專利名稱：一種從礦山廢石中回收銅的方法
技術領域：
本發明涉及一種從礦山廢石中回收銅的方法。
背景技術：
金屬礦山，如鐵礦、銅礦、多金屬礦山等，在礦石開采過程中產生大量的廢棄巖石(又稱礦山廢石)，這些廢棄巖石一般是礦體的圍巖，受到一定程度的礦化，金屬含量比普通巖石高，因其中有用金屬含量達不到現有技術選冶要求而廢棄。礦山廢石粒度大，空隙率高，滲透性強，雨水和空氣容易滲透其中，廢石中的硫化物長期暴露在空氣中，由于化學氧化、微生物增強的氧化作用，產生嚴重的酸性礦山排水。酸性礦山排水導致嚴重的重金屬污染和生態環境破壞，每一座金屬礦山都是一個生態定時 炸彈。即使礦山關閉，這種生態的危險性依然長期存在。礦山廢石產生量巨大,又含有微量的重金屬，如何經濟有效的處置一直是礦山企業面臨的難題。如果使礦山廢石中的有價重金屬經濟有效的回收利用，不僅減少了污染物的排放和重金屬對生態環境的危害，而且提取了其中的金屬，有助于緩解資源緊張。

發明內容
本發明旨在提供一種從礦山廢石中回收銅的方法，使礦山廢石中的有價重金屬得到有效的回收利用，減少污染物的排放和重金屬對生態環境的危害。本發明從礦山廢石中回收銅的方法，包括收集含銅酸水、預處理、濾料的制備、交換吸附和后處理各單元過程所述收集含銅酸水是在礦山廢石堆場附近建設酸水庫，收集礦山廢石因雨水淋濾產生的酸性排水，將收集的酸性排水按照礦山廢石與酸性排水體積比100-1 1的比例噴淋到礦山廢石的表面，人工強化礦山廢石與酸性排水之間的反應，淋濾溶出礦山廢石中的銅，收集淋濾液并循環噴淋至淋濾液中銅離子含量為50-1000mg/L得到含銅酸水；所述預處理是將所述含銅酸水以過濾的方式通過厚度為2_20mm的石灰石，收集濾液得到預處理的含銅酸水，使酸水的PH值穩定在4-6之間；所述濾料的制備是將膠狀黃鐵礦破碎篩分得到O. 25-2mm的濾料，或者將膠狀黃鐵礦破碎篩分得到O. 25-2mm的粒料，將所述粒料置于氮氣氣氛中于500-800°C煅燒O. 5-2小時得到濾料；所述交換吸附是將所述濾料裝填濾柱，向濾柱中注入預處理的含銅酸水，水力停留時間控制在O. 5-10小時，出水經過濾后排入儲水池作為礦山廢石浸出銅的噴淋用水，當出水銅離子含量> lmg/L時停止進水，取出濾柱中的濾料送銅冶煉廠冶煉回收金屬銅。所述濾料的粒徑優選為O. 25-0. 5mm、O. 5-lmm或l_2mm。發明人經實驗研究發現，礦山廢石堆場的酸性排水中存在嗜酸性自養微生物，通過向礦山廢石堆場人工噴淋礦山酸性排水可以促進礦山廢石中含銅礦物風化、氧化作用和銅釋放，而砷及其他重金屬因被鐵氫氧化物吸附而滯留在廢石中，噴淋酸性排水部分被蒸發，從而實現酸性排水的減量，并獲得高含銅濃度的含銅酸水，與雨水自然淋濾相比提高了銅離子的濃度，淋濾液中銅離子濃度達到100mg/L以上,最高可到1000mg/L。礦山廢石酸水淋濾液中不僅含有高濃度的銅，同時含有高濃度的鎂、鈣、氨、硫酸根等離子，實驗發現膠狀黃鐵礦或煅燒后的膠狀黃鐵礦與銅離子發生交換反應，使溶液中的銅離子選擇性地轉化為銅的硫化物而富集，通過廉價的材料和簡單的方法使水中銅離子與其他雜質組分的分離，實現銅的回收。發明人對玢巖鐵礦廢石及其酸性排水監測表明，玢巖鐵礦廢石中含有微量的銅并主要賦存在硫化物中，礦山廢石酸性排水中含有高濃度的銅離子，這是廢石中硫化物遭受雨水淋濾風化銅部分釋放出來的結果；通過人工噴淋，尤其是酸性水噴淋，可以強化廢石中含銅礦物風化氧化作用和銅的釋放，獲得含銅酸水，與自然雨水淋濾相比提高了銅離子的濃度。該含銅酸水可以進一步利用天然納米鐵硫化物與銅離子的交換反應轉化為銅的硫化 物而富集，這種從廢石中回收銅的方法具有成本低的特點。本發明方法簡單，成本低廉，銅的回收率可達85%以上。
