權利要求

1.調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機進料粒度要求； 步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉緩沖后，通過螺旋加料器均勻給料至球磨機； 步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％； 步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過輸送泵泵送至水力旋流器進行分選，將粗粒級石灰石礦漿返回球磨機繼續(xù)球磨，細粒級石灰石礦漿泵送至攪拌槽； 步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機泵送至中和反應槽，使參與反應萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配； 步驟6：通過在線pH計實時監(jiān)測pH值，待中和反應槽中溶液pH＝1.2-1.5時，自動聯(lián)鎖開啟漿液輸送泵； 步驟7：將步驟6中和反應后的漿液通過漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場。2.如權利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述步驟1中球磨機進料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。 3.如權利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。 4.如權利要求1所述的調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，其特征在于，所述步驟7中耙式濃縮機濃縮時加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

說明書

技術領域

本發(fā)明屬于濕法冶金堆浸領域，具體涉及調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法。

背景技術

“生物堆浸-萃取-電積”流程作為處理低品位礦石的工藝，具有資源利用高效，工藝流程短，生產(chǎn)成本低，污染小等優(yōu)點，越來越受到人們的重視，尤其在處理低品位次生硫化銅銅礦中得到了廣泛應用，目前全球已有20余座次生硫化銅礦礦山采用該項技術。

次生硫化銅礦中往往伴生有黃鐵礦，在次生硫化銅礦生物堆浸過程中，黃鐵礦發(fā)生氧化反應產(chǎn)生三價鐵與硫酸，氧化放出的熱量以及產(chǎn)生的三價鐵促進次生硫化銅礦的浸出。但如果次生硫化銅礦中伴生的黃鐵礦較多，而耗酸脈石較少的情況下，隨著溶液不斷在系統(tǒng)中循環(huán)，黃鐵礦的氧化會導致系統(tǒng)中酸鐵積累過剩，對后續(xù)萃取電積造成不利影響，萃取返酸以及沉礬產(chǎn)酸等原因則會加劇系統(tǒng)中酸過剩的情況。

一般的生產(chǎn)實踐中，通常采用石灰或者石灰石中和萃余液的方法來降低系統(tǒng)中的酸度，但是傳統(tǒng)的中和方法往往比較粗放，對石灰或者石灰石的利用率不高，會產(chǎn)生大量中和渣，大量的中和渣又帶走大量的銅，造成損失；在破碎礦石中加入破碎的石灰石，也是一種精準高效調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，但是這種方法在實際操作中，硫酸會首先與石灰石反應，造成銅浸出的延遲，并且隨著石灰石的消耗以及鈍化，將不會再起到相應的作用；“一種硫化銅礦生物堆浸系統(tǒng)調(diào)控酸和鐵的方法”(CN107354298B)提出可以通過每層堆浸單元浸出完成后，在上層鋪設一定粒度、厚度的石灰石，通過對石灰石層厚度的控制，來調(diào)節(jié)堆浸系統(tǒng)中的酸鐵濃度，但這種方法僅能在初期對系統(tǒng)中的酸鐵濃度作出一定調(diào)整，隨著堆浸的進行，石灰石消耗以及石灰石表面與硫酸反應鈍化，將不會再起到相應的作用。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是：如何提供一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，用于解決系統(tǒng)中石灰石的利用率不高，產(chǎn)生大量中和渣體，大量的中和渣體又帶走大量的銅，造成損失的問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，包括以下步驟：

步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機進料粒度要求；

步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉緩沖后，通過螺旋加料器均勻給料至球磨機；

步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％；

步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過輸送泵泵送至水力旋流器進行分選，將粗粒級石灰石礦漿返回球磨機繼續(xù)球磨，細粒級石灰石礦漿泵送至攪拌槽；

步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機泵送至中和反應槽，使參與反應萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配；

步驟6：通過在線pH計實時監(jiān)測pH值，待中和反應槽中溶液pH＝1.2-1.5時，自動聯(lián)鎖開啟漿液輸送泵；

步驟7：將步驟6中和反應后的漿液通過漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場。

其中，所述步驟1中球磨機進料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。

其中，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。

其中，所述步驟7中耙式濃縮機濃縮時加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具備如下有益效果：本方法全流程不間斷中和的方法，通過對石灰石進行破碎、球磨，增大中和反應界面，相較于傳統(tǒng)中和法，有利于提高石灰石利用率，同時通過在線監(jiān)測pH值，精準中和系統(tǒng)中的自由酸，減少三價鐵沉淀產(chǎn)生，降低石灰石消耗量，從而降低中和渣量，減少氫氧化鐵膠體夾帶銅導致的損失。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。

