復(fù)雜硫化銅礦熱活化?加壓浸出工藝

徐志峰，李 強(qiáng)，王成彥

復(fù)雜硫化銅礦熱活化?加壓浸出工藝

徐志峰1，李 強(qiáng)2，王成彥2

(1. 江西理工大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院，贛州 341000；2. 北京礦冶研究總院 冶金研究設(shè)計(jì)所，北京 100044)

針對以黝銅礦為主體礦物的復(fù)雜硫化銅礦開展熱活化?加壓浸出工藝研究。結(jié)果表明：復(fù)雜銅精礦經(jīng)573 K溫度熱活化1～2 h后，在浸出溫度453 K，氧分壓0.6 MPa，初始硫酸濃度1.23 mol/L，液固比5:1，木質(zhì)素磺酸鈣用量為精礦質(zhì)量的1.25%等條件下，浸出僅2 h就可使銅和鋅浸出率分別高達(dá)94.08%和96.95%，而鐵浸出率僅為22.37%；在復(fù)雜銅精礦熱活化預(yù)處理過程中，未見鉛、鋅、硫和砷等元素?fù)]發(fā)損失，并探討了復(fù)雜銅精礦的熱活化機(jī)理。

硫化銅礦；黝銅礦；熱活化；預(yù)處理；加壓浸出

隨著全世界銅資源的逐漸減少和貧化，濕法煉銅技術(shù)及相關(guān)研究日漸活躍[1?2]。作為一種清潔的濕法冶金新技術(shù)，加壓浸出在復(fù)雜硫化銅礦處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景[3?4]。目前，加壓浸出工藝僅在次生輝銅礦處理方面成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。原生黃銅礦、黝銅礦結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分解困難，其浸出“鈍化”[5]問題目前尚未徹底解決。如何克服黃銅礦和黝銅礦浸出“鈍化”，提高浸出速率，在較低溫度及壓力條件下實(shí)現(xiàn)高效浸出，已成為復(fù)雜硫化銅礦浸取研究的中心課題。

為克服浸出“鈍化”，復(fù)雜硫化銅礦直接加壓浸出時(shí)往往需要較高溫度和較大壓力(T＞493 K，p＞3.0 MPa)。高溫高壓條件[6]不僅對浸出設(shè)備及操作提出比較苛刻的要求，且在高溫高壓浸出條件下精礦中絕大部分硫化物形態(tài)的硫?qū)⒀趸闪蛩幔瑢?dǎo)致浸出液硫酸“膨脹”，需進(jìn)一步中和處理。HNO3催化氧化浸出[7?8]雖能明顯降低浸出溫度和壓力，但在HNO3強(qiáng)氧化作用下，精礦中絕大部分硫也將氧化生成硫酸，而且浸出液脫硝也是一難題；加氯活化浸出工藝[9?10]雖能有效克服硫化銅礦浸出“鈍化”，但氯離子對浸出設(shè)備的腐蝕不容忽視。

為提高復(fù)雜硫化銅礦浸出效率，焙燒預(yù)處理是常用方法，目前已開展多項(xiàng)研究[11]。張振健[12]針對湯丹銅精礦提出先在823～873 K溫度下焙燒脫硫，使不易浸出的硫化銅轉(zhuǎn)變成易溶解的氧化物或硫酸銅，進(jìn)而密閉氨浸；AKCIL[13]采用913 K溫度下焙燒方法對黃銅礦進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行低溫壓浸。上述“焙燒?加壓浸出”聯(lián)合工藝必須回收焙燒過程中釋放的 SO2以解決煙氣污染問題。近年有學(xué)者研究提出硫化銅礦焙燒預(yù)處理新工藝，如固硫焙燒工藝[14?15]和硫化相變焙燒工藝[16?17]。固硫焙燒工藝通過引入Ca2+使硫在焙燒過程中以 CaSO4形式固化在焙砂中，從而有效避免SO2煙氣污染問題；而硫化相變焙燒工藝則在惰性氣體保護(hù)下在623～673 K溫度條件下使黃銅礦發(fā)生相變反應(yīng)并轉(zhuǎn)變成易浸出的銅藍(lán)礦，該工藝同樣可以有效回避SO2煙氣污染問題。