具體實施例方式實施例I :I、采集玢巖鐵礦廢石，粒徑為4_50mm，破碎過100目篩，質量濃度5%鹽酸溶解，測定廢石中酸溶可提取銅的含量為0. 047%。2、取玢巖鐵礦廢石的酸性排水50L，測定其中的溶解組分，Cu2+濃度為51. 4mg/L。構建淋濾實驗柱，直徑100mm,高1500mm,將扮巖鐵礦廢石破碎過Imm篩,裝填淋濾實驗柱，用IL玢巖鐵礦廢石酸性排水混合9L自來水，以每小時IOOmL的流量向實驗柱循環噴淋10天，收集淋濾液得到含銅酸水，測定含銅酸水中的溶解銅離子濃度62mg/L。3、將膠狀黃鐵礦礦石破碎、篩分得到粒徑0. 25-0. 5mm的濾料，裝填直徑10mm、高50mm的濾柱；4、將含銅酸水以過濾方式流過厚度2-4_的石灰石濾床，使含銅酸水的pH值穩定在4-5，得到預處理的含銅酸水；5、將預處理的含銅酸水注入濾柱回收其中的銅，水力停留時間8h，過濾出水排入淋濾儲水池，并作為礦山廢石中銅浸出的噴淋用水，實現水的閉路循環；6、當濾柱出水中銅離子濃度大于lmg/L時停止進水，取出濾柱中的濾料，測定銅的含量，計算銅的回收率為85%。7、富銅濾料直接送銅冶煉廠，按照常規銅冶煉工藝進行回收。實施例2 I、采集玢巖鐵礦廢石，粒徑為1-lOmm，破碎過100目篩，質量濃度5%鹽酸溶解，測定廢石中酸溶可提取銅的含量為0. 052%。2、取玢巖鐵礦廢石的酸性排水50L，測定其中的溶解組分，Cu2+濃度為51. 4mg/L。構建淋濾實驗柱，直徑100mm,高1500mm,將扮巖鐵礦廢石破碎過Imm篩,裝填淋濾實驗柱，用IL玢巖鐵礦廢石酸性排水混合9L自來水，以每小時IOOmL的流量向實驗柱循環噴淋10天，收集淋濾液得到含銅酸水，測定含銅酸水中的溶解銅離子濃度58mg/L。3、將膠狀黃鐵礦礦石破碎、篩分得到粒徑0. 25-0. 5mm的粒料，將所述粒料在600°C氮氣保護下煅燒O. 5h,裝填直徑10mm、高50mm的濾柱；4、將含銅酸水以過濾方式流過厚度2-4_的石灰石濾床，使含銅酸水的pH值穩定在5-6，得到預處理的含銅酸水；5、將預處理的含銅酸水注入濾柱回收其中的銅，水力停留時間2h，過濾出水排入淋濾儲水池，并作為礦山廢石中銅浸出的噴淋用水，實現水的閉路循環；6、當濾柱出水中銅離子濃度大于lmg/L時停止進水，取出濾柱中的濾料，測定銅 的含量，計算銅的回收率為87% ；7、富銅濾料直接送銅冶煉廠，按照常規銅冶煉工藝進行回收。
權利要求
1.一種從礦山廢石中回收銅的方法，包括收集含銅酸水、預處理、濾料的制備、交換吸附和后處理各單元過程，其特征在于 所述收集含銅酸水是收集礦山廢石堆場雨水淋濾產生的酸性排水，將收集的酸性排水按照礦山廢石與酸性排水體積比100-1 1的比例噴淋到礦山廢石的表面，收集淋濾液并循環噴淋至淋濾液中銅離子含量為50-1000mg/L得到含銅酸水； 所述預處理是將所述含銅酸水以過濾的方式通過厚度為2-20mm的石灰石，收集濾液得到預處理的含銅酸水； 所述濾料的制備是將膠狀黃鐵礦破碎篩分得到O. 25-2mm的濾料； 所述交換吸附是將所述濾料裝填濾柱，向濾柱中注入預處理的含銅酸水，水力停留時間控制在O. 5-10小時，當出水銅離子含量> lmg/L時停止進水，取出濾柱中的濾料冶煉回收金屬銅。
2.根據權利要求I所述的回收方法，其特征在于 所述濾料的粒徑為O. 25-0. 5mm、0. 5-lmm或l_2mm。
3.根據權利要求I或2所述的回收方法，其特征在于 所述濾料的制備是將膠狀黃鐵礦破碎篩分得到O. 25-2mm的粒料，將所述粒料置于氮氣氣氛中于500-800°C煅燒O. 5-2小時得到濾料。
全文摘要
本發明公開了一種從礦山廢石中回收銅的方法，包括收集含銅酸水、預處理、濾料的制備、交換吸附和后處理各單元過程，具體是收集礦山廢石堆場雨水淋濾產生的酸性排水，將收集的酸性排水噴淋到礦山廢石的表面，收集淋濾液并循環噴淋至淋濾液中銅離子含量為50-1000mg/L得到含銅酸水；將含銅酸水預處理后注入裝有濾料的濾柱中，通過交換吸附回收銅。本發明方法簡單，成本低廉，銅的回收率可達85%以上。
文檔編號C22B3/06GK102839285SQ20121033102
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者陳天虎, 王進, 楊燕, 李平, 劉海波, 謝晶晶, 謝巧勤, 陳冬 申請人:合肥工業大學