粗磨條件下銅鈷礦物學(xué)特性及浸出工藝實(shí)證研究

陳學(xué)文

（1.廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 510520；2.廣州市金屬學(xué)會(huì)，廣東 廣州 510520）

世界鈷資源集中分布在剛果（金）、澳大利亞、古巴、贊比亞等國(guó)家和地區(qū)，其中最主要的鈷資源是剛果（金）和贊比亞的銅鈷礦［1］。我國(guó)是一個(gè)資源貧國(guó)，國(guó)內(nèi)鈷資源更是匱乏，要從國(guó)外進(jìn)口大量的鈷原料［2］。獨(dú)立的鈷礦物較少，多伴生于銅鈷礦、砷鈷礦、黃鐵礦礦床和鎳鈷礦中［3］。隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)和人們環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)于綠色礦業(yè)的呼聲也越來(lái)越高，這就對(duì)礦石選冶工藝提出了新的挑戰(zhàn)。銅鈷礦的選冶工藝較多，傳統(tǒng)的火法冶煉的選礦回收率并不是很理想，而且其廢水廢氣的排放量大，不符合越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保要求。近年來(lái)堆浸法選礦在金、銀、銅等貴金屬礦石的選礦工藝中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。在銅鈷礦的選冶中，除了火法冶煉外，其他冶煉方法主要有硫酸化焙燒-浸出、加壓浸出、微生物浸出、氨浸等［4～6］。我國(guó)銅鈷礦資源本就不豐富，再加上環(huán)保要求的提高和整體礦石品位的降低要求選礦成本必須有所下降，在積極發(fā)展創(chuàng)新更高效選礦方法的同時(shí)，探究不同粒度對(duì)于銅鈷礦選礦的影響成為降低生產(chǎn)成本的一個(gè)方向。在選礦實(shí)踐中，濕法浸出工藝以其環(huán)保性和高效性開(kāi)始逐漸成為當(dāng)前包含多種金屬的銅鈷礦的重要選冶方法。加壓浸出的優(yōu)勢(shì)在于能夠通過(guò)電積萃取的方式分別富集銅和鈷兩種金屬，避免因銅鈷混雜而不得不進(jìn)行進(jìn)一步分離提純而產(chǎn)生的額外成本。此前已有一些研究人員對(duì)加壓浸出工藝的溫度、浸出時(shí)間、氧壓等多方面工藝參數(shù)進(jìn)行研究，取得了一定的成果，但就礦石粗磨條件下的銅鈷礦浸出工藝的探究尚不夠完善，需要通過(guò)更多的試驗(yàn)成果來(lái)充實(shí)。

1 銅鈷礦石礦物學(xué)特性

1.1 礦石化學(xué)組成

對(duì)銅鈷礦樣進(jìn)行定量化學(xué)分析，測(cè)得該礦樣中主要化學(xué)組成包括 Si、Fe、S、Cu、Co、Ni、Ca等。其物相主要表現(xiàn)為 SiO2、CuS2、CaO、CuFeS2等，各組成成分定量分析結(jié)果詳情見(jiàn)表1。

表1 銅鈷礦樣化學(xué)定量分析結(jié)果 %

根據(jù)該銅鈷礦樣化學(xué)定量分析所得結(jié)果，該銅鈷礦的各金屬礦石品位較低，選礦難度較大。在該銅鈷礦中，具有回收價(jià)值和可能性的金屬為Cu、Co、Fe，其它礦物或回收成本過(guò)高，不具備回收價(jià)值，或在當(dāng)前的選礦技術(shù)條件下不存在回收的可能性。因此，結(jié)合選礦工藝的各生產(chǎn)參數(shù)來(lái)看，必須回收的金屬為Cu、Co，F(xiàn)e可以不作為回收的目標(biāo)金屬元素。

