鉛冰銅氯化浸出試驗研究

1、鉛冰銅氯化浸出試驗研究李鳳 湯啟明 阮正靈 丁東升 鄒潛重慶浩康醫(yī)藥化工集團有限公司, 重慶, 401120摘要：對Cuprosa提供的鉛冰銅試樣進行了氯化浸出工藝試驗，其中分別對浸液中氯離子濃度，硫酸濃度，氧化劑濃度以及磨礦細度對銅浸出率的影響。一段單因素試驗結果表明，當氯離子濃度2.7 mol/l，硫酸濃度2.4mol/l，液固比為5:1，氧化劑濃度為3.5mol/l，礦物顆粒全部通過100目篩孔，在浸出溫度為70的常壓下，浸出率可達到91.32%，而采用兩段逆流浸出的工藝，銅的最終浸出率可高達98.45%。關鍵詞：鉛冰銅，氯化浸出，浸出率Chlorination-leaching of

2、lead matteLi Feng Tang Qiming Ruan ZhenglingHallochem Group Co.,Ltd, Chong Qing,401120Abstract: Technological test of chlorination-leaching was conducted for lead matte ore which come fromCuprosa, the influence factor of copper leaching rate has a variety of ways, for example, the chloridion concent

3、ration, sulfuric acid concentration, oxidant concentration and grinding fineness. The experimental results of first stage show that leaching rate can reach 91.32% when chloridion concentration2.7 mol/l, sulfuric acid concentration 2.4 mol/l, liquid-to-solid ratio of 5,oxidant concentration 3.5 mol/l

4、, all mineral particles got through the sieve of 100 mesh, the leaching temperature is 70 0C under atmospheric pressure. but the terminal leaching rate of copper can be as high as 98.45% by technology of two stage adverse current chlorination-leaching.Keywords: Lead matte, Chlorination-leaching, Lea

5、ching rate1前言鉛冰銅是鉛冶煉中產生含銅的硫化物1-3，其主要成分為Cu，Pb，其中還含有少量的鐵和其他金屬，對鉛冰銅傳統的處理方法為火法冶煉回收其中的銅4,5，但該方法銅的回收率較低，工藝流程長，操作成本高，環(huán)境污染嚴重，因此，對鉛冰銅進行有效處理，不僅保證了銅的回收率，同時也保護環(huán)境。目前，Cuprosa每月可產生750 噸的鉛冰銅，其主要采用火法冶煉回收銅，但該公司通過浸出-溶劑萃取提取銅和火法冶煉回收銅的對比，減少操作成本及環(huán)境污染。2工藝流程2.1試驗樣品所用試驗礦樣來自于Cuprosa鉛冰銅礦堆，經分析可知其中銅含量為45.16%，鉛冰銅中除含銅的硫化物外，還含有銅的氧化

6、物及合金銅。樣品中礦物粒度較大，+40目含量為28.43%。2.2 試驗方案試驗礦樣中不僅含有硫化銅礦、氧化銅礦，還含有合金銅，而常用回收銅的濕法冶金工藝有氨浸6和氧化酸浸，因此分別對鉛冰銅進行常壓氨浸和常壓氧化酸浸工藝，通過試驗得知，采用氨浸工藝銅的浸出率僅為26.42%，而采用氧化酸浸工藝，銅的浸出率可達到98%，因此，采用兩段逆流7氯化浸出工藝。其工藝流程如圖1。OreFrist stage leachingFiltrationLeaching slag 1Pregnant leaching solutionSecond stage leachingLeaching slag 2Preg

7、nant leaching solutionLeaching reagentsLeaching reagents圖1 兩段逆流氯化浸出工藝Fig 1 Flowsheet of two stage adverse current chlorination-leaching3試驗結果與討論3.1 一段氯化浸出試驗一段氯化浸出條件試驗的目的是為了探索鉛冰銅浸出工藝的最優(yōu)浸出條件，節(jié)約浸出成本。浸出條件試驗主要從浸出液中氯離子濃度，硫酸濃度，氧化劑雙氧水濃度以及礦物粒度著手，確定最佳浸出工藝條件。3.1.1浸出液中氯離子濃度條件試驗稱取鉛冰銅20g于NaCl溶液中，并置于70oC恒溫水浴中攪拌，攪拌速

8、度為300r/min，液固比5:1，H2SO4為3.3mol/l，為防止氧化劑遇高溫分解，緩慢滴入一定量氧化劑H2O2，溶液中Cl濃度分別為1.7mol/l，2.2mol/l，2.7mol/l，3.2mol/l，3.7mol/l，4.2 mol/l。試驗結果如圖2。圖2 溶液中氯離子濃度與銅浸出率關系Fig 2 The relationship of chloridion concentration in solution and copper leaching rate由圖2可知，隨著溶液中Cl濃度逐漸增加，銅的浸出率也逐漸增加，當溶液中Cl濃度增加到2.7mol/l后，銅浸出率增加趨勢不明

9、顯，為節(jié)約浸出成本，溶液中Cl濃度為2.7 mol/l時，為鉛冰銅浸出的最適藥劑用量。3.1.2硫酸濃度條件試驗為探索溶液中H2SO4濃度對銅浸出率的影響，固定其操作條件及液固比，溶液中Cl濃度為2.7 mol/l，緩慢滴入一定量氧化劑H2O2，H2SO4濃度分別為2.1mol/l，2.4mol/l，2.7mol/l，3.0mol/l，3.3mol/l，3.7mol/l。試驗結果如圖3。圖3 硫酸濃度與銅浸出率關系Fig 3 The relationship of sulfuric acid concentration in solution and copper leaching rate由

