專利名稱：含銅礦石的浸出方法
技術領域：
本發明涉及濕法冶煉工藝，尤其是涉及含銅礦石的浸出方法。
背景技術：
傳統上的礦石冶煉是通過火法冶煉工藝進行的。近年來開發出了濕法冶煉技術。 由于濕法冶煉能夠有效地減少對環境的污染，并且能夠適用多種不同的礦，因此正逐漸取 代火法冶煉。 目前的濕法冶煉工藝多采用硫酸浸出方法，能夠浸出礦石中所含有的多種金屬元 素。如果不能對這些金屬元素進行回收的話，將是極大的浪費，而且浸出液中的某些成分還 可能對人體造成傷害。例如對含銅礦石進行浸出時，會產生大量含有硫酸銅的溶液。傳統 的處理方法是將含有硫酸銅的溶液進行加熱蒸發，得到硫酸銅晶體。但這種處理方法的缺 點是成本高，效率低，需要消耗大量的能源，并且所得到的硫酸銅晶體的純度低。
例如，中國專利CN 1041339公開了一種硫酸銅廢液的處理方法，其包括是以壓 縮空氣為氧化劑，將它通入化學鍍銅工藝的硫酸銅廢液中，氧化二價鐵成三價鐵，加熱廢液 至> 90°C同時加入NaC03 (或NaOH)調溶液的PH成酸性(1. 2_1. 5)加入少量NaS04以增加 反應時的Na+，然后充分攪拌，最后生成黃鐵礬、沉降后，回收硫酸銅廢液。由于該技術采用 高溫處理的工藝路線，并且采用強酸環境處理，因此，大量消耗了能源，對環境造成了再次 污染，并且由于該工藝采用煅燒等方法，因此對設備的要求高，進而生產成本高，不適于大 規模工業應用。
發明內容
本發明的目的旨在至少解決現有技術中的上述問題之一。 為此，本發明的一個目的在于提出一種能夠增大硫酸鈣的粒度從而更好回收銅的 含銅礦石的低成本浸出方法。 根據本發明實施例的含銅礦石的浸出方法包括以下步驟A)將含銅礦石與硫酸 溶液混合進行硫酸浸出以得到含有硫酸銅的浸出液；B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸 銅溶液；C)將所述硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合， 以生成硫酸f丐沉淀和氫氧化銅沉淀；以及D)分離硫酸f丐和氫氧化銅。 根據本發明 一個實施例的含銅礦石浸出方法，能夠將含銅礦石中的金屬元素進行 回收。同時由于硫酸銅與氫氧化鈣的反應體系中存在作為晶種的硫酸鈣，因此，能夠增大反 應過程中生成的硫酸鈣的粒度，從而有利于后續分離硫酸鈣和氫氧化銅沉淀，因此，本發明 能夠以低成本、低污染的方式從含銅礦石中回收金屬元素，達到資源的重復利用，并附產硫 酸鈣(石膏)，降低生產成本減輕環境污染。 在本發明的一個實施例的含美礦石的浸出方法中，所述硫酸銅溶液與氧化鈣和/ 或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合包括首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶 種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸銅溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混合物
3中。本發明的發明人發現首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入 硫酸銅溶液，可以提高后續硫酸銅與氫氧化鈣的反應效率，而且能夠進一步提高硫酸鈣與 氫氧化銅沉淀粒度上的差別，進而可以提高分離效率。 在根據本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，所述硫酸浸出為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出，這樣可以促進硫酸浸出的效率。 在根據本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，所述含銅的礦石為高銅鎳精
礦。由于在含銅的精礦硫酸浸出中，會產生大量的含硫酸銅的溶液，因此低成本回收銅工藝 在高銅鎳精礦硫酸浸出的工業應用中的效果更佳。 在本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，所述凈化包括去除浸出液中的 鐵、鈷、鎳中的至少一種，由此，不但能夠回收鐵、鈷、鎳等成份，而且回收了礦石中的銅，既 減少了污染，又循環利用了資源。 在根據本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過堿 金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應制備的。這樣所得到的作為晶種的硫酸鈣能夠 使硫酸銅溶液中的硫酸鈣更容易附著到其上，生成更大顆粒的沉淀，從而更容易與氫氧化 銅沉淀分離。 根據進一步的實施例中，所述堿金屬的硫酸鹽是硫酸鈉，這樣可以節省成本。
在根據本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫 酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化銅、然后分離硫酸鈣和氫氧化 銅，及對分離的硫酸鈣進行洗滌獲得的。這樣可以省去堿金屬的硫酸鹽，節省成本。
在根據本發明的一個實施例的含銅礦石浸出方法中，進一步包括用分離得到的氫 氧化銅制造銅制品，這樣可以對氫氧化銅進行進一步地利用，提高回收的經濟價值。
本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
圖1是根據本發明一個實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖
圖2是根據本發明另一實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖
