[发明专利]一种利用高铁氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法

说明书

本发明涉及一种利用高铁氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法，包括以下步骤：将含锌铜精矿与水混合成矿浆，接着向矿浆中加入高铁氧化剂，并进行搅拌浸出；将浸出后的矿浆过滤得到选择性除锌后的高品位铜精矿和含锌滤液；将所述滤液回收制得高锌产物。本发明可以提高含锌铜精矿中铜的品位，锌的脱出率可达到80%以上；本发明不涉及高温高压，避免污染气体的产生，成本低，有利于环境保护。

技术领域

本发明涉及湿法冶金和矿物加工领域，具体为一种利用高铁氧化剂从含锌铜精矿中选择性除锌的方法。

背景技术

我国拥有比较丰富的铜锌矿产资源，但由于铜锌矿物嵌布粒度细、共生关系复杂、铜离子容易活化锌矿物，被活化后的锌矿物的可浮性与铜矿物相似，导致铜锌矿浮选分离不彻底，一般浮选得到的铜精矿中含有高含量的锌。目前铜锌硫化矿的浮选分离仍然是选矿界存在的一大难题，虽然多年来国内外选矿工作者进行了大量的研究工作，也取得了一些研究成果，但对于一些嵌布关系、成分组成复杂难选的铜锌硫化矿石，现有的成熟选矿工艺还难以获得较为理想的分选指标。

普通铜精矿的熔点一般在1100~1150℃之间，在含锌高的炉料中，因Zn大多是以ZnS状态存在，ZnS熔点1650℃，所以高锌铜精矿的熔点高于普通铜精矿。在火法炼铜的原料中Zn是以ZnS的形式存在，而ZnS的结构致密，故它是一种比较难氧化的物质，加之氧化后生成的硫酸盐和氧化物是一种很致密的膜层，它紧紧地包在未被氧化的硫化锌颗粒表面，阻碍了氧的渗入。硫化锌在冰铜和炉渣中的溶解度很小，大部分硫化锌是机械混在其中的，当其进入液体熔炼产物后，便会恶化产物的性质，使其变得粘稠，不宜分离，很难从炉内放出。另外，当炉料中硫化锌含量较高时，就可能在冰铜和炉渣之间形成一层难溶的横隔膜，这种横隔膜主要由硫化锌、硫化铁和硫化铜所组成，这种中间层会严重的阻碍冰铜与炉渣的分离，使渣中铜的损失增加。

在传统火法工艺中，冶炼温度主要取决于炉渣的温度，而炉渣温度是由炉渣成分所决定的。针对高锌难熔铜精矿，一般采取改变炉渣类型提升炉内温度，促进炉内物料的流动。或通过配料使进入冶炼的铜精矿中锌品位小于5%。提升炉内温度一方面不经济，另一方面冶炼厂的铜精矿往往来自不同的地方，性质差异大，不同性质的精矿就需要不同的炉渣配方。在配料的过程中，往往为了处理少部分高锌铜精矿，而不得不加入大量高品质铜精矿。所以冶炼厂在购买锌杂质含量超标的铜精矿时，都会压低铜精矿价格以弥补处理该类矿石增加的成本。在熔炼过程中一部分闪锌矿被氧化形成氧化物进入炉渣，部分转化成锌，因锌的沸点低（907℃）形成锌蒸汽挥发进入炉气中。但大部分硫化锌保持不变而进入冰铜和炉渣中。锌分布杂乱不利回收，造成精矿中锌资源的浪费。

针对火法处理高锌铜精矿遇到的种种困难，国内外学者对湿法冶金方法处理高锌铜精矿也做了大量的研究工作，并认为湿法冶金是难选、复杂、多变铜锌矿物分离的有效途径。

早在上世纪五十年代后期，日本、刚过和美国就先后采用焙烧-浸出-电积法（R-L-E法），建设了一些冶炼厂，分别处理铜锌混合矿。五八年我国开始进行这方面的试验研究工作。该方法的主要工序包括：精矿预处理、硫酸化焙烧、制酸、焙烧矿浸出、浸出液净化、铜电解、电解废液和浸出渣处理等。该方法可以处理复杂铜精矿和铜锌混合精矿。但缺点是流程长，耗酸量大，一般需要建设硫酸厂，投资大。

悬浮电解可对一系列金属（铜、铅、锌、镍、钼、金、银等）进行悬浮电解。悬浮电解的机理是矿粒-电解液-阳极-空气共同参与的综合反应。通过研究者的试验证明，控制适宜条件，即可同步浸出铜、锌矿物，也可在悬浮电解过程中部分浸出锌，使悬浮电解渣作为含锌合格的铜精矿。由于锌的电位低，悬浮电解液成分复杂，往往达不到净化要求，锌综合回收困难。

在湿法冶金精炼阶段大量锌的存在也会妨碍电解过程的正常进行，例如，增加电解液的电阻和密度，使阳极泥的沉降速度减慢，甚至在阴极上与铜离子共同放电影响铜的质量。

因此，无论是传统的火法炼铜还是湿法冶金，高锌含量的铜精矿制铜过程均存在不少问题。

发明内容