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萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势

编辑:管理员    发布时间:2016/9/14 16:14:26

萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势

摘要:随着铜矿石开采品位逐年下降,难处理矿石逐渐增加以及二氧化硫造成的环境污染越来越严重,近年来人们对湿法炼铜(“浸出一萃取一电积”技术)给予了很大的关注。就目前数种湿法冶金方法进行评述对比,并对其发展前景进行了展望。

随着科技的进步和经济的发展,国内外对铜产品的需求量越来越大。随着铜矿石开采品位逐年下降,难处理矿石逐渐增加以及二氧化硫对环境造成的污染越来越严重,国家每年都需要从国外进口大量的铜原料和铜制品,铜的供需矛盾十分突出。而湿法炼铜技术目前达到了相当的生产规模和很高的机械化、自动化水平,已经成为一种主要的炼铜方法,故对湿法炼铜方法进行总结对我国铜工业的可持续发展具有重要意义。

1我国铜资源及生产简况

我国铜矿产资源相对缺乏,且品位低,质量差;大型矿少,中小型矿多;贫矿多,富矿少;复杂金属矿多,单一矿少;地下矿多,露天矿少,采选难度较大。由于原矿品位低,矿物组成复杂,因而选矿成本高。精矿品位普遍偏低,给后续冶炼造成一定难度。我国铜资源并不丰富,铜贮量虽然有6000多万吨,但贫矿多,富矿少,而且矿石品位偏低。在云南、四川、贵州、江西、西藏等省还有许多难选铜矿和含砷铜矿,铜贮量在几百万吨以上,这些难选矿和低品位铜资源采用常规的采、选、冶方法均不能进行有效回收,因此湿法炼铜技术在我国有广阔的市场前景,可以成为各铜矿山新的经济增长点。萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势|威尼斯注册送28|混合新威尼斯注册送28网站|湿法冶金工艺|湿法冶金铜

2铜湿法冶金工艺流程

湿法冶金的主要技术是“浸出一萃取一电积”,其工艺流程如图1所示技术现状

 

3铜的湿法冶金

3.1堆浸技术

    堆浸是国内外化学选矿最为成熟、应用范围最广的浸出工艺,目前世界上采用湿法回收的铜金属绝大多数来自难采、难选的低品位矿石的堆浸。由于常规堆浸酸耗高,浸出率相对较低,因而提高铜的浸出率,缩短浸出周期,降低酸耗,才能提高浸出的经济效益。1980年建成世界上第一个采用薄层技术浸出回收1.7万吨阴极铜金属的铜水冶厂,其浸出矿石为氧化铜和辉铜矿的混合物,平均品位为1.9%。而水冶厂将方法改进后,每公斤铜的酸耗由6 ~ 7kg降至4.3kg,浸出时间由12~14天缩短至7~8天,同时年生产能力由1.2~1.3万吨提高到 2.2万吨。此外,薄层浸出法克服了浓酸熟化浸出法中矿石干法磨细的粉尘问题和搅拌操作可能产生有害气体逸出的问题。

我国用此法回收铜的应用相对较少。目前全国铜矿采出的表外矿和废石中(含铜低于0.3%)含铜600万吨以上。可浸出利用的尾矿中含铜200万吨以上,此外还有许多难选的氧化铜矿和含砷铜矿等。可见,我国低品位铜矿和难选难炼的铜矿储量较大。但截至目前为止,采用瀑法回收的铜金属产量仅占年总产量的2%,与近年来全世界投产的许多矿山相比差距较大。萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势|威尼斯注册送28|混合新威尼斯注册送28网站|湿法冶金工艺|湿法冶金铜

3.2细菌浸出技术

    1947年首次报道细菌与矿山酸性排水的关系。工业规模应用铜生物浸出是在司进行的。在过去的十年中,铜的生物浸出已得到广泛应用。次生铜矿物生物浸出和堆浸处理边际品位含铜原矿均有工业生产的记载。与硫化铜矿浸出及其他硫化矿处理有关的主要细菌包括如下几种类型:

