高含泥氧化銅礦柱浸試驗(yàn)

趙賀永

（文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院，云南文山663000）

高含泥氧化銅礦柱浸試驗(yàn)

趙賀永

（文山學(xué)院化學(xué)與工程學(xué)院，云南文山663000）

對(duì)于某高含泥氧化銅礦，通過不同粒度的水洗礦石做滲透性實(shí)驗(yàn)，得出滲透性比較好礦石粒級(jí)范圍為+2～-25mm.以此粒度的礦石進(jìn)行柱浸條件試驗(yàn)，在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d、布液強(qiáng)度為30.0 L/(m2·h)條件下，F(xiàn)e的浸出率為1.6%左右，噸銅硫酸消耗為14噸左右，銅的浸出率在56%左右.

滲透性；礦石粒度；浸出

某高含泥氧化銅礦，礦石性質(zhì)極為復(fù)雜，露天開采以氧化礦為主，若采用常規(guī)選別流程，氧化礦選礦回收率較低.原來(lái)采用的工藝方案為原礦破碎后堆浸，經(jīng)過試生產(chǎn)，暴露出礦石滲透性差導(dǎo)致礦石浸出率低的問題.因此提出了“洗礦+分級(jí)”的技術(shù)措施對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)處理.目前初步確定+2mm塊礦入堆，這樣的分級(jí)參數(shù)對(duì)堆浸滲透性及浸出效果的影響程度如何，需通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證.

1 礦石性質(zhì)

某銅礦石氧化率高，風(fēng)化程度嚴(yán)重，含泥量5%～7%，粉狀礦15%～20%，塊礦75%～80%.對(duì)礦石進(jìn)行篩分試驗(yàn)，該礦石粒級(jí)-2mm含量為10.36%，+2～-25 mm含量為54.11%，+25mm含量為35.53%，表明-2mm和+25mm含量占試驗(yàn)總礦石比例比較大.對(duì)礦石的物相進(jìn)行分析，如表1所示.

2 試驗(yàn)

2.1 試樣采集與制備

試樣取自濕法廠破碎站下料口礦倉(cāng)，取樣重量約150 kg.對(duì)采集的試樣進(jìn)行篩分，分為兩個(gè)粒徑：2mm和5mm.對(duì)篩上和篩下樣采用人工的方法分別進(jìn)行水洗，去掉礦石中的泥質(zhì)成分后備用.

表1 礦石物相組成

(1)試樣級(jí)配組成測(cè)定，采用標(biāo)準(zhǔn)砂石篩，篩孔直徑分別為2.0mm、5.0mm、12.5mm和25.0mm.

(2)對(duì)從礦堆中取來(lái)的礦樣進(jìn)行篩分分級(jí)，分為-2mm、-5mm、+2mm，然后進(jìn)行水洗，去除其中的泥質(zhì).

2.2 滲透性試驗(yàn)及分析

試驗(yàn)采用變水頭法[1]，測(cè)定結(jié)果如圖1所示.

(1)4組滲透性試驗(yàn)都表明，隨著滲流時(shí)間的增長(zhǎng)，試樣的滲透系數(shù)均有降低的趨勢(shì).實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，噴淋浸出周期較長(zhǎng)，浸堆滲透性降低的幅度還會(huì)繼續(xù)增大，因此，應(yīng)保證足夠的初始松散度和滲透系數(shù)，以確保浸堆在整個(gè)運(yùn)行階段保持良好的滲透性．

(2)4組滲透性試驗(yàn)都表明，破碎原礦、-2mm水洗礦、-5mm水洗礦試樣的滲透系數(shù)比較低.而+2mm試樣滲透系數(shù)比較高.因此，通過以上不同粒度的水洗礦試驗(yàn)對(duì)比，確定入堆粒度為+2mm.

圖1 滲透率的選擇

2.3 浸出選擇試驗(yàn)[2-5]

經(jīng)過滲透性試驗(yàn)，確定的入堆粒度為+2mm～-25mm，此粒度滲透性滿足生產(chǎn)需要，浸出試驗(yàn)采用此粒級(jí).礦石經(jīng)過水洗，重量為5 kg，品位為1.43%.在常溫下進(jìn)行柱浸，柱子內(nèi)徑為110mm，試驗(yàn)柱子的內(nèi)徑與顆粒尺寸的比值是影響浸出效果的一個(gè)重要因素.有試驗(yàn)證明，該比值要大于4但不超過20，才能避免柱壁影響[2].

2.3.1 硫酸濃度的選擇

在液固比2∶1、淋停比2∶1、布液強(qiáng)度30.0 L/(m2·h)、浸出時(shí)間50 d條件下，硫酸濃度分別為40、50、60、70、80 g/L下進(jìn)行濃度選擇試驗(yàn).結(jié)果表明：試驗(yàn)濃度從40～60 g/L變化時(shí)，浸出率上升比較快，從60～80 g/L時(shí)，浸出率緩慢下降，綜合考慮確定硫酸濃度為60 g/L（圖2）.

