硫化铜矿湿法炼铜浸出工艺制造技术

本发明专利技术涉及到铜矿石湿法炼铜的浸出工艺。湿法炼铜具有工艺简单，能耗低，污染小，能处理多品种多品位铜矿石等特点。本发明专利技术提出一种浸出模式，其浸出介质为Ｈ↓［２］Ｏ－Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］一氯的含氧酸盐，选择适当的反应条件，使铜从硫化矿中直接浸出，而不产生Ｈ↓［２］Ｓ、ＳＯ↓［２］等有害气体能在一般工业条件下广泛应用，其铜的浸出率达９８％以上。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到铜矿石浸法炼铜的浸出工艺。铜是重要有色金属之一。从铜矿石提取铜的方法分为火法和湿法两大类。火法炼铜具有生产能力大，电铜质量好，利于回收金、银等特点。目前世界上有80％以上的铜是由火法炼铜生产的。浸法炼铜最初是作为火法炼铜的补充而发展起来的。它主要用于火法不能处理的低品位氧化矿和尾矿。由于湿法炼铜技术的进步，至今已发展到用湿法处理硫化精矿和复杂精矿。用湿法工艺生产的铜，占总产量的比例在不断地增加，湿法炼铜的工艺技术和生产规模都在飞速发展。有人估计到九十年代未，湿法生产的铜将占总产量的三分之一到二分之一。因此，将来的发展，有可能湿法胜过火法。湿化炼铜具有工艺简单，能耗低，污染小，能处理多品种多品位铜矿石等特点。硫化铜矿是铜矿石中储量最大，也较难处理的一种。矿石中的铜主要以硫化亚铜(Cu2S)的形式存在，如辉铜矿、黄铜矿等。硫化亚铜(Cu2S)是一种相当稳定的化合物，采用常规方法很难将铜从矿石中浸出。因此，湿法炼铜的关键在于浸出工艺。目前，湿法炼铜主要采用的是焙烧—浸出—电积的工艺流程，即将硫化矿经焙烧转化成氧化矿再浸出和电积。这种工艺在焙烧过程中要放出大量的二氧化硫(SO2)气体，处理二氧化硫(SO2)气体要求复杂的工艺和设备，投资得不偿失，不处理则会造成严重污染。近年来发展了一些新的浸出方法，如细菌浸出法，某种细菌对硫化铜矿有很好的作用，但由于浸出时间长(几天)，浸出率一般在80％左右，因而未能在工业上广泛应用。又如O2-Cl-浸出法，浸出率达95％上，但于由需要的纯氧气而非空气，其工业应用的技术经济效果也不理想。另外，如高压氨浸法，浸出率为90～95％。但已被证实在工业应用较为困难。再如硫酸加压浸出，浸出率为65％，也难于在工业上应用。硫化铜矿的浸出过程中，氧化剂和增溶剂起着重要的作用。硫化铜矿在硫酸介质中的浸出效果极大地取决于添加剂的选择。目前，使用较多的是以CuCl2、FeCl3等为氧化剂，其高价金属离子使铜从硫化矿中浸出，另外，以NaCl、KCl等为增溶剂，其Cl-的存在，可以很好地破坏浸出过程中元素硫形成的致密层，有利反应的有效进行。但是上述氧化剂和增溶剂的使用，由于反应速度，反应条件及工业化应用的技术经济效果等方面的原因。目前未能在工业上广泛应用。本专利技术的目的在于提出一种在硫酸介质中，加入添加剂，选择适当的添加剂种类及加入量，选择适当的反应条件，使铜从硫化矿中直接浸出，而不产生H2S、SO2等有害气体，能在一般工业条件下广泛应用的浸出工艺方法。本专利技术提出一种浸出模式，其浸出介质为H2O-H2SO4一氯的含氧酸盐，主体溶液是硫酸溶液，氯的含氧酸盐作为添加剂，既有氧化剂的作用，又有增溶剂的作用。氯的含氧酸盐中的氯离子，在刚进入溶液时是正价离子，有着强烈的氧化作用。它能有效地氧化硫化矿中的铜和硫，待其得到电子变成负价后，又能破坏元素硫形成的致密层，起到了增溶剂的作用。显然，在本专利技术中，采用如NaClO3、KClO3、Ca(ClO)2等一类次氯酸盐、亚氯酸盐、正氯酸盐和高氧酸盐都是可行的。下面将以NaClO3做添加剂为例。对本专利技术做详细说明，采用其他氯的含氧酸盐做添加剂时，仅是反应式，反应产物和反应条件略有不同。在硫酸介质中，氯酸钠作添加剂时，同时起氧化剂和增溶剂的作用，Cu2S的氧化浸出，可以有以下几个反应式(1)(2)(3)上述反应式中，式(2)的反应产物中放出H2S有害气体，是本专利技术所不希望出现的。式(3)需要更多的添加剂，不如式(1)经济。通过控制浸出介质的PH值及反应条件，可以使反应按式(1)进行，避免H2S气体的产生及氯酸钠的不必要的浪费。