圖3是根據本發明另一實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖
圖4是根據本發明另一實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖
圖5是根據本發明另一實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖,
具體實施例方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
需要說明的是，在本發明中術語"氧化鈣和/或氫氧化鈣"是指可以使用氧化鈣 (生石灰)也可以使用氫氧化鈣(熟石灰)，也可以加入二者的混合物。在實際操作中，可 以用水消化生石灰(CaO)，從而得到石灰乳，主要反應為Ca0+H20 = Ca (OH) 2，將石灰乳作為 氧化鈣與氫氧化鈣的混合物來使用。 另外，在本發明中術語"有價金屬"(valuable metals)是指在提煉金屬的原料中，
4除主金屬外，具有回收價值的其他金屬。 一般說來，某一種金屬是否有回收價值，取決于該 金屬的使用價值、回收需要的費用及其商品價格，例如，鉛鋅礦中的鍺在半導體工業未興起 以前，回收的價值并不大，而20世紀50年代后卻成了很有回收價值的金屬。有的重金屬礦 物中主金屬含量較低，不一定具有開采價值，但其他有價金屬較多時，綜合考慮，則可能有 開采價值。有時，根據某種具體社會情況如戰爭等，而對某種金屬有特殊需求時，即使經濟 上暫時不太合理，也可能要進行回收。總之，"有價"的概念在本發明中不是一成不變的。
圖1示出了根據本發明一個實施例的含銅礦石的浸出方法的流程圖。根據圖1所 示，首先將含銅礦石加入到硫酸溶液中進行硫酸浸出以得到含有硫酸銅的浸出液；對所述 浸出液進行凈化得到硫酸銅溶液；接著，將所得到的硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣 以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化銅沉淀，所發生的主要反應 是 CuS04+Ca (OH) 2 = Cu (OH) 2 I +CaS04 I ;
最后，分離硫酸鈣和氫氧化銅。 如前所述，通過將含銅礦石中的金屬元素通過硫酸浸出，浸出到浸出液中，并通過
凈化可以回收多種有價金屬，例如鐵、、鈷、鎳。另外，如上所述，在加入氧化鈣和/或氫氧化
鈣后，硫酸銅溶液中的硫酸銅與氫氧化鈣反應生成硫酸鈣沉淀和氫氧化銅沉淀。然而，硫酸
鈣沉淀和氫氧化銅沉淀的顆粒都非常小，并且粒度差別比較小，更具體而言，硫酸鈣沉淀為
晶體形式，而氫氧化銅為凝膠狀，氫氧化銅包覆在硫酸鈣上，因此二者難以分離。 此外，如果在硫酸銅溶液中沒有預先加入作為晶種的硫酸鈣，氫氧化銅限制了硫
酸鈣粒度的進一步增大，從而進一步增加了分離難度。根據本發明的實施例，由于硫酸銅和
氫氧化鈣的反應體系中存在作為晶體的硫酸鈣，因此在硫酸銅與氫氧化鈣進行反應生成硫
酸鈣和氫氧化銅的沉淀的過程中，硫酸鈣沉淀會形成在晶種上，從而硫酸鈣沉淀的粒度能
夠進一步增大，即形成大粒度的硫酸鈣沉淀，由此便于后續硫酸鈣與氫氧化銅沉淀之間的分離。 在本發明中所使用的作為晶種的硫酸鈣的來源并不受到限制，既可以是從市場上 購買的現成硫酸鈣，也可以是通過單獨的化學反應得到的硫酸鈣，也可以是在本工藝中所 生成的產物硫酸鈣。 參考圖2，在本發明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是使用堿金屬的硫酸鹽與 氧化鈣和/或氫氧化鈣反應所生成的硫酸鈣沉淀在進行分離后所得到的，所發生的主要反 應是 Na2S04+Ca(0H)2 = CaS04+2Na0H。發明人發現使用該方法獲得的硫酸鈣作為晶種 能夠明顯增大硫酸鈣的粒度。另外，在進一步的實施例中，所使用的堿金屬的硫酸鹽是硫酸 鈉，由于硫酸鈉的成本低，所生成的氫氧化鈉可溶，因此在能夠便于分離氫氧化鈉和硫酸鈣 的同時，還降低了成本。 參考圖3，在本發明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫酸銅溶液與氧化 鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化銅、分離硫酸鈣和氫氧化銅、然后對分離后的 硫酸鈣進行洗滌后得到的，這樣不需要額外單獨的制備硫酸鈣晶種并且節省了堿金屬的硫 酸鹽，因此進一步節省了生產產本。例如，可以先向將部分硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧 化鈣混合得到硫酸鈣和氫氧化銅沉淀，然后從該溶液中分離出硫酸鈣和氫氧化銅，并對得
5到的硫酸鈣沉淀進行洗滌得到作為晶種的硫酸鈣。 此外，如上所述，在工藝過程之初，可以將從市場購得的硫酸f丐作為晶種與硫酸銅
溶液混合，然后通過反應、分離得到的硫酸鈣就可以作為以后使用的晶種。 在本發明中，可以加入氧化鈣(生石灰)，也可以加入氫氧化鈣(熟石灰)，也可
以加入二者的混合物。具體地，可以用水消化生石灰(CaO)，從而得到石灰乳，主要反應為
Ca0+H20 = Ca(0H)2。更具體而言，生石灰加少量水使其發熱、水化、呈膏狀，當放熱反應基本
結束后，加水稀釋調漿，在時間允許的情況下可延長消化時間。當用工業石灰時，除延長消
化時間外，還需要過篩，以除去未反應的殘渣。 本領域技術人員可以理解，即可以將石灰乳加入到硫酸銅溶液中，也可以將硫酸
銅溶液加入到石灰乳中。參考圖5，在本發明的一個實施例中，硫酸銅溶液與氧化鈣和/或
氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合是通過首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶
種的硫酸鈣漿體混合，接著向所得到的混合物中加入硫酸銅溶液進行的。發明人發現首先
將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，再加入硫酸銅溶液，可以提高后續硫
酸銅與氫氧化鈣的反應效率，而且能夠進一步提高硫酸鈣與氫氧化銅沉淀粒度上的差別，
進而可以提高分離效率。在一個進一步的實施例中，將硫酸銅溶液滴加到氧化鈣和/或氫
氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣的混合物中，這樣可以大大地提高整體的效果。 由于硫酸f丐的粒度比氫氧化銅的粒度要大，而且由于在硫酸銅和氫氧化f丐的反應
體系中存在作為晶種的硫酸鈣，與不加晶種相比，所生成的硫酸鈣沉淀的粒度相對于氫氧
化銅的粒度能夠進一步增大因此可以根據兩種沉淀物的顆粒大小不同，容易地對硫酸鈣和
氫氧化銅進行分離。 另外，在本發明的一個實施例中，為了獲得純度較高的氫氧化銅，并長期保存，對 分離出的氫氧化銅進行洗滌和干燥。洗滌液可以采用去離子水，這樣可以防止氫氧化銅懸 液發生絮凝。 參考圖4，在本發明的一個實施例中，分離獲得的氫氧化銅可以用于制備銅制品。
參考圖3，在本發明的一個實施例中，如前所述，分離所獲得的硫酸鈣在經過洗滌 除去表面的雜質(如氫氧化銅)后，可以作為晶種返回到反應體系中。另外，所得到的硫酸 鈣還可以用于制備硫酸。 本發明中所采用的硫酸浸出工藝不受到任何限制。例如，浸出可以為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。浸出過程包括細磨含銅精礦；用硫酸溶液對細磨后的含銅精礦進行漿 化；將漿化后的精礦加入到浸出容器內，其中浸出容器內的溫度控制為90°C -100°〇、壓力 為常壓，同時向浸出容器內通入氧氣以便進行富氧常壓浸出。 在本發明的進一步實施例中，硫酸銅溶液是硫酸浸出液經過凈化之后得到的溶 液，即先回收(去除)浸出液內的其他成分，然后再回收廢液內的以硫酸銅形式存在的銅。 在本發明中所使用的術語"凈化"可以是除去硫酸浸出液中的鐵、鈷、鎳中的至少一種，但本 發明并不限于去除上述成分。由于硫酸浸出過程中的凈化對于本領域的普通技術人員是已 知的，這里不再詳細贅述。 盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
一種含銅礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含銅礦石與硫酸溶液混合進行酸浸以得到含硫酸銅的浸出液；B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸銅溶液；C)將所述硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化銅沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化銅。
2. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸銅溶液與氧化 牽丐和/或氫氧化f丐以及作為晶種的硫酸f丐進行混合包括首先將氧化f丐和/或氫氧化f丐與作 為晶種的硫酸鈣混合，接著將所述硫酸銅溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣與硫酸鈣的混 合物中。
3. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，所述酸浸為富氧常壓浸 出或富氧高壓浸出。
4. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，所述含銅的礦石為高銅 鎳精礦。
5. 根據權利要求4所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，所述凈化包括去除浸出 液中的鐵、鈷、鎳中的至少一種。
6. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過堿金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應制備的。
7. 根據權利要求6所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，所述硫酸鹽是硫酸鈉。
8. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，作為晶種的硫酸鈣是通 過硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應得到硫酸鈣和氫氧化銅、分離硫酸鈣和氫氧化 銅，及分離的硫酸鈣進行洗滌獲得的。
9. 根據權利要求1所述的含銅礦石的浸出方法，其特征在于，進一步包括用分離得到 的氫氧化銅制造銅制品。
全文摘要
本發明提供了一種含銅礦石的浸出方法，包括以下步驟A)將含銅礦石與硫酸溶液混合進行硫酸浸出以得到含有硫酸銅的浸出液；B)對所述浸出液進行凈化得到硫酸銅溶液；C)將所述硫酸銅溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣以及作為晶種的硫酸鈣進行混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化銅沉淀；以及D)分離硫酸鈣和氫氧化銅。本發明能夠以低成本、低污染的方式從含銅礦石中回收金屬元素，達到資源的重復利用，并附產硫酸鈣(石膏)，降低生產成本減輕環境污染。
文檔編號C22B15/00GK101760615SQ20081023884
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者劉金山, 王魁珽, 陸業大, 高保軍 申請人:中國恩菲工程技術有限公司