1.2 礦石礦物組成及其嵌布特征

根據(jù)銅鈷礦礦樣化學(xué)定量分析結(jié)果，具有回收價(jià)值和回收可能性的Cu、Co、Fe中，金屬銅對(duì)應(yīng)的礦物化合物以黃銅礦為主的多種含Cu、Co的銅硫化合物，金屬鐵和鈷對(duì)應(yīng)的化合物主要是黃鐵礦，金屬鈷對(duì)應(yīng)的化合物主要是含鈷的黃鐵礦以及硫銅鈷礦。各組分在礦樣中占比見(jiàn)表2。

表2 銅鈷礦樣礦物組成分析 %

在該銅鈷礦樣中，具有回收價(jià)值和回收可能性的礦物化合物以黃鐵礦為主，在總體價(jià)值上則銅鈷礦更高。還存在部分含量極少的目的礦物，如孔雀石、水鈷礦等，這些礦物因嵌布粒度細(xì)小或與部分脈石礦物呈現(xiàn)復(fù)雜嵌生的關(guān)系［7］。在此僅對(duì)幾種最重要的礦物化合物的嵌布特征進(jìn)行詳細(xì)描述，礦樣中幾種重要化合物的嵌布特征如下：

1.黃鐵礦（包括含鈷黃鐵礦）：黃鐵礦在本銅鈷礦樣中含量較多，其中部分是含鈷的硫鐵化合物，其礦物中粗粒嵌布于礦石中，在礦石片理以及不規(guī)則分布的礦石裂隙之間富集，成礦時(shí)代后期的硅化進(jìn)程中，含鈷黃鐵礦逐步形成，其它硫化物與含鈷黃鐵礦相互結(jié)合，形成中粗粒度的硫化物結(jié)合體。

2.黃銅礦（包括硫銅鈷礦）：黃銅礦的成礦過(guò)程與硫鐵化合物相近，在熱液成礦作用下，含鈷的液態(tài)硫銅化合物以及黃銅礦在礦石裂隙間冷卻凝固，形成嵌布中粗粒結(jié)合體。絕大部分銅元素成礦后都以CuFeS2的形式存在，是該銅鈷礦中銅礦化合物的主要存在形式，成礦后期的熱液活動(dòng)中，黃銅礦減少，輝銅礦和斑銅礦交互形成。

3.斑銅礦：斑銅礦在該銅鈷礦中的含量極少，部分在一些脈石中局部富集，以浸染狀形態(tài)呈現(xiàn)，有的斑銅礦與黃鐵礦或者一些含鈷黃鐵礦相互連接，少量斑銅礦被富集的黃鐵礦包裹。斑銅礦的粒徑較大，多數(shù)顆粒處在0.3～0.7 mm之間。

4.硫鎳鈷礦：銅鈷礦樣中含有的極少數(shù)鎳就是以硫鎳鈷礦的形式存在，這也是銅鈷礦樣中少數(shù)能夠獨(dú)立存在的鈷礦物，在銅鈷礦樣中與其它硫化物以集合物，而非化合物的形式存在，由于硫鎳鈷礦的粒度相對(duì)細(xì)小，又與其它硫化物成為集合物，而在銅鈷礦樣中，硫不具有回收價(jià)值，因此，對(duì)于硫鎳鈷礦中的鈷，只能實(shí)現(xiàn)部分回收。

總體上看，該銅鈷礦樣中，Cu、Co、Fe三種金屬元素具有回收價(jià)值，但是各種金屬礦石的品位較低，其嵌布粒度以中粗粒為主。該銅鈷礦母巖主要成分是石英和碳酸鹽，各種有價(jià)礦物伴生于母巖之中，其它諸如Ni、S等礦物或是含量較少難以回收，或是不具備選礦價(jià)值。

1.3 Cu、Co、Fe元素分配

對(duì)礦物進(jìn)行能譜分析，金屬銅的存在形式是銅硫化物，還有極少量銅的氧化物和銅藍(lán)，鈷則主要存在于黃鐵礦和一些銅硫化合物中，整體上該銅鈷礦的物相分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 銅鈷礦樣的物相分析 %