圖2 硫酸濃度的選擇

2.3.2 液固比的選擇

在硫酸濃度60 g/L，淋停比2∶1，布液強(qiáng)度30.0 L/(m2·h)，浸出時(shí)間50 d條件下，液固比分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1下進(jìn)行液固比選擇試驗(yàn).結(jié)果表明：試驗(yàn)液固比從1∶1～2∶1變化時(shí)，浸出率上升比較快，從2∶1～5∶1時(shí)，浸出率緩慢下降，綜合考慮確定液固比為2∶1（圖3）.2.3.3淋停比的選擇

圖3 液固比的選擇

在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1，布液強(qiáng)度30.0 L/(m2·h)，浸出時(shí)間50 d條件下，淋停比分別為4∶1、3∶1、2∶1、1∶1下進(jìn)行淋停比選擇試驗(yàn).結(jié)果表明：試驗(yàn)淋停比從4∶1～2∶1變化時(shí)，浸出率上升比較快，從2∶1～1∶1時(shí)，浸出率緩慢下降，綜合考慮確定淋停比為2∶1（圖4）.

圖4 淋停比的選擇

2.3.4 布液強(qiáng)度的選擇

在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d條件下，布液強(qiáng)度分別為20.0、30.0、40.0、50.0 L/(m2·h)下進(jìn)行布液強(qiáng)度選擇試驗(yàn).結(jié)果表明：試驗(yàn)布液強(qiáng)度從20.0～30.0 L/(m2·h)變化時(shí)，浸出率上升比較快，從30.0～50.0 L/(m2·h)時(shí)，浸出率緩慢下降，綜合考慮確定布液強(qiáng)度為30.0 L/(m2·h)，如圖5所示.

2.3.5 浸出時(shí)間的選擇

在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，布液強(qiáng)度30.0 L/(m2·h)下進(jìn)行浸出時(shí)間選擇試驗(yàn)，結(jié)果表明：浸出時(shí)間從20～50 d變化時(shí)，浸出率上升比較快，從50～60 d變化時(shí)，浸出率上升比較緩慢，綜合考慮確定浸出時(shí)間為50 d，如圖6所示.

圖5 布液強(qiáng)度的選擇

圖6 浸出時(shí)間的選擇

2.4 最佳條件下驗(yàn)證試驗(yàn)

在入堆粒度為+2～-25mm，礦石經(jīng)過水洗，礦石重量為5 kg，礦石品位為1.43%.在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d，布液強(qiáng)度為30.0 L/(m2·h)條件下，進(jìn)行銅浸出率、鐵浸出率、耗硫酸量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示，表明：在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d，布液強(qiáng)度為30.0 L/(m2·h)條件下，鐵的浸出率在2%以下，通過計(jì)算，浸出液中鐵的含量為0.7 g/ L，小于1 g/L，滿足生產(chǎn)工藝要求.

圖7 鐵的浸出率

實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明：在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d，布液強(qiáng)度為30.0 L/ (m2·h)條件下，噸銅耗酸在14噸左右（圖8）.

表2表明，在硫酸濃度60 g/L、液固比2∶1、淋停比2∶1，浸出時(shí)間50 d，布液強(qiáng)度為30.0 L/(m2·h)條件下，通過粒度為+2～-25mm水洗礦浸出試驗(yàn)，銅的回收率在56%左右.

圖8 硫酸的消耗

表2 最佳條件下驗(yàn)證試驗(yàn)

3 結(jié)論

通過滲透性試驗(yàn)得出，經(jīng)過破碎后洗礦分級(jí)，堆浸時(shí)礦石粒級(jí)+2～-25mm可以滿足堆浸時(shí)礦石滲透性.通過+2～-25mm水洗塊狀礦的柱浸試驗(yàn)，表明銅的回收率在56%左右，結(jié)果良好，以此礦石粒級(jí)可以進(jìn)行堆浸.

[1]高保勝，王洪江，吳愛祥,等.某銅礦高含泥氧化銅礦槽浸試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2010,30（4）:18-21.

[2]趙賀永李麗紅.不同分維值的鈾礦浸出研究[J].有色金屬（冶煉部分）,2013(5):44-46.

[3]姚高輝，嚴(yán)佳龍，王洪江,等.高含泥氧化銅礦加溫?cái)嚢杞鲈囼?yàn)研究[J].中國(guó)科技論文在線,2010,5（11）:855-860.

[4]武彪，劉學(xué)，武名麟，等.高含泥氧化銅礦攪拌浸出試驗(yàn)研究[J].稀有金屬，2012，36（6）：953-957.

[5]趙志斌，文冬林，孫占學(xué)，等.某鈾礦石微生物柱浸翻柱對(duì)比試驗(yàn)[J].有色金屬（冶煉部分），2013(5):31-34.

【編校：李青】

Column Leaching Test of Copper Oxide w ith High Content of Clay

ZHAOHeyong
(CollegeofChemistry and Engineering,Wenshan University,Wenshan,Yunnan 663000,China)

For a sortof copper oxidewith high contentof clay,by doing permeability experimentswith washing ore grains of differentsizes,it is proved thatore grainswithin the range of+2～-25mm are ofbetter permeability.Thisore particle size is thus decided as test condition of column leaching.With the sulfuric acid concentration being 60 g/L,liquid-solid ratio 2∶1,leaching-stop ratio 2∶1,leaching time 50 d,liquid fabric strength 30.0 L/(m2·h),Fe leaching rate is about 1.6%,per-ton copper sulphate consumption isabout14 t,and copper leaching rate isabout56%.

permeability;ore particle size;leaching

TF811

A

1671-5365(2014)12-0065-03

2014-04-09修回：2014-05-12

云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目（2013Y587）；文山學(xué)院校級(jí)基金項(xiàng)目（13WSY05）

趙賀永（1978-），男，采礦工程師，碩士，研究方向?yàn)槿芙傻V

時(shí)間：2014-05-16 11:31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1630.Z.20140516.1131.007.htm l