金銅混合礦中銅的浸出工藝研究

作者：紅星機器 發表于： 2016-04-18 15:31:41

楊帥軍老師 紅星技術工程師

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由于金礦中銅品位的升高導致金銅混合礦石成為常見的難浸礦石之一，因此，有效避免銅對金回收率的影響是處理金銅混合礦亟待解決的技術難題。紅星機器廠針對紫金山某低品位金銅礦進行金銅混合礦綜合利用工業試驗研究，為該類資源的綜合利用提供可靠的技術支撐。

一、礦石性質

礦石采自紫金山金銅礦，主要礦物組成（%）：石英70.90、明礬石14.58、黃鐵礦6.94、地開石6.23、其他1.35。入堆礦石含金0.1g/t，主要成分（%）：Cu0.23、Fe2.20、S4.53、A2O311.17、Ｋ2O2.01、SiO270.74。銅的物相分析結果（%）：次生硫化銅72.35、原生硫化銅18.82、自由氧化銅5.29、結合氧化銅3.53。金的化學物相分析結果（%）：裸露金52.52、硅酸鹽及其它包裹金24.46、硫化物包裹金15.83、碳酸鹽及氧化物包裹金7.19。

二、試驗方法

按照堆場建設規范鋪設100mm黃土、2mmhdPE膜和400g/m2無紡土工布三層防滲結構建設千噸級工業試驗堆場，堆場規模長18m×寬18m×高5m。礦石經紅星機器鄂式破碎機破碎到P80＝50mm后進行筑堆，入堆礦石量3698t。采用銅濕法廠生產系統萃余液進行生物堆浸工業試驗，浸出液進入萃取系統回收銅，萃余液返回堆場噴淋。浸出過程中，每日檢測噴淋液和浸出液的Ph、Eh以及Cu2+、FE2+、全鐵（tFE）濃度等參數；計量噴淋液和浸出液流量，計算液計銅、鐵的浸出率。生物堆浸提銅10、30、50、80天時，采用鉆孔取樣、網格布點的方式分別采集6個點、2個高度（上層1～2m、下層3～4m）的浸出渣，計算渣計銅的浸出率。生物堆浸浸出周期80d。

生物浸出結束后，采用水洗—堿洗工藝進行生物堆浸渣的介質轉換，使堆內環境由酸性轉為堿性，確保后續氰化浸出在堿性環境中進行。采用間歇噴淋方式洗滌，洗6h停2h蓄水。水洗4d，洗滌比1：3.7，噴淋強度50l/（m2·h），水洗液返回萃余液系統。水洗結束后采用氫氧化鈉溶液進行間歇噴淋堿洗5d，洗滌比1：2.8，噴淋強度33.3l/（m2·h），第一天開路堿洗，后續循環堿洗。定期采集洗脫水樣測定銅、鐵離子濃度，測量洗脫水量，計算洗脫銅、鐵金屬量，洗脫銅金屬量與入堆銅金屬量的比值即為水洗、堿洗階段銅的洗脫率。開路堿洗液（Ph2～3）可進入萃余液池。介質轉換完成后，進行堆浸氰化—貴液炭吸附提金工業試驗。

三、試驗結果與討論

1、生物堆浸提銅

（1）過程參數變化

生物堆浸提銅過程中，噴淋液氧化還原電位基本穩定，平均746mV。浸出前期，浸出液的電位低于噴淋液的電位，主要因為噴淋液中帶入的微生物在礦物表面有一定的適應期，其氧化活性相對較低。30d后，隨著浸出時間的延長，細菌數量和活性增加，浸出體系FE2+氧化為FE3+，浸出液電位逐漸升高，高升到880mV。噴淋液Ph平均值1.55；受噴淋液Ph波動的影響，浸出液Ph呈現與噴淋液Ph基本相同的變化規律，Ph在1.37～1.85之間波動，平均1.60；浸出后期，浸出液Ph略低于噴淋液。此時，堆內部分黃鐵礦在微生物作用下被氧化，產生一定量的酸和鐵，使浸出液Ph降低。浸出液的鐵離子濃度隨時間的變化趨勢與噴淋液變化趨勢基本一致，波動范圍較大。

