，反應(yīng)溫度為180

?

230℃，反應(yīng)氧分壓為0.3

?

1.5mpa，反應(yīng)時間為2

?

6h；

8.4)高壓浸出反應(yīng)結(jié)束后的礦漿進(jìn)行液固分離，氧壓液一部分返回常壓浸出作為生產(chǎn)水和酸使用，一部分使用鈷鹽或鎳鹽中和消耗氧壓液中的高含量殘酸，部分氧壓渣返回作為晶種使用。

9.進(jìn)一步的，步驟1)中，含銅硫化礦與水配成固含為5

?

40％的礦漿。

10.進(jìn)一步的，步驟1)中，含銅硫化礦主要成分為黃銅礦。

11.進(jìn)一步的，步驟3)中，加入fe2o3晶種的量為含銅硫化礦的1％

?

5％。

12.進(jìn)一步的，步驟3)中，高壓反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為300

?

1000rpm。

13.進(jìn)一步的，步驟4)中，中和氧壓液中高含量殘酸所使用的鈷鹽或鎳鹽是粗制氫氧化鈷和粗制氫氧化鎳。

14.本發(fā)明采用研磨至小于160μm含銅硫化礦按一定固含配比進(jìn)行常壓和高壓兩段浸出，具有的有益效果如下：

15.1、在常壓浸出階段加入h2o2氧化，目的是為了反應(yīng)進(jìn)入高壓系統(tǒng)之前對含銅硫化礦先進(jìn)行活化處理，以及釋放因含銅硫化礦中碳酸鹽反應(yīng)而產(chǎn)生的co2，減少高壓反應(yīng)階段的反應(yīng)壓力；反應(yīng)時間越長，含銅硫化礦中所含的碳酸鹽產(chǎn)生釋放的co2越多，對礦物的前期活化越好，對后期高壓反應(yīng)的浸出效果越好。常壓階段放出大量的co2，對后期進(jìn)入高壓反應(yīng)釜中的反應(yīng)而產(chǎn)生的有抑制含銅硫化礦反應(yīng)的物質(zhì)有很好的前期排放效果，可使得氧壓釜中的o2能夠得到充分利用。且通過常壓浸出階段破壞含銅硫化礦的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，便于后續(xù)在高溫高壓氧壓反應(yīng)釜內(nèi)浸出有價金屬提高含銅硫化礦的浸出率，可減少高壓浸出時間，可減少o2的消耗，提高含銅硫化礦的處理量，增加有色金屬的產(chǎn)能。

16.2、在進(jìn)入高壓釜之前加入fe2o3晶種，加入晶種目的是為了促進(jìn)溶液中硫酸鐵水解過程，加快礦物在高壓釜中正向反應(yīng)的過程，提高含銅硫化礦的浸出率，減少高壓反應(yīng)的浸出時間。

17.3、氧壓液中的酸含量較高，一部分可返回常壓階段作為生產(chǎn)水和酸使用，可提高最終氧壓液中有色金屬的濃度；一部分可使用鈷鹽或鎳鹽中和消耗氧壓液中的高含量殘酸，消耗溶液中的殘酸，可減少生產(chǎn)水和酸的使用，降低能源消耗和生產(chǎn)成本，可解決后期在萃取過程中因酸太高而引起的一系列的問題。

18.4、液固分離的氧壓渣可作為fe2o3晶種返回使用，減少成本投入。具有工藝流程短、廢水處理少、制造成本低等優(yōu)勢。

附圖說明

19.圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

20.實施例1

21.取含銅硫化礦原料干基460g(原料成分如表1所示)，于原料中加入純水1840ml配

成固含為20％的礦漿，將其在溫度80℃下加入硫酸和h2o2反應(yīng)，控制ph為2，進(jìn)行常壓浸出反應(yīng)1h，在常壓反應(yīng)后的漿化液中加入含銅硫化礦量3％的fe2o3作為晶種投入高壓釜，攪拌轉(zhuǎn)速500rpm，控制反應(yīng)溫度200℃，通氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)氧分壓0.5mpa，反應(yīng)時間3h，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行液固分離，部分氧壓液返回常壓階段作為生產(chǎn)水和酸使用，剩余的氧壓液可使用鈷鹽或鎳鹽中和消耗氧壓液中的高含量殘酸，氧壓渣用水淋洗，部分反投作為晶種使用。檢測上述液樣和渣樣，檢測結(jié)果見表2

?

