一种非洲低品位铜钴矿石的处理方法与流程

本发明涉及有色金属湿法冶金技术，更具体地说，它涉及一种非洲低品位铜钴矿石的处理方法。

背景技术：

非洲国家因其自然资源特别是矿产资源丰富，近年来涌入大量投资者。但随着越来越多的投资人进入，高品位铜钴矿石越来越少，而低品位铜钴矿石生产经营成本较高品位矿石高很多，因此，需要一种适合非洲国家低品位铜钴矿石的处理方法。

非洲国家低品位铜钴矿石的处理共分为三大必不可少的步骤，第一阶段为破碎、磨矿，第二阶段为浸出，第三阶段为萃取和电积；现有生产方式为破碎机和球磨机进行破碎、磨矿，用树脂电积槽进行电积，生产成本较高，部分工序不适合非洲国情。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非洲低品位铜钴矿石的处理方法，生产成本更低，适应于非洲铜钴矿石处理的环境要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种非洲低品位铜钴矿石的处理方法，包括如下步骤：1）来自原矿堆场的低品位原矿石由装载机倒运至原矿仓，在原矿仓底设一台重型板式给料机给入颚式破碎机进行粗碎，粗碎后的物料由带式输送机送到中间堆场，采用单点卸料自然堆积成矿堆的形式；2）堆积于中间堆场的物料经板式给矿机卸至另一个带式输送机上，由带式输送机将物料输送至半自磨机，经半自磨机研磨后，排矿至矿浆泵池，由渣浆泵扬送到水力旋流器进行分级，水力旋流器产生的沉砂送入溢流型球磨机再磨，溢流型球磨机排矿与半自磨机排矿共用一个矿浆泵池，水力旋流器产生的顽石集中后返回半自磨机再磨，水力旋流器产生的溢流液通过渣浆泵送入浸前脱水深锥浓缩机；3）浸前脱水深锥浓缩机的溢流液作为回水直接回用，浸前脱水深锥浓缩机的底流自动流入搅拌机，与萃取车间的萃余液混合制浆后由泵送至酸浸车间的搅拌浸出槽；4）搅拌浸出槽持续搅拌，当其内部混合矿浆浓度达33%时，泵送入酸浸搅拌浸出槽，再由多级搅拌浸出槽进行顺流连续浸出，在此过程中，在酸浸搅拌浸出槽和多级搅拌浸出槽内加入浓硫酸；5）将浸出后的矿浆用泵送入洗涤浓缩机进行四级ccd逆流洗涤，与此同时，分别在多台洗涤浓缩机中加入絮凝剂保证沉降效果，洗涤浓缩机溢流液自流进入浸出原液池，洗涤后底流泵送入尾矿库，尾渣在尾矿库内堆存，尾矿库内的澄清液泵送返回第一级洗涤浓缩机；浸出原液池的浸出原液采用2段萃取和1段反萃进行处理，经过2段萃取以后，萃余液自流进入萃余液澄清池，澄清后的萃余液进入浸前脱水搅拌槽用于浸前脱水浓缩底流的制浆，负载有机相进入有机相循环槽，然后泵送至反萃段，负载铜有机相进入反萃段混合室与电贫液混合反萃，高酸度下反萃出有机相中的铜，使铜离子从有机相中转移到水相中；6）水相中的硫酸铜溶液经澄清除油后自流入电积液循环池，经输送泵输送至高效树脂电积槽内，电积至铜离子浓度到30-35g/l；7）将步骤6）中电积到30-35g/l的电贫液用旋流电积槽继续电积到5-10g/l，电积后液送往反萃段，形成闭路循环；8）尾矿库内上清液返回步骤5）中洗涤作业，定期抽取少部分用氧化镁中和沉钴，得到氢氧化钴，以回收溶液中少量的钴金属离子。