硫化铜矿的浸出受多种因素的影响，如硫酸浓度、添加剂的加入量及加入方式，反应温度，反应时间，硫化矿粒度，液固比等等。本专利技术采用常压搅拌浸出，搅拌的目的是保证较好的液固界面接触，反应介质的浓度均匀及反应产物从矿石颗粒基体上脱落等，搅拌速度一般为80～120转/分，以100转/分为宜。液固比主要考虑液固界面及反应速度，一般在3∶1～7∶1之间，以5∶1为宜。而硫酸浓度、添加剂的加入量及加入方式，反应温度、反应时间、矿石粒度等对浸出效率的影响较为复杂，现分述如下硫酸浓度硫酸在浸出过程中，主要是提供一个酸性环境和必需的SO42-，随着硫酸浓度的增大，浸出率增加。但是酸度太高，一是易于析出硫化氢(H2S)气体，二是引起终点酸度太高，造成后处理困难。酸度太低，致使反应不完全，通常PH值接近2时，浸出反应便不再进行了。在液固比为5∶1时，初始酸度值为80～130g/l，以100g/l为宜。此时对应的终点酸度值约为25g/l左右。添加剂的加入量及加入方式实例中以NaClO3为添加剂，根据反应式(1)可计算出理论需要量为一个单位重的铜需要加入0.561个单位重的NaCLO3，以氯酸钠的理论加入量为100％来描述氯酸钠的加入量。氯酸钠加入量不足时，氧化反应不完全，随着加入量的增加，浸出率增大很快，但当加入量为95％左右时，浸出率不再继续随氯酸钠的加入量增加而增加。这可能是系统中Cu2+与少量的H2S逆向反应生成的Cu2S缘故。氯酸钠的加入量应为理论加入量的80～95％，以93％为宜。由于氯酸钠的强氧化性，浸出中氯酸钠应分次加入，以保证较好的浸出效果。反应温度反应温度直接影响到反应的活化能及扩散速度。反应温度过低，反应速度慢，浸出效率低，反应温度过高，对浸出效率无大的影响，且对设备耐蚀性不利，能耗也增大，一般反应温度应控制在61～105℃，以90℃为宜。反应时间反应时间受多和因素的影响，包括矿石粒度，液固比，硫酸浓度，添加剂加入量及加入方式，反应温度等若上述因素确定之后，反应时间也基本上是一个定值。此时若延长反应时间，对浸出效果的影响不大，一般反应时间应为1-3小时，以2小时为宜。硫化铜矿石的粒度硫化铜矿石的粒度太细，可提高浸出效率，但需要进一步的破碎，增加能耗、物耗，如粒度太粗，则浸出效率低，浸出不完全。硫化铜矿在矿山选矿时已破碎，一般可达85％-180目，此粒度基本满足本专利技术要求。硫化铜矿粒度一般应为-60至-250目，以-150目为宜。表1为本专利技术硫化铜矿浸出方法的几个实例。由表1可知，在较宽的范围内，硫化铜矿都能得到有效浸出，根据以上实验规律，得出最佳参数，硫酸浓度100g/l(液固比5∶1)氯酸钠加入量为理论量的93％，反应温度90℃，反应时间2小时。以这一组最佳参数，再做实验，其结果例于表2。由表2可知，采用最佳工艺参数后，浸出率大为提高，均在98％以上，说明本专利技术硫化铜矿浸出工艺方法切实可行。具有实用价值。采用本专利技术硫化铜矿浸出工艺方法，浸出的硫酸铜溶液，可经过一系列净化，过滤等处理后，送入电解槽中进行电解积铜，生产出电解铜。也可在必要的净化、过滤等处理后，生产出各种铜盐、如硫酸铜，碳酸铜等等。本专利技术硫化铜矿浸出工艺方法，浸出渣的主要成份是脉石，可利用作为矿渣水泥的原料和渣砖，对环境不会造成污染。表1硫化铜矿浸出实例权利要求1.本专利技术提出一种硫化铜矿的浸出工艺，硫化铜矿在硫酸介质中浸出，加入添加剂提高侵出效率，其特征在于采用氯的含氧酸盐为添加剂，既作为氯化剂又做为增溶剂。2.根据权利要求1所述浸出工艺，其特征在于氯的含氧酸盐可本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术提出一种硫化铜矿的浸出工艺，硫化铜矿在硫酸介质中浸出，加入添加剂提高侵出效率，其特征在于采用氯的含氧酸盐为添加剂，既作为氯化剂又做为增溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严逊，严明英，王敏，
申请(专利权)人：重庆钢铁研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]