本文作者提出復(fù)雜硫化銅礦“熱活化?加壓浸出”工藝思想，即在一個(gè)較低的火法焙燒溫度條件下使黝銅礦和黃銅礦晶格活化，而在熱活化預(yù)處理過程中控制精礦中的S、Zn、As和Pb等元素?fù)]發(fā)損失為零，最終使原本難以浸出的復(fù)雜銅精礦在中等溫度和壓力條件下得以順利浸出?！盁峄罨?加壓浸出”工藝為復(fù)雜硫化銅礦資源高效利用提供一種新的可選方案。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

復(fù)雜硫化銅礦原料中99.7%粒度小于44 μm，主要元素含量見表1。進(jìn)一步由銅精礦XRD譜(見圖1)可知，銅精礦中主要金屬礦物有閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、黃鐵礦以及方鉛礦，脈石礦物主要為石英。經(jīng)顯微鏡下觀察可知，該銅精礦中閃鋅礦多，含銅礦物中黝銅礦數(shù)量多。在含銅礦物中，黝銅礦占35%～40%。

表1 復(fù)雜銅精礦主要化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of copper concentrate (mass fraction, %)

圖1 銅精礦XRD譜Fig.1 XRD pattern of copper concentrate

1.2 試驗(yàn)方法

復(fù)雜銅精礦熱活化預(yù)處理在實(shí)驗(yàn)室用馬弗爐中完成。加壓浸出試驗(yàn)在1.0 L磁力攪拌襯鈦高壓釜中完成。將預(yù)處理后的銅精礦按一定液固比與硫酸浸出劑混合并加入鈦膽中，然后放入高壓釜中加蓋密封，當(dāng)升溫至設(shè)定溫度時(shí)開始通入氧氣并計(jì)時(shí)，在浸出過程中保持?jǐn)嚢柁D(zhuǎn)速恒定。浸出結(jié)束后通水冷卻，待釜內(nèi)壓力降為零后開啟高壓釜，分別將浸出液和浸出渣送樣分析。Cu、Zn、Fe等元素浸出率計(jì)算均按渣計(jì)。

2 結(jié)果與討論

復(fù)雜硫化銅精礦未經(jīng)熱活化預(yù)處理，直接進(jìn)行加壓浸出[18]時(shí)，在溫度453 K、氧分壓0.6 MPa、初始硫酸濃度1.41 mol/L、液固比5:1(其中液體體積為5 mL，固體質(zhì)量為1 g)、攪拌速度500 r/min、木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%(相對于精礦質(zhì)量)等條件下，即使浸出時(shí)間延長至6 h，Cu浸出率仍低至68.22%。此時(shí)，Zn浸出率可達(dá)91.84%，雜質(zhì)Fe浸出甚微(浸出率4.37%)。雖然Zn和Fe浸出結(jié)果相對理想，但難以實(shí)現(xiàn)Cu的高效溶出。

鑒于復(fù)雜銅精礦在中等溫度及壓力條件下難以直接高效浸出，以下進(jìn)行“熱活化?加壓浸出”工藝實(shí)驗(yàn)。

2.1 熱活化溫度的影響

考察熱活化溫度對復(fù)雜銅精礦加壓浸出的影響(各批次熱活化時(shí)間恒定為 3 h)，浸出試驗(yàn)條件為：T=453 K，p(O2)=0.6 MPa，t=4.0 h，液固比 5:1，c(H2SO4)ini=1.33 mol/L，攪拌速度500 r/min，木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%。熱活化溫度對Cu、Zn和Fe浸出率的影響見圖2。

圖2 熱活化溫度對銅精礦浸出率的影響Fig.2 Effect of heat activation temperature on leaching rate of copper concentrate

