低品位黃銅礦的攪拌浸出試驗研究

陳 競

（中國有色礦業(yè)集團有限公司，北京 100029）

低品位礦就是在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，接近但未達工業(yè)冶煉品位即冶煉成本與其本身價值的比值過高的不可利用的礦產(chǎn)原料[1]。但隨著礦產(chǎn)資源的尋求量日益劇增，找礦工作也變得十分艱難，因此提高現(xiàn)有的冶煉技術(shù)進而有效的利用低品位礦石資源正是當下的研究重點。目前工業(yè)上處理高品位礦石的工藝流程為硫酸浸出—萃取—電積[2]。而低品位的礦石中硫化物的含量較高，傳統(tǒng)的硫酸侵出工藝的不能促進硫化物反應(yīng)，導致冶煉成本已高出了礦石的內(nèi)在價值[3]。針對低品礦的物相性質(zhì)，本文采用了強化性更強的稀硝酸來取代硫酸，保證了金屬硫化物的反應(yīng)能順利進行。由于稀硝酸與金屬化合物反應(yīng)通常會有氣體或固體雜質(zhì)的生成而影響反應(yīng)的正常進行，所以本文提出了通過充分攪拌增大反應(yīng)面積的方法來促進稀硝酸與金屬化合物反應(yīng)的進程，進而使金屬化合物完全反應(yīng)，從而提高銅的浸出率。

1 資料與方法

（1）試驗對象。試驗原材料為某地提取的低品位黃銅礦，首先對其進行化學元素和物相的分析。

表1 為黃銅礦的化學元素分析

表2 為黃銅礦物物相分析結(jié)果

黃銅礦中有價值的組分為銅，其他金屬無回收利用價值，銅主要以氧化銅的形式存在，所占比例為71.83%。部分以硫化銅和硫化亞銅的形式存在，所占比例為5.03%和19.07%。

（2）試驗條件及試劑。低品位黃銅礦3000g，共分為6等分；礦漿濃度32%；粒度0.074mm；初始酸量：30kg/t；試驗時間：4h；試樣溫度：60℃；攪拌速率：150r/min、200r/min、250r/rim、300r/min、350r/min；以攪拌速率作為變量進行試驗，找出最適應(yīng)的攪拌速率。

（3）試驗原理。由于黃銅礦中主要成分為CuO；CuS和Cu2S，根據(jù)其化合物性質(zhì)選擇稀硝酸作為反應(yīng)物。有關(guān)化學反應(yīng)方程式如下：

（4）試驗流程。浸出過程分為破碎處理、磨礦、攪拌三個步驟。本次試驗共分為6等份，每份含有500g黃銅礦樣品，其中第一份不參與攪拌環(huán)節(jié)。試驗步驟為：首先將低品位黃銅放入高功率的破碎機中進行破碎處理，然后將黃銅礦粉放入自磨機內(nèi)進行磨礦處理。磨礦處理首先要經(jīng)過旋流器進行分級，對上清液加入明礬使其除去濾渣，提取到澄清的液體，然后將黃銅礦粉放入自磨機內(nèi)進行磨礦處理。磨礦處理首先要經(jīng)過旋流器進行分級，對上清液加入明礬使其除去濾渣，提取到澄清的液體，進行第一組試驗時，取出液體加入直接加入稀硝酸并加熱60℃完成浸出。進行剩下五組試驗時，將液體經(jīng)濃密機脫水處理處理后送入工業(yè)攪拌機中，分別采用150r/min、200r/min、250r/rim、300r/min、350r/mind的速率充分攪拌。

攪拌機內(nèi)礦漿在60℃下加入稀硝酸浸出，浸出過程中保持勻速攪拌，確保反應(yīng)充分。

2 試驗結(jié)果

控制自變量攪拌速率得到的試驗結(jié)果如表下所示。

表3 為不同攪拌速率下的試驗結(jié)果

根據(jù)表格繪制攪拌數(shù)據(jù)與銅的浸出率的折線統(tǒng)計圖。

圖1 自變量攪拌速率針對銅的浸出率的變化圖

3 試驗結(jié)果討論

根據(jù)表圖可清楚的看出在沒有攪拌的情況下，低品礦中銅的轉(zhuǎn)化率為20%左右，完全不符合冶煉條件的實際情況。當攪拌速率達到250r/min之后銅的浸出率不再發(fā)生變化，且轉(zhuǎn)化率達到85%以上，符合了開采條件，所以250r/min為最適宜的攪拌速率。攪拌的速率超過250r/min非但不能提高銅的浸出率，而且會加大冶煉的成本，嚴重時會導致低品礦的冶煉價值高于本身價值而失去冶煉的意義，所以選擇適宜的攪拌速率尤為重要。本次試驗證明了充分攪拌的方法可使銅的浸出率達到開采的要求，而且通過對比試驗篩選出最適宜的攪拌速率，使低品礦的冶煉更經(jīng)濟化。

4 結(jié)語

本文通過對某地低品位黃銅礦的試驗研究，設(shè)計出攪拌浸出的辦法來提高低品位黃銅礦中銅的浸出率，在攪拌浸出試驗中，最重要的環(huán)節(jié)就是攪拌，攪拌可以是增大反應(yīng)的面積，促進氣體流通，保證了反應(yīng)的充分進行，是反應(yīng)成功的關(guān)鍵之一。為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展提供了更多的礦產(chǎn)資源。礦產(chǎn)資源均為不可再生資源，希望相關(guān)工作人員節(jié)約使用來之不易的礦產(chǎn)資源。