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冶金百科 | 铜冶金-湿法炼铜小知识(一)

2023-08-30 11:36:08 来源:中冶有色技术网
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简介:为什么要焙烧硫化铜精矿? 答:硫化铜精矿焙烧的目的是使铜的硫化物转变为可溶于水的硫酸盐和可溶于稀硫酸的氧化物;铁的硫化物转变为不溶于稀酸的氧化物;产出的二氧化硫可以制硫酸。
湿法炼铜的工艺流程是什么?

答:湿法炼铜的工艺流程如图3-8所示。

湿法炼铜的工艺流程


为什么要焙烧硫化铜精矿?

答:硫化铜精矿焙烧的目的是使铜的硫化物转变为可溶于水的硫酸盐和可溶于稀硫酸的氧化物;铁的硫化物转变为不溶于稀酸的氧化物;产出的二氧化硫可以制硫酸。

湿法炼铜矿石的浸出方法有哪几种?

答:矿石的浸出方式有原地浸出、堆浸、槽浸及搅拌浸出。搅拌浸出速度快、时间短,适合处理品位为20%~30%的焙砂;槽浸适合处理具有合适粒度的氧化矿,品位一般为1%~2%;原地浸出和堆浸都是在矿山上浸出品位为0.5%~%的废矿或者尾矿

为什么要净化浸出液?

答:焙砂中的铁主要以氧化铁的形式存在,在浸出过程中,会形成FeSO₄进入溶液。电沉积时,这部分铁在阳极和阴极上反复氧化和还原,消耗电能,使电流效率下降,因此要净化浸出液除铁。除铁的方法是在浸出末期加入锰矿粉,将低价铁氧化成高价铁,高价铁在弱酸性溶液中水解而沉淀。

影响铜矿石堆浸的主要因素有哪些?

答:影响铜矿石堆浸的主要因素有:

(1)矿石性质。一般来说,适宜硫酸浸出的矿石为氧化率不小于70%、碳

酸钙与碳酸镁之和不大于5%的氧化铜矿石、硫化铜矿与硫酸高铁反应速度慢、影响浸出速度及产量、氧化率低影响浸出速度。

(2)矿石粒度。当矿石的粒度不小于50mm时,浸出速度慢,浸出周期长,浸出率低;当矿石粒度小于1.0mm时,会堵塞堆孔隙和浸出液体流动通道,导致整个堆场的渗透性变差,出现明显的板结现象。因此在不影响堆场板结的前提下,尽量降低入堆场的矿石粒度,原则上适宜入堆场的矿石粒度范围为1.0~30mm。

(3)筑堆方式。筑堆方式决定了渗透效果,当矿石含水高(含水不小于8%)、含泥高(含泥不小于8%)时,原矿直接入堆会导致堆场压实、板结,浸出剂渗透性明显下降,浸出效果变差,甚至导致生产停滞。正确的入堆方式为皮带入堆,入堆前老堆场停止喷淋1~2周,进行晾晒;然后用挖掘机对堆顶部进

行疏松,深度为0.5~1.0m;再进行皮带入堆,根据矿石性质、渗透性、堆场面积、处理量、试验研究参数、经验参数等指标决定单层矿石的堆高。单层堆高一般为2~5m,如果矿石含泥高、含水高、易板结,单层堆高要降低。

(4)浸出剂浓度。浸出剂浓度是指浸出过程酸或者碱的起始浓度,是影响浸出速度与单位产品酸耗或者碱耗的重要参数。试验研究与生产实践表明,在硫酸浸出过程中,起始硫酸浓度一般为5~30g/L。如果硫酸浓度过高,会造成浸出液体含酸高,浸出料液pH≤1.0,导致萃取工序不能正常萃取;如果硫酸浓度太低,浸出料液pH≥2.5时,会明显降低浸出速度,溶液中的Fe³+形成Fe(OH)胶体沉淀,包裹矿石表面、堵塞矿块孔隙,阻碍铜金属的浸出。对于低耗酸矿石,浸出料液pH值在1.6~1.7比较适宜;对于高耗酸矿石,浸出料液pH值在1.8~2.0比较适宜。

