从硫化铜矿石中回收铜的方法技术

本发明专利技术涉及从含有黄铁矿的硫化铜矿石中回收铜的方法。根据该方法，矿石进行研磨，在常压条件下通过三价铜，浸出到含有硫酸的溶液中。当硫化铜浸出时，三价铁还原为二价，在浸出过程中通过氧氧化回三价。在密闭的反应器中进行浸出，从溶液中上升的并且聚集到反应器上部的不溶解气体循环回溶液、固体和气体的悬浮液中。在存在二价和三价铁并优选具有溶解的铜（作为催化剂以促进浸出）的条件下进行浸出。调整条件使得矿石的黄铁矿基本上不溶解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从含有黄铁矿的硫化铜矿石中回收铜的方法。根据该 方法，矿石进行细磨，在常压条件下通过三价铜，浸出到含有硫酸的 溶液中。当硫化铜浸出时，三价铁还原为二价，在浸出过程中通过氧 氧化回三价。在密闭的反应器中进行浸出，从溶液中上升的并且聚集 到反应器上部的不溶解气体循环回溶液、固体和气体的悬浮液中。在 存在二价和三价铁并优选具有溶解的铜(作为催化剂以促进浸出)的条 件下进行浸出。调整条件使得黄铁矿基本上不溶解。
技术介绍
含有硫化铜的矿石的重要部分是黄铜矿矿石，CuFeS2，其中在富集 后的最常用处理方法是火法冶金熔炼-阳极铸造-电解精炼。然而如今， 对于硫化铜矿石湿法冶金处理也感兴趣，第一处理阶段本身也通常是 形成浮选精矿，之后通常在高压釜条件下进行至少一个精矿浸出阶段。 硫化铜的另一主要形式是辉铜矿，Cu2S,主要以与黄铜矿相同的方式 进行处理。黄铜矿和辉铜矿通常存在于相同的矿石中，通常黄铜矿量 是主要的。在例如W0公开2005/042790和2005/005672中描述了在含有硫酸 的溶液中借助于三价铁对含有黄铜矿和/或辉铜矿的矿物进行浸出。在 这两种情况下，在浸出中形成的二价铁在高压釜条件下氧化为三价， 尽管至少部分精矿浸出能在常压条件下进行。在浸出中形成的疏酸铜 溶液进行常规铜回收。在美国专利公开4,115,221中描述了从黄铜矿及其他硫化物中湿法冶金回收铜的方法。在这种方法中，石危化物矿物研磨成颗粒尺寸最 大为l微米的细度。硫化物固体浸出到酸性溶液中，其中三价铁离子 量在化学计量上足以氧化在硫化铜材料中含有的铜。通过从中沉淀硫酸亚铁，从硫酸铜溶液中除去部分铁，之后溶液进行铜电解。离开电 解的溶液(相对于铜是稀释的)，进行分离阶段，其中在溶液返回硫化 物浸出前将仍在溶液中的二价铁氧化成三价。在该方法中，用于浸出 的三价铁的浸出和形成在不同的阶段进行。EP专利815， 270描述了浸出硫化物矿物(所述矿物也含有铁)的方 法。根据该方法，矿物研磨成P80为20微米或更小的细度。在敞口反 应器中通过三价铁和硫酸进行浸出，在反应器中添加氧以将在疏化物 浸出中形成的二价铁氧化回三价铁。在公开中的所有实施例描述了浮 选精矿的处理。在浸出中形成的疏酸铜溶液进行常规萃取和电解沉积。认为上述最后两种为常压的方法的缺点是为了进行浸出，矿物不 得不研磨得非常细，消耗能量从而增加研磨成本。此外，后者方法在 敞口反应器进行氧化时，不得不供给过量的氧，因为其不能完全返回 循环。本专利技术的目的本专利技术的目的是消除上述方法的缺点。含有黄铁矿的含硫化铜矿 石以比上述方法粗得多的形式供给浸出，从而节约研磨成本。在常压 条件下在密闭的反应器中在相同阶段使用氧进行矿石的浸出并将二价 铁氧化成三价铁，使得氧的效率比敞口反应器中的高。酸性含铁溶液 用于矿石浸出，除二价铁和三价铁外所述溶液也包括用于促进浸出的 作为催化剂的铜。专利技术概述在附加权利要求中本专利技术的主要特征是显而易见的。 本专利技术涉及从含有黄铁矿的硫化铜矿石中浸出铜的方法，在单一 阶段中将磨细的矿石浸出到含有硫酸和铁的溶液中。矿石的颗粒尺寸 约95 -100%小于150jum。在浸出阶段供给氧，在常压条件下使用铁浓 度约20-50 g/1的溶液进行浸出，其中三价铁量至少为10 g/1，在浸 出开始时铜量为8-12 g/1。附图说明图1中显示根据本专利技术的方法的流程图。 专利技术的详细说明根据本专利技术的方法特别适于辉铜矿类型疏化铜-黄铁矿矿石的浸 出，尽管它也可适于其它硫化物矿石的浸出。下面参考图l描述该方 法。本方法的目的是浸出硪化物矿石，特别是无需富集预处理。调整 浸出阶段l的条件使得矿石中含有的黄铁矿尽可能少的发生溶解。