顯然，在該銅鈷礦樣中，有價(jià)礦物主要以硫化物的形式存在，其中，鐵的硫化物占比90.18%，銅的硫化物占比90.70%，鈷的硫化物占比也達(dá)到了73.96%。Co、Cu在礦石中的分配有明顯差異，而這主要是由二者的結(jié)晶化學(xué)性質(zhì)不同導(dǎo)致的［8］。

1.4 礦樣中各有價(jià)化合物粒度分布

礦樣中各有價(jià)礦物相互結(jié)合，以一種集合體的形式存在，鑒于該銅鈷礦主要選礦目標(biāo)金屬為Cu、Co，粒度測(cè)定主要針對(duì)Cu、Co的化合物，其粒度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 銅鈷礦樣各主要有價(jià)礦物粒度分布

2 探索粗磨條件下對(duì)Cu、Co元素浸出的影響

銅鈷礦石的礦物組成與單一的硫化銅礦相比更為復(fù)雜，給選礦過(guò)程帶來(lái)了更大的難度［9］。銅鈷礦的選冶方法較多，一般對(duì)以硅酸鹽或鋁硅酸鹽等酸性脈石礦物為主的氧化銅礦石采用酸浸［10］，在當(dāng)前的礦石選冶技術(shù)上，復(fù)雜多金屬銅鈷礦石的處理同樣以酸浸工藝為主。加壓浸出工藝具有可處理復(fù)雜多金屬硫化礦、同時(shí)提取多種有價(jià)金屬、金屬提取率高、浸出與除鐵過(guò)程合二為一等優(yōu)勢(shì)［11］。

2.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料為取樣的銅鈷礦石，該銅鈷礦樣的主要成分如前所述，以Cu、Co、Fe三種元素為主，在本次試驗(yàn)中主要考慮加壓浸出工藝中粒度對(duì)Cu、Co兩種元素浸出的影響，對(duì)于Fe的浸出，在本試驗(yàn)中不進(jìn)行重點(diǎn)研究。銅鈷礦樣中Cu和Co的主要存在形式為黃銅礦、硫銅鈷礦以及含鈷黃鐵礦，據(jù)此，選擇適宜的浸出條件，理論上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)銅鈷礦樣中Cu、Co金屬的高效浸出。

2.2 試驗(yàn)原理

加壓浸出試驗(yàn)的主要設(shè)備是帶攪拌裝置的立式加壓釜。浸出劑選不同濃度的硫酸，在氧壓條件下，黃鐵礦、黃銅礦與硫酸反應(yīng)，生成硫酸銅和硫酸鐵的混合溶液，轉(zhuǎn)換為Cu2+和Fe3+，含鈷硫化物也轉(zhuǎn)化為Co2+，立式加壓釜中硫酸濃度降低到一定程度后，其中硫酸鐵進(jìn)一步水解，生成氧化鐵殘?jiān)?。反?yīng)原理為：

2.3 試驗(yàn)方法和步驟

1.首先取銅鈷礦樣2 000 g粗磨粉碎，平均分為兩部分，一半分為五份，每一份200 g，另一半進(jìn)行進(jìn)一步篩分，獲取 0.282 mm、0.147 mm、0.104 mm、0.074 mm四種不同粗選磨礦細(xì)度的銅鈷礦粉。

2.取未經(jīng)篩分的銅鈷礦粉分別控制變量進(jìn)行不同浸出條件的試驗(yàn)，確定適宜的溫度、氧分壓、硫酸濃度、浸出時(shí)間、固液比等重要浸出工藝參數(shù)。

3.確定適宜本銅鈷礦的最佳浸出工藝參數(shù)后，研究不同粗選磨礦細(xì)度的Cu、Co金屬浸出率，分析試驗(yàn)結(jié)果，并針對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)之間存在的差異進(jìn)行適宜生產(chǎn)實(shí)踐的延伸試驗(yàn)，論證適宜生產(chǎn)實(shí)踐的各加壓浸出參數(shù)。

