专利名称：一种含铜矿石的溶浸处理方法
技术领域：
本发明属于提取(湿法)冶金领域，涉及一种含铜矿石的溶浸处理方法。
背景技术：
自然界存在的含铜矿石的主要分为氧化铜矿和石克化铜矿两大类，碌u化
铜矿和高品位的氧化铜矿(35%以上)主要用火法熔炼的方法提炼铜，而 低品味的氧化铜矿主要是用湿法提取的方法回收铜。其中，火法熔炼的生 产成本高，环保治理投资大。湿法处理方法主要有酸浸法和氨浸法。酸浸 法是将氧化铜矿粉碎后用硫酸溶解，使矿石中的大部分铜溶解，浸出液再 净化除杂(溶剂萃取或者化学沉淀)，得到的纯净溶液经电积得到阴极铜。 酸浸法耗酸量大，成本高，而且溶液杂质离子含量高，后处理工艺困难。 氨浸法是在浸出阶段在氨水溶液中加入铵盐来溶解矿石中的铜，浸出液再 经过蒸氨得到氧化铜，或者经过萃取和电积得到阴极铜，或者在氨体系直 接电积得到铜粉。目前主要采用的氨浸工艺流程为还原焙烧一常压氨浸一 萃取一电积，即将矿石磨细后在700-800。C的条件下用还原剂将矿石中的 氧化铜还原成金属铜，然后将焙砂按一定的液固比混入装有NH3 — (NH4)2C03浸出剂的浸出槽内，在充气搅拌条件下进行常压浸出2-4小时， 经液固分离得滤渣和含铜溶液，含铜溶液经萃耳又得纯净的含铜富液，再经 电积得金属铜。这种方法需要高温火法预还原，能耗高，设备投资大，尤 其在处理低品位难选氧化铜矿时经济上不可行。此外，氨浸法由于操作过 程中氨水挥发，不仅导致氨水损失，而且污染环境，氨水的运输也困难。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种环境污染小，能耗低，生产成本大大 降低的含铜矿石的溶浸处理方法。
用于实现本发明上述目的的技术方案如下 一种含铜矿石的溶浸处理方法，所述方法包括以下步骤(1 )采用石危酸铵作为固相反应物，与经石皮碎磨细后的含铜矿石充分
混合后焙烧；
(2 )将上述固相反应的产物转至热水中搅拌浸取后过滤； (3)根据矿石成分对滤液进行分离提纯。
在上述的方法中，在上述步骤(1)中，所述焙烧在常压下进行，焙 烧温度为300~ 500°C,焙烧条件优选为在常压和300 500。C下焙烧1~3 小时。按铜的摩尔数计算，所述硫酸铵与含铜矿石的混合摩尔比为1~5: 1。所述矿石被破碎磨细至-100目~ + 300目。在上述步骤(2)中，将 固相反应的产物用50~ IO(TC的清水进行搅拌浸取，其中还可以包括对滤 渣进行洗涤，并将洗涤液合并至滤液。上述步骤(3)中，所述分离提纯 具体为除铁、萃取铜和/或萃取锌的工序。
根据硫酸铵的特性，当将含金属氧化物的矿石与硫酸铵混合加热时， 硫酸铵分解的硫酸氢铵或硫酸将与矿石中的金属氧化物起反应，生成金属 的硫酸盐。金属硫酸盐与未全部分解的硫酸铵在水浸取时将会转入溶液中 甚至形成铵明矾。
硫酸铵法工艺可能的基本原理用下述反应描述 (服4)25<94 = (94 + Mf3个
MeO + (T^/JifS" + (AW4)2S04 = MeS04 (AW4)2S04 + iVf/3个+H26>个 2MeS(94.(册4)2 5"。4 + 4M/40/f = 2她((9//)2 ; +4(册4)25(94 或M"(94~^Mg+2电解或电积>Afe
本发明以不同种类的含铜矿石为原料，采用硫酸铵为固相反应物，与 经粉碎磨细后的矿石按一定比例充分混合，置于反应炉内在常压及一定温 度下反应固结一定时间；然后将固相反应产物转至热水中搅拌浸出，从而 实现含铜矿石中铜等金属的溶浸，再进行固液过滤分离，得到了含铜离子 的浸取液。浸取液的后处理还可以根据不同矿石中的矿物成分，进一步采 取相应的分离提纯方法，最终得到需要的金属或金属化合物。该工艺流程 包括矿石破碎磨细、固相焙烧反应、搅拌浸取、固液过滤分离等。
含铜矿石的溶浸处理方法具体步骤包括 (1 ) 将矿石石皮碎磨细至-100目~ + 300目；
(2) 将步骤(1 )得到的矿样与硫酸铵进行充分的固相混合，按铜 的摩尔数计算，硫酸铵与矿样的混合摩尔比为1~5: 1;
(3) 将步骤(2)得到的混合原料置于反应炉内，并于300 50(TC
4的温度下焙烧1 3小时；
(4)将步骤(3)得到的反应产物用50~ 100。C的清水进行搅拌浸取;
(5 )将步骤(4 )的浸取液过滤使之固液分离，并对滤渣进行洗涤;
(6)将步骤(5)得到的滤液根据工艺要求进行后处理，如除铁、 萃取铜等工序。
本发明的特点在于，在常压以及较低反应温度下，用硫酸铵作为反应 物，使之与矿石中所含的铜等金属进行固相反应，然后通过清水将铜转移 (溶浸)至溶液中，便于进一步的分离、精制并最终获得目的产物。矿石 溶出反应过程分解出的氨，以及溶出浸取液分离后剩余的硫酸铵溶液，将 分别进行回收并循环^f吏用，从而形成系统内原辅料的自循环，使硫酸铵的 损耗可以降到最低限度。相对于原有的溶浸处理方法，本发明的含铜矿石 的溶浸处理方法具有环境污染小，能耗低，生产成本大大降低的优点。