由圖2可見，經(jīng)熱活化預(yù)處理后，銅精礦浸出有顯著改善。Cu和Fe浸出率隨熱活化溫度變化的規(guī)律類似。當(dāng)熱活化溫度為573 K時(shí)，Cu和Zn浸出率可分別達(dá)到94.37%和92.06%，F(xiàn)e浸出率為28.32%，此時(shí)，浸出液中Fe濃度4 g/L左右，經(jīng)浸出條件調(diào)整，有可能進(jìn)一步降低浸出液中Fe濃度。

進(jìn)一步考察熱活化溫度對銅精礦中S、Zn、As和Pb等元素含量的影響，結(jié)果見表2。由表2可見，當(dāng)在573 K及以下溫度進(jìn)行熱活化預(yù)處理時(shí)，S、Zn、As、Pb等元素的揮發(fā)損失為零；當(dāng)活化溫度高于673 K時(shí)，雖然Zn、As、Pb等元素未見揮發(fā)，但元素S開始出現(xiàn)明顯揮發(fā)。673 K時(shí)，S揮發(fā)損失率為26.84%；773 K時(shí)，S的揮發(fā)損失率達(dá)到39.36%。

表2 熱活化溫度對銅精礦中S、Zn、As和Pb等元素含量的影響Table 2 Effect of heat activation temperature on S, Zn, As and Pb of in copper concentrate

綜上所述，熱活化溫度取573 K為宜，此時(shí)不會出現(xiàn)SO2煙氣污染問題。

2.2 浸出溫度的影響

在復(fù)雜銅精礦573 K熱活化3 h基礎(chǔ)上，考察浸出溫度對銅精礦加壓浸出的影響，試驗(yàn)條件如下：p(O2)=0.6 MPa，t=4.0 h，液固比5:1，c(H2SO4)ini=1.33 mol/L，攪拌速度500 r/min，木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%。浸出溫度對Cu、Zn和Fe浸出率的影響見圖3。

圖3 浸出溫度對活化銅精礦浸出的影響Fig.3 Effect of leaching temperature on leaching rate of activated copper concentrate

由圖3可見，當(dāng)浸出溫度由408 K升高至473 K時(shí)，Cu浸出率由87.80%增大至96.67%；隨浸出溫度升高，Zn浸出率總體上也呈增大趨勢，當(dāng)浸出溫度由438 K進(jìn)一步升高時(shí)，Zn浸出率趨于平衡，保持在95%左右；當(dāng)浸出溫度高于427 K以后，F(xiàn)e浸出率急劇降低，這可能是由于Fe發(fā)生了明顯的水解沉淀之故。當(dāng)浸出溫度為 453 K時(shí)，Cu、Zn和Fe浸出率分別為94.37%、92.06%和28.32%。

綜上所述，浸出溫度取453 K為宜。

2.3 氧分壓的影響

在試驗(yàn)3.2的基礎(chǔ)上，考察氧分壓對活化銅精礦加壓浸出的影響，試驗(yàn)條件如下：T=453K，t=4.0 h，液固比 5:1，c(H2SO4)ini=1.33 mol/L，攪拌速度 500 r/min，木質(zhì)素磺酸鈣用量 1.25%。氧分壓對 Cu、Zn和Fe浸出率的影響見圖4。

由圖4可見，隨氧分壓由0.2 MPa增大至0.4 MPa，Cu浸出率由71.33%增大至95.03%，渣含Cu由3.56%降至0.64%，F(xiàn)e浸出率由36.43%降至26.17%；當(dāng)氧分壓進(jìn)而提高至0.6 MPa并進(jìn)一步增大時(shí)，Cu浸出率趨于平衡，而隨氧分壓由0.6 MPa增至0.7 MPa時(shí)，F(xiàn)e浸出率呈增大趨勢?？傮w而言，氧分壓變化對 Zn浸出率無明顯影響。

圖4 氧分壓對活化銅精礦浸出的影響Fig.4 Effect of oxygen partial pressure on leaching rate of activated copper concentrate