4.在確定最佳浸出工藝參數(shù)的各試驗(yàn)中，每次的試驗(yàn)原料為200 g粗磨礦粉，以30℃，硫酸初始濃度 1.0 mol／L，浸出60 min，固液比1∶5，氧壓300 kPa為基本條件，并且保持?jǐn)嚢柩b置以300 r／min的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，恒溫加壓浸出一定時(shí)間后烘干溶液，對(duì)所取得的渣樣進(jìn)行分析計(jì)算，確定加壓浸出后Cu、Co金屬的浸出率。

2.4 最佳試驗(yàn)條件的確定

2.4.1 最佳硫酸初始濃度

作為浸出劑的硫酸是加壓浸出工藝中具有重要影響的因素，不同濃度的初始濃度對(duì)應(yīng)的Cu、Co浸出率曲線圖如圖1所示。

圖1 不同硫酸初始濃度的銅鈷礦浸出率

根據(jù)圖1，可以看到，Cu、Co金屬的浸出率與浸出劑硫酸的初始濃度成正比，在一定濃度范圍內(nèi)，硫酸濃度的增加能夠大幅增加Cu、Co的浸出率。浸出的Cu、Co元素多數(shù)來(lái)自二價(jià)銅和二價(jià)鈷，而處于低價(jià)狀態(tài)的銅、鈷在硫酸溶液中溶解度較大，也是浸出物的來(lái)源之一，但是單質(zhì)在沒(méi)有氧化劑的情況下，難以在硫酸溶液中浸出。在硫酸的初始濃度達(dá)到2.0 mol／L后，繼續(xù)增加硫酸濃度對(duì)于提升Cu、Co的浸出率已經(jīng)沒(méi)有明顯的效果，原因可能有以下幾個(gè)：一是浸出過(guò)程中浸出物之間相互結(jié)合形成了某種Cu-Co-Fe-Si合金，阻礙了Cu、Co的繼續(xù)浸出，二是較高濃度的硫酸導(dǎo)致溶液中的硅化物溶解，形成硅酸根離子，與銅鈷礦中浸出的二價(jià)鐵結(jié)合成聚合物，使礦漿反應(yīng)速度降低。

從圖1中還可以知道，在硫酸初始濃度為2.0 mol／L時(shí)，Cu、Co的浸出率都達(dá)到基本穩(wěn)定的最佳狀態(tài)，其中 Co的浸出率為83.9%，Cu的浸出率為89.1%。綜上，針對(duì)該銅鈷礦樣的最佳浸出硫酸濃度為 2.0 mol／L。

2.4.2 最佳浸出溫度

以前一試驗(yàn)結(jié)論為基礎(chǔ)，保持其他條件不變，在初始濃度為2.0 mol／L的硫酸浸出劑中，不同溫度下Cu、Co礦的浸出率如圖2所示。

圖2 不同溫度下的銅鈷礦浸出率

從圖2中可以看到，溫度對(duì)于銅鈷礦的浸出率影響沒(méi)有硫酸的初始濃度明顯，浸出溫度從30℃上升至90℃，Cu、Co兩種金屬的浸出率雖然有所提升，但均沒(méi)有超過(guò)5%?？偟膩?lái)說(shuō)，當(dāng)溫度為70℃時(shí)，銅鈷礦浸出率基本穩(wěn)定，其中Co金屬的浸出率為89.7%，Cu金屬的浸出率為91.4%，是理論上的最佳浸出溫度，本次試驗(yàn)暫定浸出溫度為70℃。此外，硫酸在與銅鈷礦樣發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程中，浸出溫度會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)放熱而在一定程度上升高。