图1为本发明溶浸处理方法的流程示意图。 图2为由铜锌矿回收铜锌的流程图。
具体实施例方式
实施例1 铜尾矿的溶浸处理
以某铜尾矿(含铜0.03%)为原料，经破碎磨细，筛取-200~ +300 目粒度的矿样，以矿样中铜含量为基准，按碌u酸铵与铜的摩尔比为5: 1 的比例与硫酸铵充分混合，然后置于反应炉内于350 450。C的温度下反应 2小时。用热水溶解反应完毕的烧样，并转移至浸取容器内，按液固比3~ 5: l的比例加入热水，并于70 9(TC的温度下连续搅拌浸取30分钟。对 溶出液及矿渣进行热过滤，用清水洗涤滤渣三次，合并至滤液中；滤液收 集并计量，滤渣烘干后称重计量，然后对滤液及滤渣中的组分含量进行分 析。经组成分析计算，原矿样中铜的溶出率(溶出铜量与原矿样含铜量之 比)>95 % 。
实施例2 铜锌矿的;容浸处理
所用矿样铜锌矿中，铜含量1.05%,主要含铜的金属矿石为黄铜矿、
5辉铜矿、闪锌矿等，矿石中的铜主要为原生硫化铜矿，其中所含的铜为
0.98%,占矿石含铜总量的92.45%;矿石中的锌主要为硫化锌，其中所含 的锌为2.82%,占矿石中含锌总量的93.38%。矿样经破碎磨细，筛取粒度 为300目的矿样，以矿样中铜含量为基准，按硫酸铵与铜的摩尔比为5: 1 的比例与硫酸铵充分混合，然后置于反应炉内于350 45(TC的温度下反应 2小时。用热水溶解反应完毕的烧样，并转移至浸取容器内，按液固比3~ 5: 1的比例加热水，并于70 ~ 90°C的温度下连续搅拌浸耳又30分钟。对溶 出液及矿渣进行热过滤，用清水洗涤滤渣三次，合并至滤液中；滤液收集 并计量，滤渣烘干后称重计量，然后对滤液及滤渣中的组分含量进行分析。 经组成分析计算，原矿样中铜的溶出率(溶出铜量与原矿样含铜量之比) 290%，锌的溶出率>95%。
权利要求
1. 一种含铜矿石的溶浸处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)采用硫酸铵作为固相反应物，与经破碎磨细后的含铜矿石充分混合后焙烧；(2)将上述固相反应的产物转至热水中搅拌浸取后过滤；(3)根据矿石成分对滤液进行分离提纯。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧在常压下进行。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述焙烧温度为 300~500°C。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述焙烧 条件为在常压和300 500。C下焙烧1~3小时。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，按铜的摩 尔数计算，所述為乾酸铵与含铜矿石的混合摩尔比为1 ~5: 1。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述矿石 净皮石皮碎磨细至-100目~ + 300目。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤 (2)中，将固相反应产物用50~ IO(TC的清水进行搅拌浸取。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2) 还包括对滤渣进行洗涤，并将洗涤液合并至滤液。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(3) 中分离提纯为除铁、萃取铜和/或萃取锌的工序。
全文摘要
本发明提供一种含铜矿石的溶浸处理方法，其中包括以下步骤(1)采用硫酸铵作为固相反应物，与经粉碎磨细后的含铜矿石充分混合后焙烧；(2)将上述固相反应的产物转至热水中搅拌浸取后过滤；(3)根据矿石成分对滤液进行分离提纯。上述方法在常压以及较低反应温度下，用硫酸铵作为反应物，使之与矿石中所含的铜等金属进行固相反应，然后通过清水将铜转移(溶浸)至溶液中，便于进一步的分离精制，并最终获得目的产物。矿石溶出反应过程分解出的氨以及溶出浸取液分离后剩留的硫酸铵溶液，将分别进行回收并循环使用，从而形成系统内原辅料的自循环，使硫酸铵的损耗降到最低限度。相对于原有处理方法，本发明的含铜矿石的溶浸处理方法具有环境污染小，能耗低，生产成本大大降低的优点。
文档编号C22B3/04GK101509068SQ20081005773
公开日2009年8月19日 申请日期2008年2月13日 优先权日2008年2月13日
发明者宋宝珍, 罗保林 申请人:中国科学院过程工程研究所