綜合考慮，氧分壓最終選取0.6 MPa為宜。

2.4 浸出時(shí)間的影響

在試驗(yàn)3.3的基礎(chǔ)上，考察了浸出時(shí)間對活化銅精礦加壓浸出的影響，試驗(yàn)條件如下：T=453 K，p(O2)=0.6 MPa，液固比5:1，c(H2SO4)ini=1.33 mol/L，攪拌速度500 r/min，木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%。浸出時(shí)間對Cu、Zn和Fe浸出率的影響如圖5所示。

由圖5可見，當(dāng)浸出時(shí)間由1 h延長至4 h時(shí)，Zn的浸出率由86.58%增至92.06%，Cu浸出率無明顯變化，保持在92%～95%之間，而Fe浸出率則由42.28%降至28.32%。當(dāng)浸出時(shí)間為2 h時(shí)，Cu、Zn和Fe浸出率分別為 93.79%、92.82%和 35.99%，通過浸出初酸濃度調(diào)整，有可能將Fe浸出率進(jìn)一步降低。

圖5 浸出時(shí)間對活化銅精礦浸出的影響Fig.5 Effect of leaching time on leaching rate of activated copper concentrate

因此，在保證Cu和Zn高效浸出的前提下盡可能縮短浸出時(shí)間，浸出時(shí)間選取2 h即可。

2.5 初始硫酸濃度的影響

在試驗(yàn)3.4的基礎(chǔ)上，考察了初始硫酸濃度對活化銅精礦加壓浸出的影響，試驗(yàn)條件為 T=453 K，p(O2)=0.6 MPa，液固比5:1，攪拌速度500 r/min，t=2.0 h，木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%。初始硫酸濃度對Cu、Zn、Fe浸出率的影響見圖6。

圖6 初始硫酸濃度對活化銅精礦浸出的影響Fig.6 Effect of initial sulfuric acid concentration on leaching rate of activated copper concentrate

由圖6可見，當(dāng)初始酸濃度由1.03 mol/L增大至1.23 mo/L時(shí)，Cu浸出率由91.37%略增至94.08%；隨初始酸濃度進(jìn)一步增大，Cu浸出率無明顯變化。初始酸濃度對Zn浸出無明顯影響，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，Zn浸出率保持在95%左右。隨著初始酸濃度的升高，F(xiàn)e浸出率呈明顯增大趨勢，浸出初酸濃度的降低有利于降低雜質(zhì)Fe浸出率。

綜合考慮，c(H2SO4)ini選取1.23 mo/L為宜。

2.6 液固比的影響

在試驗(yàn)3.5的基礎(chǔ)上，考察液固比對活化銅精礦加壓浸出的影響，試驗(yàn)條件為 T=453 K，p(O2)=0.6 MPa，c(H2SO4)ini=1.23 mo/L，攪拌速度500 r/min，t=2 h，木質(zhì)素磺酸鈣用量 1.25%。液固比對 Cu、Zn和Fe浸出率的影響如圖7所示。

圖7 液固比對活化銅精礦浸出的影響Fig.7 Effect of liquid to solid ratio on leaching rate of activated copper concentrate

由圖7可見，當(dāng)液固比由3:1增大至5:1，Cu浸出率由46.95%增大至94.08%，Zn浸出率由69.33%增大至96.89%，F(xiàn)e浸出率由3.48%增大至24.99%。隨液固比進(jìn)一步增大，Cu和Zn浸出率無明顯變化，而Fe浸出率則呈明顯增大趨勢。因此，液固比選取5:1為宜。

2.7 熱活化預(yù)處理?xiàng)l件優(yōu)化

基于上述試驗(yàn)，可初步確定活化銅精礦加壓浸出的較優(yōu)工藝如下：T=453 K，p(O2)=0.6 MPa，c(H2SO4)ini=1.23 mo/L，液固比 5:1，攪拌速度 500 r/min，t=2.0 h，木質(zhì)素磺酸鈣用量1.25%。為縮短熱活化時(shí)間以優(yōu)化熱活化預(yù)處理工藝，進(jìn)一步考察熱活化時(shí)間對復(fù)雜銅精礦加壓浸出結(jié)果的影響(各批次熱活化溫度恒定為573 K)，加壓浸出試驗(yàn)條件同上。熱活化時(shí)間對銅精礦Cu、Zn和Fe浸出率的影響如圖8所示。