一種調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法，包括以下步驟：

步驟1：將石灰石經(jīng)一段破碎、二段破碎至滿足球磨機進料粒度要求；

步驟2：將破碎后石灰石顆粒經(jīng)料倉緩沖后，通過螺旋加料器均勻給料至球磨機；

步驟3將破碎石灰石顆粒繼續(xù)球磨至粒徑滿足水力旋流器分選要求，并在球磨機中加水，調(diào)節(jié)石灰石礦漿濃度至15％-30％；

步驟4：將球磨后石灰石礦漿通過輸送泵泵送至水力旋流器進行分選，將粗粒級石灰石礦漿返回球磨機繼續(xù)球磨，細粒級石灰石礦漿泵送至攪拌槽；

步驟5：將攪拌后石灰石礦漿與二段萃取槽外排萃余液經(jīng)液體連續(xù)攪拌機泵送至中和反應槽，使參與反應萃余液中酸含量與石灰石含量相匹配；

步驟6：通過在線pH計實時監(jiān)測pH值，待中和反應槽中溶液pH＝1.2-1.5時，自動聯(lián)鎖開啟漿液輸送泵；

步驟7：將步驟6中和反應后的漿液通過漿液輸送泵泵送至耙式濃縮機，溢流后液體溶液外排至萃余液池，固體中和渣分散堆排至堆浸場。

其中，所述步驟1中球磨機進料粒度要求為石灰石顆粒粒徑P80＝12.5mm。

其中，所述水力旋流器分選要求為石灰石顆粒粒徑P80＝0.15mm。

其中，所述步驟7中耙式濃縮機濃縮時加入絮凝劑，加快固體顆粒凝結(jié)。

實施例1

硫酸銅硫酸同CaCO 3反應方程式如下所示(與生石灰CaO，熟石灰Ca(OH) 2反應同理，只是無明顯CO 2產(chǎn)生)：

CaCO 3+H 2SO 4+H 2O→CaSO 4·2H 2O+CO 2

Fe 2(SO 4) 3+3CaCO 3+5H 2O→3CaSO 4·2H 2O+Fe(OH) 3+3CO 2

HSO 4 -及HCO 3 -可能作為中間產(chǎn)物產(chǎn)生，同時Fe(III)水解沉淀及成礬沉淀也會降低溶液中的Fe(III)濃度。

1mol碳酸鈣消耗1mol酸，即100g碳酸鈣消耗98g硫酸。

3mol碳酸鈣消耗2mol Fe(III)，即300g碳酸鈣消耗112g Fe(III)。

由以上方程式得知：(1)中和每單位質(zhì)量的Fe(III)所需要的碳酸鈣約為中和每單位質(zhì)量硫酸的2.6倍，這將大大增加中和成本；

(2)中和每摩爾的Fe(III)所產(chǎn)生的中和渣量約為中和每摩爾硫酸的2倍，且產(chǎn)生的Fe(OH) 3常呈膠體存在，并且沉淀時會帶走大量溶液，這將大大增加銅損失；

(3)Fe(III)在一定程度上可以有助于輝銅礦浸出，大幅降低Fe(III)濃度可能對浸出率造成不利影響；

(4)隨著中和后系統(tǒng)pH值的升高，部分Fe(III)會在堆場內(nèi)部沉淀，F(xiàn)e(III)會達到一定的平衡濃度；

(5)萃取-電積流程中可以通過洗滌降低Fe(III)對電積效率的影響。

由于H 2SO 4相較于Fe 2(SO 4) 3有較強的反應活性，故在系統(tǒng)中CaCO 3將優(yōu)先與H 2SO 4發(fā)生反應；因Fe(III)沉淀pH值與濃度相關，在本系統(tǒng)中Fe(III)濃度較高，加之不可避免與部分CaCO 3發(fā)生反應，往往在pH值達到1.7左右時便可發(fā)生沉淀，至pH值達到3.0左右便可沉淀完全。

所以可以通過計算中和反應所需要的碳酸鈣量，控制參加反應的碳酸鈣量，以及中和反應后料液的pH值，調(diào)節(jié)反應pH值精準調(diào)控Fe(III)沉淀。故本方法僅處理堆浸系統(tǒng)溶液中的自由酸。

銅濃度高，石膏的形成會造成銅損失較大；石膏會在一段萃取槽E1及二段萃取槽E2產(chǎn)生沉淀，尤其是二段萃取槽E2，溫度較高，石膏溶解度降低，導致夾帶增加，影響后續(xù)萃取。

緬甸某次生硫化銅礦項目采用“生物堆浸-萃取-電積”流程生產(chǎn)陰極銅，在投產(chǎn)初期，由于入堆礦石啟動噴淋時采用添加硫酸啟動方式，且上堆礦石以低粘土硬礦石為主，滲濾性良好，系統(tǒng)凈產(chǎn)酸，導致一年內(nèi)噴淋液酸度達到15gpl，鐵濃度達到20gpl，酸鐵濃度迅速提升，已經(jīng)影響到萃取電積車間生產(chǎn)效率。為了降低系統(tǒng)的酸鐵濃度，保障萃取電積車間的高效運行，該項目開始啟用中和車間對萃余液進行中和，中和車間實際運行12個月。歷史月處理量平均每天中和萃余液3000方，每月中和萃余液90000方。萃余液中和前平均酸濃度13.09gpl，中和后平均酸濃度1.42gpl。月中和處理量與同損失率對比可以看出與中和處理量相比，銅損失率呈現(xiàn)負相關，月處理量超過十萬方，銅損失率約為10％。中和前后總鐵濃度基本沒變，只中和了酸。中和車間運行期間共消耗石灰石1.49萬噸，中和酸1.18萬噸，平均中和每千克酸需要1.26千克石灰石，石灰漿液平均固體百分比為15.85％，產(chǎn)生3.06千克中和渣(含水率67.31％)，中和渣平均含銅0.45％。運行期間累計中和萃余液111.35萬方，共消耗石灰石(CaCO3)1.49萬噸，產(chǎn)生中和渣3.24萬噸。隨著上堆礦石性質(zhì)的變化，黏土礦的大量上堆使得堆浸系統(tǒng)的酸度有所降低，中和車間運行一年后，系統(tǒng)內(nèi)中間液平均酸度已降低至7.3gpl，故停止了中和車間的作業(yè)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。

調(diào)控次生硫化銅礦堆浸系統(tǒng)中溶液酸度的方法.pdf