金銅混合礦中銅的浸出工藝研究

作者：紅星機(jī)器 發(fā)表于： 2016-04-18 15:31:41

楊帥軍老師 紅星技術(shù)工程師

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由于金礦中銅品位的升高導(dǎo)致金銅混合礦石成為常見(jiàn)的難浸礦石之一，因此，有效避免銅對(duì)金回收率的影響是處理金銅混合礦亟待解決的技術(shù)難題。紅星機(jī)器廠針對(duì)紫金山某低品位金銅礦進(jìn)行金銅混合礦綜合利用工業(yè)試驗(yàn)研究，為該類(lèi)資源的綜合利用提供可靠的技術(shù)支撐。

一、礦石性質(zhì)

礦石采自紫金山金銅礦，主要礦物組成（%）：石英70.90、明礬石14.58、黃鐵礦6.94、地開(kāi)石6.23、其他1.35。入堆礦石含金0.1g/t，主要成分（%）：Cu0.23、Fe2.20、S4.53、A2O311.17、Ｋ2O2.01、SiO270.74。銅的物相分析結(jié)果（%）：次生硫化銅72.35、原生硫化銅18.82、自由氧化銅5.29、結(jié)合氧化銅3.53。金的化學(xué)物相分析結(jié)果（%）：裸露金52.52、硅酸鹽及其它包裹金24.46、硫化物包裹金15.83、碳酸鹽及氧化物包裹金7.19。

二、試驗(yàn)方法

按照堆場(chǎng)建設(shè)規(guī)范鋪設(shè)100mm黃土、2mmhdPE膜和400g/m2無(wú)紡?fù)凉げ既龑臃罎B結(jié)構(gòu)建設(shè)千噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)堆場(chǎng)，堆場(chǎng)規(guī)模長(zhǎng)18m×寬18m×高5m。礦石經(jīng)紅星機(jī)器鄂式破碎機(jī)破碎到P80＝50mm后進(jìn)行筑堆，入堆礦石量3698t。采用銅濕法廠生產(chǎn)系統(tǒng)萃余液進(jìn)行生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)，浸出液進(jìn)入萃取系統(tǒng)回收銅，萃余液返回堆場(chǎng)噴淋。浸出過(guò)程中，每日檢測(cè)噴淋液和浸出液的Ph、Eh以及Cu2+、FE2+、全鐵（tFE）濃度等參數(shù)；計(jì)量噴淋液和浸出液流量，計(jì)算液計(jì)銅、鐵的浸出率。生物堆浸提銅10、30、50、80天時(shí)，采用鉆孔取樣、網(wǎng)格布點(diǎn)的方式分別采集6個(gè)點(diǎn)、2個(gè)高度（上層1～2m、下層3～4m）的浸出渣，計(jì)算渣計(jì)銅的浸出率。生物堆浸浸出周期80d。

生物浸出結(jié)束后，采用水洗—堿洗工藝進(jìn)行生物堆浸渣的介質(zhì)轉(zhuǎn)換，使堆內(nèi)環(huán)境由酸性轉(zhuǎn)為堿性，確保后續(xù)氰化浸出在堿性環(huán)境中進(jìn)行。采用間歇噴淋方式洗滌，洗6h停2h蓄水。水洗4d，洗滌比1：3.7，噴淋強(qiáng)度50l/（m2·h），水洗液返回萃余液系統(tǒng)。水洗結(jié)束后采用氫氧化鈉溶液進(jìn)行間歇噴淋堿洗5d，洗滌比1：2.8，噴淋強(qiáng)度33.3l/（m2·h），第一天開(kāi)路堿洗，后續(xù)循環(huán)堿洗。定期采集洗脫水樣測(cè)定銅、鐵離子濃度，測(cè)量洗脫水量，計(jì)算洗脫銅、鐵金屬量，洗脫銅金屬量與入堆銅金屬量的比值即為水洗、堿洗階段銅的洗脫率。開(kāi)路堿洗液（Ph2～3）可進(jìn)入萃余液池。介質(zhì)轉(zhuǎn)換完成后，進(jìn)行堆浸氰化—貴液炭吸附提金工業(yè)試驗(yàn)。

三、試驗(yàn)結(jié)果與討論

1、生物堆浸提銅

（1）過(guò)程參數(shù)變化

生物堆浸提銅過(guò)程中，噴淋液氧化還原電位基本穩(wěn)定，平均746mV。浸出前期，浸出液的電位低于噴淋液的電位，主要因?yàn)閲娏芤褐袔氲奈⑸镌诘V物表面有一定的適應(yīng)期，其氧化活性相對(duì)較低。30d后，隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)菌數(shù)量和活性增加，浸出體系FE2+氧化為FE3+，浸出液電位逐漸升高，高升到880mV。噴淋液Ph平均值1.55；受?chē)娏芤篜h波動(dòng)的影響，浸出液Ph呈現(xiàn)與噴淋液Ph基本相同的變化規(guī)律，Ph在1.37～1.85之間波動(dòng)，平均1.60；浸出后期，浸出液Ph略低于噴淋液。此時(shí)，堆內(nèi)部分黃鐵礦在微生物作用下被氧化，產(chǎn)生一定量的酸和鐵，使浸出液Ph降低。浸出液的鐵離子濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)與噴淋液變化趨勢(shì)基本一致，波動(dòng)范圍較大。