圖8 熱活化時(shí)間對銅精礦浸出的影響Fig.8 Effect of heat activation time on leaching rate of copper concentrate

由圖8可見，在上述試驗(yàn)條件下，熱活化時(shí)間對Cu浸出率無明顯影響。復(fù)雜硫化銅礦熱活化1 h后，Cu浸出率即可達(dá)到93.78%，渣含Cu降至0.76%；隨熱活化時(shí)間由1 h延長至2 h后，Zn浸出率由90.87%升高至96.95%，F(xiàn)e浸出率由31.37%降至22.37%；隨熱活化時(shí)間進(jìn)一步延長，Cu、Zn、Fe浸出率無明顯變化。

由上述分析可知，熱活化預(yù)處理工藝可以進(jìn)一步優(yōu)化，活化時(shí)間可縮短至1～2 h。

2.8 熱活化機(jī)理

以黝銅礦為主要含銅礦物的復(fù)雜硫化銅礦經(jīng)熱活化預(yù)處理后，在中等溫度和壓力條件下可以取得比較理想的浸出結(jié)果。在此，對復(fù)雜硫化銅礦熱活化機(jī)理進(jìn)行探討。

分別對523 K及573 K溫度條件下熱活化預(yù)處理后銅精礦進(jìn)行了 XRD分析，所得譜如圖 9和 10所示。

將圖9和10與圖1比較可見，銅精礦熱活化預(yù)處理前后在物相上無本質(zhì)差異，未見有新相產(chǎn)生。熱活化預(yù)處理后，銅礦物譜線相對變?nèi)酢＿@可能是因?yàn)闊峄罨A(yù)處理后，銅礦物晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的畸變，晶格缺陷增大。

另外，對熱活化前后的銅精礦分別進(jìn)行顯微鏡下觀察，其形貌如圖11和12所示。對比圖11和12可見，經(jīng)573 K熱活化預(yù)處理后，黃銅礦、黝銅礦、閃鋅礦和黃鐵礦拋光面上未見明顯變化，拋光面顏色和原料相比稍有差異，雖未見明顯相變，但礦物顆粒表面有一些很薄的氧化層。由此推測，經(jīng)573 K溫度熱活化預(yù)處理后，礦物顆粒表面有部分Fe或S氧化，這可能導(dǎo)致Cu—Fe—S鍵或Cu—S鍵去穩(wěn)定化。

圖9 523 K下熱活化后精礦的XRD譜Fig.9 XRD pattern of copper concentrate after heat activation at 523 K

圖10 經(jīng)573 K熱活化后精礦的XRD譜Fig.10 XRD pattern of copper concentrate after heat activation at 573 K

圖11 熱活化前銅精礦中各硫化礦的形貌Fig.11 Micrograph of minerals in concentrate before heat activation pretreatment

圖12 經(jīng)573 K熱活化后銅精礦中各硫化礦的形貌Fig.12 Micrograph of minerals in concentrate after heat activation pretreatment at 573 K

經(jīng)熱活化預(yù)處理后，無論是致密耐蝕的銅礦物晶格結(jié)構(gòu)在一定程度上被破壞，還是穩(wěn)定的共價(jià)鍵去穩(wěn)定化，在宏觀上都將表現(xiàn)出難浸的復(fù)雜硫化銅礦浸出過程得以改善。上述結(jié)論還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3 結(jié)論

1) 通過熱活化預(yù)處理，可以實(shí)現(xiàn)以黝銅礦為主體礦物的復(fù)雜硫化銅比較理想的加壓浸出結(jié)果。經(jīng)試驗(yàn)確定，熱活化預(yù)處理的較優(yōu)工藝條件如下：熱活化溫度573 K，活化時(shí)間為1～2 h。在熱活化預(yù)處理過程中，銅精礦中S、Zn、As和Pb等元素未見揮發(fā)損失，不產(chǎn)生SO2等有害氣體。

