黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，包括1)堿熔煉預處理步驟：在黃銅礦中加入一定量的堿，在一定溫度下熔煉一定的時間；和2）低溫加壓浸出步驟：將預處理的所述黃銅礦在硫酸體系中，在一定溫度、壓力和初始硫酸濃度條件下浸出。采用本發明的方法，不會產生SO2低空污染問題，過程清潔環保。經預處理后，雖然黃銅礦仍是銅最主要的賦存形式，但其晶格結構發生明顯變化，且可在低溫條件下實現黃銅礦高效直接浸出，銅浸出率提高到90%，有效解決了黃銅礦浸出鈍化難題。
【專利說明】黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及復雜硫化銅礦濕法冶煉【技術領域】，特別涉及一種黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝。
【背景技術】
[0002]隨著全世界銅資源的逐漸貧化和復雜化以及對銅冶煉過程環保要求的不斷提高，濕法煉銅技術研究日漸活躍。在復雜硫化銅礦物中，銅多以黃銅礦形式賦存，而原生黃銅礦結構穩定，分解困難。為克服浸出鈍化問題、提高浸出速率，黃銅礦直接浸出時往往需要高溫高壓條件(T≤220°C，P≤3.0MPa)。
[0003]為降低黃銅礦浸出溫度和壓力，多項研究提出了焙燒預處理的方法，例如:張振健[湯丹銅精礦焙燒-氨浸-萃取電積新工藝研究，有色金屬(冶煉部分)，1999，(4): 16-20]針對湯丹銅精礦提出先在550~600°C條件下焙燒脫硫，使黃銅礦轉變成易浸出的氧化物或硫酸銅，進而密閉氨浸；土耳其Akcil [Apreliminary researchon acid pressure leaching of pyritic copper ore in Kure Copper Mine,MineralsEngineering, 2002，(15): 1193-1197]在640°C條件下對黃銅礦進行焙燒預處理，進而對焙砂進行低溫加壓浸出，但上述焙燒預處理方法都無法回避SO2回收問題。雖然焙燒過程中加入石灰或碳酸鈣可使硫以CaSO4形式固化在焙砂中，避免SO2污染，但丁偉安[硫化銅精礦石灰焙燒-浸出工藝研究，新疆有色金屬，1996，(2):23-26]和蔡超君等人[硫化銅精礦加碳酸鈣焙燒表觀動力學研究，有色金屬(冶煉部分)，2004，(3):2-6]的研究顯示固硫焙燒中大量Ca2+引入將對后續工序帶來影響。宋寧等人[黃銅礦加硫焙燒提銅新工藝，有色金屬，2005，57(2):84-87 ;黃銅礦硫化焙燒相變浸出的研究，有色金屬(冶煉部分)，2005，(3):10-13]提出硫化相變預處理的方法，即在350~400°C、氬氣保護和單質硫存在條件下對黃銅礦進行焙燒，經硫化相變反應，黃銅礦轉化為銅藍礦和黃鐵礦。在常壓條件下為使銅藍礦有效溶出，采用CuCl2+HCl+NaCl混合氯化物溶液作浸出劑。由于浸出過程中易生成難溶的Cu2Cl2,故需過量氯化物，總氯濃度高達6.0mol/L,這對設備防腐提出較高要求。中國專利ZL200910115866.6公開了對以黃銅礦、黝銅礦為主要礦物的復雜硫化銅礦進行熱活化預處理，進而在硫酸體系中加壓浸出，雖然浸出溫度可顯著降至180°C,但溫度仍偏高,總壓也高約1.8MPa。由于溫度遠高于單質硫熔點,根據Peters.E[Hydrometallurgical process innovation, Hydrometallurgy, 1992, 29(1/3):431-459]的研究報告，浸出過程中應加入木質素磺酸鹽作硫分散劑，而且據馮亞平等人[黃銅礦加壓浸出生產硫酸銅工藝的研究，礦冶，2010, 19(2):43-46]研究表明不可避免約有20%的硫氧化成硫酸。
[0004]因此，仍舊需要一種全新的黃銅礦清潔浸出工藝，既能有效解決黃銅礦浸出鈍化難題，保證高的銅浸出率，又不會產生SO2低空污染問題，過程清潔環保。

【發明內容】
[0005]本發明的目的是解決黃銅礦浸出鈍化問題，提供一種清潔的堿熔煉預處理方法，進而實現黃銅礦在低溫條件下在硫酸體系中直接高效浸出。
[0006]為實現以上本發明的目的，本發明采用如下的技術方案:
[0007]一種黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，包括以下步驟:
[0008]I)堿熔煉預處理:在黃銅礦中加入一定量的堿，并在一定溫度條件下進行熔煉處理；
[0009]2)低溫加壓浸出:將步驟I)預處理后的所述黃銅礦在硫酸體系中，在低溫加壓條件下浸出銅。
[0010]在一個優選的實施方案中，所述堿熔煉預處理步驟在惰性氣氛保護條件下進行，所述惰性氣氛選自氮氣或氬氣中的任一種或組合。
[0011]在一個更為優選的實施方案中，所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度700~900°C，熔煉時間2.0~4.0h，堿用量為所述黃銅礦重量的10%~30% ;所述堿選自Na2CO3、NaHCO3、K2C03、KHCO3> NaOH或KOH中的任一種或組合，但不限于此。
[0012]進一步地優選，所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度750~850°C，熔煉時間2.5~3.5h，堿用量為所述黃銅礦重量的15%~25% ;所述堿選自Na2CO3或NaOH中的任一種或組合，更優選地，所述堿選自N a2C03。
[0013]更進一步優選地，所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度800°C，熔煉時間3.0h,堿用量為所述黃銅礦重量的20% ;所述堿選自Na2C03。
[0014]在一個優選的實施方案中，所述低溫加壓浸出步驟的工藝條件為:浸出溫度90~115。。，浸出時間2.0~4.0h,氧分壓0.4~0.7MPa，初始硫酸濃度1.4~1.7mol/L，液固比mL/g 為(4 ~6)/I,攬祥轉速 50 ~1000r/min。
[0015]進一步地優選，所述低溫加壓浸出步驟中浸出溫度110°C，浸出時間3.0h，氧分壓
0.6MPa,初始硫酸濃度1.6mol/L,液固比mL/g為5/1,攪拌轉速550r/min。