    1)在低温(20 ~40℃)下操作的有:氧化铁硫杆菌、氧化硫杆菌、氧化铁细螺菌。

    2)在中温(40~55℃)下操作的有:喜中温型细菌。

    3)在较高温度(55~85℃)下操作的有:喜高温型细菌。

广泛应用于生物浸出或生物氧化的细菌是氧化铁硫杆菌。随着技术的进一步发展,喜中温型细菌和喜高温型细菌都将应用在堆浸和就地浸出的提铜工艺中。目前堆浸和生物堆浸技术在我国已经实现了工业化,只是生产规模还比较小。

3.3地下溶浸技术

    企业成功开发了地下溶浸新工艺用以处理低品位矿和地下开采过程的残留矿,现在已经扩大到1500t/a阴极铜的能力,生产成本不到1万元/吨,填补了我国铜矿地下浸出的技术空白。

地下浸出技术对品位低、埋藏深、不易开采或工程地质条件复杂、用常规技术开采不经济的矿体具有重要意义。如某铜矿是一个大型的斑岩铜矿,从上世纪50年代即开始大规模的采矿,目前还有几亿吨矿石,上部氧化矿品位0.36%}0.4%采用堆浸,下部采空区则进行地下溶浸,将含硫酸的萃余液通过注液井注入地下,利用地下旧的运输巷道将溶液收集在集液池中,然后泵送到地面与堆浸液合并后送到萃取液电积厂,湿法铜的生产能力为7.3t/a。如果被浸出的矿石中含有硫化铜,为了提高铜的浸出率,需要与生物浸出技术结合起来。萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势|威尼斯注册送28|混合新威尼斯注册送28网站|湿法冶金工艺|湿法冶金铜

3 .4氨浸技术

    某铜矿与某研究总院合作,针对高碱性脉石氧化铜矿开发了氨浸一萃取一电积工艺,这也是世界上唯一采用氨浸技术直接处理铜矿的工艺。上世纪90年代初企业开发了一项采用氨浸一萃取一电积工艺从主要成份为辉铜矿的铜精矿中回收铜的新工艺,称为埃斯康的达(Escondida)法,该工艺的技术关键点有:

    1)辉铜矿中以一价铜存在的铜在氨性溶液中很容易被氧化而进入溶液中,其反应速度比全部铜溶解的速度高出一个数量级。

    2)在高浓度的氨性溶液中,可以采用汉高企业生产的萃取剂LIX54100。这种萃取剂对铜有很高的容量,未经稀释的LIX54100对铜的容量可以达到100g/L,而且负载有机物中的铜很容易被硫酸反萃取。

    3)由于采用氨性溶液浸出,许多杂质都不会进入浸出液中,再加上溶剂萃取的选择性,因而可以得到质量很好的反萃液,生产的阴极铜纯度可达到99.999%

氨浸适于处理碱性脉石高的铜矿。我国针对某铜矿作了大量研究工作。处理低铜低硫精矿时首先在回转窑中于500~600℃下焙烧,使精矿中的硫化铜转变为氧化铜或硫酸铜,然后在管式釜中于80~ 100℃下氨浸,浸出后的矿浆在浓密机中进行液固分离,浸出液进入萃取系统,萃取剂为I IX54100,铜反萃液生产阴极铜。该工艺还可以处应当地高品位、高碱性脉石的氧化矿,不需要经过焙烧,氨浸可以在常温常压下进行。

4结束语

    湿法炼铜技术经过数十年的研究与开发已达到相当大的工业生产规模和很高的技术水平,正以前所未有的速度发展成为铜工业生产的主要技术走向,同时也可以用于Au, Sn, Bi等金属矿物的提取,具有极高的工业应用价值和发展前景。我国的湿法炼铜技术正处在发展阶段,与西方国家相比还有较大差距,生产规模较小,生产水平落后,还需要多学科的科技工编辑联合攻关。萃取设备处理铜湿法冶金现状及发展趋势|威尼斯注册送28|混合新威尼斯注册送28网站|湿法冶金工艺|湿法冶金铜

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