2.4.3 最佳氧分壓

在加壓浸出溫度為70℃、初始濃度為2.0 mol／L的硫酸浸出液中，不同的氧分壓對(duì)浸出率的影響如圖3所示。

圖3 不同氧分壓下的銅鈷浸出率

根據(jù)圖3，在試驗(yàn)氧分壓范圍內(nèi)，銅鈷礦樣浸出率隨著氧分壓的提高而有所上升，但是實(shí)際提升率不算太大。在Cu、Co兩種目標(biāo)金屬的浸出率之間進(jìn)行對(duì)比可知，氧分壓對(duì)Co金屬浸出率的影響比Cu大。在氧分壓為500 kPa時(shí)，銅鈷礦樣的浸出率基本達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)，Cu金屬浸出率91.2%，Co金屬浸出率90.1%。由此，在本次研究粗磨條件對(duì)于銅鈷礦浸出影響的試驗(yàn)中，暫定氧分壓 500 kPa（總壓1 500 kPa）。

2.4.4 最佳固液比

保持其他條件不變，調(diào)整浸出溫度為70℃，浸出劑硫酸濃度為2.0 mol／L，氧分壓為500 kPa（總壓1 500 kPa），在此條件下，不同固液比的Cu、Co金屬浸出率如圖4所示。

圖4 不同固液比的銅鈷浸出率

從圖4可以看到，固液比為1∶2時(shí)，固液比較大，銅鈷礦樣的浸出率較低，可能存在浸出劑與礦石粉末接觸不充分等不足之處，所以浸出率較低，隨著液相物質(zhì)增加，固液比逐步減小，礦樣中Cu、Co兩種目標(biāo)金屬的浸出率逐步增加，當(dāng)固液比達(dá)到1∶4時(shí)，Cu的浸出率為92.0%，Co的浸出率為90.7%。此時(shí)銅鈷礦浸出率趨于穩(wěn)定，不再有明顯的增長(zhǎng)，從總體上看，鈷金屬浸出率受固液比的影響更大。因此，可以確定最佳固液比為1∶4。

2.4.5 最佳浸出時(shí)間

調(diào)整浸出溫度為70℃，浸出劑硫酸濃度為2.0 mol／L，氧分壓 500 kPa，固液比 1∶4，研究最佳浸出時(shí)間，不同浸出時(shí)間的銅鈷礦樣浸出率如圖5所示。

圖5 不同浸出時(shí)間的銅鈷浸出率

根據(jù)圖5，銅鈷礦樣開(kāi)始浸出后，在前90 min內(nèi)，礦樣持續(xù)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，Cu、Co兩種目標(biāo)金屬高效浸出，在加壓浸出90 min時(shí)，Co的浸出率達(dá)到88.9%，Cu的浸出率達(dá)到92.4%，加壓浸出90～120 min期間，兩種目標(biāo)金屬的浸出率依然有所增長(zhǎng)，但是此時(shí)礦樣中的銅鈷金屬含量已經(jīng)較少，再加上作為浸出劑的硫酸的濃度下降，因此在此期間銅鈷兩種目標(biāo)金屬浸出較少。加壓浸出120 min后，銅鈷礦樣浸出率不在明顯增長(zhǎng)，其中Cu金屬浸出率93.1%，Co金屬浸出率92.1%。此時(shí)礦樣中未浸出的Cu、Co金屬已經(jīng)很少，浸出過(guò)程所形成的合金等產(chǎn)物也對(duì)繼續(xù)浸出產(chǎn)生阻礙作用，還可以看到，浸出物中出現(xiàn)赤紅色沉積物，原因可能是硫酸濃度下降后發(fā)生的Fe2（SO4）3的水解，赤紅色沉積物為 Fe2O3。可見(jiàn)在加壓浸出120 min后，浸出金屬主要是Fe。在銅鈷礦樣中加壓浸出的主要目標(biāo)金屬是Cu和Co，F(xiàn)e的浸出反而會(huì)增加后期萃取提純的工藝難度和繁雜程度，綜上，最佳浸出時(shí)間應(yīng)為120 min。

2.5 粗選磨礦對(duì)銅鈷礦物浸出的影響試驗(yàn)