（2）銅浸出率

金銅混合礦生物堆浸工業試驗銅的浸出分3個階段：第1階段（0～33d），銅浸出率隨著時間的延長快速上升，累計液計銅浸出率達39.3%，浸出速率較快；第2階段（34～70d），期間生產上管道檢修停噴5d，銅浸出率上升緩慢，本階段銅浸出率提高6.5個百分點，累計液計銅浸出率為45.8%；第3階段（70d后，以休閑為主），銅浸出率僅上升0.6個百分點，浸出時間80d，液計銅浸出率為46.4%。第2和第3階段，銅的浸出速率較慢，后44d銅浸出率只增加了7個百分點左右。

隨著浸出時間的延長，同一取樣點同一高度浸出渣樣品的銅品位逐漸下降，浸出30d、50d、80d時混合樣的銅品位分別為0.23%、0.18%、0.135%。浸出80d時，除個別點較高外，銅品位均降到較低水平。對比同一時期液計和渣計銅的浸出率，結果較為接近。浸出30d和50d時，渣液銅的浸出率較為接近。由于本次生物堆浸工業試驗堆高僅有5m，試驗期間正處冬季，堆內溫度很難維持在較高水平，不利銅藍礦物的浸出。并且試驗周期很短，僅80d，礦物中的銅藍、藍輝銅礦轉變的銅藍以及硫砷銅礦在較短時間和較低溫度下未得到有效浸出。如果工業生產中提高堆高到8～10m，延長生物提銅周期到150～180d，銅浸出率可得到有效提高。

2、介質轉換

生物堆浸渣水洗階段Ph從1.47上升到2.33，銅、鐵濃度分別降到0.08g/l、0.28g/l，水洗階段銅洗脫率為2.7%。開始堿洗時由于堆內呈酸性，洗脫液的Ph較低，且在堿洗前30h時波動范圍較大。堿洗30h后洗脫液的Ph逐漸穩定在10左右。堿洗110h時，洗脫液的Ph上升到12，洗脫液Ph達11.5。堿洗洗脫液中銅、鐵離子濃度隨洗滌時間的變化逐漸降低，堿洗第5天，銅、鐵濃度分別降到8mg/l、8.6mg/l，堿洗階段銅的洗脫率為0.1%。

3、氰化提金

噴淋第1天貴液金濃度高達0.6mg/l，隨氰化時間的延長，金的浸出速率逐漸降低，貴液金濃度逐漸降低，第14天金濃度降低到0.12mg/l。由于第8天和第11天貴液分別經過處理，銅離子濃度降低，提高了后續金的浸出。之后，貴液中金濃度逐漸升高，第22～25天，金濃度維持在0.28mg/l。液計金的浸出率隨著浸出時間的延長逐漸升高。前14天金浸出率上升較快，第14天金的浸出率即達40.9%；隨后金的浸出速率降低，后13天平均日浸出率僅增加0.96%。26日停止噴淋，28～30日清水洗堆時將堆內浸出的金洗脫下來，金的浸出率快速上升，根據洗堆過程定期取洗脫水綜合樣測定銅、金濃度及相應浸出液流量，計算清水洗堆金的洗脫率為7.3%。工業試驗堆浸氰化和洗堆合計液計金的浸出率為58.7%。

根據生物提銅—介質轉換—氰化提金工業試驗金、銅浸出情況可知，氰化階段渣計金、銅的浸出率分別為50.0%、13.9%，加上生物浸出銅浸出率41.3%，累積渣計銅浸出率為55.2%；渣計金的浸出率50%。根據氰化尾渣銅化學物相分析結果，氰化尾渣中銅主要以次生硫化銅礦和原生硫化銅礦為主，次生硫化銅礦含量由原礦中的0.123%降到0.057%。原生礦在反應體系很難浸出，由原礦中的0.032%上升到0.034%。自由氧化銅由原礦0.009%降到0.002%。

四、經濟估算

根據千噸級工業試驗的技術指標，計算噸礦生產總值。計算結果表明，針對紫金山低品位金銅混合礦（Cu0.23%，Au0.18g/t），千噸級工業試驗噸礦生產總值75.11元，噸礦生產總成本72.24元，具有一定的經濟效益。如工業生產中提高堆高，延長浸出周期，銅浸出率可得到有效提高，將取得更顯著的經濟效益。此工藝可經濟有效回收金銅混合礦石中的銅、金資源，在處理低品位金銅混合礦中有較廣闊的應用前景。

通過以上對金銅混合礦浸染工藝的研究分析，有效延長了銅的浸染周期，并使銅的浸出率得到了很大地提高，取得了非常顯著的經濟效益。