通过采用上述技术方案，步骤1）和步骤2）采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，降低了钢球消耗量，并降低了4个月的矿石储备量，需要说明的是，因半自磨主要用矿石作为介质，所以钢球耗量较少，相比于现有技术中采用鄂式破碎加直接球磨的方式，更加适用于非洲当地的运行环境；还需要说明的是，现有技术中对于矿石的干燥度有一定的要求，而非洲国家分旱季和雨季，因此需要在旱季大量储存矿石，且矿石需要进行防雨遮盖，所储存矿石量能保证雨季及雨季后一段时间的生产任务，按堆场堆存量3个月来说，雨季来临前堆场至少需要有7个月的矿量储备，即需多堆存4个月的矿量，造成相应开采投资的增加，反观本申请采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，能够适应非洲雨季开采的潮湿矿石，从而减少了4个月的矿石堆存量，大大减少了企业4个月的流动资金和资金占用成本；

步骤3）浸前脱水深锥浓缩机回用溢流液，提高水资源利用率，并减少污水排放，有利于非洲贫水环境的运行需求；利用萃取车间的萃余液作为混合制浆酸液，有效提高萃余液的利用效率，降低设备运行成本；

步骤4）通过搅拌浸出槽和多级搅拌浸出槽进行充分搅拌，有效提高提高溢出液的浓度均匀性；并在搅拌过程加入浓硫酸提高溢出液中的酸根浓度，确保金属物质大量进入离子游离态；

步骤3）、步骤4）和步骤5）通过浸前脱水深锥浓缩机和洗涤浓缩机进行四级ccd逆流洗涤的方式进行矿浆浓缩、洗涤，避免了传统大量压滤机过滤造成的渣量大、人力劳动强度高及故障率高等缺点，大大提高了生产效率，节约人力成本；

步骤5）采用2段萃取和1段反萃，在分离杂质的前提下，有效确保铜离子以硫酸铜溶液的形成进入到水相溶液中；

步骤6）和步骤7）采用树脂电积槽和旋流电积槽相结合的方式，获得电积铜，电积后液送往反萃工序，降低了反萃有机相的负载，提高了萃取效率，节约了萃取剂使用量，降低了萃取剂消耗；

步骤8）回用尾矿库内的上清液供应给洗涤浓缩机，进一步提高铜的提取率、提高水资源利用率，并降低污染水排放；定期加入氧化镁回收沉钴，从而实现金属钴的提取。

本发明进一步设置为：所述步骤1）中原矿堆场的低品位原矿石经筛矿机筛选后送至原矿仓，筛选规格为品位1-3%、粒度为0-500mm；所述颚式破碎机的粗碎粒度为0~250mm。

本发明进一步设置为：所述步骤2）半自磨机的研磨粒度为0～3mm占80%、浓度为75%，溢流型球磨机的研磨粒度为0-0.074mm、占70%～75%

本发明进一步设置为：所述步骤3）浓缩机的底流浓度控制在60-65%，优选为65%。

本发明进一步设置为：所述步骤4）酸浸搅拌浸出槽和多级搅拌浸出槽的浸出温度为常温，浸出时间为4-6h，浸出终点ph值为1.5-2。

本发明进一步设置为：所述步骤5）洗涤浓缩机的洗涤水来自于萃余液澄清池的部分萃余液，洗水比为2-3:1。

本发明进一步设置为：所述步骤6）中高效树脂电积槽将硫酸铜溶液电积至铜离子浓度为30-35g/l，优选35g/l，电流密度为200-300a/m²，优选为300a/m²。

本发明进一步设置为：所述步骤7）中用旋流电积槽将硫酸铜溶液由30-35g/l电积至5-10g/l，优选10g/l，电流密度为400-600a/m2，优选为500a/m2。

综上所述，本发明具有以下有益效果：1.采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，降低了钢球消耗量，从而降低生产成本；