2) 經(jīng)試驗(yàn)確定，熱活化預(yù)處理后復(fù)雜銅精礦加壓浸出較優(yōu)工藝條件如下：浸出溫度453 K，氧分壓0.6 MPa，初始硫酸濃度1.23 mol/L，液固比5:1，木質(zhì)素磺酸鈣用量為精礦質(zhì)量的1.25%，浸出時(shí)間2 h。在上述工藝條件下，Cu和 Zn浸出率分別高達(dá) 94.08%和96.95%，而Fe浸出率僅22.37%，浸出效果理想。

3) 經(jīng)熱活化預(yù)處理，精礦中的黃銅礦或黝銅礦未見分解或生成其他易浸出的礦物。銅精礦浸出過程改善，可能是由于熱活化使銅礦物的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，或者是由于礦物表面部分Fe和S氧化，使得穩(wěn)定的Cu—Fe—S鍵或Cu—S鍵變得不穩(wěn)定的緣故。

致謝：在復(fù)雜銅精礦工藝礦物學(xué)分析過程中，得到了北京礦冶研究總院礦產(chǎn)資源所湯集剛教授的幫助，在此深表謝意！

REFERENCES

[1] 王海北, 蔣開喜, 邱定蕃, 盧惠民. 國內(nèi)外硫化銅礦濕法冶金發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 有色金屬, 2003, 55(4): 101?104.WANG Hai-bei, JIANG Kai-xi, QIU Ding-fan, LU Hui-min.Status of hydrometallurgical development on copper sulfide ores[J]. Nonferrous Metals, 2003, 55(4): 101?104.

[2] 劉大星. 濕法煉銅的發(fā)展與前景[J]. 有色金屬再生與利用,2005(7): 37?39.LIU Da-xing. Development trend of copper hydrometallurgy[J].Regeneration and Utilization of Nonferrous Metals, 2005(7):37?39.

[3] 邱定蕃. 加壓濕法冶金過程化學(xué)與工業(yè)實(shí)踐[J]. 礦冶, 1994,3(4): 55?67.QIU Ding-fan. Process chemistry and industrial practice of pressure hydrometallurgy[J]. Mining & Metallurgy, 1994, 3(4):55?67.

[4] BEREZOWSKY R M G S, COLLINS M J. The commercial status of pressure leaching technology[J]. JOM, 1991, 43(2):9?15.

[5] HACKL R P, DREISINGER D B, PETERS E, KING J A.Passivation of chalcopyrite during oxidative leaching in sulfate media[J]. Hydrometallurgy, 1995, 39(1/3): 25?48.

[6] SOHN H Y, LIN H K, Oxygen pressure leaching of copper from primary chalcopyrite ore containing pyrite under simulated solution-mining conditions[J]. Minerals & Metallurgical Processing, 1990, 7(3): 163?168.

[7] DAVIES D S, LEUEDERS R E, SPITZ R A, FRANKIEWICS T C. Nitric-sulfuric leach process improvements[J]. Minerals Engineering, 1981, 33(8): 1252?1259.

[8] 王永慧. 銅礦石及精礦氮類物催化加壓浸出的應(yīng)用與經(jīng)濟(jì)估算[J]. 中國有色冶金, 2009(1): 6?11, 43.WANG Yong-hui. The application and economics of NSC catalyzed pressure leaching of copper ores and concentrates[J].China Nonferrous Metals Metallurgy, 2009(1): 6?11, 43.

[9] SKROBIAN M, HAVLIK T, UKASIK M. Effect of NaCl concentration and particle size on chalcopyrite leaching in cupric chloride solution[J]. Hydrometallurgy, 2005, 77(1/2): 109?114.

[10] LU Z Y, JEFFREY M I, LAWSON F. Effect of chloride ions on the dissolution of chalcopyrite in acidic solutions[J].Hydrometallurgy, 2000, 56(2):189?202.

