專利名稱：一種氯銅礦的酸法堆浸工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氯銅礦酸法堆浸新工藝，特別是一種從戈壁灘地區氧化程度較大的氯銅礦中浸出提銅的新技術。
背景技術：
氯銅礦是一種稀有礦物，作為次生礦物與孔雀石、藍銅礦和石英伴生于干旱地區銅礦床的氧化帶中。氧化后的氯銅礦含泥量大、可溶性強，具有可浮選性等共同特點。處理氯銅礦礦石的主要方法有浮選法和浸出法。對于戈壁灘地區氧化程度大、品位低的氯銅礦礦石，傳統浮選法回收率低、難以解決粉礦礦泥干擾的問題，且選礦相對耗水量大，在戈壁灘干旱少雨的地區經濟效益低；攪拌浸出法具有浸出周期短、銅浸出率高等優點，但存在生產成本高、固液分離難等缺陷。因此，有必要開發一種新的氯銅礦提銅工藝，最大限度提取氧化程度大、易泥化氯銅礦礦石中的金屬銅，拓展戈壁灘地區可利用的銅資源范圍。
發明內容
本發明的目 的是提供一種針對干旱少雨、蒸發量大的戈壁灘地區產出的氧化程度較大的氯銅礦礦石的浸出提取金屬銅的新工藝。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種氯銅礦的酸法堆浸工藝，它包括以下步驟:a.將氯銅礦礦石經二段破碎后進行篩分，篩上物直接運送到堆場進行酸法堆浸；篩下物進入濃縮機；b.濃縮機底流在添加粘結劑調漿后進入造粒機與耐酸性碎石載體混合造粒，得到表面覆蓋一層氯銅礦的礦物顆粒；c.將步驟b得到的礦物顆粒運送到堆場進行酸法堆浸；d.堆場中經多次循環噴淋后的富銅浸出液通過萃取-反萃-電積工序后得到陰極銅產品，萃余液經除油或除雜工序后返回堆浸工序。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，步驟a中，所述篩分可采用高頻振動篩分機篩分，所述篩上物粒徑大于2mm,所述篩下物的粒徑小于2_ ;其中，所述的高頻篩分,其篩面振動頻率50Hz,振幅O 2暈米,振動強度為重力加速度的8 10倍,是一般機械振動篩振動強度的2 3倍如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，步驟b中，所述耐酸性碎石載體為鵝卵石、礦山本身的表外礦或礦山附近的石英類耐酸脈石，碎石載體粒度為10 25mm ;所述造粒機可米用圓筒滾動造粒機，制粒過程中水量為氯銅礦礦石重量的15 25wt%。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，步驟b中，所述粘結劑的主要成分為二氧化硅含量>40wt%的粉煤灰、水泥窯灰、羧甲基纖維素和淀粉的混合物、耐硫酸鹽水泥。
如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，更優選地，步驟b中，所述粘結劑的成分為:水泥窯灰5 15wt%、羧甲基纖維素和淀粉的混合物10 20wt%、耐硫酸鹽水泥15 25wt%、余量為二氧化硅含量> 40Wt%的粉煤灰。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，所述粘結劑的用量為氯銅礦礦石重量的I 5wt%。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，粘結劑的構成為:粉煤灰占30 40wt%,水泥窯灰占5 15wt%,耐硫酸鹽水泥占35 45wt%,羧甲基纖維素和淀粉的混合物占10 20wt %。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，步驟c中，所述的酸法堆浸，其堆高為1.5 4m,在堆浸過程中滴淋和/或噴淋濃度為40 50mol/L的稀硫酸,堆浸時間I 2個月。 如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，所述滴淋和噴淋交替進行，日問滴淋，夜間噴淋，滴淋強度為5 IOL/ (m2.h),噴淋強度為10 15L/ (m2.h)。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，對篩下物的造粒堆浸后進行卸堆-篩分回收碎石載體。如上所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其中優選地，步驟e中，所述富銅浸出液中銅的濃度> 2g/L。采用上述酸法堆浸工藝，氯銅礦礦石中銅的浸出率> 80wt%。本發明的有益效果在于:本發明提供了一種戈壁灘地區含粘土礦物、易泥化氯銅礦礦石的處理工藝，具有流程短、投資和運營成本低、操作簡單、浸出周期短、銅回收率高等優點，可實現高效、快速回收氯銅礦礦石中的金屬銅。本發明提供的處理工藝特別適于處理干旱、少雨、蒸發量大的戈壁灘地區出產的氧化程度大、易泥化、滲透性差的氯銅礦礦石，可以充分利用過去難以利用的氯銅礦資源，以及偏遠地區的以氯銅礦為主的銅資源，從而提高礦產資源綜合利用水平，降低環境污染，提高經濟效益。