表5。

22.表1高含銅硫化礦原料主要元素含量(％)

23.元素cocufes含量5.4220.8215.3421.90

24.表2常壓浸出段的浸出液中元素含量(g/l)

25.元素cocufeh2so4含量0.298.651.51/

26.表3常壓浸出段的浸出渣中元素含量(％)

27.元素cocufes含量5.2218.1815.3121.41

28.表4高壓浸出段的浸出液中元素含量(g/l)

29.元素cocufeh2so4含量14.4757.222.4556.84

30.表5高壓浸出段的浸出渣中元素含量(％)

31.元素cocufes含量0.0260.2427.711.06

32.常壓反應(yīng)后浸出液中co、cu的含量分別為0.29g/l、8.65g/l，硫酸的濃度為2.62g/l；高壓反應(yīng)結(jié)束后浸出液中co、cu的含量分別為14.47g/l、57.22g/l，高壓反應(yīng)結(jié)束后氧壓渣的co、cu含量分別為0.026％、0.24％；在高壓反應(yīng)階段，含銅硫化礦中的s元素絕大部分轉(zhuǎn)化為硫酸，因此，在高壓反應(yīng)結(jié)束后氧壓液中的硫酸的含量才能達(dá)到56.84g/l的濃度；該組數(shù)據(jù)中，co、cu的浸出率分別為99.79％、99.47％。

33.取實施例1高壓浸出段的氧壓液1000ml于燒杯中，在溫度為80℃條件下加入粗制氫氧化鈷(原料成分如表6所示)中和氧壓液中的高含量的酸，控制反應(yīng)的ph終點為1.0

?

1.5；轉(zhuǎn)速為400rpm，反應(yīng)時間為2h，反應(yīng)結(jié)束后，加入還原劑繼續(xù)反應(yīng)至無渣，因粗制氫氧化鈷中含有高價態(tài)的金屬，因此需用還原劑才能將粗制氫氧化鈷全部反應(yīng)完全，進(jìn)行液固分離。檢測上述液樣，結(jié)果見表7。

34.表6粗制氫氧化鈷原料主要元素含量(％)

35.元素cocufes含量32.081.560.0512.06

36.表7浸出液中元素含量(g/l)

37.元素cocufeh2so4含量47.9359.323.04/

38.1000ml的氧壓液可溶解105g的粗制氫氧化鈷，加入還原劑后粗制氫氧化鈷全部溶解完全，溶液中co的含量為47.93g/l，cu的含量為59.32g/l。粗制氫氧化鈷的浸出率為100％。

39.實施例2

40.取含銅硫化礦原料干基460g(原料成分如表1所示)，于原料中加入純水1300ml配成固含為26.14％的礦漿，將其在溫度80℃下加入h2o2，控制ph為2，進(jìn)行常壓浸出反應(yīng)1h，在反應(yīng)過程中加入實施例1中氧壓液540ml，控制其ph為2，這時礦漿固含為20％，將常壓反應(yīng)后的漿化液中加入實施列1中的氧壓渣10g作為晶種投入高壓釜，攪拌轉(zhuǎn)速500rpm，控制反應(yīng)溫度200℃，通氧氣，控制反應(yīng)釜內(nèi)氧分壓0.5mpa，反應(yīng)時間3h，反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行液固分離，部分氧壓液返回常壓階段作為生產(chǎn)水和酸使用，剩余的氧壓液可使用鈷鹽或鎳鹽中和消耗氧壓液中的高含量殘酸，氧壓渣用水淋洗，部分反投作為晶種使用。檢測上述液樣和渣樣，檢測結(jié)果見表8

?

