某氧化铜矿石的硫酸搅拌浸出试验研究

孙敬锋，廖 璐，李红立，王林祥，訾建新

（内蒙古自治区矿产实验研究所，内蒙古 呼和浩特 010031）

我国氧化铜矿资源储量丰富，随着高品位易选硫化铜矿资源的不断减少，氧化铜矿的开发利用日益引起重视。由于大部分氧化铜矿石都具有含泥量大、氧化率高、结合铜含量高、细粒不均匀嵌布、氧硫混杂、多种矿物共存等特点［1］，浮选前一般都需要硫化处理，工艺较为复杂，且难以提高铜精矿品位。直接浸出法成本低、工艺简单、环境污染小，是处理氧化铜矿石的有效方法［2-4］。针对某氧化铜矿石进行了搅拌浸出试验研究。

1 矿石性质

试验矿样为内蒙某氧化铜矿石，矿石矿物主要有孔雀石、硅孔雀石，其次为蓝铜矿、黑铜矿、辉铜矿、黄铁矿、褐铁矿等；脉石矿物主要为石英，其次为方解石、白云石等。主要目的矿物为孔雀石和硅孔雀石，其中孔雀石的相对可浮性较好，硅孔雀石可浮性差。矿石含泥量较大，需要在浮选前预先脱泥。

原矿主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2。

表1 原矿主要化学成分分析结果 %

表2 铜物相分析结果

2 试验方法

以硫酸为浸出剂，在常温常压下搅拌浸出铜。原矿磨至一定细度，控制液固体积质量比，放入机械搅拌浸出槽中，反应一段时间后，对浸出尾渣水洗烘干，分析铜品位并计算铜浸出率。

3 试验结果及讨论

3．1 单因素对照条件试验

3．1．1 磨矿细度对铜浸出效果的影响

矿浆液固体积质量比为4∶1，浸出时间为6 h，硫酸质量浓度为40g／L，搅拌速度为300 r／min。磨矿细度对铜浸出率的影响试验结果见表3。可以看出：磨矿细度在-200目占85%以下时，铜浸出率随磨矿细度提高而增大；磨矿细度提高到-200目占95%时，铜浸出率反而降低。这是因为在一定粒度范围内，矿粒越细，比表面积越大，与浸出剂的接触面积越大，对浸出越有利；但矿石过细时，矿浆的黏稠度增大，反而不利于传质。因此，磨矿细度以-200目占85%较为适宜。

表3 磨矿细度对铜浸出率的影响

3．1．2 矿浆液固体积质量比对铜浸出率的影响

磨矿细度为-200目占85%，浸出时间为6 h，硫酸质量浓度为40g／L，搅拌速度为300 r／min。液固体积质量比对铜浸出率的影响试验结果见表4。

表4 矿浆液固体积质量比对铜浸出率的影响

由表4看出：矿浆液固体积质量比在2∶1～4∶1之间时，随液固体积质量比增大，矿浆黏稠度降低，矿粒扩散速度加快，铜浸出率提高；当液固体积质量比超过4∶1后，矿粒扩散速度不再是影响浸出反应的主要因素，而液固体积质量比的增大会引起单位体积内矿粒数减少，反而不利于反应的进行，铜浸出率有所降低。因此，矿浆液固体积质量比以4∶1为宜。

3．1．3 搅拌时间对铜浸出率的影响

磨矿细度为-200目占85%，矿浆液固体积质量比为4∶1，硫酸质量浓度为40g／L，搅拌速度为300r／min。搅拌时间对铜浸出率的影响试验结果见表5。

表5 搅拌浸出时间对铜浸出率的影响

从表5看出：随搅拌时间延长，铜浸出率逐渐升高；反应6h之前，铜浸出率增加明显；反应6h之后，铜浸出率变化不大，说明此时反应已达到平衡，再延长浸出时间对提高铜浸出率意义不大。因此，搅拌时间以6h为宜。

3．1．4 硫酸质量浓度对铜浸出率的影响

磨矿细度为-200目占85%，矿浆液固体积质量比为4∶1，搅拌时间为6h，搅拌速度为300 r／min。硫酸质量浓度对铜浸出率的影响试验结果见表6。

表6 硫酸质量浓度对铜浸出率的影响

由表6看出：随硫酸质量浓度增大，铜浸出率显著提高；硫酸质量浓度超过30g／L以后，矿石中可浸铜已基本反应完全，再增加硫酸用量铜浸出率不再提高，基本维持在84．10%左右。试验确定最佳硫酸质量浓度为30g／L。

3．1．5 搅拌速度对浸出效果的影响

磨矿细度为-200目占85%，矿浆液固体积质量比为4∶1，搅拌浸出时间为6h，硫酸质量浓度为30g／L。搅拌速度对硫酸浸出铜的影响试验结果见表7。

表7 搅拌速度对铜浸出率的影响

从表7可知：随搅拌速度增大，浸出产物在矿浆中的扩散速度加快，铜浸出率提高迅速；但搅拌速度超过200r／min时，铜浸出率反而出现略微下降，这可能是因为搅拌速度过大时，矿粒被矿浆涡流吸住，在矿浆中的扩散受限所致。同时，搅拌速度过高也会增大能耗，综合考虑，确定搅拌速度以200r／min为宜。

3．2 最佳条件验证试验

根据以上单因素条件试验结果，在常温常压下搅拌浸出氧化铜矿石。工艺参数为：磨矿细度为-200目占85%，矿浆液固体积质量比为4∶1，搅拌时间为6h，硫酸质量浓度为30g／L，搅拌速度为200r／min。3次验证试验结果表明铜浸出率均在84%以上。

4 结论

用硫酸搅拌浸出含泥量较高的氧化铜矿石是可行的，与硫化浮选法相比，具有成本低、工艺简单、环境污染小、铜浸出率高等优点，可在实际生产中应用。对内蒙某氧化铜矿石在常温常压下进行硫酸搅拌浸出铜，最佳条件下，铜浸出率可达到84%，效果较好。

［1］屈时汉．浅析低品位氧化铜的湿法冶金［J］．江西有色金属，1996，10（1）：34-37．

［2］陈春林，张旭，包宏伟，等．低品位氧化铜矿石的硫酸浸出试验研究［J］．湿法冶金，2008，27（3）：154-157．

［3］姚高辉，严佳龙，王洪江，等．高含泥量氧化铜矿加温搅拌浸出试验研究［J］．中国科技论文在线，2010，5（11）：855-860．

［4］李荣改，宋翔宇，乔江辉，等．含泥难选氧化铜矿石选矿工艺研究［J］．矿冶工程，2008，28（4）：46-17．