[发明专利]一种利用氧化铜矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氧化铜矿的方法，具体涉及一种由氧化铜矿提取有价组元铜、镍、铁、硅的方法。

背景技术

氧化铜矿石的物质组成、矿石结构差异较大，但存在一定的共性。氧化铜矿含有多种有价组元，如铁、镍、镁等。含铜矿物种类多，绝大多数含有5种以上的氧化铜矿物，如孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、矾类矿物和硅孔雀石等。氧化铜矿物一般伴有大量矿泥，且具有较强的亲水性，对氧化铜矿的选矿会产生不良影响。

目前对氧化铜矿的处理方法有两类：先选矿再冶炼和直接化学溶浸法。已应用的主要方法有：离析法、氨浸法、酸浸-萃取-电积法和酸浸-置换法。

离析法炼铜主要用于难选氧化铜矿或不能采用酸浸的碱性矿石。此法工艺简单，尾矿品位低，回收率高，但是设备投资大、能耗大、环境污染重。

低品位氧化铜矿的碱性矿石可以用氨浸法处理。此法在技术上是可行的，但是经济效益差，有待进一步改进。

酸浸-萃取-电积工艺是用稀硫酸作浸出剂，处理含酸性脉石为主的矿石，浸出后得到贫铜液，经萃取富集，除去铁等杂质，反萃得到适于电积提铜的纯净富铜液。此法可以处理低品位氧化铜矿，具有产品质量好、无环境污染等优点，但酸浸耗酸量大且难以过滤。

酸浸-置换法也是用硫酸作浸出剂，得到贫铜液用铁屑置换铜，得到海绵铜，纯度约为70％，作为初级产品再进一步精炼，此法铜的加工成本高。

因此，研究处理我国氧化铜矿的新工艺和新技术，对氧化铜矿进行绿色化综合利用具有重要的实际意义和应用价值。

发明内容

针对氧化铜矿未能合理利用的现状，本发明提供一种提取氧化铜矿中的铜、铁、镍、硅的方法。

本发明的目的可以通过以下措施实现：

将氧化铜矿干燥、破碎后磨细至80μm以下，将磨细的氧化铜矿粉料与质量分数为60％～98％的硫酸均匀混合。加入硫酸的量为氧化铜矿中的铜、铁、镍等恰好完全反应所需硫酸理论值的0.7～1.5倍，焙烧温度为250～350℃，时间为0.5～2.5h。焙烧过程中可能发生的化学反应有：

CuO+H₂SO₄＝CuSO₄+H₂O↑

Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O↑

Al₂O₃+3H₂SO₄＝Al₂(SO₄)₃+3H₂O↑

NiO+H₂SO₄＝NiSO₄+H₂O↑

MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O↑

CaO+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O↑

H₂SO₄＝SO₃↑+H₂O↑

焙烧过程中产生的烟气用硫酸吸收，再返回焙烧工序。主要化学反应为：

SO₃+H₂O＝H₂SO₄

焙烧好的熟料用水溶出，液固质量比为1.5～5∶1，溶出过程中进行搅拌，溶出时间为0.5～2h，温度为20℃～100℃，溶出结束后过滤，得到滤液和滤渣。滤渣主要成分为二氧化硅，将滤渣脱水制备成产品微硅粉或用作建筑材料。

熟料溶出液沉铁：如果溶液中铁浓度大于1g/L，用固体碳酸铵调节溶液pH在2.5～3.5，溶液温度保持在20℃～80℃，搅拌反应1～2h后溶液中铁浓度小于1g/L，过滤，滤渣为氢氧化铁，洗涤干燥直接作为产品。沉铁过程发生的化学反应为：

Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