[发明专利]利用海水基溶液强化硫化铜矿浸出实验装置及方法

说明书

本发明提供一种利用海水基溶液强化硫化铜矿浸出实验装置及方法，属于硫化铜矿浸出技术领域。该装置包括储液罐、出液阀门、回流液阀门、搅拌电机、搅拌叶片、离子溶液罐、海水储罐、液体流量计、汇流阀门、pH传感器、氧化还原电位传感器、Cu²⁺离子传感器、Fe³⁺离子传感器、水浴控温层、导流直管、固定板、固定螺栓、反应柱顶板、数据集成计算机、反应柱、多孔隔板、排液阀门、集液罐、蠕动泵、入水口、水浴控温仪和出水口。该装置结构简单、可视化程度高，为揭示Fe³⁺、Cu²⁺等关键离子对浸出的影响机制提供了有效装置与方法，为工业海基水溶液强化硫化铜矿浸出提供良好借鉴。

技术领域

本发明涉及硫化铜矿浸出技术领域，特别是指一种利用海水基溶液强化硫化铜矿浸出实验装置及方法。

背景技术

我国硫化铜矿资源禀赋性差，矿物组成复杂，黄铜矿、辉铜矿等多种有价矿物共生伴生现象普遍，铜平均品位仅约1.45％，全球约有20％铜矿依赖溶浸开采技术。然而，当前制约硫化铜矿浸出的主要有两点：一是浸出过程中反应过程缓慢且复杂、钝化现象显著，铜浸出效率不佳，最新研究探索外加FeCl₃溶液、CuCl₂溶液等对硫化铜矿浸出环境，包括溶液pH、氧化还原电位(ORP)、温度等因素，可对浸出过程进行有效调节；二是浸出过程中需要消耗大量工业用水，在干旱缺水地区运作难度大且成本高，最新研究探索采用海水基溶液、盐溶液或净化海水替代工业纯净水，可有效强化硫化铜矿浸出。

所谓海水基溶液，是指以海水为基底溶液，依据研究与工业应用需求，在海水中靶向地添加离子溶液或去除某类离子，最终获得一种以海水为基底且含有关键阴阳离子(包括Fe³⁺、Cu²⁺、Cl^-等)的溶浸液。通过对该类溶浸液化学组分的靶向改变，进而实现对溶浸液氧化还原电位、反应活化能等制约反应速率因素的有效调控，最终实现对浸出过程的显著强化，这是国内外硫化铜矿强化浸出研究的重要热点和难点。

当前，基于海水基溶液强化硫化铜浸出的装置与方法研究方兴未艾，多集中于以下两类：一是基于小型可控搅拌反应器的浸出反应动力学研究，该类装置是利用搅拌器、反应器和传感器构建小型反应监测装置，实现海水基溶液浸出过程中的温度、pH和ORP实时显示，但考察对象通常为单一矿物(比如辉铜矿、黄铜矿等)，矿石尺度局限于-200目以下(颗粒直径小于0.075mm)甚至更低，通常仅适应于浸出动力学研究，无法适应块矿浸出反应研究；二是基于扩大柱浸装置的海水基溶液强化浸出研究，此类柱浸装置有多种，但对环境温度、溶液pH值、氧化还原电位、离子浓度难以进行综合检测，并且对溶浸液组分难以控制、无法超前调控且监测难，更无法制备海水基溶液和考察其影响机制。综上，现有装置存在可适矿石尺度小、监测能力差、可视化程度低、且已有方法难以有效制备海水基溶液等难题，仍缺乏海水基溶液强化硫化铜矿浸出装置与方法，难以满足海水基溶液浸出过程调控与机制研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用海水基溶液强化硫化铜矿浸出实验装置及方法，探索出一种基于氧化还原电位、pH值、离子浓度、温度等关键参数原位实时监测，配置海水基溶液并干预调节其内部离子组分来获得理想溶浸液，实现利用海水基溶液强化浸出硫化铜矿的有效方法，最终能够为工业硫化铜矿浸出提供参考。