10、圖3可知，隨著H2SO4濃度的增加，銅浸出率逐漸增加，當H2SO4濃度增加到2.4mol/l后，銅浸出率增加趨勢平緩，且繼續(xù)增加硫酸濃度，銅浸出率反而降低，因為H2SO4過量，會生成PbSO4沉淀包裹在鉛冰銅顆粒外，使銅無法和浸出液接觸，從而影響浸出效果，因此H2SO4的最佳濃度為2.4mol/l。3.1.3氧化劑用量試驗浸出液體系內氧化劑的加入是為了保證體系整體的電位，從而使銅能夠溶解在浸出液中，而氧化劑添加的多少，直接影響銅的溶解程度，因此，考察浸出液中氧化劑濃度對銅浸出率影響。固定其操作條件及液固比，溶液中Cl濃度為2.7 mol/l，H2SO4濃度為2.4mol/l，H2O2濃度分別為

11、：1.1mol/l，1.9mol/l，2.7mol/l，3.5mol/l，4.3mol/l，5.1mol/l，試驗結果如圖4。圖4 雙氧水濃度與同浸出率關系Fig 4 The relationship of hydrogen peroxide concentration in solution and copper leaching rate由圖4可知，氧化劑H2O2的濃度影響鉛冰銅中銅的浸出率，在低濃度時，銅的浸出率隨著H2O2濃度的增加而增加，當H2O2濃度達到3.5mol/l后，繼續(xù)增大H2O2濃度，銅浸出率增加趨勢不明顯，因此氧化劑H2O2的最適用量為3.5mol/l。3.1.4礦物粒

12、度對銅浸出率影響試驗礦物顆粒的大小影響浸出效果，礦物粒度過大，浸出液不能充分與目的組分接觸，目的組分的浸出率較低，因此，合適的礦物粒度使礦物在相同的浸出時間內，浸出率增加。固定其操作條件及液固比，溶液中Cl濃度為2.7 mol/l，H2SO4濃度為2.4mol/l，H2O2濃度為3.5mol/l，取兩份鉛冰銅，將其中一份磨至-0.147mm占100%，而另一份不磨（原礦粒度+0.147mm占63.35%），分別將兩份礦樣進行浸出試驗，考察礦物粒度對銅浸出率影響試驗研究，試驗結果如圖5。圖5 礦物粒度與銅浸出率關系Fig 5 The relationship of particle sizean

13、d copper leaching rate由圖5可知，礦樣磨礦后浸出率明顯高于礦樣未磨，浸出液無法溶解粗顆粒礦物，因此影響銅的浸出率，但為減少磨礦成本，將礦物磨礦至-0.147mm以下。3.2兩段逆流浸出試驗在一段浸出的基礎上確定了浸出液中氯離子濃度，硫酸濃度，氧化劑濃度以及磨礦細度，其浸出率為91.32%，為有效的回收鉛冰銅中的銅，采用兩段逆流的浸出工藝，其試驗流程如圖6，浸渣化學多元素分析見表1。L1L2Wlead mattePLSPLS 2LS 1LS 2LSPWSWSLS:leaching slag LS:pregnant leaching solution PWS:pregnant

14、 leaching solutionH2O2HNO3HNO3NaClH2SO4 H2O2圖6 兩段逆流浸出流程Fig 6 Flowsheet of two stage adverse current leaching表1 浸出渣化學多元素分析Table 5 chemical analysis the leaching slagElementsContent(%)ElementsContent(%)Cu0.35Fe0.28Pb75.56Ca0.61Zn0.02Al0.29SiO26.33As0.04S6.09Se0.96Cl7.97Ag0.91Na0.15其他0.45按圖6所示流程進行鉛冰銅兩段

15、逆流氯化浸出試驗，其攪拌速度為300r/min，液固比5:1，鉛冰銅磨至-0.0147占100%，溶液中Cl濃度為2.7 mol/l，H2SO4濃度為2.4mol/l，H2O2濃度為3.5mol/l，浸出溫度為70 0C，銅的最終浸出率可到達98.45%。4 結論（1）鉛冰銅中銅的組成較復雜，不僅含有氧化銅，硫化銅，同時還含有合金銅，且礦物粒度較粗，通過對鉛冰銅探索試驗得出，用兩段逆流氯化浸出能將鉛冰銅中的銅浸出。(2)一段浸出試驗研究表明：氯離子濃度2.7 mol/l，硫酸濃度2.4mol/l，液固比為5:1，氧化劑濃度為3.5 mol/l，礦物顆粒全部通過100目篩孔，在浸出溫度為70的常

16、壓下，浸出率可達到91.32%(3)在一段浸出的基礎進行兩段逆流浸出的工藝，銅的最終浸出率可高達98.45%。參考文獻1 朱屯. 現代濕法冶金M. 北京：冶金工業(yè)出版社, 2001.2文劍鋒, 楊天足, 王安, 等. 鉛冰銅控制電位選擇性氯化浸出J. 湖南有色, 2011. 2, 27(1): 24-29.3 王火印, 吳玲, 李永祥, 等. 濕法富集鉛冰銅中的貴金屬J. 濕法冶金, 2014(2):16-18.4謝兆鳳, 張圣楠, 馬輝, 等. 一種鉛冰銅濕法處理工藝: 中國, 2010105745777P. 2010-01-285楊顯萬, 沈慶峰, 金炳界. 從鉛冰銅中回收銅的工藝: 中國, 2008100581131P. 2008-02-22.6 包曉波, 肖峰, 楊天足. 堿性高壓處理鉛冰銅過程中銅的