研磨矿石到颗粒尺寸95-100 %小于150微米以进行浸出，优选尺寸约为 50-150 iam,使得其尽可能少的含有细颗粒部分。将研磨的矿石供给到 第一浸出反应器中。根据需要可对浸出阶段中串联反应器的数目加以 变化，但是在相同阶段过程中进行矿石浸出并将二价铁氧化成三价铁。在硫化铜矿石浸出中典型地存在下述反应Cu2S+2Fe2 (S04) 3 — 2CuS04+S+4FeS04 (1)CuS+Fe2 (S04) 3 — CuS04+S+2FeS04 (2)S+3Fe2 (S04) 3+H20 — 6FeS04+4H2S04 (3)ZFeSO^^SO^1/^ — Fe2 (S04) 3+H20 (4)FeS2+H20+3y202 — FeS04+H2S04 (5)具有硫酸浓度至少20 g/l，优选70-95 g/1的溶液用于浸出硫化 铜矿石。溶液中总铁量是20-70 g/l，三价铁量至少IO g/l。优选调 节FeVFe、匕在0.5-1.2，在浸出开始时溶解的铜量约8-12 g/l。优 选地，溶液为多数铜已经除去的萃取阶段的萃余液。当用于浸出的溶 液为上述类型时，已经发现反应1、 2和4几乎百分之百进行，但是反 应3仅约5%和反应5(黄铁矿的溶解)约3%。如能从上述反应看到的， 在反应3和5中仅生成石危酸，所有剩余的硫以元素硫形式回收。当用于矿石浸出的溶液中存在铜时，有助于控制浸出的氧化还原 电位。明显地，溶液的铜浓度随着浸出进行增加，因为目的是浸出矿 石中的铜，但通常在根据现有技术的浸出中，萃余液的铜浓度低，小 于2 g/1。调整浸出电位在浸出结束时为450-550 mV相对Ag/AgCl电极。除 铜浓度外相对高的铁浓度有助于上述电位水平调整。电位调整也有助 于限制消耗大量氧并增加中和需要的黄铁矿溶解。在85-95t:的温度进行硫化铜矿石浸出。间接调节反应器温度。 一种间接温度调节方式是使用挡板(baffles)，其中介质例如蒸汽或 冷却液进行循环。另一方法是对反应器装备加热/冷却螺旋管。间接调 节的优点是无需在浸出阶段引入过量水。浸出母液即萃余液，通过浸 出产生的反应热预热到70-80X:温度。典型地，在所有的浸出阶段反应器中供给氧以将二价铁氧化成三 价铁，但是对每一反应器供给氧并不是绝对必要的。能以氧、富氧空 气或空气形式供给氧。通过精确温度控制，还可调节黄铁矿的溶解， 从而限制浸出成本。反应器装备有效混合器，其保持固体、液体和气 体悬浮。反应器中保持的有效混合能够将相当粗的固体供给到浸出阶 段。优选在混合单元下供给氧化气体，混合器将其吸入到悬浮液中。 混合单元优选由位于同轴上的两个具有适合于目的的形状的桨叶式混 合器构成。调整混合器桨叶端速小于5 m/s，使得混合器桨叶基本上 不磨损。反应器装备盖板(cover )，使得在悬浮液上聚集的气体能借助上 浆叶式混合器循环回到悬浮液中，从反应器上部仅除去相当于除气体 中氧以外的其它气体量的量。然而反应器并不是高压釜，而是在大气 压力下操作。悬浮液作为溢流从一个反应器流到另 一反应器中。在浸出中形成的已知为PLS (富集浸出溶液)的含有硫酸铜的溶 液，进行固体分离和冷却。能在例如两个阶段例如稠化和过滤进行固 体分离，但是在举例说明中为了简化，描述为一个阶段。分离2的底 流由矿石夹杂物(硅酸盐)、未溶解的矿石例如黄铁矿、石骨和在反应 中生成的少量元素硫组成。分离2的溢流是硫酸铜溶液，铜浓度约 20-50 g本文档来自技高网...

【技术保护点】
从硫化铜－黄铁矿矿石中浸出铜的方法，其中将磨细的矿石供给到含有硫酸和铁的溶液中，所述铁在浸出过程中被氧化，特征在于硫化铜矿石研磨到９５－１００％小于１５０μｍ的粗度，并进行浸出阶段，在常压条件下使用铁浓度约２０－７０ｇ／ｌ的溶液进行浸出，其中三价铁量至少１０ｇ／ｌ，在浸出开始时铜的量为８－１２ｇ／ｌ，Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］浓度最小为２０ｇ／ｌ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SE胡尔特霍尔姆，L罗森巴克，M哈帕莱宁，
申请(专利权)人：奥图泰有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]