圖1為本發明的工藝流程框2為本發明一個具體實施例的工藝流程框圖
具體實施例方式如圖1的工藝流程框圖所示，本發明提供的酸法堆浸工藝，包括以下步驟:步驟I破碎:將采礦場剝離出來的氯銅礦礦石，進行二段破碎得到最大粒度為50mm的礦石；步驟2篩分:對步驟I處理后的氯銅礦礦石進行篩分，將粒徑小于2mm的細顆粒洗出，篩上物直接進入堆場I筑堆浸出，篩下物進入下一道步驟；步驟3濃縮:篩分后的細顆粒經濃縮后，濃縮溢流返回篩分系統，濃縮底流進入調漿步驟；步驟4調漿:濃縮底流在調漿過程中需要添加粘結劑以增加礦物顆粒在碎石載體上的粘附性；步驟5造粒:調漿后的礦石顆粒進入造粒步驟與預先破碎好的硫酸不溶碎石混合，使得碎石載體上裹覆一薄層氯銅礦礦物顆粒，得到適合酸法堆浸工藝的礦物顆粒，礦物顆粒進入堆場2筑堆浸出；步驟6堆場底墊與管道鋪設:堆場經平整、粘土層、HDPE (高密度聚乙烯，HighDensity Polyethylene)防水鋪墊、礦石緩沖層和浸液收集管道等處理,得到可用于礦石筑堆操作的堆場基底；步驟7酸法堆浸:將步驟2或步驟5處理后的礦石分別采用后退式筑堆法筑堆，以保證良好的礦石滲透性。筑堆結束后，在堆頂布置滴/噴淋管道和滴/噴淋裝置，用稀硫酸進行滴/噴淋操作；滴/噴淋液經堆頂緩慢滲透至堆底，經集液溝到達集液池，再從集液池噴淋到堆頂，實現浸出液循環；步驟8萃取電積:達到萃取濃度要求的浸出液進入萃取電積系統，最終獲得陰極銅產品。當萃取液中有害離子含量過高時，需添加石灰石等試劑進行除雜處理，處理后的溶液返回集液池；步驟9卸堆篩分:當堆浸操作結束后可進行卸堆-篩分回收碎石載體，清洗后的篩下物進入尾礦庫。以下結合具體實施實例對本發明作進一步說明:實施例1國內新疆土屋氧化銅礦位于西部戈壁灘地區，為氯銅礦礦床，該礦床是以氯銅礦和孔雀石為主的氧 化銅礦，金屬礦物有黃銅礦、斑銅礦，極少量磁鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦和輝銅礦等。脈石礦物主要為石英、絹云母/白云母、斜長石、綠簾石、黑云母、鉀長石、石膏等。有益金屬元素銅以氯銅礦和孔雀石為主的氧化銅形式存在，存在少量的斑銅礦、銅蘭和黃銅礦。礦石中礦物組成情況:氯銅礦及孔雀石lwt%，褐鐵礦8wt%，粘土礦物20wt %,石英 42wt %。由于礦石中的粘土類易泥化礦物多以及鐵礦物含量大，因此無論采用浮選工藝還是重選工藝處理，銅的選別效果都較差，均難以獲得良好的技術指標。本實施例中，采用如圖2的工藝流程框圖所示的方法對該礦石進行處理。(I)酸法堆浸前期準備工作如圖2所示，礦山開采剝離出來的含銅礦石A經二段鄂式破碎機破碎后得到最大粒度為30mm的礦石產品B。礦石產品B經高頻振動篩篩分后，篩上物C直接進入堆場I筑堆浸出，篩下物D進入濃縮機濃縮。濃縮機溢流返回高頻振動篩，濃縮機底流E進入攪拌調漿機。在攪拌調漿機中添加粘結劑調節礦漿粘度，調節后的礦漿進入滾動造粒機與耐酸的碎石載體混合，使得碎石載體表面覆蓋一薄層氯銅礦礦物顆粒，得到適合酸法堆浸的礦物顆粒，礦物顆粒進入堆場2筑堆浸出。在堆場I和堆場2上:在礦石筑堆前，都需要對堆場進行平整夯實和防滲底墊、管道鋪設等操作；其中，防滲粘土層厚度不小于150_，礦石緩沖層厚度不小于900_。具體鋪設順序為:防滲粘土層-HDPE防水層-細沙層-礦石緩沖層(同時埋設浸液收集管道)_充
氣管道。
堆場I和堆場2上的礦物都采用后退筑堆法筑堆，即:將礦堆從供礦距離最遠處筑起直到達到要求高度后，逐漸向后移動再筑堆，以保持堆場良好的滲透性。(2)酸法堆浸操作與過程監控滴/噴淋管道及自動滴/噴淋裝置鋪設完成后開始滴/噴淋操作，滴/噴淋液為稀硫酸溶液，硫酸濃度為40 50g/L，視礦石酸耗情況確定。滴/噴淋的稀硫酸溶液進入到礦堆的各個部位，并對礦石產生化學溶解作用。同時，滴/噴淋溶液滲透礦堆攜帶礦石溶解后產生的銅離子，經浸液收集管道回到集液池。對堆場滲出的浸出液進行酸度和銅離子濃度的實時監控，依據監控數據調節滴/噴淋液的酸度和強度。酸法堆浸期間，堆場2實行連續噴淋制度，堆場I實行定期滴淋和噴淋交替制度，以減少能耗，保證礦石溶解所需的時間。富含銅離子的浸出液經浸液收集管道回到集液池。當浸出液中金屬銅含量達到萃取要求濃度即[Cu] >2g/L后，即可進入萃取系統；當浸出液中金屬銅含量沒有達到萃取要求時，則將浸出液調整酸度后返回到堆場再次噴淋。返回噴淋的浸出液在必要時可通過添加硫酸調節PH值，以達到酸法堆浸要求。為調節戈壁灘堆浸系統的水量平衡，修建水庫，以便儲存水量供堆浸系統缺水時補給所用。