[0016]本發明的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，通過對黃銅礦進行堿熔煉預處理，在預處理過程中硫的揮發損失為零，因此不會產生SO2低空污染問題，過程清潔環保。經預處理后，雖然黃銅礦仍是銅最主要的賦存形式，但其晶格結構發生明顯變化，且有少量等方黃銅礦新相生成。預處理后黃銅礦在硫酸體系中即使溫度低至110°C也可實現高效直接浸出，銅浸出率由預處理前不足30%提高到90%，有效解決了黃銅礦浸出鈍化難題。
[0017]本發明的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，由于浸出溫度低至單質硫熔點以下，總壓力也低至0.8MPa，因此，浸出過程中無需引入硫分散劑，單質硫產物也不會進一步氧化生成硫酸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為熔煉溫度對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0019]圖2為Na2CO3用量對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0020]圖3為熔煉時間對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0021]圖4為浸出溫度對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0022]圖5為氧分壓對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0023]圖6為初始硫酸濃度對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。[0024]圖7為浸出時間對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
[0025]圖8為液固比對預處理后黃銅礦銅浸出率影響的曲線。
【具體實施方式】
[0026]下面結合更具體的實施方式對本發明做進一步展開說明，但需要指出的是，本發明的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝并不限于這種特定的工藝條件。對于本領域技術人員顯然可以理解的是，以下的說明內容即使不做任何調整或修正，也可以直接適用于在此未指明的其他工藝條件。
[0027]本發明所指的黃銅礦是指以黃銅礦為主要礦相的硫化銅精礦。以下實施例的黃銅礦粒度均為100%-325目，含銅31.69%，鉛、鋅、砷含量均較低，分別為0.03%,0.1%和〈0.02%。
[0028]本發明采取的技術方案:黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝包括以下步驟:
[0029]A)黃銅礦堿熔煉預處理，氮氣保護，熔煉溫度700~900°C，熔煉時間2.0~4.0h,Na2CO3用量為所述黃銅礦重量的10%~30%。
[0030]B)低溫加壓浸出，浸出溫度90~115°C,浸出時間2.0~3.0h,氧分壓0.4~
0.7MPa，初始硫酸濃度1.4~1.7mol/L,液固比mL/g為(4~6) /1，攪拌轉速50~1000r/min0
[0031]在本發明中，所述浸出步驟在充分攪拌的條件下，攪拌轉速對銅浸出率的影響較小。通常情況下，隨著攪拌轉速由慢到快，銅浸出率會先提高，后隨著轉速的繼續變快而逐漸平穩。因此本發明選擇一個滿足充分攪拌轉速又不是非常快的轉速。
[0032]在本發明中，銅的浸出率是衡量發明技術先進性的重要指標，其中:
[0033]
【權利要求】
1.一種黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，包括以下步驟: 1)堿熔煉預處理:在黃銅礦中加入一定量的堿，并在一定溫度條件下進行熔煉處理； 2)低溫加壓浸出:將步驟I)預處理后的所述黃銅礦在硫酸體系中，在低溫加壓條件下浸出銅。
2.根據權利要求1所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述堿熔煉預處理步驟在惰性氣氛保護條件下進行，所述惰性氣氛選自氮氣或氬氣中的任一種或組合。
3.根據權利要求1或2所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度700~900°C，熔煉時間2.0~4.0h,堿用量為所述黃銅礦重量的10%~30% ;所述堿選自Na2C03、NaHC03、K2C03、KHCO3、NaOH或KOH中的任一種或組合ο
4.根據利要求3所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度750~850°C，熔煉時間2.5~3.5h，堿用量為所述黃銅礦重量的15%~25% ;所述堿選自Na2CO3或NaOH中的任一種或組合。
5.根據權利要求4所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述堿熔煉預處理步驟中熔煉溫度800°C，熔煉時間3.0h，堿用量為所述黃銅礦重量的20% ;所述堿選自Na2CO3。
6.根據權利要求1所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述低溫加壓浸出步驟的工藝條件為:浸出溫度90~115°C，浸出時間2.0~4.0h，氧分壓.0.4~0.7MPa，初始硫酸濃度1.4~1.7mol/L，液固比mL/g為(4~6)/I，攪拌轉速50~1000r/min。
7.根據權利要求6所述的黃銅礦堿熔煉預處理-低溫加壓浸出工藝，其特征在于所述低溫加壓浸出步驟中浸出溫度110°c，浸出時間3.0h，氧分壓0.6MPa，初始硫酸濃度.1.6mol/L,液固比 mL/g 為 5/1,攪拌轉速 550r/min。
【文檔編號】C22B15/00GK103773946SQ201410014051
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】徐志峰, 鄒來昌, 王瑞祥, 王春, 衷水平, 藍碧波 申請人:江西理工大學