[发明专利]难选氧化铜矿氯化浸出法

说明书

本发明涉及一种难选氧化铜矿氯化浸出法。

目前，国内外在处理难选氧化铜矿石时，一般采用离析法。例如，国内某铜矿^〔1〕含铜0.8～6.0%，物相分析表明，结合铜占总铜的5.0～40.0%，自由氧化铜占总铜的50.0～80.0%，硫化铜占总铜的9.0～20.0%。该矿采用离析-浮选工艺获得的铜精矿品位25%以上，选矿回收率达80%，尾矿品位为0.5～0.7%，铜精矿再送火法系统回收铜。该工艺存在流程长而复杂，投资大，铜回收率低，对环境污染严重等缺点。在国外，有用盐酸-三氯化铁浸出难选氧化铜矿石的报导，但盐酸挥发性和腐蚀性较强，贮运和使用还不如硫酸方便，且盐酸生产厂家少，价格较贵，因而在处理含钙镁碳酸盐稍高的矿石时，生产成本比用硫酸要高得多。

本发明的目的是提供一种难选氧化铜矿石的氯化浸出法，该法系全湿法，工艺流程短，设备简单，投资省，上马快;铜的浸出速度快，铜浸出率≥97%，从矿石到含Cu80%以上的铜粉产品，铜的回收率≥95%;主要材料为硫酸、废铁、空气，来源广泛，价格低廉;浸出溶液闭路循环，无废水排放，浸出剂的利用率高，浸出渣加入石灰石送渣场堆存，对环境基本无污染;难选氧化铜矿石用本法处理直接得到铜粉，铁红两个产品，再用铜粉可以较容易地生产出硫酸铜、硝酸铜、氯化亚铜、氧化铜粉和粗铜等产品。

本发明中使用的浸出剂是硫酸-三氯化铁-二价铜离子溶液。两价铜离子在浸出过程中起催化剂作用;三氯化铁是一种较好的硫化矿浸出剂，它在水中溶解度大，且稳定，在常压下分解硫化矿时，硫以元素状态析出，三氯化铁浸出有一定的选择性，矿石中的黄铁矿不被浸出;硫酸主要消耗于矿石中钙、镁等脉石矿物，硫酸是矿石中氧化铜等氧化矿物的有效浸出剂并确保浸出过程中Fe³⁺不水解。

本浸出法最适宜的方法是：

浸出剂中FeCl₃/CuFeS₂之重量比＞4，Cu²⁺＞8克/升，硫酸在浸出过程中，须保证Fe³⁺不发生水解;

矿石磨至全部通过150目筛，且-200目＞80%;

搅拌机转速：400转/分;

浸出液固比：3.5∶1;

浸出温度：95～102℃;

浸出时间：2小时。

在上述条件下处理难选氧化铜矿石，浸出回收率达97～100%;从矿石到含铜80%以上的铜粉，铜的回收率高达95～98%。用本法处理难选氧化铜矿比用常规浮选法提高回收率40～50%，比用常规酸浸法提高回收率25～40%，比用“离析-浮选-熔炼法”提高回收率20～30%。本浸出法的特殊效果，实质上是多种浸出剂和浸出条件相互协同效应的进一步发挥。因此，本浸出法特别适用于从结合铜含量高，氧化率波动范围大，化学成分复杂，铜粒子细小的难选氧化铜矿石中回收铜。

浸出矿浆趁热过滤，残渣经PH＝1的热水洗涤干净后加入一定量石灰中和并送渣场堆存，滤液与洗液合并，送除硅工序。

用牛胶溶液除去溶液中的二氧化硅。按牛胶与溶液中SiO₂之重量比1∶10称取牛胶，溶于80～90℃的热水中，搅拌半小时以上至无块状牛胶为止。将含二氧化硅的溶液加热到70～80℃，在20分钟内将适量牛胶溶液均匀加入溶液中，加完后再继续搅拌15分钟，静置4小时，真空过滤，滤液放入贮液槽中，此溶液可用有机溶剂萃取-电积法回收其中之铜^〔2〕，亦可用废铁置换法回收其中之铜。

本发明采用置换法回收溶液中的铜，因为置换法速度快，从矿粉中回收金属铜只要几个小时，另外是因为投资少、电耗低，容易迅速形成生产能力。

废铁置换法生产海绵铜的工艺古老而可靠，在此不多叙。

海绵铜粉经洗涤、干燥，可用来生产粗铜、硫酸铜等产品。置换后液经浓缩至原浸出液体积的120%，然后在75～85℃的温度下鼓风氧化，压缩空气经空心轴进入透平充气叶轮，经破碎后与溶液中的Fe²⁺反应变为Fe³⁺，控制氧化时间以除去流程中多余的铁，铁红经洗涤，焙烧，粉碎，可作为产品出售。除去多余铁后的溶液补加硫酸到理论量，继续用空气氧化，一般5～6小时后亚铁的氧化率达85～90%。工业生产中可用钛制水力喷射器取代上述空气氧化过程，由于空气与溶液接触面积成千上万倍增加而加速亚铁离子的氧化过程。