（2）銅浸出率

金銅混合礦生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)銅的浸出分3個(gè)階段：第1階段（0～33d），銅浸出率隨著時(shí)間的延長(zhǎng)快速上升，累計(jì)液計(jì)銅浸出率達(dá)39.3%，浸出速率較快；第2階段（34～70d），期間生產(chǎn)上管道檢修停噴5d，銅浸出率上升緩慢，本階段銅浸出率提高6.5個(gè)百分點(diǎn)，累計(jì)液計(jì)銅浸出率為45.8%；第3階段（70d后，以休閑為主），銅浸出率僅上升0.6個(gè)百分點(diǎn)，浸出時(shí)間80d，液計(jì)銅浸出率為46.4%。第2和第3階段，銅的浸出速率較慢，后44d銅浸出率只增加了7個(gè)百分點(diǎn)左右。

隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，同一取樣點(diǎn)同一高度浸出渣樣品的銅品位逐漸下降，浸出30d、50d、80d時(shí)混合樣的銅品位分別為0.23%、0.18%、0.135%。浸出80d時(shí)，除個(gè)別點(diǎn)較高外，銅品位均降到較低水平。對(duì)比同一時(shí)期液計(jì)和渣計(jì)銅的浸出率，結(jié)果較為接近。浸出30d和50d時(shí)，渣液銅的浸出率較為接近。由于本次生物堆浸工業(yè)試驗(yàn)堆高僅有5m，試驗(yàn)期間正處冬季，堆內(nèi)溫度很難維持在較高水平，不利銅藍(lán)礦物的浸出。并且試驗(yàn)周期很短，僅80d，礦物中的銅藍(lán)、藍(lán)輝銅礦轉(zhuǎn)變的銅藍(lán)以及硫砷銅礦在較短時(shí)間和較低溫度下未得到有效浸出。如果工業(yè)生產(chǎn)中提高堆高到8～10m，延長(zhǎng)生物提銅周期到150～180d，銅浸出率可得到有效提高。

2、介質(zhì)轉(zhuǎn)換

生物堆浸渣水洗階段Ph從1.47上升到2.33，銅、鐵濃度分別降到0.08g/l、0.28g/l，水洗階段銅洗脫率為2.7%。開(kāi)始?jí)A洗時(shí)由于堆內(nèi)呈酸性，洗脫液的Ph較低，且在堿洗前30h時(shí)波動(dòng)范圍較大。堿洗30h后洗脫液的Ph逐漸穩(wěn)定在10左右。堿洗110h時(shí)，洗脫液的Ph上升到12，洗脫液Ph達(dá)11.5。堿洗洗脫液中銅、鐵離子濃度隨洗滌時(shí)間的變化逐漸降低，堿洗第5天，銅、鐵濃度分別降到8mg/l、8.6mg/l，堿洗階段銅的洗脫率為0.1%。

3、氰化提金

噴淋第1天貴液金濃度高達(dá)0.6mg/l，隨氰化時(shí)間的延長(zhǎng)，金的浸出速率逐漸降低，貴液金濃度逐漸降低，第14天金濃度降低到0.12mg/l。由于第8天和第11天貴液分別經(jīng)過(guò)處理，銅離子濃度降低，提高了后續(xù)金的浸出。之后，貴液中金濃度逐漸升高，第22～25天，金濃度維持在0.28mg/l。液計(jì)金的浸出率隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高。前14天金浸出率上升較快，第14天金的浸出率即達(dá)40.9%；隨后金的浸出速率降低，后13天平均日浸出率僅增加0.96%。26日停止噴淋，28～30日清水洗堆時(shí)將堆內(nèi)浸出的金洗脫下來(lái)，金的浸出率快速上升，根據(jù)洗堆過(guò)程定期取洗脫水綜合樣測(cè)定銅、金濃度及相應(yīng)浸出液流量，計(jì)算清水洗堆金的洗脫率為7.3%。工業(yè)試驗(yàn)堆浸氰化和洗堆合計(jì)液計(jì)金的浸出率為58.7%。

根據(jù)生物提銅—介質(zhì)轉(zhuǎn)換—氰化提金工業(yè)試驗(yàn)金、銅浸出情況可知，氰化階段渣計(jì)金、銅的浸出率分別為50.0%、13.9%，加上生物浸出銅浸出率41.3%，累積渣計(jì)銅浸出率為55.2%；渣計(jì)金的浸出率50%。根據(jù)氰化尾渣銅化學(xué)物相分析結(jié)果，氰化尾渣中銅主要以次生硫化銅礦和原生硫化銅礦為主，次生硫化銅礦含量由原礦中的0.123%降到0.057%。原生礦在反應(yīng)體系很難浸出，由原礦中的0.032%上升到0.034%。自由氧化銅由原礦0.009%降到0.002%。

四、經(jīng)濟(jì)估算

根據(jù)千噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)的技術(shù)指標(biāo)，計(jì)算噸礦生產(chǎn)總值。計(jì)算結(jié)果表明，針對(duì)紫金山低品位金銅混合礦（Cu0.23%，Au0.18g/t），千噸級(jí)工業(yè)試驗(yàn)噸礦生產(chǎn)總值75.11元，噸礦生產(chǎn)總成本72.24元，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。如工業(yè)生產(chǎn)中提高堆高，延長(zhǎng)浸出周期，銅浸出率可得到有效提高，將取得更顯著的經(jīng)濟(jì)效益。此工藝可經(jīng)濟(jì)有效回收金銅混合礦石中的銅、金資源，在處理低品位金銅混合礦中有較廣闊的應(yīng)用前景。

通過(guò)以上對(duì)金銅混合礦浸染工藝的研究分析，有效延長(zhǎng)了銅的浸染周期，并使銅的浸出率得到了很大地提高，取得了非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。