(5)喷淋强度。喷淋强度影响浸出速率、浸出液杂质含量及能耗指标。堆浸工艺的喷淋强度一般选择8~10L/(m²·h)。

(6)浸出液中的氧浓度。堆浸过程中伴生硫化铜的浸出需要O2参与,有氧气参与浸出过程,浸矿细菌(氧化硫铁杆菌)才能繁殖。因此,筑堆时要保持良好的疏松、通气状态。

(7)浸出料液pH值。浸出料液pH值影响浸出率指标和萃取效果,是堆浸操作控制的重要条件。浸出料液pH≤1.0时,萃取生产作业不能正常进行;浸出料液pH≥2.5时,溶液中的Fe³+形成Fe(OH)³胶体沉淀,包裹矿石表面,影响浸出效果。

(8)浸出时间。堆浸浸出时间与氧化率、矿石粒度、矿石裂隙、矿堆疏松性等有关。喷淋浸出时间、间隙时间的确定,主要通过试验研究与生产实践经验进行确定。一般情况下,某一新矿堆从喷淋开始到停止时间为40~150天(包含休止期)。

(9)矿石中杂质元素的影响。Fe³+形成Fe(OH)胶体沉淀,影响浸出率指标,而且会出现萃取夹带与共萃现象,另外铁离子进入电积工序也会增加铜电积电耗和影响电积铜质量。碳酸镁与硫酸反应后生成硫酸镁,硫酸镁过饱和后析出晶体,会堵塞堆孔隙和浸出液体流动通道,导致浸出率降低。浸出时,控制pH30%~如何选择椎场是值在308~列叫通择樵契漫出率。

如何选择堆场?

答:堆场的选择重点考虑以下因素:

(1)地质基础好,能够承受来自矿堆的压力,避免产生不均匀沉降,造成矿堆坍塌。

(2)靠近矿源,减少运输费用。

(3)场地有位差,浸出液能够自流,减少场地建设工程费用,降低生产成本。

(4)场地有足够的容量,平缓且呈凹型,可以增加矿堆的数量,避免堆场倒塌,提高堆场的稳定性。

(5)浸出工序与萃取—电积工序的合理配置,降低料液及萃余液的输送成本。

6)掌握堆场底部岩石的渗透性,渗透性越小越好,避免堆场渗漏时溶液渗入地下污染地下水源。

(7)防洪排水,暴雨来临时,能够顺利排泄雨水,避免外来雨水流入堆场,造成浸出液膨胀,预防环境污染。

(8)对于地形陡峭,面积较小的堆场,要设计今后卸除堆浸渣的方案。

堆场底垫的建设要求有哪些?

答:(1)堆场底垫铺设技术及质量影响堆浸能否正常生产。如果生产几年后发生渗漏现场,是很难找到渗漏位置的,正常生产后,一般不能修补堆场底垫。

(2)在PVC软板铺设以前,一般在平整好的地基上先铺一层200mm的黏土或者细尾矿,防止尖、硬物刺破PVC软板。

(3)PVC软板焊接完毕后,经过认真检查没有质量问题后,在上面铺一层厚200mm的黏土或者细尾矿,对于难渗透矿石,需要铺一层厚100~200mm的φ50~70mm硅酸盐型鹅卵石,能够增强堆场渗透性。

4)整个堆场不得积水,既平坦又要有一定的坡度,坡度为2%~5%。堆场内部要设计排出浸出液通道,确保浸出液及时进入料液池,自流或泵入萃取工序。

(5)堆场要与矿石破碎一入堆相衔接,减少矿石运输距离,降低入堆成本,做到最低成本化原则。
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