[11] SPASAD S, PANDEY B D. Alternative processes for treatment of chalcopyrite—A review[J]. Minerals Engineering, 1998, 11(8):763?781.

[12] 張振健. 湯丹銅精礦焙燒?氨浸?萃取電積新工藝研究[J]. 有色金屬(冶煉部分), 1999(4): 16?20.ZHANG Zhen-jian. Study on new technique of roasting-ammonia leaching-solvent extraction-electrowinning of Tangdan copper concentrates[J]. Nonferrous Metals(Extractive Metallurgy), 1999(4): 16?20.

[13] AKCIL A. A preliminary research on acid pressure leaching of pyritic copper ore in Kure Copper Mine, Turkey[J]. Minerals Engineering, 2002, 15(12): 1193?1197.

[14] 丁偉安. 硫化銅精礦石灰焙燒?浸出工藝研究[J]. 新疆有色金屬, 1996(2): 23?26.DING Wei-an. Study on the process of lime roasting-leaching of copper sulfide concentrates[J]. Xinjiang Nonferrous Metals,1996(2): 23?26.

[15] 蔡超君, 華一新, 梁鐸強(qiáng). 硫化銅精礦加碳酸鈣焙燒表觀動力學(xué)研究[J]. 有色金屬(冶煉部分), 2004(3): 2?6.CAI Chao-jun, HUA Yi-xin, LIANG Duo-qiang. Non-isothermal kinetics of roasting of copper sulfide concentrate in the presence of calcium carbonate[J]. Nonferrous Metals(Extractive Metallurgy), 2004(3): 2?6.

[16] 宋 寧, 劉純鵬. 黃銅礦加硫焙燒提銅新工藝[J]. 有色金屬,2005, 57(2): 84?87.SONG Ning, LIU Chun-peng. A New technique to make copper removing iron from chalcopyrite[J]. Nonferrous Metals, 2005,57(2): 84?87.

[17] 宋 寧, 嚴(yán)繼康, 杜景紅. 黃銅礦硫化焙燒相變浸出的研究[J]. 有色金屬(冶煉部分), 2005(3): 10?13.SONG Ning, YAN Ji-kang, DU Jing-hong. Study on sulfidation roasting and leaching process of chalcopyrite[J]. Nonferrous Metals(Extractive Metallurgy), 2005(3): 10?13.

[18] 徐志峰, 李 強(qiáng), 王成彥. 復(fù)雜硫化銅精礦微波活化預(yù)處理?加壓浸出工藝[J]. 過程工程學(xué)報(bào), 2010, 10(2): 256?262.XU Zhi-feng, LI Qiang, WANG Cheng-yan. Microwave activation pretreatment and pressure leaching of complex copper sulfide concentrate[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2010, 10(2): 256?262.

Heat activation pretreatment and pressure leaching of complex copper sulfide ores

XU Zhi-feng1, LI Qiang2, WANG Cheng-yan2
(1. School of Materials and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;2. Institute of Metallurgical Research and Design, Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100044, China)

The heat activation-pressure leaching of complex copper sulfide ores with tetrahedrite as the main mineral was studied. The results show that the leaching rates of copper and zinc are as high as 94.08% and 96.95%, respectively, while that of iron is limited at 22.37% in the following conditions: the heat activation temperature 573 K, the heat activation time 1?2 h, the leaching temperature 453 K, the oxygen partial pressure 0.6 MPa, the initial sulfuric acid concentration 1.23 mol/L, the liquid to solid ratio 5:1, the calcium lignosulphonate dosage of 1.25% of the mass of the ores, the leaching time 2 h. No loss of lead, zinc, sulfur and arsenic in the ores occurs during the heat activation pretreatment. The heat activation mechanism of complex copper sulfide ores is further discussed.

copper sulfide ores; tetrahedrite; heat activation; pretreatment; pressure leaching

TF111

A

1004-0609(2010)12-2412-07

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2007CB613505)；江西省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2007GQC0656)

2009-10-29；

2010-09-12

王成彥，教授，博士；電話：010-88399551；E-mail：wchy3207@sina.com

(編輯 李艷紅)