表11。

41.表8常壓浸出段的浸出液中元素含量(g/l)

42.元素cocufeh2so4含量4.6325.822.54/

43.表9常壓浸出段的浸出渣中元素含量(％)

44.元素cocufes含量5.2717.5315.4221.37

45.表10高壓浸出段的浸出液中元素含量(g/l)

46.元素cocufeh2so4含量17.3668.722.7357.54

47.表11高壓浸出段的浸出渣中元素含量(％)

48.元素cocufes含量0.0330.2928.531.13

49.常壓反應(yīng)后浸出液中co、cu的含量分別為3.05g/l、19.43g/l，硫酸的濃度為2.87g/l；高壓反應(yīng)結(jié)束后浸出液中co、cu的含量分別為17.36g/l、68.72g/l，高壓反應(yīng)結(jié)束后氧壓渣的co、cu含量分別為0.033％、0.29％；在高壓反應(yīng)階段，含銅硫化礦中的s元素絕大部分轉(zhuǎn)化為硫酸，因此，在高壓反應(yīng)結(jié)束后氧壓液中的硫酸的含量才能達(dá)到57.54g/l的濃度；該組數(shù)據(jù)中，co、cu的浸出率分別為99.64％、99.31％。

50.取實施例2高壓浸出段的氧壓液1000ml于燒杯中，在溫度為80℃條件下加入粗制氫氧化鎳(原料成分如表12所示)中和氧壓液中的高含量的酸，控制反應(yīng)的ph終點為1.5

?

2.0；轉(zhuǎn)速為400rpm，反應(yīng)時間為2h，反應(yīng)結(jié)束后，加入還原劑繼續(xù)反應(yīng)至無渣，因粗制氫氧化鎳中含有高價態(tài)的金屬，因此需用還原劑才能將粗制氫氧化鎳全部反應(yīng)完全，進(jìn)行液固分離。檢測上述液樣，結(jié)果見表13。

51.表12粗制氫氧化鎳原料主要元素含量(％)

52.元素conifes含量3.4735.980.0513.24

53.表13浸出液中元素含量(g/l)

54.元素cocunifeh2so4含量21.0768.9336.042.86/

55.1000ml的氧壓液可溶解100g的粗制氫氧化鎳，加入還原劑后粗制氫氧化鎳全部溶解完全，溶液中co、cu、ni的含量分別為21.07g/l、68.93g/l、36.04g/l。粗制氫氧化鎳的浸出率為100％。技術(shù)特征：

1.一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟包括：1)將含銅硫化礦研磨制樣，粒度小于160μm的含量大于90％以上，取研磨后的含銅硫化礦，用自來水配成礦漿；2)礦漿在65

?

90℃溫度下加入硫酸和h2o2反應(yīng)，調(diào)節(jié)礦漿ph為1.0

?

4.0，進(jìn)行常壓浸出反應(yīng)0.5

?

4.0小時；3)在常壓浸出的礦漿中加入fe2o3作為晶種且轉(zhuǎn)移至高壓釜中進(jìn)行高壓浸出反應(yīng)，高壓反應(yīng)的氣氛為o2，反應(yīng)溫度為180

?

230℃，反應(yīng)氧分壓為0.3

?

1.5mpa，反應(yīng)時間為2

?

6h；4)高壓浸出反應(yīng)結(jié)束后的礦漿進(jìn)行液固分離，氧壓液一部分返回常壓浸出作為生產(chǎn)水和酸使用，一部分使用鈷鹽或鎳鹽中和消耗氧壓液中的高含量殘酸，部分氧壓渣返回作為晶種使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟1)中，含銅硫化礦與水配成固含為5

?

40％的礦漿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟1)中，含銅硫化礦為黃銅礦。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟3)中，加入fe2o3晶種的量為含銅硫化礦的1％

?

5％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟3)中，高壓反應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速為300

?

1000rpm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法，其特征在于：步驟4)中，中和氧壓液中高含量殘酸所使用的鈷鹽或鎳鹽是粗制氫氧化鈷和粗制氫氧化鎳。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種提升含銅硫化礦浸出效率的處理方法。本發(fā)明利用研磨至小于160μm含銅硫化礦按一定固含配比進(jìn)行常壓和高壓兩段浸出，且在常壓浸出階段加入H2O2氧化和在進(jìn)入高壓釜之前加入Fe2O3晶種，該方法可提高含銅硫化礦的浸出率，減少高壓反應(yīng)的浸出時間，且可以減少生產(chǎn)水和酸的能源使用，也可以解決氧壓液中因為酸含量過高而引起在萃取階段產(chǎn)生的一系列問題；具有工藝流程短、廢水處理少、制造成本低等優(yōu)勢。廢水處理少、制造成本低等優(yōu)勢。廢水處理少、制造成本低等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：王榮龍 豐麗琴 諶生洪 劉仕 洪濤

受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江華友鈷業(yè)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.12.18

技術(shù)公布日：2021/4/20