2.采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，能够适应非洲雨季开采的潮湿矿石，从而减少了4个月的矿石堆存量，大大减少了企业4个月的流动资金和资金占用成本；

3.浸前脱水深锥浓缩机回用溢流液，提高水资源利用率，并减少污水排放，有利于非洲贫水环境的运行需求；

4.利用萃取车间的萃余液作为混合制浆酸液，有效提高萃余液的利用效率，降低设备运行成本；

5.通过浸前脱水深锥浓缩机和洗涤浓缩机进行四级ccd逆流洗涤的方式进行矿浆浓缩、洗涤，避免了传统大量压滤机过滤造成的渣量大、人力劳动强度高及故障率高等缺点，大大提高了生产效率，节约人力成本；

6.采用2段萃取和1段反萃，在分离杂质的前提下，有效确保铜离子以硫酸铜溶液的形成进入到水相溶液中；

7.用树脂电积槽和旋流电积槽相结合的方式，获得电积铜，电积后液送往反萃工序，降低了反萃有机相的负载，提高了萃取效率，节约了萃取剂使用量，降低了萃取剂消耗；

8.回用尾矿库内的上清液供应给洗涤浓缩机，进一步提高铜的提取率、提高水资源利用率，并降低污染水排放；定期加入氧化镁回收沉钴，从而实现金属钴的提取；

9.经筛选后送入颚式破碎机，避免粒径过大的矿石损坏或干涉颚式破碎机；

10.回用萃余液澄清池的部分萃余液供应给洗涤浓缩机，一方面提高水资源利用率，另一方面提高硫酸根离子的利用率。

附图说明

图1为本发明的工艺系统图；

图2为本发明的具体实施工艺系统图，该附图按照处理矿量3750t/d、雨季矿石含水10%、旱季矿石含水3%。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种非洲低品位铜钴矿石的处理方法，如图1、图2所示，包括如下步骤：

1）来自原矿堆场的低品位原矿石采用筛矿机筛选后，由装载机倒运至原矿仓，筛选规格为品位1-3%、粒度为0-500mm；在原矿仓底设一台重型板式给料机给入颚式破碎机进行粗碎，粗碎粒度为0~250mm，粗碎后的物料由带式输送机送到中间堆场，采用单点卸料自然堆积成矿堆的形式。

2）堆积于中间堆场的物料经板式给矿机卸至另一个带式输送机上，由带式输送机将物料输送至半自磨机，经半自磨机研磨至粒度为0-3mm占80%、浓度为75%后，排矿至矿浆泵池并由渣浆泵扬送到水力旋流器进行分级；水力旋流器产生的沉砂送入溢流型球磨机再磨，研磨粒度为0-0.074mm、占70%～75%，溢流型球磨机排矿与半自磨机排矿共用一个矿浆泵池，水力旋流器产生的顽石集中后返回半自磨机再磨，水力旋流器产生的溢流液通过渣浆泵送入浸前脱水深锥浓缩机。

3）浸前脱水深锥浓缩机的溢流液作为回水直接回用，浸前脱水深锥浓缩机的底流浓度控制在60-65%，优选为65%，自动流入搅拌机，与萃取车间的萃余液混合制浆后由泵送至酸浸车间的搅拌浸出槽。

4）搅拌浸出槽持续搅拌，当其内部混合矿浆浓度达33%时，泵送入酸浸搅拌浸出槽，再由多级搅拌浸出槽进行顺流连续浸出，浸出温度为常温，浸出时间为4-6h，在此过程中，在酸浸搅拌浸出槽和多级搅拌浸出槽内加入浓硫酸，浸出终点ph值为1.5-2。

5）将浸出后的矿浆用泵送入洗涤浓缩机并导入洗涤水，按照洗水比为2-3:1进行四级ccd逆流洗涤，与此同时，分别在多台洗涤浓缩机中加入絮凝剂保证沉降效果，洗涤浓缩机溢流液自流进入浸出原液池，洗涤后底流泵送入尾矿库，尾渣在尾矿库内堆存，尾矿库内的澄清液泵送返回第一级洗涤浓缩机；