不同的磨礦細(xì)度使礦石中絕大部分目的礦物呈單體狀態(tài)產(chǎn)出是獲得理想技術(shù)指標(biāo)的必要條件［12］。根據(jù)上一節(jié)對(duì)銅鈷礦無(wú)加壓浸出的最佳條件的試驗(yàn)結(jié)果，在進(jìn)行不同磨礦細(xì)度對(duì)銅鈷浸出率影響的試驗(yàn)中，設(shè)定加壓浸出的重要浸出工藝參數(shù)為：硫酸初始濃度2.0 mol／L、浸出溫度70℃、氧分壓500 kPa（總壓為 1 500 kPa）、固液比1∶4、浸出時(shí)間120 min。

將剩余1 000 g銅鈷礦樣粉碎，進(jìn)行篩分，分為0.282 mm、0.147 mm、0.104 mm、0.074 mm四種不同的磨礦細(xì)度，每種磨礦細(xì)度的礦樣各留200 g待用，其余礦樣棄置。分別對(duì)不同粗選磨礦細(xì)度的礦樣進(jìn)行試驗(yàn)研究，設(shè)定重要浸出工藝參數(shù)，并保持?jǐn)嚢柩b置以300 r／min的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌，收集數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，其試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 不同粗選磨礦細(xì)度的銅鈷礦浸出率

在圖6中，當(dāng)粗選磨礦細(xì)度為0.282 mm時(shí)，Cu金屬的浸出率為87.4%，Co金屬的浸出率為81.3%；當(dāng)粗選磨礦細(xì)度0.147 mm時(shí)，礦樣中兩種金屬的浸出率躍升到94.4%（Cu）、92.4%（Co）；當(dāng)粗選磨礦細(xì)度進(jìn)一步減小，達(dá)到0.104 mm時(shí)，Cu、Co兩種目標(biāo)金屬的浸出率稍有上升，Cu金屬浸出率為96.8%，Co金屬浸出率為95.5%。但是粗選磨礦細(xì)度繼續(xù)減小，兩種目標(biāo)金屬的浸出率沒(méi)有太明顯的增長(zhǎng)，相反，作為非目標(biāo)金屬的鐵在粗選磨礦細(xì)度進(jìn)一步減小時(shí)，浸出速度迅速上升，從而在浸出渣樣中形成赤鐵礦的沉積物。

總體上看，銅鈷礦樣中兩種目標(biāo)金屬粗選磨礦細(xì)度大于0.104 mm時(shí)，隨著磨礦細(xì)度的減小，有助于提升銅鈷礦的浸出率，粗選磨礦細(xì)度小于0.104 mm時(shí)，浸出率所受的影響不大。這可能是由以下原因造成的：（1）銅鈷礦粉微粒的潤(rùn)濕角在粒度大于0.104 mm時(shí)，隨著粒度的減小不斷增大，使二者之間的相互接觸增加，發(fā)生充分的化學(xué)反應(yīng)，生成Cu、Co金屬離子；（2）礦粉粒度小于0.104 mm時(shí)，潤(rùn)濕角已經(jīng)達(dá)到了某種穩(wěn)定的狀態(tài)，固相物質(zhì)中的Cu、Co等金屬化合物與液相物質(zhì)中的離子之間的接觸已經(jīng)很充分，因此，粒度的進(jìn)一步減小已經(jīng)不能讓浸出率有明顯的上升；（3）反應(yīng)過(guò)程中生成的各種離子之間發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)，形成硅酸等阻礙浸出的物質(zhì)，還有一些金屬元素以及金屬與非金屬元素之間的結(jié)合形成合金，同樣會(huì)阻礙反應(yīng)的順利進(jìn)行。

3 延伸試驗(yàn)