(3)金屬提取溶液中金屬銅的回收工藝采用萃取-反萃取-電積工序，對達到要求濃度的浸出液進行簡單的除雜處 理，使浸出液達到萃取操作的質量要求。萃取劑采用LIX984N，其體積濃度為5 10%，每噸銅消耗3 3.5kg ;稀釋劑為260號煤油，其體積濃度為90 95%，每噸銅消耗< 100kg;浸出液經萃取-反萃后得到適宜于電積操作的含銅溶液。萃余液進行脫油操作，減少萃取藥劑對堆浸過程的影響。當萃余液中Fe離子含量過高時，需添加石灰石進行中和除鐵，處理后的溶液返回集液池。含銅溶液經電積操作獲得陰極銅，電積的電流密度為165 180A/m2，電流效率彡95%,電積殘液采用了 NSH816-4型陰離子交換膜酸擴散滲析器進行酸鐵平衡處理，處理后的電積液含鐵濃度均在1.36g/L以下；經酸鐵平衡處理后返回反萃系統。
權利要求
1.一種氯銅礦的酸法堆浸工藝，其特征在于，它包括以下步驟: a.將氯銅礦礦石經二段破碎后進行篩分，篩上物直接運送到堆場進行酸法堆浸；篩下物進入濃縮機； b.濃縮機底流在添加粘結劑調漿后進入造粒機與耐酸性碎石載體混合造粒，得到表面覆蓋一層氯銅礦的礦物顆粒； c.將步驟b得到的礦物顆粒運送到堆場進行酸法堆浸； d.堆場中經多次循環噴淋后的富銅浸出液通過萃取-反萃-電積工序后得到陰極銅產品，萃余液經除油或除雜工序后返回堆浸工序。
2.根據權利要求1所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，步驟a中，所述篩分為高頻篩分，所述篩上物粒徑大于2mm;所述篩下物的粒徑小于2_。
3.根據權利要求1或2所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，步驟b中，所述耐酸性碎石載體為鵝卵石、礦山本身的表外礦或礦山附近的石英類耐酸脈石，碎石載體粒度為10 25mm0
4.根據權利要求1或2所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，步驟b中，所述粘結劑的成分為:水泥窯灰5 15wt%、羧甲基纖維素和淀粉的混合物10 20wt%、耐硫酸鹽水泥15 25wt%、余量為二氧化硅含量> 40wt%的粉煤灰。
5.根據權利要求4所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，所述粘結劑的用量為氯銅礦礦石重量的I 5wt%。
6.根據權利要求4所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，粘結劑的構成為:粉煤灰占30 40wt%,水泥窯灰占5 15wt%,耐硫酸鹽水泥占35 45wt %,羧甲基纖維素和淀粉的混合物占10 20wt%。
7.根據權利要求1或2所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，步驟c中，所述的酸法堆浸，其堆高為1.5 4m,在堆浸過程中滴淋和/或噴淋濃度為40 50mol/L的稀硫酸，堆浸時間I 2個月。
8.根據權利要求7所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，所述滴淋和噴淋交替進行，日間滴淋，夜間噴淋，滴淋強度為5 IOL/ (m2.h),噴淋強度為10 15L/ (m2.h)。
9.根據權利要求1或2所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，對篩下物的造粒堆浸后進行卸堆-篩分回收碎石載體。
10.根據權利要求1或2所述的氯銅礦酸法堆浸工藝，其特征在于，步驟e中，所述富銅浸出液中銅的濃度> 2g/L。
全文摘要
本發明提供一種氯銅礦的酸法堆浸工藝，其步驟為將氯銅礦礦石經二段破碎后進行篩分，篩上物直接運送到堆場進行酸法堆浸；篩下物進入濃縮機；濃縮機底流在添加粘結劑調漿后進入造粒機與耐酸性碎石載體混合造粒，得到表面覆蓋一層氯銅礦的礦物顆粒；將得到的礦物顆粒運送到堆場進行酸法堆浸；在浸出過程中，實時監控浸出液酸濃度和銅濃度變化情況，依據監控數據調節噴淋液酸度和噴淋強度；堆場中經多次循環噴淋后的富銅浸出液通過萃取-反萃-電積工序后得到陰極銅產品，萃余液經除油或除雜工序后返回堆浸工序。本發明提供了一種戈壁灘地區含粘土礦物、易泥化氯銅礦礦石的處理工藝，可以充分利用過去難以利用的氯銅礦資源。
文檔編號C22B3/26GK103173612SQ20111043944
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者劉美林, 溫建康, 武彪, 劉國梁, 周成英 申請人:北京有色金屬研究總院