浸出原液池的浸出原液采用2段萃取和1段反萃进行处理，经过2段萃取以后，萃余液自流进入萃余液澄清池，澄清后的部分萃余液进入浸前脱水搅拌槽用于浸前脱水浓缩底流的制浆，澄清后的另一部分萃余液进入洗涤浓缩机作为洗涤水，负载有机相进入有机相循环槽，然后泵送至反萃段，负载铜有机相进入反萃段混合室与电贫液混合反萃，高酸度下反萃出有机相中的铜，使铜离子从有机相中转移到水相中。

6）水相中的硫酸铜溶液经澄清除油后自流入电积液循环池，经输送泵输送至高效树脂电积槽内，电积至铜离子浓度到30-35g/l，优选为35g/l，电流密度为200-300a/m²，优选为300a/m²。

7）将步骤6）中电积到30-35g/l的电贫液用旋流电积槽继续电积到5-10g/l，优选为10g/l，电流密度为400-600a/m²，优选为500a/m²，电积后液送往反萃段，形成闭路循环。

8）尾矿库内上清液返回步骤5）中洗涤作业，定期抽取少部分用氧化镁中和沉钴，得到氢氧化钴，以回收溶液中少量的钴金属离子。

本申请具有以下有益效果：步骤1）和步骤2）采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，降低了钢球消耗量，并降低了4个月的矿石储备量，需要说明的是，因半自磨主要用矿石作为介质，所以钢球耗量较少，相比于现有技术中采用鄂式破碎加直接球磨的方式，更加适用于非洲当地的运行环境；还需要说明的是，现有技术中对于矿石的干燥度有一定的要求，而非洲国家分旱季和雨季，因此需要在旱季大量储存矿石，且矿石需要进行防雨遮盖，所储存矿石量能保证雨季及雨季后一段时间的生产任务，按堆场堆存量3个月来说，雨季来临前堆场至少需要有7个月的矿量储备，即需多堆存4个月的矿量，造成相应开采投资的增加，反观本申请采用颚式破碎机、半自磨机和溢流型球磨机结合的方式，能够适应非洲雨季开采的潮湿矿石，从而减少了4个月的矿石堆存量，大大减少了企业4个月的流动资金和资金占用成本。

步骤3）浸前脱水深锥浓缩机回用溢流液，提高水资源利用率，并减少污水排放，有利于非洲贫水环境的运行需求；利用萃取车间的萃余液作为混合制浆酸液，有效提高萃余液的利用效率，降低设备运行成本。

步骤4）通过搅拌浸出槽和多级搅拌浸出槽进行充分搅拌，有效提高提高溢出液的浓度均匀性；并在搅拌过程加入浓硫酸提高溢出液中的酸根浓度，确保金属物质大量进入离子游离态。

步骤3）、步骤4）和步骤5）通过浸前脱水深锥浓缩机和洗涤浓缩机进行四级ccd逆流洗涤的方式进行矿浆浓缩、洗涤，避免了传统大量压滤机过滤造成的渣量大、人力劳动强度高及故障率高等缺点，大大提高了生产效率，节约人力成本。

步骤5）采用2段萃取和1段反萃，在分离杂质的前提下，有效确保铜离子以硫酸铜溶液的形成进入到水相溶液中。

步骤6）和步骤7）采用树脂电积槽和旋流电积槽相结合的方式，获得电积铜，电积后液送往反萃工序，降低了反萃有机相的负载，提高了萃取效率，节约了萃取剂使用量，降低了萃取剂消耗。

步骤8）回用尾矿库内的上清液供应给洗涤浓缩机，进一步提高铜的提取率、提高水资源利用率，并降低污染水排放；定期加入氧化镁回收沉钴，从而实现金属钴的提取。

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。