加壓浸出是一種較為成熟的銅鈷礦選礦工藝。本次試驗(yàn)主要是研究粗磨條件下的銅鈷礦的浸出，確定適宜于銅鈷礦加壓浸出的重要浸出工藝參數(shù)?？紤]到生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)研究之間的區(qū)別，提高加壓浸出的壓力、溫度不利于生產(chǎn)安全，還會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的進(jìn)一步上升，而根據(jù)研究取得的數(shù)據(jù)，溫度和氧分壓對(duì)于銅鈷礦的浸出率影響不是很明顯，因此，可以推測(cè)在生產(chǎn)實(shí)踐中，保持30℃、300 kPa的浸出溫度和氧分壓即可很好地實(shí)現(xiàn)高效率的加壓浸出，并且能夠降低生產(chǎn)成本。此外，粗選磨礦細(xì)度從0.147 mm減小至0.104 mm，銅鈷礦的浸出率上升較小，但會(huì)增加成本，再加上當(dāng)前國(guó)內(nèi)多數(shù)銅鈷礦品位不高，為控制成本，沒(méi)有必要進(jìn)行0.104 mm的礦石粉碎。

如前文所述，為探究30℃、300 kPa、0.147 mm粒度的銅鈷礦浸出效果，另取同一銅鈷礦的礦樣進(jìn)行延伸試驗(yàn)加以驗(yàn)證。試驗(yàn)條件以及加壓浸出的重要浸出工藝參數(shù)為：硫酸初始濃度2.0 mol／L，加壓浸出溫度30℃，氧分壓300 kPa（總壓1 300 kPa），固液比1∶4，粗選磨礦細(xì)度0.147 mm，攪拌速度300 r／min，延伸試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 切近生產(chǎn)實(shí)踐的銅鈷礦加壓浸出結(jié)果

根據(jù)圖7，對(duì)比前文不同條件下的銅鈷礦樣加壓浸出結(jié)果可以知道，浸出溫度70℃、氧分壓500 kPa、0.104 mm中銅鈷礦粉中兩種目標(biāo)金屬加壓浸出率分別為96.8%（Cu）、95.5%（Co），對(duì)比之下浸出溫度30℃、氧分壓300 kPa、0.147 mm的銅鈷礦粉加壓浸出率略低，為 94.7%（Cu）、93.15（Co），但是二者之間差距不大，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，Cu金屬浸出率差距為2.1%，Co金屬浸出率差距為2.4%。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中，為降低生產(chǎn)成本而將浸出參數(shù)設(shè)定為浸出溫度30℃、氧分壓300kPa、粗選磨礦細(xì)度0.147 mm相對(duì)更為合理。

4 結(jié) 論

1.銅鈷礦加壓浸出工藝中，提高溫度、氧分壓、固液比等重要浸出工藝參數(shù)，可以在一定程度上提升浸出率，但是超過(guò)一定范圍后，都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的上升而毫無(wú)助益。

2.用于該銅鈷礦的最佳浸出溫度為70℃；最佳的硫酸初始濃度為2.0 mol／L；最佳氧分壓為500 kPa，此時(shí)總壓為 1 500 kPa；最佳固液比 1∶4；最適宜的加壓浸出時(shí)間為120 min。

3.在生產(chǎn)實(shí)踐中，考慮到生產(chǎn)成本因素的情況下，銅鈷礦浸出的重要浸出工藝參數(shù)為：浸出溫度30℃；硫酸初始濃度為2.0 mol／L；氧分壓300 kPa，此時(shí)總壓為1 300 kPa；固液比1∶4；加壓浸出時(shí)間120 min。

4.加壓浸出工藝能夠?qū)崿F(xiàn)銅鈷礦的高效選礦，對(duì)于某些富含F(xiàn)e、Ni、Ag等其它伴生金屬的銅鈷礦，在其浸出工藝中，只需要稍微調(diào)整浸出時(shí)間和粗磨選礦細(xì)度等參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其中的Fe、Ni、Ag等伴生金屬的回收。同時(shí)也能滿足當(dāng)前國(guó)內(nèi)銅鈷礦品位較低、環(huán)境保護(hù)要求高的現(xiàn)實(shí)情況。